Введение
Любой человек состоит из физиологических систем (пищеварительной, дыхательной, выделительной, нервной, сенсорной, эндокринной, опорно-двигательного и мочеполового аппарата). Любая система состоит из органов, то есть, из тканей. Организм является системой, в которой согласованно и скоординированно функционируют все органы и системы.
В организме происходит саморегуляция и связь организма с окружающей средой. Этот процесс принято называть нервно-гуморальной регуляцией, потому что в нем принимают участие нервные и гуморальные процессы..
Медицина при рассмотрении организма человека воспринимает его, прежде всего, как многоструктурную, многогранную микровселенную. Медицинская наука при рассмотрении организма человека и его систем исходит из принципа целостности человеческого организма, обладающего способностью к самовоспроизведению, саморазвитию и самоуправлению.
Целостность организма обусловлена структурой и функциональной связью всех его систем, состоящих из высокоспециализированных дифференцированных клеток, объединенных в структурные комплексы, обеспечивающие морфологическую основу для наиболее общих проявлений жизнедеятельности организма.
Все органы и системы человеческого организма находятся в постоянном взаимодействии и являются, саморегулирующей системой, в основе которой лежат функции нервной и эндокринной систем организма.
Взаимосвязанная и согласованная работа всех органов и физиологических систем организма обеспечивается нервными и гуморальными и механизмами. При этом ведущую роль играет центральная нервная система (ЦНС), которая способна воспринимать воздействия внешней среды и отвечать на него адекватно, включая взаимодействие психики человека, его двигательных функций, в зависимости от условий внешней окружающей среды.
Опорно-двигательная система
Опорно-двигательная система человека -- функциональная совокупность костей скелета, сухожилий, суставов, осуществляющих посредством нервной регуляции локомоции, поддержание позы и другие двигательные действия, наряду с другими системами органов образует человеческое тело.
Двигательный аппарат человека -- это самодвижущийся механизм, состоящий из 600 мышц, 200 костей, нескольких сотен сухожилий. Составными частями опорно-двигательной системы являются кости, сухожилия, мышцы, апоневрозы, суставы и другие органы, биомеханика которых обеспечивает эффективность движений человека.
Функции двигательного аппарата:
Опорная -- фиксация мышц и внутренних органов;
Защитная -- защита жизненно важных органов (головной мозг и спинной мозг, сердце и др.);
Двигательная -- обеспечение простых движений, двигательных действий (осанка, локомоции, манипуляции) и двигательной деятельности;
Рессорная -- смягчение толчков и сотрясений;
Участие в обеспечении жизненно важных процессов, такие как минеральный обмен, кровообращение, кроветворение и другие.
Опорно-двигательный аппарат человека состоит из костей и мышц, сухожилий и связок, которые обеспечивают необходимую опору и гармоничное взаимодействие. Область медицины, которая занимается заболеваниями опорно-двигательного аппарата, называется ортопедией.
Костная ткань на 2/3 состоит из минеральных солей, на 1/3 из костных клеток и коллагеновых волокон. Минералы делают кости твердыми, а сетка из коллагеновых волокон придает им эластичность и повышает их допустимую нагрузку. С помощью сухожилий мышцы прикрепляются к костям и представляют собой натянутые малоупругие пучки волокон, которые скользят в более рыхлой оболочке.
Непосредственными исполнителями всех движений человека являются мышцы. Однако, сами по себе они не могут осуществлять функцию движения человека. Механическая работа мышц осуществляется через костные рычаги. Поэтому, рассматривая, как человек осуществляет свои движения, мы говорим об его опорно-двигательном аппарате, который включает три относительно самостоятельные системы: костную (или скелет), связочно-суставную (подвижные соединения костей) и мышечную (скелетная мускулатура).
Кости, хрящи и их соединения в совокупности образуют скелет, выполняющий жизненно важные функции: защитную, рессорную и двигательную. Кости скелета принимают участие в обмене веществ и кроветворении.
У новорожденного ребенка насчитывается около 350 хрящевидных костей, состоящих в основном из оссеина. По мере роста кости поглощают фосфат кальция и становятся твердыми. Этот процесс носит название кальцификации.
В организме взрослого человека насчитывается более 200 костей (206-209), в основу классификации которых положены форма, структура и функции костей. По форме кости делят на длинные, короткие, плоские или округлые, по структуре на трубчатые, губчатые и воздухоносные.
В процессе эволюции человека длина и толщина костей изменяется. Сначала происходит увеличение прочности и упругости костей за счет откладывания фосфата кальция в костной ткани. Упругость костной ткани в 20- раз превышает упругость стали. Этот процесс обусловлен химическим составом кости, т.е. содержанием в них органических и минеральных веществ и ее механическим строением. Соли кальция и фосфора придают костям твердость, а органические компоненты упругость и эластичность.
Активный процесс роста костей завершается в возрасте до 15 лет для женщин и 20 лет для мужчин. Тем не менее процесс роста и регенерации костной ткани продолжается на протяжении всей жизни человека.
Для поддержания этого процесса организму требуется постоянно пополнять запасы кальция, фосфора и витамина О.
При недостатке содержания кальция в крови, организм заимствует его из костной ткани, что в конечном итоге делает кости пористыми и ломкими.
