معلومة

ما هو المصطلح التشريحي للرجلين المفصولين؟


اسمح لي أن أعتذر مقدمًا عن مصطلحات الشخص العادي.

أتساءل ما هو المصطلح التشريحي للساق الخلفية للقطط أو الماعز.

القطط والماعز و t-rexes والعديد من الحيوانات الأخرى ليس لديها أرجل خلفية بشرية (أي بركبة واحدة / نقطة محورية واحدة). لديهم نقطتان محوريتان ، أحدهما ينخفض ​​، ثم الآخر يتراجع ، ثم الآخر ينخفض ​​مرة أخرى.

لقد بحثت في Google عن الإجابة ، لكنني في حيرة من أمر ما يسمى هذا! يكون هل يوجد اسم لهذا النمط من الساق؟ أنا متأكد من أن هناك الكثير من الاختلافات داخل الفئة ، ولكن هناك يكون فئة ، صحيح؟


مرحبا بكم في علم الأحياء.

أعتقد أنك تتحدث عن بلانتجراد ، و digitigrade ، و unguligrade.

يرجى ملاحظة أن عدد المفاصل في الثدييات لا يختلف ، ولكن فقط الطول النسبي (والشكل) لأجزاء مختلفة من الساق.

  • أ بلانتجراد يمشي على باطن القدم. "الوحيد" يترجم إلى "بلانتافي اللاتينية ومن هنا جاء الاسم.
    • أمثلة: الإنسان ، والسنجاب ، والراكون ، ...
    • يوجد أدناه هيكل عظمي للشمبانزي

  • أ ديجيتغراد يمشي على الأصابع (أصابع القدم).
    • أمثلة: كلب ، قطة ، ضبع ، ...
    • يوجد أدناه هيكل عظمي للقطط

  • ان ذوات الظفر يمشي على الأظافر. "مسمار" يترجم إلى "حافرفي اللاتينية ومن هنا جاء الاسم.
    • أمثلة: البقر ، الرنة ، الماعز ، ...
    • يوجد أدناه هيكل عظمي بقرة


الطيور أيضا محيرة للكثير من الناس.

  • على وجه التحديد ، يفترضون أن ساق الطيور لها مفصلان فقط ، وبالتالي فإن ركبتيها "تنحني للخلف".

ومع ذلك ، مثل جميع رباعيات الأرجل ، فإن بنية الساق وعدد المفاصل لا يتغيران كثيرًا:

حقوق النشر سكوت هارتمان 2011

الارتباك ناتج عن حقيقة أنه - على غرار ما أشار إليه @ Remi.b في إجابته - الطيور بشكل عام digitigrade الحيوانات. [انظر هنا].

  • في حالة ركبة الطائر "المنحنية للخلف": هذا هو مفصل الكاحل.

    • مفصل ركبة الطائر بين عظم الفخذ و عظم الظنبوب يشير إلى الأمام ، لكنه مخفي في الريش.

    • مفصل الكاحل الطائر بين عظم الظنبوب و رسغ مشط يشير إلى الوراء.


تشريح

تشريح (اليونانية تشريح، "تشريح") هو فرع علم الأحياء المعني بدراسة بنية الكائنات الحية وأجزائها. [1] علم التشريح هو فرع من فروع العلوم الطبيعية يتعامل مع التنظيم البنيوي للكائنات الحية. إنه علم قديم ، بداياته في عصور ما قبل التاريخ. [2] يرتبط علم التشريح بطبيعته بعلم الأحياء التطوري ، وعلم الأجنة ، وعلم التشريح المقارن ، وعلم الأحياء التطوري ، وعلم الوراثة ، [3] لأن هذه هي العمليات التي يتم من خلالها إنشاء التشريح ، على مدار فترات زمنية فورية وطويلة المدى. علم التشريح وعلم وظائف الأعضاء ، اللذان يدرسان بنية ووظيفة الكائنات الحية وأجزائها على التوالي ، يشكلان زوجًا طبيعيًا من التخصصات ذات الصلة ، وغالبًا ما تتم دراستهما معًا. علم التشريح البشري هو أحد العلوم الأساسية الأساسية التي يتم تطبيقها في الطب. [4]

ينقسم علم التشريح إلى مجهري ومجهري. التشريح العياني ، أو التشريح الإجمالي ، هو فحص أجزاء جسم الحيوان باستخدام البصر دون مساعدة. يشمل التشريح الإجمالي أيضًا فرع التشريح السطحي. يتضمن التشريح المجهري استخدام الأدوات البصرية في دراسة أنسجة الهياكل المختلفة ، والمعروفة باسم علم الأنسجة ، وكذلك في دراسة الخلايا.

يتميز تاريخ علم التشريح بالفهم التدريجي لوظائف أعضاء وهياكل جسم الإنسان. تحسنت الطرق أيضًا بشكل كبير ، حيث تقدمت من فحص الحيوانات عن طريق تشريح الجثث والجثث (الجثث) إلى تقنيات التصوير الطبي في القرن العشرين بما في ذلك الأشعة السينية والموجات فوق الصوتية والتصوير بالرنين المغناطيسي.


1.4 المصطلحات التشريحية

يستخدم علماء التشريح ومقدمو الرعاية الصحية مصطلحات يمكن أن تكون محيرة للمبتدئين ، ولكن الغرض من هذه اللغة ليس التشويش ، بل زيادة الدقة وتقليل الأخطاء الطبية. على سبيل المثال ، هل الندبة "فوق الرسغ" تقع على الساعد على بعد بوصتين أو ثلاث بوصات من اليد؟ أم أنها في قاعدة اليد؟ هل هو على جانب الكف أم على الجانب الخلفي؟ باستخدام المصطلحات التشريحية الدقيقة ، نزيل الغموض. على سبيل المثال ، قد تقول ندبة "على العضد الأمامي 3 بوصات بالقرب من الرسغ". المصطلحات التشريحية مشتقة من الكلمات اليونانية واللاتينية القديمة. نظرًا لأن هذه اللغات لم تعد تُستخدم في المحادثات اليومية ، فإن معنى كلماتها لا يتغير.

تتكون المصطلحات التشريحية من الجذور والبادئات واللواحق. غالبًا ما يشير جذر المصطلح إلى عضو أو نسيج أو حالة ، بينما غالبًا ما تصف البادئة أو اللاحقة الجذر. على سبيل المثال ، في اضطراب ارتفاع ضغط الدم ، تعني البادئة "hyper-" "مرتفع" أو "أكثر" ، وكلمة "توتر" تشير إلى الضغط ، لذا فإن كلمة "ارتفاع ضغط الدم" تشير إلى ارتفاع ضغط الدم بشكل غير طبيعي.

الوضعية التشريحية

لزيادة الدقة ، يقوم علماء التشريح بتوحيد الطريقة التي ينظرون بها إلى الجسم. تمامًا كما يتم توجيه الخرائط عادةً بحيث يكون الشمال في الأعلى ، فإن "خريطة" الجسم القياسية ، أو الوضعية التشريحية، هي أن الجسم يقف منتصباً ، والقدمان في عرض الكتفين ومتوازيتان ، والأصابع إلى الأمام. يتم تثبيت الأطراف العلوية على كل جانب ، وتكون راحتي اليدين متجهة للأمام كما هو موضح في الشكل 1.4.1. استخدام هذا الوضع القياسي يقلل من الارتباك. لا يهم كيف يتم توجيه الجسم الموصوف ، يتم استخدام المصطلحات كما لو كانت في وضع تشريحي. على سبيل المثال ، قد توجد ندبة في "منطقة الرسغ الأمامية (الأمامية)" على جانب راحة اليد من الرسغ. يمكن استخدام المصطلح "الأمامي" حتى لو تم وضع راحة اليد على طاولة.

الشكل 1.4.1 & # 8211 مناطق جسم الإنسان: يظهر جسم الإنسان في وضع تشريحي في (أ) منظر أمامي و (ب) منظر خلفي. مناطق الجسم مكتوبة بخط غامق.

يوصف الجسم المستلقي بأنه إما منبطح أو مستلق. منبطح يصف اتجاهًا متجهًا لأسفل ، بينما يصف ضعيف اتجاهًا متجهًا لأعلى. تستخدم هذه المصطلحات أحيانًا في وصف وضع الجسم أثناء فحوصات جسدية محددة أو إجراءات جراحية.

الشروط الإقليمية

المناطق العديدة في جسم الإنسان لها مصطلحات محددة للمساعدة في زيادة الدقة (انظر الشكل 1.4.1). لاحظ أن المصطلح "العضد" أو "الذراع" محجوز لـ "العضد" وأن "العضد" أو "الساعد" يستخدم بدلاً من "الذراع السفلي". وبالمثل ، فإن "عظم الفخذ" أو "الفخذ" صحيحان ، و "الساق" أو "الساق" محجوزة لجزء من الطرف السفلي بين الركبة والكاحل. ستكون قادرًا على وصف مناطق الجسم باستخدام مصطلحات من الشكل.

شروط الاتجاه

تظهر بعض المصطلحات التشريحية الاتجاهية في هذا الكتاب وأي كتاب تشريح آخر (الشكل 1.4.2). هذه المصطلحات ضرورية لوصف المواقع النسبية لهياكل الجسم المختلفة. على سبيل المثال ، قد يصف عالم التشريح مجموعة من الأنسجة بأنها "أدنى" من أخرى أو قد يصف الطبيب الورم بأنه "سطحي" لبنية الجسم الأعمق. ألزم هذه المصطلحات بالذاكرة لتجنب الارتباك عند الدراسة أو وصف مواقع أجزاء معينة من الجسم.

