معجزه عضلات
J . D . Ratcliff

قسمت اول

حركاتي چون تكان دادن دم در حيوانات و چهار دست و پا راه رفتن كودك و خاراندن نوك بيني با نوك انگشتان از لحاظ پيچيدگي امر اعمالي است كه كار يك بمب هيدرژني در مقابل آن ناچيز است . تمام اين اعمال در اثر انقباض ماهيچه انجام ميگيرد . بقدري اين اعمال عادي است كه ما هيچگونه توجه اي به آن نميكنيم . با اين وجود اين اعمال بقدري اسرار آميز هستند كه چگونگي آنها بزرگترين دانشمندان را سر در گم كرده است .
بيشتر از نصف بدن ما را ماهيچه ها تشكيل ميدهند . از بدو تولد تا هنگام مرگ ماهيچه ها در هر كاريكه ما انجام ميدهيم سهم عمده و مهمي را ايفا ميكنند . اول اينكه اين كار ماهيچه ها استكه ما را از رحم مادر بدنياي خارج ميفرستد . تقريباً تمام حرارت داخلي بدن ما را ماهيچه ها تأمين ميكنند . اين ماهيچه است كه غذا را در مجاري هاضمه حركت ميدهد و هوا را بداخل شش ها ميدمد يا اشك را از چشمان جاري ميكند . و در يك دوره هفتاد سالگي باعث ميشود كه قلب بالغ بر دو هزار و پانصد ميليون بار بزند.
وقتيكه ميخواهيم از عضلاتمان تمجيد كنيم ميگوئيم « عضلات آهنين » با اين وجود كار و قابليت انقباض عضلات در اثر ماده اي نرم و ژله مانند ميباشد . چگونه اين ژله ميتواند منقبض شده وزنه اي را كه هزار بار سنگين تر از خودش ميباشد بلند كند از عجايب طبيعت است . يك سري عمليات ظريف شيميائي و الكتريكي در ماهيچه ها رخ ميدهد كه اگر بخواهيم آنرا در آزمايشگاه بوجود آوريم چند روز طول خواهد كشيد در حاليكه در بدن همين عمل در يك چشم بهم زدن انجام ميگيرد .
در بدن انسان سه نوع عضله وجود دارد : نوع اول عضلات مخطط هستند كه بشكل موهاي نازك بهم تابيده ميباشند . اين عضلات در امر حركت بكار برده ميشوند مثل راه رفتن ، بلندكردن اشياء ، تكان دادن اعضاي بدن . دوم عضلات صاف هستند اين عضلات اعمال غير ارادي بدن را انجام ميدهند ، مثلاً حركات روده ها در هنگام هضم غذا ، تنگ و باز شدن مردمك چشم . سومين نوع عضلاتي هستند كه در قلب وجود دارند كه مخلوطي از عضلات مخطط و صاف ميباشد. تمام ماهيچه ها ماشين هاي اعجاب آور كاملي هستند كه انرژي شيميائي ( غذا ) را تبديل به انرژي مكانيكي ( كار) ميكنند .
صد ها كتاب و مقاله در مورد عضلات نوشته شده است ولي هيچكدام بطور كامل نحوه عمل ماهيچه را در موقع انقباض توضيح و تشريح نكرده اند مثلاً چگونه انگشتان پاي خود را ميتوانيم تكان دهيم . دكتر ژنت گيورگي برنده جايزه نوبل ميگويد مهم اين است كه ما پاسخ اين معما ها را بيابيم . بهر حال اگر عضله اي بموقع منقبض نشود موجبات مرگ بسياري از افراد فراهم خواهد شد ، از سكته قلبي ، فشار خون گرفته تا امراض ديگر .
