Анатомия костной суставной и мышечной системы

Министерство образования и науки Российской Федерации

Реферат на тему:

Костно-мышечная система, её строение и функции

Новосибирск 2011
План

1. Строение и функции суставов 4

1.1 Суставы верхних конечностей 4

1.2 Суставы нижних конечностей 7

1.3 Позвоночник 11

2. Строение скелетных мышц 13

3. Основные группы мышц 14

4. Работа мышц 17

5. Гладкие мышцы 19

6. Возрастные изменения костно-мышечной системы 20

Список литературы 23

Костно-мышечная система формируется в организме человека одной из первых. Именно она становится тем каркасом, на котором, словно на оси детской пирамидки, вырастает совершенная конструкция тела. Она позволяет нам перемещаться и познавать мир, защищает от физических воздействий, дает чувство свободы. О рычагах и блоках в механике знали еще исследователи Cредневековья, но при всей видимой простоте устройство костно-мышечной системы продолжает удивлять даже современного ученого.

Цель реферата – изучить строение костно-мышечной системы человека.

Лучезапястный сустав и суставы кисти

На запястье расположены костные выступы лучевой (на латеральной поверхности) и локтевой (на медиальной поверхности) костей. На тыльной поверхности запястья можно нащупать борозду, соответствующую лучезапястному суставу.

Пястные кости расположены дистальнее лучезапястного сустава. Согнув кисть, можно найти борозду, соответствующую пястно-фаланговому суставу каждого пальца. Она расположена дистальнее головки пястной кости и хорошо прощупывается по обе стороны от сухожилия разгибателя пальца (на рисунке эта борозда указана стрелкой).

Через запястье и кисть проходят сухожилия, которые прикрепляются к пальцам. Сухожилия на значительном протяжении находятся в синовиальных влагалищах, которые в норме не пальпируются, но могут отекать и воспаляться.

Движения в лучезапястном суставе: возможны сгибание, разгибание, а также локтевое и лучевое отведение кисти. Знание объёма движений помогает оценить функцию суставов, однако объём движений меняется с возрастом и может быть неодинаковым у разных людей.

Движения в суставах пальцев: в основном сгибание и разгибание.

Сгибание в дистальных межфаланговых суставах происходит в большем объёме при согнутых в проксимальных межфаланговых суставах пальцах.

Локтевой сустав

Синовиальная сумка (на рисунке не показана) располагается между локтевым отростком и кожей. Синовиальная оболочка наиболее доступна для исследования между локтевым отростком и надмыщелками. В норме ни синовиальная сумка, ни синовиальная оболочка не пальпируются. Локтевой нерв можно прощупать в борозде между локтевым отростком и медиальным надмыщелком плечевой кости.

Движения в локтевом суставе: сгибание и разгибание, пронация и супинация предплечья.

Плечевой сустав и смежные анатомические образования

Плечевой сустав, образованный лопаткой и плечевой костью, расположен глубоко и в норме не пальпируется. Его фиброзная капсула подкрепляется сухожилиями четырёх мышц, которые вместе формируют муфту мышц-ротаторов. Надостная мышца, проходящая над суставом, и подостная и малая круглая мышцы, проходящие кзади от сустава, прикрепляются к большому бугорку плечевой кости.

Подлопаточная мышца начинается на передней поверхности лопатки, пересекает плечевой сустав спереди и прикрепляется к малому бугорку плечевой кости. Свод, образуемый акромиальным и клювовидным отростками лопатки и клювовидно-акромиальной связкой, защищает плечевой сустав. В глубине этого свода, выходя за его пределы в переднелатеральном направлении, под дельтовидной мышцей располагается субакромиальная синовиальная сумка. Она перекидывается через сухожилие надостной мышцы. В норме не удаётся пальпировать ни синовиальную сумку, ни сухожилие надостной мышцы.

Движения в плечевом суставе. Ротация в плечевом суставе более наглядна при согнутом под углом 90° предплечье. Отведение состоит из двух компонентов: движения руки в плечевом суставе и движения плечевого пояса (ключицы и лопатки) относительно грудной клетки. Нарушение функции одного из этих компонентов, например, из-за боли частично компенсируется другим.

Голеностопный сустав и стопа

Основными ориентирами области голеностопного сустава являются медиальная лодыжка (костный выступ на дистальном конце большеберцовой кости) и латеральная лодыжка (дистальный конец малоберцовой кости). Связки голеностопного сустава прикрепляются к лодыжкам и костям стопы. Мощное ахиллово сухожилие прикрепляется к задней поверхности пяточной кости.

Движения в голеностопном суставе ограничены подошвенным и тыльным сгибанием. Супинация и пронация стопы возможны благодаря подтаранному и поперечному суставам предплюсны.

Головки плюсневых костей можно прощупать на подъёме свода стопы. Они вместе с образуемыми ими плюснефаланговыми суставами расположены проксимальнее межпальцевых складок. Под продольным сводом стопы понимают воображаемую линию вдоль костей стопы от головок плюсневых костей до пятки.

Коленный сустав

Коленный сустав образуют три кости: бедренная, большеберцовая и надколенник. Соответственно в нём различают три суставные поверхности две между бедренной и большеберцовой костями (медиальная и латеральная половины большеберцово-бедренного сустава) и между надколенником и бедренной костью (надколенниково-бедренный фрагмент коленного сустава).

Надколенник прилежит к передней суставной поверхности бедренной кости примерно посередине между двумя мыщелками. Он располагается на уровне сухожилия четырёхглавой мышцы бедра, которое, продолжаясь ниже коленного сустава в виде связки надколенника, прикрепляется к бугристости большеберцовой кости.

Две боковые связки, расположенные по обе стороны коленного сустава, обусловливают его стабильность. Чтобы прощупать латеральную боковую связку, перекиньте одну ногу через другую так, чтобы область лодыжек одной ноги находилась на колене другой ноги. Плотный тяж, который можно прощупать от латерального мыщелка бедра до головки малоберцовой кости, и является латеральной боковой связкой. Медиальная боковая связка не пальпируется. Две крестообразные связки имеют косое направление, расположены внутри сустава и придают ему устойчивость при движении в переднезаднем направлении.

Если согнуть ногу в колене под углом 90°, то, надавливая большими пальцами с каждой стороны связки надколенника, можно прощупать борозду, соответствующую большеберцово-бедренному суставу. Обратите внимание на то, что надколенник расположен непосредственно над щелью этого сустава. Надавливая большими пальцами несколько ниже этого уровня, вы можете ощутить край суставной поверхности большеберцовой кости. Медиальный и латеральный мениски представляют собой полулунные образования из хряща, расположенные на суставной поверхности большеберцовой кости. Они играют роль смягчающих подушечек между бедренной и большеберцовой костями.

Мягкие ткани в переднем отделе полости сустава с обеих сторон от связки надколенника представляют собой поднадколенниковые жировые подушечки.

В области коленного сустава имеются синовиальные сумки. Преднадколенниковая сумка расположена между надколенником и покрывающей его кожей, а поверхностная поднадколенниковая сумка кпереди от связки надколенника.

Углубления, обычно видимые по обе стороны надколенника и выше его, соответствуют синовиальной полости коленного сустава, которая имеет карман, располагающийся вверху глубоко под четырёхглавой мышцей, надколенниковый карман. Хотя в норме синовиальную жидкость обнаружить не удаётся, при воспалении эти участки коленного сустава отекают и становятся болезненными.

Сейчас мы расмотрим одну из основных структур человека. Опорно-двигательная система человека — это система состоящая из костей скелета, суставов, мускулатуры человека. Её так же принято называть опорно-двигательный аппарат или костно-мышечная система. Опорно-двигательная система человека делится на костную систему и мышечную систему. Эти две подсистемы нужны для:

• фиксации мышц и внутренних органов
• защиты жизненно важных органов (сердце, головной и спинной мозг)
• обеспечении простых движений
• образовании крови в костном мозге.

Костная система человека

Костная система человека — это опорно-двигательная система человека, состоящая из твердых частей и являющаяся опорой всей системы, которая состоит из скелета человека. Скелет человеческого тела у взрослого состоит из 206 костей и является пассивной частью опорно-двигательного аппарата. В медицине принято называть единицу кости — остеоном. Что такое остеон? Остеон — это совокупность костных пластинок, которые вставляются одна в другую. Кости участвуют в хранении микроэлементов, в обмене веществ и так же содержат костный мозг, основной орган кровотворения. Они бывают плоские (кости черепа), губчатые (позвонки, грудина) и трубчатые (руки, ноги). Кости делятся на:

• Кости черепа
• Позвоночник и таз
• Грудную клетку
• Кости плечевого пояса
• Кости верхних и нижних конечностей

Череп — это надежная защита головного мозга от внешних физических нежелательных факторов. Он состоит из 22 костей, которые надёжно соединены между собой, за исключением нижней челюсти, так как она выполняет жевательную функцию.

Позвоночник состоит из 26 позвонков. Верхняя часть называется шейная, состоит из 7 позвонков, грудь из 12 позвонков, поясница состоит из 5 позвонков и опора всего человеческого тела копчик, который состоит из 1, но очень крепкого позвонка.

Соединяет верхнюю конечность руки и кости осевого скелета — грудной плечевой пояс, состоящий из левой и правой ключицы и левой и правой лопатки. Кость в форме меча называется грудиной, которая соединяется с рёбрами.

Кости руки состоят: плечевой кости с локтевым суставом, локтевая и лучевая кости предплечья, лучезапястного сустава с запястьем, и фаланги пальцев.

Тазовый пояс соединяет нижние конечности ноги и кости осевого скелета.

Нога скелета состоит из: бедренной кости (самая крупная кость в организме человека), берцовой и малоберцовой кости (кости голени), плюсны — группы из 7 костей и фаланги пальцев ног.

Мышечная система человека

Мышечная система человека — это опорно-двигательная система человека, которая состоит из мышц (мускулов). Они в свою очередь являются органом состоящим из мышечной ткани, плотной и рыхлой соединительной ткани, сосудов и нервов, что всё вместе образует мышечное волокно. Мускулы необходимы в очень важном процессе, который отвечает за движение всего организма и помогает осуществлять движение частям организма. В организме человека имеется порядка 700 разных мышц.

Мускулы состоят на 77-83% из воды и под воздействием нервных импульсов, начинают сокращаться, благодаря чему человек может двигаться, ходить, бегать, дышать, разговаривать и тренировать свой организм. Они бывают короткие, длинные, широкие, так же сгибательными, разгибательными, отводящими, приводящими, вращательными и делятся на основные группы:

• Мышцы спины
• Мышцы плеч
• Грудные мышцы
• Мышцы ног
• Мышцы рук
• Мускулы живота

Мышцы спины бывают глубоки и поверхностные. Они парные и занимают всю заднюю часть туловища. Выделяют основные мышцы спины, такие как: трапециевидная мышца (расположена в верхней части спины и её форма схожа с треугольником), широчайшая мышца спины (находится в нижней части спины и напоминает тоже треугольник, но большего размера), ромбовидные мышцы (похожи на плоские ромбы которые находятся под трапецией), зубчатые мышцы (находятся под трапецией и задействованы в дыхание), длинная мышца спины (самая сильная мышца на спине, которая необходима для сгибания и разгибания туловища).

Основная мышца плеч или плечевого пояса — это дельтовидная мышца, которая нужна для сгибания и разгибания плеча и отведение руки назад.

Грудные мышцы состоят из связки таких мышц как: большая грудная мышца (располагается почти на всей грудной клетки и задействована при поднятие руки), малая грудная мышца (похожа на треугольник и задействована при движении лопатки), диафрагма (главная мышца задействованная в дыхании человека и является перегородкой между брюшной и грудной полостью).

Мышцы рук необходимы для вращательных, сгибательных и разгибательных движений частями рук. Самая знаменитая мышца — это конечно же бицепс. Бицепс похож на двуглавую вытянутую сферу, состоящею из длинной и короткой головки. Необходим для сгибания и разгибания рук в плечевом суставе. Самая большая мышца руки — это плечевая мышца. Она сгибает предплечье в локтевом суставе. Так же не менее знаменитая мышца — это трицепс. Он занимает всю заднюю часть плеча. Трицепс необходим для разгибания предплечья в локтевом суставе.

На животе мышцы состоят из 4 разных групп. Самую большую часть пресса занимает абдоминальная мышца живота, необходимая для скручивания корпуса человека. За вращение корпуса в противоположную сторону, отвечает наружная косая мышца живота. Так же имеются поперечная мышца живота и внутренняя косая мышца живота, которые расположены спереди в боковом отделе брюшной полости.

Мышцы ног — это самые сильные мышцы в организме человека. Их можно разделить на 4 основные части: ягодичные мышцы (располагается на задней поверхности бедренной кости и тазобедренного, и необходима для движения тазобедренного сустава), передняя часть бедра (занимает всю поверхность бедра), задняя часть бедра (двуглавая мышца необходимая для сгибания колен), мышцы голени (икроножная мышца, камбаловидная мышца, которые необходимы для сгибания колена, поднятие стопы и пятки).

На нашем сайте, вы так же найдёте много интересных статей. Будем рады, если вы посетите наш медецинский новостной портал.

Если вам раньше приходилось болеть, но у вас возникали трудности с выявлением причины заболевания, в будущем воспользуетесь уникальным сервисом онлайн диагноз.

Кости соединяются друг с другом неподвижно (непрерывные соединения) и подвижно (прерывные соединения, или суставы). Между ними имеется переходная форма - полусустав. К непрерывным соединениям относятся соединения при помощи соединительной ткани (синдесмозы), хрящевой ткани (синхондрозы), костной ткани (синостозы). Одной из разновидностей синдесмозов являются связки - коллагеновые и эластические.

Тип соединения костей определяется действием механических факторов. Преобладающую роль играет фактор движения. У лиц с сильно развитой мускулатурой отсутствует полное разгибание в локтевом суставе. Это связано с чрезмерным развитием локтевого отростка и функциональной гипертрофией мышц сгибателей предплечья, препятствующих полному разгибанию. У людей с недостаточно развитой мускулатурой наблюдается переразгибание в локтевом суставе. В целом подвижность суставов у женщин несколько больше, чем у мужчин.

Суставы

Сустав представляет собой подвижное соединение костей (Рисунок 3), позволяющее им двигаться относительно друг друга. Некоторые суставы исключительно мощные, а другие - весьма подвижные. Один и тот же сустав не может быть одновременно и мощным, и подвижным. Все суставы имеют общий план строения. Анатомическими частями любого сустава являются суставные поверхности, покрытые гладким хрящом, суставная сумка и суставная полость. Край сустава имеет мощную волокнистую капсулу, окружающую мешочек синовиальной оболочки между концами кости. Эта оболочка выделяет смазывающую жидкость - синовию, которая позволяет избежать трения при движении, а соединяющий хрящ удерживает кости на расстоянии друг от друга. Сустав имеет поддерживающие связки, которые укрепляют его. По форме сочленяющихся поверхностей можно выделить 7 видов суставов: седловидный, блоковидный, эллипсовидный, ореховидный, плоский, мыщелковый, цилиндрический (Рисунок 3).

Полуподвижные соединения костей (полусуставы)

Некоторые суставы двигаются не слишком много и должны быть очень мощными и выдерживать значительные нагрузки. Такие соединения костей расположены между позвонками позвоночника и лонным сращением лобковых костей. У них имеется толстая волокнисто-хрящевая подушка между костями, удерживаемая на месте мощными волокнистыми связками; подушка играет роль амортизатора.

Неподвижные соединения костей .

Непрерывные соединения костей встречаются в черепе. В раннем возрасте у детей многие кости черепа не соединены вместе, и в двух местах, переднем и заднем родничках, между ними существуют отверстия. По мере роста малыша эти отверстия соединяются, и в результате образуется однородная черепная коробка. Неровные, зубчатые края кости соединяются вместе прочной волокнистой тканью по линиям мест соединения (швам).

Мышечная система - совокупность тканевых структур, которые специализировались в процессе эволюции на осуществлении жизненно важной функции организма - движении тела и, его частей и органов. У позвоночных животных и человека различают три вида мышечных тканей: скелетную, сердечную и гладкую. Первые две называют поперчнополосатой, или поперчноисчерченной, мышечной тканью, а гладкую мышечную ткань не исчерченной мышечной тканью.

Мышечное волокно - это многоядерное образование, или симпласт. Формирование волокна приходится на период раннего онтогенеза, когда происходит слияние клеток-миобластов. У взрослого человека диаметр мышечного волокна бывает различным - от 10 мкм до 100 мкм, а в среднем он составляет 50 мкм. Длина мышечного волокна тоже значительно варьирует - от 1 мм до 10-30 см.

Скелетные мышцы

Мышцы, прикрепляющиеся к костям скелета, способны быстро сокращаться и расслабляться; удерживают тело в определенном положении

В человеческом организме насчитывается около 600 поперечно-полосатых мышц. Они составляют от 35% до 40% веса взрослого человека, у женщин несколько меньше, чем у мужчин, у новорожденных до 20-22%, у стариков до 30%, у атлетов вес мышц может составлять свыше 50% веса тела. Самая маленькая поперечно-полосатая мышца у человека – мышца, приводящая стремечко.

Скелетные мышцы в теле человека выполняют множество функций, имеющих отношение к самым различным сторонам жизнедеятельности организма. Благодаря сокращению скелетных мышц происходит перемещение тела и его частей в пространстве, осуществляются тончайшие движения рук и пальцев, дыхательные движения, жевание, глотание, мимика, артикуляция речи. Скелетные мышцы являются частью вспомогательного аппарата таких органов чувств, как орган слуха и орган зрения. Благодаря большому количеству чувствительных окончаний скелетные мышцы можно рассматривать как один из самых древних органов чувств. Мышцы участвуют в углеводном и энергетическом обмене. Функциональное многообразие скелетных мышц человека достигается особенностями их структуры и соотношений с костными рычагами. Формирование этих особенностей происходит в процессе индивидуального развития. Скелетная мускулатура человека претерпела глубокие изменения в процессе развития человека в связи с прямохождением, трудовой деятельностью и речью.

Скелетные мышцы могут быть массивными, как большая ягодичная мышца, или миниатюрными, как стременная мышца в среднем ухе. Большинство мышц соединяют одну кость с другой и прикрепляются одним концом к одной неподвижной кости, а другим концом - к другой, которая должна двигаться. Прикрепление обычно занимает сравнительно большую плоскость на кости, и у некоторых мышц таких точек прикрепления может быть несколько, например две "головки" у бицепса или двуглавой мышцы.

Основная часть мышцы называется "мышечное брюшко". Прикрепляется мышца обычно сухожилием к небольшому участку кости, но может крепиться и при помощи широкой плоской полосы - апоневроза - к другим структурам, как, например, в области спины. Длинные сухожилия, проходящие через другие структуры, например в запястье, обычно окружены "щитами" синовиальных оболочек, уменьшающих силу трения. В этих областях сухожилия удерживаются фиброзными связочными образованиями (уздечками). Короткие сухожилия прикрепляются непосредственно к надкостнице подлежащей кости.

Скелетные мышцы – основа движения. Длинные мышцы, такие как портняжная мышца, сокращаются в длину больше, чем более мощные мышцы типа дельтовидной. Это происходит благодаря параллельному расположению волокон, тогда как дельтовидная мышца напоминает по форме лопасть вентилятора или веер, а ее волокна собраны в небольшие пучки, закрепленные в сухожилии.

Мышцы обычно собраны в пары (Рисунок 4), поэтому, когда одна мышца сокращается (1), другая (антагонист) (2) медленно расслабляется, чтобы движение было гладким и управляемым. Мышцы постоянно слегка растягиваются одна относительно другой; это и есть тонус мышц.

Когда мышца сжимается и приводит в движение сустав, она может выполнять движение, если закреплена неподвижно. Головной мозг управляет движением скелетных мышц и координирует движение, используя информацию, переданную ей от мышц, а также поступающую от зрительного и вестибулярного анализаторов. В мышцах, которые должны выполнять точные движения, как, например, в мышцах кисти или руки, один нерв иннервирует несколько волокон, а в тех, которые выдерживают большие нагрузки, например в ягодичных мышцах, один нерв иннервирует большое количество волокон.

Пропорции тела

Кто из нас не восхищался скульптурами Древней Греции, замечательными полотнами эпохи Возрож дения! Что притягивает нас, людей конца XX в., к удивительным творениям, возраст которых порой превышает 2—5 тыс. лет? Несомненно, красота человеческого тела.

Учение о пропорциях тела возникло в период расцвета Египетского государства. Египтяне установили, что длина тела человека в 19 раз больше длины сред­ него пальца. Это правило они соблюдали при созда­ нии статуй. Древнегреческие скульпторы предложи­ ли пользоваться шириной ладони как единицей измерения; пропорции тела они выражали так: две ширины ладони — высота лица, три — длина ступ ни, четыре — расстояние от плеча до локтя и т. д.

С развитием науки и искусства анатомы и худож­ ники установили еще ряд подобных соотношений, например: длина позвоночника равна длине руки, в длине тела стопа укладывается 7 раз, а голова 8 раз. Три длины головы равны длине туловища, три длины кисти — длине руки, три длины стопы - длине ноги, а размах рук равен длине туловища. Несомненно, об этом хорошо знал и великий худож ник эпохи Возрождения Леонардо да Винчи (Рисунок 5).

Существует наследственная обусловленность пропорций тела: анализ семейного сходства свидетельствует о достоверной корреляции между родителями и детьми, начиная уже с раннего детства.

Для пропорций тела характерен половой диморфизм. При одинаковом росте отношение длины рук и ног выше у мужчин, у них больше ширина плеч, а у женщин - ширина таза; четкие половые различия выражают тазо-плечевой индекс (выше у женщин) и показатель эндроморфии (утроенная ширина плеч минус ширина таза, который больше у мужчин).

Вес тела в определенной степени зависит от роста, возраста и типа телосложения. Тип телосложения определяется на основании ряда признаков: формы и размеров костей скелета, формы грудной клетки, соотношения продольных и поперечных раз­меров тела. Имеется ряд систем определения типа телосло­ жения. В нашей стране чаще всего придерживаются классифи­ кации профессора В. М. Черноруцкого, который различал три основных типа: астенический, нормостенический и гиперсте нический.

У астеников (легкокостный тип) продольные размеры преоб­ ладают над поперечными: конечности длинные и тонкие, кости легкие, шея длинная и тонкая, плечи узкие, грудная клетка длин­ ная, плоская, узкая. Мышцы у людей, имеющих астенический тип телосложения, развиты сравни­ тельно слабо. Они обычно имеют небольшой вес, они энергичны, и обильное пита­ ние не сразу приводит к увеличению их веса, так как они тратят энергию быстрее, чем накапливают. Многие известные модели из этого типа телосложения.

Телосложение нормостеников (среднекостный тип) отлича­ется пропорциональностью основных размеров тела, правиль­ным их соотношением. У людей этого типа телосложения часто бывают длинные ноги, тонкая талия, красивая фигура. Многие известные спортсмены имеют подобное телосложение.

У представителей гиперстенического (ширококостного) телосложения поперечные размеры тела значительно больше, чем у нормостеников и астеников. Их кости толстые и тяжелые, плечи широкие, грудная клетка широкая и короткая. Люди с данным типом телосложения склонны к полноте.

Встречаются люди, имеющие смешанный тип телосложения, поэтому не всегда легко определить тип своего телосложения.

Хотите знать пропорции своего тела, телосложение?

Хотите знать подробнее о строении скелета, увидеть натуральный скелет человека, подержать в руках человеческий череп, тогда мы ждем Вас на кафедре физиологии и психофизиологии ИГУ, и ваше желание исполниться.

Опорно-двигательная система относится к исполнительным системам органов. Она образована двумя составляющими:

• костями скелета, обеспечивающими функции опоры для организма (создания каркаса) и защиты внутренних органов от механических повреждений;
• и поперечно-полосатой мускулатурой, которая приводит в движении кости скелета и делает возможным перемещение человека в пространстве. Кроме того, мускулатура придаёт организму форму, защищает часть внутренних органов. Мимические мышцы изменяют выражение лица, что играет значительную роль в невербальном общении.

Также к опорно-двигательной системе относят структуры, обеспечивающие сочленение костей скелета и прикрепление к ним мышц.

По внешнему строению выделяют несколько видов костей:

Плоские кости имеют плоскую форму. Это, например, лопатки, кости черепа, тазовые кости, ребра.

Короткие кости обычно имеют неправильную форму и небольшой размер. Они образуют скелет запястья, предплюсны.

Смешанные кости сочетают в себе элементы нескольких костей. Например, тело позвонка представлено короткой костью, а отростки и дуга – плоской.

Снаружи каждая кость покрыта тонкой живой тканью — надкостницей. Она обильно кровоснабжается, здесь находится много нервов и болевых рецепторов, что делает ушиб кости очень болезненным по сравнению с ушибом мышцы.

Ниже надкостницы расположено плотное (компактное) вещество кости, очень плотный твёрдый слой, образующий наружный каркас. Кнутри от него находится рыхлое губчатое вещество. Оно менее прочно, зато и весит гораздо меньше.

В месте соединения двух костей контактирующие поверхности покрыты хрящевыми пластинами. Хрящ упругий (то есть может незначительно сжиматься при увеличении нагрузки) и гладкий, благодаря чему кости не стираются от трения.

Костная ткань относится к соединительным тканям, для них характерно преобладание межклеточного вещества над клеточным элементом. Это хорошо видно на микроскопическом уровне.

Кость состоит из двух типов веществ: органического (около 30%, в основном белки и углеводы) и неорганического (около 60 %, в основном соли кальция и магния, фосфаты); оставшиеся 10% составляет вода. Неорганическая часть придает костям твердость, но при этом повышает их хрупкость. Если кость прокалить, в ней останутся только минеральные соли и она будет легко ломаться. Органическое вещество более эластичное, если кость обработать кислотой, минеральные вещества растворятся и останется только гибкий коллагеновый остов, который может сгибаться, не ломаясь.

У детей преобладает содержание органического вещества, поэтому кости у них более эластичные и упругие. С возрастом повышается доля минеральных веществ и кости становятся менее упругими, но более прочными. При старении происходит гормональная перестройка организма, снижается число костных балок в губчатом веществе, основное вещество теряет воду, а минеральные составляющие вымываются, кости становятся хрупкими и легко ломаются. Эти явления называются остеопорозом.

Строительные клетки, остеобласты, создают вокруг себя каркас из минеральных веществ, преимущественно кальция. Единица строения кости называется остеоном.

Остеобласты активны не только в период роста организма, они работают на протяжении всей жизни человека. Кости постоянно обновляются и перестраиваются. Для этого нужно не только создать новые элементы каркаса, но и уничтожить старые или поврежденные участки. Этим занимаются остеокласты – клетки, разрушающие костную ткань.

Совместная работа остеокластов и остеобластов обеспечивает сращение переломов и реакцию кости на изменение привычной нагрузки. Например, если человек перестает ходить на несколько месяцев, вертикальная нагрузка на кости ног, которую давал вес тела, значительно снижается. Костные балки компактного вещества при этом перестраиваются, приспосабливаясь к отсутствию прежних действующих сил. При попытке снова начать ходить кости могут сломаться, не выдержав вес тела. Подобное происходит с космонавтами после длительных полетов.

Кровеносные сосуды и нервы, проходящие в кости.

На рисунке можно видеть кровеносные сосуды и нервы, проходящие в кости. Цилиндрические структуры вокруг них – остеоны. Они образуются клетками кости (изображены в виде розовых овальных тел с отростками).

Скелет человека состоит из нескольких частей: осевого скелета, поясов конечностей и, собственно, свободных конечностей. Основу осевого скелета составляют позвоночник и череп.

Позвоночник делится на пять отелов:

• шейный (7 позвонков);
• грудной (12 позвонков, к каждому прикреплена пара ребер);
• поясничный (5 позвонков);
• крестцовый (5 позвонков, сросшихся в единую кость – крестец);
• копчик (3-5 небольших сросшихся позвонков образуют одну кость. Это пример редуцированного хвоста).

Позвонки разных отделов имеют свои отличительные признаки. Общая закономерность такова, что размер тел позвонков увеличивается сверху вниз. Самые крупные свободные позвонки в поясничном отделе. Между телами позвонков находятся эластичные межпозвоночные диски, состоящие из хрящевой ткани. Дуги каждого позвонка образуют отверстие, в котором проходит спинной мозг.

Естественные изгибы позвоночника имеют свои названия – шейный и поясничный лордозы (изгибы вперед), грудной и крестцовый кифозы (изгибы назад). Боковой изгиб называется сколиозом, в норме его не должно быть. Изгибы необходимы для амортизации: позвоночник работает как пружина между ногами и головным мозгом, смягчая тряску и удары при ходьбе, беге. Без лордозов и кифозов прямохождение было бы невозможным.

Рёбра, прикрепленные к позвоночнику, образуют грудную клетку. Сзади она ограничена грудным отделом позвоночника и задними отрезками ребер, спереди – грудиной и реберными хрящами. Грудная клетка придает форму грудной полости и защищает такие важные органы как сердце, лёгкие, трахея, пищевод.

Цифрами обозначены: 1 – ребра; 2 – реберный хрящ истинных ребер; 3 – реберный хрящ ложных ребер; 4 – реберный угол; 5 – реберная дуга;

Череп человека образован парными и непарными костями, срастающимися в процессе взросления организма. Единственная подвижная кость черепа – нижняя челюсть. Различают мозговой и висцеральный (лицевой) отделы черепа.

Кости мозгового отдела достаточно массивные, они образуют черепную коробку, которая защищает головной мозг от повреждений. Сюда относят: лобную, парные теменные и височные, затылочную кость. Височные кости содержат в себе сложную систему каналов, где проходят крупные кровеносные сосуды, находятся органы слуха и равновесия. В затылочной кости находится большое затылочное отверстие, через которое сообщаются полости спинного мозга и головного.

Висцеральный скелет образует рельеф лица, глазницы, носовые ходы. Кости в нем небольшие, могут иметь тонкие стенки и полости внутри, что делает их легкими.

Конечности не крепятся непосредственно к осевому скелету, для этого служат пояса конечностей. Пояс верхних конечностей представлен лопаткой и ключицей. Благодаря наличию ключицы человек может разводить руки в стороны, в то время как некоторые животные (например, лошади, собаки) на такое движение не способны. Пояс нижних конечностей составляют три пары сросшихся костей таза: лобковые, подвздошные и седалищные кости.

Кости рук и ног

Верхняя и нижняя конечности имеют схожее строение: по одной кости в бедре и плече, по две в голени и предплечье. Две кости в дистальных отделах конечностей позволяют совершать вращательные движения кистью и стопой.

Скелет ноги образован бедренной костью с шаровидной головкой, сочленяющейся с тазом, большой и малой берцовыми костями, костями предплюсны, плюсны и пальцев стопы.

Скелет руки схожим образом состоит из плечевой, лучевой и локтевой костей, костей запястья, пясти и пальцев кисти. Локтевая кость больше лучевой, имеет крупную головку, образующую локтевой сустав.

Каждый палец состоит из трех фаланг: дистальной, проксимальной и средней. Большой палец образован всего двумя фалангами, на кисти он расположен отдельно от остальных. Такое противопоставление большого пальца позволяет совершать хватательные движения, держать в руке предметы.

Есть несколько форм соединения костей. Подвижное соединение называется суставом. Чем свободнее сочленение в суставе, тем больше движений могут совершать кости друг относительно дуга и тем больше уязвимость такого соединения. В месте соединения костей их покрывает суставная сумка, которая защищает место соединения и вырабатывает суставную жидкость. Снаружи суставная сумка укреплена связками, которые предотвращают ее от разрывов и растяжений. Поверхности костей внутри суставной сумки покрыты хрящом. Гладкая поверхность хряща и наличие суставной жидкости не дают костям истираться при движении.

Другой вариант соединения –полуподвижное сочленение. Таким образом ребра соединены с грудиной, позвонки примыкают друг к другу. Полуподвижные сочленения более надежны, в них реже происходят растяжения связок или вывихи.

Третий тип соединения – костный шов, неподвижное сочленение. Так соединены кости черепа, таза.

Для того, чтобы привести в движение кости скелета, необходимы мышцы. Это уникальные органы тела, способные быстро изменять свою форму (сокращаться) под действием нервных импульсов двигательных нейронов. К опорно-двигательной системе относят поперечно-полосатые (скелетные) мышцы, их отличает произвольность сокращения (человек способен сознательно контролировать их сокращение и расслабление).

Скелетные мышцы крепятся к костям при помощи нерастяжимых сухожилий. Мышца лежит внутри сумки из соединительной ткани, фасции, и состоит из нескольких мышечных пучков. Каждый пучок также покрыт фасциальной оболочкой. Пучки состоят из мышечных волокон, каждое волокно состоит из клеток.

Каждая мышечная клетка образована слиянием нескольких, она имеет много ядер и огромное число митохондрий, которые необходимы для получения энергии. Внутри вдоль клетки тянутся пучки сократительных белков – миофибриллы.

Механизм сокращения мышц

Основные сократительные белки мышечной клетки – актин и миозин. Используя энергию АТФ, миозиновая головка скользит по цепочке актина, как будто вытягивает канат. Актин смещается и вместе с ним сжимается вся клетка. Чтобы запустить процесс сокращения, необходимы ионы кальция, для расслабления нужны ионы магния. Таким образом, нарушение электролитного состава крови может вызывать судороги.

Возле мембраны в мышечной клетке находятся резервуары с ионами кальция. При поступлении нервного импульса в мембране открываются кальциевые каналы, незначительное число ионов попадают в цитоплазму клетки. Небольшое повышение внутриклеточной концентрации кальция активирует каскады, в результате которых кальций высвобождается из внутриклеточных депо, его количество растет лавинообразно, клетка сокращается.

Ответ любой мышцы зависит от силы пришедшего импульса. Существует порог возбуждения, то есть минимальная сила импульса, начиная с которой мышца начинает сокращаться. При постепенном увеличении мышца достигает своего максимума силы сокращения, при котором задействованы все двигательные единицы.

Чувствительность мышц к возбуждению различна. Самые трудновозбудимые мышцы – бедренные, управляющие движением ноги. Самые чуткие – мышцы глаз, так как движения глазного яблока должны быть максимально точными.

Самую большую силу развивают жевательные мышцы, на коренных зубах человека они способны развить усилие до 72 кг. Икроножная мышца самая сильная на растяжение, она способна удержать вес около 130 кг.

Единственными скелетными мышцами, которые не крепятся к костям, являются мимические мышцы. Они необходимы для передачи эмоций и общения в социуме.

Для нормального движения необходима согласованная работа мышц. Есть несколько основных типов взаимодействия между мышцами: синергизм и антагонизм. Мышцы-синергисты совершают работу в одном направлении, мышцы-антагонисты – в разных, они совершают работу в противофазе (при сокращении одной мышцы вторая расслабляется и наоборот). Пример мышц-антагонистов: двуглавая (бицепс) и трехглавая (трицепс) мышцы плеча, первая сгибает руку в локтевом суставе, вторая разгибает.