Опорно-двигательная система

     ОПОРНО-ДВИГАТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА

      Все формы движений тела человека, от простейшего  перемещения в пространстве до сложных  двигательных актов, обеспечивающих созидательную  и творческую деятельность человеческих рук - совершаются благодаря опорно-двигательному  аппарату. Кроме двигательной, данный аппарат выполняет опорную и защитную функции. Традиционно опорно-двигательный аппарат подразделяют на  активную и пассивную части. Активную часть опорно-двигательного аппарата составляют  скелетные мышцы, а пассивную - кости и их соединения.

Кости

      Костный скелет человека вместе со скрепляющими элементами составляют  пассивную часть опорно-двигательного аппарата. В ходе развития и формирования скелета число костей, составляющих его, изменяется. В скелет взрослого человека входит 207 костей. Имеется 36-40 непарных костей, остальные парные. Вес скелета у новорожденных составляет 11% от веса тела, у детей разных возрастов - от 9 до 18%, у взрослых - 20%. 

      Каждая  кость представляет собой орган, построенный из костной, хрящевой и  собственно соединительной ткани и  снабженный кровеносными и лимфатическими сосудами и нервами. Основной является костная ткань - специализированный тип соединительной ткани.  Она участвует  в водно-солевом обмене. Химический состав костной ткани: вода - около 50%, жиры - 15,75%, прочие органические вещества - 12,4%, неорганические вещества - 21,85%. Органическое вещество - оссеин, придает им эластичность и обуславливает их форму. Неорганические вещества: соли кальция (87%), углекислого кальция (10%), фосфорнокислого магния (2%), фтористого  кальция, углекислого и хлористого натрия (1%). Бедренная кость и поясничные позвонки содержат наибольшее количество неорганических веществ. По прочности кость превосходит гранит в 2,5 раза, а упругость кости выше упругости дуба.

      В костях содержится костный мозг, который  подразделяется на два вида: красный  и желтый. Красный костный мозг - это ретикулярная ткань, в петлях которой находятся кроветворные элементы и зрелые клетки крови, а  также клетки костной ткани. Желтый костный мозг состоит  главным образом из жировой ткани и является депо питательных веществ. У взрослого человека красный костный мозг находится в губчатом веществе, а желтый - в каналах трубчатых костей. По форме различают длинные, короткие, плоские и смешанные  кости.

Скелет человека делится на скелет головы, скелет  туловища, скелет верхних конечностей и скелет нижних конечностей.  (Рис. 1).

      А вот некоторые факты о строении основного опорного элемента в теле человека – позвоночника. Позвоночный столб состоит из 33-34 позвонков и  делится на пять отделов: шейный (7 позвонков), грудной (12 позвонков), поясничный 5 позвонков), крестцовый (5 позвонков) и копчиковый (4-5 позвонков) (Рис. 3). Грудина - это непарная плоская кость. Ребер 12 пар. Позвонки, соединяясь между собой, образуют позвоночный столб (Рис. 2). Он является осью всего тела и имеет S - образную форму. Изгибы выпуклостью вперед  имеются в шейном и поясничном отделах, а изгибы выпуклостью назад в грудном и крестцовом отделах. Количество позвонков может меняться. Так количество шейных позвонков может уменьшаться до шести с ассимиляцией седьмого шейного позвонка грудным и превращением его реберного отростка в шейное ребро.  Количество грудных позвонков     
 

      Рис. 1.

1 - Череп; 2 - шейные  позвонки; 3 - ключица; 4 - Лопатка; 5 - Плечевая  кость; 6 Грудина; 7 -  Ребра; 8 - поясничные позвонки; 9 -  Лучевая кость;  10 - Локтевая кость; 11- Таз;  12 - Крестцовая кость;  13 - Кисть руки;  14 - Бедренная кость;  15 - Надколенная чашка, или надколенник;  16 - Малоберцовая кость; 17 - Большеберцовая кость; 18 - Стопа.     

      может уменьшаться до одиннадцати. Количество поясничных позвонков может меняется от четырех до шести.  

      Рис.  2.

