Sokongan dan Pergerakan dalam Manusia dan Haiwan — Nota JomSkor

Jenis Rangka

RANGKA HIDROSTATIK: haiwan bertisu lembut (contoh cacing tanah) — kekalkan bentuk badan tegar tanpa tulang keras. RANGKA LUAR: serangga, ketam — sokong & lindungi organ badan, bantu pergerakan, terletak DI LUAR badan. RANGKA DALAM: manusia & vertebrata — kekalkan bentuk badan, sokong tisu lembut, lindungi organ dalaman daripada kecederaan. Keperluan rangka: bergerak cari makanan/pasangan/lari pemangsa, sokong organisma bertisu lembut.

Rangka Paksi dan Rangka Apendaj

RANGKA PAKSI: tengkorak, turus vertebra, tulang rusuk (sangkar rusuk), sternum (tulang dada) — bentuk "paksi" tengah badan. RANGKA APENDAJ: lengkungan pektoral (klavikel+skapula), lengkungan pelvis (ilium+iskium+pubis), tulang lengan (humerus, ulna, radius, karpus, metakarpus, falanks), tulang kaki (femur, patela, tibia, fibula, tarsus, metatarsus, falanks).

Jenis-jenis Vertebra

Persamaan SEMUA vertebra: ada cuaran spina, cuaran melintang, sentrum (kecuali atlas), salur saraf. VERTEBRA SERVIKS: cuaran spina PENDEK, cuaran melintang LEBAR&pendek, sentrum KECIL, sepasang FORAMEN MELINTANG. ATLAS (serviks 1): tiada sentrum, bersendi dengan tengkorak. AXIS (serviks 2): cuaran ODONTOID bersendi dengan atlas. VERTEBRA TORAKS: cuaran spina PANJANG, cuaran melintang PANJANG, sentrum SEDERHANA, muka sendi untuk tulang rusuk, TIADA foramen melintang. VERTEBRA LUMBAR: cuaran spina PENDEK, cuaran melintang PENDEK, sentrum BESAR (sokong berat badan bawah belakang), TIADA foramen melintang. VERTEBRA SAKRUM: 5 vertebra BERCANTUM jadi satu tulang segi tiga. VERTEBRA KAUDAL: 4 tulang bercantum, struktur meruncing.

Jenis-jenis Sendi

SENDI TIDAK BERGERAK: contoh sutur pada kranium tengkorak. SENDI BERGERAK SEDIKIT: contoh cakera rawan antara vertebra, rawan antara tulang rusuk pertama dengan sternum. SENDI BEBAS BERGERAK: sendi LESUNG (pergerakan PUTARAN dalam SEMUA arah — contoh sendi bahu, sendi punggung) dan sendi ENGSEL (pergerakan pada SATU SATAH sahaja, seperti engsel pintu — contoh sendi lutut, siku, jari).

Struktur Sendi Bebas Bergerak

KAPSUL: tisu bergentian, balut & lindung sendi. RAWAN: kusyen sendi, serap hentakan, kurangkan geseran, lindung tulang daripada haus. MEMBRAN SINOVIA: rembes bendalir sinovia ke rongga sinovia. BENDALIR SINOVIA: pelincir, kurangkan geseran antara hujung tulang. OTOT RANGKA: berkas gentian otot+saraf+salur darah, bekerja BERPASANGAN secara ANTAGONIS (satu mengecut, satu mengendur). TENDON: sambung TULANG-OTOT, gentian kukuh, tidak kenyal, boleh dilentur. LIGAMEN: sambung TULANG-TULANG, berkas tisu penghubung kuat, KENYAL & liat — beri sokongan/kekuatan sendi.

Otot Antagonis: Fleksor dan Ekstensor

Otot bekerja BERPASANGAN, bertindak BERLAWANAN — satu mengecut, satu mengendur (dan sebaliknya). OTOT FLEKSOR: membengkokkan anggota semasa mengecut (contoh: biseps). OTOT EKSTENSOR: meluruskan anggota semasa mengecut (contoh: triseps). Contoh sepasang: biseps (fleksor) & triseps (ekstensor) di lengan; biseps femoris (fleksor) & kuadriseps femoris (ekstensor) di kaki.