دكتر گيورگي كشف كرده است كه دو پروتئين بطور عمده مسئول انقباض عضله ميباشند . اين دو پروتئين آكتين[1] و ميوزين[2] هستند . اين دو پروتئين هيچكدام به تنهائي خاصيت انقباض ندارند ، ولي وقتيكه تكانه الكتريكي از مغز فرمان صادر ميكند كه چشمهاي خود را ببنديم يا اينكه انگشتان پاي خود را حركت دهيم و يا بيني خود را بخارانيم ، اكتين و ميوزين در هم ميآميزند و تشكيل آكتوميوزين را ميدهند.
به عبارت ديگر آكتوميوزين « موتور » ماهيچه اي است . سوخت اين موتور يك ماده شگفت آوري است بنام آدنوزين تري فسفات[3] كه بطور اختصار ATP ناميده ميشود . رشته هاي آكتوميوزين بمحض تماس با اين ماده شديداً منقبض ميشوند . ATP در هنگام مرگ سريعاً فاسد ميشود و بهمين علت عضلات سخت و غير قابل انعطاف ميگردند .
براي نشان دادن اهميت فراوان و اساسي ATP دكتر گيورگي ماهيچه خرگوشي را كه اين ماده را از آن مجزا كرده بود مدت يك سال در فريزر نگهداري كرد . بعد از يك سال آنرا از فريزر بيرون آورد ، آنرا گرم نمود تا بحالت عادي در آيد سپس آنرا با ماده ATP تماس داد ، ماهيچه سخت و ترد بمحض مجاورت با ماده مذكور جان گرفت و بار ديگر همان قابليت انعطاف را يافت كه در بدن خرگوش زنده بود .
بوجود آوردن يك بافت زنده هنوز يكي از رؤيا هاي آزمايشگاههاي علمي است ، ولي پژوهشگران ماهيچه خيلي به آن نزديك شده اند . دكتر گورگي ماده اكتين ژله مانند را با ميوزين ژله مانند در آميخت ، سپس به كمك يك لوله نازك شيشه اي اين ماده را روي تار عنكبوتي ريخت . در حاليكه زير ميكروسكب مراقب آن بود يك قطره از ATP به مايعي كه آن تار را در بر گرفته بود اضافه كرد . آن تار عنكبوت به ناگهان منقبض شد ! شايد او با اين آزمايش توانسته بود اساسي ترين عمل حياتي كه همان انقباض ماهيچه اي است را كشف كرده باشد. او گفت : « مهيج ترين لحظه زندگي من وقتي بود كه آن انقباض را در ميگروسكب مشاهده نمودم .»
اين آزمايشات به كجا ختم ميشود ؟ ممكن است كه راه جديدي براي حمله به بعضي از بزرگترين بيماريهاي بشر باز شود . هيچگونه دليل منطقي وجود ندارد كه قلب انسان بعد از مثلاً دو هزار ميليون بار زدن ناگهان بايستد . تقريباً هيچ چيزي در مورد سوء تغذيه فلج كننده ماهيچه ها تاكنون كشف نشده است يا اينكه چرا ماهيچه ديواره رگها بايد سخت شود و بيماري پر درد سر فشار خون ايجاد گردد و يا چرا ماهيچه هاي زهدان خيلي از زنان در هر ماه بقدري منقبض ميگردند كه درد غير قابل تحملي را ايجاد ميكنند.
بمحض اينكه مكانيزم عمل ماهيچه كاملاً كشف شود طبق نظر دكتر گيورگي ، « عصر جديدي در زيست شناسي و پزشكي ايجاد خواهد شد .»
ادامه دارد
[1] - Actin
[2] - Myosin
[3] - Adenosine Triphosphate

