ОПОРНО-ДВИГАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ

Значение, строение скелета человека. Соединение костей, состав, строение, рост костей. Мышцы, их строение и функции. Регуляция деятельности мышц. Значение физических упражнений для правильного формирования скелета и мышц.

Опорно-двигательная система человека состоит из пассивного (скелет и его соединения) и активного (мышцы) отделов. Он выполняет функции:

–опорную,

–двигательную;

–защитную.

☺ Функция движения осуществляется с помощью сочлененных суставами костей и сокращения прикрепленных к ним мышц.

☺ Опорная функция заключается в прикреплении мягких тканей и органов к различным костям скелета.

☺ Функция защиты выражается в образовании костями полостей, в которых находятся жизненно важные органы. (Так, грудная клетка предохраняет от механических воздействий сердце и легкие, черепная коробка — головной мозг и т. п.).

☺ Кости также являются источником минеральных веществ. В них находится красный костный мозг, участвующий в кроветворении.

Скелет человека состоит из костей (206) и связывающих их образований. Скелет составляет до 18% массы тела у мужчин и около 16% — у женщин.

В процессе филогенеза скелет проходит 3 стадии развития:

1. Соединительнотканную (перепончатую);

2. Хрящевую;

3. Костную.

Эти три стадии проходят почти все кости скелета, за исключением костей свода черепа, некоторых костей лицевого отдела черепа и ключицы.

Кости образованы костной тканью, являющейся разновидностью соединительной ткани.

1. Костная ткань=Клетки с отростками [остеоциты (костные клетки); остеобласты (образователи кости); остеокласты (разрушители кости)]+Межклеточное вещество [органическая часть (в основном коллагеновые волокна) и минеральный компонент (соли кальция)] + Нервы + Сосуды + Соединительная оболочка

Различают кости:

Трубчатые – несут функцию опоры, защиты и движения., они имеют форму трубки с костномозговым каналом внутри.. В трубчатых костях, они бывают длинные (составляют проксимальные звенья скелета обеих конечностей) и короткие (расположены в пястье, плюсне, фалангах, где одновременно необходимы большая прочность и подвижность скелета).

Различают среднюю часть — диафиз (образованы пластинчатой костной тканью) и 2 конца — эпифизы (из губчатой костной ткани).

эпифиз

диафиз

эпифиз

В полости диафизов находится желтый костный мозг, а в эпифизах трубчатых и в губчатых костях — красный костный мозг. Кость покрыта надкостницей — соединительно-тканной оболочкой, богатой нервами, сосудами и молодыми клетками. За счет надкостницы осуществляются иннервация, питание и рост кости. Значение надкостницы заключается в облегчении прикрепления мышц и связок, которые вплетаются в ее наружный слой, а также смягчение толчков. Во внутреннем слое надкостницы содержатся костеобразующие клетки – остеобласты,обеспечивающие рост развивающихся молодых костей в толщину. При переломах костей остеобласты образуют костную мозоль, которая соединяет концы переломленной кости, восстанавливая ее целость.

Схема строения трубчатой кости

1. губчатое вещество;

2. компактное вещество;

3. костно-мозговая полость;

4. косный мозг;

5. надкостница;

6. кровеносный сосуд;

7. питательное отверстие.

Губчатые кости

1. Короткие (позвонки, кости запястья, предплюсны), состоят преимущественно из губчатого вещества, служат в качестве опоры;

2. Длинные (ребра, грудина), состоят преимущественно из губчатого вещества, покрыты компактным веществом, несут функцию опоры и защиты;

3. Сесамовидные кости (коленная чашка, гороховидная кость, сесамовидные кости пальцев руки и ноги) состоят из губчатого вещества, развиваются в толще сухожилий, укрепляют их и служат блоком, через который они перекидываются. Это увеличивает плечо приложения силы мышцы и создает более выгодные условия для ее работы. (название получили за сходство с семенами кунжута).

Плоские кости – образуют стенки полостей, содержащих внутренние органы. Такие кости с одной стороны изогнуты, с другой – выпуклы; ширина и длина их значительно преобладают над толщиной. (тазовая кость, лопатка, кости мозгового черепа)

Смешанные кости – лежат в основании черепа, имеют различную форму и развитие, сложность которых соответствует многообразию выполняемых функций.

–– Соединение костей друг с другом может быть:

а б в

а) неподвижное, 1—3 — швы между теменными, лобной и теменной и между

б) полуподвижное, затылочной и теменными костями соответственно;

в) подвижное. 4 — позвонки; 5—хрящевые прослойкимежду позвонками;

6, 7—суставные поверхности; 8—суставная полость;

9—надкостница; 10—суставная сумка.

Последнее соединение костей называется суставом (коленный, локтевой, тазобедренный и др.) На одной из костей обычно имеется суставная впадина (ямка), в нее входит соответствующая по форме головка другой кости. Поверхности впадины и головки покрыты гиалиновым хрящом. Кости, образующие сустав, соединяются связками (из плотной соединительной ткани). Снаружи сустав окружен суставной сумкой. В ее полости находится суставная жидкость, способствующая скольжению головки кости в суставной впадине. Различают следующие типы суставных сочленений: шаровидные, цилиндрические, плоские, эллиптические, шарнирные.

Классификация суставов

Тип сустава	Число суставных поверхностей	Число осей	Форма суставных поверхностей	Примеры суставов
Простой	Две	одна	Цилиндрическая	Лучелоктевой
			Винтообразная	Плечелоктевой
			Блоковидная	Межфаланговый

Продолжение таблицы Классификация суставов

Тип сустава	Число суставных поверхностей	Число осей	Форма суставных поверхностей	Примеры суставов
Сложный	Три и более	две	Эллипсовидная	Лучезапястный
			Седловидная	Запястно-пястный большого пальца
		три	Шаровидная	Плечевой
			Чашевидная	Тазобедренный
			Плоская	Межпозвонковый, межзапястные, предплюсневые
Комбинированный	Два и более самостоятельных сустава	две	Мыщелковый	Височно-нижнечелюстной, атланто-затылочный
Комплексный	Две суставные камеры	две	Мыщелковый, разделенный мениском на две камеры	Коленный

1. Рост костей

Направление роста	Источник новых клеток
В длину	Хрящ
В толщину	Надкостница

Рост в толщину– клетки внутренней поверхности надкостницы делятся. При этом на поверхности кости образуются новые слои клеток, а вокруг этих клеток – межклеточное вещество.

Рост в длину– делением клеток хрящевой ткани, покрывающей концы костей.

Скелет человека включает 3 отдела:

• скелет головы (череп),

• скелет туловища,

• скелет конечностей.

Скелет человека играет, в основном, опорную роль (к нему прикрепляются мышцы), образует структурную основу тела, определяя его размер и форму, образует вместилище для жизненно важных органов. Кости являются местом кроветворения, участвуют в минеральном обмене.

Таблица. Скелет головы

Отделы черепа	Кости	Тип кости	Характер соединения	Функции	Особенности скелета человека
Мозговой отдел (черепная коробка)	Парные кости: теменные и височные Непарные кости: лобная, затылочная, решетчатая, клиновидная	Плоские, широкие, воздухоносные	Неподвижное швы или срастание	Защита головного мозга от повреждения	Мозговой отдел черепа развит больше, чем лицевой, и имеет объем 1500 см3
Отделы черепа	Кости	Тип кости	Характер соединения	Функции	Особенности скелета человека
Лицевой отдел	Парные кости: верхняя челюсть, скуловые, носовые, слезные, небные, нижняя носовая раковина. Непарные кости: нижняя челюсть, сошник, подъязычная кость	Плоские воздухоносные	Неподвижное кроме нижней челюсти (она соединяется сложным суставом)	Защита органов чувств и др. органов, разжевывание	Развитие подбородочного выступа в связи с членораздельной речью

Таблица. Осевой скелет

Отделы скелета	Кости скелета	Тип кости	Характер соединения	Функции	Особенности скелета человека
Позвоночник (4 изгиба: шейный и поясничный обращены выпуклостью вперед, грудной и крестцовый—назад)	7 шейных позвонков, 12 грудных, 5 поясничных, 5 крестцовых, 4-5 копчиковых	Короткие губчатые	Полуподвижное, кроме крестцовых позвонков, соединенных неподвижно	Защита спинного мозга, обеспечивая вертикальное положение тела, смягчают толчки при прыжках, беге, ходьбе	S – образный изгиб позвоночника, увеличение тел позвонков, отсутствие хвоста
Грудная клетка	12 грудных позвонков, 12 пар ребер, грудная кость	Короткие губчатые, плоская, широкая, длинные губчатые	Полуподвижное	1.Вместилище и защита внутренних органов: сердце, легкие, кровеносные сосуды, трахея, пищевод. 2.Участие в дыхательных движениях (благодаря сокращению мышц, участвующих в дыхании)	Сжата в переднезаднем направлении

Позвоночник человека имеет S – образные изгибы. Два из них обращены выпуклостью вперед: шейный и поясничный лордозы, а два – назад: грудной и крестцово-копчиковый кифозы. Благодаря этим изгибам позвоночник человека выполняет механическую функцию. Передающиеся позвоночнику толчки и удары при ходьбе и беге, прыжках и падениях, ослабевают и затухают в пружинящем аппарате S – образных изгибов и межпозвоночных дисков (последние в области лордозов толще в передней, а в области кифозов – в задней части).

Рис. Скелет человека (спереди и сзади):

1 – череп;

2–позвоночник;

3 – грудина;

4 – грудная клетка;

5.– ключица;

6 – лопатка;

7 – плечевая кость;

8 – локтевая кость;

9 – лучевая кость;

10– кости запястья;

11 – кости пясти;

12 – фаланги пальцев кисти;

13–тазовая кость;

14–бедренная кость;

15–большая берцовая кость;

16–малая берцовая кость;

17–кости предплюсны;

18—кости плюсны;

19 – фаланги пальцев стопы.

Рис. Череп спереди и сбоку

1. лобная кость

2. теменная кость

3. височная кость

4. скуловая кость

5. носовая кость

6. верхняя челюсть

7. нижняя челюсть

8. затылочная кость

9. основная кость

10. наружное слуховое отверстие

План строения скелета конечностей

Верхняя конечность		Пояс верхних конечностей				Лопатка и ключица
Свободная конечность (рука)				Плечевая, кости предплечья(лучевая и локтевая), кости кисти: запястья, пясти и фаланги пальцев (соединения – суставы)

	Нижняя конечность
Тазовый пояс: 2 массивные тазовые кости (сзади прочно сращены с крестцом, а спереди образуют между собой лонное сочленение)			Свободная конечность: бедренная кость, кости голени (большая и малая берцовые), кости стопы (предплюсна, плюсна и фаланги пальцев)

Таблица. Скелет конечностей

Отделы скелета	Кости скелета	Тип кости	Характер соединения	Особенности скелета человека
Верхняя конечность	Плечевой пояс: две лопатки, две ключицы	Плоские широкие, длинные губчатые	Подвижное	Большая подвижность плечевого сустава
	Свободная конечность (рука): плечо– плечевая кость,предплечье– локтевая и лучевая кости,кисть – в запястье (8 костей), пясть (5), фаланги пальцев (14 костей).	Трубчаты длинные, губчатые короткие (запястье), трубчатые короткие	Подвижное	Большой палец противопоставлен остальным
Нижняя конечность	Тазовый пояс: парные кости – подвздошные, седалищные, лобковые	Плоские широки	Неподвижное, лобковой полусустав	Скелет таза широкий и массивный – для поддержания внутренних органов
	Свободная конечность (нога): бедро – бедренная кость, голень – большая и малая берцовые, стопа – предплюсна (7 костей), пяточная кость, плюсна (5 костей), фаланги пальцев (14).	Трубчаты длинные, губчатые короткие (предплюсна), трубчатые короткие	Подвижное	Ограниченное движение тазобедренного сустава. Стопа образует свод. Развита большая пяточная кость, но меньше развиты пальцы. Ноги длиннее рук, кости массивнее

Типы соединения костей.

1. Непрерывные (неподвижное, полуподвижное) соединения –синартроз, или сращивание имеет место, когда кости связаны друг с другом сплошной прослойкой, соединяющей их ткани. Движения при этом ограничены или вовсе отсутствуют. По характеру связующе ткани различают непрерывные соединения:

1)синдесмозы – соединения посредством соединительной ткани. Формируются в результате действия между костями механического фактора в виде растяжения. Бывают трех видов:

а) межкостные перепонки– между костями предплечья и голени (растяжение действует на большом протяжении);

б) связки,соединяющие кости (но не связанные с суставами, растяжение действует на небольшом участке) связки между отростками позвонков или их дугами;

в) швы между костями черепа (силы растяжения действуют в одном направлении – гладкий шов: между мелкими костями лицевого черепа; если силы растяжения действуют в одном направлении, но под углом, то формируется чешуйчатый шов: между чешуей височной кости и теменной костью; если силы растяжения действуют в различных направлениях , то формируется зубчаты шов: между теменными костями, между теменными и чешуей лобной кости спереди, между теменными и чешуей затылочной кости сзади).

2) синхондрозы– соединение костей посредством хрящевой ткани, формируются между костями, где действует фактор смещения и небольшого давления. Они бывают:

а) временныесуществуют до периода полового созревания, а затем превращаются в костную ткань: между частями тазовой кости;

б) постоянныесуществуют на протяжении всей жизни: между телами позвонков – межпозвоночный хрящ.

3) синостозы– соединения костей посредством костной ткани. Они формируются там, где между костями действует механический фактор в виде давления. Так соединяются крестцовые позвонки, образуя единую кость – крестец.

2. Прерывные соединения костей –диартроз, сочленение, илисустав.Формируются там, где между костями действует механический фактор в виде движения. При нем происходит движение костей относительно друг друга, давление одной кости на другую и трение. Движения происходят вокруг трех осей:

– фронтальной (сгибание и разгибание) # сгибание позвоночного столба – наклоны вперед и разгибание;

– сагиттальной (отведение и приведение) # отведение руки в плечевом поясе от туловища до горизонтального уровня и приведение ее к туловищу;

– вертикальной (вращение внутрь и к наружи) # в плечевом и тазобедренном суставах.

Главные элементы суставов

1. Суставные поверхности, покрытые суставным или гиалиновым хрящом;

2. Суставная полость, заполненная небольшим количеством синовиальной жидкости;

3. Суставная капсула, покрывает суставные поверхности и состоит из 2-х листков или слоев: синовиального, прикрепляющегося по краю суставного хряща, и фиброзного, прикрепляющегося дальше от синовиального на 0,5-1 см.

Дополнительные элементы суставов

1. Хрящевые дискиилимениски.Образуются в суставах, где происходят разнонаправленные движения, т.е. два движения одновременно вокруг разных осей, второе движение происходит уже в нагруженном, работающем суставе;

2. Связки.По отношению к капсуле сустава они делятся на 3 типа:

а) капсулярные – утолщение фиброзного слоя капсулы (боковая большеберцовая связка коленного сустава);

б) внутрикапсулярные – находятся внутри синовиального слоя капсулы (крестообразные связки коленного сустава);

в)внекапрсулярные – связки не имеющие отношения к капсуле сустава (боковая малоберцовая связка коленного сустава).

3. Слизистые исиновиальные сумки

Мышечная система

Мышцы — это органы движения, состоящие из мышечной ткани, способной сокращаться под влиянием нервных импульсов. Они являются активным элементом опорно-двигательной системы, так как обеспечивают разнообразные движения при перемещении человека в пространстве, сохранение равновесия, дыхательные движения, сокращения стенок внутренних органов, голосообразование и др.

Мышечные ткани: В организме человека и животных различают 3 вида мышечных тканей (табл. 1) .

Поперечно-полосатая мышечная ткань образует все скелетные мышцы. Ткань состоит из миоцитов (мышечные клетки), представленные мышечными волокнами, длиной от нескольких мм до 10-12 см (в крупных мышцах). Каждое волокно имеет оболочку (сарколемму), саркоплазму и множество ядер. В саркоплазме - сократительные органеллы — поперечно исчерченные миофибриллы. По своей длине миофибриллы содержат разные в физико-химическом отношении диски, что и обеспечивает название волокон и ткани — «Поперечно-полосатая». Главная функция этого вида тканей — произвольное сокращение (т.е. сокращение по воле человека).

Гладкая мышечная тканьобразует мышечные слои стенки внутренних органов (сосудов, бронхов, кишечника, мочеточников и т.д.). Она состоит из веретенообразных клеток, в цитоплазме которых содержится палочковидное ядро и миофибриллы, образованные сократительными белками — актином и миозином. Гладкомышечные клетки сокращаются непроизвольно, скорость и сила их сокращения меньше, чем у скелетных мышц.

Особый вид поперечно-полосатой мышечной ткани представляет сердечная мышца, образующая миокард. Она состоит из мышечных клеток — кардиомиоцитов.

МЫШЦА КАК ОРГАН

У человека насчитывается более 600 мышц. Они составляют от массы тела у мужчин 35 — 45%, у женщин 28 — 32%.

В состав мышц кроме поперечно-полосатой мышечной ткани входят плотная и рыхлая соединительная ткань, сосуды и нервы. Рыхлая соединительная ткань образует мягкий скелет мышцы.

Строение мышц.

Они имеют среднюю, активную часть – брюшко, состоящее из поперечно-полосатой мышечной ткани, исухожильные концы (сухожилия), образованные плотной соединительной тканью и служащие для прикрепления.Сухожилия отличаются характерным блеском и беловато-желтоватым цветом. Они обладают значительной крепостью: некоторые из них выдерживают груз до нескольких сотен килограммов. Обычно мышца своими сухожильными концами прикрепляются к подвижно соединенным звеньям скелета – костям.

Мышца состоит из многих тысяч пучков поперечно-полосатых мышечных волокон, образованных слившимися клетками (симпласт) соединенных рыхлой соединительной тканью в пучки первого порядка. Они, в свою очередь, объединяются в пучки второго порядка и т. д. В итоге мышечные пучки всех порядков объединяются соединительной оболочкой – фасцией, образуя мышечное брюшко. Соединительно-тканные прослойки, имеющиеся между мышечными пучками по концам брюшка, переходят в сухожильную часть мышцы, крепящейся к кости. Во время сокращения происходит укорочение мышечного брюшка и сближение ее концов. При этом сократившаяся мышца с помощью сухожилия тянет за собой кость, которая выполняет роль рычага. Так совершаются разнообразные движения.

Схема строения скелетной мышцы: 1 — поперечно-полосатые мышечные волокна;

2 — соединительно-тканные прослойки с сосудами и нервами;

3 — оболочка мышцы (плотная соединительная ткань);

4 — сухожилия

Каждая мышца является целостным (отдельным) органом, имеющим определенную форму, строение и функцию, развитие и положение в организме. Мышцы обильно снабжены кровеносными сосудами и нервами. В каждом движении принимают участие несколько мышц. Мышцы, действующие совместно в одном направлении и вызывающие сходный эффект, называются синергистами, а совершающие противоположно направленные движения – антагонистами. Например, сгибателем локтевого сустава является двуглавая мышца плеча (бицепс), а разгибателем — трехглавая (трицепс). Сокращение мышц-сгибателей локтевого сустава сопровождается расслаблением мышц-разгибателей. Однако при постоянной нагрузке на сустав (например, при удержании гири в горизонтально вытянутой руке) мышцы-сгибатели и разгибатели локтевого сустава действуют уже не как антагонисты, а как синергисты. Таким образом, действия мышц нельзя сводить к выполнению только одной функции, так как они многофункциональны. Поскольку в каждом движении уча­ствуют мышцы как одной, так и другой группы, наши движения точны и плавны.

Классификация мышц

1. По расположению:

– поверхностные и глубокие (мышцы спины);

– наружные и внутренние (мышцы живота);

– медиальные и латеральные (мышцы голени и стопы).

2. По направлению мышечных пучков:

– поперечные (мышцы живота);

– косые (мышцы спины);

3. По форме:

– ромбовидные (мышцы спины);

– квадратные (мышцы бедра);

– трапециевидные (мышцы спины);

– круглые (мышцы глаза, рта).

4. По количеству головок:

– двуглавые (мышцы плеча, бедра);

– трехглавые (мышцы плеча, голени);

– четырехглавые (мышцы бедра).

5. По функции:

– сгибатели и разгибатели (мышцы предплечья, голени),

– приводящие и отводящие (мышцы кисти и стопы);

– вращатели: супинаторы и пронаторы (мышцы предплечья);

– сжиматели и разжиматели (мышца, суживающая зрачок, и расширяющая зрачок).

6. По отношению к суставам:

– односуставные (мышцы первого пальца кисти и стопы);

– двусуставные (двуглавые мышцы плеча и бедра);

– многосуставные (сгибатели и разгибатели пальцев кисти и стопы).

7. По выполняемой работе:

– синергисты (выполняют одинаковую функцию);

– антагонисты (выполняют противоположную функцию).

Выделяют также мышцы:

• мимические,

• жевательные

• дыхательные и др.

Мышцы различных отделов тела человека.