С возрастом содержание минеральных веществ, в основном, карбоната кальция становится больше, это приводит к снижению упругости и эластичности костей, обуславливая их хрупкость (ломкость).
Снаружи кость покрыта тонкой оболочкой - надкостницей, плотно соединяющейся с костной тканью. Надкостница имеет два слоя. Наружный плотный слой насыщен сосудами (кровеносными и лимфатическими) и нервами, а внутренний костеобразующий слой, содержащий особые клетки, которые способствуют росту кости в толщину. За счет этих клеток происходит и срастание кости при ее переломе. Надкостница покрывает кость почти на всем ее протяжении, за исключением суставных поверхностей. Рост костей в длину происходит за счет хрящевых частей, расположенных на краях.
Суставы обеспечивают подвижность сочленяющихся костей 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 - синовии,- которая выполняет роль смазки. Связочно-капсульный аппарат и окружающие сустав мышцы укрепляют и фиксируют его.
Основными направлениями движения, которые обеспечивают суставы является: сгибание - разгибание, отведение - приведение, вращение и круговые движения.
Скелет взрослого человека весит около 9 кг и делится на скелет головы, туловища и конечностей. Он состоит из 86 парных и 34 непарных костей. Ограничимся кратким ознакомлением с ними.
Скелет головы называется черепом, который имеет сложное строение. Кости черепа делятся на две группы: кости черепа и кости лица.
В черепе находится мозг и некоторые сенсорные системы: зрительная, слуховая, обонятельная.
Кости лица образуют остов, на котором размещаются начальные отделы дыхательной и пищеварительной систем. Все кости черепа соединены между собой неподвижно, за исключением нижней челюсти, которая соединяется с помощью подвижных суставов.
Верхняя часть черепа образована лобной, теменной, затылочной и височной костями. Внутренняя поверхность приспособлена для размещения головного мозга и органов чувств. На лице хорошо видны носовые кости, ниже которых расположена верхняя челюсть. Форму лица определяет соотношение между скуловыми костями и длиной лица. От этого соотношения оно может быть длинным, узким, коротким или широким.
При занятиях физическими упражнениями и спортом большое значение имеет наличие опорных мест черепа - контрфорсов, которые смягчают толчки и сотрясения при беге, прыжках, спортивных играх.
Непосредственно, с туловищем череп соединяется с помощью двух первых шейных позвонков.
Особо следует сказать о скелете туловища, который состоит из позвоночного столба и грудной клетки. Позвоночный столб состоит из 24 отдельных позвонков (7 шейных, 12 грудных, 5 поясничных), крестца (5 сросшихся позвонков) и копчика (сросшиеся 4-5 позвонков).
Соединение позвонков осуществляется с помощью хрящевидных, упругих, эластичных межпозвонковых дисков и суставных отростков. Каждый позвонок состоит из массивного тела в виде дуги с отходящими отростками. 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 (обычно это у подростков и молодых людей). Коррекция осанки проводится общеразвивающими, силовыми упражнениями, упражнениями на растягивание и плавание.
Наиболее подвижными являются шейные позвонки, менее подвидные грудные. При всей своей прочности позвоночник является относительно слабым звеном скелета.
И, наконец, в основной скелет входит грудная клетка, которая выполняет защитную функцию для внутренних органов и состоит из грудины, 12 пар ребер и их соединений. Пространство ограниченное грудной клеткой и диафрагмой, отделяющей брюшную полость от грудной называется грудной полостью.
Ребра представляют собой плоские дугообразно-изогнутые длинные кости, которые при помощи гибких хрящевидных концов прикрепляются подвижно к грудине. Все соединения ребер очень эластичны, что имеет важное значение для обеспечения дыхания. В полости грудной клетки расположены органы кровообращения и дыхания.
В процессе эволюции человека его скелет подвергался значительным изменениям. Верхние конечности стали органами труда, нижние конечности сохранили функции опоры и движения. Кости верхних и нижних конечностей иногда носят название добавочного скелета.
Скелет верхней конечности состоит из плечевого пояса (2 лопатки, 2 ключицы). Руки в плечевом суставе имеют высокую подвижность. Так как его конгруэнтность незначительна, а капсула сустава тонкая и свободная, связок почти нет, то возможны частые вывихи и повреждения, особенно привычные. Плечевые.кости (2) через локтевой сустав соединяется с предплечьем (2), в состав которого входят две кости: локтевая и лучевая. Кисть имеет ладонную и тыльную поверхности. Костная основа кисти состоит из 27 костей. Непосредственно к предплечью примыкает запястье (8 костей), образуя лучезапястный сустав. Середина кисти составляет пястье (5 костей) и фаланги 5 пальцев. Всего верхние конечности имеют 64 кости.
Скелет нижней конечности состоит из 2х тазовых костей. Таз образован сращиванием трех костей - подвздошной, седалищной и лобковой.
В месте сращивания всех трех тазовых костей образуется суставная впадина, в которую входит головка бедренной кости, образуя тазобедренный сустав. Всего в скелет нижней конечности входит 62 кости.
