ระบบกล้ามเนื้อ

กล้ามเนื้อ (อังกฤษ: muscle; มาจากภาษาละติน musculus "หนูตัวเล็ก" [1]) เป็นเนื้อเยื่อที่หดตัวได้ใน
ร่างกาย เปลี่ยนแปลงมาจากเมโซเดิร์ม (mesoderm)
ของชั้นเนื้อเยื่อในตัวอ่อน และเป็นระบบหนึ่งของร่างกายที่สำคัญต่อการเคลื่อนไหว
ทั้งหมดของร่างกาย แบ่งออกเป็นกล้ามเนื้อโครงร่าง
 (skeletal muscle), กล้ามเนื้อเรียบ (smooth muscle), และกล้ามเนื้อหัวใจ (cardiac muscle)
 [2] ทำหน้าที่หดตัวเพื่อให้เกิดแรงและทำให้เกิดการเคลื่อนที่ (motion)
รวมถึงการเคลื่อนที่และการหดตัวของอวัยวะภายใน กล้ามเนื้อจำนวนมากหดตัวได้นอกอำ
นาจจิตใจ และจำเป็นต่อการดำรงชีวิต เช่น การบีบตัวของหัวใจ หรือการบีบรูด (peristalsis)
ทำให้เกิดการผลักดันอาหารเข้าไปภายในทางเดินอาหาร การหดตัวของกล้ามเนื้อที่อยู่ใต้อำ
นาจจิตใจมีประโยชน์ในการเคลื่อนที่ของร่างกาย และสามารถควบคุมการหดตัวได้ เช่นการก
ลอกตา หรือการหดตัวของกล้ามเนื้อควอดริเซ็บ (quadriceps muscle) ที่ต้นขา

ใยกล้ามเนื้อ (muscle fiber) ที่อยู่ใต้อำนาจจิตใจแบ่งกว้าง ๆ ได้เป็น 2
ประเภทคือ กล้ามเนื้อ
fast twitch และกล้ามเนื้อ slow twitchกล้ามเนื้อ slow twitch สามารถหด
ตัวได้เป็น
ระยะเวลานานแต่ให้แรงน้อย ในขณะที่กล้ามเนื้อ fast twitch สามารถห
ดตัวได้รวดเร็วและให้แรงมาก แต่ล้าได้ง่าย

กายวิภาคศาสตร์

กล้ามเนื้อส่วนใหญ่ประกอบด้วยเซลล์กล้ามเนื้อ ภายในเซลล์มีไมโอไ
ฟบริล (myofibril)
ซึ่งภายในมีซาร์โคเมียร์ (sarcomere) ประกอบด้วยแอกติน (actin) แ
ละไมโอซิน (myosin)
ใยกล้ามเนื้อแต่ละเส้นล้อมรอบด้วยเอนโดไมเซียม (endomysium) หร
ือเยื่อหุ้มใยกล้ามเนื้อ
ใยกล้ามเนื้อหลายๆ เส้นรวมกันโดยมีเพอริไมเซียม (perimysium)
กลายเป็นมัดๆ เรียกว่า
ฟาสซิเคิล (fascicle) มัดกล้ามเนื้อดังกล่าวจะรวมตัวกันกลายเป็นก

ล้ามเนื้อซึ่งอยู่ภายในเ
ยื่อหุ้มที่เรียกว่าเอพิไมเซียม (epimysium) หรือ เยื่อหุ้มมัดก
ล้ามเนื้อ Muscle spindle จะอยู่ภายในกล้ามเนื้อและส่งกระแสปร
ะสาทรับความรู้สึกกลับมาที่ระบบประสาทกลาง (central nervous system)

