Состав опорно двигательной системы и ее функции. Опорно-двигательный аппарат
Скелет и скелетные (поперечно-полосатые) мышцы составляют опорно-двигательный аппарат (рис. 135).
Опорно-двигательный аппарат выполняет двигательную функцию. Движения происходят в местах соединения костей. Мышечная ткань, сокращаясь, приводит в движение костные рычаги.
Кости и их соединения относят к пассивной части двигательного аппарата, а мышцы - к его активной части.
Скелет
Скелет выполняет функцию опоры, поддержки, защиты для мягких тканей и органов (рис. 136, 137).
Рис. 135. Опорно-двигательный аппарат.
Костная система участвует в минеральном обмене. Некоторые кости содержат красный костный мозг, выполняющий кроветвор- ную функцию. Скелет взрослого человека имеет более 200 костей.
Скелет человека состоит из скелета туловища (позвоночник и грудная клетка), конечностей и черепа.
Скелет туловища, или осевой скелет, представлен позвоночным столбом и грудной клеткой.
Рис. 136. Общий вид скелета (вид спереди).
Рис. 137. Общий вид скелета (вид сзади).
Рис. 138. Позвоночный столб. а - вид спереди: 1 - шейные позвонки; 2 - грудные позвонки; 3 - поясничные позвонки; 4 - крестец; 5 - копчик; б - срединный распил через позвоночный столб: А - шейный лордоз; Б - грудной кифоз; В - поясничный лордоз; Г - крестцовый кифоз.
Позвоночник
Позвоночный столб образует 4 изгиба: два (шейный и поясничный), направленных выпуклостью вперед - лордозы и два (груд- ной и крестцовый), направленных выпуклостью назад - кифозы.
Позвоночный столб имеет 33-34 позвонка. Последние 6-9 позвонков срастаются, образуя крестец и копчик (рис. 138).
Выделяют 5 отделов позвоночника: шейный, состоящий из 7 позвонков, грудной, состоящий из 12, поясничный - из 5, крестцовый (крестец) - из 5 и копчиковый (копчик) - из 4-5 позвонков.
Рис. 139. Строение позвонков.
Позвонок состоит из тела и соединенной с ним дуги. Тело и дуга ограничивают позвоночное отверстие (рис. 139). Позвоночные отверстия всех позвонков образуют позвоночный канал, в котором расположен спинной мозг. Тела позвонков соединены непрерывно с помощью хрящевых дисков. Дуги позвонков соединяются друг с другом связками и суставами.
От дуги отходят 3 парных отростка - поперечные, верхние суставные, нижние суставные и один непарный - остистый.
Остистые отростки направлены назад и при сгибании позвоночного столба их можно прощупать.
Шейные позвонки имеют небольшое тело. Поперечные отростки шейных позвонков имеют отверстия, через которые проходит позвоночная артерия.
I и II шейные позвонки отличаются от других шейных позвонков.
У I шейного позвонка, называемого атлантом, нет тела. Он имеет форму кольца. Место тела занимает передняя дуга. На ее выпуклой части расположен передний бугорок. На стороне, обращенной внутрь широкого позвоночного отверстия, видна суставная ямка для зубовидного отростка II шейного позвонка. От остистого отростка сохранился слабый выступ - задний бугорок. Атлант не имеет суставных отростков. Вместо них на верхней и нижней поверхностях находятся соответственно верхние и нижние суставные ямки. Верхние необходимы для сочленения с черепом, нижние - со II шейным позвонком (эпистрофеем).
II шейный позвонок - эпистрофей (или осевой), отличается зубовидным отростком на верхней части тела, вокруг которого вращается атлант вместе с черепом. Вместо верхних суставных отростков по бокам зубовидного отростка находятся выпуклые суставные поверхности. На нижней поверхности имеются нижние суставные отростки, обращенные вперед и вниз. Остистый отросток короткий, массивный, с раздвоенным концом. Длина остистых отростков увеличивается от II к VII позвонку.
У грудных позвонков остистые отростки самые длинные и направлены книзу. На боковых поверхностях тела, сверху и снизу основания дуги имеются суставные полуямки. Две полуямки смежных позвонков образуют ямку, сочленяющуюся с головкой ребра. На конце поперечных отростков первых 10 позвонков есть суставные поверхности, с которыми сочленяются бугорки ребер. Масса тел позвонков возрастает по направлению к поясничному отделу.
Поясничные позвонки, особенно последние (IV - V), массивные, не имеют реберных ямок. Поперечные отростки сравнительно тонкие. Суставные отростки лежат почти в сагиттальной плоскости. Высокие, массивные, но короткие остистые отростки расположены почти горизонтально.
Крестец состоит из 5 сросшихся позвонков (рис. 140). Он имеет треугольную форму, основанием направлен вверх, вершиной вниз. Узкая вершина соединяется с копчиком. Боковые части крестца сочленяются с костями таза. Суставные поверхности крестца имеют форму, похожую на ушную раковину.
Передняя поверхность, обращенная в полость таза (тазовая) - вогнутая, а задняя (дорсальная) - выпуклая. На ней имеются гребни - следы сращения отростков позвонков. Внутри крестца проходит крестцовый канал, служащий продолжением позвоночного канала. Из крестцового канала на тазовую поверхность крестца открываются 4 пары тазовых крестцовых отверстий. Столько же дорсальных отверстий имеется на задней поверхности крестца.
Место соединения крестца с V поясничным позвонком представляет собой выступ, обращенный вперед и называемый мысом.
Рис. 140. Крестец и копчик. А - вид сзади; Б - вид спереди. 1 - тазовые (передние) крестцовые отверстия; 2 - передняя (тазовая) поверхность; 3 - ушковидная поверхность; 4 - боковая часть; 5, 6, 7 - гребни на дорсальной (задней) поверхности крестца; 8 - дорсальные (задние) крестцовые отверстия; 9 - нижнее отверстие крестцового канала; 10 - копчик; 11 - верхушка крестца.
Приспособление к большим нагрузкам, которые несет эта часть скелета, объясняет срастание костей крестцового отдела позвоночника.
Копчик состоит из 4-5 сросшихся рудиментарных позвонков, имеющих только тело. Копчик имеет вид пирамиды, обращенной к крестцу своим основанием. На основании выделяются недоразвитые верхние суставные и поперечные отростки I позвонка.
Грудная клетка
12 пар грудных позвонков, 12 пар ребер и непарная кость (грудина), соединяясь между собой с помощью суставов, хрящевых соединений и связок, образуют грудную клетку (рис. 141).
Ребра (рис. 142). Ребра представляют собой длинные изогнутые кости. Каждое ребро состоит из большей по длине костной части и меньшей хрящевой части. На заднем конце костного ребра имеются головка, бугорок и шейка. На головке находится суставная поверхность для сочленения с телами позвонков. Кпереди от шейки идет тело ребра. На теле различают наружную и внутреннюю поверхности, верхний и нижний края. На внутренней поверхности вдоль
Рис. 141. Строение грудной клетки.
Рис. 142. Грудина и ребра. А - грудина: 1 - рукоятка; 2 - тело; 3 - мечевидный отросток; 4 - реберные вырезки; 5 - угол грудины; 6 - яремная вырезка; 7 - ключичная вырезка; Б - VIII ребро (вид изнутри): 1 - суставная поверхность головки ребра; 2 - шейка ребра; 3 - угол ребра; 4 - тело ребра; 5 - борозда ребра. В - ребро (вид сверху): 1 - бугорок ребра и его суставная поверхность; 2 - шейка ребра.
нижнего края находится борозда ребра - место для прохождения сосудов и нерва. Передний конец кости переходит в реберный хрящ.
Всего ребер 12 пар. I-VII ребра называют истинными. Каждое из них посредством своего хряща соединяется с грудиной.
VIII-X ребра называют ложными. Концы их хрящей срастаются между собой и с хрящами нижних ребер, образуя реберную дугу.
XI-XII - колеблющиеся ребра. Их передние концы не достигают грудины, остаются свободными и заканчиваются в мышцах брюшной стенки.
Грудина (рис. 142). Грудина представляет собой плоскую губчатую кость. Она состоит из трех частей: широкой рукоятки, удлиненного тела и мечевидного отростка.
На середине верхнего края рукоятки грудины расположена яремная вырезка. По бокам от яремной вырезки имеются ключичные вырезки для сочленения с ключицами. На боковых сторонах рукоятки находятся реберные вырезки для прикрепления хряща I и верхнего края II ребер.
Тело грудины расширяется книзу. На его передней поверхности видны четыре шероховатые линии - следы сращения четырех отдельных сегментов грудины. По краям имеются вырезки для хрящей II-VII ребер.
Мечевидный отросток вырезок не имеет. Ребра к нему не прикрепляются.
Грудная клетка ограничивает грудную полость. В грудной полости находятся внутренние органы (сердце, легкие, трахея, пищевод), кровеносные сосуды, лимфатические протоки и нервы.
К ребрам прикрепляются межреберные мышцы.
В грудной клетке имеются два отверстия: верхнее и нижнее.
Верхнее отверстие ограничено по бокам первыми ребрами, а спереди - верхним краем рукоятки грудины. Через него проходят трахея, пищевод, сосуды, нервы.
Нижнее отверстие ограничено XII грудным позвонком, XII парой ребер, реберными дугами и мечевидным отростком грудины. Оно закрыто диафрагмой.
Диафрагма имеет отверстия для прохождения аорты, пищевода, нервов и нижней полой вены.
Рис. 143. Череп человека. А - вид сбоку; Б - вид спереди.
Череп
В полости черепа находятся головной мозг, органы чувств, некоторые органы пищеварительной и дыхательной систем. Кости черепа служат защитой от внешних воздействий, выполняют функцию опоры.
Череп состоит из двух отделов: мозгового и лицевого. В мозговом отделе помещается головной мозг. Лицевой отдел образует костную основу лица, начальных отделов пищеварительной и дыхательной систем (рис. 143).
Череп человека имеет 23 кости: 8 парных и 7 непарных.
Мозговой отдел образован непарными костями (затылочной, кли- новидной, лобной, решетчатой) и парными (теменными и височны-
ми). Некоторые кости (клиновидная, решетчатая и др.), расположенные на границе мозгового и лицевого отделов, функционально участвуют в формировании лицевого отдела.
Все кости соединены между собой швами.
В затылочной кости находится большое затылочное отверстие, соединяющее полость черепа с позвоночным каналом. Затылочная кость сочленяется с первым шейным позвонком.
Внутри височной кости находится орган слуха и равновесия. На ее поверхности имеется наружное слуховое отверстие, ведущее в наружный слуховой проход.
Клиновидная и решетчатая кости находятся в основании черепа, решетчатая перед клиновидной.
Лицевой отдел состоит из 6 парных костей (верхнечелюстные, носовые, слезные, скуловые, небные и нижние носовые раковины) и 3 непарных (сошник, нижняя челюсть и подъязычная кость).
Верхняя и нижняя челюсти содержат ячейки для зубов.
Нижняя челюсть - единственная подвижная кость черепа. Ее сочленения с височными костями образуют височно-нижнечелюстные суставы.
Основные термины и понятия, проверяемые в экзаменационной работе: верхние конечности, грудная клетка, кости (трубчатые, плоские), костная ткань, лицевой череп, мозговой череп, мышцы, надкостница, позвоночный столб, пояса конечностей, свободные конечности, соединения костей (неподвижные, полу подвижные, подвижные), сустав, тазовый пояс, утомление.
Опорно-двигательная система образована скелетом и мышцами . 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 органические и неорганические 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. Скелет головы – череп, делится на лицевой и 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.
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. Два (шейный и поясничный) направлены выпуклостью вперед, два (грудной и крестцовый) направлены выпуклостью назад. Скелет верхних конечностей образован скелетом плечевого пояса и скелетом свободных верхних конечностей.
В скелет плечевого пояса входят парные лопатки и парные ключицы. Скелет свободной верхней конечности (плечо, предплечье, кисть) образован плечевой костью, костями предплечья – локтевой и лучевой, и костями кисти. Скелет нижних конечностей образован костями тазового пояса и костями свободных нижних конечностей.
Тазовый пояс 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. Скелет свободной нижней конечности (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.
Опорно-двигательный аппарат
- функциональная совокупность костей скелета, сухожилий, суставов, мышц с их сосудистой сетью и нервными образованиями, осуществляющих посредством нервной регуляции передвижение, позную активность, другие двигательные акты. Непосредственными исполнителями всех движений являются мышцы. Однако только они сами по себе не могут осуществлять функцию движения. Механическая работа мышц осуществляется через костные рычаги.
Скелет. Скелет
- комплекс костей, различных по форме и величине. У человека более 200 костей (85 парных и 36 непарных), которые в зависимости от формы и функций делятся на трубчатые (кости конечностей), губчатые (выполняют в основном защитную и опорную функции - ребра, грудина, позвонки и др.), плоские (кости черепа, таза, поясов конечностей), смешанные (основание черепа). В каждой кости содержатся все виды тканей, но преобладает костная, представляющая разновидность соединительной ткани. В состав кости входят органические и неорганические вещества. Неорганические (65-70 % сухой массы кости) - это в основном фосфор и кальций. Органические (30-35 %) - это клетки кости, коллагеновые волокна. Эластичность, упругость костей зависит от наличия в них органических веществ, а твердость обеспечивается минеральными солями. Скелет человека состоит из черепа, позвоночника, грудной клетки, поясов конечностей и скелета свободных конечностей. Скелет выполняет жизненно важные функции: защитную, рессорную и двигательную (рис. 1).
Череп имеет сложное строение. Он состоит из 20 парных и непарных костей, соединенных друг с другом неподвижно, кроме нижней челюсти. Череп защищает от внешних воздействий головной мозг и центры органов чувств. Череп соединяется с позвоночником при помощи двух мыщелков затылочной кости и верхнего шейного позвонка, имеющего соответствующие суставные поверхности. При занятиях физическими упражнениями большое значение имеет наличие опорных мест черепа - контрфорсов , которые смягчают толчки и сотрясения при беге, прыжках.
Позвоночник состоит из 33-34 позвонков, имеет пять отделов:
— шейный (7 позвонков);
— грудной (12);
— поясничный (5);
— крестцовый (5 сросшихся позвонков);
— копчиковый (сросшиеся 4-5 позвонков) (рис. 2).
Соединения позвонков осуществляется с помощью хрящевидных, эластичных межпозвоночных дисков и суставных отростков. 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. Коррекция осанки проводится общеразвивающими, силовыми упражнениями и упражнениями на растягивание. Позвоночный столб позволяет совершать сгибания вперед и назад, в стороны, вращательные движения вокруг вертикальной оси.
Грудная клетка состоит из грудной кости (грудины), 12 грудных позвонков и 12 пар ребер (рис. 1). Ребра представляют собой плоские дугообразноизогнутые длинные кости, которые при помощи гибких хрящевидных концов прикрепляются подвижно к грудине. Все соединения ребер очень эластичны, что имеет важное значение для обеспечения дыхания. Грудная клетка защищает сердце, легкие, печень и часть пищеварительного тракта. Объем грудной клетки может изменяться в процессе дыхания при сокращении межреберных мышц и диафрагмы.
Скелет верхних конечностей образован плечевым поясом, состоящим из двух лопаток и двух ключиц, и свободной верхней конечностью, включающей плечо, предплечье и кисть. Плечо - это одна плечевая трубчатая кость; предплечье образовано лучевой и локтевой костями; скелет кисти делится на запястье (8 костей расположенных в два ряда), пястье (5 коротких трубчатых костей) и фаланги пальцев (5 фаланг). Скелет нижней конечности включает тазовый пояс, состоящий из двух тазовых костей и крестца, и скелет свободной нижней конечности, который состоит из трех основных отделов - бедра (одна бедренная кость), голени (большая и малая берцовые кости) и стопы (предплюсна - 7 костей, плюсна -5 костей и 14 фаланг).
Все кости скелета соединены посредством суставов, связок и сухожилий. Суставы обеспечивают подвижность сочленяющимся костям 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, которая играет роль смазки. Связочно-капсульный аппарат и окружающие сустав мышцы укрепляют и фиксируют его. Основными направлениями движения, которые обеспечивают суставы, являются: сгибание-разгибание, отведение-приведение, вращение и круговые движения.
Основные функции опорно-двигательного аппарата
- опора и перемещение тела и его частей в пространстве. Главная функция суставов - участвовать в осуществлении движений. Они играют также роль демпферов, гасящих инерцию движения и позволяющих мгновенно останавливаться в процессе движения. Правильно организованные занятия по физическому воспитанию не наносят ущерба развитию скелета, он становится более прочным в результате утолщения коркового слоя костей. Это имеет важное значение при выполнении физических упражнений, требующих высокой механической прочности (бег, прыжки и т. д.). Неправильное построение тренировочных занятий может привести к перегрузке опорного аппарата.
Однобокость в выборе упражнений также может вызвать деформацию скелета.
У людей с ограниченной двигательной активностью, труд которых характеризуется удержанием определенной позы в течение длительного времени, возникают значительные изменения костной и хрящевой ткани, что особенно неблагоприятно отражается на состоянии позвоночного столба и межпозвоночных дисков. Занятия физическими упражнениями укрепляют позвоночник и за счет развития мышечного корсета ликвидируют различные искривления, что способствует выработке правильной осанки и расширению грудной клетки.
Любая двигательная, в том числе и спортивная, деятельность совершается при помощи мышц, за счет их сокращения. Поэтому строение и функциональные возможности мускулатуры необходимо знать любому человеку, но в особенности тем, кто занимается физическими упражнениями и спортом. Скелетные мышцы человека. У человека около 600 мышц. Основные мышцы представлены на рис.
Мышцы грудной клетки участвуют в движениях верхних конечностей, а также обеспечивают произвольные и непроизвольные дыхательные движения. Дыхательные мышцы грудной клетки называются наружными и внутренними межреберными мышцами. К дыхательным мышцам относится также и диафрагма. Мышцы спины состоят из поверхностных и глубоких мышц. Поверхностные обеспечивают некоторые движения верхних конечностей, головы и шеи. Глубокие («выпрямители туловища») прикрепляются к остистым отросткам позвонков и тянутся вдоль позвоночника. Мышцы спины участвуют в поддержании вертикального положения тела, при сильном напряжении (сокращении) вызывают прогибание туловища назад.
Брюшные мышцы поддерживают давление внутри брюшной полости (брюшной пресс), участвуют в некоторых движениях тела (сгибание туловища вперед, наклоны и повороты в стороны), в процессе дыхания.
Мышцы головы и шеи - мимические, жевательные и приводящие в движение голову и шею. Мимические мышцы прикрепляются одним концом к кости, другим - к коже лица, некоторые могут начинаться и оканчиваться в коже.
Мимические мышцы обеспечивают движение кожи лица, отражают различные психические состояния человека, сопутствуют речи и имеют значение в общении. Жевательные мышцы при сокращении вызывают движение нижней челюсти вперед и в стороны. Мышцы шеи участвуют в движениях головы. Задняя группа мышц, в том числе и мышцы затылка, при тоническом (от слова «то-
нус») сокращении задерживает голову в вертикальном положении. Мышцы верхних конечностей обеспечивают движения плечевого пояса, предплечья и приводят в движение кисть и пальцы. Главными мышцами антагонистами являются двуглавая (сгибатель) и трехглавая (разгибатель) мышцы плеча. Движения верхней конечности, и прежде всего кисти, чрезвычайно разнообразны. Это связано с тем, что рука служит человеку органом труда. Мышцы нижних конечностей способствуют движениям бедра, голени и стопы. Мышцы бедра играют важную роль в поддержании вертикального положения тела, но у человека они развиты сильнее, чем у других позвоночных.
Мышцы, осуществляющие движения голени, расположены на бедре (например, четырехглавая мышца, функцией которой является разгибание голени в коленном суставе; антагонист этой мышцы - двуглавая мышца бедра). Стопа и пальцы приводятся в движение мышцами, расположенными на голени и стопе.
Сгибание пальцев стопы осуществляется при сокращении мышц, расположенных на подошве, а разгибание - при сокращении мышц передней поверхности голени и стопы. Многие мышцы бедра, голени и стопы принимают участие в поддержании тела человека в вертикальном положении.
Существует два вида мускулатуры: гладкая (непроизвольная) и поперечно-полосатая (произвольная). Гладкие мышцы находятся в стенках кровеносных сосудов и некоторых внутренних органах. Они сужают или расширяют сосуды, продвигают пищу по желудочно-кишечному тракту, сокращают стенки мочевого пузыря. Поперечно-полосатые мышцы - это все скелетные мышцы, которые обеспечивают многообразные движения тела. К поперечно-полосатым мышцам относится также и сердечная мышца, автоматически обеспечивающая ритмическую работу сердца на протяжении всей жизни.
Основа мышц - белки, составляющие 80-85 % мышечной ткани (исключая воду). Главное свойство мышечной ткани - сократимость, она обеспечивается благодаря сократительным мышечным белкам - актину и миозину.
Мышечная ткань устроена очень сложно. Мышца имеет волокнистую структуру, каждое волокно - это мышца в миниатюре, совокупность этих волокон и образуют мышцу в целом. Мышечное волокно, в свою очередь, состоит из миофибрилл. Каждая миофибрилла разделена на чередующиеся светлые и темные участки. Темные участки состоят из длинных цепочек молекул миозина, светлые образованы более тонкими белковыми нитями актина.
Деятельность мышц регулируется центральной нервной системой. В каждую мышцу входит нерв, распадающийся на тонкие и тончайшие ветви. Нервные окончания доходят до отдельных мышечных волокон. Двигательные нервные волокна передают импульсы от головного и спинного мозга (возбуждение), которые приводят мышцы в рабочее состояние, заставляя их сокращаться. Чувствительные волокна передают импульсы в обратном направлении, информируя центральную нервную систему о деятельности мышц. Скелетные мышцы входят в структуру опорно-двигательного аппарата
, крепятся к костям скелета и при сокращении приводят в движение отдельные звенья скелета, рычаги. Они участвуют в удержании положения тела и его частей в пространстве, обеспечивают движение при ходьбе, беге, жевании, глотании, дыхании и т. д., вырабатывая при этом тепло. Скелетные мышцы обладают способностью возбуждаться под влиянием нервных импульсов. Возбуждение проводится до сократительных структур (миофибрилл), которые, реагируя, выполняют определенный двигательный акт - движение или напряжение.
Вся скелетная мускулатура состоит из поперечно-полосатых мышц. У человека их насчитывается около 600 и большинство из них парные. На долю мышц приходится значительная часть сухой массы тела человека. У женщин на мышцы приходится до 35 % общей массы тела, а у мужчин до 50 % соответственно. Специальной силовой тренировкой можно значительно увеличить мышечную массу. Физическое бездействие приводит к уменьшению мышечной массы, а зачастую - к увеличению жировой массы.
Скелетные мышцы снаружи покрыты плотной соединительнотканной
оболочкой. В каждой мышце различают активную часть (тело мышцы) и пассивную (сухожилие). Сухожилия обладают упругими свойствами и являются последовательным упругим элементом мышцы. Сухожилия обладают большой прочностью на растяжение (напомним, сухожилия состоят из соединительной ткани
)по сравнению с мышечной тканью. Наиболее слабыми и поэтому часто травмируемыми участками мышцы являются переходы мышцы в сухожилие. Поэтому перед каждым тренировочным занятием необходима хорошая предварительная разминка. Мышцы делятся на длинные, короткие и широкие. Мышцы, действие которых направлено противоположно, называются антагонистами, а одновременно - синергистами.
По функциональному назначению и направлению движений в суставах различают мышцы сгибатели и разгибатели, приводящие и отводящие, сфинктеры (сжимающие) и расширители.
Функции двигательного аппарата
достаточно различны и все крайне важны. Перечислим весь спектр функций опорно-двигательного аппарата
:
— опорная функция
- фиксация мышц и внутренних органов;
— защитная функция
- защита жизненно важных органов (головной и спиной мозг,
сердце и др.);
— двигательная функция
- обеспечение двигательных актов;
— рессорная функция
- смягчение толчков и сотрясений;
— кроветворная функция
- гемопоэз — постоянный процесс создания, развития кровяных клеток;
— участие в минеральном обмене.
Все мышцы пронизаны сложной системой кровеносных сосудов. Протекающая по ним кровь снабжает их питательными веществами и кислородом.
Теперь у вас есть общее представление о строении и функциях опорно-двигательного аппарата.
Опорно-двигательную систему, нередко называют костно-мышечной, поскольку скелет и мышцы функционируют вместе. Они определяют форму тела, обеспечивают опорную, защитную и двигательную функции.
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.
Мышцы — 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.
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.
- Скудное питание , из-за чего возникает нехватка микро- и макро-элементов, в частности кальция и кремния.
Организм человека состоит из нескольких систем, позволяющих ему нормально функционировать. Чтобы удержать все функциональные единицы в одном индивидууме и дать возможность им работать, организм человека имеет опорно-двигательную систему, которая представляет собой своеобразный внутренний каркас. Опорно-двигательная система человека состоит из скелета, суставов и мышечных групп.
Скелет человека насчитывает 206 костей. При этом кости различных отделов выполняют каждая свои функции. Например, трубчатые кости нижних конечностей дают возможность человеку передвигаться, а кости верхних – осуществлять определенные манипуляции.
Существует также большая группа костей, выполняющая защитную функцию, т.е. они защищают определенные органы от повреждения различных факторов окружающей среды. Например, кости черепа и позвоночника, состоящего из 30 позвонков, предохраняют от механического повреждения головной и спинной мозг.
Грудина и ребра защищают от травм органы средостения и легкие.
Костная ткань содержит множество клеток: остеобластов, остеоцитов и остеокластов. Они обеспечивают постоянный процесс обновления костной ткани. Равновесие между процессом обновления и разрушения костной ткани зависит, прежде всего, от достаточного поступления в организм человека витамина Д, кальция, фосфора и белка. При недостатке этих компонентов кость теряет плотность, становится хрупкой и риск получить трещину или перелом даже при небольшой травме резко повышается.
Опорно-двигательная система человека: суставы
Но здоровье опорно-двигательной системы человека обеспечивают не только кости, но и суставы.
Суставы являются не чем иным, как подвижным соединением костей скелета, разделенных щелью и умеющих капсулу. Благодаря суставам, человек может самостоятельно передвигаться, совершать повороты туловища и т.д. Суставные поверхности костей покрыты гиалиновым хрящом.
Помимо хряща сустав имеет свою капсулу и внутрисуставную жидкость, называемую синовиальной. Благодаря синовиальной жидкости, трение костей, покрытых хрящами, сводится к минимуму. Многие суставы, например, позвоночные, коленные, нуждаются в наличии вспомогательных элементов: менисков, дисков, связочного аппарата.
Суставы разделяют на простые и сложные, в зависимости от количества костей их образующих. В зависимости от того, какой объем движений может выполнить сустав, его можно отнести к:
- шаровидному (движение может выполняться по трем осям);
- эллипсоидному и седловидному (движение может осуществляться по двум осям);
- цилиндрическому и блоковидному (движение возможно по одной оси);
- плоскому (движение в суставе отсутствует).
Кроме того, суставы разделяют также на полностью подвижные (локтевой, коленный суставы), частично-подвижные соединения (суставы позвоночника) и неподвижные суставы (соединения между костями черепа).
Мускулатура, являющаяся еще одним важным звеном опорно-двигательной системы, подразделяется на скелетные и висцеральные (внутренние) мышцы. Благодаря скелетным мышцам человек может самостоятельно передвигаться, управляться своими конечностями, использовать какую-либо мимику. Висцеральные мышцы выстилают, как правило, стенки внутренних органов, обеспечивая нормальную работу сердца, пищеварительного тракта, сосудов, дыхательной системы, мочевыделительной системы и т.д.
Работа мышц заключается в постоянных процессах сокращения и расслабления, контролируемых центральной нервной системой, посылающей команды мышечным волокнам и запускающей определенные биохимические процессы. Именно эти процессы преобразуют химическую энергию в механическую, позволяющую мышцам совершать целенаправленные движения.
Мышцы состоят из мышечных волокон, подразделяющихся на поперечно-полосатые и гладкие. Поперечно-полосатые волокна снабжают скелетную мускулатуру, благодаря которой человек может совершать осознанные движения, мышцы сердца, языка и верхней трети пищевода. Гладкие же волокна выстилают органы, которые неподвластны сознанию человека и контролируются нервной системой на уровне инстинкта. Например, внутренние органы выстланы гладкомышечной мускулатурой.
Мышцы нуждаются в постоянной физической нагрузке, хорошем питании и кровоснабжении. Для поддержания мышц в тонусе необходимы тренировки, благодаря которым обеспечивается регулярный приток крови, обеспечивающий нормальный обмен веществ.
Малоподвижный образ жизни, столь распространенный в последние годы, неблагоприятно сказывается на мышечном тонусе в частности, и на здоровье индивидуума в целом. В результате гиподинамии обменные процессы в тканях замедляются, появляется застой с последующей атрофией мышечных волокон, их истончением и увеличением массовой доли жировой ткани.
Симптомами, сигнализирующими о неблагополучии опорно-двигательной системы, являются: хруст и опухание суставов, боли в суставах при движении и в покое, появление костных наростов в области суставов, болезненных уплотнений в мышцах, а также быстрая утомляемость мышц.