  • أمامي (أو بطني) يصف مقدمة أو اتجاه مقدمة الجسم. أصابع القدم الأمامية للقدم.
  • خلفي (أو ظهري) يصف الظهر أو الاتجاه نحو الجزء الخلفي من الجسم. popliteus هو الجزء الخلفي من الرضفة.
  • متفوق (أو الجمجمة) يصف موضعًا أعلى أو أعلى من جزء آخر من الجسم. المدارات أعلى من oris.
  • السفلي (أو الذيلية) يصف موضعًا أسفل أو أقل من جزء آخر من الجسم بالقرب من الذيل أو باتجاهه (عند البشر ، العصعص ، أو الجزء السفلي من العمود الفقري). الحوض أدنى من البطن.
  • الجانبي يصف الجانب أو الاتجاه نحو جانب الجسم. الإبهام (pollex) جانبي للأصابع.
  • وسطي يصف الوسط أو الاتجاه نحو منتصف الجسم. إبهام القدم هو إصبع القدم الإنسي.
  • الأقرب يصف موضعًا في طرف أقرب إلى نقطة التعلق أو جذع الجسم. العضد قريب من العضد.
  • القاصي يصف موضعًا في طرف بعيدًا عن نقطة التعلق أو جذع الجسم. الساق هو القاصي لعظم الفخذ.
  • سطحي يصف موقعًا أقرب إلى سطح الجسم. الجلد سطحي للعظام.
  • عميق يصف موقعًا بعيدًا عن سطح الجسم. الدماغ عميق في الجمجمة.

طائرات الجسم

أ الجزء هو سطح ثنائي الأبعاد لهيكل ثلاثي الأبعاد تم قطعه. تمكّن أجهزة التصوير الطبي الحديثة الأطباء من الحصول على "أقسام افتراضية" من الأجسام الحية. نسمي هذه الفحوصات. يمكن تفسير أقسام الجسم والمسح الضوئي بشكل صحيح ، فقط إذا فهم المشاهد المستوى الذي تم على طوله إنشاء المقطع. أ طائرة هو سطح وهمي ثنائي الأبعاد يمر عبر الجسم. هناك ثلاث طائرات يشار إليها عادة في علم التشريح والطب ، كما هو موضح في الشكل 1.4.3.

  • ال طائرة سهمية الشكل يقسم الجسم أو العضو عموديًا إلى الجانبين الأيمن والأيسر. إذا كان هذا المستوى الرأسي يسير مباشرة أسفل منتصف الجسم ، فإنه يسمى المستوى المتوسط ​​أو المتوسط. إذا كان يقسم الجسم إلى الجانبين الأيمن والأيسر غير المتكافئين ، فإنه يطلق عليه طائرة Paragittal أو أقل شيوعًا قسمًا طوليًا.
  • ال الطائرة الأمامية يقسم الجسم أو العضو إلى جزء أمامي (أمامي) وجزء خلفي (خلفي). غالبًا ما يُشار إلى المستوى الأمامي بالمستوى الإكليلي. (كلمة "كورونا" لاتينية تعني "تاج").
  • ال مستعرض (أو أفقي) طائرة يقسم الجسم أو العضو أفقياً إلى أجزاء علوية وسفلية. تنتج الطائرات المستعرضة صورًا يشار إليها بالمقاطع العرضية.

تجاويف الجسم

يحافظ الجسم على تنظيمه الداخلي عن طريق الأغشية والأغلفة وغيرها من الهياكل التي تفصل بين الأجزاء. تشمل التجاويف الرئيسية للجسم تجاويف الجمجمة والصدر والبطن (المعروف أيضًا باسم التجويف البريتوني). عظام الجمجمة تخلق تجويف الجمجمة حيث يجلس الدماغ. ال قفص صدري محاط بالقفص الصدري ويحتوي على الرئتين والقلب الموجود في المنصف. ال الحجاب الحاجز تشكل أرضية التجويف الصدري وتفصلها عن التجويف البطني / الصفاقي السفلي. ال التجويف البطني / البريتوني هو أكبر تجويف في الجسم. على الرغم من عدم وجود غشاء يقسم جسديًا تجويف البطن ، إلا أنه قد يكون من المفيد التمييز بين تجويف البطن (القسم الذي يضم أعضاء الجهاز الهضمي) وتجويف الحوض (القسم الذي يضم أعضاء التكاثر).

مناطق البطن والأرباع

لتعزيز التواصل الواضح ، على سبيل المثال ، حول موقع ألم بطن المريض أو كتلة مشبوهة ، يقسم مقدمو الرعاية الصحية التجويف إما إلى تسع مناطق أو أربعة أرباع (الشكل 1.4.4).

الشكل 1.4.4 & # 8211 مناطق وأرباع التجويف البريتوني: هناك (أ) تسعة مناطق في البطن و (ب) أربعة أرباع بطنية في التجويف البريتوني.

يقسم النهج الإقليمي الأكثر تفصيلاً التجويف بخط أفقي واحد أدنى مباشرة من الأضلاع وواحد أعلى مباشرة من الحوض ، وخطين عموديين مرسومين كما لو تم إسقاطهما من نقطة منتصف كل الترقوة (الترقوة). هناك تسع مناطق ناتجة. نهج الأرباع الأبسط ، والذي يشيع استخدامه في الطب ، يقسم التجويف إلى أجزاء فرعية بخط أفقي واحد وآخر عمودي يتقاطع عند سرة المريض.

مراجعة الفصل

تستخدم الكلمات اليونانية واللاتينية القديمة لبناء المصطلحات التشريحية. الموضع المرجعي القياسي لرسم خرائط هياكل الجسم هو الوضع التشريحي الطبيعي. يتم تحديد مناطق الجسم باستخدام مصطلحات مثل "القذالي" التي تكون أكثر دقة من الكلمات والعبارات الشائعة مثل "مؤخرة الرأس". تعتبر مصطلحات الاتجاه مثل الأمامي والخلفي ضرورية لوصف المواقع النسبية لهياكل الجسم بدقة. عادة ما يتم محاذاة صور الجزء الداخلي من الجسم على طول إحدى المستويات الثلاث: السهمي أو الأمامي أو المستعرض.


تشريح الساق الخلفية للحصان

أرجل الحصان الخلفية

يشتمل تشريح ساق الحصان في المؤخرة على عظام الحوض (الحرقفة والإسك وعظام العانة) وعظم الفخذ والساق والشظية والمشط والكتائب. ويشمل أيضًا مفاصل الورك ، والخنق ، والعرقوب ، والفتلوك ، والباستر ، والتابوت.

الأطراف الخلفية

يتكون الجزء العلوي من الأطراف الخلفية من ثلاثة عظام مندمجة تسمى الدقاق والإسك والعانة. تشكل الإسكيم نقطة الأرداف. يتم ربطها بالعمود الفقري من خلال مفاصل العجز العجزي وتسمح بنقل الدفع إلى الأرجل الخلفية.

الحوض (حزام الحوض)

يعمل الحوض أو حزام الحوض على حماية الأعضاء الداخلية ، بما في ذلك الرحم. عظم الفخذ ، وهو عظم كبير ، يتصل بالحوض عند مفصل الورك وبالساق الخلفية عند المفصل الخانق. تشكل القصبة الجزء العلوي من الطرف الخلفي من الخانق إلى العرقوب. الشظية هي عظم أصغر يمتد نصف طول القصبة ويجلس موازيًا لها.

الرضفة (الرضفة)

الرضفة ، أو الرضفة ، هي العظم الموجود في المفصل الخانق فوق الشظية والظنبوب. يسمح مفصل العرقوب بحركة الساق الخلفية ويتكون من عظام الرسغ ، والدرنة ، والعقدة في الخلف ، والتي تشكل نقطة العرقوب. يوجد أسفل مفصل العرقوب المدفع الخلفي بعظام الجبيرة ، والباسترن الطويل والقصير ، ومفصل التابوت والعظم ، وعظام السمسم ، والدواسة والعظام الزهرية المشابهة لتلك الموجودة في الطرف الأمامي.

وتر

الأوتار عبارة عن شرائط من النسيج الضام الكثيف الذي يربط العضلات بالعظام أو الغضروف. تم تصميم هذه الهياكل لنقل الحمل بشكل سلبي عبر المفاصل أو لتوفير الحركة. تطورت أوتار المثنية الرقمية للحصان لتخزين الطاقة وامتصاص الصدمات ودعم المفاصل الحاملة للوزن.

رباط

الرباط عبارة عن شريط من النسيج الضام الصلب يصل بين عظمتين أو غضاريف. الأربطة المعلقة (SL) تنشأ من الجزء الخلفي من عظام المدفع الأمامية والخلفية. تتمثل الوظيفة الرئيسية لـ SL في منع مفصل الفتل من التمدد الزائد. أظهر الباحثون أن التدريب المناسب في خيول السباق يمكن أن يحسن قوة SL.