กล้ามเนื้อโครงร่างเป็นกล้ามเนื้อที่ยึดต
ิดอยู่กับเนื้อเยื่อกระดูก (skeletal muscl
e) ซึ่งแตกต่า
งจากกล้ามเนื้อหัวใจหรือกล้ามเนื้อเรียบ
กล้ามเนื้อโครงร่างจะเรียงตัวอยู่
แยกจากกัน เช่นในกล้ามเนื้อไบเซ็ปส์
เบรกิไอ กล้ามเนื้อประเภทนี้จะมีเอ็นกล้ามเนื้อ (tend
on) ที่ยึดกับปุ่มนูนหรือปุ่มยื่นของกระดูก 
ในทางตรงกันข้าม
 กล้ามเนื้อเรียบจะพบได้หลายขนาดในอว
ัยวะเกือบทุกชนิด เช่นในผิวหนัง (ทำหน้
าที่ทำ
ให้ขนลุก) ไปจนถึงหลอดเลือด (blood ves
sel) และทางเดินอาหาร (digestive tract)
(ทำหน้าที่ควบคุมขนาดของช่องในทางเดิน
อาหารและการบีบรูด (peristalsis)) กล้าม
เนื้อหัวใจเป็นเนื้อเยื่อกล้ามเนื้อที่พบในหัวใจ
ซึ่งมีลักษณะคล้ายกับ
กล้ามเนื้อโครงร่างทั้งส่วนประกอบและการทำ
งาน ประกอบด้วยไมโอไฟบริลและซาร
์โคเมียร์ กล้ามเนื้อหัวใจแตกต่างจากกล้ามเ
นื้อโครงร่างในทางกาย
วิภาคคือมีการแตกแขนงของกล้ามเนื้อเพื่อติด
ต่อกับใยกล้ามเนื้ออื่นๆ ผ่านแผ่นอินเต
อร์คาเลต (intercalated disc) และสร้างเป็นซินไซเทียม (syncytium)

ร่างกายของมนุษย์ประกอบด้วยกล้ามเนื้อโครงร่างประมาณ 639 มัด จำนวนใยกล้าม
เนื้อไม่สามารถเพิ่มได้จากการออกกำลังกายอย่างที่เข้าใจกัน
แต่เซลล์กล้ามเนื้อจะมีขนาดโตขึ้น ใยกล้ามเนื้อมีขีดจำกัดในการเติบโต ถ้ากล้ามเนื้อ
ขยายขนาดมากเกินไปเรียกว่า ภาวะอวัยวะโตเกิน (Organ hypertrophy) และอาจเกิด
 การเจริญเกิน หรือการงอกเกิน (hyperplasia)

ประเภท

กล้ามเนื้อสามารถแบ่งออกได้เป็น 3 ชนิด ได้แก่

1. กล้ามเนื้อโครงร่าง (Skeletal Muscle) เป็นกล้ามเนื้อที่อย
   ู่ใต้อำนาจจิตใจ (Voluntary) สามารถควบคุมได้
   ยึดติดกับกระดูก(bone) โดยเอ็นกล้ามเนื้อ (tendon)
   ทำหน้าที่เคลื่อนไหวโครงกระดูกเพื่อการเคลื่อนที่
   ของร่างกายและเพื่อรักษาท่าทาง (posture) ของร่างกาย การควบคุมการคงท่าทางของร่างกายอาศัยรีเฟล็กซ์ 
   (reflex) ที่อยู่นอกอำนาจจิตใจ เมื่อขยายเนื้อเยื่อก
   ล้ามเนื้อลายดูจะพบว่า มีลักษณะเป็นลาย โดยทั่วไปร่างกายผู้ชายประกอบด้วยกล้ามเนื้อโครง
   ร่าง 40-50% ส่วนผู้หญิงจะประกอบด้วยกล้ามเนื้อโครงร่าง
   30-40%
2. กล้ามเนื้อเรียบ (Smooth Muscle) เป็นกล้ามเนื้อที่อ
   ยู่นอกอำนาจจิตใจ (Involuntary) ไม่สามารถควบคุมได้ พบดาดอยู่ที่ผนังของอวัยวะภายใน
   (Viseral Organ) เช่น หลอดอาหาร(esophagus) , 
   กระเพาะอาหาร (stomach) , ลำไส้ (intestine) , 
   หลอดลม (bronchi) , มดลูก (uterus) , ท่อปัสสาวะ 
   (urethra) , กระเพาะปัสสาวะ (bladder) , และ
   หลอดเลือด (blood vessel)
3. กล้ามเนื้อหัวใจ (Cardiac Muscle) เป็นกล้าม
   เนื้อที่อยู่นอกอำนาจจิตใจเช่นกัน แต่เป็นกล้า
   มเนื้อชนิดพิเศษที่พบเฉพาะในหัวใจ เป็นกล้า
   มเนื้อที่บีบตัวให้หัวใจเต้น

กล้ามเนื้อหัวใจและกล้ามเนื้อโครงร่างจัดเป็นกล้ามเนื้อลาย
 (striated muscle) เพราะว่ามีซาร์โคเมียร์ (sarcomere) และเส้นใยจัดเรียงอยู่ในมัดกล้ามเนื้อ (bundle) อย่างเป็นระเบียบซึ่ง
ไม่พบในกล้ามเนื้อเรียบ ใยกล้ามเนื้อโครงร่างจะเรียงตัวขนา
นกันอย่างเป็นระเบียบอยู่ในมัดกล้ามเนื้อ แต่กล้ามเนื้อหัวใจ
มีการแตกสาขา (branching) ในมุมที่แตกต่างกัน กล้ามเนื้อลายสามารถ
หดตัวและคลายตัวได้รวดเร็ว (contracts and relaxes in short
, intense bursts) ในขณะที่กล้ามเนื้อเรียบหดตัวได้น้อยและช้า
(sustains longer or even near-permanent contractions)

