Человеческий организм состоит из большого числа тканей и органов, которые объединяются между собой в отдельные системы. Совокупность органов и тканей позволяет выполнять различные функции. Люди часто спрашивают, какие органы образуют опорно- двигательную систему?
Она состоит из мышц, отдельных костей и суставов, которые объединяют между собой указанные образования и обеспечивают подвижность всех частей. Знание локомоторного аппарата позволяют человеку понять, как работает его двигательная система и какие части входят в ее состав.
Врачи отмечают, что опорно-двигательный аппарат человека – это сложная и динамическая система, состоящая из большого числа образований в виде мышц, связок, костных структур и суставных сочленений. Все части связаны между собой, обеспечивая тем самым возможность выполнения простых и сложных движений: ходьба, бег, игра на музыкальных инструментах и пр.
Важно ! Заболевания костно-суставной системы занимают одно из ведущих мест в структуре заболеваемости человека. Знание того, из чего состоит опорно-двигательный аппарат и как он функционирует, позволяет понять причины возникновения симптомов и методы их профилактики.
Мускулатура
Скелетные – важнейшая часть двигательной системы человека, обеспечивающая сопротивление силы гравитации и другим воздействиям со стороны окружающей среды. Мускулатура скелета представлена поперечно-полосатыми мышцами, которые получили название из-за своего строения.
Все мускулы состоят из мышечного волокна, который представляет собой многоядерную клетку, содержащую специальные белки, обеспечивающие ее сокращение: актин и миозин.
Под действием нервных импульсов и при наличии энергетических молекул, белковые соединения начинают менять свою форму и взаимодействовать друг с другом, что обеспечивает сокращение длины мышечного волокна и непосредственно сокращение всей мышцы.
Подобный механизм изменения длины мускулов встречается во всей мышечной системе нашего организма, что делает его универсальным.
Отдельные мышцы формируют большие группы, обеспечивающие движение в определенном суставе. Диапазон движения при этом различный: сгибание, разгибание, отведение, приведение и вращение. В зависимости от локализации мускулов зависят их размеры.
Как правило, наибольшее количество мышечной ткани располагается на нижних конечностях и спине, что необходимо для обеспечения ходьбы и других движений в вертикальной плоскости.
При регулярных упражнениях с отягощением размер мышц увеличивается, что связано с увеличением количества в них сократительных белков. Подобный феномен используется бодибилдерами и другими спортсменами, которым важен объем и сила мускулов.
Информация ! После увеличения размеров мышечной ткани (гипертрофии) при снижении нагрузки или ее полном исключении происходит уменьшение количества сократительных белков, что сопровождается снижением объема мышцы.
Костные образования
Опорная часть костно-суставной системы – кости скелета. Более чем из 200 костей состоит скелет человека. Они соединены между собой через разные виды суставных сочленений. Это обеспечивает форму человеческого тела и позволяет совершать любые движения в сегментах туловища, рук и ног.
Основа строения — костная ткань, богатая минеральными веществами. Различные соли кальция обеспечивают твердость и прочность костных образований, чем они существенно отличаются от всех других тканей в организме человека.
Помимо минеральных солей, в состав костей входит большое число соединительнотканных элементов и клеток, которые постоянно синтезируют все необходимые вещества и волокна.
В зависимости от гистологического строения, костные образования принято делить на два типа: трубчатые кости и плоские. К первым костным структурам относят кости голени, бедра, плеча и ряд других.
Ключевая особенность – наличие диафиза, располагающегося посередине между двумя расширенными участками. В диафизе имеется небольшая полость, в честь которой и было дано название. Внутрикостная полость заполнена либо красным костным мозгом в детском возрасте, либо желтым костным мозгом во взрослом.
Красный костный мозг – участок активного кроветворения, где каждый день образуется несколько миллионов клеток крови: эритроцитов, тромбоцитов и лейкоцитов. Желтый костный мозг представлен жировой тканью и уже не участвует в образовании элементов кровеносной системы.
Плоские , представленные черепом и ребрами, имеют вид пластинок из костной ткани в виде ячеистых структур. Среди них у взрослых людей находится красный костный мозг (грудина, гребни подвздошных костей), который обеспечивает обновление эритроцитов и других клеток крови.
Информация ! При возникновении анемии или после длительной кровопотери, желтый костный мозг у взрослых может замещаться на красный, обеспечивая восстановление количества клеток в кровотоке.
Отдельные кости соединяются друг с другом с помощью суставных сочленений, представляющих собой достаточно сложные структуры. Врачи хорошо знают, что входит в состав суставов, так как их заболевания чрезвычайно распространены среди людей. Каждое сочленение имеет следующие части:
- суставные поверхности, представленные участками костей, расположенных рядом друг с другом;
- суставная капсула, отграничивающая суставную полость от других тканей и образований;
- связочный аппарат, обеспечивающий целостность сустава и его стабилизацию во время движений;
- суставная полость, заполненная специальной жидкостью, служащей физиологической смазкой для движений.
Суставные сочленения могут состоять из двух или более костей, что зависит от их локализации в организме человека.
Выполняемые функции
Костно-суставной аппарат выполняет большое количество функций, что связано со сложностью его строения и распространенностью в человеческом организме.
- выполнение простых и сложных движений, обеспечивающих вертикальное положение тела, перемещение человека в пространстве, выполнение бытовых действий, профессиональной или спортивной активности и др.;
- сохранение положения конечностей и туловища, что необходимо для нормального расположения внутренних органов;
- формирование жесткой основы для прохождения нервно-сосудистых пучков в организме;
- механическое сопротивление внешним физическим воздействиям;
- сохранение целостности внутренних структур организма.
Костно-суставной аппарат – важная часть организма человека, обеспечивающая его целостность, способность к речи и двигательной активности. При нарушении целостности отдельных частей возникают патологии и симптомы, снижающие качество жизни человека, вплоть до его инвалидности.
Основные системы человека
1. Опорно-двигательная система
Опорно-двигательная система человека -- функциональная совокупность костей скелета, сухожилий, суставов, осуществляющих посредством нервной регуляции локомоции, поддержание позы и другие двигательные действия, наряду с другими системами органов образует человеческое тело.
Двигательный аппарат человека -- это самодвижущийся механизм, состоящий из 600 мышц, 200 костей, нескольких сотен сухожилий. Составными частями опорно-двигательной системы являются кости, сухожилия, мышцы, апоневрозы, суставы и другие органы, биомеханика которых обеспечивает эффективность движений человека.
Функции двигательного аппарата:
Опорная -- фиксация мышц и внутренних органов;
Защитная -- защита жизненно важных органов (головной мозг и спинной мозг, сердце и др.);
Двигательная -- обеспечение простых движений, двигательных действий (осанка, локомоции, манипуляции) и двигательной деятельности;
Рессорная -- смягчение толчков и сотрясений;
Участие в обеспечении жизненно важных процессов, такие как минеральный обмен, кровообращение, кроветворение и другие.
Опорно-двигательный аппарат человека состоит из костей и мышц, сухожилий и связок, которые обеспечивают необходимую опору и гармоничное взаимодействие. Область медицины, которая занимается заболеваниями опорно-двигательного аппарата, называется ортопедией.
Костная ткань на 2/3 состоит из минеральных солей, на 1/3 из костных клеток и коллагеновых волокон. Минералы делают кости твердыми, а сетка из коллагеновых волокон придает им эластичность и повышает их допустимую нагрузку. С помощью сухожилий мышцы прикрепляются к костям и представляют собой натянутые малоупругие пучки волокон, которые скользят в более рыхлой оболочке.
Непосредственными исполнителями всех движений человека являются мышцы. Однако, сами по себе они не могут осуществлять функцию движения человека. Механическая работа мышц осуществляется через костные рычаги. Поэтому, рассматривая, как человек осуществляет свои движения, мы говорим об его опорно-двигательном аппарате, который включает три относительно самостоятельные системы: костную (или скелет), связочно-суставную (подвижные соединения костей) и мышечную (скелетная мускулатура).
Кости, хрящи и их соединения в совокупности образуют скелет, выполняющий жизненно важные функции: защитную, рессорную и двигательную. Кости скелета принимают участие в обмене веществ и кроветворении.
У новорожденного ребенка насчитывается около 350 хрящевидных костей, состоящих в основном из оссеина. По мере роста кости поглощают фосфат кальция и становятся твердыми. Этот процесс носит название кальцификации.
В организме взрослого человека насчитывается более 200 костей (206-209), в основу классификации которых положены форма, структура и функции костей. По форме кости делят на длинные, короткие, плоские или округлые, по структуре на трубчатые, губчатые и воздухоносные.
В процессе эволюции человека длина и толщина костей изменяется. Сначала происходит увеличение прочности и упругости костей за счет откладывания фосфата кальция в костной ткани. Упругость костной ткани в 20- раз превышает упругость стали. Этот процесс обусловлен химическим составом кости, т.е. содержанием в них органических и минеральных веществ и ее механическим строением. Соли кальция и фосфора придают костям твердость, а органические компоненты упругость и эластичность.
Активный процесс роста костей завершается в возрасте до 15 лет для женщин и 20 лет для мужчин. Тем не менее процесс роста и регенерации костной ткани продолжается на протяжении всей жизни человека.
Для поддержания этого процесса организму требуется постоянно пополнять запасы кальция, фосфора и витамина О.
При недостатке содержания кальция в крови, организм заимствует его из костной ткани, что в конечном итоге делает кости пористыми и ломкими.
С возрастом содержание минеральных веществ, в основном, карбоната кальция становится больше, это приводит к снижению упругости и эластичности костей, обуславливая их хрупкость (ломкость).
Снаружи кость покрыта тонкой оболочкой - надкостницей, плотно соединяющейся с костной тканью. Надкостница имеет два слоя. Наружный плотный слой насыщен сосудами (кровеносными и лимфатическими) и нервами, а внутренний костеобразующий слой, содержащий особые клетки, которые способствуют росту кости в толщину. За счет этих клеток происходит и срастание кости при ее переломе. Надкостница покрывает кость почти на всем ее протяжении, за исключением суставных поверхностей. Рост костей в длину происходит за счет хрящевых частей, расположенных на краях.
Суставы обеспечивают подвижность сочленяющихся костей скелета. Суставные поверхности покрыты тонким слоем хряща, что обеспечивает скольжение суставных поверхностей с малым трением.
Каждый сустав полностью заключен в суставную сумку. Стенки этой сумки выделяют суставную жидкость - синовии,- которая выполняет роль смазки. Связочно-капсульный аппарат и окружающие сустав мышцы укрепляют и фиксируют его.
Основными направлениями движения, которые обеспечивают суставы является: сгибание - разгибание, отведение - приведение, вращение и круговые движения.
Скелет взрослого человека весит около 9 кг и делится на скелет головы, туловища и конечностей. Он состоит из 86 парных и 34 непарных костей. Ограничимся кратким ознакомлением с ними.
Скелет головы называется черепом, который имеет сложное строение. Кости черепа делятся на две группы: кости черепа и кости лица.
В черепе находится мозг и некоторые сенсорные системы: зрительная, слуховая, обонятельная.
Кости лица образуют остов, на котором размещаются начальные отделы дыхательной и пищеварительной систем. Все кости черепа соединены между собой неподвижно, за исключением нижней челюсти, которая соединяется с помощью подвижных суставов.
Верхняя часть черепа образована лобной, теменной, затылочной и височной костями. Внутренняя поверхность приспособлена для размещения головного мозга и органов чувств. На лице хорошо видны носовые кости, ниже которых расположена верхняя челюсть. Форму лица определяет соотношение между скуловыми костями и длиной лица. От этого соотношения оно может быть длинным, узким, коротким или широким.
При занятиях физическими упражнениями и спортом большое значение имеет наличие опорных мест черепа - контрфорсов, которые смягчают толчки и сотрясения при беге, прыжках, спортивных играх.
Непосредственно, с туловищем череп соединяется с помощью двух первых шейных позвонков.
Особо следует сказать о скелете туловища, который состоит из позвоночного столба и грудной клетки. Позвоночный столб состоит из 24 отдельных позвонков (7 шейных, 12 грудных, 5 поясничных), крестца (5 сросшихся позвонков) и копчика (сросшиеся 4-5 позвонков).
Соединение позвонков осуществляется с помощью хрящевидных, упругих, эластичных межпозвонковых дисков и суставных отростков. Каждый позвонок состоит из массивного тела в виде дуги с отходящими отростками. Межпозвоночные диски увеличивают подвижность позвоночника. Чем больше их толщина, тем выше гибкость. Если изгибы позвоночного столба выражены сильно (при сколиозах) подвижность грудной клетки уменьшается. Плоская или округлая спина (горбатая) свидетельствует о слабости мышц спины (обычно это у подростков и молодых людей). Коррекция осанки проводится общеразвивающими, силовыми упражнениями, упражнениями на растягивание и плавание.
Наиболее подвижными являются шейные позвонки, менее подвидные грудные. При всей своей прочности позвоночник является относительно слабым звеном скелета.
И, наконец, в основной скелет входит грудная клетка, которая выполняет защитную функцию для внутренних органов и состоит из грудины, 12 пар ребер и их соединений. Пространство ограниченное грудной клеткой и диафрагмой, отделяющей брюшную полость от грудной называется грудной полостью.
Ребра представляют собой плоские дугообразно-изогнутые длинные кости, которые при помощи гибких хрящевидных концов прикрепляются подвижно к грудине. Все соединения ребер очень эластичны, что имеет важное значение для обеспечения дыхания. В полости грудной клетки расположены органы кровообращения и дыхания.
В процессе эволюции человека его скелет подвергался значительным изменениям. Верхние конечности стали органами труда, нижние конечности сохранили функции опоры и движения. Кости верхних и нижних конечностей иногда носят название добавочного скелета.
Скелет верхней конечности состоит из плечевого пояса (2 лопатки, 2 ключицы). Руки в плечевом суставе имеют высокую подвижность. Так как его конгруэнтность незначительна, а капсула сустава тонкая и свободная, связок почти нет, то возможны частые вывихи и повреждения, особенно привычные. Плечевые.кости (2) через локтевой сустав соединяется с предплечьем (2), в состав которого входят две кости: локтевая и лучевая. Кисть имеет ладонную и тыльную поверхности. Костная основа кисти состоит из 27 костей. Непосредственно к предплечью примыкает запястье (8 костей), образуя лучезапястный сустав. Середина кисти составляет пястье (5 костей) и фаланги 5 пальцев. Всего верхние конечности имеют 64 кости.
Скелет нижней конечности состоит из 2х тазовых костей. Таз образован сращиванием трех костей - подвздошной, седалищной и лобковой.
В месте сращивания всех трех тазовых костей образуется суставная впадина, в которую входит головка бедренной кости, образуя тазобедренный сустав. Всего в скелет нижней конечности входит 62 кости.
Костная масса зависит от механических факторов. Правильно организованные занятия и регулярные физические нагрузки и спорт приводят к повышению минералов в кости. Это приводит к утолщению коркового слоя костей, они становятся более прочными. Это имеет важное значение при выполнении упражнений, требующих высокой механической прочности (бег, прыжки и т.д.). Поэтому у спортсменов костная масса значительно больше, чем у людей ведущих малоподвижный образ жизни.
При помощи регулярных занятий физическими упражнениями можно замедлить и даже остановить процесс деминерализации костной массы и в определенной степени восстановить уровень минерализации костей.
Любые физические упражнения лучше, чем никакие. Поскольку кости реагируют повышением плотности на физические нагрузки, к которым они не привыкли. Нагрузки должны быть достаточно высокими.
Физические нагрузки способствуют увеличению мышечной силы, обеспечивающей устойчивость тела, а это снижает риск падений, а, следовательно, переломов кости. Даже при относительно коротких периодах бездеятельности кости начинают терять кальций, их плотность снижается.
Потребление кальция имеет большое значение для здоровых костей взрослого (старше 25 лет) человека. Ежедневно рекомендуется потреблять 800 мг кальция.(зелень, овощи, молоко, йогурт, консервированный лосось и др.). Но потребление кальция или его добавок мало эффективно без использования физических упражнений.
Неправильное построение тренировки может привести к перегрузке опорного аппарата. Однобокость в выборе физических упражнений также может вызвать деформации скелета.
Влияние лечебной физкультуры на организм
Опорно-двигательный аппарат занимает особое место в жизнедеятельности человека. Он включает в себя костную систему, суставы, связки...
Влияние плавания на опорно-двигательный аппарат
Одним из важнейших свойств живого организма является передвижение в пространстве. Эту функцию у человека выполняет опорно-двигательный аппарат (ОДА), состоящий из двух частей: пассивной и активной. К первой относятся кости...
Долікарняна медична допомога у разі виникнення травм та гострих патологічних станів у спортсменів
Серед травм опорно-рухового апарату в практиці спорту найчастіше зустрічаємо забиття, розтягнення та розриви мязів і сухожилків, переломи кісток, вивихи в суглобах і пошкодженням мяких тканин суглобів...
Заболевания опорно-двигательного аппарата
Здоровый образ жизни и профилактика заболеваний
Под двигательной активностью понимается любая мышечная деятельность, позволяющая поддерживать оптимальную физическую форму и обеспечивать хорошее самочувствие...
Критерии эффективности здорового образа жизни
В данном случае лучше пойти от антонима - двигательной НЕактивности (по-научному это звучит, как гиподинамия или гипокинезия). Так вот: отсутствие или ограниченная...
Методика гидрореабилитации детей 6-7 лет, имеющих круглую спину
Прежде чем приступить к обсуждению этиологии и патогенеза нарушений осанки у детей дошкольного возраста целесообразно кратко охарактеризовать анатомо-физиологические особенности костно-мышечной системы в этом возрастном периоде...
Нарушения опорно-двигательного аппарата у детей
Для того чтобы избежать или максимально скорректировать нарушение опорно-двигательного аппарата необходимо понимать причины их возникновения. Например...
Оценка двигательной реакции включает определение общей мышечной силы, тонуса и симметричности мышечных сокращений. При исследовании движений рук и ног больной находится в положении на спине...
Особенности физической реабилитация при ожирении I-II степени у женщин
У больных с ожирением используются физические нагрузки преимущественно аэробного характера и продолжительные по времени. Применяют утреннюю гигиеническую гимнастику, лечебную гимнастику, упражнения на тренажерах, терренкур...
Пирамидная система - система эфферентных нейронов, тела которых располагаются в коре большого мозга, оканчиваются в двигательных ядрах черепных нервов и сером веществе спинного мозга...
Физиологические основы двигательной координации человека
Экстрапирамидная система (лат.: extra - вне, снаружи, в стороне + pyramis, греч.: рысбмЯт - пирамида) - совокупность структур (образований) головного мозга, участвующих в управлении движениями, поддержании мышечного тонуса и позы...
В опорно-двигательном аппарате выделяют две части: пассивную и активную. Пассивная часть представляет собой скелет, образованный костями и их соединениями. Активная часть представлена скелетными мышцами, образованными поперечнополосатой мышечной тканью, диафрагмой, стенками внутренних органов.
Скелет человека
Скелет выполняет две основные функции: механическую и биологическую.
Механическая функция включает в себя:
Опорную функцию - кости вместе с их соединениями составляют опору тела, к которой прикрепляются мягкие ткани и органы;
Функцию передвижения (хотя и косвенно, так как скелет служит для прикрепления скелетных мышц);
Рессорную функцию - за счет суставных хрящей и других конструкций скелета (свод стопы, изгибы позвоночника), смягчающих толчки и сотрясения;
Защитную функцию - формирование костных образований для защиты важных органов: головного и спинного мозга; сердца, легких. В полости таза располагаются половые органы. В самих костях находится красный костный мозг.
Под биологической функцией понимают:
Кроветворную функцию - красный костный мозг, находящийся в костях, является источником клеток крови;
Запасающую функцию - кости служат депо для многих неорганических соединений: фосфора, кальция, железа, магния и поэтому участвуют в поддержании постоянного минерального состава внутренней среды организма.
Скелет человека образован разного вида костями. По форме и строению кости делятся на:
Трубчатые кости (длинные и короткие) - это кости скелета свободных конечностей.
Губчатые кости: длинные - ребра и грудина; короткие - позвонки, кости запястья, предплюсны;
Плоские кости - кости крыши черепа, лопатка, тазовая кость, построенные из губчатого вещества, окруженного пластинкой компактного вещества;
Смешанные кости - височные и основания черепа.
Кости скелета могут соединяться двумя способами.
Первый способ заключается в соединении костей, когда между ними отсутствует щель. Такие соединения называются непрерывными. Непрерывные соединения могут быть образованы соединительной тканью(например, связки между дужками позвонков), хрящевой тканью (соединение ребер с грудиной) и срастанием костей между собой (кости черепа срастаются с образованием шва, а тазовые кости - без образования шва).
Второй способ соединения называется прерывистым соединением - между костями остается щель. Такие соединения называются суставами. В зависимости от формы суставных поверхностей и степени подвижности сустава (количество осей, по которым происходит движение в суставе) различают следующие виды суставов
Одноосные Плоские Суставы между суставными отростками позвонков
Цилиндрические Сочленение между локтевой и лучевой костями
Блоковидные Межфаланговые суставы
Двуосные Седловидные Запястнопястный сустав
Эллипсоидные Между затылочной костью и первым шейным позвонком; лучезапястный
Трехосные Шаровидные Плечевой сустав
Ореховидные Тазобедренный сустав
Соединение костей можно разделить еще по степени подвижности соединений. Так, суставы будут относиться к подвижным соединениям, а соединение путем срастания костей - к неподвижным соединениям (кости черепа, соединение костей таза с крестцом).
Соединения костей с помощью хрящевой и плотной соединительной ткани относятся к подвижным соединениям(соединение тел шейных, грудных, поясничных позвонков).
Скелет человека состоит из скелета головы, или черепа, скелета туловища, которое подразделяется на позвоночник и грудную клетку, состоящую из ребер и грудины, и скелета конечностей. Скелет конечностей подразделяется на скелет свободных конечностей и скелет пояса конечности.
Активная часть опорно-двигательного аппарата представлена мышцами. У мышц различают центральную часть, или сократительную (брюшко), построенную из поперечнополосатой мышечной ткани, и концевые части, или несократимые, - сухожилия, образованные плотной волокнистой соединительной тканью. С помощью сухожилий мышцы прикрепляются к костям скелета, поэтому их называют скелетными. Форма мышц зависит от расположения мышечных волокон относительно оси сухожилия.
По выполняемой функции различают дыхательные, жевательные, мимические мышцы, а по действию на суставы: сгибатели, разгибатели, отводящие, приводящие, вращательные, сжиматели. Если две мышцы в суставе выполняют одно действие, такие мышцы называются синергиста-ми, если мышцы выполняют противоположные действия - антагонистами.
Опорно-двигательную систему, нередко называют костно-мышечной, поскольку скелет и мышцы функционируют вместе. Они определяют форму тела, обеспечивают опорную, защитную и двигательную функции.
— самая активная часть опорно-двигательного аппарата, они крепятся к скелету и заведуют всеми движениями человека, потому что они умеют сокращаться.
Кости выполняют роль пассивных рычагов.
Большинство костей скелета соединено подвижно с помощью суставов. Мышца прикрепляется одним концом к одной кости, образующей сустав, другим концом – к другой кости. При сокращении мышца приводит кости в движение. Благодаря мышцам противоположного действия, кости могут не только совершать те или иные движения, но и фиксироваться относительно друг друга.
Кости и мышцы принимают участие в обмене веществ, в частности в обмене фосфора и кальция.
ФУНКЦИИ
Опорная функция проявляется в том, что кости скелета и мышцы образуют прочный каркас, определяющий положение внутренних органов и не дающий им возможности смещаться.
Защитную функцию выполняют кости скелета, которые защищают органы от травм. Так, спинной и головной мозг находятся в костном «футляре»: головной мозг защищён черепом, спинной – позвоночником.
Грудная клетка закрывает сердце и лёгкие, дыхательные пути, пищевод и крупные кровеносные сосуды. Органы брюшной полости сзади защищены позвоночником, снизу – тазовыми костями, спереди — мышцами брюшного пресса.
Двигательная функция возможна только при условии взаимодействия мышц и костей скелета, так как мышцы приводят в движение костные рычаги.
ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ КОСТЕЙ
Химический состав кости человека состоит из:
- Органические вещества
- Минеральные вещества
Гибкость кости зависит от наличия органических веществ, твёрдость – от неорганических.
Наиболее прочные кости у человека в его зрелом возрасте (от 20 до 40 лет).
У детей в костях относительно велика доля органических веществ. Поэтому детские кости редко ломаются. У пожилых людей в костях увеличивается доля минеральных веществ. Поэтому их кости становятся более ломкими.
ТИПЫ КОСТЕЙ
По типу строения различают:
- Трубчатые
- Губчатые
- Плоские кости
Трубчатые кости: служат длинными прочными рычагами, за счёт которых человек может передвигаться в пространстве или поднимать тяжести. К трубчатым костям относятся кости плеча, предплечья, бедра и голени. Рост трубчатых костей завершается к 20-25 годам.
Губчатые кости: в основном несут опорную функцию. К губчатым костям относятся кости тел позвонков, грудины, мелкие кости кисти и стопы.
Плоские кости: выполняют в основном защитную функцию. К плоским костям относятся кости, образующие свод черепа.
МЫШЦЫ
Скелетные мышцы, способны действовать только по сигналам, приходящим из центральной нервной системы.
Энергия, необходимая для сокращения, выделяется при распаде и окислении органических веществ самого мышечного волокна. При этом образуются богатые энергией соединения, способные восстанавливать мышечные волокна во время отдыха.
При работе, близкой к предельной, полноценном питании и достаточном отдыхе, образование новых веществ и структур в мышечных волокнах, обгоняет распад.
За счёт этого происходит тренировочный эффект: мышца становится более мощной и более трудоспособной. Малая подвижность человека — гиподинамия — приводит к ослаблению мышц и всего организма в целом.
ЗАБОЛЕВАНИЯ КОСТНО-МЫШЕЧНОГО АППАРАТА
Гиподинамия — не единственная причина, вызывающая нарушения в скелете. Неправильное питание, недостаток витамина D, заболевания паращитовидных желез — вот далеко не полный перечень причин, нарушающих функцию скелета, особенно у детей. Так, при недостатке в пище витамина D у ребёнка развивается рахит.
При этом уменьшается поступление в организм кальция и фосфора, вследствие чего кости ног под действием тяжести тела искривляются. За счёт неправильного окостенения образуются утолщения на рёбрах, головках пальцевых костей, нарушается нормальный рост черепа.
При рахите страдает не только скелет, но и мышцы, эндокринная и нервная системы. Ребёнок становится раздражительным, плаксивым, пугливым. Витамин D может образовываться в организме под влиянием ультрафиолетовых лучей, поэтому солнечные ванны и искусственное облучение кварцевой лампой предупреждают развитие рахита.
Причиной заболевания суставов могут стать очаги гнойной инфекции при поражении миндалин, среднего уха, зубов и т. д. Грипп, ангина, сильное переохлаждение могут предшествовать заболеванию одного или нескольких суставов. Они припухают, болят, движения в них затрудняются. В суставах нарушается нормальный рост костной и хрящевой ткани, в особо тяжелых случаях сустав теряет подвижность. Вот почему важно следить за состоянием зубов, горла и носоглотки.
Повредить суставы можно и чрезмерной тренировкой. При длительном катании на лыжах, беге, прыжках происходит истончение суставного хряща, иногда страдают коленные мениски. В коленном суставе между бедренной и большой берцовой костями находятся хрящевые прокладки — мениски.
Каждый коленный сустав имеет два мениска — левый и правый. Внутри хрящевого мениска находится жидкость (). Она амортизирует резкие толчки, которые тело испытывает при движениях. Нарушение целостности менисков вызывает резкую боль и сильную хромоту.
НАША ОПОРНО-ДВИГАТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА ЛЮБИТ:
НАША ОПОРНО-ДВИГАТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА НЕ ЛЮБИТ:
- Сидячий и малоподвижный образ жизни, который приводит к атрофии мышц.
- Скудное питание , из-за чего возникает нехватка микро- и макро-элементов, в частности кальция и кремния.
- Лишний вес. Лишний вес оказывает чрезмерную нагрузку на суставы, в результате чего они очень быстро изнашиваются.
- Травмы. Травмы способствуют длительному и вынужденному ограничению движений. В результате которых начинают страдать не только мышцы и суставы, но и правильная выработка суставной жидкости, или, как её ещё называют — синовиальная жидкость.
В процессе эволюции животные осваивали всё новые и новые территории, виды пищи, приспосабливались к изменившимся условиям жизни. Эволюция постепенно меняла облик животных. Для того чтобы выжить, необходимо было активнее искать пищу, лучше прятаться или защищаться от врагов, перемещаться быстрее. Изменяясь вместе с организмом, опорно-двигательная система должна была обеспечивать все эти эволюционные изменения. Самые примитивные простейшие не имеют опорных структур, медленно передвигаются, перетекая с помощью ложноножек и постоянно меняя форму.
Первая появившаяся опорная структура - оболочка клетки . Она не только отграничила организм от внешней среды, но и позволила повысить скорость перемещения за счёт жгутиков и ресничек. Многоклеточные животные имеют большое разнообразие опорных структур и приспособлений для движения. Появление наружного скелета повысило скорость передвижения за счёт развития специализированных групп мышц. Внутренний скелет растёт вместе с животным и позволяет достигать рекордных скоростей. У всех хордовых внутренний скелет. Несмотря на значительные различия в строении опорно-двигательных структур у разных животных, их скелеты выполняют сходные функции: опоры, защиты внутренних органов, перемещения тела в пространстве. Движения позвоночных осуществляется за счёт мышц конечностей, которые осуществляют такие виды движения, как бег, прыжки, плавание, полёт, лазание и т.д.
Скелет и мышцы
Опорно-двигательная система представлена костями, мышцами, сухожилиями, связками и другими соединительнотканными элементами. Скелет определяет форму тела и вместе с мускулатурой защищает внутренние органы от всевозможных повреждений. Благодаря соединениям кости могут перемещаться друг относительно друга. Движение костей происходит в результате сокращения мышц, которые к ним прикрепляются. В этом случае скелет представляет собой пассивную часть двигательного аппарата, выполняющую механическую функцию. Скелет состоит из плотных тканей и защищает внутренние органы и мозг, образуя для них естественные костные вместилища.
Кроме механических функций, костная система выполняет ряд биологических функций. В костях содержится основной запас минеральных веществ, которые используются организмом по мере надобности. В костях находится красный костный мозг, вырабатывающий форменные элементы крови.
В состав скелета человека входят в общей сложности 206 костей - 85 парных и 36 непарных.
Строение костей
Химический состав костей
Все кости состоят из органических и неорганических (минеральных) веществ и воды, масса которой достигает 20% массы костей. Органическое вещество костей - оссеин - обладает эластичными свойствами и придаёт костям упругость. Минеральные вещества - соли углекислого, фосфорнокислого кальция - придают костям твёрдость. Высокая прочность костей обеспечивается сочетанием упругости оссеина и твёрдости минерального вещества костной ткани.
Макроскопическое строение кости
Снаружи все кости покрыты тонкой и плотной плёнкой из соединительной ткани - надкостницей . Только головки длинных костей не имеют надкостницы, но они покрыты хрящом. В надкостнице имеется много кровеносных сосудов и нервов. Она обеспечивает питание костной ткани и принимает участие в росте кости в толщину. Благодаря надкостнице срастаются переломленные кости.
Разные кости имеют неодинаковое строение. Длинная кость имеет вид трубки, стенки которой состоят из плотного вещества. Такое трубчатое строение длинных костей придаёт им прочность и лёгкость. В полостях трубчатых костей находится жёлтый костный мозг - богатая жиром рыхлая соединительная ткань.
Концы длинных костей содержат губчатое костное вещество . Оно также состоит из костных пластинок, образующих множество перекрещенных перегородок. В местах, где кость подвержена наибольшей механической нагрузке, количество этих перегородок самое высокое. В губчатом веществе находится красный костный мозг , клетки которого дают начало клеткам крови. Короткие и плоские кости тоже имеют губчатое строение, только с наружи они покрыты слоем плотинного вещества. Губчатое строение придаёт костям прочность и лёгкость.
Микроскопическое строение кости
Костная ткань относится к соединительной ткани и имеет много межклеточного вещества, состоящего из оссеина и минеральных солей.
Это вещество образует костные пластинки, расположенные концентрически вокруг микроскопических канальцев, идущих вдоль кости и содержащих кровеносные сосуды и нервы. Костные клетки, а следовательно, и кость - это живая ткань; она получает питательные вещества с кровью, в ней протекает обмен веществ и могут происходить структурные изменения.
Типы костей
Строение костей определено процессом длительного исторического развития, в течение которого организм наших предков изменялся под влиянием окружающей среды и приспосабливался путём естественного отбора к условиям существования.
В зависимости от формы различают трубчатые, губчатые, плоские и смешанные кости.
Трубчатые кости находятся в органах, которые совершают быстрые и обширные движения. Среди трубчатых костей есть длинные кости (плечевая, бедренная) и короткие (фаланги пальцев).
В трубчатых костях различают среднюю часть - тело и два конца - головки. Внутри длинных трубчатых костей имеется полость, заполненная жёлтым костным мозгом. Трубчатое строение обуславливает нужную для организма крепость костей при затрате на них наименьшего количества материала. В период роста кости между телом и головкой трубчатых костей находится хрящ, благодаря которому осуществляется рост кости в длину.
Плоские кости ограничивают полости, внутри которых помещаются органы (кости черепа), или служат поверхностями для прикрепления мышц (лопатка). Плоские кости, подобно коротким трубчатым костям, преимущественно состоят их губчатого вещества. Концы длинных трубчатых костей, а также короткие трубчатые и плоские кости полостей не имеют.
Губчатые кости построены преимущественно из губчатого вещества, покрытого тонким слоем компактного. Среди них различают длинные губчатые кости (грудина, рёбра) и короткие (позвонки, запястье, предплюсна).
К смешанным костям относятся кости, слагающиеся из нескольких частей, имеющих разное строение и функцию (височная кость).
Выступы, гребни, шероховатости на кости - это места прикрепления к костям мышцы. Чем лучше они выражены, тем сильнее развиты прикрепляющиеся к костям мышцы.
Скелет человека.
Скелет человека и большинства млекопитающих имеет одинаковый тип строения, состоит из тех же отделов и костей. Но человек отличается от всех животных способностью к труду и разумом. Это наложило существенный отпечаток и на строение скелета. В частности, объём полости черепа у человека намного больше, чем у любого животного, которое имеет тело такого же размера. Размер лицевого отдела черепа человека меньше, чем мозгового, а у животных, наоборот, он значительно больше. Это связано с тем, что у животных челюсти являются органом защиты и добывания пищи и поэтому хорошо развиты, а объём головного мозга меньше, чем у человека.
Изгибы позвоночника, связанные с перемещение центра тяжести вследствие вертикального положения тела, способствуют сохранению человеком равновесия и смягчают толчки. У животных таких изгибов нет.
Грудная клетка человека сжата спереди назад и приближена к позвоночнику. У животных она сжата с боков и вытянута к низу.
Широкий и массивный тазовый пояс человека имеет вид чаши, поддерживает органы брюшной полости и переносит массу тела на нижние конечности. У животных масса тела равномерно распределена между четырьмя конечностями и тазовый пояс длинный и узкий.
Кости нижних конечностей человека заметно толще, чем верхние. У животных нет значительной разницы в строении костей передних и задних конечностей. Большая подвижность передних конечностей, особенно пальцев рук, даёт возможность человеку выполнять руками разнообразные движения и виды работ.
Скелет туловища осевой скелет
Скелет туловища включает позвоночник, состоящий из пяти отделов, а грудные позвонки, рёбра и грудина образуют грудную клетку (см. таблицу).
Череп
В черепе различают мозговой и лицевой отделы. В мозговом отделе черепа - черепной коробке - находится головной мозг, она защищает головной мозг от ударов и т.п. Черепная коробка состоит из неподвижно соединённых плоских костей: лобной, двух теменных, двух височных, затылочной и основной. Затылочная кость соединяется с первым позвонком позвоночника с помощью эллипсовидного сустава, который обеспечивает наклон головы вперёд и в сторону. Вращается голова вместе с первым шейным позвонком благодаря соединению между первым и вторым шейными позвонками. В затылочной кости есть отверстие, через которое головной мозг соединяется со спинным. Дно черепной коробки образовано основной костью с многочисленными отверстиями для нервов и кровеносных сосудов.
Лицевой отдел черепа образует шесть парных костей - верхняя челюсть, скуловая, носовая, нёбная, нижняя носовая раковина, а также три непарные кости - нижняя челюсть, сошник и подъязычная кость. Нижнечелюстная кость - единственная кость черепа, подвижно соединённая с височными костями. Все кости черепа (за исключением нижней челюсти), соединены неподвижно, что обусловлено защитной функцией.
Строение лицевого черепа у человека определено процессом «очеловечивания» обезьяны, т.е. ведущей ролью труда, частичным перенесением хватательной функции с челюстей на руки, ставшими органами труда, развитием членораздельной речи, употреблением искусственно приготавливаемой пищи, облегчающей работу жевательного аппарата. Мозговой череп развивается параллельно с развитием головного мозга и органов чувств. В связи с увеличением объёма мозга увеличился объём черепной коробки: у человека он составляет около 1500 см 2 .
Скелет туловища
Скелет туловища состоит из позвоночника и грудной клетки. Позвоночник - основа скелета. Он состоит из 33–34 позвонков, между которыми находятся хрящевые прокладки - диски, что придает позвоночнику гибкость.
Позвоночный столб человека образует четыре изгиба. В шейном и поясничном отделах позвоночника они обращены выпуклостью вперёд, в грудном и крестцовом - назад. В индивидуальном развитии человека изгибы появляются постепенно, у новорождённого позвоночник почти прямой. Сначала образуется шейный изгиб (когда ребёнок начинает держать голову прямо), затем грудной (когда ребёнок начинает сидеть). Появление поясничного и крестцового изгибов связано с поддержанием равновесия при вертикальном положении тела (когда ребёнок начинает стоять и ходить). Эти изгибы имеют важное физиологическое значение - увеличивают размеры грудной и тазовой полостей; облегчают сохранение телом равновесия; смягчают толчки при ходьбе, прыжках, беге.
При помощи межпозвоночных хрящей и связок позвоночник образует гибкий и эластичный столб, обладающий подвижностью. Она не одинакова в разных отделах позвоночника. Большей подвижностью обладают шейные и поясничные отделы позвоночника, менее подвижен грудной отдел, так как соединён с рёбрами. Крестец совершенно неподвижен.
В позвоночнике выделяют пять отделов (см. схему «Отделы позвоночника»). Размеры тел позвонков увеличиваются от шейных к поясничным в связи с большей нагрузкой на нижележащие позвонки. Каждый из позвонков состоит из тела, костной дуги и нескольких отростков, к которым прикреплены мышцы. Между телом позвонка и дугой есть отверстие. Отверстия всех позвонков образуют позвоночный канал , в котором расположен спинной мозг.
Грудная клетка образована грудиной, двенадцатью парами рёбер и грудными позвонками. Она служит вместилищем для важных внутренних органов: сердца, лёгких, трахеи, пищевода, крупных сосудов и нервов. Принимает участие в дыхательных движениях благодаря ритмичному поднятию и опусканию рёбер.
У человека в связи с переходом к прямохождению и рука освобождается от функции передвижения и становится органом труда, вследствие этого грудная клетка испытывает тягу прикрепляющихся мышц верхних конечностей; внутренности давят не на переднюю стенку, а на нижнюю, образованную диафрагмой. Это приводит к тому, что грудная клетка становится плоской и широкой.
Скелет верхней конечности
Скелет верхних конечностей состоит из плечевого пояса (лопатка и ключица) и свободной верхней конечности. Лопатка представляет собой плоскую треугольную кость, прилегающую к задней поверхности грудной клетки. Ключица имеет изогнутую форму, напоминающую латинскую букву S. Её значение в организме человека заключается в том, что она отставляет плечевой сустав на некоторое расстояние от грудной клетки, обеспечивая большую свободу движений конечности.
К костям свободной верхней конечности принадлежат плечевая кость, кости предплечья (лучевая и локтевая) и кости кисти (кости запястья, кости пястья и фаланги пальцев).
Предплечье представлено двумя костями - локтевой и лучевой. За счет этого оно способно не только к сгибанию и разгибанию, но и пронации - поворотам вовнутрь и наружу. Локтевая кость в верхней части предплечья имеет вырезку, соединяющуюся с блоком плечевой кости. Лучевая кость соединяется с головкой плечевой кости. В нижней части наиболее массивный конец имеет лучевая кость. Именно она при помощи суставной поверхности вместе с костями запястья принимает участие в формировании лучезапястного сустава. Напротив, конец локтевой кости здесь тонкий, он имеет боковую суставную поверхность, при помощи которой соединяется с лучевой костью и может вращаться вокруг нее.
Кисть - это дистальная часть верхней конечности, скелет которой составляют кости запястья, пястья и фаланги. Запястье состоит из восьми коротких губчатых костей, расположенных в два ряда, по четыре в каждом ряду.
Скелет руки
Рука - верхняя или передняя конечность человека и обезьян, для которой прежде считалось характерной особенностью способность противопоставлять большой палец всем остальным.
Анатомическое строение руки достаточно простое. Рука прикрепляется к туловищу посредством костей плечевого пояса, суставов и мышц. Состоит из 3-х частей: плеча, предплечья и кисти. Плечевой пояс является самым мощным. Сгибание рук в локте дает рукам большую подвижность, увеличивая их амплитуду и функциональность. Кисть состоит из множества подвижных суставов, именно благодаря им человек может щелкать по клавиатуре компьютера или мобильного телефона, показывать пальцем в нужном направлении, нести сумку, рисовать и т.д.
Плечи и кисти соединяются посредством плечевых костей, локтевой и лучевой костей. Все три кости между собой соединяются с помощью суставов. В локтевом суставе руку можно сгибать и разгибать. Обе кости предплечья соединяются подвижно, поэтому во время движения в суставах лучевая кость вращается вокруг локтевой кости. Кисть можно повернуть на 180 градусов.
Скелет нижних конечностей
Скелет нижней конечности состоит из тазового пояса и свободной нижней конечности. В состав тазового пояса входят две тазовые кости, сочленённые сзади с крестцом. Тазовая кость образована слиянием трёх костей: подвздошной, седалищной и лобковой. Сложное строение этой кости обусловлено рядом выполняемых ею функций. Соединяясь с бедром и крестцом, перенося тяжесть тела на нижние конечности, она выполняет функцию движения и опоры, а также защитную функцию. В связи с вертикальным положением тела человека скелет таза у него относительно шире и массивнее, чем у животных, так как поддерживает лежащие над ним органы.
К костям свободной нижней конечности относятся бедро, голень (большая и малая берцовые кости) и стопа.
Скелет стопы образован костями предплюсны, плюсны и фалангами пальцев. Стопа человека отличается от стопы животного сводчатой формой. Свод смягчает толчки, получаемые телом при ходьбе. В стопе слабо развиты пальцы, за исключением большого, так как она утратила свою хватательную функцию. Предплюсна, наоборот, развита сильно, особенно велика в ней пяточная кость. Эти все особенности стопы тесно связаны с вертикальным положением человеческого тела.
Прямохождение человека привело к тому, что различие в строении верхних и нижних конечностей стало значительно большим. Ноги человека гораздо длиннее рук, а кости их массивнее.
Соединения костей
В скелете человека имеется три типа соединения костей: неподвижное, полуподвижное и подвижное. Неподвижный тип соединения - это соединение вследствие сращения костей (тазовые кости) или образования швов (кости черепа). Это сращение является приспособлением к несению большой нагрузки, испытываемой крестцом человека в виду вертикального положения туловища.
Полуподвижное соединение осуществляется при помощи хрящей. Так соединены между собой тела позвонков, что способствует наклону позвоночника в разные стороны; рёбра с грудной костью, что обеспечивает движение грудной клетки при дыхании.
Подвижное соединение, или сустав , - это наиболее распространённая и вместе с тем сложная форма соединения костей. Конец одной из костей, образующих сустав, выпуклый (головка сустава), а конец другой - вогнутый (суставная впадина). Форма головки и впадины соответствуют друг другу и движениям, осуществляемыми в суставе.
Суставная поверхность сочленяющихся костей покрыты белым блестящим суставным хрящом. Гладкая поверхность суставных хрящей облегчает движение, а их эластичность смягчает толчки и сотрясения, испытываемые суставом. Обычно суставная поверхность у одной кости, образующей сустав, выпуклая и называется головкой, у другой - вогнутая и называется впадиной. Благодаря этому соединяющиеся кости плотно прилегают друг к другу.
Суставная сумка натянута между сочленяющимися костями, образуя герметически замкнутую полость сустава. Суставная сумка состоит из двух слоёв. Наружный слой переходит в надкостницу, внутренний выделяет в полость сустава жидкость, которая играет роль смазки, обеспечивая свободное скольжение суставных поверхностей.
Особенности скелета человека, связанные с трудовой деятельностью и прямохождением
Трудовая деятельность
Тело современного человека хорошо приспособлено к трудовой деятельности и прямохождению. Прямохождение является приспособлением к важнейшей черте человеческой жизнедеятельности - труду. Именно он проводит резкую грань между человеком и высшими животными. Труд оказал прямое воздействие на строение и функции руки, которая стала влиять на остальной организм. Первоначальное развитие прямохождения и возникновение трудовой деятельности повлекло за собой дальнейшее изменение всего человеческого организма. Ведущая роль труда способствовала, частичное перенесение хватательной функции с челюстей на руки (в дальнейшем ставшие органами труда), развитием человеческой речи, употреблением искусственно приготовленной пищи (облегчает работу жевательного аппарата). Мозговой отдел черепа развивается параллельно с развитием головного мозга и органов чувств. В связи с этим увеличивается объём черепной коробки (у человека - 1 500 см 3 , у человекообразных обезьян - 400–500 см 3).
Прямохождение
С развитием двуногой походки связана значительная часть признаков присущих для скелета человека:
- опорная стопа с сильно развитым, мощным большим пальцем;
- кисть с очень развитым большим пальцем;
- форма позвоночника с его четырьмя изгибами.
Форма позвоночника выработалась благодаря пружинистого приспособления к ходьбе на двух ногах, что обеспечивает плавность движений туловища, оберегает его от повреждений при резких движениях и прыжках. Туловище в грудном отделе уплощенное, что приводит к сжатости грудной клетки спереди назад. Нижние конечности тоже претерпели изменения в связи с прямохождением - широко расставленные тазобедренные суставы придают устойчивость телу. В ходе эволюции произошло перераспределение тяжести тела: центр тяжести переместился вниз и занял положение на уровне 2–3 крестцового позвонка. У человека очень широк таз, а ноги сильно расставлены, это даёт возможность телу быть устойчивым при передвижении и стоянии.
Кроме позвоночника с изогнутой формой, пяти позвонков в составе крестца, сжатой грудной клетки можно отметить удлинение лопатки и расширенный таз. Всё это повлекло за собой:
- сильное развитие таза в ширину;
- скрепление таза с крестцом;
- мощное развитие и особый способ укрепления мышц и связок в тазобедренной области.
Переход предков человека к прямохождению повлёк за собой развитие пропорций тела человека, отличающих его от обезьян. Так для человека характерны более короткие верхние конечности.
Прямохождение и труд привели к образованию асимметрии тела человека. Правая и левая половины человеческого тела не симметричны по форме и строению. Ярким примером этому является рука человека. Большинство людей являются правшами, а левшей около 2–5%.
Развитие прямохождения, сопровождающее переход наших предков к проживанию на открытой местности, привело к значительным изменениям скелета и всего организма в целом.
