Опорно-двигательная система человека состоит из скелета и мышц и выполняет следующие функции:

1) опорную - для всех других систем и органов;

2) двигательную - обеспечивает передвижение тела и его частей в пространстве;

3) защитную - предохраняет от внешних воздействий органы грудной и брюшной полости, мозг, нервы, сосуды.

Скелет человека

Скелет человека составляет около 15% от массы тела. Различные авторы насчитывают в составе скелета от 206 до 230 костей. Эти несоответствия связаны с тем, что у разных людей не совпадает число позвонков, ребер и других костей. Кроме того, до сих пор нет единого мнения о том, следует ли считать костями зубы или нет. Число костей скелета меняется также в зависимости от возраста человека. Самой длинной костью скелета является бедренная - ее длина составляет в среднем 27,5% от роста человека, а самой маленькой - одна из слуховых костей среднего уха - стремечко.

Строение костей

В состав костной входят органические вещества, придающие им упругость (коллаген), и неорганические вещества, главным образом минеральные соли фосфора, кальция, магния. Минеральные соли придают костям твердость. Если путем выжигания удалить из кости органические вещества, то кость будет по-прежнему твердой, но очень хрупкой, бьющейся, как стекло. Если же при помощи соляной кислоты растворить минеральные соли, то кость станет мягкой и упругой, так что ее можно будет завязывать узлом. В костях детей больше органических веществ, и они более упруги, чем кости взрослого человека. Наиболее прочны кости у людей в возрасте 20-40 лет. У пожилых людей из-за нарушений минерального обмена кости становятся хрупкими.

Под микроскопом становится видно, что кость состоит из огромного числа трубочек, называемых остеонами. Остеон представляет собой несколько слоев тончайших костных пластинок, расположенных концентрически вокруг канала, по которому проходят кровеносные сосуды, питающие остеон, и нервные волокна. Между костными пластинками расположены костные клетки - остеоциты - с многочисленными отростками. Если костные трубочки уложены в кости плотно, то образуется так называемое компактное вещество кости, а если рыхло, то губчатое вещество кости.

В качестве примера рассмотрим строение бедренной кости. Средняя часть кости называется диафизом, а концевые суставные головки называются эпифизами. Внутри диафиза находится канал, наполненный желтым костным мозгом. Поэтому такие кости, как бедренная, называются трубчатыми. Диафиз образован компактным веществом и покрыт снаружи особой оболочкой из соединительной ткани - надкостницей. В ней проходит большое число кровеносных сосудов и расположено множество болевых рецепторов. Внутренний слой надкостницы состоит из особых клеток - остеобластов. Делясь, остеобласты образуют костное вещество, за счет чего кость растет в толщину. Кроме того, остеобласты играют ведущую роль при срастании переломов. Эпифизы бедренной кости образованы губчатым веществом, промежутки между которым заполнены красным костным мозгом. Снаружи эпифизы покрыты очень прочным и гладким гиалиновым хрящом толщиной около 0,5 мм. Этот хрящ сводит к минимуму трение между костями в суставах.

В детском возрасте кости в значительной степени состоят из хрящевой ткани, а с возрастом происходит постепенное окостенение. В последнюю очередь происходит замена хряща на кость в области шеек костей, то есть между диафизом и эпифизами. В этих областях клетки хряща делятся, за счет чего и происходит рост костей в длину. Окончательное окостенение шеек длинных костей происходит у женщин к 16-18 годам, а у мужчин немного позднее - к 20-22 годам. После этого рост прекращается.

Кроме длинных трубчатых костей, к которым относятся кости бедра, голени, плеча и предплечья, различают еще короткие трубчатые кости (например, кости пальцев), губчатые кости (ребра, грудина, запястье), плоские кости (лопатки, тазовые кости, кости мозговой части черепа), смешанные кости (кости основания черепа).

Соединения костей в скелете

Соединения костей необходимы либо для обеспечения движения одной кости относительно другой, либо для получения прочной механической структуры из нескольких костей. Таким образом, различают подвижные, полу подвижные, неподвижные соединения.

Подвижные соединения - суставы. Чаще всего сустав состоит из суставных поверхностей костей, покрытых гиалиновым хрящом, причем эти поверхности по форме строго соответствуют друг другу. Место контакта костей прикрыто прочной оболочкой из соединительной ткани - суставной сумкой, образующей герметичную суставную полость. В суставной полости находится синовиальная жидкость, необходимая для уменьшения трения в суставе.

Неподвижные соединения характерны, например, для соединения костей мозговой части черепа. При этом небольшие выступы одной кости заходят в выемки на другой кости. Получающийся при этом шов очень прочен, прочнее окружающих его костей.

Промежуточной формой сочленения костей является полуподвижное соединение. В этом случае кости соединены между собой через упругие хрящевые прокладки. К полуподвижным соединениям относят соединения позвонков в шейном, грудном и поясничном отделах, соединение ребер с грудиной и грудными позвонками.

Отделы скелета

Скелет человека состоит из следующих отделов: скелета головы, скелета туловища, скелета конечностей. Основа скелета - позвоночный столб, состоящий из 33-34 позвонков. Позвонок состоит из тела и дуги с несколькими отростками. Дуги позвонков замыкают позвоночные отверстия, которые, располагаясь друг над другом, образуют позвоночный канал, в котором проходит спинной мозг. Тела позвонков соединены между собой через хрящевые межпозвоночные диски и удерживаются при помощи многочисленных связок. Благодаря такому соединению большая часть позвоночника является упругой и гибкой. Так как хрящевые диски могут сжиматься, то к вечеру рост человека уменьшается на 1-2 см, а при больших физических нагрузках даже больше.

Позвоночник разделяется на следующие отделы: шейный (7 позвонков), грудной (12 позвонков), поясничный (5 позвонков), крестцовый (5 позвонков) и копчиковый (4-5 позвонков). Чем ниже расположен позвонок в позвоночнике, тем больше на него нагрузка и тем массивнее его тело. В связи с переходом людей к прямохождению в позвоночнике образовались четыре изгиба, два из которых - лордозы - направлены выпуклостью вперед: шейный и поясничный, а другие два - кифозы - направлены выпуклостью назад: грудной и крестцовый. Благодаря лордозам и кифозам обеспечивается надежная амортизация головного мозга при ходьбе, беге, прыжках.

