ОПОРНО-ДВИГАТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА

Опорно-двигательная система объединяет скелет и поперечно-полосатые (скелетные) мышцы. Скелет состоит из костей и связывающих их образований. В организме человека насчитывается более 200 костей.

Состав, строение и соединения костей

Ткань, образующая кость, является разновидностью соединительной ткани. Она представлена костными клетками и межклеточным веществом. Выделяют 3 типа костных клеток: 1) остеоциты – замурованы в межклеточном веществе, контактируют друг с другом островками и обеспечивают обмен веществ в ткани; 2) остеобласты (незpелые остеоциты) – находятся в зонах костеобразования, за счет их деления кость растет; 3) остеокласты – участвуют в рассасывании кости. Совместное действие всех типов клеток обеспечивает перестройку кости при росте и изменении функциональной нагрузки.

Межклеточное вещество на 67 % состоит из неорганических соединений (в основном это соединения кальция и фосфора).

Кость выдерживает большие нагрузки на сжатие и излом, что обусловлено ее строением. В кости различают компактное (плотное) вещество и губчатое костное вещество. Компактное вещество образовано плотно прилегающими пластинками, формирующими сложно организованные цилиндрические структуры. Губчатое вещество состоит из перекладин (балок), образованных межклеточным веществом и расположенных дугообразно. Цилиндрическое строение плотного вещества кости и сложная система балок губчатого вещества делают кость прочной и упругой. Снаружи кость покрыта надкостницей. Это тонкая соединительнотканная оболочка, богатая нервами и сосудами. Через надкостницу осуществляется питание и иннервация кости, за счет нее кость растет в толщину (т.к. ее внутренний слой состоит из остеобластов). К надкостнице прикрепляются сухожильные связки, мышцы.

Кости отличаются друг от друга по форме и строению. Выделяют кости трубчатые, плоские, смешанные и воздухоносные. Среди трубчатых костей различают длинные (плечевая, кости предплечья: локтевая и лучевая, кости голени: малая и большая берцовые, бедренная) и короткие (кости пястья, плюсны, фаланги пальцев). В трубчатых костях различают среднюю часть – диафиз и два конца – эпифизы. Диафиз образован компактным веществом, а эпифиз – губчатым. Внутри диафиза имеется полость, в которой находится желтый костный мозг. Плоские кости участвуют в образовании полостей, поясов конечностей и выполняют защитную функцию (кости крыши черепа, грудина). Смешанные кости имеют сложную форму и состоят из нескольких частей, имеющих разное происхождение (кости основания черепа). Воздухоносные кости имеют в своем теле полость, выстланную слизистой оболочкой и заполненную воздухом (лобная, клиновидная, верхнечелюстная кости).

В зависимости от выполняемой функции различают три типа соединения костей: 1) непрерывные; 2) полупpеpывные; 3) пpеpывные.

Непрерывные – это соединения костей с помощью различных видов соединительной ткани. Например, швы – соединения костей крыши черепа между собой тонкими прослойками соединительной ткани. Или кости могут соединяться с помощью хрящей – рукоятка грудины с ее телом.

Полупpеpывные – это также соединения с помощью хрящей, но в толще хряща имеется полость (соединения позвонков, лобковых костей).

Суставы – это прерывистые соединения, обязательно включающие следующие составные части: суставные поверхности, покрытые хрящом, внутрисуставные связки, суставную капсулу или сумку, суставную жидкость, давление в которой ниже атмосферного. Суставная жидкость в небольшом количестве продуцируется клетками, выстилающими внутреннюю поверхность суставной сумки. Она облегчает скольжение суставных поверхностей костей и служит питательной средой для суставного хряща.

По числу суставных поверхностей различают простые (две суставные поверхности) и сложные (более двух суставных поверхностей) суставы. По форме выделяют плоские (межзапястные, запястно-пястные); шаровидные (плечевой, тазобедренный); эллипсовидные (между затылочной костью и первым шейным позвонком) суставы.

Обзор скелета человека

В скелете человека различают 3 отдела: скелет головы (череп); скелет туловища; скелет конечностей (pис. 75).

Скелет головы делится на два отдела: мозговой и лицевой. Мозговой отдел (черепная коробка) служит вместилищем для головного мозга и защищает его от повреждений. Он образован неподвижными соединениями друг с другом плоских костей: спереди – непарной лобной, сверху – парными теменными, с боковых сторон – парной височной, сзади – непарной затылочной костью, которая имеет отверстие, соединяющее головной и спинной мозг.

Лицевой отдел черепа является костной основой лица, включает начальные отделы пищеварительного тракта и дыхательных путей, образует вместилище для органов чувств. В состав лицевого черепа входят верхняя и нижняя челюсти, скуловые, носовые, небные и другие мелкие косточки. Все они, за исключением нижней челюсти, соединены непpеpывно. На нижней челюсти имеется подбородочный выступ – важная отличительная черта челюсти человека.

Скелет туловища – осевой скелет

Cостоит из позвоночника и грудной клетки. Позвоночник образован 33-34 позвонками, расположенными друг над другом. Между телами позвонков находятся прослойки хрящевой ткани, придающие ему гибкость и упругость. В позвоночнике выделяют 7 шейных, 12 грудных, 5 поясничных, 5 крестцовых и 4-5 копчиковых позвонков. Крестцовые позвонки срастаются, образуя крестец. Каждый позвонок имеет тело и дугу, от которой отходят отростки. Между телами и дугами позвонков находятся позвоночные отверстия, образующие позвоночный канал, в котором располагается спинной мозг.

Позвоночник формирует 4 изгиба. В шейном и поясничном отделе изгиб обращен выпуклостью вперед, а в грудном и крестцовом – назад. Изгибы имеют важное значение, поскольку увеличивают размеры грудной клетки и тазовой полости, облегчают сохранение телом равновесия, смягчают толчки при ходьбе, прыжках, беге. Грудная клетка образована грудиной, 12 парами ребер и 12 грудными позвонками. Семь пар верхних ребер спереди соединены с грудиной, 8-10 ребра соединены передними концами друг с другом хрящами, а передние концы 11-12 ребер лежат свободно, фиксируясь мягкими тканями. Грудная клетка является вместилищем для легких, трахеи, пищевода, сердца. Она участвует в дыхательных движениях, благодаря ритмичному поднятию и опусканию ребер за счет сокращения мышц.

Скелет конечностей

Он подразделяется на скелет свободных конечностей (руки, ноги) и скелет поясов (плечевого, тазового).

Скелет пояса укрепляет конечность на туловище. Скелет плечевого пояса состоит из лопатки и ключицы (это парные кости). Лопатки – плоские кости треугольной формы, лежащие на задней поверхности грудной клетки. Вместе с плечевой костью лопатка образует плечевой сустав. Ключица – одним концом соединена с лопаткой, другим – с верхним концом грудины. Скелет веpхней конечности состоит из плечевой кости; двух костей пpедплечья (лучевой и локтевой) и костей кисти (запястье, пястье, фаланги пальцев).

Скелет тазового пояса образован двумя массивными сросшимися с крестцом тазовыми костями, а спереди почти жестко соединенными между собой в лонном сочленении. Каждая тазовая кость состоит из 3-х сросшихся костей: подвздошной, седалищной и лобковой.

Тазовый пояс вместе с крестцом образует таз, защищающий органы брюшной полости. У женщин размеры таза значительно больше, чем у мужчин, что связано с деторождением. На боковых поверхностях тазовых костей имеются впадины, в которые погружаются головки бедренных костей, образуя тазобедренный сустав.

Скелет нижней конечности состоит из бедренной кости, двух костей голени (малой и большой берцовой) и стопы (предплюсна, плюсна, фаланги пальцев). Стопа состоит из 26 мелких костей и имеет сводчатую форму, что обусловлено прямохождением. Сводчатая стопа обеспечивает пружинистую походку.

Скелет выполняет следующие функции:

1) опорную и pессоpную – образует структурную основу тела, определяет его размеры и форму;

2) защитную – служит вместилищем органов (череп, грудная клетка, таз);

3) двигательную – пассивный орган движения, т. к. к нему прикрепляются мышцы;

4) кроветворную – в красном костном мозге образуются клетки крови;

5) запасающую – депо солей кальция и фосфора.