กล้ามเนื้อโครงร่างแบ่งออกได้เป็นประเภทย่อยๆ หลายประเภท

• Type I, slow oxidative, slow twitch, หรือ
• "red" muscle มีหลอดเลือดฝอย (capillary) จำนวนมาก
  ภายในเซลล์ประกอบด้วยไมโทคอนเดรีย (mitochondria) และไมโอโกลบิน (myoglobin) ทำให้กล้ามเนื้อมีสีแดง กล้ามเนื้อนี้สามารถขนส่งออกซิเจนได้มากและมีเมตาบอลิซึมแบบใช้ออกซิเจน (aerobic metabolism)
• Type II หรือ fast twitch muscle แบ่งออกเป็น 3
  ประเภทตามความเร็วในการหดตัว:[3]
  • Type IIa คล้ายกับกล้ามเนื้อ slow twitch คือมีก
    ารหายใจแบบใช้ออกซิเจน มีไมโทคอนเดรียจำ
  • นวนมากและหลอดเลือดฝอย ทำให้มีสีแดง
  • Type IIx (หรือเรียกอีกอย่างว่า type IId) มีไมโทคอนเดรียและไมโอโกลบินอยู่หนาแน่นน้อยกว่า เป็นกล้ามเนื้อที่หดตัวเร็วที่สุด
    (the fastest muscle) ในร่างกายมนุษย
    ์ สามารถหดตัวได้รวดเร็วกว่าและแรงมาก
  • กว่ากล้ามเนื้อที่หายใจแบบใช้ออกซิเจน
    (oxidative muscle) แต่หดตัวได้ไม่นาน มีการหายใจโดยไม่ใช้ออกซิเจนอย่างรวดเร็ว
    (anaerobic burst) ก่อนที่กล้ามเนื้อจะหดตัว ซึ่งทำให้เกิดความเมื่อยล้าจากการเกิดกรดแลกติก
     (lactic acid) ในตำราบางเล่มอาจเรียกกล้ามเนื้อชนิดนี้ในมนุษย์ว่า
    type IIB[4]
  • Type IIb เป็นกล้ามเนื้อที่หายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจน
    (anaerobic) ใช้พลังงานจากกระบวนการไกลโคไลซิส 
  • (glycolysis) เรียกอีกอย่างว่า "white" muscle มีไมโทคอนเดรียและไมโอโกลบินเบาบางกว่า กล้ามเนื้อประเภทนี้พบเป็นกล้ามเนื้อ fast twitch ในสัตว์ขนาดเล็กเช่นสัตว์ฟันแทะ (rodent) ทำให้กล้ามเนื้อของสัตว์เหล่านั้นมีสีค่อนข้างซีดจาง

สรีรวิทยา

แม้ว่ากล้ามเนื้อทั้งสามชนิด (กล้ามเนื้อโครงร่าง,
กล้ามเนื้อเรียบ และกล้ามเนื้อหัวใจ) จะมีความแ
ตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง แต่การหดตัวของกล้ามเนื้อของกล้ามเนื้อทั้งสามชนิดก็มีความคล้ายคลึงกัน โดยเกิดจากการเคลื่อนที่ของแอกติน (actin) แล
ะไมโอซิน (myosin) ในกล้ามเนื้อโครงร่าง
การหดตัวเกิดมาจากกระแสประสาทที่ส่งผ่านมาจากเส้นประสาท ซึ่งมักจะมาจากเซลล์ประสาทสั่งการ (motor neuron) การหดตัวของกล้ามเนื้อหัวใจและก
ล้ามเนื้อเรียบถูกกระตุ้นโดยเซลล์คุมจังหวะ
 (pacemaker cell) ภายในซึ่งจะหดตัวอย่างเป
็นจังหวะ และกระจายการหดตัวไปยังเซลล์
กล้ามเนื้อข้างเคียง กล้ามเนื้อโครงร่างทั้งหม
ดและกล้ามเนื้อเรียบหลายชนิดถูกกระตุ้นโด
ยสารสื่อประสาท (neurotransmitter) เช่น อะเ

ซติลโคลีน (acetylcholine)

การหดตัวของกล้ามเนื้อจะต้องใช้พลังงานอย่างมาก เซลล์กล้ามเนื้อทุกเซลล์ผลิตโมเลกุลอะดีโนซีนไตรฟอสเฟต
 (Adenosine Triphosphate) หรือ ATP ซึ่งให้พลังงานใน
การเคลื่อนที่ส่วนหัวของไมโอซิน (myosin)
กล้ามเนื้อจะเก็บสะสม ATP ในรูปของครีเอตินฟอสเฟต (

creatine phosphate) ซึ่งสร้างขึ้นมาจาก ATP
เมื่อกล้ามเนื้อต้องการพลังงานในการหดตัว ครีเอตินฟอส
เฟตสามารถผลิต ATP กลับคืนมาได้ กล้ามเ
นื้อสามารถเก็บกลูโคส (glucose) ไว้ในรูปของไกลโคเจน
(glycogen) เช่นกัน ไกลโคเจนสามารถเปลี่ยนเป็นกลูโคสได้อย่างรวดเร็วเพื่อ
ให้เกิดการหดตัวของกล้ามเนื้อที่มีกำลังมาก
และนานขึ้น ในเซลล์กล้ามเนื้อโครงร่าง โมเลกุลกลูโคส 1 โ
มเลกุลสามารถถูกสลายโดยกระบวนการ
ไกลโคไลซิส (glycolysis) ซึ่งทำให้ได้ ATP 2 โมเลกุลแล
ะกรดแลกติก 2 โมเลกุล นอกจากนั้นภายใน
เซลล์กล้ามเนื้อยังสามารถเก็บไขมันซึ่งจะถูกใช้ไประหว่างการออกกำลังกายแบบใช้ออกซิเจน
(aerobic exercise) การหายใจแบบใช้ออกซิเจนจะผลิต ATP ได้เป็นเวลานานกว่า ให้ประสิทธ
ิภาพในการทำงานสูงสุด และผลิต ATP ได้จำนวนมากก
ว่าการหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจนแม
้จะต้องผ่านกระบวนการทางชีวเคมีมากกว่า

ในทางตรงกันข้าม กล้ามเนื้อหัวใจสามารถสลาย
สารอาหารโมเลกุลใหญ่ (macronutrients) เช่น

โปรตีน กลูโคส ไขมัน ได้ทันทีและให้ ATP ออกมา

เป็นจำนวนมาก หัวใจและตับสามารถใช

้พลังงานจากกรดแลกติกซึ่งผลิตขึ้นมาและหลั่งอ
อกจากกล้ามเนื้อโครงร่าง

ระหว่างการออกกำลังกาย

การควบคุมของระบบประสาท

เส้นประสาทนำออก

ใยประสาทนำออก (Efferent nerve fiber) ของระบบประสาทนอกส่วนกลาง
(peripheral nervous system) ทำหน้าที่นำคำสั่งไปยังกล้ามเนื้อและต่อมต่างๆ
และทำหน้าที่ในการควบคุมการเคลื่อนไหวของร่างกาย เส้นประสาท (nerve)
ทำหน้าที่นำคำสั่งทั้งนอกอำนาจจิตใจและในอำนาจจิตใจจากสมอง ทั้งกล้ามเนื้อ
ในชั้นลึก กล้ามเนื้อในชั้นตื้น กล้ามเนื้อใบหน้า และกล้ามเนื้อภายในต่างถูกควบคุม
โดยส่วนต่างๆ ของ primary motor cortex ของสมอง ซึ่งอยู่หน้าร่องกลาง (central sulcus)
ของสมองซึ่งแบ่ง frontal lobes และ parietal lobes

นอกจากนั้น กล้ามเนื้อยังรับคำสั่งจากเส้นประสาทรีเฟล็กซ์ (reflexive nerve)
ซึ่งไม่ต้องส่งกระแสประสาทผ่านสมอง ดังนั้นสัญญาณจากใยประสาทนำเข้าจึง
ไม่ต้องไปถึงสมองแต่สามารถเชื่อมต่อตรงเข้าไปยังใยประสาทนำออกภายใน
ไขสันหลัง อย่างไรก็ตามการหด
ตัวของกล้ามเนื้อส่วนใหญ่เป็นความจงใจ (volitional)
และเกิดจากการประมวลผลจากความสัมพันธ์ของบริเวณต่างๆ ภายในสมอง