У человека, как и всех других млекопитающих, за исключением только ленивцев и ламантина, семь шейных позвонков, из которых два первых обеспечивают повороты головы. Верхний шейный позвонок - атлант - не имеет тела, а его дуги срослись с костями основания черепа.

Грудной отдел позвоночника состоит из 12 грудных позвонков, которые полуподвижно соединены с 12 парами ребер. Семь верхних ребер также полуподвижно соединены с грудной костью, или грудиной. Восьмые, девятые и десятые ребра соединены не прямо с грудиной, а через хрящи с вышележащими ребрами. Одиннадцатые и двенадцатые ребра, отходя от позвоночника, не доходят до грудины, а оканчиваются в мышцах. Грудина состоит из рукоятки, к которой присоединяются ключицы, тела, к которому присоединяются 1-7 пара грудных ребер, и мечевидного отростка. Грудные позвонки, ребра и грудина образуют грудную клетку, в которой расположены сердце, легкие, трахея и пищевод. Благодаря движениям грудной клетки осуществляется внешнее дыхание.

Поясничный отдел позвоночника образован пятью массивными поясничными позвонками.

Крестцовые позвонки (в количестве пяти) срастаются в единый прочный крестец, сросшийся с тазовыми костями. Такая мощная конструкция образовалась для того, чтобы обеспечить опору телу при переходе к прямохождению, и характерна только для человека. Окончательное срастание крестцовых позвонков происходит обычно к 18-20 годам.

Копчиковый отдел позвоночника у человека образован 4-5 маленькими сросшимися позвонками и до известной степени рудиментирован.

Скелет головы, называемый черепом, включает в себя 23-25 костей. Череп подразделяют на мозговой и лицевой отделы. Мозговой отдел черепа образован неподвижно соединенными костями: лобной, двумя теменными, двумя височными, затылочной, клиновидной и решетчатой. У новорожденного ребенка эти кости соединены между собой через многочисленные прослойки соединительной ткани и хряща, образующих роднички. Роднички делают череп эластичным, что необходимо при родах. Кроме того, объем мозга после рождения человека увеличивается за несколько первых лет жизни приблизительно в 5-6 раз, и необходимо, чтобы объем мозгового отдела черепа также соответственно возрастал. Окончательное окостенение швов происходит только к 20-25 годам. Известны случаи, когда швы черепа не окостеневают совсем, как, например, у великого философа И. Канта, дожившего до 80 лет. Кости мозгового отдела пронизаны многочисленными отверстиями, через которые проходят кровеносные сосуды и нервы. Самое крупное отверстие расположено в затылочной кости - через него спинной мозг соединяется с головным. Большие полости имеются в височных костях, в них расположены органы слуха и равновесия.

Лицевой отдел черепа образован многочисленными парными и непарными костями. Все они соединены между собой неподвижно, исключение составляет нижняя челюсть.

Скелет плечевого пояса служит для соединения скелета верхней конечности с остальным скелетом. В его состав входят две лопатки и две ключицы. Лопатки - плоские треугольные кости, расположенные на задней стороне грудной клетки и соединенные с ней только посредством мышц. Ключицы - 8-образные кости, соединенные с грудиной и лопаткой. Скелет свободной верхней конечности образован плечевой костью, костями предплечья (локтевой и лучевой) и костями кисти. Скелет кисти образован восемью костями запястья (у взрослого человека две кости срастаются, и остается семь), расположенными в два ряда; пятью костями пястья и фалангами пальцев. В большом пальце - две фаланги, а в остальных - по три.

Скелет тазового пояса служит для соединения скелета нижней конечности с позвоночником. Тазовый пояс образуется за счет срастания двух подвздошных, двух седалищных и двух лобковых костей. В месте соединения этих костей находится вертлужная впадина, в которую входит головка бедренной кости.

Скелет нижних конечностей образован бедренной костью, костями голени (большая и малая берцовая) и костями стопы. Стопа состоит из 7 костей предплюсны (самая крупная из которых - пяточная), 5 костей плюсны и фаланг пальцев (2 - в большом пальце и по 3 - в остальных).

Мыщцы человека

Различают три вида мышц: поперечнополосатые, гладкие и сердечные. Основная черта мышечных клеток состоит в том, что они способны преобразовывать химическую АТФ в механическую энергию сокращения.

Поперечнополосатые мышцы

Поперечнополосатые мышцы выполняют в организме целый ряд функций: передвижение человека и частей его тела в пространстве; поддержание позы; дыхание; жевание и глотание; артикуляция и мимика; защита внутренних органов. Большая часть поперечнополосатых мышц прикреплена к костям скелета, и их называют скелетными мышцами. К скелетным мышцам относят мышцы головы, туловища, конечностей. У среднего человека масса мышц составляет 30-40% от массы тела. У тренированных людей этот показатель достигает 50% . В теле человека насчитывают около 400 мышц.

Строение поперечнополосатых мышц и их сокращение

Поперечнополосатые мышцы сокращаются произвольно, то есть по нашему желанию. Сокращение происходит в том случае, когда к мышце приходят электрические импульсы из соответствующих отделов центральной нервной системы. Скелетные мышцы прикреплены к костям своими сухожилиями. Большинство скелетных мышц обеспечивают движение какого-либо сустава, делясь на сгибатели, разгибатели, приводящие сустав, отводящие сустав, вращатели сустава. Обычно в любом движении сустава участвуют несколько групп мышц. Мышцы, совместно участвующие в каком-то движении сустава, называют синергистами, а мышцы, участвующие в движении этого же сустава в противоположном направлении, - антагонистами. Например, в локтевом суставе сгибатель - двуглавая мышца - и разгибатель - трехглавая мышца - являются антагонистами. Так как работа каждого сустава находится под контролем высших отделов нервной системы, работа всех групп мышц, обслуживающих какой-либо сустав, происходит согласованно. Так, если необходимо согнуть локтевой сустав, то двуглавая мышца сокращается, а разгибатель - трехглавая - соответственно расслабляется, чтобы не мешать движению сустава. Если же двуглавая и трехглавая мышцы одновременно сократятся, развивая одинаковое усилие, то локтевой сустав зафиксируется в каком-то определенном положении.

