Tuki- ja liikuntaelimistöön kuuluu tukirankana toimiva luusto sekä niihin kiinnittyneet luustolihakset.
Luusto
Luilla on monia tehtäviä:
- Luusto on sisäinen tukiranka
- Luut suojaavat sisäelimiä
- Luut, nivelet ja luustolihakset mahdollistavat liikkeen
- Suurien luiden sisällä oleva luuydin tuottaa verisolujen kantasoluja
- Luut toimivat mineraalivarastoina
Rakenne
Lähde: Siemens-Stiftung, CC BY-SA 4.0 (muokannut Jani Ijas)
Putkiluusta voidaan erottaa uloinna oleva luukalvo, seuraavan kerroksen tiivisluu ja sisimpänä hohkaluu. Hohkaluun luupalkkien välin täyttää luuydin.
Luukudos koostuu luusoluista (osteosyytit) sekä niiden välissä olevasta luuväliaineesta. Väliaineessa on kollageenisäikeitä sekä kalsiumkiteitä, jotka tekevät luukudoksesta kestävän.
Luusolujen lisäksi luussa on uutta väliainesta rakentavia soluja (osteoblastit) sekä väliainetta hajottavia soluja (osteoklastit). Luusta löytyy myös verisuonia sekä hermoja.
Kalsium on siis tärkeä luuston rakennusaine. Sen imeytymistä vereen edistää D-vitamiini. Veren kalsiumtasoa säätelevät kilpirauhasen kalsitoniini ja lisäkilpirauhasen parathormoni.
Nivel
Lähde:Wikimedia Commons / Madhero88, CC BY-SA 3.0 (alkuperäinen kuva)
Luiden väliset liitokset ovat niveliä. Nivelpintoja peittävä nivelrusto ja nivelontelon nivelneste vähentävät luiden välistä kitkaa.
Niveltyyppejä on erilaisia:
- pallonivel, kuten olkapäässä
- sarananivel, kuten kyynärpäässä
- satulanivel, kuten peukalossa
Lihakset kiinnittyvät nivelten eri puolille jänteillä. Supistuessaan lihas vetää jänteiden päät lähemmäs toisiaan liikuttaen luita.
Nivelten vastakkaisilla puolilla olevat lihakset ovat toistensa vastavaikuttajia.
Lihakset
Lihas koostuu monista lihassyykimpuista. Lihassyykimput taas koostuvat lihassyistä eli lihassoluista. Luustolihassoluissa on monia tumia, ja niissä on peräkkäin useita toiminnallisia yksiköitä eli sarkomeereja.
Lihassolujen lisäksi lihaksissa on sidekudosta, verisuonia ja hermoja.
Lähde:public domain, muokannut Päivi Korhonen
Luustolihasten muodostamaa kudosta kutsutaan poikkijuovaiseksi lihassolukudokseksi.
Lihaksen supistuminen
Luustolihasten toiminta on tahdonalaista. Liikehermon tuoma hermoimpulssi saa aikaan niiden supistumisen. Sähköisen impulssin lihassolussa aiheuttaa liikehermon hermopäätteestä erittyvä välittäjäaine asetyylikoliini, joka kiinnittyy solukalvon reseptoreihin.
Supistumisessa lihassolujen proteiinisäikeet aktiini ja myosiini liukuvat toistensa lomiin. Tämä lyhentää lihassolua aiheuttaen lihaksen supistumisen. Yksittäisen lihassolun supistuminen on aina “kaikki tai ei mitään” -periaatteella.
Lihasten voimakkuuden säätely tapahtuu supistuvien lihassolujen määrää säätelemällä. Jokaiseen lihassoluun kulkee oma liikehermon päätelevy.
Lähde: Päivi Korhonen, CC BY-SA 4.0
Lihakset tarvitsevat supistuakseen energiaa, ATP:ta. Soluhengitykseen vaadittavan glukoosin lihassolu saa omista glykogeenivarastoistaan. Jos rasitus jatkuu pidempään, turvautuu lihassolu veren kuljettamista rasvahapoista ja glukoosista.
Lyhytkestoisessa kovassa rasituksessa lihassolut eivät ehdi saamaan tarpeeksi happea verenkierrosta. Tällöin energiaa tuotetaan soluhengityksen sijaan anaerobisella maitohappokäymisellä.
Lihassoluja on kahdenlaisia:
- nopean tyypin lihassolut pystyvät tuottamaan energiaa maitohappokäymisen avulla
- hitaan tyypin lihassolut tuottavat energiaa soluhengityksellä.
Lihaskudostyypit
poikkijuovaisen lihaskudoksen lisäksi on myös kahta muuta lihaskudostyyppiä:
- sileän lihaskudoksen solut ovat yksitumaisia, lyhyitä ja sukkulamaisia. Ne supistuvat tahdosta riippumatta ja saavat aikaan mm. ruoansulatuskanavan seinämien ravintoa kuljettavat liikkeet, ihokarvojen kohotuksen sekä virtsarakon tyhjentämisen. Niiden toimintaa säätelevät autonominen hermosto ja hormonit.
- sydänlihaskudoksen solut ovat yksitumaisia, poikkijuovaisia ja haaroittuneita. Sydänlihaksen toimintaa säätelevät autonominen hermosto ja hormonit.