เส้นประสาทนำเข้า

ใยประสาทนำเข้า (Afferent nerve fiber)
ของระบบประสาทนอกส่วนกลางทำหน้าที่นำกระแสประสาทรับความรู้สึก
ไปยังสมอง โดยมักมาจากอวัยวะรับสัมผัส เช่น ผิวหนัง 
ภายในกล้ามเนื้อจะมีส่วนที่เรียกว่า muscle spindle ที่รับรู้ความตึงและความ
ยาวของกล้ามเนื้อ และส่งสัญญาณดังกล่าวไปยังระบบประสาทกลาง (central nervous system) เพื่อช่วยในการคงรูปร่างท่าทางของร่างกายและตำแหน่งของข้อต่อ ความรู้สึกของตำแหน่ง
ร่างกายที่วางตัวในที่ว่างเรียกว่า การรับรู้อากัปกิริยา (proprioception) การรับรู้อากัปกิริยา
เป็นความตระหนักของร่างกายที่เกิดขึ้นโดยไม่รู้ตัวว่าตำแหน่งต่างๆ ของร่างกายตั้งอยู่ท
ี่บริเวณใด ณ ขณะนั้น ซึ่งสามารถสาธิต
ให้เห็นได้โดยการให้ผู้ถูกทดสอบยืนหรือนั่งนิ่งๆ ให้ผู้อื่นปิดตาของผู้ถูกทดสอบและยกแขน
ของผู้ถูกทดสอบขึ้นและหมุนรอบตัว หากผู้ถูกทดสอบมีการรับรู้อากัปกิริยาที่เป็นปกติ
เขาจะทราบได้ว่าขณะนั้นมือของเขาอยู่ที่ตำแหน่งใด ตำแหน่งต่างๆ ภายในสมองมี

ความเชื่อมโยงการเคลื่อนไหวและตำแหน่งร่างกายกับการรับรู้อากัปกิริยา

บทบาทในด้านสุขภาพและโรค

ส่วนนี้รอเพิ่มเติมข้อมูล คุณสามารถช่วยเพิ่มข้อมูลส่วนนี้ได้

การออกกำลังกาย

การออกกำลังกายเป็นวิธีการในการพัฒนาทักษะการสั่งการ (motor skills),
ความฟิตของร่างกาย, ความแข็งแรงของกล้ามเนื้อและกระดูก และการทำงานของข้อต่อ

การออกกำลังกายสามารถส่งผลไปยังกล้ามเนื้อ, เนื้อเยื่อเกี่ยวพัน, กระดูก และเส้นประสาท
ที่กระตุ้นกล้ามเนื้อนั้น

การออกกำลังกายหลายประเภทมีการใช้กล้ามเนื้อในส่วนหนึ่งมากกว่าอีกส่วนหนึ่ง
ในการออกกำลังกายแบบใช้ออกซิเจน (Aerobic exercise) กล้ามเนื้อนั้นจะออกกำลัง
เป็นระยะเวลานานในระดับที่ต่ำกว่าความสามารถในการหดตัวสูงสุด (maximum contraction strength)
ของกล้ามเนื้อนั้นๆ (เช่นในการวิ่งมาราธอน) การออกกำลังกายประเภทนี้จะอาศัยระบบการหายใจแบบ
ใช้ออกซิเจน ใช้ใยกล้ามเนื้อประเภท type I (หรือ slow-twitch), เผาผลาญสาร
อาหารจากทั้งไขมัน, โปรตีน 

และคาร์โบไฮเดรตเพื่อให้ได้พลังงาน ใช้ออกซิเจนจำนวนมากและผลิตกรดแลกติก (lactic acid)
ในปริมาณน้อย

ในการออกกำลังกายแบบไม่ใช้ออกซิเจน (Anaerobic exercise)
จะมีการหดตัวของกล้ามเนื้อในระยะเวลารวดเร็ว และหดตัวได้แรงจนเข้า
ใกล้ความสามารถในการหดตัวสูงสุดของกล้ามเนื้อนั้นๆ
ตัวอย่างของการออกกำลังกายแบบไม่ใช้ออกซิเจน เช่น
การยกน้ำหนักหรือการวิ่งใน
ระยะสั้นแบบเต็มฝีเท้า การออกกำลังกายแบบนี้จะใ
ช้ใยกล้ามเนื้อประเภท type II (หรือ fast-twitch)
อาศัยพลังงานจาก ATP หรือกลูโคส แต่
ใช้ออกซิเจน ไขมัน และโปรตีนในปริมาณน้อย
ผลิตกรดแลกติกออกมาเป็นจำนวนมาก และไม่สามารถออกกำลังกายได้นานเท่าการออกกำลังกายแบบใช้ออกซิเจน

<---ใครอยากดูตนฉบับ