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
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.
Опорно-двигательную систему, нередко называют костно-мышечной, поскольку скелет и мышцы функционируют вместе. Они определяют форму тела, обеспечивают опорную, защитную и двигательную функции.
— самая активная часть опорно-двигательного аппарата, они крепятся к скелету и заведуют всеми движениями человека, потому что они умеют сокращаться.
Кости выполняют роль пассивных рычагов.
Большинство костей скелета соединено подвижно с помощью суставов. Мышца прикрепляется одним концом к одной кости, образующей сустав, другим концом – к другой кости. При сокращении мышца приводит кости в движение. Благодаря мышцам противоположного действия, кости могут не только совершать те или иные движения, но и фиксироваться относительно друг друга.
Кости и мышцы принимают участие в обмене веществ, в частности в обмене фосфора и кальция.
ФУНКЦИИ
Опорная функция проявляется в том, что кости скелета и мышцы образуют прочный каркас, определяющий положение внутренних органов и не дающий им возможности смещаться.
Защитную функцию выполняют кости скелета, которые защищают органы от травм. Так, спинной и головной мозг находятся в костном «футляре»: головной мозг защищён черепом, спинной – позвоночником.
Грудная клетка закрывает сердце и лёгкие, дыхательные пути, пищевод и крупные кровеносные сосуды. Органы брюшной полости сзади защищены позвоночником, снизу – тазовыми костями, спереди — мышцами брюшного пресса.
Двигательная функция возможна только при условии взаимодействия мышц и костей скелета, так как мышцы приводят в движение костные рычаги.
ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ КОСТЕЙ
Химический состав кости человека состоит из:
- Органические вещества
- Минеральные вещества
Гибкость кости зависит от наличия органических веществ, твёрдость – от неорганических.
Наиболее прочные кости у человека в его зрелом возрасте (от 20 до 40 лет).
У детей в костях относительно велика доля органических веществ. Поэтому детские кости редко ломаются. У пожилых людей в костях увеличивается доля минеральных веществ. Поэтому их кости становятся более ломкими.
ТИПЫ КОСТЕЙ
По типу строения различают:
- Трубчатые
- Губчатые
- Плоские кости
Трубчатые кости: служат длинными прочными рычагами, за счёт которых человек может передвигаться в пространстве или поднимать тяжести. К трубчатым костям относятся кости плеча, предплечья, бедра и голени. Рост трубчатых костей завершается к 20-25 годам.
Губчатые кости: в основном несут опорную функцию. К губчатым костям относятся кости тел позвонков, грудины, мелкие кости кисти и стопы.
Плоские кости: выполняют в основном защитную функцию. К плоским костям относятся кости, образующие свод черепа.
МЫШЦЫ
Скелетные мышцы, способны действовать только по сигналам, приходящим из центральной нервной системы.
Энергия, необходимая для сокращения, выделяется при распаде и окислении органических веществ самого мышечного волокна. При этом образуются богатые энергией соединения, способные восстанавливать мышечные волокна во время отдыха.
При работе, близкой к предельной, полноценном питании и достаточном отдыхе, образование новых веществ и структур в мышечных волокнах, обгоняет распад.
За счёт этого происходит тренировочный эффект: мышца становится более мощной и более трудоспособной. Малая подвижность человека — гиподинамия — приводит к ослаблению мышц и всего организма в целом.
ЗАБОЛЕВАНИЯ КОСТНО-МЫШЕЧНОГО АППАРАТА
Гиподинамия — не единственная причина, вызывающая нарушения в скелете. Неправильное питание, недостаток витамина D, заболевания паращитовидных желез — вот далеко не полный перечень причин, нарушающих функцию скелета, особенно у детей. Так, при недостатке в пище витамина D у ребёнка развивается рахит.
При этом уменьшается поступление в организм кальция и фосфора, вследствие чего кости ног под действием тяжести тела искривляются. За счёт неправильного окостенения образуются утолщения на рёбрах, головках пальцевых костей, нарушается нормальный рост черепа.
При рахите страдает не только скелет, но и мышцы, эндокринная и нервная системы. Ребёнок становится раздражительным, плаксивым, пугливым. Витамин D может образовываться в организме под влиянием ультрафиолетовых лучей, поэтому солнечные ванны и искусственное облучение кварцевой лампой предупреждают развитие рахита.
