Министерство  науки и образования, молодежи и  спорта Украины

Национальный  технический университет Украины  «Киевский                           политехнический институт»

Межуниверситетский  медико-инженерный факультет 
 
 
 
 
 
 
 

Реферат на тему:

«Строение и функционирование пассивной части двигательного аппарата. Система скелета. Биокинематические цепи. Степени свободы движений и связей» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                     Подготовила:

                                                     студентка гр.БМ-91

                                                     Процко Татьяна 

                                                     Проверила:

                                                     к.т.н., Тарасова Л.Д. 
 
 
 
 
 
 
 

Киев 2011

Оглавление 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Одним из важнейших свойств живого организма  является передвижение в пространстве. Эту функцию у млекопитающих (и  человека) выполняет опорно-двигательный аппарат. Опорно-двигательный аппарат (аппарат опоры и движения) объединяет кости, соединения костей и мышцы. Опорно-двигательный аппарат разделяют на пассивную и активную части. К пассивной части относятся кости и соединения костей. Активную часть составляют мышцы, которые благодаря способности к сокращению приводят в движение кости скелета.

     Скелет (от греч. skeleton — высохший, высушенный) представляет собой комплекс костей, выполняющих опорную, защитную, локомоторную функции. В состав скелета входит более 200 костей, из них 33—34 непарные. Скелет условно подразделяют на две части: осевой и добавочный. К осевому скелету относится позвоночный столб (26 костей), череп (29 костей), грудная клетка (25 костей); к добавочному — кости верхних (64) и нижних (62) конечностей (рис. 1). Масса «живого» скелета у новорожденных около 11% массы тела, у детей разного возраста — от 9 до 18%. У взрослых людей отношение массы скелета к массе тела до пожилого, старческого возраста сохраняется на уровне до 20%, затем несколько уменьшается.

       Кости скелета являются рычагами, приводимыми в движение мышцами.  В результате этого части тела  изменяют положение по отношению  друг к другу и передвигают  тело в пространстве. К костям  прикрепляются связки, мышцы, сухожилия, фасции. Скелет образует вместилища для жизненно важных органов, защищая их от внешних воздействий: в полости черепа расположен головной мозг, в позвоночном канале — спинной, в грудной клетке — сердце и крупные сосуды, легкие, пищевод и др., в полости таза — мочеполовые органы. Кости участвуют в минеральном обмене, они являются депо кальция, фосфора и т. д. Живая кость содержит витамины A, D, С и др. Кости образованы костной тканью, которая относится к соединительной, состоит из клеток и плотного межклеточного вещества, богатого коллагеном и минеральными компонентами. Они-то и определяют физико-химические свойства костной ткани (твердость и упругость). В костной ткани содержится около 33 % органических веществ (коллаген, гликопротеиды и др.) и 67 % неорганических соединений. Это в основном кристаллы гидрооксиапатита. Сопротивление свежей кости на разрыв такое же, как меди, и в 9 раз больше, чем свинца. Кость выдерживает сжатие 10 кг/мм (аналогично чугуну). А предел прочности, например, ребер на излом ПО кг/см². 

       
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Рис. 1. Скелет человека.  Вид спереди: 1 — череп, 2 — позвоночный столб, 3 — ключица, 4 — ребро, 5 — грудина, 6 — плечевая кость, 7 — лучевая кость, 8 — локтевая кость, 9 — кости запястья, 10 — пястные кости, 11 — фаланги пальцев кисти, 12 — подвздошная кость, 13 — крестец, 14 — лобковая кость, 15 — седалищная кость, 16 — бедренная кость, 17 — надколенник, 18 — большебер-цовая кость, 19 — малоберцовая кость, 20 — кости предплюсны, 21 — плюсневые кости, 22 — фаланги пальцев стопы

Система скелета

     Скелет  человека включает позвоночный столб, ребра и грудину — кости туловища; череп; кости верхних и нижних конечностей. Особенности строения скелета и отдельных его костей сформировались в связи с прямохождением, развитием головного мозга и органов чувств, различными функциями верхних и нижних конечностей. Кости скелета соединяются между собой с помощью разных видов соединений.

Позвоночный столб

     Позвоночный столб (позвоночник), columna vertebralis, образован  последовательно накладывающимися друг на друга позвонками, которые соединены между собой при помощи межпозвоночных дисков, связок и суставов. Формируя осевой скелет, позвоночный столб выполняет опорную функцию, служит гибкой осью туловища, участвует в образовании задней стенки грудной и брюшной полостей и таза и является вместилищем для спинного мозга. В позвоночном канале, canalis vertebralis, находится спинной мозг. Таким образом, позвоночник принимает участие в защите спинного мозга и внутренних органов от повреждений. В вертикальном положении позвоночный столб образует опору для головы, органов грудной и брюшной полостей. В позвоночном столбе выделяют пять отделов: шейный, грудной, поясничный, крестцовый и копчиковый. Только крестцовый отдел позвоночного столба является неподвижным, остальные его отделы обладают различной степенью подвижности.

     Отдельные позвонки, образующие позвоночный столб, соединены между собой с помощью  всех видов соединений — суставов, непрерывных соединений и полусуставов. При сокращении мышц, прикрепляющихся к позвонкам, происходит изменение положения позвоночного столба в целом или его отдельных частей. Таким образом, отдельные позвонки играют роль костных рычагов.

     Длина позвоночного столба у взрослого  мужчины колеблется от 60 до 75 см, у  женщин — от 60 до 65 см, что составляет около 2/5 длины тела взрослого человека. В старческом возрасте длина позвоночного столба уменьшается примерно на 5 см и больше вследствие увеличения изгибов позвоночного столба и уменьшения толщины межпозвоночных дисков (рис.2).

     Наибольший поперечник (11—12 см) позвоночный столб имеет на уровне основания крестца. Ширина позвонков уменьшается снизу вверх, на уровне XII грудного позвонка она равна 5 см. Затем происходит постепенное увеличение ширины позвоночного столба до 8,5 см на уровне I грудного позвонка, что связано с прикреплением на этом уровне верхних конечностей. Далее снова наблюдается уменьшение ширины позвоночного столба до I шейного позвонка. От основания крестца книзу заметно уменьшение поперечника позвоночного столба в связи с уменьшением силы тяжести и передачи ее через тазовые кости на головки бедренных костей.

     

     Рис. 2.Оссификация скелета. Позвоночник

     Позвоночный столб не занимает строго вертикальное положение. Он имеет изгибы в сагиттальной и фронтальной плоскостях. Изгибы позвоночного столба, обращенные выпуклостью назад, называются кифозами, выпуклостью вперед — лордозами, а выпуклостью вправо или влево — сколиозами. Выделяют физиологические изгибы позвоночного столба, наблюдаемые у здорового человека, и патологические, которые развиваются вследствие различных болезненных процессов или в результате неправильной посадки ребенка за партой в школе. Различают следующие физиологические изгибы: шейный и поясничный лордозы, грудной и крестцовый кифозы, грудной (аортальный) сколиоз (рис.3). Физиологические лордозы и кифозы являются постоянными образованиями, аортальный сколиоз встречается в 1/3 случаев, расположен на уровне III—IV и V грудных позвонков в виде небольшой выпуклости вправо и вызван прохождением на этом уровне грудного отдела аорты.

     

     Рис.3 Изгибы позвоночного столба

      Движения  позвоночного столба подобны изменениям положения и формы упругого стержня, укрепленного на штативе . Вместе с  тем здесь все движения как  бы контролируются и направляются его  суставами, а в грудном отделе значительно ограничиваются ребрами.

      Наиболее  подвижными являются шейный, нижнегрудной и верхнепоясничный отделы позвоночного столба. Схематически разнообразные  формы движений позвоночного столба могут быть представлены в следующем  виде: движения вокруг фронтальной оси (сгибание и разгибание) — общий размах 170—245°; движения вокруг сагиттальной оси (отклонение в стороны) — около 55°; вращение вокруг вертикальной оси — до 90° (в значительной мере определяется тренировкой).

      Движения  головы могут быть классифицированы следующим образом: сгибание и разгибание, определяемое скользящей подвижностью во всех суставах шейного отдела позвоночного столба; вращение вокруг вертикальной оси, в котором принимают участие лишь атланто-затылочные и атланто-осевые суставы; боковые наклоны головы, определяемые также главным образом суставами двух верхних шейных позвонков; круговые вращения, происходящие в суставах нижних трех-четырех шейных позвонков.

      В молодом возрасте позвоночный столб  более подвижен, у пожилых людей объем движений во всех его отделах резко сокращен. Это объясняется некоторым сплющиванием и частичным окостенением межпозвонковых дисков, а иногда и рядом заболеваний (чаще всего — остеохондрозом, деформирующим спондилезом и др.). Такие заболевания обычно носят профессиональный характер (тяжелый физический труд, спорт и др.).

Грудная клетка

     Грудная клетка представляет собой костно-хрящевое образование, состоящее из грудных  позвонков, 12 пар ребер и грудины, соединенных между собой при  помощи различных видов соединений. У грудной клетки различают 4 стенки (переднюю, заднюю и две боковые) и два отверстия (верхнюю и нижнюю апертуры). Передняя стенка образована грудиной и реберными хрящами, задняя — грудными позвонками и задними концами ребер, а боковые — ребрами. Ребра отделены друг от друга межреберными промежутками. Верхняя апертура ограничена верхним краем грудины, первыми ребрами и передней поверхностью первого грудного позвонка.

     Переднебоковой  край нижней апертуры, образованный соединением передних концов VII—X ребер, называется реберной дугой. Правая и левая реберные дуги ограничивают с боков подгрудинный угол, открытый книзу. По бокам сзади нижняя апертура ограничена двенадцатыми ребрами и двенадцатым грудным позвонком. Через верхнюю апертуру проходят трахея, пищевод, сосуды, нервы. Нижняя апертура закрыта диафрагмой, которая имеет отверстия для прохождения аорты, пищевода и нижней полой вены.

     Грудная клетка человека по форме напоминает неправильной формы усеченный конус. Она расширена в поперечном направлении и уплощена в переднезаднем, спереди она короче, чем сзади.

     В старческом возрасте в связи с  увеличением грудного кифоза грудная  клетка укорачивается и опускается.

     Физические  упражнения не только укрепляют грудную  мускулатуру, но и увеличивают размах движений в суставах ребер, что приводит к увеличению объема грудной клетки при дыхании и жизненной емкости легких.

Строение  черепа

     Череп, образованный парными и непарными  костями, защищает от внешних воздействий  головной мозг и органы чувств и  дает опору начальным отделам пищеварительной и дыхательной систем.

     Череп условно подразделяют на мозговой и  лицевой. Мозговой череп является вместилищем  для головного мозга.

     С ним неразрывно связан лицевой череп, служащий костной основой лица и  начальных отделов пищеварительного и дыхательного путей и образующий вместилища для органов чувств.

     Мозговая  часть черепа включает в себя: лобную кость, две теменные кости, две височные кости, две клиновидные кости, затылочную кость Лицевая часть черепа состоит  из: верхней челюсти, двух носовых костей, скуловой кости, нижней челюсти.

     Череп претерпевает существенные изменения  в онтогенезе (рис.4). После рождения рост черепа происходит неравномерно. В пост-натальном онтогенезе выделяют три периода роста и развития черепа.

     1. Период энергичного активного роста — от рождения до 7 лет

     2. Период замедленного роста — от 7 до 12—13 лет

     3. В третьем периоде — после 13 лет

     Целесообразно выделить и 4-й период — период преобразования черепа, в пожилом и старческом возрасте.

     

     Рис.4. Оссификация скелета. Череп

Скелет  конечностей

     Скелет  конечностей в процессе эволюции человека претерпел существенные изменения. Верхние конечности стали органами труда, а нижние, сохранив функции  опоры и передвижения, удерживают тело человека в вертикальном положении.