Каждая мышца покрыта соединительнотканной оболочкой, отделяющей ее от других мышц. Эти оболочки участвуют в образовании сухожилий, которые образованы очень прочными соединительнотканными оболочками, сросшимися с костью. При травмах сухожилие обычно не разрывается, а отрывается от мышцы или кости. Сухожилие четырехглавой мышцы, например, способно выдержать нагрузку около 600 кг!

Образованы мышцы длинными многоядерными цилиндрическими клетками, которые называются мышечными волокнами. Диаметр этих клеток составляет от 5 до 100 микрон, а длина бывает очень большой и достигает 10-12 см. Каждое такое волокно состоит, в свою очередь, из множества тончайших нитей, способных к сокращению, - миофибрилл. Миофибриллы в мышечном волокне расположены параллельно. При большом увеличении под микроскопом видно, что миофибрилла поперечно исчерчена, то есть в ней чередуются темные и светлые участки, образующие повторяющиеся вдоль миофибриллы одинаковые участки - саркомеры. Каждая миофибрилла состоит из многих тысяч последовательно соединенных саркомеров. Они отделены друг от друга так называемыми 2-пластинами. Длина каждого саркомера - около 2,5 микрон. Саркомер образован нитями двух видов белков - актина и миозина. Нити актина прикреплены к 2-пластинам, а между нитями актина расположены более толстые нити миозина. На поперечном разрезе миофибриллы видно, что каждая нить миозина окружена шестью нитями актина.

Когда из центральной нервной системы по аксону нейрона приходит нервный импульс, то из утолщения на конце аксона, расположенного на поверхности мышечного волокна, выделяется небольшое количество особого химического вещества - медиатора. Такие утолщения в месте контакта нервной и мышечной клеток получили название нервно-мышечного синапса. Медиатором в синапсах скелетных мышц является ацетилхолин. Под действием ацетилхолина состояние актина и миозина меняется, и нити миозина начинают заходить глубже в промежутки между нитями актина. Таким образом, каждый саркомер укорачивается примерно в два раза, 2-пластины сближаются, и все мышечное волокно укорачивается или сокращается. Если сократилось большое число волокон какой-либо мышцы, то вся она сокращается, утолщаясь при этом. Как только действие ацетилхолина прекращается, происходит расслабление мышцы: миозин выходит из промежутков между нитями актина, длина всех саркомеров возвращается в исходное состояние, а следовательно, и длина всей мышечной клетки увеличивается до исходной.

Работа поперечнополосатых мышц

На работу мышц тратится большое количество АТФ. Вот почему содержание этого вещества в мышцах заметно выше, чем в клетках большинства органов. Скелетные мышцы способны развивать значительное усилие. Так, одно мышечное волокно, сокращаясь, способно поднять груз весом до 200 милиграммов. Считается, что во всех мышцах человека содержится около 30 миллионов волокон. Таким образом, все мышцы человека, сократясь одновременно, способны создать усилие в 30 тонн! Однако это чисто теоретический расчет, так как все мышцы не могут сократиться одновременно ни при каких условиях.

Чем чаще сокращается какая-либо мышца и чем выше на нее нагрузка, тем быстрее развивается в ней утомление. Утомлением называется временное снижение работоспособности мышц. Причины утомления заключаются в том, что при работе в мышце накапливаются продукты обмена, препятствующие ее нормальному сокращению: молочная кислота, фосфорная кислота, калий и др. Кроме того, при длительной работе происходит утомление в тех отделах мозга, которые управляют движениями. Однако при кратковременном прекращении работы, то есть отдыхе, работоспособность мышц быстро восстанавливается, так как кровь удаляет из мышц вредные продукты обмена. У тренированных людей это происходит очень быстро, а у людей с нетренированными мышцами кровоток в них слабее, продукты обмена выносятся медленно, и такие люди после физической работы долго мучаются болями в мышцах.

В естественных условиях мышца сокращается рефлекторно, под действием импульсов, приходящих из центральной нервной системы. Примером сгибательных рефлексов может служить коленный рефлекс. Рецепторы этого простейшего двигательного рефлекса лежат в сухожилиях мышц, и когда невропатолог ударяет молоточком по сухожилию, рецептор растяжения возбуждается и посылает нервные импульсы в спинной мозг. Рецептор представляет собой окончание аксона чувствительного (афферентного) нейрона.

Тела этих нейронов находятся в специальных узлах, расположенных вдоль спинного мозга. По аксону чувствительного нейрона возбуждение (сигнал о том, что сухожилие растянуто) достигает двигательного (эфферентного) нейрона или мотонейрона. Тела мотонейронов расположены в передних рогах спинного мозга. Мотонейрон возбуждается, и по его аксону возбуждение достигает ноги, мышца возбуждается и сокращается. Аксон мотонейрона ветвится в мышце и образует нервно-мышечные окончания (синапсы) на нескольких мышечных волокнах. Мотонейрон и те мышечные волокна, которыми этот мотонейрон управляет, вместе называются двигательной единицей. В глазных мышцах, где требуются очень тонкие движения, один мотонейрон управляет всего 2-5 мышечными волокнами, то есть двигательная единица очень маленькая. В мышцах пальцев руки в двигательной единице содержится 10-20 мышечных волокон. В икроножной мышце, которая не должна совершать очень тонких движений, двигательная единица включает до 1000 волокон.

Характер сокращения мышцы зависит от того, с какой частотой поступают к мышечным волокнам импульсы по аксонам мотонейронов. Если сокращение нужно лишь для поддержания позы, то частота поступающих импульсов равна 5-20 имп./сек, если же необходимо достичь резкого, сильного, длительного сокращения, то эта частота составляет приблизительно 50 имп./сек.

Группы поперечнополосатых мышц

Мышцы верхней конечности разделяют на: 1) мышцы пояса верхних конечностей; 2) мышцы свободной верхней конечности. Мускулатура пояса верхней конечности соединяет лопатку и ключицу с костями грудной клетки. Она обеспечивает движение в области плечевого сустава. Мускулатура свободной верхней конечности включает в себя мышцы плеча, обеспечивающие движение в плечевом и локтевом суставах; мышцы, предплечья, являющиеся сгибателями и разгибателями кисти и пальцев; мышцы кисти, обеспечивающие движение пальцев.

Мышцы, нижней конечности включают в себя: 1) мышцы таза; 2) мышцы свободной нижней конечности. К мышцам таза относят те мышцы, которые начинаются на тазовых костях и прикрепляются к бедренной кости. Эти мышцы участвуют в движении тазобедренного сустава. Кроме того, они участвуют в поддержании вертикального положения тела. К мышцам свободной нижней конечности относят мышцы бедра, сгибающие и разгибающие бедро и голень, а также участвующие в движении тазобедренного сустава; мышцы, голени, сгибающие и разгибающие стопу; мышцы стопы, участвующие в движении подошвы, пальцев и т. д.

К мышцам туловища относят мышцы спины, груди и живота. Мышцы спины участвуют в движении конечностей, обеспечивают вертикальность тела, наклоны и повороты туловища, принимают участие в движениях головы и шеи. Мышцы груди осуществляют движения верхней конечности, межреберные мышцы обеспечивают дыхательные движения. К мышцам груди относят также и диафрагму - мышцу, разделяющую полость тела на грудную и брюшную полости. Диафрагма имеет три отверстия, через которые проходят пищевод и два крупных сосуда - аорта и нижняя полая вена. Диафрагма участвует в дыхании. Когда к ее мышечным волокнам приходят импульсы от нейронов дыхательного центра, она опускается, и объем грудной клетки увеличивается для вдоха. Мышцы живота образуют стенки брюшной полости. Они защищают находящиеся в ней органы и участвуют в сгибании и поворотах туловища.

Мышцы шеи наклоняют и поворачивают голову, а также способны поднимать две верхние пары ребер, участвуя в дыхательных движениях. Мышцы этой группы образуют также нижнюю стенку ротовой полости, опускают нижнюю челюсть и способны изменять положение гортанных хрящей и языка, участвуя в произнесении некоторых звуков.

]Мышцы головы подразделяют на: 1) жевательные; 2) мимические; 3) мышцы, внутренних органов головы. Жевательные мышцы поднимают и опускают нижнюю челюсть, развивая очень значительные усилия при разгрызании, откусывании и пережевывании пищи. Мимические мышцы отличаются от всех скелетных мышц тем, что одним концом они прикреплены к костям черепа, а другим - к коже, изменяя при своем сокращении форму и глубину кожных складок. Мимические мышцы в основном располагаются вокруг отверстий: ротового, глазных, ушных, носовых - и анатомически независимы друг от друга. Сокращаясь, мимические мышцы способны отражать психическое состояние, настроение человека. У животных мимические мышцы развиты гораздо слабее, чем у человека. Мышцы внутренних органов головы, обеспечивают движения языка, мягкого нёба, глаз, среднего уха.

Гладкие мышцы

Гладкие мышцы входят в состав стенок внутренних органов: желудка, кишечника, матки, мочевого пузыря и др., а также большинства кровеносных сосудов. Гладкие мышцы сокращаются медленно и непроизвольно. Гладкомышечные клетки невелики: диаметр и составляет 2-10 микрон, а длина - 50-400 микрон. Эти клетки имеют одно ядро. Основой сократимости гладких мышц, так же как и поперечнополосатых, является взаимодействие белков актина и миозина. Однако нити актина и миозина расположены в клетках гладких мышц не так упорядоченно, саркомеры отсутствуют. Скорость скольжения актина относительно миозина мала: в 100 раз медленнее, чем в поперечнополосатых мышцах. Поэтому гладкие мышцы сокращаются так медленно - в течение десятков секунд. Но благодаря этому тратится меньше АТФ, образуется меньше продуктов обмена и гладкие мышцы могут находиться в состоянии сокращения очень долго, а утомление в них практически не развивается. Например, мышцы стенок артерий находится в сокращенном состоянии всю жизнь человека. Клетки гладких мышц очень тесно прижаты друг к другу, и между ними образованы специальные контакты, через которые возбуждение свободно переходит с одной клетки на другую. Поэтому при возбуждении одной клетки может возбудиться вся гладкая мышца, и по ней пройдет волна сокращения. Это очень важно для нормальных движений стенок желудка и кишечника.

Опорно-двигательный аппарат человека представляет собой совокупность структур (кости, суставы, скелетные мышцы, сухожилия), обеспечивающих основу (каркас) тела, дают опору, а также обеспечивают возможность совершать движения и передвигаться. В данной статье представлено очень упрощенное описание строения и некоторых функций опорно-двигательного аппарата, чтобы это было понятно как можно большему числу посетителей, а также возможные заболевания этих органов и систем.

СКЕЛЕТ

Скелет образует фигуру человека, поддерживает и защищает его тело. Он состоит из 206 костей, дополняемых участками хряща. Хрящ — плотная эластичная ткань, которая является важным дополнением к кости, особенно когда требуется сочетание прочности и гибкости. Кости скелета, в основном трубчатые кости конечностей, действуют как рычаги, управляемые мышцами, тем самым обеспечивая движение. Одни кости служат защитой органам, которые они окружают, другие содержат костный мозг, где образуются красные кровяные клетки. Кость — это живая ткань, в которой старые клетки постоянно заменяются новыми. Чтобы кости находились в хорошем состоянии, необходимо с пищей получать достаточное количество белка, кальция и витаминов, особенно витамина D.

Строение кости характеризуется прочностью, легкостью и некоторой гибкостью. Костная ткань состоит из белка, укрепленного минеральными солями, преимущественно кальция и магния. Наружный (компактный) слой кости содержит кровеносные и лимфатические сосуды, а внутренний (губчатый) имеет ячеистое строение (для легкости). В середине трубчатых костей имеется цилиндрическая полость, заполненная костным мозгом — жироподобным веществом, в котором образуются красные и белые кровяные клетки.

В основании черепа имеется отверстие, через которое спинной мозг соединяется с головным. Спинной мозг проходит внутри позвоночника, который служит ему защитой и состоит из более чем 30 отдельных позвонков.

СУСТАВЫ

Отдельные кости скелета соединяются друг с другом суставами. Существует несколько видов суставов. Неподвижные суставы, такие, как швы черепа, прочно скрепляют кости, не позволяя им двигаться. Частично движущиеся суставы (хрящевые), например в позвоночнике, допускают некоторую подвижность. И наконец, свободно движущиеся (синовиальные) суставы, как в плече, обеспечивают значительную подвижность в нескольких плоскостях.

Ореховидные суставы (например, плечевой или тазобедренный) способны обеспечивать максимальный диапазон движений. Например, вершина тазобедренной кости имеет практически шарообразную форму и находится в полукруглой впадине таза. Суставы этого типа устроены по принципу шарового шарнира, что дает им возможность совершать движения в любом направлении.

Седловидные суставы позволяют совершать движения в обе стороны и вперед-назад. Такой сустав имеется у основания большого пальца руки, без него очень трудно хватать большие или маленькие предметы. Не будь этих движений большого пальца, кисть руки напоминала бы неуклюжую клешню.

Блоковидные суставы имеются в пальцах рук, ног, в локтях и коленях и допускают движения только в одном направлении. Концы костей в таком суставе погружены в смазочную жидкость и скреплены плотными волокнистыми связками.

Кости запястья, соединенные этими суставами, двигаются в обе стороны и вперед-назад, подобно седловидным, но объем их движений меньше. С возрастом движения в скользящих суставах становятся менее плавными и все больше затрудняются.

Основные признаки заболевания костей и суставов

Среди заболеваний скелета людей всех возрастов наиболее распространены травматические переломы костей и поражения суставов вследствие повреждения и изнашивания. Воспаления и опухоли костей встречаются довольно редко.

Основные признаки повреждения скелета: боль, опухание и воспаление (покраснение и жар) пораженного участка.

К симптомам поражения сустава относятся боль, опухание и тугоподвижность. Остеоартрит, вызываемый изнашиванием суставов, обычно поражает суставы шеи, рук, бедер и коленей. Ревматоидный артрит поражает соединительную ткань вокруг суставов, что приводит к их тугоподвижности и искривлению, а также сильной боли.

МЫШЦЫ

Движения тела и внутренних органов осуществляются с помощью мышц — мягкой ткани, состоящей из волокон, которые сокращаются и расслабляются, тем самым вызывая движение. В организме человека различают три вида мышц: скелетные, которые выполняют движения самого тела, гладкие, которые производят движения внутри организма (например, ритмические сокращения пищеварительного тракта, которые проталкивают по нему пищу) и миокард (сердце).

От работы мышцы укрепляются и при регулярной тренировке обычно находятся в хорошем состоянии. Энергичные упражнения увеличивают объем мышц и улучшают их кровообращение, а следовательно, повышают способность к еще более напряженной деятельности. И наоборот, бездеятельность может привести к мышечной атрофии и слабости.

Гладкая мускулатура и миокард

Гладкая мускулатура и миокард не находятся под контролем сознания, иными словами, они сокращаются или расслабляются независимо от вашего желания и работают автоматически. Оба вида непроизвольной мускулатуры — гладкая и сердечная — действуют непрерывно, обеспечивая сердечные сокращения, а также такие функции, как дыхание, пищеварение и кровообращение.

Скелетная мускулатура контролируется и управляется центральной нервной системой. Только скелетная мускулатура находится под контролем сознания и потому произвольна в движении.

Скелетные мышцы прикреплены к костям либо непосредственно, либо с помощью сухожилий и могут сгибать и выпрямлять суставы в ответ на специфические раздражения.

Как работают скелетные мышцы

Мышцы называют двигателями организма. Они составляют почти половину массы тела и превращают химическую энергию в силу, которая передается через сухожилия костям и суставам. Большинство мышц обычно работает группами, в которых сокращение одной мышцы сопровождается расслаблением другой. При сокращении мышца укорачивается в длину на 40% и сближает точки своего прикрепления к двум разным костям. Большинство скелетных мышц прикреплено к двум или более близлежащим костям, часто с помощью фиброзных сухожилий. Когда мышца сокращается, кость, к которой она прикреплена, двигается. Таким образом, каждое движение есть следствие тяги, а не толчка.

Биопсия мышцы — это лабораторное исследование маленького кусочка мышечной ткани для выявления признаков заболевания. На приведенных фотографиях показаны тончайшие срезы здоровой мышцы, увеличенные в 8000 раз. Каждое волокно состоит из еще более тонких, разделенных перегородками волоконец. Каждое волоконце содержит два различных белка, которые расположены в виде параллельных нитей и образуют крохотные темные (молекулы миозина) и светлые полоски (молекулы актина) — на снимках слева. В расслабленной мышце эти полоски едва заходят друг на друга (снимок вверху), а в сократившейся они надвигаются друг на друга (снимок внизу), укорачивая мышечные волокна.

Основные признаки заболеваний мышц

Травматическое повреждение мышц обычно сопровождается болью, затвердением, а иногда воспалением и опуханием. Слабость и боли в мышцах могут также возникать при вирусной инфекции.

Все органы движения, обеспечивающие перемещение тела в пространстве, объединены в единую систему. К ней относятся кости, суставы, мышцы и связки. Опорно-двигательный аппарат человека выполняет определенные функции, обусловленные особенностями формирования и строения органов движения.

Значение опорно-двигательной системы

Скелет человека выполняет несколько жизненно важных функций:

• опорную;
• защитную;
• обеспечивает движение;
• принимает участие в и кроветворении.

Нарушение опорно-двигательного аппарата вызывает патологические процессы в работе многих систем организма. Мышцы, прикрепленные к костям, осуществляют их перемещение относительно друг друга, благодаря чему и обеспечивается передвижение тела в пространстве. Мышечный аппарат имеет свою функциональную особенность:

• окружает полости организма человека, защищая их от механических повреждений;
• выполняют опорную функцию, поддерживая тело в определенном положении.

В процессе развития опорно-двигательного аппарата человека происходит стимуляция развития ЦНС. Развитие мышц и нервных клеток - зависимые друг от друга процессы. Зная, какие функции опорно-двигательного аппарата необходимы для нормального функционирования организма, можно сделать вывод, что скелет является жизненно необходимой структурой тела.

В период эмбриогенеза, когда на организм практически не воздействуют никакие раздражители, движения плода вызывают раздражение мышечных рецепторов. От них импульсы идут к ЦНС, стимулируя развитие нейронов. В то же время развивающаяся нервная система стимулирует рост и развитие мышечного аппарата.

Анатомия скелета

Скелет - совокупность костей, выполняющих опорную, двигательную и защитную функции. Опорно-двигательный аппарат человека насчитывает около 200 костей (в зависимости от возраста), из которых непарные всего 33-34 кости. Различают осевой (грудная клетка, череп, позвоночник) и добавочный (свободные конечности) скелеты.

Кости образованы относящейся к разновидности соединительной ткани. В ее состав входят клетки и плотное межклеточное вещество, в котором содержится множество минеральных компонентов и коллаген, обеспечивающий упругость.

Скелет является вместилищем для жизненно важных органов человека: в черепе расположен головной мозг, в позвоночном канале - спинной мозг, грудная клетка обеспечивает защиту пищевода, легких, сердца, основных артериальных и венозных стволов, а таз защищает от повреждений органы мочеполовой системы. Нарушение опорно-двигательного аппарата может вызвать повреждения внутренних органов, иногда несовместимые с жизнью.

Строение костей

В костях выделяют губчатое и компактное вещество. Их соотношение изменяется в зависимости от расположения и функций определенной части опорно-двигательного аппарата.

Компактное вещество локализуется в диафизе которые обеспечивают опорную и локомоторную функции. Губчатое вещество размещается в плоских и коротких костях. Вся поверхность кости (за исключение суставной) покрыта периостом (надкостницей).

Формирование костей

В онтогенезе формирование системы опорно-двигательного аппарата проходит несколько этапов - перепончатый, хрящевой и костный. Со второй недели после зачатия в мезенхиме перепончатого скелета происходит формирование хрящевых зачатков. Уже к 8-й неделе хрящевая ткань постепенно заменяется костной.

Замещение хрящевой ткани костной может проходить несколькими способами:

• перихондриальное окостенение - образование костной ткани по периметру хряща;
• периостальное окостенение - продуцирование молодых остеоцитов сформировавшейся надкостницей;
• энхондральное окостенение - образование костной ткани внутри хряща.

Процесс формирования костной ткани заключается в прорастании сосудов и соединительной ткани из надкостницы внутрь хряща (в этих местах происходит разрушение хряща). Из части остеогенных клеток впоследствии развивается губчатое вещество кости.

В период внутриутробного развития плода происходит окостенение диафизов трубчатых костей (точки окостенения называются первичными), затем после рождения происходит окостенение эпифизов трубчатых костей (вторичные точки окостенения). До возраста 16-24 лет между эпифизами и диафизами сохраняется хрящевая эпифизарная пластинка.

Благодаря ее наличию удлиняются органы опорно-двигательного аппарата. После того как заменяется костной и происходит сращение диафизов и эпифизов трубчатых костей, рост человека прекращается.

Строение позвоночного столба

Позвоночный столб представляет собой последовательно накладывающиеся позвонки, которые соединены межпозвоночными дисками, суставами и связками, которыми основана опорно-двигательная система. Функции позвоночника заключаются не только в опоре, но и в защите, препятствуя механическим повреждениям внутренних органов и спинного мозга, проходящего в позвоночном канале.

Различают пять отделов позвоночника - копчиковый, крестцовый, поясничный, грудной и шейный. Каждый отдел имеет определенную степень подвижности, полностью неподвижным является только крестцовый отдел позвоночника.

Движение позвоночника или его отделов обеспечивается при помощи скелетных мышц. Правильное развитие опорно-двигательного аппарата в неонатальном периоде обеспечивает необходимую опору для внутренних органов и систем и их защиту.

Строение грудной клетки

Грудная клетка - костно-хрящевое образование, состоящее из грудины, ребер и 12 грудных позвонков. По форме грудная клетка напоминает неправильный усеченный конус. Грудная клетка имеет 4 стенки:

• переднюю - образована грудиной и хрящами ребер;
• заднюю - образована позвонками грудного отдела позвоночника и задними концами ребер;
• 2 боковые - образованы непосредственно ребрами.

Кроме этого выделяют два отверстия грудной клетки - верхнюю и нижнюю апертуры. Через верхнее отверстие проходят органы дыхательной и пищеварительной системы (пищевод, трахея, нервы и сосуды). Нижняя апертура закрыта диафрагмой, в которой есть отверстия для прохождения крупных артериальных и венозных стволов (аорты, нижней полой вены) и пищевода.

Строение черепа

Череп является одной из основных структур который образует опорно-двигательная система. Функции черепа - защита головного мозга, органов чувств и опора для начальных отделов дыхательной и пищеварительной систем. Он состоит из парных и непарных костей и подразделяется на мозговой и лицевой отделы.

Лицевой отдел черепа состоит:

• из верхнечелюстной и нижнечелюстной костей;
• двух носовых костей;

В состав мозгового отдела черепа входят:

• парная височная кость;
• парная клиновидная кость;
• парная ;
• затылочная кость.

Мозговой отдел выполняет защитную функцию для головного мозга и является его вместилищем. Лицевой отдел обеспечивает опору для начального отдела дыхательной и пищеварительной системы и органов чувств.

Опорно-двигательная система: функции и строение конечностей

В процессе эволюции скелет конечностей приобрел обширную подвижность благодаря суставному сочленению костей (особенно это касается лучевого и запястного суставов). Выделяют грудной и тазовый пояса.

Верхний пояс (грудной) включает в себя лопатку и две кости ключицы, а нижний (тазовый) образуется парной тазовой костью. В свободной части верхней конечности выделяют следующие отделы:

• проксимальный - представлен плечевой костью;
• средний - представлен локтевой и лучевой костями;
• дистальный - включает в себя кости запястья, пястные кости и кости пальцев.

Свободная часть нижней конечности состоит из следующих отделов:

• проксимальный - представлен бедренной костью;
• средний - включает в себя большеберцовую и малоберцовую кости;
• дистальный - кости предплюсны, плюсневые кости и кости пальцев.

Скелет конечностей обеспечивает возможность широкого спектра действий и необходим для нормальной трудовой деятельности, которую обеспечивает опорно-двигательная система. Функции скелета свободных конечностей сложно переоценить, так как с их помощью человек выполняет практически все действия.

Строение мышечной системы

Скелетные мышцы крепятся к костям и при сокращении обеспечивают передвижение тела или его отдельных частей в пространстве. В основе скелетных мышц лежат поперечнополосатые мышечные волокна. Кроме опорной и двигательной функций мышцы обеспечивают функцию дыхания, глотания, жевания, принимают участие в мимике, выработке тепла и артикуляции речи.

Основными свойствами скелетных мышц являются:

• возбудимость - деятельность мышечных волокон осуществляется под влиянием нервных импульсов;
• проводимость - от нервных окончаний до ЦНС происходит быстрое проведение импульса;
• сократимость - в результате движения нервного импульса осуществляется сократимость скелетной мышцы.

Мышца состоит из сухожильных концов (сухожилий, прикрепляющих мышцу к кости) и брюшка (состоящего из поперечнополосатых мышечных волокон). Скоординированная работа опорно-двигательного аппарата осуществляется правильным функционированием мышц и необходимой для этого нервной регуляцией мышечных волокон.

Опорно-двигательная система:

Скелет,

Мышцы.

В скелете человека более 200 костей и их соединений. Скелет выполняет защитную и опорную функции .

Мышцы , рефлекторно сокращаясь, приводят в движение кости.

Кости также участвуют в минеральном обмене и выполняют кроветворную функцию . Кости образованы в основном соединительной костной тканью.

В состав кости входят вещества:

органические вещества придают кости упругость и эластичность

неорганические – прочность и хрупкость.

С возрастом в составе кости преобладают неорганические вещества, т.к. процессы биосинтеза белка замедляются.

Поверхность кости покрыта надкостницей , обеспечивающей рост кости в толщину , чувствительность, питание, срастание костей после переломов.

В длину кость растет благодаря делению групп клеток, находящихся на ее концах. На суставных поверхностях надкостницы нет.

Разновидности костей:

– трубчатые – длинные (плечевая, бедренная и т.д.) содержат желтый костный мозг;

– плоские – (лопатки, ребра, тазовые кости) содержат красный костный мозг, выполняющий кроветворную функцию;

– короткие (кости запястья, предплюсны);

– смешанные (позвонки, некоторые кости черепа).

Соединения костей:

– неподвижные, непрерывные – кости срастаются или скреплены соединительной тканью (соединения крыши черепа);

– полуподвижные – соединения позвонков межпозвоночными хрящевыми дисками,

– подвижные – суставы (сустав образован:

суставными поверхностями, покрытыми

суставным хрящом,

суставной соединительно-тканной сумкой,

суставной полостью, содержащей

суставную жидкость).

Скелет обеспечивает поддержание определенной формы тела, защиту внутренних органов, локомоторные функции организма, движение отдельных частей тела.

I . Скелет головы –

лицевой отдел

мозговой отдел.

В черепе есть одна подвижная кость – верхняя челюсть. Все остальные кости черепа соединены неподвижно.

Основными отличиями черепа человека являются :

объем мозговой части до 1500 см3

большое затылочное отверстие на основании черепа

большие глазницы на лицевой части

подбородочный бугор на нижней челюсти

дифференцированные зубы как молочные, так и постоянные.

II . Скелет туловища включает:

позвоночник , состоящий из 5 отделов:

– шейный – 7 позвонков;

– грудной – 12 позвонков, сочлененных с ребрами. Грудные позвонки, ребра и грудина образуют грудную клетку ;

– поясничный отдел – 5 позвонков;

– крестцовый отдел – 5 позвонков, срастающихся к 18-20 годам, образуют крестец;

– копчиковый отдел – 4-5 копчиковых позвонков.

Позвоночник образует изгибы:

2 (шейный и поясничный) направлены выпуклостью вперед

2 (грудной и крестцовый) направлены выпуклостью назад.

скелет верхних конечностей образован:

скелетом плечевого пояса (парные лопатки и парные ключицы)

скелетом свободных верхних конечностей (плечо, предплечье, кисть) образован плечевой костью, костями предплечья – локтевой и лучевой, и костями кисти.

скелет нижних конечностей образован:

костями тазового пояса (состоит из 2 тазовых костей, каждая из которых образована сросшимися подвздошной, лобковой и седалищной костями. Таз соединяет свободные конечности с туловищем и образует полость, содержащие некоторые внутренние органы)

костями свободных нижних конечностей (бедро, голень, стопа) состоит из бедренной, большой и малой берцовых костей, костей стопы.

Мышцы – активная часть опорно-двигательной системы.

Скелетные мышцы образованы поперечно-полосатыми мышечными волокнами . Волокна образуют брюшко мышцы, которое на концах переходит в сухожилия, прикрепляющиеся к костям.

Работа мышц : мышечное волокно возбуждается нервными импульсами, поступающими от мотонейронов. Передача возбуждения происходит в нервно-мышечном синапсе. Сокращение мышцы складывается из суммы сокращений отдельных мышечных волокон.

Утомление мышц – временное понижение работоспособности органа. Утомление мышц связано с накоплением в них молочной кислоты. Кроме того, при утомлении расходуются запасы гликогена, а следовательно, снижается интенсивность синтеза АТФ.

Работоспособность мышц повышается при тренировках.

Тематические задания

А1. Подвижной частью черепа является

1) носовая кость

2) лобная кость

3) верхняя челюсть

4) нижняя челюсть

А2. В шейном отделе позвоночник количество позвонков

составляет

1) половину от всего количества позвонков

2) больше половины

3) меньше одной четверти

4) больше одной четверти

А3. Функцию питания и роста кости в толщину выполняет

1) желтый костный мозг

3) надкостница

2) красный костный мозг

4) губчатое вещество

А4. Прочность костей зависит от содержания в них ионов

2) кальция

А5. В костях 5-летнего ребенка, по сравнению с костями старика

1) больше минеральных солей, чем органических соединений

2) больше органических соединений, чем минеральных солей

3) равное количество органических и неорганических соединений

4) в основном содержатся органические соединения

А6. Гладкие мышцы желудка сокращаются под влиянием

1) соматической нервной системы

2) эндокринной системы

3) вегетативной нервной системы

4) эндокринной и соматической систем

А7. Для возникновения мышечного сокращения необходимы ионы

1) кальция

4) фосфора

А8. Наиболее подвижно соединение

1) лобной и теменной костей

2) позвонков

3) плечевой и локтевой костей

4) ребер с грудиной

А9. Подвижность костей в суставе обеспечивается

1) надкостницей

3) хрящами и жидкостью

2) сухожилиями

4) костным мозгом

А10. Искривление позвоночника, приобретенное в детстве, с трудом исправляется из-за

1) привычки сидеть неправильно

2) накопления органических веществ в позвоночнике

3) нетренированности мышц спины

4) окостенения позвоночника

В1. Выберите кости, относящиеся к поясу верхних конечностей и свободным верхним конечностям

1) предплюсна

2) ключица

3) лопатка

Примерно каждый двадцатый - остеоартроз, каждый десятый - регулярно проявляющиеся , а время от времени или же единично их испытывает более 70% населения. Проблемы с опорно-двигательным аппаратом столь часты в основном по причине безответственного отношения к этому аспекту , в то время как меры профилактики почти не требуют особых усилий.

Что это

Опорно-двигательный аппарат человека - это системно взаимосвязанная совокупность , костей (формирующих скелет) и их сочленений, позволяющая человеку управлять (посредством импульсов, передаваемых через нервную систему мозгом) телом, его статикой и динамикой.

Значение опорно-двигательной системы человека сложно переоценить. Человек, чья ОДС не выполняет свои функции, в лучшем случае - инвалид или лежащий пластом паралитик.

Знаете ли вы? Одним из основателей анатомии в ее современном, научном виде был Леонардо да Винчи. Он, наряду с другими учеными и исследователями эпохи Возрождения, проводил вскрытия трупов, чтобы разобраться в строении человеческого тела.

У здорового человека функции ОДА разделяются на механические и биологические.

Основные механические функции

Механические функции связаны с сохранением строения и перемещениями тела в пространстве.

Опорная

Заключается в формировании базиса для остальных частей организма - к скелету крепятся мышцы, ткани и органы. За счет скелета и прикрепленных к нему мышц человек может стоять прямо, его органы сохраняют относительно статичное положение относительно оси симметрии и друг друга.

Защитная

Кости предохраняют наиболее важные внутренние органы от механических повреждений: головной защищен черепом, спинной - позвоночником, внутренние органы грудной клетки ( , легкие и другие) прячутся за ребрами, половые органы закрыты костями таза.
Именно такая защита обеспечивает нам устойчивость к внешним воздействиям, а хорошо тренированные мышцы способны усилить этот эффект.

Знаете ли вы? В момент нашего рождения у нас больше всего костей - 300. Впоследствии некоторые срастаются (и все становятся прочнее) и общее их количество уменьшается до 206.

Двигательная

Наиболее заметная функция опорно-двигательной системы человека. К скелету крепятся создающие мышцы. За счет их сокращений выполняются различные движения: сгибание/разгибание конечностей, ходьба и многое другое.

Собственно, это и является одним из основных отличий представителей биологического царства «Животные» - осознанные и контролируемые перемещения в пространстве.

Рессорная

Смягчение (амортизация) движений за счет строения и положения костей и хрящей.
Обеспечивается как формой костей (например, изгиб стопы, крепкие берцовые кости - эволюционный механизм, наиболее приспособлен для прямохождения и выдерживания веса тела с упором только на одну пару конечностей), так и вспомогательными тканями - хрящи и суставные сумки обеспечивают снижение трения костей в местах их сочленений.

Биологические функции системы

Опорно-двигательной системе также присущи и другие, важные для жизнедеятельности функции.

Кроветворная

Процесс формирования крови происходит в так называемом красном костном мозге, но за счет его местоположения (в трубчатых костях) эту функцию также относят к ОДА.

В красном костном мозге происходит гемопоэз (кроветворение) - создание новых клеток крови, и частично иммунопоэз - созревание клеток, принимающих участие в работе иммунной системы.

Запасающая

В костях скапливается и хранится большое количество необходимых организму веществ, таких как , и . Оттуда они перетекают в другие органы, где и включаются в обменный процесс.
За счет этих веществ обеспечивается прочность костей и их устойчивость к внешним воздействиям, а также скорость срастания после переломов.

Основные проблемы и травмы ОДА

Хотя формирование опорно-двигательной системы происходит в , ее развитие - процесс, продолжающийся всю .

Причины проблем с ОДА, как и их последствия, могут быть разными:

1. Неправильная нагрузка (недостаточная либо избыточная).
2. Воспалительные процессы, поражающие костные ткани, мышцы или хрящи. В зависимости от этиологии и локализации разнится и диагноз.
3. Нарушения, связанные с обменом веществ, недостатком либо избытком каких-либо элементов.
4. Механические травмы (ушибы, переломы) и последствия неправильного лечения.

Заболевания опорно-двигательной системы

Заболевания, поражающие нашу опорно-двигательную систему, удручают своим многообразием:

1. Артрит поражает суставы, может перетекать в артроз.
2. Инфекции могут поселиться в околосуставной сумке (бурсит), мышцах (миотит), костном мозге (остеомиелит), на крупных суставах (периартрит).
3. Позвоночник может искривляться, голеностоп - терять тонус.

Спортивные травмы

Конечно, при должном «везении», можно упасть и на ровном месте, и при этом сломать себе что-то неожиданное.

Однако, по статистике, наиболее частыми травмами при занятиях спортом являются: растяжения мышц, различные повреждения голени, переломы (в основном страдают ноги) и разрывы (связок, хрящей или сухожилий).

Сохраняем здоровье: как предотвратить неприятности

Чтобы поддерживать организм в тонусе, а ОДА в рабочем и здоровом состоянии, важно знать, какие меры предпринимать для поддержания в норме функций опорно-двигательного аппарата.

Ничего сверхъестественного не требуется:

1. Здоровый образ жизни.
2. Сбалансированное питание, богатое кальцием и другими минералами и микроэлементами.
3. Регулярные физнагрузки, подходящие по возрасту и состоянию здоровья.
4. Прогулки на солнце (витамин Д) и свежем воздухе.
5. Поддержание оптимальной массы тела (ожирение, как и дистрофия - враги ОДА).
6. Удобное рабочее место.
7. Регулярные медосмотры.

Как видим, если поддерживать организма в целом, с его системами тоже все будет в порядке. Для этого не обязательно профессионально заниматься спортом.
Достаточно будет не пренебрегать двигательной активностью (в любой удобной вам форме, будь то йога, плавание или обычные прогулки в парке), соблюдать режим дня и поддерживать здоровый рацион питания. Это не так уж и сложно. Не болейте!