Причиной заболевания суставов могут стать очаги гнойной инфекции при поражении миндалин, среднего уха, зубов и т. д. Грипп, ангина, сильное переохлаждение могут предшествовать заболеванию одного или нескольких суставов. Они припухают, болят, движения в них затрудняются. В суставах нарушается нормальный рост костной и хрящевой ткани, в особо тяжелых случаях сустав теряет подвижность. Вот почему важно следить за состоянием зубов, горла и носоглотки.
Повредить суставы можно и чрезмерной тренировкой. При длительном катании на лыжах, беге, прыжках происходит истончение суставного хряща, иногда страдают коленные мениски. В коленном суставе между бедренной и большой берцовой костями находятся хрящевые прокладки — мениски.
Каждый коленный сустав имеет два мениска — левый и правый. Внутри хрящевого мениска находится жидкость (). Она амортизирует резкие толчки, которые тело испытывает при движениях. Нарушение целостности менисков вызывает резкую боль и сильную хромоту.
НАША ОПОРНО-ДВИГАТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА ЛЮБИТ:
НАША ОПОРНО-ДВИГАТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА НЕ ЛЮБИТ:
- Сидячий и малоподвижный образ жизни, который приводит к атрофии мышц.
- Скудное питание , из-за чего возникает нехватка микро- и макро-элементов, в частности кальция и кремния.
- Лишний вес. Лишний вес оказывает чрезмерную нагрузку на суставы, в результате чего они очень быстро изнашиваются.
- Травмы. Травмы способствуют длительному и вынужденному ограничению движений. В результате которых начинают страдать не только мышцы и суставы, но и правильная выработка суставной жидкости, или, как её ещё называют — синовиальная жидкость.
К опорно-двигательному аппарату относятся скелет и мышцы, объединенные в единую костно-мышечную систему. Функциональное значение этой системы заложено в самом ее названии. Скелет и мышцы являются опорными структурами организма, ограничивающими полости, в которых расположены внутренние органы. С помощью опорно-двигательного аппарата осуществляется одна из важнейших функций организма – движение.
Опорно-двигательный аппарат разделяют на пассивную и активную части. К пассивной части относят кости и их соединения, от которых зависит характер движений частей тела, но сами они выполнять движения не могут. Активную часть составляют скелетные мышцы, которые обладают способностью к сокращению и приводят в движение кости скелета (костные рычаги).
Специфика аппарата опоры и движений человека связана с вертикальным положением его тела, прямохождением и трудовой деятельностью. Приспособления к вертикальному положению тела имеются в строении всех отделов скелета: позвоночника, черепа и конечностей. Чем ближе к крестцу, тем массивнее позвонки (поясничные), что вызвано большой нагрузкой на них. В том месте, где позвоночник, принимающий на себя тяжесть головы, всего туловища и верхних конечностей, опирается на тазовые кости, позвонки (крестцовые) срослись в одну массивную кость - крестец. Изгибы создают наиболее благоприятные условия для поддержания вертикального положения тела, а также для выполнения рессорных, пружинящих функций при ходьбе и беге.
Нижние конечности человека выдерживают большую нагрузку и целиком принимают на себя функции передвижения. Они имеют более массивный скелет, крупные и устойчивые суставы и сводчатую стопу. Развитые продольные и поперечные своды стопы имеются только у человека. Точками опоры стопы являются головки плюсневых костей спереди и пяточный бугор сзади. Пружинящие своды стопы распределяют тяжесть, приходящуюся на стопу, уменьшают сотрясения и толчки при ходьбе, сообщают плавность походке. Мышцы нижней конечности обладают большей силой, но вместе с тем и меньшим разнообразием в своем строении, чем мышцы верхней конечности.
Освобождение верхней конечности от функций опоры, приспособление их к трудовой деятельности привели к облегчению скелета, наличию большого количества мышц и подвижности суставов. Рука человека приобрела особую подвижность, которая обеспечивается длинными ключицами, положением лопаток, формой грудной клетки, строением плечевого и других суставов верхних конечностей. Благодаря ключице верхняя конечность отставлена от грудной клетки, в результате чего рука приобрела значительную свободу в своих движениях.
Лопатки расположены на задней поверхности грудной клетки, которая уплощена в передне-заднем направлении. Суставные поверхности лопатки и плечевой кости обеспечивают большую свободу и разнообразие движений верхних конечностей, их большой размах.