Костная масса зависит от механических факторов. Правильно организованные занятия и регулярные физические нагрузки и спорт приводят к повышению минералов в кости. Это приводит к утолщению коркового слоя костей, они становятся более прочными. Это имеет важное значение при выполнении упражнений, требующих высокой механической прочности (бег, прыжки и т.д.). Поэтому у спортсменов костная масса значительно больше, чем у людей ведущих малоподвижный образ жизни.
При помощи регулярных занятий физическими упражнениями можно замедлить и даже остановить процесс деминерализации костной массы и в определенной степени восстановить уровень минерализации костей.
Любые физические упражнения лучше, чем никакие. Поскольку кости реагируют повышением плотности на физические нагрузки, к которым они не привыкли. Нагрузки должны быть достаточно высокими.
Физические нагрузки способствуют увеличению мышечной силы, обеспечивающей устойчивость тела, а это снижает риск падений, а, следовательно, переломов кости. Даже при относительно коротких периодах бездеятельности кости начинают терять кальций, их плотность снижается.
Потребление кальция имеет большое значение для здоровых костей взрослого (старше 25 лет) человека. Ежедневно рекомендуется потреблять 800 мг кальция.(зелень, овощи, молоко, йогурт, консервированный лосось и др.). Но потребление кальция или его добавок мало эффективно без использования физических упражнений.
Неправильное построение тренировки может привести к перегрузке опорного аппарата. Однобокость в выборе физических упражнений также может вызвать деформации скелета.
Опорно-двигательный аппарат (ОДА) объединяет костную и мышечную систему, большое число парных и непарных костей, мышц, суставов, связок, мышечных сухожилий.
Твердой опорой тела человека является скелет, состоящий из костей и их соединений. При любых положениях тела (стоя, сидя, лежа) все органы опираются на кости скелета. Скелет защищает от повреждений более глубоко расположенные структуры (например, костный мозг, центральную нервную систему, сердце и др.). Движение костей возможны благодаря действию мышц, прикрепляющихся к ним.
Некоторые части скелета - позвоночник с его функциональными изгибами и суставы нижних конечностей совместно со связочно-мышечным аппаратом осуществляют амортизационные функции.
Помимо опорной, защитной и двигательной функций кости скелета имеют большое значение в минеральном обмене и кроветворении. Именно в костях содержатся основные запасы минеральных веществ организма (кальций, фосфор, и др.), здесь они откладываются в случае их избытка, и отсюда они черпаются при необходимости.
Костный мозг, находящийся в костях, участвует в образовании форменных элементов крови (лейкоциты, эритроциты).
В живом организме кость на 50 % состоит из воды, в состав остальной части входят органические (12,4 %) и неорганические (21,85 %) вещества. Органическим веществом кости является оссеин, неорганическими веществами - известковые соли, а так же хлористый натрий. Неорганические вещества придают костям твердость, органические - гибкость и упругость.
Соотношение органических и неорганических веществ у людей неодинаково и может меняться в зависимости от возраста, условий питания, занятий спортом и пр. В детском возрасте относительное содержание органических веществ в костях больше, вследствие чего, они имеют меньшую твердость и большую гибкость; к старости относительное количество оссеина уменьшается, вместе с тем увеличивается хрупкость костей. Занятие физическими упражнениями способствует улучшению таких механических свойств кости, как сопротивляемость на излом, изгиб, сдавливание, растяжение, скручивание. Следует знать, что как недостаточная, так и избыточная физическая нагрузки тормозят рост костей.
Подвижные соприкосновения костей в области их соприкосновения образуют сустав (локтевой, коленный и др.). На одной из костей, образующий сустав, находится суставная впадина, на другой - соответствующая ей по форме головка. Соединяющиеся в суставе поверхности костей покрыты слоем гиалинового хряща, облегчающего движение одной кости, относительно другой. Эластичность хряща в суставах способствует смягчению ударов и сотрясений при ходьбе, прыжках и других движениях.
Сверху сустав покрыт специальной оболочкой - суставной сумкой. Полость сустава герметически закрыта и имеет небольшой объем, зависящий от формы и размеров сустава. Она заполняется синовиальной (суставной) жидкостью, уменьшающей трение между суставными поверхностями при движении.
Важными структурными образованиями суставов являются внутрисуставные диски, мениски, связки. Внутрисуставные диски (хрящевые образования) обеспечивают большую подвижность в суставе. Мениски улучшают подвижность костей, амортизируют толчки и сотрясения, способствуют разнообразию движений.
Укрепляя суставы, связки одновременно играют роль тормоза, ограничивающего подвижность соединяющихся костей. С помощью физических упражнений можно увеличить эластичность связочного аппарата и степень подвижности в суставе. Степень подвижности суставов зависит от пола, возраста, индивидуальных особенностей, степени тренированности, окружающей температуры и даже время дня.
Отсутствие достаточной двигательной активности приводит к разрыхлению суставного хряща и изменению суставных поверхностей сочленяющихся костей, к появлению болевых ощущений, создаются условия для образования воспалительных процессов.
Кости и соединяющие их элементы составляют пассивную часть опорно-двигательного аппарата. Мышечная система является его активной частью.
Различают три вида мышц: гладкие мышцы внутренних органов, поперечно-полосатые скелетные мышцы и особая поперечно-полосатая сердечная мышца.