Mekanisme Pergerakan Lengan

MEMBENGKOKKAN: otot BISEPS mengecut, tarikan dipindah ke tulang RADIUS melalui tendon; otot TRISEPS mengendur secara serentak; radius ditarik ke atas, lengan dibengkokkan. MELURUSKAN: otot TRISEPS mengecut, tarikan dipindah ke tulang ULNA melalui tendon; otot BISEPS mengendur secara serentak; ulna ditarik ke bawah, lengan diluruskan.

Mekanisme Pergerakan Kaki (Berjalan)

Urutan 4 langkah: (1) otot betis mengecut, tumit diangkat, tapak kaki tolak ke bawah ke atas tanah. (2) otot biseps femoris (fleksor) mengecut, bengkokkan kaki pada sendi lutut, kaki kanan dinaikkan, berat badan disokong kaki kiri. (3) otot kuadriseps femoris (ekstensor) mengecut, meluruskan kaki yang dinaikkan. (4) otot tibialis mengecut, turunkan tumit, tumit menyentuh tanah, berat badan beralih ke kaki kanan — urutan ulang dengan kaki sebelah lain.

Mekanisme Gerak Alih Ikan

Turus vertebra FLEKSIBEL, digerakkan SISI ke SISI melalui pengecutan/pengenduran OTOT MIOTOM (bongkah otot bentuk W, bersifat ANTAGONIS). Miotom kanan mengecut + miotom kiri mengendur → ekor mengibas KANAN; sebaliknya untuk kiri. Gelombang pengecutan/pengenduran berselang-seli sepanjang miotom → badan bergerak sisi ke sisi → tolak air ke belakang/sisi → badan terdorong ke HADAPAN. Sirip kawal ARAH pergerakan/haluan.

Mekanisme Gerak Alih Burung (Penerbangan)

Otot ANTAGONIS besar/kuat pada dada: PEKTORALIS MAJOR mengecut + pektoralis minor mengendur → sayap ditarik KE BAWAH (hasilkan tujah ke atas). PEKTORALIS MINOR mengecut + pektoralis major mengendur → sayap dinaikkan KE ATAS.

Mekanisme Gerak Alih Cacing Tanah

Pengecutan/pengenduran berselang-seli OTOT LINGKAR dan OTOT MEMBUJUR menghasilkan gelombang PERISTALSIS sepanjang badan. Urutan: otot lingkar ANTERIOR mengecut + otot membujur mengendur → bahagian anterior jadi PANJANG & KURUS, KETA (bristle) POSTERIOR cengkam tanah, keta anterior lepas, bahagian anterior memanjang ke hadapan. Kemudian otot membujur ANTERIOR mengecut + otot lingkar mengendur → bahagian anterior jadi PENDEK & TEBAL, keta ANTERIOR cengkam tanah, keta posterior lepas, bahagian posterior ditarik ke hadapan.

Mekanisme Gerak Alih Belalang (Melompat)

Otot ANTAGONIS (fleksor & ekstensor) melekat pada permukaan DALAM rangka luar. Dalam keadaan rehat: otot FLEKSOR mengecut, kaki belakang ditarik dekat badan, dilipat bentuk Z (sedia melompat). Otot EKSTENSOR mengecut → kaki belakang MELURUS → lentingan tolak belalang ke hadapan dan ke udara.

Isu Kesihatan: Osteoporosis dan Osteomalasia

OSTEOPOROSIS: tulang LEMAH & MUDAH PATAH — kadar kehilangan kalsium tulang LEBIH TINGGI daripada kadar penyerapan (usia meningkat), kurang senaman/kalsium/fosforus/vitamin D. LAZIM dalam wanita PUTUS HAID — estrogen (bantu serap kalsium, kurangkan kehilangan mineral) menurun selepas putus haid. OSTEOMALASIA: tulang LEMBUT, sebab kekurangan kalsium/fosforus/vitamin D, dalam ORANG DEWASA (terutama perempuan hamil). RIKETS: osteomalasia pada KANAK-KANAK — tulang lembut/lemah, boleh sebabkan kecacatan tulang.

Isu Kesihatan: Artritis dan Skoliosis

OSTEOARTRITIS: lazim WARGA TUA, sebab KEKURANGAN bendalir sinovia + KEHAUSAN rawan sendi — rawan nipis, ligamen pendek & kurang kenyal, sendi (contoh lutut) bengkak/sakit/kurang fleksibel — hadkan aktiviti harian (berjalan). SKOLIOSIS: turus vertebra membengkok ke sisi (bentuk S atau C) — sebab faktor genetik atau pertumbuhan tulang belakang tidak normal semasa akil baligh.

Amalan Menjaga Sistem Otot Rangka

POSTUR BADAN BETUL: elak bongkok (beban tinggi pada turus vertebra, halang aliran darah, tekan saraf/organ). PAKAIAN/KASUT SESUAI: tidak ketat (elak sekat aliran darah), kasut tumit rendah berkusyen (sokongan, elak kecederaan vertebra). SENAMAN: kuatkan struktur sendi, tambah fleksibiliti otot/ligamen, kuatkan tulang, halang osteoporosis. GIZI SEIMBANG: kalsium (susu), garam mineral (fosfat), vitamin C (naikkan jisim tulang) & D (bantu serap kalsium).

Contoh soalan

Terangkan perbezaan antara vertebra serviks dengan vertebra toraks.

• Vertebra serviks mempunyai cuaran spina yang pendek, manakala vertebra toraks mempunyai cuaran spina yang panjang.
• Vertebra serviks mempunyai cuaran melintang yang lebar dan pendek, manakala vertebra toraks mempunyai cuaran melintang yang panjang.
• Vertebra serviks mempunyai sepasang foramen melintang, manakala vertebra toraks tidak mempunyai foramen melintang.
• Vertebra toraks mempunyai muka sendi pada cuaran melintang untuk bersendi dengan tulang rusuk, ciri yang tidak terdapat pada vertebra serviks.

Contoh soalan

Berdasarkan rajah otot biseps femoris, kuadriseps femoris, tendon dan tulang lutut, huraikan bagaimana otot, tulang, tendon, ligamen dan sendi membolehkan pergerakan kaki berlaku.

• Otot biseps femoris dan otot kuadriseps femoris merupakan sepasang otot antagonis — apabila satu mengecut, yang satu lagi mengendur.
• Apabila otot biseps femoris (otot fleksor) mengecut, daya tarikan dipindahkan melalui tendon ke tulang betis (tibia), membengkokkan kaki pada sendi lutut.
• Apabila otot kuadriseps femoris (otot ekstensor) mengecut dan otot biseps femoris mengendur, daya tarikan melalui tendon meluruskan semula kaki pada sendi lutut.
• Tendon menyambungkan otot kepada tulang dan memindahkan daya tarikan otot ke tulang untuk menghasilkan pergerakan.
• Ligamen menyambungkan tulang dengan tulang pada sendi lutut, memberi sokongan dan kekuatan supaya sendi tidak terkehel semasa pergerakan.
• Sendi lutut (sendi engsel) membenarkan pergerakan pada satu satah sahaja, membolehkan kaki membengkok dan meluruskan seperti engsel pintu, dibantu oleh rawan dan bendalir sinovia yang mengurangkan geseran.

Contoh soalan

Mengapakah osteoporosis lazim dalam kalangan wanita yang telah putus haid?

• Hormon estrogen membantu badan menyerap kalsium dan mengurangkan kehilangan mineral kalsium daripada tulang.
• Selepas putus haid, aras hormon estrogen dalam badan wanita menurun dengan ketara.
• Aras estrogen yang rendah ini menyebabkan ketumpatan tulang berkurang akibat kehilangan kalsium yang lebih tinggi berbanding kadar penyerapannya, menyebabkan tulang menjadi lemah dan mudah patah (osteoporosis).