В связи с приспособлением верхних конечностей к трудовым операциям их мускулатура функционально более развита. Подвижная кисть человека приобретает особое значение для трудовых функций. Большая роль в этом принадлежит первому пальцу кисти благодаря его большой подвижности и способности противопоставляться остальным пальцам. Функции первого пальца настолько велики, что при его утрате кисть почти теряет способность захватывать и удерживать предметы
Значительные изменения в строении черепа также связаны с вертикальным положением тела, с трудовой деятельностью и речевыми функциями. Мозговой отдел черепа явно преобладает над лицевым. Лицевой отдел менее развит и располагается над мозговым. Уменьшение размеров лицевого черепа связано с относительно небольшими размерами нижней челюсти и других его костей.
Каждая кость как орган состоит из всех видов тканей, однако главное место занимает костная ткань , являющаяся разновидностью соединительной ткани.
Химический состав костей сложный. Кость состоит из органических и неорганических веществ. Неорганические вещества составляют 65-70% сухой массы кости и представлены главным образом солями фосфора и кальция. В малых количествах кость содержит более 30 других различных элементов. Орг. вещества, получившие название оссеин , составляют 30-35% сухой массы кости. Это костные клетки, коллагеновые волокна. Эластичность, упругость кости зависит от ее органических веществ, а твердость - от минеральных солей. Сочетание неорганических и органических веществ в живой кости придает ей необычайные крепость и упругость. По твердости и упругости кость можно сравнить с медью, бронзой, чугуном. В молодом возрасте, у детей кости более эластичные, упругие, в них больше органических веществ и меньше неорганических. У пожилых, старых людей в костях преобладают неорганические вещества. Кости становятся более ломкими.
У каждой кости выделяют плотное (компактное) и губчатое вещество. Распределение компактного и губчатого вещества зависит от места в организме и функции костей.
Компактное вещество находится в тех костях и в тех их частях, которые выполняют функции опоры и движения, например в диафизах трубчатых костей и местах, где при большом объеме требуется сохранить легкость и вместе с тем прочность, образуется губчатое вещество, например в эпифизах трубчатых костей.
Губчатое вещество находится также в коротких (губчатых) и плоских костях. Костные пластинки образуют в них неодинаковой толщины перекладины (балки), пересекающиеся между собой в различных направлениях. Полости между перекладинами (ячейки) заполнены красным костным мозгом. В трубчатых костях костный мозг находится в канале кости, называемом костномозговой полостью. У взрослого человека различают красный и желтый костный мозг. Красный костный мозг заполняет губчатое вещество плоских костей и эпифизов трубчатых костей. Желтый костный мозг (ожиревший) находится в диафизах трубчатых костей.
Вся кость, за исключением суставных поверхностей, покрыта надкостницей, или периостом. Она представляет собой тонкую соединительнотканную оболочку, имеющую вид пленки и состоящую из двух слоев – наружного, волокнистого, и внутреннего, костеобразующего.Суставные поверхности кости покрыты суставным хрящом.
Различают кости трубчатые (длинные и короткие), губчатые, плоские, смешанные и воздухоносные (рис. 10).
Трубчатые кости - это кости, которые расположены в тех отделах скелета, где совершаются движения с большим размахом (например, у конечностей). У трубчатой кости различают ее удлиненную часть (цилиндрическую или трехгранную среднюю часть) - тело кости, или диафиз, и утолщенные концы - эпифизы. На эпифизах располагаются суставные поверхности, покрытые суставным хрящом, служащие для соединения с соседними костями. Участок кости, расположенный между диафизом и эпифизом, называется метафизом. Среди трубчатых костей выделяют длинные трубчатые кости (например, плечевая, бедренная, кости предплечья и голени) и короткие (кости пясти, плюсны, фаланги пальцев). Диафизы построены из компактной, эпифизы - из губчатой кости, покрытой тонким слоем компактной.
Губчатые (короткие) кости состоят из губчатого вещества, покрытого тонким слоем компактного вещества. Губчатые кости имеют форму неправильного куба или многогранника. Такие кости располагаются в местах, где большая нагрузка сочетается с большой подвижностью. Это кости запястья, предплюсны.
Рис. 10. Виды костей:
1 – длинная (трубчатая) кость; 2 – плоская кость; 3 – губчатые (короткие) кости; 4 – смешанная кость
Плоские кости построены из двух пластинок компактного вещества, между которыми расположено губчатое вещество кости. Такие кости участвуют в образовании стенок полостей, поясов конечностей, выполняют функцию защиты (кости крыши черепа, грудина, ребра).
Смешанные кости имеют сложную форму. Они состоят из нескольких частей, имеющих различное строение. Например, позвонки, кости основания черепа.
Воздухоносные кости имеют в своем теле полость, выстланную слизистой оболочкой и заполненную воздухом. Например, лобная, клиновидная, решетчатая кость, верхняя челюсть.
Все соединения костей делятся на три большие группы. Это непрерывные соединения, полусуставы, или симфизы, и прерывные соединения, или синовиальные соединения.
1. Непрерывные соединения костей образованы с помощью различных видов соединительной ткани. Эти соединения прочные, эластичные, но имеют ограниченную подвижность. Непрерывные соединения костей делятся на фиброзные, хрящевые и костные.
Фиброзные соединения:
К хрящевым соединениям (синхондрозам) относятся соединения с помощью хрящей. Например, соединения тел позвонков друг с другом, соединения ребер с грудиной.
Костные соединения (синостозы) появляются по мере окостенения синхондрозов между эпифизами и диафизами трубчатых костей, отдельными костями основания черепа, костями, составляющими тазовую кость, и др.
2. Симфизы также являются хрящевыми соединениями. В толще образующего их хряща имеется небольшая щелевидная полость, содержащая немного жидкости. К симфизам относится лобковый симфиз.
3. Суставы, или синовиальные соединения , представляют собой прерывные соединения костей, прочные и отличающиеся большой подвижностью. Все суставы имеют следующие обязательные анатомические элементы: суставные поверхности костей, покрытые суставным хрящом; суставная капсула; суставная полость; синовиальная жидкость (рис. 11).
Рис. 11. Соединения костей:
а – синдесмоз; б – синхондроз; в – сустав; 1– надкостница; 2 – кость; 3 – волокнистая соединительная ткань; 4 – хрящ; 5 – синовиальный слой; 6 – фиброзный слой сумки; 7– суставные хрящи; 8 – полость сустава
В скелете человека различают четыре отдела: скелет головы (череп), скелет туловища, скелет верхних и нижних конечностей (рис. 12).
Рис. 12. Скелет человека. Вид спереди:
1 – череп; 2 – позвоночный столб; 3 – ключица; 4 – ребро; 5 – грудина; 6 – плечевая кость; 7 – лучевая кость; 8 – локтевая кость; 9 – кости запястья; 10 – пястные кости; 11 – фаланги пальцев кисти; 12 – подвздошная кость; 13 – крестец; 14 – лобковая кость; 15 – седалищная кость; 16 – бедренная кость; 17 – надколенник; 18 – большеберцовая кость; 19 – малоберцовая кость; 20 – кости предплюсны; 21 – плюсневые кости; 22 – фаланги пальцев стопы
Скелет туловища включает позвоночник, грудину и ребра.
Позвоночный столб является основным стержнем, костной осью тела и его опорой. Он защищает спинной мозг, составляет часть стенок грудной, брюшной и тазовой полостей и, наконец, участвует в движении туловища и головы.
Позвоночник новорожденного, как и взрослого, состоит из 32-33 позвонков (7 шейных, 12 грудных, 5 поясничных, 5 крестцовых и 3-4 копчиковых). Особенностью позвоночника ребенка первого года жизни является практическое отсутствие изгибов. Они формируются постепенно, в процессе индивидуального развития ребенка. Первой образуется шейная кривизна (выпуклостью вперед, лордоз), когда у ребенка появляется возможность удерживать в вертикальном положении голову. К концу первого года жизни формируется поясничная кривизна (также выпуклостью вперед), необходимая для реализации позы стояния и акта прямохождения. Грудная кривизна (выпуклостью назад, кифоз) формируется позже. Позвоночник ребенка этого возраста еще очень эластичен, и в лежачем положении его изгибы сглаживаются. Недостаток двигательной активности в этом возрасте отрицательно сказывается на развитии нормальной кривизны позвоночного столба.
Изгибы позвоночного столба человека являются приспособлениями для сохранения равновесия при вертикальном положении тела и пружинящим механизмом для устранения толчков для тела, головы и головного мозга при ходьбе, прыжках и других резких движениях.
Рост позвоночника наиболее интенсивно происходит в первые два года жизни. При этом сначала все отделы позвоночника растут относительно равномерно, а, начиная с 1,5 лет рост верхних отделов – шейного и верхнегрудного – замедляется, и увеличение длины происходит в большей мере за счет поясничного отдела. Следующий этап ускорения роста позвоночника – период «полуростового» скачка. Последнее вытягивание позвоночника происходит на начальных этапах полового созревания, после чего рост позвонков замедляется.
Окостенение позвоночников продолжается в течение всего детского возраста, причем до 14 лет окостеневают только их средние части. Завершается окостенение позвонков только к 21-23 годам. Изгибы позвоночника, начавшие формироваться на 1-м году жизни, полностью формируются в возрасте 12 –14 лет, т. е на начальных стадиях полового созревания.
Кости грудной клетки представлены 12 парами ребер и грудиной, а также грудными позвонками. Семь пар верхних ребер передними своими концами достигают грудины. Эти ребра называют истинными ребрами . 8-10 ребра грудины не достигают, они соединяются с вышележащими ребрами, поэтому они получили название ложных ребер . 11 и 12 ребра заканчиваются в мышцах передней брюшной стенки, их передние концы остаются свободными. Эти ребра отличаются большой подвижностью, их называют колеблющимися ребрами.
Грудина, 12 пар ребер и 12 грудных позвонков, соединяясь между собой при помощи суставов, хрящевых соединений и связок, образуют грудную клетку.
У новорожденного грудная клетка имеет коническую форму, причем ее размер от грудины до позвоночника больше, чем поперечный. У взрослого человека – наоборот. По мере роста ребенка форма грудной клетки меняется. Коническая форма грудной клетки после 3-4 лет сменяется на цилиндрическую, а к 6 годам пропорции грудной клетки становятся похожими на пропорции взрослого человека. К 12-13 годам грудная клетка приобретает ту же форму, что у взрослого.
Скелет верхних конечностей состоит из пояса верхних конечностей (плечевого пояса) и свободных верхних конечностей. Пояс верхних конечностей с каждой стороны имеет две кости – ключицу и лопатку. Со скелетом туловища соединяется суставом только ключица. Лопатка как бы вставлена между ключицей и свободной частью верхней конечности.
Скелет свободной части верхней конечности состоит из плечевой кости, костей предплечья (локтевая, лучевая кости ) и кисти (кости запястья, пясти и фаланги пальцев) .
Окостенение свободных конечностей продолжается до 18-20 лет, причем ранее всего окостеневают ключицы (практически еще внутриутробно), затем – лопатки и последними – кости кисти. Именно эти мелкие кости служат объектом рентгенографического исследования при определении «костного» возраста. На рентгенограмме эти мелкие косточки у новорожденного только намечаются и становятся ясно видимыми только к 7 годам. К 10-12 годам выявляются половые различия, которые заключаются в более быстром окостенении у девочек по сравнению с мальчиками (разница составляет примерно 1 год). Окостенение фаланг пальцев завершается в основном к 11 годам, а запястья – в 12 лет, хотя отдельные зоны продолжают оставаться не окостеневшими до 20-24 лет.
Скелет нижних конечностей состоит из пояса нижних конечностей (парная тазовая кость) и свободной части нижних конечностей (кости бедра – бедренная кость, голени – большеберцовая и малоберцовая кость, и стопы – кости предплюсны, плюсны и фаланг пальцев). Таз состоит из крестца и неподвижно соединенных с ним двух тазовых костей. У детей каждая тазовая кость состоит из трех самостоятельных костей: подвздошной, лобковой, седалищной. Их сращение и окостенение начинается с 5-6 лет, а завершается к 17-18 годам. Крестец у детей также еще состоит из несросшихся позвонков, которые соединяются в единую кость в подростковом возрасте. Половые различия в строении таза начинают проявляться в возрасте 9 лет. Порядок и сроки окостенения свободных нижних конечностей в целом повторяют закономерности, характерные для верхних.
Череп, образованный парными и непарными костями, защищает от внешних воздействий головной мозг и органы чувств, дает опору начальным отделам пищеварительной и дыхательной систем и образует вместилища для органов чувств.
