Опорно-двигательная система

Опорно-двигательная система представлена костями, мышцами, сухожилиями, связками и другими соединительно-тканными элементами.

Скелет составляет структурную основу (каркас) тела, определяет его размер и форму, выполняет опорную и защитную функции и совместно с мышцами образует полости (вместилища), в которых располагаются жизненно важные органы. Скелет – пассивная составляющая опорно-двигательной системы.

Движение организма возможно благодаря строению костей в виде длинных и коротких рычагов, соединенных подвижными сочленениями – суставами и приводимыми в движение мышцами (активной частью опорно-двигательной системы), управляемыми нервной системой.

Сухожилия и связки – образования из соединительной ткани, посредством которых кости соединяются между собой (связки) и с мышцами (сухожилия).

Костная ткань – депо кальция, фосфора и других элементов – участвует в минеральном обмене, а мышечная ткань – в обмене углеводов, жиров и белков. Кроме того, скелет выполняет кроветворную функцию, поскольку внутри костей содержится костный мозг, где образуются форменные элементы крови.

Скелет человека содержит более 200 костей и состоит из осевого скелета – скелета туловища (позвоночник, грудная клетка) и черепа, а также добавочного скелета (пояса и кости конечностей).

Позвоночник образован 33 – 34 позвонками, расположенными друг над другом. Между ними находятся прослойки из хрящевой ткани (межпозвоночные диски), что придает позвоночнику гибкость и упругость.

Различают пять отделов позвоночника: шейный, состоящий из 7 позвонков, грудной – из 12, поясничный – из 5, крестцовых – из 5 и копчиковый из 4 – 5 сросшихся в крестец позвонков.

Каждый позвонок состоит из тела, дуги и 7 отростков (остистого, поперечных и суставных). Между телом и дугой находится отверстие. Позвоночные отверстия в совокупности образуют позвоночный канал, защищающий находящийся в нем спинной мозг. Чем ближе к крестцу, тем массивнее позвонки, что связано с возрастающей нагрузкой.

Характерные для взрослого человека четыре изгиба позвоночника (шейный и поясничный лордозы – с кривизной вперед, грудной и крестцово-копчиковый кифозы – с кривизной назад) отсутствуют у новорожденного и, формируясь, постепенно образуются окончательно в юношеском возрасте. Изгибы позвоночника связаны с вертикальным положением тела и обеспечивают пружинные движения позвоночника при ходьбе и прыжках.

Скелет головы образован мозговым и лицевым отделами черепа.

Мозговой отдел черепа составляют две парные кости (височная и теменная) и четыре непарные (лобная, решетчатая, клиновидная и затылочная). Все они неподвижно соединены между собой швами, формируют полость, в которой располагается головной мозг. В затылочной кости находится большое затылочное отверстие, соединяющее полость черепа с позвоночным каналом. Затылочная кость сочленяется с первым шейным позвонком (атлантом).

Лицевой отдел черепа состоит из парных костей (глазничные, слезные, носовой раковины, скуловые, носовые, небные, верхнечелюстные) и непарных костей (нижняя челюсть, сошник). Нижняя челюсть – единственная подвижная кость черепа – сочленяется двумя головками суставного отростка с нижнечелюстными ямками височной кости. Верхняя и нижняя челюсти содержат по 16 ячеек, в которых помещаются корни зубов.

Грудная клетка состоит из 12 пар ребер, сочлененных с телами грудных позвонков и их поперечными отростками. Ребра могут приподниматься и опускаться. Семь пар верхних, истинных ребер спереди соединяются с плоской костью – грудиной. Следующие 3 пары ребер свободно лежат в мягких тканях. Грудные позвонки, грудина и ребра вместе с расположенными между ними дыхательными мышцами образуют грудную полость, которая снизу отделена диафрагмой.

Пояс верхних конечностей состоит из двух треугольных лопаток, лежащих на задней поверхности грудной клетки, и сочлененных с ними ключиц, соединенных с грудиной.

Скелет верхней конечности образован костями: плечевой, соединенной с лопаткой, предплечья (из лучевой и локтевой костей) и кисти.

Скелет кисти образован 8 мелкими костями запястья, 5 длинными костями пястья и костями пальцев рук (фаланги пальцев).

Пояс нижних конечностей состоит из 2 массивных тазовых костей (из трех срастающихся парных костей: подвздошной, лобковой, седалищной), прочно соединенных с крестцом. Они имеют круглые впадины, куда входят головки бедренных костей.

Скелет нижней конечности состоит из костей: бедренной, голени (из большой и малой берцовой костей) и стопы. Коленный сустав – место соединения бедра и голени – защищен спереди небольшим плоским надколенником.

Скелет стопы образован короткими костями предплюсны, в которую входит пяточная кость, 5 длинными костями плюсны и костями пальцев ног (фаланги пальцев).