Гладкая мышечная ткань выстилает стенки кровеносных сосудов и некоторых внутренних органов. Она обеспечивает сужение или расширение сосудов, осуществляет продвижение пищи по желудочно-кишечному тракту, сокращает стенки мочевого пузыря.
Поперечно-полосатыми скелетные и сердечная мышцы называются потому, что в поле микроскопа они имеют поперечную исчерченность.
Поперечно-полосатая сердечная мышца обеспечивает ритмическую работу сердца на протяжении всей жизни человека автоматически.
Скелетные мышцы обеспечивают сохранение положений тела в пространстве, участвуют в его движении, защищают расположенные под ними внутренние органы, и идущие между ними сосуды и нервы от внешних воздействий; при сокращении мышц выделяется тепловая энергия, поэтому они участвуют в поддержании постоянства температуры тела.
Основой мышц являются белки. Они составляют 80–85 % мышечной ткани. Главным свойством мышечной ткани, как уже говорилось, является сократимость, которая обеспечивается за счет сократительных мышечных белков - актина и миозина.
Строение мышечной ткани достаточно сложно. Мышца имеет волокнистую структуру, каждое волокно - это мышца в миниатюре, совокупность этих волокон и образует мышцу в целом. В свою очередь мышечное волокно состоит из сократительных элементов - миофибрилл. Отдельная часть миофибрилл называется - саркомер.
Каждая миофибрилла по длине делится на чередующиеся светлые и темные участки. Темные участки - протофибриллы, состоящие из длинных цепочек (нитей) молекул белка - миозина, светлые - образованны еще более тонкими белковыми нитями актина. Сокращения мышечного волокна происходит за счет вхождения нитей актина между нитями миозина (теория скольжения). Саркомер укорачивается, как складная подзорная труба; объем его остается неизменным, а поперечник увеличивается.
По своей форме и размерам мышцы очень разнообразны. Есть мышцы длинные и тонкие, короткие и толстые, широкие и плоские. Мышцы, расположенные на туловище, имеют более плоскую форму. Мышцы конечностей характеризуются относительно большей длинной.
Различия в форме мышц связаны с выполняемой ими функцией. Длинные тонкие мышцы (например, длинные сгибатели пальцев руки или ноги), как правило, участвуют в движениях с большой амплитудой. В противоположность им короткие толстые мышцы (например, квадратная мышца поясницы) участвуют в движениях с небольшой амплитудой, но могут преодолевать значительное сопротивление.
Многие мышцы (пары мышц) имеют определенное название, например: широчайшая мышца спины, прямая мышца живота, двуглавая мышца плеч, четырехглавая мышца бедра и др. В сфере физической культуры, говоря о скелетной мускулатуре, чаще всего упоминают мышцы в связи с их двигательными функциями. Так, по функциональному назначению и направлению движений в суставах различают мышцы: сгибатели и разгибатели, приводящие и отводящие, сфинктеры (сжимающие) и расширители. Если мышцы окружают сустав с двух сторон и участвуют в двух направлениях движения, происходит сгибание и разгибание или приведение и отведение. При этом мышцы, действие которых направленно противоположно, называются антагонистами, если же они действуют в одном направлении - синергистами.
В процессе мышечного сокращения химическая энергия превращается в механическую. Источником энергии для мышечного сокращения служат особые органические вещества, богатые потенциальной энергией и способные, расщепляясь, отдавать ее: это аденозинтрифосфорная кислота (АТФ), креатинфосфорная кислота (КрФ), углеводы и жиры.
При этом химические процессы в мышце могут протекать, как при наличии кислорода (в аэробных условиях), так и при его отсутствии (в анаэробных условиях).
Непосредственным источником энергии сокращения мышц является АТФ (табл. 2.1). Однако запасы АТФ в мышцах не велики. Их хватает лишь на одну–две секунды работы. Для продолжения работы мышц требуется постоянное пополнение АТФ. Восстановление ее происходит в анаэробных (безкислородных) условиях - за счет распада креатинфосфата и глюкозы. В аэробных (кислородных) условиях - за счет реакции окисления жиров и углеводов.
Таблица 2.1
Аденозинтрифосфат (АТФ) -
источник энергии для сокращения мышц
|
Пути (источники) превращения энергии |
|
|
при наличии кислорода (в аэробных условиях) |
при отсутствии кислорода (в анаэробных условиях) |
|
Характерен высокой экономичностью. Глубокий распад исходных веществ до конечных продуктов - CO 2 и Н 2 О. Скорости процессов образования и расщепления АТФ равны и находятся в состоянии динамического равновесия |
Характерен высокой скоростью образования АТФ. В клетках и крови накапливается молочная кислота. Быстро развивается метаболический ацидоз, ограничивающий работоспособность |
|
Время развертывания аэробного пути образования АТФ - 3–4 мин (у спортсменов менее 1 мин) |
Время развертывания анаэробного пути образования АТФ - несколько секунд |
|
Продолжительная равномерная мышечная активность |
Кратковременные экстремальные усилия, а также разминочная часть тренировочных занятий |
|
Продолжительность работы – несколько часов |
Предельное время выполнения работы - несколько минут |
Быстрое восстановление АТФ происходит в тысячные доли секунды за счет распада КрФ. Наибольшей эффективности этот путь энергообразования достигает к 5–6 секунде работы, но затем запасы КрФ исчерпываются, так как их в организме немного.