Череп условно подразделяют на мозговой и лицевой отделы . Мозговой череп является вместилищем для головного мозга. С ним неразрывно связан лицевой череп, служащий костной основой лица и начальных отделов пищеварительной и дыхательной систем.
Мозговой отдел черепа взрослого человека состоит из четырех непарных костей - лобной, затылочной, клиновидной, решетчатой и двух парных – теменной и височной.
В образовании лицевого отдела черепа участвуют 6 парных костей (верхнечелюстная, небная, скуловая, носовая, слезная, нижняя носовая раковина), а также 2 непарные (сошник и нижняя челюсть). К лицевому отделу черепа относится также подъязычная кость.
Череп новорожденного состоит из нескольких отдельных костей, соединенных мягкой соединительной тканью. В тех местах, где сходятся 3-4 кости, эта перепонка особенно велика, такие зоны называют родничками . Благодаря родничкам кости черепа сохраняют подвижность, что имеет важнейшее значение при родах, так как голова плода в процессе родов должна пройти через очень узкие родовые пути женщины. После рождения роднички зарастают в основном к 2-3 месяцам, но самый большой из них – лобный – только к возрасту 1,5 лет.
Мозговая часть черепа детей значительно более развита, чем лицевая. Интенсивное развитие лицевой части происходит в период полуростового скачка, и особенно – в подростковом периоде под воздействием гормона роста. У новорожденного объем мозгового отдела черепа в 6 раз больше объема лицевого, а у взрослого – в 2-2,5 раза.
Голова ребенка относительно очень велика. С возрастом существенно изменяется соотношение между высотой головы и ростом.
Скелетная мышца – это орган, образованный поперечно-полосатой мышечной тканью и содержащий соединительную ткань, нервы и сосуды. Мышцы прикрепляются к костям скелета и при своем сокращении приводят костные рычаги в движение. Мышцы удерживают положение тела и его частей в пространстве, перемещают костные рычаги при ходьбе, беге и других движениях, выполняют глотательные, жевательные и дыхательные движения, участвуют в артикуляции речи и мимике, вырабатывают тепло.
Каждая мышца состоит из большого числа мышечных волокон, собранных в пучки и заключенных в соединительнотканные оболочки; множество пучков образуют единую мышцу. В каждой скелетной мышце различают активно сокращающуюся часть – брюшко и несокращающуюся часть - сухожилия. Брюшко обильно оплетено кровеносными сосудами, здесь интенсивно идет обмен веществ. Сухожилия представляют собой плотные тяжи из соединительной ткани, неупругие и нерастяжимые, с помощью которых мышцы прикрепляются к костям. Они меньше снабжаются кровью и обмен веществ здесь вялый. Снаружи мышца покрыта соединительно-тканным футляром – фасцией .
Общепринятой классификации мышц нет. Они подразделяются по их положению в теле человека, форме и функции.
Классификация мышц
Мышцы тела человека развиваются из среднего зародышевого листка (мезодермы). Мышцы в онтогенезе растут иначе, чем другие ткани: если у большинства этих тканей по мере развития снижаются темпы роста, то у мышц максимальная скорость роста приходится на заключительный пубертатный скачок роста. В то время как, например, относительная масса мозга у человека от рождения до взрослого состояния снижается с 10 до 2 %, относительная масса мышц возрастает с 22 до 40 %.
Интенсивный рост волокон наблюдается до 7 лет и в пубертатном периоде. Начиная с 14-15 лет микроструктура мышечной ткани практически не отличается от микроструктуры взрослого человека. Однако утолщение мышечных волокон может продолжаться до 30-35 лет.
Более крупные мышцы формируются всегда раньше мелких. Например, мышцы предплечья и плеча формируются быстрее мелких мышц кисти.
С возрастом изменяется мышечный тонус. У новорожденного он повышен, а мышцы, вызывающие сгибание конечностей, преобладают над мышцами-разгибателями, поэтому движения детей достаточно скованны. С возрастом увеличивается тонус мышц-разгибателей и формируется их баланс с мышцами-сгибателями.
В 15-17 лет заканчивается формирование опорно-двигательного аппарата. В процессе его развития изменяются двигательные качества мышц: сила, быстрота, выносливость, ловкость. Развитие их происходит неравномерно. Прежде всего, развиваются быстрота и ловкость движений, позже всего – выносливость.