چگونگي كار سيتم عصبي ( قسمت دوم )

هر سلول عصبي شبيه بچه قورباغه ميباشد ، يعني داراي سر بزرگ و رشته باريكي متصل به آن مانند دم ميباشد . بيشتر اين سر هاي سلولي در مغز و يا نخاع شوكي قرار گرفته اند . دم ، يا رشته هاي عصبي، ممكن است بسيار كوچك و ميكرسكبي باشند و يا داراي تا سي سانتيمتر درازا باشند . اين رشته هاي عصبي بهم پيچيده و تشكيل كابل رشته هاي عصبي را ميدهند كه اغلب باندازه شست دست ميگردد. از مغز و نخاع شوكي اين كابل عصبي به تمام قسمتهاي بدن منشعب ميشوند . چندين تقسيمات عمده سيستم عصبي وجود دارد . شاخه خود كاري كه عمليات خودكاري را چون عمل هضم غذا ، تنفس و طپش قلب را عهده دارند . اينها نيز بنوبه خود بدو قسمت ميگردند ، سيستم سمپاتيك ، كه معمولاً موجب تحريك فعاليت ميگردند و پاراسمپاتيك كه معمولاً موجب تأخير و كاهش فعاليت ميگردند . اگر بدن كاملاً بوسيله سيستم سمپاتيك كنترل ميشد ، براي مثال ، قلب از پر كاري از بين ميرفت و اگر هم كاملاً بوسيله سيستم پاراسمپاتيك كنترل ميشد باز هم قلب از كار ميافتاد . اين دو سيستم بايد در همآهنگي كامل با يكديگر باشند . زمانيكه نيروي فوري مثلاً در ناراحتي عصبي مورد نياز است سيستم سمپاتيك تحريك ميشود و موجب ميگردد كه قلب وعمل تنفس بيشتر فعال شود و نيروي لازم را تأمين كند . در هنگام خواب سيستم پاراسمپاتيك دست نوازشي روي نمام اعضاي بدن ميكشد و همه آنها را بحالت آرامش در ميآورد .
اعصاب حركتي – اعصابيكه عهده دار عمليات ارادي ، چون راه رفتن ، صحبت كردن ، جويدن ميباشند بنظر ميرسد كه روش ديگري را بكار ميبرند . وقتيكه مغز پيامي را ميفرستد كه مثلاً دستمان را بلند كنيم ، يك جريان الكتريسته بسيار خفيفي از مغز شروع و به عصب حركتي ميرسد . تكانه بقدري ضعيف است كه هرگز به دست ما نميرسيد البته اگر بهمين وضع ختم ميشد ، ولي در هر چند سانتيمتري رشته هاي عصبي يك « ايستگاه رله » وجود دارد كه جريان تضعيف شده را تقويت ميكند ، بطوريكه وقتي تكانه به مقصد خود ميرسد عيناً همان نيروئي را دارد كه از مغز ارسال شده بوده است . اين جريان در يك چشم بهم زدن انجام ميگيرد : پيامها توسط اعصاب با سرعتي بالغ بر سيصد كيلومتر در ساعت انتقال مييابند .
بعضي اوقات اشخاصي شكايت از « گر » گرفتن اعصاب خود ميكنند . در حقيقت اعصاب دخالتي در احساس اين ناراحتي ندارد . اختلالات علتش در مغز است . مغز ناراحت ممكن است كه تكانه هائي الكتريكي ارسال دارد كه منتج به ترشح بيش از حد اسيد معدي گردد كه اين امر منجر به زخم معده ميگردد. يا مكن است كه فرمان انقباض عضلات موجود در ديواره رگهاي خوني را صادر نمايد كه اين امر موجب فشار خون زياد ميگردد. در اين حالات اعصاب مانند سيم تلفن كه اخبار بد را انتقال ميدهند عيناً مانند سيستم مخابرات عمل مينمايند .
البته گاهي اعصاب از نظم خارج ميگردند . يكي از علل سكسكه تحريك اعصاب تنفسي ميباشد . زونا [1]كه يك بيماري تورمي حاد عصبي است در نتيجه صدمه يا عفونت اعصاب حسي ايجاد ميگردد .
با توجه به اطلاعات بدست آمده توسط پژوهشگران در مورد سيستم اعصاب پزشگان و جراحان اين اطلاعات را در معالجه بيماران بكار برده اند . شايد ترميم عصب دقيق ترين هنر عمل جراحي باشد . در تصادفات اتومبيل اغلب به اعصاب صدمه وارد ميشود و اگر بخواهيم دوباره دست و پا به حركت خود ادامه دهد بايد اين اعصاب صدمه ديده و قطع شده پيوند داده شوند. اعصابي كه بايد بخيه زده شوند از مو نازكترند و بايد ازمواد خيلي ظريف تر بهم اتصال داده شوند . كار بايد با ذره بين و نخهاي نازك ابريشمي و يا پنبه اي انجام گيرد و جراحان ماهر ميتوانند از عهده اين عمل ظريف برآيند .
هنگاميكه صدمه وارده بسيار شديد باشد كه رساندن دو سر عصب پاره شده ممكن نياشد چاره اي جز اتصال تكه اي كه از خود بيمار برداشته ميشود و يا از بانك اين گونه اعضاء اخذ و استفاده ميشود . اين وصله ها خود رشد نميكنند ولي بستري براي رشد دو قسمت قطع شده خواهند بود كه بعداً خود را بهم رسانيد ه بهم وصل گردند . يكي از مناظر اميدوار كننده براي اينگونه جراحي ها اين استكه عضوي كه فلج است بعد از مدتي بكار ميافتد .
پژوهشگران هنوز مواجه با يك سئوال بدون پاسخ در مورد اعصاب هستند . مثلاً آنها هنوز نميتوانند توضيح دهند كه چرا ما قلقلكمان ميآيد . همچنين براي آنها روشن نيست كه چرا عكس العمل هاي حيرت آوري كه ما با آنها متولد ميشويم بوجود ميآيد مثلاً چگونه نوزاد لبهاي خود را باز ميكند و خود را آماده تغذيه مينمايند ، يا اينكه چگونه او انگشتانش را جمع ميكند كه چيزي را بگيرد.
وقتيكه دانش ما نسبت به اعصاب باندازه كافي برسد ميتوانيم پاسخ معما هاي بسياري را بيابيم .
[1] Shingles-

قسمت ششم

كار دستجمعي حيرت انگيز فرمان و كنترل

* سيستم عصبي چگونه كار ميكند
* معجزه عضلات
* درد هاي عضلاني
* استخوان پركار ما
* دستان انسان : بزرگترين و مهمترين ابزار ما
* آنچه را كه بايد راجع به كمر و پشت خود بدانيد .



سيستم عصبي چگونه كار ميكند
J. D. Ratcliff


وقتيكه به سيم پيچي يك مركز تلفن نگاه ميكنيم از آنهمه سيم كه بهم پيچيده شده است وحشت ميكنيم . ما از اينكه سيستم مخابرات بسادگي رابطه ما را با دور ترين نقاط دنيا برقرار ميكند آنرا مورد تحسين قرار ميدهيم . ولي مايل هستيم كه سيستم مخابراتيكه بسيار وسيع تر از سيستم مخابرات تلفن در بدن ما فعاليت ميكند آنرا يك امر عادي تلقي كنيم . سيستم مخابرات بدن ما يعني سيتم عصبي ما بسيار پيچيده تر و دقيق ترا از سيستم مخابرات تلفن ميباشد . در طي شبانه روز ميليونها پيام به ميليونها سلول اين سيستم ميرسد ، به قلب ميگويد كه كي بزند ، پا ها چه موقعي حركت كنند ، ريه ها در چه موقعي هوا را بمكند . ولي در مقايل ارتباطاتيكه برقرار ميكنند ، بدن ما فقط توده اي از سلولهاي مجزا از يكديگر و درهم و برهم ميباشند و هر سلول راه خود را طي ميكند .
اعصاب حسي را در نظر بگيريد – كه به شما ميگويند آيا كبابي كه ميخوريم بامزه است يا قطعه موسيقي كه ميشنويم خوشايند است و يا منظره اي كه ميبينيم الهام بخش است .
زبان داراي 3000 تكمه چشائي ميباشد ، هر كدام از اين تكمه ها توسط عصب مخصوص بخود مستقيماً به مغز مربوط ميشود . كسي نميداند كه اين تكمه هاي گيرنده چشائي چگونه عمل ميكنند . ولي نظر فعلي دانشمندان اين است كه ذرات غذا مانند لامپي كه به سرپيچ ميخورد به تكمه مربوط ميخورد و در اين موقع جريان برق برقرار و تكانه هاي الكتريكي به مغز فرستاده ميشود . مغز اين تكانه ها را تشخيص ميدهد و نتيجه گيري ميكند : مثلاً سيب زميني به نمك احتياج دارد ، پرتقال ترش است ، كباب بره خوشمزه است .
گوشها داراي 100000 عصب شنوائي هستند . انتهاي عصبي بسيار كوچك در گوش داخلي فركانس صداي بخصوصي را ميگيرد و شروع به ارتعاش مينمايد – مانند مزرعه گندم در باد موج ميزند . جريان الكتريسته ايجاد ميشود . ممكن است اين جريان بقدري ضعيف باشد كه نياز داشته باشد هزاران بار تقويت شود تا تشخيص داده شود و به مغز برسد و يك نت موسيقي تشخيص داده ميشود . يا ممكن است در همان موقع يك صداي مزاحم ديگري وارد گوش شود ، كه فوراً توسط مغز تشخيص داده ميشود كه مثلاً صداي يك دوست ، سوت لكوموتيو يا پارس سگ ميباشد . بدين طريق ما صدا را در مغز ميشنويم نه در گوش .