الوتر المرن الرقمي العميق (DDFT)

ينشأ الوتر المرن الرقمي العميق (DDFT) من ثلاثة مواقع في الطرف الأمامي العلوي: عظم العضد ونصف القطر والزند. ثم يتدحرج أسفل القناة الرسغية (المنخفض الذي ينزل أسفل الركبة) ويمر فوق العظم الزورقي قبل إدخاله في الجزء الخلفي من عظم التابوت ، مستلقيًا بعمق تحت SDFT وفوق الرباط المعلق.

في الطرف الخلفي ، ينشأ الـ DDFT من منطقتين من القصبة ويدخل أيضًا في عظم التابوت. يلعب هذا الوتر دورًا في ثني الركبة ومقدمة القدم ، وتمديد مفصل الكوع الأمامي ، وانثناء وتمديد العرقوب والقدم الخلفية.


ما هو المصطلح التشريحي للرجلين المفصولين؟ - مادة الاحياء

تسمح المفاصل الزليليّة للجسم بمجموعة هائلة من الحركات. تنتج كل حركة في المفصل الزليلي عن تقلص أو ارتخاء العضلات المرتبطة بالعظام على جانبي المفصل. يتم تحديد نوع الحركة التي يمكن أن تنتج في المفصل الزليلي حسب نوعه الهيكلي. بينما يعطي مفصل الكرة والمقبس أكبر نطاق للحركة في مفصل فردي ، في مناطق أخرى من الجسم ، قد تعمل عدة مفاصل معًا لإنتاج حركة معينة. بشكل عام ، كل نوع من المفصل الزليلي ضروري لتزويد الجسم بمرونة كبيرة وقدرة على الحركة. هناك العديد من أنواع الحركة التي يمكن أن تحدث في المفاصل الزليليّة (الجدول 9.1). عادة ما يتم إقران أنواع الحركة ، حيث يكون أحدهما عكس الآخر. توصف حركات الجسم دائمًا بالعلاقة مع الوضع التشريحي للجسم: وقفة منتصبة ، مع أطراف علوية على جانب الجسم وراحتان متجهتان للأمام. راجع الشكل 9.12 أثناء استعراض هذا القسم.

رابط تفاعلي

شاهد هذا الفيديو للتعرف على الحركات التشريحية. ما الحركات التي تنطوي على زيادة أو تقليل زاوية القدم عند الكاحل؟

الثني و البسط

انثناء و تمديد هي حركات تحدث داخل المستوى السهمي وتنطوي على حركات أمامية أو خلفية للجسم أو الأطراف. بالنسبة للعمود الفقري ، فإن الانحناء (الانثناء الأمامي) هو انحناء أمامي (أمامي) للرقبة أو الجسم ، بينما يتضمن التمديد حركة موجهة للخلف ، مثل الاستقامة من وضع مرن أو الانحناء للخلف. انثناء جانبي هو انحناء الرقبة أو الجسم باتجاه الجانب الأيمن أو الأيسر. تتضمن حركات العمود الفقري كلا من مفصل الارتفاق الذي يتكون من كل قرص ما بين الفقرات ، وكذلك النوع المستوي من المفصل الزليلي المتكون بين العمليات المفصلية السفلية لفقرة واحدة والعمليات المفصلية العليا للفقرة السفلية التالية.

في الأطراف ، يقلل الانثناء من الزاوية بين العظام (ثني المفصل) ، بينما يزيد الامتداد من الزاوية ويقوي المفصل. بالنسبة للطرف العلوي ، فإن جميع الحركات الأمامية هي ثني وجميع الحركات الخلفية هي امتداد. وتشمل هذه الحركات الأمامية والخلفية للذراع عند الكتف والساعد عند الكوع واليد عند الرسغ والأصابع في المفاصل السنعية السلامية والمفاصل السلامية. بالنسبة للإبهام ، يحرك التمديد الإبهام بعيدًا عن راحة اليد ، داخل نفس مستوى راحة اليد ، بينما يؤدي الانثناء إلى إعادة الإبهام إلى السبابة أو في راحة اليد. تحدث هذه الحركات عند المفصل الرسغي الأول. في الطرف السفلي ، فإن تحريك الفخذ للأمام وللأعلى هو انثناء في مفصل الورك ، في حين أن أي حركة خلفية للفخذ هي امتداد. لاحظ أن امتداد الفخذ إلى ما بعد الوضع التشريحي (الوقوف) مقيد إلى حد كبير بالأربطة التي تدعم مفصل الورك. ثني الركبة هو ثني الركبة لجلب القدم نحو الفخذ الخلفي ، والامتداد هو استقامة الركبة. تظهر حركات الانثناء والامتداد في مفاصل الأطراف ، واللقمية ، والسرج ، والكرة والمقبس (انظر الشكل 9.12)ميلادي).

فرط التمدد هو الامتداد غير الطبيعي أو المفرط لمفصل خارج نطاق حركته الطبيعي ، مما يؤدي إلى الإصابة. بصورة مماثلة، فرط الانثناء هو انثناء مفرط في المفصل. إصابات فرط التمدد شائعة في مفاصل المفاصل مثل الركبة أو الكوع. في حالات "المصع" التي يتم فيها تحريك الرأس فجأة للخلف ثم إلى الأمام ، قد يعاني المريض من فرط تمدد وانثناء في منطقة عنق الرحم.

الاختطاف والتقريب

اختطاف و التقريب تحدث الحركات داخل المستوى الإكليلي وتنطوي على حركات جانبية وسطية للأطراف أو الأصابع أو أصابع القدم أو الإبهام. يحرك التبديد الطرف بشكل جانبي بعيدًا عن خط الوسط للجسم ، بينما التقريب هو الحركة المعاكسة التي تجلب الطرف نحو الجسم أو عبر خط الوسط. على سبيل المثال ، الإبعاد هو رفع الذراع عند مفصل الكتف ، وتحريكها بشكل جانبي بعيدًا عن الجسم ، بينما يؤدي التقريب إلى رفع الذراع إلى جانب الجسم. وبالمثل ، فإن الاختطاف والتقريب عند الرسغ يحرك اليد بعيدًا عن خط منتصف الجسم أو باتجاهه. يعد نشر الأصابع أو أصابع القدم بعيدًا عن بعضها أيضًا اختطافًا ، بينما يعد التقريب بين الأصابع أو أصابع القدم. بالنسبة للإبهام ، فإن الاختطاف هو الحركة الأمامية التي تجعل الإبهام في وضع عمودي بزاوية 90 درجة ، ويشير مباشرة من راحة اليد. يحرك التقريب الإبهام للخلف إلى الموضع التشريحي ، بجانب السبابة. تُرى حركات الاختطاف والتقريب في المفاصل اللقمية والسرج والكرة والمقبس (انظر الشكل 9.12ه).

استدارة

استدارة هي حركة منطقة الجسم بطريقة دائرية ، حيث يظل أحد طرفي منطقة الجسم المتحركة ثابتًا نسبيًا بينما يصف الطرف الآخر دائرة. إنه ينطوي على مزيج متسلسل من الثني ، التقريب ، التمديد ، والاختطاف في المفصل. تم العثور على هذا النوع من الحركة في مفاصل لقمية ثنائية المحور ومفاصل السرج ، وفي مفاصل الكرة والمآخذ متعددة المحاور (انظر الشكل 9.12 هـ).

دوران

دوران يمكن أن يحدث داخل العمود الفقري ، في مفصل محوري ، أو في مفصل كروي ومقبس. دوران العنق أو الجسم هو حركة الالتواء الناتجة عن تجميع حركات الدوران الصغيرة المتاحة بين الفقرات المجاورة. في المفصل المحوري ، يدور أحد العظام بالنسبة إلى عظم آخر. هذا هو مفصل أحادي المحور ، وبالتالي فإن الدوران هو الحركة الوحيدة المسموح بها في المفصل المحوري. على سبيل المثال ، عند المفصل الأطلسي المحوري ، تدور أول فقرة عنق الرحم (C1) (الأطلس) حول الأوكار ، الإسقاط الصاعد من فقرة عنق الرحم الثانية (C2) (المحور). هذا يسمح للرأس بالدوران من جانب إلى آخر كما هو الحال عند هز الرأس "لا". المفصل الشعاعي القريب هو مفصل محوري يتكون من رأس نصف القطر ومفصله مع الزند. يسمح هذا المفصل نصف القطر بالدوران بطوله أثناء حركات الكب والاستلقاء للساعد.

يمكن أن يحدث الدوران أيضًا في مفاصل الكتف والورك على شكل كرة ومقبس. هنا ، يدور عظم العضد وعظم الفخذ حول محورهما الطويل ، والذي يحرك السطح الأمامي للذراع أو الفخذ إما باتجاه خط الوسط من الجسم أو بعيدًا عنه. تسمى الحركة التي تجلب السطح الأمامي للطرف باتجاه خط الوسط من الجسم الدوران الإنسي (الداخلي) . على العكس من ذلك ، يكون دوران الطرف بحيث يتحرك السطح الأمامي بعيدًا عن خط الوسط الدوران الجانبي (الخارجي) (انظر الشكل 9.12f). تأكد من التمييز بين الدوران الإنسي والجانبي ، والذي يمكن أن يحدث فقط في مفاصل الكتف والورك متعدد المحاور ، من الالتفاف ، والذي يمكن أن يحدث في المفاصل ثنائية المحور أو متعددة المحاور.

الاستلقاء والكب

الاستلقاء والكب هما حركات الساعد. في الوضع التشريحي ، يتم تثبيت الطرف العلوي بجوار الجسم مع توجيه راحة اليد للأمام. هذا ال موقف ضعيف من الساعد. في هذا الموضع ، يكون نصف القطر والزند متوازيين. عندما تواجه كف اليد للخلف ، يكون الساعد في موقف محفور ويشكل نصف القطر والزند شكلاً X.

الاستلقاء والكب هما حركات الساعد التي تمر بين هذين الوضعين. الكب هي الحركة التي تحرك الساعد من وضعية الاستلقاء (التشريحي) إلى الوضعية المطوية (راحة اليد للخلف). تنتج هذه الحركة عن طريق دوران نصف القطر عند المفصل الشعاعي القريب ، مصحوبًا بحركة نصف القطر عند المفصل الشعاعي البعيد. المفصل الشعاعي القريب هو مفصل محوري يسمح بتناوب رأس نصف القطر. بسبب الانحناء الطفيف لعمود نصف القطر ، يتسبب هذا الدوران في عبور النهاية البعيدة من نصف القطر فوق الزند البعيد عند المفصل الراديولار البعيد. هذا التقاطع يجلب نصف القطر والزند إلى وضع على شكل X. الاستلقاء هي الحركة المعاكسة ، حيث يعيد دوران نصف القطر العظام إلى مواضعها المتوازية ويحرك راحة اليد إلى الموضع الأمامي (المرتفع). من المفيد أن تتذكر أن الاستلقاء هو الحركة التي تستخدمها عند تناول الحساء بالملعقة (انظر الشكل 9.13 جم).

عطف ظهري وانثناء أخمصي

عطف ظهري و انثناء أخمصي هي حركات في مفصل الكاحل ، وهو مفصل مفصل. رفع مقدمة القدم ، بحيث يتحرك الجزء العلوي من القدم نحو الساق الأمامية هو عطف ظهري ، في حين أن رفع كعب القدم عن الأرض أو توجيه أصابع القدم إلى أسفل هو انثناء أخمصي. هذه هي الحركات الوحيدة المتوفرة في مفصل الكاحل (انظر الشكل 9.13 ح).

الانقلاب والانقلاب

الانقلاب والانقلاب هي حركات معقدة تتضمن مفاصل مستوية متعددة بين عظام رسغ القدم الخلفية (المفاصل بين الكاحل) وبالتالي فهي ليست حركات تحدث في مفصل الكاحل. انعكاس هو دوران القدم لزاوية أسفل القدم نحو خط الوسط ، بينما انقلاب يدير الجزء السفلي من القدم بعيدًا عن خط الوسط. القدم لديها نطاق انعكاس أكبر من حركة الانقلاب. هذه حركات مهمة تساعد على تثبيت القدم عند المشي أو الجري على سطح غير مستو وتساعد في التغييرات السريعة من جانب إلى جانب في الاتجاه المستخدم أثناء الرياضات النشطة مثل كرة السلة أو كرة المضرب أو كرة القدم (انظر الشكل 9.13أنا).

الإطالة والانكماش

إطالة و تراجع هي الحركات الأمامية الخلفية للكتف أو الفك السفلي. يحدث إطالة لوح الكتف عندما يتحرك الكتف للأمام ، كما هو الحال عند الدفع ضد شيء ما أو رمي الكرة. التراجع هو الحركة المعاكسة ، حيث يتم سحب لوح الكتف للخلف والوسط باتجاه العمود الفقري. بالنسبة للفك السفلي ، يحدث الاستطالة عندما يتم دفع الفك السفلي للأمام لإخراج الذقن ، بينما يؤدي التراجع إلى سحب الفك السفلي للخلف. (انظر الشكل 9.13ي.)

الاكتئاب والارتفاع

كآبة و ارتفاع هي حركات الكتف أو الفك السفلي إلى أسفل وإلى أعلى. الحركة الصعودية للكتف والكتف هي الارتفاع ، بينما الحركة الهبوطية هي الاكتئاب. تستخدم هذه الحركات لهز كتفيك. وبالمثل ، فإن ارتفاع الفك السفلي هو الحركة الصعودية للفك السفلي المستخدم لإغلاق الفم أو لدغة شيء ما ، والاكتئاب هو الحركة الهبوطية التي تنتج فتح الفم (انظر الشكل 9.13 ك).

انحراف

الانحراف هو الحركة الجانبية للفك السفلي. رحلة جانبية يحرك الفك السفلي بعيدًا عن خط الوسط ، باتجاه الجانب الأيمن أو الأيسر. رحلة وسطي يعيد الفك السفلي إلى موضع الراحة في خط الوسط.

دوران متفوق ودوران أدنى

الدوران الأعلى والأدنى هما حركات لوح الكتف ويتم تحديدهما من خلال اتجاه حركة التجويف الحقاني. تتضمن هذه الحركات دوران لوح الكتف حول نقطة أدنى من العمود الفقري الكتفي ويتم إنتاجها عن طريق مجموعات من العضلات التي تعمل على لوح الكتف. خلال دوران متفوق ، يتحرك التجويف الحقاني للأعلى بينما يتحرك الطرف الإنسي للعمود الفقري الكتفي إلى أسفل. هذه حركة مهمة جدًا تساهم في اختطاف الطرف العلوي. بدون الدوران الفائق للكتف ، فإن الحديبة الأكبر لعظم العضد ستضرب الأخرم للكتف ، وبالتالي تمنع أي اختطاف للذراع فوق ارتفاع الكتف. وبالتالي ، فإن الدوران الفائق للكتف مطلوب من أجل الاختطاف الكامل للطرف العلوي. يتم استخدام الدوران الفائق أيضًا بدون إبعاد الذراع عند حمل حمولة ثقيلة بيدك أو على كتفك. يمكنك أن تشعر بهذا الدوران عندما تحمل حمولة ، مثل حقيبة كتب ثقيلة وتحملها على كتف واحد فقط. لزيادة دعم حمل الوزن للكيس ، يرفع الكتف بينما يدور لوح الكتف بشكل ممتاز. دوران أدنى يحدث أثناء تقريب الأطراف وينطوي على الحركة الهبوطية للتجويف الحقاني مع حركة تصاعدية للنهاية الوسطى للعمود الفقري الكتفي.

المعارضة وإعادة الموقف

معارضة هي حركة الإبهام التي تجعل طرف الإبهام ملامسًا لطرف الإصبع. يتم إنتاج هذه الحركة عند المفصل الرسغي الأول ، وهو مفصل سرج يتكون بين عظم الرسغ شبه المنحرف وعظم المشط الأول. تنتج معارضة الإبهام عن طريق الجمع بين ثني وإبعاد الإبهام عند هذا المفصل. تسمى إعادة الإبهام إلى موضعه التشريحي بجوار السبابة إعادة (انظر الشكل 9.13 ل).


الروافع وأجزاء الجسم

تعمل العضلات والعظام معًا لتشكيل رافعات. الرافعة هي عبارة عن رو جامدد (عادة ما يكون طول العظم) الذي يدور حول محور (عادة مفصل). يمكن استخدام الروافع بحيث يمكن لقوة صغيرة أن تحرك قوة أكبر بكثير. وهذا ما يسمى بالميزة الميكانيكية.

هناك أربعة أجزاء للرافعة - ذراع الرافعة والمحور والجهد والحمل. في أجسادنا:
تعمل العظام كأذرع رافعة
المفاصل بمثابة محاور
توفر العضلات قوى الجهد لتحريك الأحمال
الأحمال هي أجزاء الجسم التي يتم تحريكها

يمكن أيضًا استخدام الرافعات لتكبير الحركة ، على سبيل المثال ، عند ركل الكرة ، تنتج تقلصات صغيرة في عضلات الساق حركة أكبر بكثير في نهاية الساق.
أنواع الرافعات

رافعة من الدرجة الأولى - أومئ برأسك
المحور هو المكان الذي تلتقي فيه جمجمتك بأعلى عمودك الفقري. جمجمتك هي ذراع الرافعة وعضلات الرقبة في مؤخرة الجمجمة توفر القوة (الجهد) لرفع رأسك لأعلى ضد وزن الرأس (الحمل). عندما تسترخي عضلات الرقبة ، تومئ رأسك للأمام.

رافعة من الفئة 2 - قف على أطراف أصابع القدم

طرف اصبع القدم
يكون المحور عند مفاصل إصبع قدمك وتعمل قدمك كذراع رافعة. توفر عضلات ربلة الساق ووتر العرقوب الجهد المبذول عندما تنقبض عضلة الربلة. الحمل هو وزن جسمك ويرفع بالجهد.

الحمل بين المحور والجهد (مثل عربة اليد). قوة الجهد المطلوبة أقل من قوة الحمل ، لذلك هناك ميزة ميكانيكية. تسمح لك هذه الحركة العضلية في الجزء الخلفي من ساقيك بتحريك جسمك بالكامل لمسافة صغيرة.

رافعة فئة 3 - ثني ذراعك

ذراع عازمة
المحور في الكوع والساعد بمثابة ذراع الرافعة. توفر العضلة ذات الرأسين الجهد (القوة) وتثني الساعد مقابل وزن الساعد وأي وزن قد تحمله اليد.
الحمل بعيد عن المحور أكثر من الجهد المبذول. لا توجد ميزة ميكانيكية لأن الجهد أكبر من الحمل. ومع ذلك ، يتم تعويض هذا العيب بحركة أكبر - ينتج عن تقلص صغير للعضلة ذات الرأسين حركة كبيرة في الساعد. يمنحنا هذا النوع من نظام الرافعة أيضًا ميزة سرعة أكبر للحركة.

ما هو عزم الدوران؟
في الأمثلة أعلاه ، عملت قوى الجهد والحمل في اتجاهات دوران معاكسة لبعضها البعض. إذا حاول الحمل تدوير الرافعة في اتجاه عقارب الساعة ، فإن الجهد يحاول قلب الرافعة عكس اتجاه عقارب الساعة. للقوى المؤثرة على الرافعة أيضًا تأثيرات مختلفة اعتمادًا على بُعدها عن المحور. على سبيل المثال ، عند دفع باب مفتوحًا ، يكون من الأسهل تحريك الباب إذا ضغطت على مقبض الباب بدلاً من قربه من المفصلة (المحور). يؤدي الضغط على الباب إلى تأثير الدوران ، مما يؤدي إلى الدوران. يسمى تأثير الدوران هذا عزم الدوران (أو الرافعة المالية).

يمكنك زيادة مقدار عزم الدوران عن طريق زيادة حجم القوة أو زيادة المسافة التي تؤثر عليها القوة من المحور. هذا هو السبب في أن مقبض الباب بعيد عن المفصلة.

أوتار الركبة
تنتج القوى من عضلاتنا عزم دوران حول مفاصلنا في اتجاه عقارب الساعة وعكس اتجاه عقارب الساعة. إذا كانت العزمان متساويتان ومتعاكستان ، فلن تدور الرافعة. إذا كانت غير متساوية ، فسوف تدور الرافعة في اتجاه عزم الدوران الأكبر.
في هذا الرسم البياني ، ينتج عن حمل ووزن الجزء السفلي من الساق عزم دوران في اتجاه عقارب الساعة حول الركبة. سوف تدور أسفل الساق في اتجاه عقارب الساعة.
إذا انكمشت عضلة أوتار الركبة في الجزء الخلفي من أعلى الساق بقوة كبيرة ، فإنها تنتج عزم دوران عكس اتجاه عقارب الساعة الذي يرفع الساق.



رفع الأوزان الثقيلة
في هذا الرسم البياني ، ينتج عن رفع الوزن مثل الشخص الموجود على اليسار عزم دوران أكبر حول الجزء السفلي من العمود الفقري (المحور) - تكون قوة الرفع على مسافة عمودية أكبر من المحور. يجب أن تمارس عضلات الظهر قوة هائلة لتوفير عزم دوران يوازن العزم من الوزن الذي يتم رفعه.
من المهم رفع وزن ثقيل بالقرب من جسمك لتقليل عزم الدوران الناتج حول الجزء السفلي من العمود الفقري

1. عندما تركت قضيبًا من الحديد ، فإن ذراعك تعمل كنوع من الرافعة؟
أ. فئة 1 ب. فئة 2 ج. فئة 3

2. عندما تقف على أطراف أصابعك ، فإن قدمك تتصرف على أنها نوع من الرافعة؟
أ. فئة 1 ب. فئة 2 ج. فئة 3

3. ما هو حمل الرافعة وأنت تقف على أطراف أصابع قدميك؟
أ. your ankle b. calf muscles c. your whole body

4. What part of your body acts at the pivot points to levers?
أ. joints b. muscles c. الأوزان

5. Another name for a pivot point is the:
أ. output b. torque c. fulcrum

6. If you place the doorknob on the same side of the door as the hinge, you will ____ the torque.
أ. increase b. decrease c. not change

7. Why is it better to lift objects using your legs instead of your back?
أ. torque forces may injure back muscles
ب. the leg is a stronger lever
ج. the back does not have as much torque as the ankle

8. What is the overall theme of this article?
أ. to describe how body parts act as levers
ب. to advise people on how to lift objects
ج. to persuade readers to exercise

9. When a force tries to push one end of a lever clockwise, a balancing force on the opposite side (to the fulcrum) must push:
أ. clockwise also b. counterclockwise

10. The hamstring muscles are used to perform watch action?
أ. raising the upper leg b. bending over c. bending the knee


نتائج

General structure of hind legs

The hind legs of different species of froghopper are 1.4-1.6 times longer than the front and middle legs but only 52-66% the length of the body(Burrows, 2006). They have a mass that is only 2% of the total body mass, largely because the main muscles powering a jump and controlling the movements of the trochantera are in the thorax (Burrows, 2007). The tibia of a hind leg is longer than the femur(Fig. 1). على سبيل المثال ، في Philaenus it is 1.8±0.07 mm (mean ± s.e.m., ن=34) and thus 64% longer than the femur (1.1±0.03 mm). In larger froghoppers this difference is accentuated so that in Cercopisa tibia is 81% longer than a femur and in Aphrophora it is 92%longer. A hind tibia in all species has two outwardly pointing spines and two semi-circular rows of smaller spines on its ventral surface close to the articulation with the tarsus. The two most proximal tarsal joints also have a ventral, semi-circular row of spines. These spines should increase traction as thrust is applied through the tibia and tarsus to the ground at take-off in a jump. The front and middle pairs of legs have no spines and have usually lost contact with the ground before take-off in a jump.

Further prominent differences between the hind and the other legs are in the structure of the coxa and the femur(Fig. 1). A hind, but not a front or middle coxa, has a prominent lateral extension, the lateral and anterior corner of which provides one of its two pivot points with the thorax. A ventral, ovoid protrusion also arises from this lateral region of the hind coxa and is visible from a ventral view when the trochanter is depressed but covered by the femur when the leg is fully levated(Fig. 1). It is not present on the front or middle legs. The medial surfaces of the left and right hind coxae, but not those of the front and middle legs, are closely apposed and at these points of contact each has a field of microtrichia [a dense array of small protuberances (Gorb,2004)] that engage with those of the other coxa.

A hind femur has a protrusion on its dorsal surface that is not present on the front or middle legs (Fig. 2A). As the trochanter levates fully, this protrusion rides over the coxal protrusion and engages with it so that in this cocked position(shown on the right in Fig. 1),the proximal femur is closely apposed to the coxa. The more distal parts of a hind leg, including the femoro-tibial joint, then lie between the thorax and a middle leg.

Drawing of a ventral view of Aphrophora to show the specialisations of the hind legs (green). The left hind leg is shown with the trochanter fully levated (cocked) about the coxa so that the femur is engaged with the coxal protrusion and the femoro-tibial joint is dorsal to the left middle leg but ventral to the thorax. The right leg is shown with the trochanter partly depressed about the coxa so that the coxal protrusion is exposed. Cross sections through the right femur and tibia show the profiles at five levels. The medial surfaces of both hind coxae are closely apposed. The tibia of a hind but not a middle leg has two ventral rows of spines at its joint with the tarsus and the two proximal segments of a hind tarsus have a single row of spines at their articulation with the next segment.

Drawing of a ventral view of Aphrophora to show the specialisations of the hind legs (green). The left hind leg is shown with the trochanter fully levated (cocked) about the coxa so that the femur is engaged with the coxal protrusion and the femoro-tibial joint is dorsal to the left middle leg but ventral to the thorax. The right leg is shown with the trochanter partly depressed about the coxa so that the coxal protrusion is exposed. Cross sections through the right femur and tibia show the profiles at five levels. The medial surfaces of both hind coxae are closely apposed. The tibia of a hind but not a middle leg has two ventral rows of spines at its joint with the tarsus and the two proximal segments of a hind tarsus have a single row of spines at their articulation with the next segment.

Angular movements of the leg joints

The coxae of the two hind legs are closely apposed at their medial surfaces, in contrast to those of the front and middle legs that are widely separated, so that the mouthparts are interposed between them. A hind coxa can move about its articulation with the sternal region of the metathorax by some 25° in a plane that allows the whole hind leg to be rotated forwards and downwards, or backwards and upwards, in a plane nearly parallel to the long axis of the body (Fig. 2A). When viewed ventrally (see drawing in Fig. 1, Fig. 3 and scanning electron micrographs in Figs 7, 8, and 9), one pivot of this thoraco-coxal joint is seen to be at the anterior, ventral edge of the lateral coxa and the second at the anterior, medial edge of the coxa. Movements of the trochantin, a sclerite embedded in the flexible cuticle linking the coxa anteriorly with the thorax (Fig. 1) have not been analysed.

The pivots of the coxo-trochanteral joint are, by contrast, dorsal and ventral so that the trochanter is depressed or levated in a horizontal plane through angles of 75-100° (Fig. 2C). The ventral pivot is at the lateral edge of the main part of the coxa and close to the lateral edge of the trochanter, whilst the dorsal pivot is more medial.

Angular movements possible at the five joints of a hind leg in Aphrophora. The pivot of each joint is indicated by a blue dot, and the broken lines indicate the positions of same parts of the joints in their different positions. In A,B,D,E one extreme position is shown in grey, the other in black. (A) The thoraco-coxal joint viewed laterally. The coxa can rotate by some 25° about the thorax. In this diagram the femur has also moved about the trochanter. (B-E) Ventral views. (B) The femur can rotate by some 30° about the trochanter. (C) Three positions of the coxo-trochanteral joint: almost fully levated, mid position, and almost fully depressed. The trochanter can levate and depress by some 75-100° about the coxa. (D) The tibia can flex and extend by some 170° about the femur. (E)The tarsus can levate and depress by some 45° about the tibia.

Angular movements possible at the five joints of a hind leg in Aphrophora. The pivot of each joint is indicated by a blue dot, and the broken lines indicate the positions of same parts of the joints in their different positions. In A,B,D,E one extreme position is shown in grey, the other in black. (A) The thoraco-coxal joint viewed laterally. The coxa can rotate by some 25° about the thorax. In this diagram the femur has also moved about the trochanter. (B-E) Ventral views. (B) The femur can rotate by some 30° about the trochanter. (C) Three positions of the coxo-trochanteral joint: almost fully levated, mid position, and almost fully depressed. The trochanter can levate and depress by some 75-100° about the coxa. (D) The tibia can flex and extend by some 170° about the femur. (E)The tarsus can levate and depress by some 45° about the tibia.

The femur is not fused to the trochanter and can rotate about it through some 30° (Fig. 2B). The dorsal and ventral pivots are both lateral so that the plane of movement is similar to that of the trochanter. The tibia can flex or extend through some 170° about the femur, again in much the same plane, and the tarsus can levate and depress through some 45° about the tibia(Fig. 2D,E). Thus the segments distal to the coxa move in the same plane that is determined by the rotation of the coxa about the thorax. Thrust applied by depression of the trochanter will thus be applied in the same plane through all of the more distal joints of a hind leg.

Attempted jump by a restrained Aphrophora viewed ventrally. All the legs are free to move but make no contact with any substrate. (A) Images captured at 1000 s -1 and with an exposure time of 0.5 ms, are arranged in three columns. Between frames -2110 and -2000 ms, the right hind leg is gradually swung anteriorly by a levation of the trochanter about the coxa. The femur now obscures the lateral protrusion of the coxa. The leg remains in this levated and cocked position for 2 s with no changes in the angles of coxo-trochanteral joint or other more distal joints. Toward the end of this period (between frames -2000 and -1 ms), the coxa moves forward about the thorax, indicated by the reduction in distance between its anterior edge and the posterior edge of the coxa of a middle leg (yellow horizontal lines). The joint between the trochanter and the coxa then depresses rapidly so that within 1 ms the whole leg has been extended (frames -1 ms and 0 ms). (B) Plot of the angular changes of the coxo-trochanteral and trochantero-femoral joints of the hind leg during the whole sequence. The vertical yellow bars indicate when the hind legs achieved their fully cocked position (left) and when the jump occurred (right).

Attempted jump by a restrained Aphrophora viewed ventrally. All the legs are free to move but make no contact with any substrate. (A) Images captured at 1000 s -1 and with an exposure time of 0.5 ms, are arranged in three columns. Between frames -2110 and -2000 ms, the right hind leg is gradually swung anteriorly by a levation of the trochanter about the coxa. The femur now obscures the lateral protrusion of the coxa. The leg remains in this levated and cocked position for 2 s with no changes in the angles of coxo-trochanteral joint or other more distal joints. Toward the end of this period (between frames -2000 and -1 ms), the coxa moves forward about the thorax, indicated by the reduction in distance between its anterior edge and the posterior edge of the coxa of a middle leg (yellow horizontal lines). The joint between the trochanter and the coxa then depresses rapidly so that within 1 ms the whole leg has been extended (frames -1 ms and 0 ms). (B) Plot of the angular changes of the coxo-trochanteral and trochantero-femoral joints of the hind leg during the whole sequence. The vertical yellow bars indicate when the hind legs achieved their fully cocked position (left) and when the jump occurred (right).

Movements of the joints during a jump

To resolve the detailed movements of the proximal joints of the hind legs during jumping, Aphrophora were fixed ventral surface uppermost in Plasticene™ in such a way that all the legs were free to move. Very rapid and simultaneous movements of both hind legs occasionally occurred spontaneously or could be evoked by gentle tickling hairs on the abdomen with a fine paintbrush. No differences in the form, sequence, or timing of the movements of the two hind legs could be discerned in images of these sequences compared with those in free jumping(Burrows, 2006 Burrows, 2007). The sequence of movements of an individual hind leg could be resolved into the following sequence of actions (Fig. 3).

First, there was a slow levation of the trochanter about the coxa and a smaller decrease in the angle of the femur about the trochanter, accompanied by a flexion of the tibia about the femur. These changes moved the femur anteriorly so that it passed ventral to a lateral protrusion on the coxa, with which it then engaged, and medially so that it was pressed against the lateral edge of the coxa (Fig. 3A,B). This cocking movement of a hind leg lasted some 110 ms in the example shown,but in different attempted jumps by Aphrophora, the mean time taken was 187.3±8.9 ms, range 88-353 ms, median 183 ms, ن=45(Burrows, 2007).

Second, the hind legs remained in this cocked position without moving for a period of 2 s in this example, though again this period was variable in different attempted jumps by Aphrophora (mean 2.9±0.16 s, ن=160) (Burrows,2007). Compression of the ventral thorax during this period meant that the hind legs moved anteriorly and thus closer to the middle legs,thereby pressing the trochantin against the flexible membrane of the metathorax and against the middle legs (see pairs of horizontal lines in Fig. 3A).

Third, after this long period with no visible movements of the leg joints,both hind legs depressed and extended completely in 1 ms(Fig. 3A,B). The main movement of each hind leg was a rapid depression of the trochanter about the stable coxa, accompanied by a small increase in the trochantero-femoral angle that may have resulted from the centrifugal forces generated by the rapid depression of the coxo-trochanteral joint. The structure of this joint was therefore examined in detail.

Drawings and photographs of the structure and articulation of the trochanter and coxa of Lepyronia viewed ventrally. (A) Drawing showing the left trochanter fully levated and the right trochanter almost fully depressed. (B,C) Photographs with the joints in the same positions as in the drawings.

Drawings and photographs of the structure and articulation of the trochanter and coxa of Lepyronia viewed ventrally. (A) Drawing showing the left trochanter fully levated and the right trochanter almost fully depressed. (B,C) Photographs with the joints in the same positions as in the drawings.

Structure of the coxo-trochanteral joint

The cuticle of the coxa and the trochanter close to their pivots is heavily sclerotised and appears black (Fig. 4A-C). A strip of ventral coxal cuticle extending anteriorly from the ventral pivot is also strengthened and sclerotised(Fig. 4A,C). In the dorsal coxa, two struts run medially and laterally from the dorsal pivot to form a V-shaped internal scaffold (Fig. 5B-E). The ventral and dorsal pivots each consist of a curved medially pointing horn of cuticle extending anteriorly from the trochanter that each engage in an indentation of the coxa(Fig. 4A,C Fig. 5B-D). As the trochanter depresses about these pivots, its ventral anterior edge moves dorsal to a posterior projection of the coxa until at full depression the medial and anterior edge of the trochanter abuts against the medial and posterior edges of the coxa (Fig. 4A,B Fig. 5A,C). The tendon of the trochanteral depressor muscle inserts on the thickened and sclerotised medial rim of the trochanter, with the area of sclerotisation wrapping around both the ventral and dorsal surfaces of the trochanter(Fig. 4A-C). In contrast to the extensive area of insertion of the depressor tendon, the trochanteral levator muscles insert on two small lateral protrusions of the trochanter, one dorsal(Fig. 5D) and the other ventral, which are again both sclerotised.

The articulation of the trochanter and coxa in Aphrophora viewed dorsally and posteriorly. (A) Drawing to show the trochanter of the right leg fully depressed and that of the left leg fully levated. A protrusion on the dorsal surface of the femur (asterisk) engages with the lateral protrusion of the coxa when the leg is fully levated. The trochanteral depressor muscle within the thorax is shown. Cuticular parts of the hind leg are coloured green. (B) Photograph to show the trochanter almost fully levated. The tendon of the trochanteral depressor muscle can be seen where the dorsal cuticle of the coxa has been removed the broken lines show its full width. (C) The trochanter is fully levated so that the femoral protrusion is engaged with the coxal protrusion. (D) The trochanter is fully depressed about the coxa. (E)The trochanter is approximately in the middle of its range of movements. These photographs also show the insertion of a trochanteral levator muscle on a lateral cuticular protrusion of the trochanter and the insertion of the trochanteral depressor on heavily sclerotised medial cuticle of the trochanter. Cuticular reinforcing struts in the coxa extend anteriorly from the coxo-trochanteral pivot. Between these struts the tendon of the trochanteral depressor muscle is visible. (F) Photograph from a medial aspect to show the prominent femoral protrusion at the proximal end of the femur.

The articulation of the trochanter and coxa in Aphrophora viewed dorsally and posteriorly. (A) Drawing to show the trochanter of the right leg fully depressed and that of the left leg fully levated. A protrusion on the dorsal surface of the femur (asterisk) engages with the lateral protrusion of the coxa when the leg is fully levated. The trochanteral depressor muscle within the thorax is shown. Cuticular parts of the hind leg are coloured green. (B) Photograph to show the trochanter almost fully levated. The tendon of the trochanteral depressor muscle can be seen where the dorsal cuticle of the coxa has been removed the broken lines show its full width. (C) The trochanter is fully levated so that the femoral protrusion is engaged with the coxal protrusion. (D) The trochanter is fully depressed about the coxa. (E)The trochanter is approximately in the middle of its range of movements. These photographs also show the insertion of a trochanteral levator muscle on a lateral cuticular protrusion of the trochanter and the insertion of the trochanteral depressor on heavily sclerotised medial cuticle of the trochanter. Cuticular reinforcing struts in the coxa extend anteriorly from the coxo-trochanteral pivot. Between these struts the tendon of the trochanteral depressor muscle is visible. (F) Photograph from a medial aspect to show the prominent femoral protrusion at the proximal end of the femur.

Lever ratios

The lever ratios of the trochanteral depressor and levator muscles were determined from individual frames captured at rates of 1000 s -1 as a hind leg moved naturally, or when forcibly moved over its entire angular range. When viewed ventrally (Figs 1, 4) the line of action of the depressor tendon always appears to have a positive mechanical advantage, even when the joint was in its most levated position. It does not appear to go over the centre of the pivot in this cocked position, and because the pivot is so lateral there would be little room for it to move into such a position within the coxa. Images of the joint movement were also captured from a posterior perspective, enabling both pivots to be seen at the same time(Fig. 6A-C). In the most levated (cocked) position, the insertion of the depressor tendon is medial to the pivot and the line of action of the tendon positive. As the coxo-trochanteral joint depressed the distance between the insertion of the tendon and the line of the pivot increased. Plotting the lever arm of the depressor muscle showed that it was smallest at the most levated position(Fig. 6D). For the first 10° of depression movement the lever arm remained the same, but then increased rapidly to a maximum after some 80° of movement and remained at this value during further depression of the joint. By contrast, the lever arm of the levator tendon was similar over the full range of joint movement. The lever arm of the depressor exceeded that of the levator after 40° of depression.

المستقبِلات

Scanning electron micrographs of the trochantin, coxa and trochanter revealed three prominent arrays of hairs that would appear to act as proprioceptors signalling the movements of one segment of a hind leg relative to another (Fig. 7). The movements that all three are likely to signal are those that occur in preparation for jumping. Other leg movements that have been observed would not be likely to stimulate them.

First, a hair row on the trochantin consists of some 15 hairs (trichoid sensilla), 15-50 μm long, which are stouter than those distributed more widely over the legs and body (Fig. 7A,B). They would be stimulated when the trochantin either touches the flexible membrane linking it to the mesothorax, or the middle legs. Such a movement occurs during the compression of the thorax when the hind legs are held in their cocked positions in preparation for a jump.

Movements of the hind coxo-trochanteral joints of Aphrophoraviewed posteriorly. The joint was moved from the fully levated position (A)through a partially depressed position (B) to the fully depressed position(C). Both the ventral and dorsal pivots of the joint are indicated by the blue arrows and are joined by the blue lines. The shorter blue lines indicate the insertions of the trochanteral depressor muscles. (D) Plot of the effective lever arms of the trochanteral levator and depressor muscles expressed as perpendicular distances between their insertion points and the axis of the pivot of the coxo-trochanteral joint over the full angular range of coxo-trochanteral joint movements.

Movements of the hind coxo-trochanteral joints of Aphrophoraviewed posteriorly. The joint was moved from the fully levated position (A)through a partially depressed position (B) to the fully depressed position(C). Both the ventral and dorsal pivots of the joint are indicated by the blue arrows and are joined by the blue lines. The shorter blue lines indicate the insertions of the trochanteral depressor muscles. (D) Plot of the effective lever arms of the trochanteral levator and depressor muscles expressed as perpendicular distances between their insertion points and the axis of the pivot of the coxo-trochanteral joint over the full angular range of coxo-trochanteral joint movements.

Second, on the anterior, ventral surface of the coxa is an approximately circular hair plate, the coxo-trochantinal hair plate, consisting of some 13 hairs (trichoid sensilla), ranging from 8-15 μm in length(Fig. 7A,C). These hairs could signal contact of the coxa with the trochantin during movements that precede the sudden depression of the trochanter in a jump.

Third, on the lateral edge of the trochanter is a hair plate consisting of two rows of regularly spaced hairs, ranging in length from 5-10 m(Fig. 7D). This hair plate could signal the initial contact of the trochanter with the lateral, distal edge of the coxa when it is levated into its fully cocked position, and the continuing contact while it is held cocked before a jump.

Cocking of the hind legs

In the fully levated position, the femur of a hind leg moves ventral to the lateral, ventral protrusion of the coxa so that it is closely engaged with it(Figs 1, 3). The detailed structure of this region of engagement was therefore examined in the scanning electron microscope from a ventral perspective for the coxa(Fig. 8A-D) and from a dorsal perspective for the femur (Fig. 9A-D).

Scanning electron micrographs of the proximal hind leg joints of Philaenus viewed ventrally. (A) The trochanter of the left hind leg is almost fully levated about the coxa and the right trochanter is fully depressed. The large white arrows indicate the pivot points of the proximal leg joints and the black arrows three prominent arrays of proprioceptive hairs. (B) Hair row on the right trochantin midline is to the right. (C) The right coxo-trochantinal hair plate. (D) The right trochanteral hair plate.

Scanning electron micrographs of the proximal hind leg joints of Philaenus viewed ventrally. (A) The trochanter of the left hind leg is almost fully levated about the coxa and the right trochanter is fully depressed. The large white arrows indicate the pivot points of the proximal leg joints and the black arrows three prominent arrays of proprioceptive hairs. (B) Hair row on the right trochantin midline is to the right. (C) The right coxo-trochantinal hair plate. (D) The right trochanteral hair plate.

Coxal protrusion

Micrographs show clearly that the oval, domed-shaped lateral protrusion is part of the coxa, and that in contrast to the surrounding cuticle of the coxa,it is covered in a dense array of small protrusions called microtrichia(Fig. 8B-D). They are similar in appearance to those on the apposed, medial surfaces of the coxae(Gorb, 2004). Over most of a coxal protrusion the microtrichia are 5-8 μm high, 3-6 μm wide and are separated by intervals of 1-2 μm. The size decreases with distance from the peak of the protrusion and the spacing between them increases so that they taper into the smooth cuticle of the rest of the coxa. The microtrichia on the dome of the protrusion point anteriorly. In many coxae examined in fixed insects, the dome of the protrusion was dimpled and the microtrichia there appeared flattened (Fig. 8C). In live insects, the cuticle on the dome is soft and can easily be dimpled by slight external pressure, indicating that its appearance in the micrographs most likely results from the collapse of the underlying, flexible membrane.

Scanning electron micrographs of the lateral protrusions on the hind leg coxae viewed ventrally. (A) The trochantera of both hind legs are fully depressed to reveal the coxae. (B) Higher magnification to show the articulation of the coxa with the thorax and the coxal protrusion (boxed area in A) arising laterally. (C) The coxal protrusion is covered in swirls of microtrichia. (D) Higher power view of the microtrichia.

Scanning electron micrographs of the lateral protrusions on the hind leg coxae viewed ventrally. (A) The trochantera of both hind legs are fully depressed to reveal the coxae. (B) Higher magnification to show the articulation of the coxa with the thorax and the coxal protrusion (boxed area in A) arising laterally. (C) The coxal protrusion is covered in swirls of microtrichia. (D) Higher power view of the microtrichia.

Femoral protrusion

On the dorsal surface of a femur at its proximal end is a prominent protrusion with its highest point at the anterior edge(Fig. 5A,B,F Fig. 9A,B). It protrudes by 130μm from the dorsal surface of the femur at a point where the dorso-ventral depth of the femur is 220 μm (Fig. 5F). It tapers steeply on its distal side but more gradually toward the proximal end of the femur. This protrusion is again covered in an array of microtrichia which are somewhat shorter at 4-6 μm high, and broader at 5-7 μm wide and more widely spaced at 2-3 μm than those on the coxal protrusion. The size of the microtrichia decreases and their spacing increases with distance from the slope of the protrusion so that they taper into the smooth cuticle of the surrounding femur. On the protrusion, the microtrichia are oriented posteriorly and somewhat medially.

Scanning electron micrographs of the femoral protrusion of a left hind leg viewed dorsally. The different parts of this figure are shown at the same magnification as comparable parts of Fig. 8. (A) The trochantera of both hind legs are partially depressed and reveal the femoral protrusion and the coxal protrusion on the left hind leg. (B) Higher magnification of the femoral protrusion (boxed in A) shows that it is covered in microtrichia whereas the surrounding cuticle is smooth.(C) Microtrichia cover the femoral protrusion and closely spaced hairs are present anteriorly. (D) Higher power view of the microtrichia on the femoral protrusion.

Scanning electron micrographs of the femoral protrusion of a left hind leg viewed dorsally. The different parts of this figure are shown at the same magnification as comparable parts of Fig. 8. (A) The trochantera of both hind legs are partially depressed and reveal the femoral protrusion and the coxal protrusion on the left hind leg. (B) Higher magnification of the femoral protrusion (boxed in A) shows that it is covered in microtrichia whereas the surrounding cuticle is smooth.(C) Microtrichia cover the femoral protrusion and closely spaced hairs are present anteriorly. (D) Higher power view of the microtrichia on the femoral protrusion.

For a hind leg to move into its most levated (cocked) position, the protrusion on the dorsal femur must ride over the coxal protrusion and engage in front of it. This will bring the two surfaces bearing microtrichia into direct contact with each other and the orientation of the microtrichia on these two surfaces should ensure that many will interlock. Furthermore, the flexible dome on the coxal protrusion should allow it to fit snugly into the shape of the femoral protrusion so that the two sets of microtrichia are fully apposed or engaged. The increased surface area provided by the microtrichia,the interlocking between them and the engagement of the femoral protrusion in front of the coxal protrusion together provide an impediment, or an increased area of friction, to the depression of the leg. To allow the femur to be extended in a jump, these two surfaces must disengage and the femoral protrusion must ride over the coxal protrusion. The hind leg could be held in its cocked position by this mechanism and allowed to move suddenly only when sufficient depression force was generated.

Larvae

The larvae, which live in the protected environment afforded by their secretion of a froth or `cuckoo spit', have a small coxal protrusion that is smooth and entirely devoid of microtrichia(Fig. 10A). The dorsal surface of the proximal part of a hind femur has no protrusion and no microtrichia(Fig. 10B). The larvae do not jump and if they do emerge from their froth, they walk to another feeding site. The femoral and coxal protrusions, and their associated microtrichia,appear only after the final moult. Within a few minutes of emergence from its froth, an adult is able to jump.

Depression movements in two stages

The stages in the movement of a hind leg that allow its release from its fully levated position was analysed in froghoppers that had recently died(Fig. 11). In such insects, a hind leg can be forcibly rotated forwards so that the trochanter is fully levated about the coxa and the femur engaged with the coxal protrusion. The leg will then lock into and remain in its cocked position solely because of the mechanical construction of the leg and in the absence of any active muscular contraction. Sometimes the leg will then spontaneously and rapidly depress, or can be induced to do so by applying a backwards force to the femur or the tibia. During a spontaneous movement from the cocked position, the coxo-trochanteral joint depressed and the femur moved backwards to expose the coxal protrusion to view (Fig. 11A). The movement of the hind leg was rapid and was completed in 2 ms even though it was not powered by any muscular contraction. When powered by muscular contractions, the jump movement in equivalent circumstances (when not bearing the weight of the body) is complete in 0.3 ms (see Fig. 12C) (Burrows, 2006a). The rapidity of the movement in a dead insect, suggests that the forced levation stretched tendons and muscle fibres and elastic force was stored in these structures, or in associated deformations of the cuticle, which was then released suddenly to provide the propulsive power.

In a movement triggered by the application of external force to the distal end of the femur, the unlocking of the leg that must occur before a rapid jump movement could be resolved into two steps(Fig. 11B). The first movement was a small depression of the coxo-trochanteral joint that was then followed by the femoral protrusion disengaging from the coxal protrusion. Only then were the femur and the more distal segments of the leg able to move,demonstrating the contribution of the engagement between the femur and the coxa to the cocking of the hind leg, and its subsequent disengagement to the rapid jumping movement.

Sound association with rapid leg movements

When froghoppers performed an unrestrained jump, a consistent click could be heard and recorded by a microphone placed at the point of take-off(Fig. 12A). The sound occurred during take-off. When a froghopper was restrained on its back in Plasticene and encouraged by gentle tickling to produce the rapid, simultaneous movements of its hind legs that underlie jumping, they were again accompanied by a click sound (Fig. 12B). In this experimental arrangement, the hind legs made no contact with the substrate or with any other object, so that the sound must have resulted from the rapid movements of the hind legs themselves. When images of the movement were captured at 1000 s -1 , the sound could be correlated to the 1 ms period when the legs moved from their cocked to their fully depressed position. To provide greater time resolution, a disc of reflective tape was fixed to the distal femur enabling changes in the angle between the coxa and femur to be detected (Fig. 12C). Allowing for the conduction of the sound to a microphone 5 mm away, the sound must have occurred just 0.035 ms after the movement started and full depression of the hind leg was completed in 0.3 ms. The sound must therefore result from events at the very start of the rapid depression movement, such as the initial movement of the coxo-trochanteral joint, or the disengagement of microtrichia on the coxal and femoral protrusions.

Larval Philaenus lack microtrichia on the coxal protrusions and proximal femora of their hind legs. (A) The cuticle of the left coxal protrusion is smooth and has no microtrichia as viewed ventrally. (B) The right femur viewed dorsally has no protrusion at its proximal end and microtrichia are absent.

Larval Philaenus lack microtrichia on the coxal protrusions and proximal femora of their hind legs. (A) The cuticle of the left coxal protrusion is smooth and has no microtrichia as viewed ventrally. (B) The right femur viewed dorsally has no protrusion at its proximal end and microtrichia are absent.


Arthralgia (arthr - algia): pain of the joints. It is a symptom rather than a disease and can result from injury, allergic reaction, infection, or disease. Arthralgia occurs commonly in the joints of the hands, knees, and ankles.

Arthrectomy (arthr - ectomy): the surgical excision (cutting out) of a joint.

Arthrempyesis (arthr - empyesis): formation of pus in a joint. It is also known as arthropyosis and occurs when the immune system has difficulty eliminating the source of infection or inflammation.

Arthresthesia (arthr - esthesia): sensation in the joints.

Arthritides (arthr - itides): plural form of arthritis.

Arthritis (arthr - itis): inflammation of the joints. Symptoms of arthritis include pain, swelling, and joint stiffness. Types of arthritis include gout and rheumatoid arthritis. Lupus can also cause inflammation in joints as well as in a variety of different organs.

Arthrosis (arthr - osis): a degenerative joint disease commonly caused by deterioration of the cartilage around a joint. This condition affects people as they age.

Arthrotomy (arthr - otomy): a surgical procedure in which an incision is made in a joint for the purpose of examining and repairing it.

Arthrocele (arthro - cele): an older medical term that indicates the swelling of a joint. It can also indicate a synovial membrane hernia.

Arthroderm (arthro - derm): the outer covering, shell, or exoskeleton of an arthropod. An arthroderm has a number of joints attached to muscle allowing for movement and flexibility.

Arthrodesis (arthro - desis): a surgical procedure that involves the fixation of a joint in order to promote the fusion of bone. It is typically used to treat chronic pain.

Arthrofibrosis (arthro - fibrosis): the formation of scar tissue due to some trauma or injury within a joint. The scar tissue inhibits overall joint movement.

Arthrogram (arthro - gram): X-ray, fluoroscopy, or MRI used to examine the interior of a joint. An arthrogram is used to diagnose problems such as tears in joint tissues.

Arthrogryposis (arthro - gryp - osis): a congenital joint disorder in which a joint or joints lack the normal range of motion and may be stuck in one position.

Arthrokinetic (arthro - kinetic): a physiological term of or relating to joint movement.

Arthrology (arthro - logy): a branch of anatomy that focuses on the structure and function of the joints.

Arthrolysis (arthro - lysis): a type of surgery performed to repair stiff joints. Arthrolysis involves the loosening of joints that have become stiff due to injury or as a result of a disease such as osteoarthritis. As (arthro-) refers to a joint, (-lysis) means to split, cut, loosen, or untie.

Arthromere (arthro - mere): any of the body segments of an arthropod or animal with jointed limbs.

Arthrometer (arthro - meter): an instrument used to measure the range of motion in a joint.

Arthropathy (arthro - pathy): any disease affecting the joints. Such diseases include arthritis and gout. Facet arthropathy occurs in the joints of the spine, enteropathic arthropathy occurs in the colon, and neuropathic arthropathy results from nerve damage associated with diabetes.

Arthropod (arthro - pod): animals of the phylum Arthropoda that have a jointed exoskeleton and jointed legs. Among these animals are spiders, lobsters, ticks and other insects.

Arthropodan (arthro - podan): of or relating to arthropods.

Arthrosclerosis (arthro - scler - osis): a condition characterized by hardening or stiffening of the joints. As we age, joints may harden and become stiff affecting joint stability and flexibility.

Arthroscope (arthro - scope): an endoscope used for examining the inside of a joint. This instrument consists of a thin, narrow tube attached to a fiber optic camera that is inserted into a small incision near a joint.

Arthroscopy (arthro - scopy): surgery or procedure which entails using an arthroscope to visualize the interior of a joint. The purpose of the procedure is to examine or treat the joint in question.

Arthrospore (arthro - spore): a fungal or algal cell resembling a spore that is produced by segmentation or breaking of the hyphae. These asexual cells are not true spores and similar cells are produced by some bacteria.


Example of Shoulder Joint Function Tests

The range of motion tests for the shoulder include:

  • اختطاف: The ability to lift your arm away from your body
  • Flexion: The ability to extend your arm over your head
  • Adduction: Moving your arm to your sides
  • Internal rotation and external rotation: Twisting your arm forward and back from your shoulder

Other tests include Neer's Test and Hawkin's test for impingement and the Empty Can and Gerbers Liftoff tests for rotator cuff injuries.


Types of joints

Joints can be classified in two ways: temporally and structurally. Each classification is associated with joint function.

Considered temporally, joints are either transient or permanent. The bones of a transient joint fuse together sooner or later, but always after birth. All the joints of the skull, for example, are transient except those of the middle ear and those between the lower jaw and the braincase. The bones of a permanent joint do not fuse except as the result of disease or surgery. Such fusion is called arthrodesis. All permanent and some transient joints permit movement. Movement of the latter may be temporary, as with the roof bones of an infant’s skull during birth, or long-term, as with the joints of the base of the skull during postnatal development.

There are two basic structural types of joint: diarthrosis, in which fluid is present, and synarthrosis, in which there is no fluid. All the diarthroses (commonly called synovial joints) are permanent. Some of the synarthroses are transient others are permanent.


شاهد الفيديو: المستويات التشريحية في جسم الإنسان. Anatomical terms (كانون الثاني 2022).