      1 - Атлант (1-й шейный позвонок);  2 - Осевой (2-й шейный позвонок); 3 - Шейный позвонок; 4 - Грудной позвонок;  5 - Поясничный позвонок; 6 - Крестцовая кость; 7 - Копчик; 8 - Кость таза.    
 
 

Внимание! Это интересно.

Бедренная кость самая длинная  из костей скелета, она  составляет 1/4 часть  длины тела взрослого, выдерживает нагрузку на сжатие 1500 кг. Самая  маленькая кость  у человека – слуховая косточка, получившая название стремечко. 

Продолжительность жизни одной костной  клетки составляет 25 лет. Это значит, что  в течении жизни масса костного вещества меняется не один раз. Раньше всего  стареют  скелет пальцев кисти,  грудной и поясничный отделы позвоночника. Старческие изменения костей обнаруживаются после 40-50 лет, у женщин на 6-8 лет раньше, чем у мужчин. На жизнедеятельность костной ткани значительное воздействие оказывают питание.  

Соединения  костей

Кости соединяются  друг с другом неподвижно (непрерывные соединения)  и подвижно  (прерывные соединения, или суставы). Между ними имеется переходная форма - полусустав. К непрерывным соединениям относятся соединения при помощи соединительной ткани (синдесмозы), хрящевой ткани (синхондрозы), костной ткани (синостозы). Одной из разновидностей синдесмозов являются связки - коллагеновые и эластические.

      Тип соединения костей определяется действием  механических факторов. Преобладающую  роль играет фактор движения. У лиц  с сильно развитой мускулатурой отсутствует  полное разгибание в локтевом суставе. Это связано с чрезмерным развитием локтевого отростка и функциональной гипертрофией мышц сгибателей предплечья, препятствующих полному разгибанию. У людей с недостаточно развитой мускулатурой наблюдается переразгибание в локтевом суставе. В целом подвижность суставов у женщин несколько больше, чем у мужчин.

Суставы

Сустав представляет собой подвижное соединение костей (Рис. 3), позволяющее им двигаться относительно друг друга. Некоторые суставы исключительно мощные, а другие - весьма подвижные. Один и тот же сустав не может быть одновременно и мощным, и подвижным. Все суставы имеют общий план строения. Анатомическими частями любого сустава являются суставные поверхности, покрытые гладким хрящом, суставная сумка и суставная полость. Край сустава имеет мощную волокнистую капсулу, окружающую мешочек синовиальной оболочки между концами кости. Эта оболочка выделяет смазывающую жидкость - синовию, которая позволяет избежать трения при движении, а соединяющий хрящ удерживает кости на расстоянии друг от друга. Сустав имеет поддерживающие связки, которые укрепляют его. По форме сочленяющихся поверхностей можно выделить 7 видов суставов: седловидный, блоковидный, эллипсовидный, ореховидный, плоский, мыщелковый, цилиндрический (Рис. 3).     
 

Рис. 3    

Полуподвижные соединения костей (полусуставы)

Некоторые суставы  двигаются не слишком много и  должны быть очень мощными и выдерживать  значительные нагрузки. Такие соединения костей расположены между позвонками позвоночника и лонным сращением  лобковых костей. У них имеется  толстая волокнисто-хрящевая подушка  между костями, удерживаемая на месте  мощными волокнистыми связками; подушка  играет роль амортизатора.  

Неподвижные соединения костей.

Непрерывные соединения костей встречаются в черепе. В  раннем возрасте у детей  многие кости черепа не соединены вместе, и в двух местах, переднем и заднем родничках, между ними существуют отверстия. По мере роста малыша эти отверстия соединяются, и в результате образуется однородная черепная коробка. Неровные, зубчатые края кости соединяются вместе прочной волокнистой тканью по линиям мест соединения (швам).  

Мышцы

Мышечная система - совокупность тканевых структур, которые  специализировались в процессе эволюции на осуществлении жизненно важной функции  организма - движении  тела и, его частей и органов. У позвоночных животных и человека различают три вида мышечных тканей: скелетную, сердечную и гладкую. Первые две называют поперчнополосатой, или поперчноисчерченной, мышечной тканью, а гладкую мышечную ткань не исчерченной мышечной тканью.

Мышечное волокно - это многоядерное образование, или  симпласт. Формирование волокна приходится на период раннего онтогенеза, когда происходит слияние клеток-миобластов. У взрослого человека диаметр мышечного волокна бывает различным - от 10 мкм до 100 мкм, а в среднем он составляет 50 мкм. Длина мышечного волокна тоже значительно варьирует - от 1 мм до 10-30 см.  

Скелетные мышцы

Мышцы, прикрепляющиеся  к костям скелета, способны быстро сокращаться  и расслабляться; удерживают тело в  определенном положении

В человеческом организме насчитывается около 600 поперечно-полосатых мышц. Они составляют от 35% до 40% веса взрослого человека, у женщин несколько меньше,  чем у мужчин, у новорожденных до 20-22%, у стариков до 30%, у атлетов вес мышц может составлять свыше 50% веса тела. Самая маленькая поперечно-полосатая мышца у человека – мышца, приводящая стремечко.

Скелетные мышцы  в теле человека выполняют множество  функций, имеющих отношение к  самым различным сторонам жизнедеятельности  организма. Благодаря сокращению скелетных мышц происходит перемещение тела и его частей в пространстве, осуществляются тончайшие движения рук и пальцев,  дыхательные движения, жевание, глотание, мимика, артикуляция речи. Скелетные мышцы являются частью вспомогательного аппарата таких органов чувств, как орган слуха и орган зрения. Благодаря большому количеству чувствительных окончаний скелетные мышцы можно рассматривать как один из самых древних органов чувств. Мышцы участвуют в углеводном и энергетическом  обмене.  Функциональное многообразие скелетных мышц человека достигается особенностями их структуры и  соотношений с костными рычагами. Формирование этих особенностей происходит в процессе индивидуального развития. Скелетная мускулатура человека претерпела глубокие изменения в процессе развития человека в связи с прямохождением, трудовой деятельностью и речью.

      Скелетные мышцы наряду с нервными структурами  относятся к возбудимым тканям, а  составляющие их клетки являются наиболее сложноустроенными в организме. Структурно-функциональной единицей мышечной ткани является  поперечно-полосатое мышечное волокно. По функциональным свойствам мышечные волокна делятся на два типа: медленносокращающиеся (“красные” волокна), более выносливые и быстросокращающиеся («белые»  волокна), более сильные, быстрые и быстро утомляющиеся. Подавляющее большинство мышц являются смешанными, состоящими  из волокон этих типов в различных пропорциях. Соотношение типов волокон достаточно устойчивы и определяются генетическими факторами. Соотношение этих типов мышц может быть разным, зависимых как от наследственных факторов, так и индивидуального развития, т.е. приобретенные особенности строения мышц, зависимых от вида деятельности человека. Вот почему одни могут быстро бегать, а другие нет, одни могут долго двигаться, работать, а другие нет.

Скелетные мышцы  могут быть массивными, как большая  ягодичная мышца, или миниатюрными, как стременная мышца в среднем  ухе. Большинство мышц соединяют  одну кость с другой и прикрепляются  одним концом к одной неподвижной  кости, а другим концом - к другой, которая должна двигаться. Прикрепление обычно занимает сравнительно большую  плоскость на кости, и у некоторых  мышц таких точек прикрепления может быть несколько, например две "головки" у бицепса или двуглавой мышцы.

      Основная  часть мышцы называется "мышечное брюшко". Прикрепляется мышца  обычно сухожилием к небольшому участку  кости, но может крепиться и при  помощи широкой плоской полосы - апоневроза - к другим структурам, как, например, в области спины. Длинные  сухожилия, проходящие через другие структуры, например в запястье, обычно окружены "щитами" синовиальных оболочек, уменьшающих силу трения. В этих областях сухожилия удерживаются фиброзными связочными образованиями (уздечками). Короткие сухожилия прикрепляются  непосредственно к надкостнице  подлежащей кости.

      Скелетные мышцы – основа движения. Длинные  мышцы, такие как портняжная мышца, сокращаются в длину больше, чем  более мощные мышцы типа дельтовидной. Это происходит благодаря параллельному  расположению волокон, тогда как  дельтовидная мышца напоминает по форме  лопасть вентилятора или веер, а ее волокна собраны в небольшие  пучки, закрепленные в сухожилии.