Существует две разновидности недостаточной двигательной активности: гипокинезия - недостаток мышечных движений, гиподинамия - недостаток физического напряжения.
Обычно, гиподинамия и гипокинезия сопровождают друг друга и действуют совместно, поэтому заменяются одним словом (как известно, наиболее часто употребляется понятие «гиподинамия»). Это атрофические изменения в мышцах, общая физическая детренированность, детренированность сердечно-сосудистой системы, понижение ортостатической устойчивости, изменение водно-солевого баланса, системы крови, деминерализация костей и т.д. В конечном счете, снижается функциональная активность органов и систем, нарушается деятельность регуляторных механизмов, обеспечивающих их взаимосвязь, ухудшается устойчивость к различным неблагоприятным факторам; уменьшается интенсивность и объем афферентной информации, связанной с мышечными сокращениями, нарушается координация движений, снижается тонус мышц (тургор), падает выносливость и силовые показатели.
Наиболее устойчивы к развитию гиподинамических признаков мышцы антигравитационного характера (шеи, спины). Мышцы живота атрофируются сравнительно быстро, что неблагоприятно сказывается на функции органов кровообращения, дыхания, пищеварения.
В условиях гиподинамии снижается сила сердечных сокращений в связи с уменьшением венозного возврата в предсердия, сокращаются минутный объем, масса сердца и его энергетический потенциал, ослабляется сердечная мышца, снижается количество циркулирующей крови в связи с застаиванием ее в депо и капиллярах. Тонус артериальных и венозных сосудов ослабляется, падает кровяное давление, ухудшаются снабжение тканей кислородом (гипоксия) и интенсивность обменных процессов (нарушения в балансе белков, жиров, углеводов, воды и солей).
Уменьшается жизненная емкость легких и легочная вентиляция, интенсивность газообмена. Все это ослаблением взаимосвязи двигательных и вегетативных функций, неадекватностью нервно-мышечных напряжений. Таким образом, при гиподинамии в организме создается ситуация, чреватая "аварийными" последствиями для его жизнедеятельности. Если добавить, что отсутствие необходимых систематических занятий физическими упражнениями связано с негативными изменениями в деятельности высших отделов головного мозга, его подкорковых структурах и образованиях, то становится понятно, почему снижаются общие защитные силы организма и возникает повышенная утомляемость, нарушается сон, снижается способность поддерживать высокую умственную или физическую работоспособность.
Недостаток двигательной активности в нашей стране характерен для большинства городского населения и, особенно, для лиц, занятых умственной деятельностью. К ним относятся не только работники умственного труда, но также школьники и студенты, основной деятельностью которых является учеба.
Развитие опорно-двигательного аппарата у детей нередко происходит с нарушениями, среди которых наиболее частые – нарушение осанки и плоскостопие.
Осанка – привычное положение тела при сидении, стоянии, ходьбе – начинает формироваться с раннего детства и зависит от формы позвоночника, равномерности развития и тонуса мускулатуры торса. Нормальной , или правильной , считается осанка, которая наиболее благоприятна для функционирования, как двигательного аппарата, так и всего организма. Она характеризуется изгибами позвоночника, расположенными параллельно и симметрично (без выпячивания нижнего края) лопатками, развернутыми плечами, прямыми ногами и нормальными сводами стоп. При правильной осанке глубины шейного и поясничного изгибов позвоночника близки по значению и колеблются у детей дошкольного возраста в пределах 3-4 см.
Неправильная осанка плохо сказывается на работе внутренних органов: затрудняется работа сердца, легких, желудочно-кишечного тракта, уменьшается ЖЕЛ, снижается обмен веществ, появляются головные боли, повышается утомляемость, падает аппетит, ребенок становится вялым, апатичным, избегает подвижных игр.
Признаки неправильной осанки: сутулость, усиление естественных изгибов позвоночника в грудной (кифотическая осанка) или поясничной (лордическая осанка) области называемое сколиозом .
Выделяют несколько видов неправильной осанки (рис. 13):
- сутулая – кифоз грудного отдела увеличен, грудная клетка уплощена, плечевой пояс сдвинут кпереди;
- кифотическая – весь позвоночник кифозирован;
- лордотическая – усилен лордоз поясничного отдела, таз наклонен кпереди, живот выпячен вперед, грудной кифоз сглажен;
- выпрямленная – физиологические изгибы слабо выражены, голова наклонена кпереди, спина плоская;
- сколиозтическая – боковое искривление позвоночника или его сегментов, отмечаетсяразличная длина конечностей, на разном уровне располагаются надплечья, углы лопаток и ягодичные складки.
Наблюдаются три степени нарушения осанки.
1. Изменен лишь тонус мышц. Все дефекты осанки исчезают, когда человек выпрямляется. Нарушение легко исправляется при систематических занятиях корригирующей гимнастикой.
2. Изменения в связочном аппарате позвоночника. Изменения могут быть исправлены лишь при длительных занятиях корригирующей гимнастикой под руководством медицинских работников.
3. Характеризуется стойкими изменениями в межпозвоночных хрящах и костях позвоночника. Изменения не исправляются корригирующей гимнастикой, а требуют специального ортопедического лечения.
Рис. 13.Типы осанки:
1 – нормальная; 2 – сутулая; 3 – лордическая; 4 – кифотическая;
5 – сколиотическая
Чтобы не допустить дефектов в осанке, необходимо с раннего возраста осуществлять профилактические мероприятия, способствующие правильному развитию опорно-двигательного аппарата ребенка. Детей в возрасте до 6 месяцев, особенно страдающих рахитом, нельзя сажать, до 9-10 месяцев – надолго ставить на ноги, при обучении ходьбе не следует водить их за руку, так как положение тела становится асимметричным. Не рекомендуется укладывать их спать на очень мягкой кровати или на прогибающейся раскладушке. Малыши не должны продолжительное время стоять и сидеть на корточках на одном месте, ходить на большие расстояния, переносить тяжести. Одежда должна быть свободной, не сковывающей движения.
Плоскостопие . Важное значение для формирования осанки имеет состояние стоп. Форма стопы зависит от ее мышц и связок. При нормальной форме стопы нога опирается на наружный продольный свод, который обеспечивает эластичность походки. При плоскостопии нарушается и понижается опорная функция стопы, ухудшается ее кровоснабжение, отчего появляются боли в ногах, судороги.
Стопа становится потливой, холодной, синюшной. Боли могут возникнуть не только в топе, но и в икроножных мышцах, коленных суставах, пояснице. У детей 3-4 лет на подошве стопы развита так называемая жировая подушка, поэтому определить у них плоскостопие по отпечатку стопы невозможно.
Плоскостопие редко бывает врожденным. Причинами могут быть рахит, общая слабость, пониженное физическое развитие, а также излишняя тучность.
Для предупреждения плоскостопия детская обувь должна плотно облегать ногу, но не быть тесной, иметь жесткий задник, эластичную подошву и каблук не выше 8 мм. Не рекомендуется носить обувь с узкими носами или жесткой подошвой.
Хорошо укрепляют стопы прохладные ежедневные ванны с последующим массажем, хождение босиком по рыхлой почве, гальке, коврику с бугристой поверхностью. При начальной форме плоскостопия применяют исправляющие форму стельки – супинаторы. Их подбирает индивидуально по гипсовому слепку врач-ортопед. Существуют специальные упражнения, укрепляющие связки и мышцы стопы (пальцами ног собрать в комок кусочек материи или поднять ими карандаш, лежащий на полу).
Задания для самоконтроля:
1. Отметьте, в состав каких органов могут входить следующие виды тканей:
2. Ответьте на вопросы:
а) Как называется жидкая часть клетки?
б) Какого вещества больше всего (в %) в клетке?
в) Какое органическое соединение является основным строительным материалом клетки?
г) В какой части клетки помещаются хромосомы?
д) В каком органоиде синтезируются белки?
е) Как называется поверхностная часть клетки?
ж) Что относится к основным частям клетки?
з) Неорганическое соединение, играющее существенную, многообразную роль в жизни клетки, является растворителем и непосредственным участником многих химических реакций.
и) Какие виды мышечных тканей образуют скелетные мышцы, мышцы стенки желудка, мочевого пузыря, сердца?
к) Клетки какой ткани легко перемещаются в межклеточном пространстве?
л) Клетки какой ткани плотно прилегают друг к другу, выстилая протоки желез?