Скелетные мышцы, их строение и функции

Скелетные мышцы представляют собой орган тела, состоят из поперечно-полосатой мышечной ткани, способны сокращаться под влиянием нервных импульсов. Каждая мышца заключена в соединительнотканную оболочку, имеющую гладкую поверхность. При сокращении она движется относительно соседних мышц с минимальным трением. На концах скелетных мышц волокна постепенно переходят в сухожилия, с помощью которых они прикрепляются к костям, и лишь мимические мышцы одним концом прикрепляются к коже. Обычно при движении сокращается не одна, а несколько мышц (группа). Мышцы, выполняющие аналогичные функции, называются синергистами, а мышцы, выполняющие противоположные функции – антогонистами.

По длине и фоpме различают длинные, короткие, широкие и круглые мышцы. Их общее число в организме человека около 600 (pис. 76).

По месту расположения выделяют мышцы головы, шеи, груди, живота, спины, поясов конечностей. Мышцы головы – мимические и жевательные. Мышцы шеи – грудино-подъязычная, грудино-ключичная, сосцевидная. Мышцы груди – наружные и внутренние межреберные, диафрагма, большая грудная. Мышцы живота – прямая, косая мышцы. Мышцы спины – широкая мышца спины и др. – лежат в несколько слоев и участвуют в движении позвоночника, сохранении вертикального положения тела.

Мышцы верхней конечности разделяются на мышцы плечевого пояса (дельтовидная, малая круглая, большая круглая и др.) и мышцы свободной конечности (плечевая, трехглавая, двухглавая, локтевая, ладонная, сгибатели и разгибатели пальцев и др.). Мыщцы нижней конечности делят на мышцы тазового пояса (подвздошно-поясничная, малая поясничная, ягодичные мышцы и др.) и мышцы свободной конечности (четырехглавая мышца бедра, прямая мышца бедра, трехглавая мышца голени, икроножная мышца и др.).

Работа мышц связана со способностью мышечной ткани сокращаться и определяется произведением массы поднятого груза на высоту поднятия. Для работы мышц необходима энергия, источником которой является АТФ, образующаяся в процессе гликолиза. Работа мышц зависит от интенсивности кровоснабжения. С кровью в мышцу поступает глюкоза, и уносятся продукты ее неполного расщепления. Длительная работа мышц приводит к их утомлению (снижению работоспособности), что обусловлено накоплением в них молочной кислоты, углекислоты. Утомление – нормальная физиологическая реакция мышечной ткани. Оно исчезает после отдыха. Впервые механизм утомления был изучен в 1903 году И. М. Сеченовым. Он установил, что на скорость утомления влияет ритм работы и величина нагрузки.

Таким образом, мышцы являются активной частью опорно-двигательной системы. Они выполняют следующие функции:

1) защитную;

2) двигательную;

3) опорную.

Нервная регуляция деятельности скелетных мышц

Она осуществляется центральной нервной системой на основе безусловных и условных рефлексов. В каждом мышечном волокне имеется чувствительное нервное окончание, импульсы от которого поступают в задние рога спинного мозга или в чувствительные ядра головного мозга. Оттуда импульс по двигательным нейронам поступает на мышечное волокно, в котором находятся двигательные нервно-мышечные концевые пластинки (двигательные бляшки), и мышца сокpащается. Кора осуществляет условно-рефлекторную регуляцию произвольного движения. В этом процессе принимает участие и мозжечок.

Значение физических упражнений для формирования скелета и мышц

Физические упpажнения способствуют формированию правильного телосложения и развитию мускулатуры за счет усиления кровообращения костей и мышц, роста мышечных и нервных волокон, увеличения массы скелета и мускулатуры. Малоподвижность снижает сократительную способность мышц, что изменяет осанку, способствует появлению сутулости, нарушению координации движений, возникновению сердечно-сосудистых и легочных заболеваний.

КРОВООБРАЩЕНИЕ.