Особенности скелета человека, связанные с прямохождением и трудовой деятельностью следующие:

· Преобладание мозгового отдела черепа над лицевым.

Состав, строение и рост костей. Кости образованы костной тканью (разновидность соединительной), состоящей из клеток и плотного межклеточного вещества. Костное вещество состоит из органических (коллаген) и неорганических веществ, главным образом, солей кальция и фосфорнокислой извести (51%). Эластичность кости зависит от наличия органических веществ, а твердость ее – от минеральных солей. Сочетание этих веществ в живой кости придает ей прочность и упругость. У детей кости содержат много органических веществ и отличаются большой гибкостью. В старости, наоборот, они содержат больше неорганических веществ и становятся более хрупкими. Прочность и легкость длинных костей (плечевой, бедренной, предплечья и голени) обусловлены их трубчатым строением. Различают:

· Компактное (плотное) костное вещество – образованно плотно прилегающими костными пластинками, формирующими цилиндрические структуры.

· Губчатое костное вещество – состоит из перекладин (балок), образованных межклеточным веществом и расположенных дугообразно.

Трубчатая кость состоит из диафиза – удлиненной цилиндрической полой оси (состоит из компактного костного вещества), на концах которой располагаются эпифизы – головки кости. В полостях трубчатых костей содержится соединительная ткань, богатая жиром, желтый костный мозг. Концы трубчатых костей с утолщенными головками, без полости, образованы губчатым веществом, состоящим из множества перекрещивающихся костных пластинок. Короткие и плоские кости (позвонки, лопатки и др.) также образованы губчатым веществом. В пространстве между костными пластинками находится соединительная ткань – красный костный мозг – орган кроветворения, где образуются эритроциты, лейкоциты и тромбоциты.

Снаружи кость покрыта надкостницей – тонкой оболочкой из плотной соединительной ткани, богатой нервами и кровеносными сосудами, обеспечивающими питание кости и ее рост в толщину, а также служащая местом прикрепления мышц. Головки длинных костей покрыты хрящом.

Кости проходят три стадии развития: соединительно-тканную, хрящевую и костную. До рождения ребенка соединительная ткань заменяется хрящевой, которая постепенно замещается костной тканью. У детей и юношей в длину кости растут за счет эпифизарных хрящей, расположенных между их концами и телом. Рост костей в толщину происходит за счет клеток внутренней поверхности надкостницы. Одновременно с нарастанием снаружи костное вещество разрушается изнутри кости. У детей нарастание костей преобладает над их разрушением, а у взрослых эти процессы взаимно уравновешиваются.

Губчатая кость состоит из губчатого вещества, покрытого тонким слоем компактного вещества, имеет форму многогранника и располагается в местах большой нагрузки и подвижности (например, надколенник).

Кости различаются по форме и строению. Выделяют кости:

· Трубчатые – длинные (плечевая, бедренная) и короткие (кости пястья, плюсны);

· Плоские –участвуют в образовании полостей, поясов конечностей, выполняют функцию защиты (грудина, кости крыши черепа);

· Смешанные – имеют сложную форму, состоят из нескольких частей (позвонки, кости основания черепа);

· Воздухоносные – имеют полость, заполненную воздухом (лобная кость, верхняя челюсть).

Различают следующие виды соединения костей по степени подвижности.

1. Подвижные – соединение с помощью суставов (коленный, тазобедренный, локтевой, плечевой и другие суставы).

2. Полуподвижные – соединение с помощью хрящевых прослоек (межпозвоночные симфизы, суставы между костями предплюсны, запястья, грудиной и ребрами).

3. Неподвижные – соединение с помощью швов (кости черепа, таза).

Кости конечностей соединены подвижно суставами, что обусловлено выполняемыми функциями (движения тела). Суставная впадина одной кости и входящая в нее головка другой покрыты слоем гладкого (гиалинового) хряща, который совместно с суставной жидкостью обеспечивает скольжение головок во впадинах. Суставная (синовиальная) жидкость образуется в суставной сумке.\

Суставы различаются по количеству осей вращения и по форме.

1. Одноосные: блоковидные (между фалангами пальцев), цилиндрические (лучелоктевой).

2. Двуосные: эллипсовидные (лучезапястный), седловидные (между запястьем и пястьем).

3. Многоосные: шаровидные (плечевой, тазобедренный), плоские (грудиноключичный).

У взрослого человека мышцы составляют 40% от массы тела. Известно более 600 скелетных мышц, состоящих из пучков многочисленных мышечных волокон с поперечной исчерченностью, длиной от 1 мм до нескольких см. Снаружи волокна покрыты сарколеммой, а их цитоплазма называется саркоплазмой. В ней очень много митохондрий и сеть внутренних мембран – саркоплазматический ретикулум, содержащий ионы кальция. Вдоль мышечного волокна тянется в среднем 2500 миофибрилл. Когда происходит сокращение миофибриллы, актиновые нити вдвигаются между миозиновыми. Сила сокращения скелетной мышцы зависит от числа волокон, вовлеченных в сокращение. Волокна и мышца одеты соединительными оболочками – фасциями. К мышце подходят нервы, кровеносные сосуды лимфатические сосуды. наружная оболочка переходит в сухожилие, которым мышца крепится к кости. Мышцы состоят из головки, брюшка и хвоста.