هر چشم داراي يكصد وسي ميليون گيرنده نور ميباشد كه اثر مجموعه اي را به مغز ميرساند . ما برگهاي زيباي بهاري درختان را با چشمانمان ميبينيم ، ولي اين مغز است كه احساس لذت و تحسين را يما ميدهد . بعضي اوقات اعصاب چشم ما را اغفال ميكنند . اگر در اتاق تاريكي به سر ما ضربه اي وارد شود نور خيره كننده اي را مشاهده ميكنيم كه مانند ستاره هائي ميباشند . چه امري موجب ميگردد كه چنين نوري را مشاهده كنيم در حاليكه اصلاً نوري در اتاق وجود ندارد . ضربه وارده به سر موجب ميشود كه اعصاب بينائي تحريك شوند و تكانه هاي الكتريكي به مغز بفرستند و مغز اين تكانه ها را به فلاش نور تعبير ميكند .
پوست داراي شبكه وسيعي از گيرنده ها ميباشد. اگر شيئي گرم به پوست بدن فشار داده شود تعداد 30000 « گيرنده گرما» اعلام خطر ميكنند . پوست داراي 250000 گيرنده سرما و حدود نيم ميليون نقاط لمسي است .
مغز براي پيامهائيكه از گيرنده هاي قليلي دريافت ميكند توجهي نمينمايد . يك سوزن داغ را ميتوان بدون ناراحتي زياد به پوست بدن فشار داد. ولي اگر يك آهني كه حرارت آن باندازه همان سوزن باشد بر پوست بدن فشارد داده شود فوراً اعلام خطر ميشود . بهمين علت اگر بخواهيد درجه حرارت آب وان بچه را بسنجيد نبايد از يك انگشت خود براي سنجيدن درجه حرارت آب وان استفاده كنيد . آب ممكن است كه براي انگشتان شما زياد گرم نباشد ، ولي براي بچه كه تمام گيرنده هاي بدنش با غوطه ور شدن در آن آب تحريك ميشوند آن آب بسيار داغ خواهد بود .
بطور كلي ، عمل اعصاب اين است كه عضلات را بكار اندازند . ولي در عين حال توانائي اسرار آميزي دركند كردن و يا جلوگيري از حركت را نيز دارند .
در غير اينصورت وقتيكه ما پاي خود را براي بالا رفتن از پله بلند ميكرديم مانند اينكه بخواهيم توپي را با پا ضربه بزنيم پايمان بجلو پرتاب ميشد . در هنگام خواب اين حالت كند كنندگي بر بدن محاط ميگردد و تمام مغز را در بر ميگيرد . اين حالت در هنگام وحشت در خواب اتفاق ميافتد :‌ ميخواهيم فرياد بزنيم ولي نميتوانيم .
سلولهاي عصبي داراي صفات ويژه اي هستند كه آنها را از سلولهاي ديگر متمايز مينمايد . بيشتر سلولهاي بدن با تقسيم ساده به باز سازي خود ميپردازند : اگر نوك انگشتان ما زخمي شوند زخم خودش التيام مييابد ، مو ، ناخن هاي دست و پا دائم با رشد سلوهاي طويل تر ميشوند . سلولهاي عصبي اينطور نيستند . سلولهاي عصبي ما همان است كه در بدو تولد داشته ايم ، بمحض اينكه يك سلول عصبي از بين برود براي هميشه نابود ميگردد و سلول ديگر جايگزين آن نميشود – گرچه ممكن است كانالهاي جنيني راهي براي عبور باز نمايند .

When the fox preacheth, then beware your geese.

وقتي روباه موعظه ميكند مراقب غاز هايت باش .

حكايت :

عبيد زاكاني

درويشي به در خانه اي رسيد. پاره ناني بخواست. دختركي در خانه بود گفت : نيست. گفت: چوبي هيمه اي. گفت: نيست. گفت: پاره اي نمك. گفت: نيست. گفت: كوزه اي آب. گفت: نيست. گفت: مادرت كجاست؟ گفت: به تعزيت خويشاوندان رفته است. گفت: چنين كه من حال خانة شما ميبينم، دَه خويشاوند ديگر ميبايد به تعزيت شما آيند.
* * *