Медленное восстановление АТФ в анаэробных условиях обеспечивается энергией расщепления глюкозы (выделяемой из гликогена) - реакцией гликолиза с образованием в конечном итоге молочной кислоты (лактата) и восстановлением АТФ. Эта реакция достигает наибольшей мощности к концу первой минуты работы. Особое значение этот путь энергообеспечения имеет при высокой мощности работы, которая продолжается от 20 секунд до 1–2 минут (например, при беге на средние дистанции), а также при резком увеличении мощности более длительной и менее напряженной работы (старты и финишные ускорения при беге на длинные дистанции). Ограничение использования углеводов связано не с уменьшением запасов гликогена (глюкозы) в мышцах и печени, а с угнетением реакции гликолиза избытком накопившейся в мышцах молочной кислоты.
Во время продолжительной равномерной мышечной активности происходит аэробная регенерация АТФ, главным образом за счет окислительных процессов. Необходимая для этого энергия выделяется в результате окисления углеводов или жиров. Время развертывания аэробного пути образования АТФ составляет 3–4 минуты (у спортсменов менее 1 минуты), а продолжительность работы может исчисляться даже часами. Этот путь отличается также высокой экономичностью: в ходе такого процесса идет глубокий распад исходных веществ до конечных продуктов - СО 2 и Н 2 О. Скорости процессов образования и расщепления АТФ при этом равны и находятся в состоянии динамического равновесия. Максимальная мощность работы, развиваемая при аэробном ресинтезе АТФ, индивидуальна и зависит от уровня тренированности человека.
Примерно каждый двадцатый - остеоартроз, каждый десятый - регулярно проявляющиеся , а время от времени или же единично их испытывает более 70% населения. Проблемы с опорно-двигательным аппаратом столь часты в основном по причине безответственного отношения к этому аспекту , в то время как меры профилактики почти не требуют особых усилий.
Что это
Опорно-двигательный аппарат человека - это системно взаимосвязанная совокупность , костей (формирующих скелет) и их сочленений, позволяющая человеку управлять (посредством импульсов, передаваемых через нервную систему мозгом) телом, его статикой и динамикой.
Значение опорно-двигательной системы человека сложно переоценить. Человек, чья ОДС не выполняет свои функции, в лучшем случае - инвалид или лежащий пластом паралитик.
Знаете ли вы? Одним из основателей анатомии в ее современном, научном виде был Леонардо да Винчи. Он, наряду с другими учеными и исследователями эпохи Возрождения, проводил вскрытия трупов, чтобы разобраться в строении человеческого тела.
У здорового человека функции ОДА разделяются на механические и биологические.
Основные механические функции
Механические функции связаны с сохранением строения и перемещениями тела в пространстве.
Опорная
Заключается в формировании базиса для остальных частей организма - к скелету крепятся мышцы, ткани и органы. За счет скелета и прикрепленных к нему мышц человек может стоять прямо, его органы сохраняют относительно статичное положение относительно оси симметрии и друг друга.
Защитная
Кости предохраняют наиболее важные внутренние органы от механических повреждений: головной защищен черепом, спинной - позвоночником, внутренние органы грудной клетки ( , легкие и другие) прячутся за ребрами, половые органы закрыты костями таза.
Именно такая защита обеспечивает нам устойчивость к внешним воздействиям, а хорошо тренированные мышцы способны усилить этот эффект.
Знаете ли вы? В момент нашего рождения у нас больше всего костей - 300. Впоследствии некоторые срастаются (и все становятся прочнее) и общее их количество уменьшается до 206.
Двигательная
Наиболее заметная функция опорно-двигательной системы человека. К скелету крепятся создающие мышцы. За счет их сокращений выполняются различные движения: сгибание/разгибание конечностей, ходьба и многое другое.
Собственно, это и является одним из основных отличий представителей биологического царства «Животные» - осознанные и контролируемые перемещения в пространстве.
Рессорная
Смягчение (амортизация) движений за счет строения и положения костей и хрящей.
Обеспечивается как формой костей (например, изгиб стопы, крепкие берцовые кости - эволюционный механизм, наиболее приспособлен для прямохождения и выдерживания веса тела с упором только на одну пару конечностей), так и вспомогательными тканями - хрящи и суставные сумки обеспечивают снижение трения костей в местах их сочленений.
Биологические функции системы
Опорно-двигательной системе также присущи и другие, важные для жизнедеятельности функции.
Кроветворная
Процесс формирования крови происходит в так называемом красном костном мозге, но за счет его местоположения (в трубчатых костях) эту функцию также относят к ОДА.
В красном костном мозге происходит гемопоэз (кроветворение) - создание новых клеток крови, и частично иммунопоэз - созревание клеток, принимающих участие в работе иммунной системы.
Запасающая
В костях скапливается и хранится большое количество необходимых организму веществ, таких как , и . Оттуда они перетекают в другие органы, где и включаются в обменный процесс.
За счет этих веществ обеспечивается прочность костей и их устойчивость к внешним воздействиям, а также скорость срастания после переломов.
Основные проблемы и травмы ОДА
Хотя формирование опорно-двигательной системы происходит в , ее развитие - процесс, продолжающийся всю .
Причины проблем с ОДА, как и их последствия, могут быть разными:- Неправильная нагрузка (недостаточная либо избыточная).
- Воспалительные процессы, поражающие костные ткани, мышцы или хрящи. В зависимости от этиологии и локализации разнится и диагноз.
- Нарушения, связанные с обменом веществ, недостатком либо избытком каких-либо элементов.
- Механические травмы (ушибы, переломы) и последствия неправильного лечения.
Заболевания опорно-двигательной системы
Заболевания, поражающие нашу опорно-двигательную систему, удручают своим многообразием:
- Артрит поражает суставы, может перетекать в артроз.
- Инфекции могут поселиться в околосуставной сумке (бурсит), мышцах (миотит), костном мозге (остеомиелит), на крупных суставах (периартрит).
- Позвоночник может искривляться, голеностоп - терять тонус.
Спортивные травмы
Конечно, при должном «везении», можно упасть и на ровном месте, и при этом сломать себе что-то неожиданное.
Однако, по статистике, наиболее частыми травмами при занятиях спортом являются: растяжения мышц, различные повреждения голени, переломы (в основном страдают ноги) и разрывы (связок, хрящей или сухожилий).
Сохраняем здоровье: как предотвратить неприятности
Чтобы поддерживать организм в тонусе, а ОДА в рабочем и здоровом состоянии, важно знать, какие меры предпринимать для поддержания в норме функций опорно-двигательного аппарата.
Ничего сверхъестественного не требуется:
- Здоровый образ жизни.
- Сбалансированное питание, богатое кальцием и другими минералами и микроэлементами.
- Регулярные физнагрузки, подходящие по возрасту и состоянию здоровья.
- Прогулки на солнце (витамин Д) и свежем воздухе.
- Поддержание оптимальной массы тела (ожирение, как и дистрофия - враги ОДА).
- Удобное рабочее место.
- Регулярные медосмотры.
Как видим, если поддерживать организма в целом, с его системами тоже все будет в порядке. Для этого не обязательно профессионально заниматься спортом.
Достаточно будет не пренебрегать двигательной активностью (в любой удобной вам форме, будь то йога, плавание или обычные прогулки в парке), соблюдать режим дня и поддерживать здоровый рацион питания. Это не так уж и сложно. Не болейте!
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.
с. 1
Опорно-двигательная система
.
К опорно-двигательной системе относятся:
кости , которые выполняют функцию опоры и служат местом прикрепления мышц. Кости составляют скелет или жёсткий каркас, который является пассивной частью опорно-двигательной системы. «Скелет» - перевод лат. «высохший».
мышцы – это активная часть опорно-двигательной системы, сокращение мышц приводит в движение элементы её пассивной части, то есть скелета, в результате этого изменяется положение тела человека в пространстве;
сухожилия и связки - это образования, которые построены из соединительной ткани, сухожилия соединяют мышцы с костями, а связки соединяют кости между собой.
Скелет подразделяют на осевой (позвоночный столб, череп, грудная клетка) и добавочный (кости конечностей и их поясов), в состав скелета входит более 200 костей.
Функции скелета
:
опорная;
защитная (защита внутренних органов);
кроветворная;
запасающая (депо солей)
В скелете подразделяют 3 отдела:
1.скелет головы или череп;
2.скелет туловища;
3.скелет конечностей и их поясов .
Скелет туловища включает позвоночник и грудную клетку .
Позвоночник состоит из 33-34 позвонков и делится на 5 отделов:
шейный – 7 позвонков , 2 первых обеспечивают поворот головы (первый имеет вид кольца, тело редуцировано - атлант, второй имеет зубовидный отросток, который входит в углубление кольца первого эпистофий);
грудной – 12 позвонков , тела этих позвонков соединяются с рёбрами
поясничный – 5 позвонков ;
крестцовый – 5 позвонков , позвонки, наиболее массивные , причёмони срастаются к 20 годам, образуя крестцовую кость;
копчиковый – 4-5 позвонков , эти позвонки обычно недоразвитые, они тоже срастаются и образуют копчиковую кость.
Каждый позвонок состоит из:
тела;
дуги;
7 отростков :
б) 2 поперечных,
в) 2 верхних суставных;
г) 2 нижних суставных.
Между телом позвонка и дугой образуется позвоночное отверстие. Отверстия всех позвонков образуютпозвоночный канал , в котором располагается спинной мозг. Размеры позвонков увеличиваются от шейного к поясничному отделу, что связано с возрастанием нагрузки на позвонки. Между телами позвонков расположены прослойки из хрящевой ткани.
В связи с прямохождением позвоночник у человека образует 4 изгиба , 2 (шейный и поясничный) направленывыпуклостью вперёд – это лордозы , а 2 (грудной и крестцовый) направлены выпуклостью назад – это кифозы. Изгибы участвуют в поддержании равновесия, обеспечивают увеличение размеров грудной клетки, придают позвоночнику упругость при ходьбе, беге, прыжках и ослабляют сотрясение головы при движениях. Дети рождаются с почти прямым позвоночником, развитие шейного изгиба связано с удерживанием головы, развитие грудного изгиба – с сидением, а поясничного и крестцового – со стоянием и ходьбой. У детей часто появляются патологические изгибы позвоночника, например, при длительном согнутом положении позвоночника и слабости спинных мышцувеличивается изгиб в грудном отделе позвоночника, или в результате длительного неподвижного сидения за партой и неправильной косой посадки появляется искривление позвоночника в сторону .
осанка – это привычное положение тела при стоянии, ходьбе, сидении и работе;
сутулость – это слишком выраженный грудной кифоз;
сколиоз – это асимметричность плечей, лопаток и таза;
остеохондроз развивается в результате неправильной осанки и сопровождается:
Снижением обмена веществ
Уменьшением жизненной емкости легких;
Появлением головной боли, повышенной утомляемости.
Грудная клетка образована:
грудиной , которая состоит из:
1)рукоятки (к ней прикрепляются ключицы);
2)тела , к которому прикрепляются рёбра;
3)мечевидного отростка .
рёбрами:
б) VIII, IX, X – ложные, их рёберные хрящи соединены с хрящами вышележащих рёбер;
в) XI XII –колеблющиеся,
эти рёбра свободно заканчиваются в мягких тканях;
грудным отделом позвоночника, который состоит из 12 позвонков, к которым прикреплены 12 пар рёбер.
В грудной клетке располагаются внутренние органы: сердце, кровеносные сосуды, лёгкие, трахея, пищевод. Грудная клетка принимает участие в дыхательных движениях за счёт поднятия и опускания рёбер. В связи с прямохождением у человека грудная клетка плоская и широкая. Под влиянием физических упражнений её размеры могут увеличиваться. А при неправильной посадке и опоре на парту у детей может возникнуть деформация грудной клетки, что в свою очередь сказывается на работе внутренних органов.
Скелет головы или череп
состоит из 23
костей и образует 2 отдела: мозговой и лицевой, мозговой отдел преобладает над лицевым.
Мозговой отдел всего 8 костей ):
2 парные теменные;
2 парные височные, внутри височной кости расположен орган слуха и равновесия, каждая из них состоит из каменистой, чешуйчатой и барабанной;
непарная лобная;
непарная затылочная, имеет большое затылочное отверстие;
непарная решётчатая ;
непарная клиновидная – основная (эти 2 кости расположены в основании черепа), она имеет углубление турецкое седло , в котором расположен гипофиз – железа внутренней секреции.
Лицевой отдел состоит из следующих костей (всего 15 костей );
6 парных:
скуловая, носовая,
слёзная,
небная (перегородка между носовой и ротовой полостью и образована верхнечелюстными и небными костями),
нижняя носовая раковина;
3 непарных: нижняя челюсть, сошник (образует нижнюю часть перегородки носа), подъязычная кость соединяется с хрящами гортани .
Единственный сустав черепа образован нижней челюстью и височной костью.
Костная альвеола – это ячейка в черепных костях в которых находятся корни зубов (верхняя и нижняя челюсть).
Скелет конечностей состоит из поясов, которые прикрепляют конечности к осевому скелету и скелета свободной конечности.
Скелет пояса верхней конечности
:
2 лопатки – плоская, треугольная кость;
2 ключицы – S-образные кости, один конец соединён с грудиной, другой с лопаткой.
Скелет свободной верхней конечности :
плечо - плечевая кость ;
предплечье - локтевая и лучевая кости;
кисть – кости запястья (8 мелких костей, расположенных в 2 ряда), кости пястья (5), фаланги пальцев .
Скелет пояса нижней конечности :
тазовые кости , которые образовались в результате срастания подвздошной, седалищной и лобковой, тазовые кости сзади сращены с крестцом, а впереди соединены с помощью хряща. В связи с прямохождением таз у человека шире и массивнее, чем у животных.
Скелет свободной нижней конечности:
бедро – бедренная кость ;
голень – большая берцовая и малая берцовые кости;
стопа – кости предплюсны (7 - пяточная, таранная, ладьевидная, кубовидная, 3 клиновидные), кости плюсны (5) и фаланги пальцев. Стопа у человека сводчатая, что смягчает толчки при ходьбе и позволяет равномерно распределять тяжесть тела.
В скелете человека три типа соединения костей
:
неподвижное (синартроз) или непрерывное обеспечивает способность выдерживать наибольшие нагрузки, осуществляется с помощью:
б) срастание (кости таза с крестцом, крестцовые позвонки);
полуподвижное или полусустав – это соединение при помощи хрящей (соединение позвонков, рёбер с грудиной;
подвижное (диартроз) соединение или прерывные соединения – это сустав , такое соединение является преобладающим.
Каждый сустав состоит из:
суставных поверхностей , которые покрыты гладким суставным хрящом, обычно одна суставная поверхность выпуклая или головка, а другая – вогнутая или впадина.
суставной сумки , которая охватывает суставные поверхности, образуя полость сустава;
суставной полости , в которой находится суставная или синовиальная жидкость, служащая для уменьшения трения между костями.
По форме суставных поверхностей все суставы делятся на 4 типа:
плоские (между костями запястья и пястья) – движения сильно ограничены;
цилиндрические (между локтевой и лучевой костями);
эллиптические (между костями кисти и предплечья);
шаровидные (плечевой сустав) – движения вокруг 3 осей.
По характеру движения :
одноосные – межфаланговые, соединение 1-2 шейных позвонков;
двуосные – эллипсовидные – лучезапястные – голеностопный сустав;
трёхосные - плечевые.
По числу суставных поверхностей суставы делятся на:
простые – 2 суставные поверхности (межфаланговые);
сложные – 3 суставных поверхности (локтевой);
комбинированные – 2 и более суставов работают одновременно (височно-нижнечелюстной);
(коленный).
На костях имеются бугорки апофизы – места прикрепления сухожилий мышц.
Особенности скелета человека :
1.череп «насажен» сверху, а не подвешен спереди, как у животных;
2.лицевой отдел меньше, мозгового;
3.на нижней челюсти – подбородочный выступ – в связи с речевой деятельностью;
4.позвоночный столб имеет изгибы;
5.масса позвонков увеличивается от шейного отдела к поясничному;
6.грудная клетка плоская и широкая;
7.таз – широкий и массивный;
8.массивные нижние конечности;
9.стопа сводчатая;
10.противопоставление большого пальца остальным – в связи с трудовой деятельностью.
Химический состав кости:
белок оссеин – около 12 %, придаёт кости упругость;
белок коллаген – придает эластичность кости;
вода – около 20 %;
неорганические вещества (соли кальция, фосфора, магния) – около 21 %, определяют прочность, но с возрастом количество этих веществ увеличивается и они становятся хрупкими (2:3);
жир – около 15 %.
углеводы
ферменты
Кости делятся на:
трубчатые – имеют вид цилиндров с утолщенными краевыми концами : а) длинные (бедренная, плечевая), б) короткие фаланги пальцев, кости плюсны и пясти);
губчатые – состоят из губчатого вещества, покрытым тонким слоем компактного :
б) короткие (тела позвонков), кости запястья;
в) сесамовидные
- расположены в сухожилиях мышц, около некоторых суставов (надколенник - не
входит в коленный сустав
);
смешанные - в них есть как губчатые, так и трубчатые элементы (кости основания черепа, позвонки).
В образовании кости принимает участие несколько видов тканей, но основная – это костная ткань, которая является разновидностью соединительной ткани. Она состоит из клеток, межклеточного вещества и волокон.
Клетки костной ткани:
остеобласты , расположены на поверхности кости в надкостнице, они участвуют в образовании костного вещества, молодые клетки;
остеоциты расположены в толще кости – зрелые;
остеокласты осуществляют рассасывание кости.
Структурным элементом кости является остеон – это система пластинок, которые как бы вставлены друг в друга, как цилиндры, костные пластинки образованы костными клетками остеоцитами с большим количеством отростков, твёрдым межклеточным веществом и расположенными в нём волокнами .В центре остеона расположенгаверсов канал , в котором проходят сосуды и нервы. Между остеонами располагаются вставочные пластинки .
Из остеонов и вставочных пластинок образованы более крупные образования – это перекладины и балки .
Компактное вещество образовано :
Плотно расположенными перекладинами и балками;
характеризуется :
Расположением костных пластинок вдоль сосудов и нервов, образующие правильные цилиндры;
Находится:
В диафизах длинных трубчатых костей.
Губчатое вещество образовано :
Перекладинами и балками, но между ними есть пространства, заполненные костным мозгом;
Характеризуется:
Пересечением костных пластинок между собой в различных направлениях;
Снаружи кость покрыта соединительнотканной оболочкой надкостницей,которая с остеобластами обеспечивает рост кости в ширину (толщину) , далее расположено компактное вещество, затем губчатое.
На поверхности кости расположены выросты, к которым прикрепляются мышцы и связки.
Диафиз тело кости:
Центральная часть трубчатой кости;
Снаружи покрыт надкостницей – соединительнотканная оболочка;
С возрастом внутри образуется канал, в котором находится желтый костный мозг – жировые клетки;
Депо солей;
Эпифиз :
Расширенная часть диафиза трубчатой кости;
Покрыт гладким суставным хрящом;
Внутри представлен красным костным мозгом – ретикулярная ткань;
У новорожденных вся трубчатая кость, без исключения, внутри представлена красным костным мозгом;
Метафиз :
Временная перегородка между эпифизами и диафизом;
Представлена хрящом;
Осуществляется рост кости в длину;
Исчезает к 20-25 годам за счет срастания эпифизов с диафизом.
У взрослого человека постоянно наблюдается замена костного вещества, хотя роста кости ни в длину, ни в толщину не наблюдается.
Рост костей регулирует гормон гипофиза- гормон роста (соматотропный гормон , СТГ , соматотропин , соматропин ) .
- при усиленном его выделении в юношеском возрасте гигантизм ;
При недостатке – карликовость ;
У взрослого – акромегалия - непропорциональное разрастание отдельных костей.
В зависимости от нагрузки на скелет может наблюдаться утолщение
некоторых костей, например, у балерины утолщаются кости больших пальцев стопы.
с. 1