1. Гладкие мышцы входят в состав стенок желудочно-кишечного тракта, кровеносных и лимфатических сосудов, трахеи, бронхов, мочевого пузыря, матки). Гладкие мышцы состоят из отдельных веретеновидных клеток длиной 50 – 400 мкм и толщиной 2 – 10 мкм.

2. Поперечно-полосатые мышцы (скелетные). Поперечно – полосатые мышцы прикрепляются к костям скелета, обеспечивая положение тела в пространстве и его движение. Сердечная мышца - разновидность поперечно-полосатых мышц.

Скелетные мышцы по месту расположения делят на группы: мышцы лица (мимические, жевательные); мышцы шеи (лестничные, грудино-ключично-сосцевидная, трапециевидная); мышцы спины (межпозвоночные, широчайшая, трапециевидная); мышцы груди (межреберные, грудная, передняя зубчатая); мышцы живота (прямая, пирамидная, косые, широкие – мышцы «брюшного пресса»); мышцы пояса верхней конечности (большая и малая грудная, зубчатая, трапециевидная); мышцы руки (двуглавая, трехглавая, длинноладонная, сгибатели пальцев); мышцы пояса нижней конечности (подвздошно-поясничная, большая, средняя и малая ягодичная, портняжная); мышцы ноги (двуглавая, четырехглавая, икроножная, камбаловидная, сгибатели пальцев).

По форме мышцы бывают: веретенообразные, лентовидные, круговые, широкие, 1-, 2-, многоперистые, двуглавые, двубрюшные и др.

По функциям различают: мышцы – антагонисты (например, мышцы – сгибатели и разгибатели). Они обеспечивают движение в суставах. Мышцы синергисты, выполняющие движение в одном направлении, а также вращатели, подниматели, сжиматели.

Движение в суставах, например, сгибание и разгибание конечностей, совершаются благодаря поочередному сокращению групп мышц – антагонистов – сгибателей и разгибателей, которые действуют согласованно, так как иннервирующие их нервные центры последовательно и поочередно переходят из состояния возбуждения в состояние торможения. Каждое мышечное волокно несет двигательные нервно-мышечные концевые пластинки, или моторные бляшки, берущие начало в мотонейронах передних рогов спинного мозга. Чувствительные нервные окончания воспринимают информацию о тонусе мышечных волокон и передают в спинной и головной мозг. Регуляция движений осуществляется корой (моторная зона, условно-рефлекторная регуляция произвольных движений), подкорковыми ядрами и мозжечком (безусловно-рефлекторные движения).

Каждое мышечное волокно изолированно от соседних с ним волокон и сокращается по принципу «все или ничего», т.е. с максимальной для него силой, если возбуждение достигло порогового уровня.

При сгибании руки в локтевом суставе возбуждение к двуглавой мышце плеча идет от моторной зоны лобной доли больших полушарий, передается с помощью нисходящих путей на соответствующие сегменты спинного мозга, затем по двигательным нейронам – на нервно-мышечные соединения и происходит сокращение мышцы – сгибателя. При этом возникает торможение двигательных нейронов мышцы – разгибателя – трехглавой мышцы плеча, которая расслабляется. Медиатор, вызывающий сокращение скелетной мускулатуры – ацетилхолин.

Различают динамическую работу мышц, когда сокращение чередуется с расслаблением, и статическую работу, например, при удержании груза в одном положении. Статическая приводит к более быстрому утомлению. Утомление – временное снижение работоспособности, наступающее в результате работы. Ведущую роль в утомлении играет не усталость самих мышц, а утомление двигательных нейронов. Установлено, что для более быстрого восстановления работоспособности благоприятнее не полный покой, а интенсивная работа другой группы мышц. Физиолог иван Михайлович Сеченов назвал это активным отдыхом. Он изучал зависимость утомления от ритма и нагрузки и заложил основы особой науки – гигиены труда. Для достижения максимального объема мышечной работы необходимо подбирать оптимальные ритм и нагрузку.

Работа мышц связана с расходованием энергии. Энергию для мышечного сокращения дает аденозинтрифосфорная кислота (АТФ). Для синтеза АТФ используется энергия, освобождаемая при окислении глюкозы. Кровь, протекающая через мышцы, снабжает их необходимыми питательными веществами, кислородом и уносит углекислый газ, воду и другие продукты распада органических веществ, образовавшиеся в процессе работы. Таким образом, эффективность и продолжительность работы мышц зависит от кровоснабжения мышц, и, следовательно, от работы сердечно-сосудистой системы.

Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычислить, когда этот...

Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: