Влияние различных физических упражнений на строение кости

ВЛИЯНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ УПРАЖНЕНИЙ И РЕГУЛЯРНЫХ ЗАНЯТИЙ СПОРТОМ НА ФОРМИРОВАНИЕ СКЕЛЕТА

Наиболее простой механизм возникновения у спортсменов изменения скелета можно представить следующим образом. Под влиянием усиленной мышечной деятельности происходит рефлекторное расширение кровеносных сосудов, улучшается питание работающего органа, прежде всего мышц, а затем и близлежащих органов, в частности кости со всеми ее компонентами (надкостница, компактный слой, губчатое вещество, костномозговая полость, хрящи, покрывающие суставные поверхности костей и др.).

Все изменения в скелете появляются постепенно. Через год занятий спортом можно наблюдать отчетливо выраженные морфологические изменения костей. В дальнейшем эти изменения стабилизируются, но перестройка скелета происходит на протяжении всего тренировочного процесса. При прекращении активной спортивной деятельности приспособительные изменения костей остаются довольно продолжительное время.

Изменения, происходящие в скелете под влиянием занятий спортом, касаются и химического состава костей, и внутреннего их строения, и процессов роста и окостенения.

Кости, несущие большую нагрузку, богаче солями кальция, чем кости, несущие меньшую нагрузку. На рентгенограммах кости спортсменов имеют более четкий рисунок, чем кости не спортсменов, что объясняется большей оссификацией костной ткани, лучшим насыщением ее минеральными солями.

Под влиянием занятий спортом изменяется внешняя форма костей. Они становятся массивнее и толще за счет увеличения костной массы. Все выступы, гребни, шероховатости выражены резче. Эти изменения зависят от вида спорта. Так, у тяжелоатлетов кости массивнее, чем у пловцов, особенно в верхнем отделе скелета и верхних конечностях.

Изменение внутреннего состава кости под влиянием занятий спортом выражаются, в частности, в утолщении ее компактного вещества. Причем утолщение обычно больше в тех костях, на которые падает нагрузка. Но изменения компактного вещества также может происходить и без его утолщения, без изменения диаметра кости. В связи с утолщение компактного вещества костномозговая полость уменьшается. При больших статистических нагрузках она уменьшается почти до полного зарастания

Губчатое вещество кости также претерпевает определенные изменения. Под влиянием усиленной нагрузки на кость перекладины губчатого вещества становятся толще, крупнее, ячейки между ними больше (в старшем возрасте ячейки тоже становятся больше, но перекладины тоньше).

Переломы у спортсменов срастаются быстрее. Суставной хрящ, покрывающий суставные поверхности костей, может утолщаться, что усиливает его амортизационные свойства и уменьшает.

Из этого можно сделать вывод, что влияние физических упражнений и регулярных занятий спортом на формирование скелета довольно таки положительное. Занятие физической культурой и спортом необходимо человеку, ведь именно спорт способствует формированию скелета. Кость растет усиленно в тех направлениях, в которых она испытывает большее натяжение или сжатие. Чем сильнее развиваются мышцы тела, тем прочнее становятся кости скелета.

Влияние физических упражнений на развитие опорно-двигательной системы.

Развитие и возрастные особенности скелета.

Влияние физической нагрузки на развитие скелета.

Развитие и возрастные особенности мышц.

Изменение мышц под влиянием физической нагрузки.

Опорно-двигательный аппарат состоит из костного скелета, мышц, связок и сухожилий. Мускулатура внутренних органов и сосудов, характеризующаяся медленными сокращениями и большой выносливостью, является гладкой. Мускулатура сердца и скелетная мускулатура – поперечно-полосатые.

Скелетная мускулатура - главный аппарат, при помощи которого совершаются физические упражнения. Она отлично поддается тренировке и быстро совершенствуется.

Хорошо и гармонично развитая мускулатура, обеспечивает способность мышц в широком диапазоне напрягаться, расслабляться и растягиваться помогает человеку иметь прекрасную внешность. К тому же хорошее телосложение, как правило, соответствует и более крепкому здоровью, обеспечивает лучшие функции внутренних органов.

Развитие и возрастные особенности скелета.

Закладка скелета происходит на 3-й неделе эмбрионального развития: первоначально как соединительнотканное образование, а в середине 2-го месяца развития происходит замещение ее хрящевой, после чего начинается постепенное разрушение хряща и образование вместо него костной ткани. Окостенение скелета не завершается к моменту рождения, поэтому у новорожденного ребенка в скелете содержится много хрящевой ткани.

Сама костная ткань значительно отличается по химическому составу от ткани взрослого человека. В ней содержится много органических веществ, она не обладает прочностью и легко искривляется под влиянием неблагоприятных внешних воздействий.

Молодые кости растут в длину за счет хрящей, расположенных между их концами и телом. К моменту окончания роста костей хрящи замещаются костной тканью. За период роста в костях ребенка количество воды сокращается, а количество минеральных веществ увеличивается. Содержание органических веществ при этом уменьшается. Развитие скелета у мужчин заканчивается к 20-24 годам. При этом прекращается рост костей в длину, а их хрящевые части заменяются костной тканью. Развитие скелета у женщин заканчивается к 18-21 году.

Позвоночный столб. Рост позвоночного столба наиболее интенсивно происходит в первые 2 года жизни. В течение первых полутора лет жизни рост различных отделов позвоночника относительно равномерен. Начиная с 1,5 до 3 лет замедляется рост шейных и верхнегрудных позвонков и быстрее начинает увеличиваться рост поясничного отдела, что характерно для всего периода роста позвоночника. Усиление темпов роста позвоночника отмечается в 7-9 лет и в период полового созревания, после завершения которого прибавка в росте позвоночника очень невелика.

Структура тканей позвоночного столба существенно изменяется с возрастом. Окостенение, начинающееся еще во внутриутробном периоде, продолжается в течение всего детского возраста. До 14 лет окостеневают только средние части позвонков. В период полового созревания появляются новые точки окостенения в виде пластинок, которые сливаются с телом позвонка после 20 лет. Процесс окостенения отдельных позвонков завершается с окончанием ростовых процессов – к 21-23 годам.

Кривизна позвоночника формируется в процессе индивидуального развития ребенка. В самом раннем возрасте, когда ребенок начинает держать голову, появляется шейный изгиб, направленный выпуклостью вперед (лордоз). К 6 месяцам, когда ребенок начинает сидеть, образуется грудной изгиб с выпуклостью назад (кифоз). Когда ребенок начинает стоять и ходить, образуется поясничный лордоз.

К году имеются уже все изгибы позвоночника. Но образовавшиеся изгибы не фиксированы и исчезают при расслаблении мускулатуры. К 7 годам уже имеются четко выраженные шейный и грудной изгибы, фиксация поясничного изгиба происходит позже – в 12-14 лет. Нарушения кривизны позвоночного столба, которые могут возникнуть в результате неправильной посадки ребенка за столом и партой, приводят к неблагоприятным последствиям в его здоровье.

Грудная клетка. Форма грудной клетки существенно изменяется с возрастом. В грудном возрасте она как бы сжата с боков, ее переднезадний размер больше поперечного (коническая форма). У взрослого же преобладает поперечный размер. На протяжении первого года жизни постепенно уменьшается угол ребер по отношению к позвоночнику. Соответственно изменению грудной клетки увеличивается объем легких. Изменение положения ребер способствует увеличению движений грудной клетки и позволяет эффективнее осуществлять дыхательные движения. Коническая форма грудной клетки сохраняется до 3-4 лет. К 6 годам устанавливаются свойственные взрослому относительные величины верхней и нижней части грудной клетки, резко увеличивается наклон ребер. К 12-13 годам грудная клетка приобретает ту же форму, что у взрослого. На форму грудной клетки влияют физические упражнения и посадка.

Скелет конечностей. Ключицы относятся к стабильным костям, мало изменяющимся в онтогенезе. Лопатки окостеневают в постнатальном онтогенезе после 16-18 лет. Окостенение свободных конечностей начинается с раннего детства и заканчивается в 18-20 лет, а иногда и позже.

У новорожденного каждая тазовая кость состоит из трех костей (подвздошной, лобковой и седалищной), сращение которых начинается с 5-6 лет и завершается к 17-18 годам. В подростковом возрасте происходит постепенное срастание крестцовых позвонков в единую кость – крестец. После 9 лет отмечаются различия в форме таза у мальчиков и девочек: у мальчиков таз более высокий и узкий, чем у девочек.

Стопа человека образует свод, который опирается на пяточную кость и на передние концы костей плюсны. Свод действует как пружина, смягчая толчки тела при ходьбе. У новорожденного ребенка сводчатость стопы не выражена, она формируется позже, когда ребенок начинает ходить.

Череп. У новорожденного черепные кости соединены друг с другом мягкой соединительнотканной перепонкой. Это – роднички. Роднички располагаются по углам обеих теменных костей; различают непарные лобный и затылочный и парные передние боковые и задние боковые роднички. Благодаря родничкам кости крыши черепа могут заходить своими краями друг на друга. Это имеет большое значение при прохождении головки плода по родовым путям. Малые роднички зарастают к 2-3 месяцам, а наибольший – лобный – легко прощупывается и зарастает лишь к полутора годам. У детей в раннем возрасте мозговая часть черепа более развита, чем лицевая. Наиболее сильно кости черепа растут в течение первого года жизни. С возрастом, особенно с 13-14 лет, лицевой отдел растет более энергично и начинает преобладать над мозговым. У новорожденного объем мозгового отдела черепа в 6 раз больше лицевого, а у взрослого в 2-2,5 раза.

Рост головы наблюдается на всех этапах развития ребенка, наиболее интенсивно он происходит в период полового созревания. С возрастом существенно изменяется соотношение между высотой головы и ростом. Это соотношение используется как один из нормативных показателей, характеризующих возраст ребенка.

Влияние физической нагрузки на развитие скелета.

Под влиянием усиленной мышечной деятельности в скелете спортсмена происходят существенные изменения. На состояние скелета оказывают влияние и другие факторы, связанные с занятиями спортом: характерное положение тела спортсмена (у велосипедистов, конькобежцев, боксеров, гребцов и др.), сила давления на скелет (у тяжелоатлетов), силa растяжения при висах, при скручивании тела (у акробатов, гимнастов, фигуристов и др.). При правильно дозированных нагрузках эти изменения обычно бывают благоприятными. В противном случае возможны патологические изменения скелета.

Наиболее простой механизм возникновения у спортсменов измерений скелета можно представить следующим образом. Под влиянием усиленной мышечной деятельности происходит рефлекторное расширение кровеносных сосудов, улучшается питание работающего органа, прежде всего мышцы, а затем и близлежащих органов, в частности кости со всеми её компонентами (надкостница, компактный слой, губчатое вещество, костномозговая полость, хрящи, покрывающие суставные поверхности костей и др.).

Все изменения в скелете появляются постепенно. Через год систематических занятий спортом уже можно наблюдать отчетливо выраженные морфологические изменения костей. Наиболее выражены они в первые два года занятий. В дальнейшем эти изменения стабилизируются, но внутренняя перестройка скелета происходит на протяжении всего тренировочного процесса. При прекращении активной спортивной деятельности приспособительные изменения костей остаются довольно продолжительное время.

Под влиянием занятий спортом изменяется внешняя форма костей. Они становятся массивнее и толще за счет увеличения костной массы.

Изменения внутреннего строения кости под влиянием занятий спортом выражаются, в частности, в утолщении ее компактного вещества. Причем утолщение обычно больше в тех костях, на которые падает наибольшая нагрузка.

Надкостница под влиянием физических нагрузок становится более прочной - утолщается, особенно у футболистов и тяжелоатлетов, но одновременно приобретает эластичность, в ней увеличивается количество сосудов, остеогенная функция её повышается.

Общее представление о влиянии спорта на костную систему известно давно, но конкретные проявления этого влияния еще достаточно не изучены. Внимание исследователей привлекали главным образом болезненные изменения, возникающие в костно-суставном аппарате спортсменов (травматические, патологические), а прогрессивные, благоприятные меньше изучаются.

Выше говорилось о благоприятных физиологических изменениях, которые возникают в организме спортсмена, в его костной системе под влиянием правильного обучения, последовательной и систематической тренировки.

Однако в опорно-двигательном аппарате спортсменов могут наблюдаться и патологические изменения, возникающие в результате неправильного обучения и тренировки, главным образом под влиянием чрезмерной нагрузки. Эти неблагоприятные изменения уменьшают функциональные возможности суставов, снижают спортивные достижения спортсмена и создают иногда серьезные препятствия к продолжению занятий спортом.

Возникновение и развитие патологических изменений легко объяснить с позиций современной физиологии. Многократно повторяющаяся перегрузка организма, перетренировка и особенно большое количество однотипных нагрузок являются сверхсильными раздражителями, вызывающими торможение, в результате которого изменяется нормальная регулирующая способность центральной нервной системы, коры головного мозга. Поэтому рефлекторно возникает расстройство общих и местных реакций и нарушение функций организма. Вначале это выражается в сосудистых расстройствах (анемия или гиперемия тканей) и нарушении обмена.

Таким образом, можно сделать вывод, что физическая нагрузка может влиять на развитие скелета как позитивно, так и негативно.

Развитие и возрастные особенности мышц.

У новорожденного ребенка мышцы анатомически сформированы, но в целом мускулатура развита относительно слабо. На скелетные мышцы приходится 20-22% массы тела, причем мышцы туловища составляют 40% всей мускулатуры, а на конечности приходится около 60% мышечной массы. У взрослого мужчины масса скелетных мышц составляет примерно 40% от общей массы тела. У взрослой женщины - 35%. У спортсменов-тяжелоатлетов масса мускулатуры достигает 50-60% от массы тела. Масса мускулатуры конечностей достигает 80% от общей массы скелетных мышц. При этом на долю мышц нижних конечностей приходится в среднем 52-53%, на долю верхних конечностей - 27-28%.

Мышцы у детей прикрепляются к костям дальше от оси вращения суставов, чем у взрослых. Поэтому сокращаются с меньшей потерей в силе. Эластичность мышц у детей примерно в 2 раза больше, чем у взрослых, в связи с чем разрывы мышц у них - редкое явление. У детей первых лет жизни примерно одинаково развиты сгибатели и разгибатели, за исключением мышц стопы. Постепенно на нижней конечности начинают преобладать разгибатели, а на верхней - сгибатели.

У детей 8 лет мускулатура составляет 27% массы тела, к 15 годам ее доля возрастает до 33%. У взрослых мужчин мускулатура составляет 40% массы тела, у женщин - 35%. В соответствии с этим изменяются внешние формы тела, которые в значительной степени определяются развитием мускулатуры и подкожного жира.

Для новорожденных и детей раннего возраста характерна цилиндрическая форма конечностей; она переходит в веретенообразную и коническую по мере развития мускулатуры и уменьшения подкожной жировой клетчатки. Во время первого ростового сдвига, наступающего в 5-6 лет, формируется мышечный рельеф тела. В это время выявляются различия в степени развития мускулатуры и подкожного жира у мальчиков и девочек. В подростковом периоде, у мальчиков в 13-14 лет, у девочек в 11-12 лет, быстро увеличивается мышечная масса, особенно в конечностях, достигая 70-80% общей массы мышц. Становятся более выраженными половые различия формы тела, в частности мышечного рельефа.

Возрастные особенности имеются и в строении скелетных мышц. Мышечные волокна у новорожденных имеют отчетливую поперечную исчерченность. Однако диаметр их значительно меньше, чем у взрослых. Он составляет в прямой мышце живота 8-16 мкм, в икроножной мышце - 5-8 мкм. На 2-м году жизни средняя толщина мышечных волокон составляет 10-14 мкм, у 4-летнего ребенка - 14-20 мкм. Рост волокон в толщину продолжается до 30-35 лет. За это время диаметр волокон увеличивается в 5-6 раз. Увеличение диаметра мышц в значительной мере происходит за счет утолщения волокон. Мышцы новорожденных имеют хорошо выраженную сосудистую сеть и сформированный нервный аппарат. В то же время соединительная ткань в них развита слабо.

В детском возрасте происходит быстрое развитие перимизия, изменяется соотношение между мышечной и сухожильной частями мышц в пользу сухожильного компонента. В связи с этим становится более выраженной перистость мышц, увеличивается площадь прикрепления сухожилий к костям и фасциям. Закономерностью развития мышечной системы в онтогенезе является неравномерность роста отдельных мышечных групп. В пренатальном периоде отчетливо выражен каудокраниальный градиент роста: мышцы дистальных отделов конечностей растут быстрее, чем мышцы проксимальных отделов. В постнатальном периоде этот градиент нарушается, более интенсивно растут в верхней конечности мышцы локтевого сустава, а в нижней конечности - мышцы голени. Мускулатура плечевого сустава и, соответственно, бедра обладает более медленным ростом. У детей долгое время остаются слабо развитыми глубокие мышцы спины, мышцы и апоневрозы брюшной стенки. Сопротивляемость мышц живота невысока, поэтому у маленьких детей чаще образуются грыжи.

Все указанные анатомические изменения мышц тесно связаны с их функцией. Различия в темпах роста и сроках окончательного формирования мускулатуры отдельных частей тела соответствуют различиям в функциональной активности мышечных групп. В составе двигательного аппарата можно выделить отдельные функциональные системы, созревание которых происходит неодновременно, гетерохронно, и определяется значением этих систем для осуществления общих приспособительных реакций организма.

В пожилом и старческом возрасте наступает постепенная атрофия мышц, относительный вес скелетной мускулатуры уменьшается до 30% и ниже.

Изменение мышц под влиянием физической нагрузки.

Физические нагрузки при трудовых процессах, естественных движениях человека, занятиях спортом оказывают влияние на все системы организма, в том числе и на мышцы, изменяя их строение и функцию. Однако в различных видах спорта нагрузка на мышцы различна как по интенсивности, так и по объему, в ней могут преобладать статические или динамические элементы. Она может быть связана с медленными или быстрыми движениями. В связи с этим и изменения, происходящие в мышцах, будут неодинаковы.

Как известно, спортивная тренировка увеличивает силу мышц, эластичность, характер проявления силы и другие их функциональные качества. Вместе с тем иногда, несмотря на регулярные тренировочные занятия, сила мышц начинает снижаться и спортсмен не может даже повторить свой прежний результат. Поэтому очень важно знать, какие изменения происходят в мышцах под влиянием физической нагрузки, какой двигательный режим спортсмену рекомендовать; должен ли спортсмен иметь полный покой (адинамию), перерыв в тренировочном процессе, или минимальный объем движений (гиподинамию), или, наконец, проводить тренировки с постепенным уменьшением нагрузки.

При нагрузках преимущественно динамического характера вес и объем мышц также увеличиваются, но в меньшей степени. Происходит удлинение мышечной части и укорочение сухожильной. Мышечные волокна располагаются более параллельно, но типу веретенообразных. Количество миофибрилл увеличивается, а саркоплазмы становится меньше.

Чередование сокращений и расслаблений мышцы не нарушает кровообращения в ней, количество капилляров увеличивается, ход их остается более прямолинейным.

Количество нервных волокон в мышцах, выполняющих преимущественно динамическую функцию, в 4-5 раз больше, чем в мышцах, выполняющих преимущественно статическую функцию. Двигательные бляшки вытягиваются вдоль волокна, контакт их с мышцей увеличивается, что обеспечивает лучшее поступление нервных импульсов в мышцу.

При пониженной нагрузке мышцы становятся дряблыми, уменьшаются в объеме, капилляры их суживаются (некоторые даже испытывают обратное развитие), в результате чего мышечные волокна истончаются, двигательные бляшки становятся меньших размеров. Длительная гиподинамия приводит к значительному снижению силы мыши.

При умеренных нагрузках мышцы увеличиваются в объеме, в них улучшается кровоснабжение, открываются резервные капилляры.

План:

1. Понятие об активной и пассивной частях двигательного аппарата.

2. Кость как орган.

3. Классификация костей.

4. Скелет туловища.

5. Влияние занятий физической культурой и спортом на рост и развитие костей.

Движения, проявляющиеся в виде перемещения всего тела и его частей в окружающем пространстве, выполняются за счёт двигательного аппарата тела.

Аппарат движения состоит из 3-х систем органов:

2. их соединений,

В нём выделяют пассивную часть (скелет и его соединения) и активную (мышцы).

Двигательный аппарат составляет большую часть массы всего тела, причём меньшая её часть падает на скелет (1/5 – 1/7 веса тела) и большая - на долю мускулатуры (около 2/5 общего веса тела). Одним из компонентов пассивного аппарата движения является скелет. Он состоит из отдельных костей, соединённых между собой, либо непрерывно при помощи соединительной, хрящевой и костной ткани, либо прерывно при помощи суставов. Значение скелета заключается в выполнении двух основных функций: механической и биологической.

1. Механическая функция проявляется в его способности осуществлять опору, движение и защиту. Опора достигается прикреплением мягких тканей и органов к различным частям скелета. Движение возможно за счёт строения костей в виде длинных и коротких рычагов, соединённых подвижными сочленениями. Защита осуществляется за счёт образования из костей костных каналов и костных вместилищ (череп, таз, грудная клетка).

2. Биологическая функция – связана с участием скелета в обмене веществ, особенно в минеральном обмене (фосфор, кальций, железо) и др.

Скелет также выполняет кроветворную функцию, т.к. внутри костей содержится костный мозг.

Кость как орган живого организма состоит из нескольких тканей, но главной из них является костная. Костное вещество состоит из органических веществ (1/3) – главным образом оссеина, и неорганических (2/3), главным образом солей кальция в виде фосфорнокислой извести. Эластичность кости зависит от органических веществ, твёрдость – от неорганических. У маленьких детей, у которых оссеина сравнительно больше, кости более гибкие, редко ломаются. В старости, когда соотношение органических и неорганических веществ изменяется в пользу последних, кости становятся более хрупкими и чаще подвержены переломам. В костях содержатся также витамины А, Д и С. При недостатке солей или витамина Д в период роста костей твёрдость костей уменьшается; у детей отмечается искривление костей (рахит). Недостаток витамина А ведет к утолщению костей и запустению костных каналов.

Структурной единицей кости является остеон или гаверсова система, т.е. система костных пластинок, концентрически расположенных вокруг канала (гаверсова канала), содержащего сосуды и нервы. Остеоны не прилегают друг к другу вплотную; промежутки между ними заполнены вставочными (интерстициальными) костными пластинками. Остеоны располагаются не беспорядочно, а соответственно функциональной нагрузке на кость. Вместе со вставочными пластинками остеоны образуют основной средний слой костного вещества, покрытый снаружи и изнутри слоями общих, или генеральных костных пластинок. Наружный слой генеральных пластинок пронизан кровеносными сосудами, идущими из надкостницы в костное вещество. Из остеонов состоят более крупные элементы кости, видимые уже невооружённым глазом на распиле – костные балки. Если костные балки лежат плотно, то получается компактное вещество, если располагаются рыхло, образуя костные ячейки, наподобие губки, то получается губчатое вещество. Компактное вещество находится в тех костях и в тех их частях, которые преимущественно выполняют функцию опоры и движения (напр. в диафизах костей). В местах, где при большом объёме требуется сохранить лёгкость и прочность, образуется губчатое вещество (в эпифизах трубчатых костей). Перекладины губчатого вещества располагаются не беспорядочно, а закономерно, соответственно функциональным условиям, в которых находится данная кость. Кости человеческого скелета испытывают двойное действие – силу давления и силу тяги мышц. Костные перекладины располагаются по линиям сил сжатия и растяжения. В покровных костях свода черепа, выполняющих преимущественно функцию защиты, губчатое вещество имеет особый характер. Оно состоит из неправильной формы костных ячеек, расположенных между двумя костными пластинками – наружной и внутренней. Последнюю называют также стеклянной, т.к. она ломается при травмах черепа легче, чем наружная пластинка.

Костные ячейки содержат костный мозг – орган кроветворения и биологической защиты организма. Он участвует также в питании, развитии и росте кости. В трубчатых костях костный мозг находится также в центральном канале, называемом костномозговой полостью. Костный мозг бывает двух видов: красный и жёлтый. Красный костный мозг имеет вид красной нежной массы; состоит из клеточных элементов, имеющих отношение к кроветворению и костеобразованию (остеобласты – костесоздатели, остеокласты – костеразрушители). Он пронизан нервами и кровеносными сосудами, питающими, кроме костного мозга, внутренние слои кости. Кровеносные сосуды и кровяные элементы придают костному мозгу красный цвет. Жёлтый костный мозг своим цветом обязан жировым клеткам, из которых он состоит. В период роста и развития организма, когда требуется большая кроветворная и костеобразующая функция, преобладает красный костный мозг (у зародышей и новорожденных имеется только красный костный мозг). По мере роста ребёнка красный костный мозг замещается жёлтым мозгом.

Снаружи кость, за исключением суставных поверхностей, покрыта надкостницей. Надкостница – тонкая соединительнотканная плёнка розоватого цвета, окружающая кость снаружи и прикреплённая к ней с помощью соединительнотканных пучков, проникающих в кость через особые каналы. Она богата нервами и сосудами, благодаря чему участвует в питании и росте костей в толщину. Суставные поверхности кости, свободные от надкостницы, покрывает суставной хрящ, имеющий обычно строение гиалинового хряща.

Таким образом, в понятие кости как органа входит костная ткань, образующая главную массу кости, а также костный мозг, надкостница, суставной хрящ и многочисленные нервы и сосуды. Рост кости – длительный рост организма делает неизбежной перестройку кости в течение этого периода. В процессе перестройки наряду с образованием новых остеонов идёт параллельный процесс рассасывания старых, остатки которых можно видеть среди новообразующих гаверсовых систем. Рассасывание есть результат деятельности в кости особых клеток – остеокластов. Таким образом, рост кости – есть результат деятельности остеобластов и остеокластов, выполняющих противоположные функции – созидания и разрушения, т.е. мы видим проявление диалектического закона единства и борьбы противоположностей.

Классификация костей.

В скелете различают:

- кости туловища (позвонки, рёбра, грудина),

- кости черепа (мозгового и лицевого),

- кости плечевого пояса (лопатка, ключица),

- кости тазового пояса (подвздошная, лобковая, седалищная)

- кости свободных конечностей – верхней (плечо, кости предплечья и кисти) и нижней (бедро, кости голени и стопы).

Число отдельных костей, входящих в состав скелета взрослого человека, больше 200, из них 36 – 40 расположены по средней линии тела и непарные, остальные – парные кости.

Кости скелета различают на основании 3-х признаков: формы, функции и развития.

Заслуживает внимания классификация костей, предложенная Михаилом Григорьевичем Привесом (1974 г.):

I. Трубчатые кости:

1) длинные (плечо, предплечье, бедро, голень)

2) короткие (пясть, плюсна, фаланги пальцев)

II. Губчатые кости

1) длинные (ребра, грудина, ключица)

2) короткие (запястье, предплюсна, позвонки, сесамовидные кости)

III. Плоские кости (чешуя лобной кости, теменная, затылочная, височная, некоторые кости лицевого черепа, лопатки, тазовые кости)

IV. Пневматизированные кости (верхняя челюсть, клиновидная, решетчатая, лобная кости, отчасти височная)

Трубчатые кости построены из губчатого и компактного вещества, образующего трубку с костномозговой полостью; выполняют все три функции скелета (опору, защиту, движение).

В каждой трубчатой кости можно выделить следующие части:

· Тело кости, диафиз – состоит из плотного компактного вещества;

· На концах каждой трубчатой кости расположены эпифизы. Они состоят из губчатого вещества.

· Участок кости, между эпифизом и диафизом, называется метафиз. В период роста он состоит из хрящевой ткани. В последующем замещается костной тканью.

· Расположенные вблизи эпифиза костные выступы – апофизы, к которым прикрепляются мышцы и связки.

Губчатые кости - построены преимущественно из губчатого вещества, покрытого тонким слоем компактного.

Среди них различают длинные губчатые кости (рёбра, грудина) и короткие (позвонки, кости запястья, предплюсны).

· Плоские кости черепа (лобная и теменные). Функция – преимущественно защитная.

· Плоские кости поясов (лопатка, тазовые кости). Функция - опора и защита.

Как показали экспериментальные исследования Петра Францевича Лесгафта, чем сильнее работа мышц, тем лучше развивается кость. При этом в местах прикрепления сухожилий образуются выступы (бугры, шероховатости), а на местах прикрепления мышечных пучков – ровные или вогнутые поверхности. Чем сильнее развита мускулатура, тем лучше выражены на костях места прикрепления мышц. Длительные и систематические сокращения мускулатуры, как это имеет место при физических упражнениях, постепенно вызывает через рефлекторные механизмы нервной системы изменения обмена веществ в кости, в результате чего костное вещество увеличивается, развивается так называемая рабочая гипертрофия. Для неё характерны – изменение формы, увеличение длины и ширины кости, утолщение компактного вещества и уменьшение размеров мозгового пространства, изменение структуры губчатого вещества (рентгенологический метод исследования). Так, например, ширина костей у тяжелоатлетов по мере увеличения спортивного стажа увеличивается больше, чем у гимнастов; ширина плюсневых костей футболистов превалирует над соответствующими размерами костей лиц, не занимающихся спортом. Наблюдается утолщение компактного вещества I плюсневой кости у футболистов. Соответственно утолщению компактного вещества при рабочей гипертрофии уменьшается костномозговая полость, а также изменяется структура губчатого вещества. При усиленной физической нагрузке ей соответствует крупноячеистая структура. У работников сидячего труда чаще всего встречается мелкоячеистая структура.

В условиях отсутствия физической нагрузки (космический полёт) в состоянии невесомости развивается так называемая остеодистрофия, проявляющаяся в снижении прочности кости, её сопротивляемости к действию ударных нагрузок за счёт снижения минеральной плотности костной ткани и уменьшения содержания солей Са .

Форма кости – на примере позвоночника. Встречаются две основные формы тел позвонков: четырёхугольная – у людей, занятия которых не связаны с большой нагрузкой на позвоночник (пловцы) и клиновидные – у представителей тяжёлого физического труда, например, штангистов.; при этом клин суживается кпереди.

Таким образом, кость не является застывшей моделью. Она изменяется в течение всей жизни человека и в процессе жизнедеятельности подчиняется ряду биологических законов:

· Приспособление (адаптация) к новым жизненным условиям

· Единство организма и среды

· Единство формы и функции

· Изменчивость в результате упражнения.

Скелет туловища – у человека в связи с вертикальным положением тела и развитием верхней конечности как органа труда отличается от скелета млекопитающих.

Он имеет следующие характерные признаки:

1) вертикально расположенный позвоночный столб с изгибами,

2) постепенное увеличение тел позвонков по направлению сверху вниз,

3) грудная клетка – широкая плоская с преобладанием поперечного размера над переднезадним.

Позвоночник представляет вертикальный костный столб, имеющий изгибы в сагиттальной плоскости. Изгибы, выпуклые назад – кифозы (грудной отдел и крестец), выпуклые вперёд – лордозы (шейный, поясничный). Изгибы позвоночника удерживаются активной силой мышц, связками и формой самих позвонков. Изогнутый позвоночник благодаря своей эластичности выдерживает нагрузку тяжести головы, верхних конечностей и туловища. Изгибы позвоночника смягчают толчки и сотрясения вдоль позвоночника, происходящие при прыжках и ходьбе. Сила толчка уходит на усиление кривизны изгибов, не достигая в полной мере черепа и лежащего в нём мозга. Кроме указанных изгибов в сагиттальной плоскости, в грудной части позвоночника иногда наблюдается патологический изгиб во фронтальной плоскости – сколиоз (наблюдается у школьников при неправильной посадке). В старости позвоночник теряет свои изгибы. Вследствие уменьшения межпозвонковых дисков и самих позвонков, потери эластичности, позвоночник образует один большой грудной изгиб кпереди, причём длина позвоночного столба уменьшается на 5 – 6 см. Подвижность позвоночника неодинакова в различных отделах – наиболее подвижным являются шейная и верхнепоясничная части позвоночника, наименее подвижной – грудная часть (вследствие соединения с рёбрами), крестец – неподвижен.

В позвоночном столбе возможны следующие движения:

1. Вокруг фронтальной оси – (сгибание и разгибание в пределах 170 – 245 0 ),

2. Вокруг сагиттальной оси – (наклон вправо и влево с общей амплитудой на 165 0 ),

3. Вокруг вертикальной оси – вращение туловища (поворот вправо и влево с общей амплитудой 120 0 ).

Подвижность позвоночного столба зависит от толщины межпозвоночных дисков. Чем они толще, тем больше подвижность. Установлено, что борцы имеют большую толщину межпозвоночных дисков в шейном отделе позвоночного столба. Тренировка подвижности позвоночного столба вызывает утолщение в нём межпозвоночных дисков. Подвижность позвоночного столба, его гибкость у спортсменов естественно выражена лучше, чем у лиц, не занимающихся спортом. Степень подвижности позвоночного столба зависит от работы мышц шеи, спины и живота. Особенно велика роль мышц спины – разгибателей позвоночника, характеризующая показатели становой динамометрии. На успех в борьбе оказывают влияние продольные размеры тела (длина конечностей и их звеньев – плеча, предплечья, кисти, бедра, голени и стопы), что важно для индивидуальности технических приёмов, и поперечные размеры тела (ширина плеч и ширина таза), обуславливающие большую устойчивость борца, а также параметры плеча и бедра. Изменениям в опорно-двигательном аппарате и сердечно-сосудистой системе обычно предшествуют изменения в ЦНС и эндокринных органах.

Скелет конечностей – складывается из двух отделов: скелета свободной конечности и так называемого плечевого и тазового поясов. Плечевой пояс – ключица и лопатка. Скелет свободной верхней конечности – плечевая кость, кости предплечья (лучевая, локтевая) и кости кисти – запястье, пясть, фаланги пальцев. Тазовый пояс – состоит из парной тазовой кости. Тазовая кость: подвздошная, лобковая, седалищная кость. Скелет свободной нижней конечности – бедренная, большеберцовая и малоберцовая кости, кости стопы – предплюсна, плюсна и фаланги пальцев. Кроме того, к бедру примыкает ещё надколенник.

Влияние занятий физической культурой и спортом на рост и развитие костей.На рост костей и, особенно, на их развитие, оказывают влияние многие факторы. Так, занятия физическими упражнениями способствуют выработке более совершенных механических свойств кости в смысле сопротивляемости на излом, изгиб, сдавливание, растяжение, скручивание. В этом отношении пластические свойства кости значительны. Изменения функциональных свойств костей под влиянием физических упражнений протекают под постоянным контролем нервной системы. Характер раздражения, которое получает та или иная кость при выполнении какого-либо физического упражнения, обуславливает особенности изменений, происходящих в ней. Эти изменения сводятся в основном к тому, что в местах наибольшей нагрузки компактный слой кости увеличивается, костные перекладины утолщаются, а само губчатое вещество кости становится более крупноячеистым. Эти структурные изменения происходят одновременно с функциональными изменениями самого вещества кости, выражающимися, в частности, в повышении её механических свойств. В процессе занятий физическими упражнениями увеличивается приток крови ко всему двигательному аппарату, в частности к костям, но особенно к тем образованиям двигательного аппарата, на которые при выполнении упражнения падает основная нагрузка. Характер её при занятиях различными физическими упражнениями неодинаков. Так, у гимнастов во время работы на перекладине или на кольцах нагрузка на верхние конечности гораздо больше, чем у бегунов или прыгунов. При одних упражнениях (в упоре) происходит сдавливание костей верхних конечностей по их длине, при других (в висе) – растягивание их в том же направлении. Постоянная тренировка в этих упражнениях не может не способствовать укреплению костных перекладин, идущих в направлении сдавливания и растягивания этих костей.

В скелете лучших спортсменов обнаруживаются резко выраженные прогрессивные морфофизиологические изменения. Они носят характер гипертрофии, усиливают скелет и, безусловно, являются благоприятными.

Вопросы для самоконтроля и коррекции знаний:

1. Значение активных и пассивных частей двигательного аппарата человека.

2. Строение костей.

3. Классификация костей.

4. Скелет туловища.

5. Влияние занятий физической культурой на рост и развитие костей.

Читайте также: