Опорно двигательная система человека конспект егэ

Опорно-двигательный аппарат состоит из костей скелета, их соединений и мышц.

ФУНКЦИИ ОПОРНО-ДВИГАТЕЛЬНОГО АППАРАТА:

• опорная: является опорой всего тела; к костям прикрепляются мягкие ткани и органы;
• двигательная: система рычагов с подвижными соединениями, приводимых в движение мышцами;
• защитная: образует полости для жизненно важных органов — позвоночный канал для спинного мозга; черепная коробка — для головного мозга; грудная полость — для сердца и легких; тазовые кости — для защиты органов мочеполовой системы;
• минеральный обмен: кости являются депо для минеральных солей: фосфора, кальция, железа, меди; регулируют постоянство минерального состава внутренней среды организма;
• кроветворная (гемопоэтическая функция): из стволовых гемопоэтических клеток костного мозга образуются клетки крови и иммунной системы.

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ КОСТНОЙ ТКАНИ

В состав костной ткани входят:

• органические вещества (оссеин): придают костям гибкость и упругость;
• неорганические вещества (вода, соли кальция, магния, фосфаты): минеральные соли придают костям твердость.

Оссеин — органическое вещество костной ткани.

В состав оссеина входят белки (коллаген и др.), небольшая доля липидов (лецитин и др.) и углеводов (гликоген). 

Коллаген — основной белок костной ткани.

Специфической особенностью костной ткани является содержание в ней значительного количества солей лимонной кислоты — 70% от всего запаса ее в организме, что обусловлено особенностями биосинтеза ткани.

В детском возрасте количество органических веществ максимально, кости детей упругие, устойчивы к переломам, однако легко деформируются при чрезмерных нагрузках.

С возрастом количество органических веществ уменьшается, а доля минеральных солей увеличивается. Кости приобретают твердость и прочность.

У пожилых людей в костях уменьшается доля минеральных веществ, из-за этого их кости становятся более хрупкими.

При сжигании кость чернеет с выделением углерода, который остаётся после разложения органических веществ. 

В растворах кислот минеральные соли костной ткани растворяются — остается оссеин, и кости становятся пористыми и эластичными, но сохраняют свою форму.

При удалении органических веществ путем сжигания кость также сохраняет первоначальную форму, но становится хрупкой и легко крошится.

Только правильное сочетание органических и неорганических веществ делает кость твердой и упругой. Прочность скелета значительно возрастает благодаря сложной архитектуре внутреннего строения костей.

строение костей

В состав скелета человека входит более 200 костей (у новорожденного — более 300 костей). Точное количество костей определить невозможно, т.к. в детском возрасте продолжается замена хрящевых частей костными. Количество копчиковых позвонков у людей варьирует от 3 до 5.

МИКРОСКОПИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ КОСТЕЙ

Различают три типа клеток костной ткани:

1. остеобласты;
2. остеоциты;
3. остеокласты.

Остеобласты — стволовые клетки, образующие костную ткань (остеогенные клетки). Остеобластов очень много в растущей кости, особенно под надкостницей и в области эпифизарного хряща.

У взрослого человека, когда рост костей закончен, эти клетки встречаются только в участках восстановления костной ткани (например, при переломах и трещинах костей).

Остеобласты образуют  промежуточное вещество кости. Оно состоит из пучков коллагеновых волокон, пропитанных минеральными солями. При сочетании органических и неорганических веществ создается упругая и твердая конструкция.

Промежуточное вещество в виде тонких концентрических пластинок образует цилиндры — остеоны. В центре цилиндра находится канал с кровеносными капиллярами — гаверсов канал.

Остеобласты постепенно окружаются пластинами промежуточного вещества и превращаются в остеоциты (костные клетки), которые залегают в остеонах.

Остеоциты имеют крупное ядро и множество отростков. Тела клеток расположены в костных полостях — лакунах, а отростки — в костных канальцах. Многочисленные костные канальцы соединяются друг с другом (каналы Фолькмана), пронизывают всю костную ткань, сообщаются с периваскулярными пространствами (пространства вокруг кровеносных сосудов), и образуют дренажную систему костной ткани.

Функция: обмен веществ между клетками и тканевой жидкостью и между клетками и межклеточным веществом. 

Строение костной ткани.

А — гистологический срез:

1 — костные клетки;

2 — циркулярные пластинки промежуточного вещества;

3 — гаверсов канал для прохождения кровеносного сосуда;

Б — шлиф костной ткани:

1 — костные клетки;

2 — промежуточное костное вещество;

3 — гаверсов канал.

Схема строения остеона.

1 — костные клетки (остеоциты); 2 — промежуточное вещество; 3 — гаверсов канал.

Остеокласты — клетки, разрушающие старые и поврежденные костные клетки. Они выделяют ферменты, растворяющие коллагеновые волокна и минеральные соли.

Таким образом, в каждой кости в различные возрастные периоды имеется определенное количественное сочетание клеточных элементов: остеобластов, остеоцитов и остеокластов, которые создают новое костное вещество, разрушают старое и обеспечивают стабильность обмена кости.

ВНЕШНЕЕ СТРОЕНИЕ КОСТИ

(на примере кости бедра)

На поверхностях каждой кости выражен сложный рельеф из борозд, выпуклостей и отверстий. Эти структуры служат для крепления мышц и связок; через отверстия в глубь кости проходят нервы и сосуды. 

Диафиз, или тело кости — трубчатая средняя часть из компактного вещества; внутри — костномозговая полость с жёлтым костным мозгом.

Эпифизы — утолщенные конечные отделы кости, заполненный губчатым веществом с красным костным мозгом; снаружи покрыты гиалиновым хрящом.

Метафизы — участки между диафизом и эпифизом: в детском возрасте состоят из хряща; позже хрящ замещается костью.

Между эпифизом и метафизом расположена эпифизарная пластинка (хрящевая пластинка роста).

Апофизы — костные выступы на эпифизах, которые являются местом прикрепления мышц и связок.

РОСТ КОСТЕЙ В ДЛИНУ

Эпифизарная пластинка (хрящевая пластинка роста) — слой гиалинового хряща между эпифизом и метафизом трубчатых костей. Эпифизарная пластинка развита у детей и подростков; во взрослом возрасте она замещается эпифизарной линией — рост организма прекращается.

Эпифизарная пластинка участвует в продольном росте костей. Хондроциты (хрящевые клетки) пластинки активно делятся путем митоза. Дочерние клетки откладываются со стороны эпифиза, материнские оттесняются в сторону метафиза.

На месте старой хрящевой ткани остеобласты формируют новую костную ткань. В конце полового созревания вся хрящевая ткань постепенно замещается костной, за исключением тонкой эпифизарной линии между эпифизом и метафизом. 

внутреннее строение кости

НАДКОСТНИЦА

Снаружи кость покрыта надкостницей (кроме зон суставного хряща). 

Надкостница — тонкий слой прочной соединительной ткани, в которой много кровеносных и лимфатических сосудов и нервных окончаний. 

Надкостница прочно сращена с костью с помощью соединительнотканных волокон, проникающих в глубину кости.

Наружный слой надкостницы волокнистый и образован преимущественно коллагеновыми волокнами.

Внутренний слой надкостницы прилегает к костной ткани. В нем расположены стволовые остеогенные  (образующие кость) клетки Они интенсивно митотически делятся и образуют остеобласты.

Функция надкостницы:

• механическая защита внутренней структуры кости;
• рост кости в толщину;
• регенерация кости после повреждения.

КОМПАКТНОЕ ВЕЩЕСТВО

Под надкостницей расположен слой компактного вещества.

Оно покрывает кость снаружи в виде плотной и на разрезе блестящей пластинки; из него же построены диафизы трубчатых костей. 

Компактное вещество ограничено с наружной и внутренней стороны несколькими слоями общих циркулярных пластинок из промежуточного вещества. Внутренний слой пластинок ограничивает костно-мозговую полость. Между циркулярными пластинками расположены остеоны. Они и являются структурно-функциональной единицей компактного вещества.

Строение компактного вещества:

1 — надкостница, 2 — циркулярные пластинки, 3 — трубки остеонов, 4 — гаверсовы каналы, 5 — остеоциты, 6 — вставочные пластинки.

Каждый остеон образован несколькими трубками промежуточного вещества, вставленными одна в другую. В центре остеона имеется канал (гаверсов канал), по которому проходит кровеносный капилляр. Гаверсовы каналы соединяются между собой и с поверхностью кости короткими поперечными каналами  — каналами Фолькмана. Через эти каналы в кость проникают сосуды (питание кости) и нервные волокна. 

Оссеиновые волокна остеона ориентированы в разных направлениях, что обеспечивает прочность кости.

Остеоны не соприкасаются друг с другом. Между ними имеются вставочные пластинки, которые объединяют все остеоны в единое целое. Вставочные пластинки — остатки разрушенных остеонов, которые служат материалом для образования новых остеонов.

Каждая кость содержит огромное число остеонов. В бедренной кости их насчитывается около 3200. Если считать, что в среднем каждый остеон состоит из 12 трубок, то в диафизе бедра их будет 384 000, вставленных одна в другую. Поэтому при подобной архитектуре бедренная кость выдерживает нагрузку от 750 до 2500 кг.

ГУБЧАТОЕ ВЕЩЕСТВО

Губчатая костное вещество состоит из тонких костных пластинок (трабекул), которые пересекаются между собой. Направление перекладин в губчатом веществе совпадает с кривыми сжатия и растяжения, образуя конструкции сводчатых арок. Такое расположение костных балок обеспечивает равномерное распределение напряжения в кости.

Схема распространения сил давления по пластинкам губчатого вещества нижней конечности.

КОСТНЫЙ МОЗГ

Костный мозг не имеет ничего общего с головным и спинным мозгом. Он не относится к нервной системе и не имеет нейронов.

Различают два вида костного мозга:

• красный костный мозг: находится в эпифизах длинных трубчатых костей и в губчатом веществе позвонков;
• жёлтый костный мозг: заполняет костномозговые полости диафизов длинных (трубчатых) костей. В жёлтом костном мозгу преобладает жировая ткань, заместившая ретикулярную.

Функция: гемопоэз — образование клеток крови.

Красный костный мозг — основной кроветворный орган человека.  

В желтом костном мозге  кроветворные элементы отсутствуют. После больших кровопотерь на месте желтого костного мозга может образоваться красный костный мозг. 

ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ СТРОЕНИЯ КОСТЕЙ

П. Ф. Лесгафт сформулировал ряд общих принципов строения костей:

• губчатая костная вещество образуется в местах наибольшего сжатия или растяжения;
• развитие костной ткани зависит от деятельности присоединенных к данной кости мышц;
• трубчатая и арочная строение кости обеспечивает наибольшую прочность при минимальных затратах костного материала;
• внешняя форма кости зависит от давления на нее окружающих тканей и органов, в первую очередь мышц, форма кости меняется при уменьшении или увеличении давления;
• изменение формы кости зависит от внешних сил.

Разные кости скелета отличаются между собой как по форме, так и по функции. Структура и функция кости взаимосвязаны и взаимообусловлены.

виды костей

Длинные кости — кости с длинным трубчатым диафизом: составляют в основном скелет конечностей — бедренная, большая и малая берцовые, плечевая и кости предплечья.

Плоские кости — кости из тонкого слоя губчатого вещества, покрытого снаружи компактным веществом: лопатка, кости таза, кости черепа.

Короткие кости — кости из губчатого вещества, покрытого снаружи тонким слоем компактного вещества; имеют множество мелких костно-мозговых полостей: кости запястья, предплюсны.

Смешанные кости — сочетают элементы разных типов костей — коротких и плоских костей: позвонки, кости лицевой части черепа; короткие и трубчатые: кости фаланг пальцев. 

Пневматические, или воздухоносные, кости — кости, которые имеют внутри полость, выстланную слизистой оболочкой и заполненную воздухом, что облегчает вес кости, не уменьшая ее прочности: кости черепа.

Сесамовидные кости — кости, расположенные в толще сухожилий и обычно лежащие на поверхности других костей. Сесамовидные кости отмечаются в областях, где сухожилия перекидываются через суставы (например, в области запястья, коленного сустава, стопы). Они обеспечивают защиту сухожилий и удерживают сухожилия в некотором отдалении от центра сустава, увеличивая плечо силы.

Сесамовидные кости плюсны.

типы соединения костей

1. Неподвижное соединение костей; повышает прочность соединения;
   — образование шва: кости черепа;
   — срастание костей: кости таза.
2. Полуподвижное соединение костей с помощью хрящей: баланс между подвижностью и защитой: соединение позвонков (защита спинного мозга), соединение ребер с грудиной (защита органов грудной клетки).
3. Подвижное соединение — сустав.

СТРОЕНИЕ СУСТАВА

Сустав — подвижное соединения костей скелета, разделённых щелью, покрытые синовиальной оболочкой и суставной сумкой.

Функция —  движение костей: сгибание — разгибание, отведение — приведение, вращение.

Каждый сустав образован суставными поверхностями эпифизов костей, покрытыми гиалиновым хрящом, суставной полостью, содержащей небольшое количество синовиальной жидкости, суставной сумкой (фиброзной капсулой) и синовиальной оболочкой.

В полости коленного сустава присутствуют мениски — хрящевые образования — дополнительные амортизаторы, смягчающие действие толчков.

• суставная головка и суставная впадина — эпифизы костей, образующих сустав;
• полость сустава — полость между суставной головкой и суставной впадиной;
• суставные хрящи — эпифизарные (гиалиновые) хрящи, выстилающие суставные поверхности костей и уменьшающие силу трения;
• фиброзная капсула, или суставная сумка — соединительнотканная оболочка, защищающая сустав;
• синовиальная оболочка — оболочка. выстилающая фиброзную капсулу и образующая синовиальную (суставную) жидкость;
• синовиальная жидкость — жидкость, заполняющая полость сустава и уменьшающая силу трения;
• околосуставные ткани — это ткани, непосредственно окружающие сустав: мышцы, сухожилия, связки, сосуды и нервы;
• связки суставов —прочные, плотные образования, которые укрепляют соединения между костями и ограничивают амплитуду движения в суставах. Связки располагаются на внешней стороне суставной капсулы, в некоторых суставах (в коленном, тазобедренном) расположены внутри для обеспечения большей прочности.

строение скелета

Скелет взрослого человека состоит более чем из 200 костей, которые соединены между собой. 

СКЕЛЕТ ГОЛОВЫ

Череп состоит из мозгового и лицевого отделов.

Мозговой отдел черепа образован прочно и неподвижно соединенными между собой с помощью швов костями. Это парные теменные и височные, непарные лобная и затылочная кости. В височной кости имеется отверстие наружного слухового прохода. На нижней поверхности затылочной кости есть большое затылочное отверстие, через которое полость черепа соединяется с позвоночным каналом.

В лицевом отделе черепа 15 костей. Самые крупные из них челюстные.

Нижнечелюстная кость — единственная подвижная кость черепа. На обеих челюстях имеются ячейки, в которых расположены корни зубов.

СКЕЛЕТ ТУЛОВИЩА

Позвоночник, или позвоночный столб, состоит из 33 — 35 коротких костей — позвонков.

Каждый позвонок имеет тело и несколько отростков. Позвонки расположены друг над другом.

Между позвонками находятся прослойки упругой хрящевой ткани, обеспечивающие гибкость позвоночника —межпозвоночные диски.

Внутри позвоночника в позвоночном канале расположен спинной мозг.

Пять отделов позвоночника:

1. шейный (7 позвонков): первый — атлант, второй — эпистрофей.
2. грудной (12 позвонков)
3. поясничный (5 позвонков)
4. крестцовый (5 сросшихся позвонков)
5. копчиковый (3 — 5 сросшихся позвонков)

Виды позвонков.

ГРУДНАЯ КЛЕТКА

Грудная клетка образована 12 парами ребер и грудиной. С каждым грудным позвонком сочленена одна из 12 пар ребер, из них:

7 пар — истинные ребра, соединенные хрящом с грудиной;

3 пары — ложные ребра, так как присоединяются своими хрящами не к грудине, а к хрящу предыдущего ребра;

2 пары — колеблющиеся (свободные) ребра, то есть не соединённые ни с грудиной, ни с другими рёбрами через хрящ.

Грудная клетка.                                                       Сочленение ребра с грудным позвонком.

 У некоторых людей может отсутствовать 11-я или 12-я пара ребер, или быть дополнительная 13-я пара свободных рёбер. 

Сочленение ребер с позвонками позволяет изменять их положение: приподниматься во время вдоха и опускаться во время выдоха.

Функция грудной клетки:

• защита органов грудной полости: сердца и легких;
• дыхание.

СКЕЛЕТ ПОЯСА ВЕРХНИХ КОНЕЧНОСТЕЙ (ПЛЕЧЕВОГО ПОЯСА)

В скелет плечевого пояса входят:

• парные ключицы: дополнительная фиксация плечевого сустава.
• парные лопатки: обеспечивает сочленение плечевой кости с ключицей.

Ключица имеет изогнутую S-образную форму. Ключица соединяется с грудиной и лопаткой, может двигаться вверх и вниз, вперед и назад.

Лопатка плоская кость треугольной формы. Суставная впадина лопатки служит для соединения с плечевой костью. 

Функция: фиксация верхних конечностей.

 Плечевой пояс.                                                           Лопатка.

СКЕЛЕТ СВОБОДНЫХ ВЕРХНИХ КОНЕЧНОСТЕЙ

В скелет свободных верхних конечностей входит:

• плечевая кость
• кости предплечья: локтевая и лучевая
• кости кисти: кости запястья, пястные кости и фаланги пальцев.

Кости конечностей соединены подвижно с помощью суставов и действуют как сложные системы рычагов.

Скелет верхних конечностей.                          Скелет кисти.

СКЕЛЕТ ПОЯСА НИЖНИХ КОНЕЧНОСТЕЙ

Две массивные плоские тазовые кости состоят из сросшихся лобковой, седалищной и подвздошной костей. Тазовые кости срастаются сзади с крестцом, а спереди соединены между собой. Они составляют пояс нижней конечности.

СКЕЛЕТ СВОБОДНЫХ НИЖНИХ КОНЕЧНОСТЕЙ

Во впадину каждой из тазовых костей входит шаровидная головка бедренной кости.

В скелет свободной нижней конечности входит:

• бедренная кость
• кости голени: большая и малая берцовая кости
• кости стопы: кости предплюсны (в т. ч. пяточная и таранная кости), плюсневые кости и фаланги пальцев.

Скелет пояса и свободных верхних конечностей.                                    Скелет ступни.

особенности скелета человека

Человека характеризует вертикальное положение тела, опирающегося только на нижние конечности. В связи с этим  имеются особенности строения скелета.

1. Позвоночник взрослого человека имеет 4 изгиба: 2 кифоза (вперед) и 2 лордоза (назад).
   Функция: амортизация.
   

   

2. Сводчатая стопа. Функция: амортизация.
   

   

«Опорно-двигательная система: скелет»

Опорно-двигательная система (опорно-двигательный аппарат или костно-мышечная система)— комплекс образований, придающий форму и дающий опору телу человека, обеспечивающий защиту внутренних органов и передвижение организма в пространстве. Система образована скелетом и мышцами.

Скелет человека составляет основу тела, определяет его размеры и форму и совместно с мышцами образует полости, в которых располагаются внутренние органы. Скелет состоит примерно из 200 костей. Кости выполняют функцию рычагов, приводимых а движение мышцами, и защищают органы от травм. Кости участвуют в обмене фосфора и кальция.

Скелет человека включает шесть отделов:

1. череп,
2. позвоночник (осевой скелет),
3. пояс верхних конечностей,
4. пояс нижних конечностей,
5. верхние конечности,
6. нижние конечности.

Состав и строение костей.

В состав костной ткани входят неорганические и органические вещества. Живые кости человека содержат 22 % воды, 5 °% белка, 21,8 °% неорганических веществ и 15,7 °% жира. Органические вещества, входящие в состав костей (главным образом, оссеин и оссеомукоид), обеспечивают кости гибкость и упругость, а минеральные вещества (преимущественно карбонат и фосфат кальция) — твёрдость и прочность. С возрастом соотношение органических и минеральных веществ в кости меняется. Так, у детей в кости больше органических веществ, поэтому их скелет эластичен; кости пожилых людей, содержащие больше минеральных веществ, более твёрдые, но хрупкие, что повышает вероятность переломов в этом возрасте.

Снаружи кость сращена с надкостницей (обеспечивает рост кости в толщину), состоящей из плотной соединительной ткани и пронизанной большим количеством кровеносных, лимфатических сосудов и нервов. Она обеспечивает питание кости, а также рост кости в толщину. Кость содержит два вида костного вещества: снаружи — плотное компактное, а внутри — губчатое. Структурной единицей компактной костной ткани является остеон. Каждый остеон состоит из 5—20 цилиндрических костных пластинок, вставлённых одна в другую. В центре остеона проходит центральный (Гаверсов) канал, содержащий кровеносные, лимфатические сосуды и нервы. Губчатое вещество кости состоит из сети тонких взаимно перекрещивающихся костных перекладин, между которыми находятся мелкие полости, заполненные красным костным мозгом. Расположение перекладин отражает направление наибольшего растяжения и сжатия кости. Распределение компактного и губчатого веществ в разных костях зависит от функции, которую эти кости выполняют в организме.

Различают трубчатые, губчатые, плоские и смешанные кости. Трубчатые кости (плечевая, бедренная) имеют вид трубки с полостью, заполненной желтым костным мозгом. Концы этих костей утолщены и заполнены губчатой тканью, содержащей красный костный мозг. Трубчатые кости способны выдерживать большие нагрузки. Плоские кости (лопатки, ребра, тазовые, черепные) состоят из двух пластинок плотного вещества и тонкой прослойки губчатого вещества между ними.

Типы соединения костей

Подвижное соединение костей обеспечивается суставами, которые образованы впадиной на конце одной из сочленяющихся костей и головкой на конце другой. Суставы укреплены внутрисуставными связками, а суставные поверхности покрыты хрящом и заключены в суставную сумку. Синовиальная жидкость, находящаяся внутри сустава, играет роль смазки, уменьшающей трение.

Полуподвижное соединение обеспечивается хрящевыми прослойками между костями. Например, между позвонками находятся хрящевые диски. Ребра с грудиной соединяются тоже посредством хряща. Эти соединения обеспечивают относительную подвижность.

Неподвижные соединения образуются благодаря срастанию костей и образованию костных швов (кости черепа).

Скелет человека

В скелете человека различают следующие отделы: осевой скелет и скелет конечностей (верхних и нижних). Осевой скелет, в свою очередь, подразделяется на скелет головы (череп) и скелет туловища (позвоночник и грудная клетка).

Череп состоит из мозгового и лицевого отделов. Кости черепа (за исключением нижней челюсти) неподвижно сочленены между собой. У новорождённых детей пространство между костями заполнено соединительной тканью (роднички), благодаря чему череп очень эластичен. Формирование швов между костями завершается к 3—5 годам.

Позвоночник (позвоночный столб) — опора туловища, он состоит из 33—34 позвонков: 7 шейных, 12 грудных, 5 поясничных, 5 крестцовых (срастающихся в единый крестец) и 4—5 копчиковых. Позвонок состоит из тела, дуги, замыкающей позвоночное отверстие, и семи отростков: остистого, двух поперечных, двух верхних суставных и двух нижних суставных.

Скелет грудной клетки образован грудиной, 12 парами рёбер и грудными позвонками. Рёбра — плоские, дугообразно изогнутые кости, спереди переходящие в хрящ. Сзади они сочленены с грудными позвонками. Спереди 7 пар верхних рёбер (истинные рёбра) непосредственно соединены грудиной — плоской костью, лежащей по средней линии груди. Три следующие пары (ложные рёбра) своими хрящами присоединяются к хрящам вышерасположенных рёбер. Две последние пары (колеблющиеся рёбра) не имеют хрящей и свободно располагаются в мышечной стенке туловища. Приподнимаясь и опускаясь, рёбра обеспечивают изменения объёма грудной клетки при дыхании.

Скелет верхних конечностей состоит из плечевого пояса и скелета свободных верхних конечностей (рук). В состав плечевого пояса входят две парные кости — лопатка и ключица. Лопатка — плоская кость треугольной формы, прилегающая к задней поверхности грудной клетки и сочленяющаяся с плечевой костью и ключицей. Ключица (тонкая изогнутая кость) одним концом соединена с грудиной, другим — с лопаткой. Скелет свободной верхней конечности состоит из плеча, предплечья и кисти. Плечевая кость, образующая плечо, соединена с лопаткой (плечевой сустав) и костями предплечья (локтевой сустав). Предплечье состоит из двух костей — локтевой и лучевой. В состав кисти входят 8 коротких костей запястья, 5 длинных костей пясти и фаланги пальцев (большой палец имеет две фаланги, все остальные — по три). Нижний конец лучевой кости с тремя верхними костями запястья образуют лучезапястный сустав.

Скелет нижних конечностей состоит из тазового пояса и скелета свободных нижних конечностей (ног). Тазовый пояс образован парой массивных тазовых костей, которые сзади неподвижно сочленены с крестцом, а спереди соединены между собой с помощью полусустава (лобковый симфиз). Каждая тазовая кость образована тремя сросшимися костями (подвздошной, седалищной и лобковой). По бокам тазовых костей расположены круглые впадины для сочленения с головками бедренных костей. Скелет свободной нижней конечности состоит из бедра, голени и стопы. Бедро образует крупная массивная бедренная кость, головка которой с тазовой костью образует тазобедренный сустав. В состав голени входят большеберцовая и малоберцовая кости. Большеберцовая кость сочленяется с бедренной, образуя коленный сустав. Спереди от коленного сустава, в толще сухожилий, расположен небольшой треугольный надколенник (коленная чашечка). Кости голени образуют с таранной костью предплюсны голеностопный сустав. Стопа состоит из 7 коротких костей предплюсны, 5 длинных костей плюсны и фаланг пяти пальцев (первый палец имеет две фаланги, остальные — по три). Стопа имеет вид свода.

Это конспект по теме «Опорно-двигательная система. Скелет». Выберите дальнейшие действия:

• Перейти к следующему конспекту: Опорно-двигательный аппарат. Скелетные мышцы
• Вернуться к списку конспектов по Биологии.
• Проверить знания по Биологии за 8 класс.

Опорно-двигательный аппарат

Мы открываем новую главу анатомии, посвященную опорно-двигательному аппарату. Именно он обеспечивает опору для организма, поддерживает
части тела в необходимом положении, служит защитой внутренним органам и обеспечивает локомоторную функцию — движение.

Кости — основа опорно-двигательного аппарата, который мы начинаем изучать.
Остеология (от греч. osteon — кость) — раздел анатомии, посвященный изучению костной ткани, отдельных костей и скелета в целом.

Помимо того, что вы узнали о строении костей в разделе «соединительные ткани», существует еще ряд важнейших моментов,
на которые я обращу внимание в данной статье.

Скелет и суставы — пассивная часть опорно-двигательного аппарата, мышцы — активная часть. Сокращаясь, мышцы меняют положения костей — возникают различные движения.

Строение кости

Кость состоит из органических и неорганических веществ. Органические вещества представлены оссеином (от лат. os — кость),
неорганические вещества — фосфатом кальция. Эластичность костей обусловлена оссеином, а твердость — солями кальция. В норме
это соотношение представляет баланс.

У детей кости более эластичны и упруги, чем у взрослых: в них преобладают органические вещества. В костях пожилых людей
снижается содержание как органического компонента, так и неорганического — солей кальция, поэтому кости пожилых хрупкие и подвержены переломам.

Компактное вещество кости формируют костные пластины, плотно прилегающие друг к другу и образующие остеоны (структурные единицы компактного вещества костной ткани). Компактное вещество придает кости прочность.

Губчатое вещество также содержит костные пластинки, однако они не образуют остеоны, в связи с чем губчатое вещество менее прочное, чем компактное вещество. В губчатом веществе между костными перекладинами (костными балками) расположен красный костный мозг.

В красном костном мозге проходят начальные стадии развития форменные элементы крови: здесь появляются эритроциты,
лейкоциты, тромбоциты.

Желтый костный мозг (жировая ткань) выполняет питательную функцию: здесь накапливаются питательные вещества — жиры (липиды). В случае большой кровопотери желтый костный мозг способен замещаться клетками красного костного мозга.

Локализуется желтый костный мозг в костномозговых полостях (костномозговом канале) трубчатых костей (в диафизах).

Итак, подведем итоги. Губчатое вещество — место расположения красного костного мозга — центрального органа кроветворения. В полостях трубчатых костей располагается желтый костный мозг, выполняющий питательную функцию и способный замещаться клетками красного костного мозга при больших кровопотерях.

Структурная единица компактного вещества кости — остеон, или Гаверсова система. В канале остеона (Гаверсовом канале)
проходят кровеносные сосуды, нервы. Располагаются остеоны по направлению действия силы, что определяет механическую прочность кости.

Основные клетки костной ткани, изученные нами в разделе «соединительные ткани»: остеобласты, остеоциты и остеокласты. Остеоциты имеют отростчатую форму и располагаются вокруг Гаверсова канала.

Классификация костей

Кости подразделяются на:

• Трубчатые

Кости цилиндрической формы, чаще всего их длина больше ширины. В полости трубчатых костей находится желтый костный мозг.

К длинным трубчатым относятся бедренная, малоберцовая и большеберцовая кости, плечевая, лучевая и локтевая кости. К коротким — плюсневые и пястные кости, фаланги пальцев. При движении трубчатые кости выполняют функции подобно рычагам, которые приводят в движение мышцы.

• Губчатые

Ширина губчатых костей приблизительно равна длине. Губчатые кости покрыты снаружи слоем компактного вещества, состоят из губчатого вещества, в котором находится красный костный мозг.

Губчатые кости: грудина (плоская губчатая кость), ребра (плоские губчатые кости), кости запястья и предплюсны. Ключица — губчатая кость по строению, однако по форме — трубчатая кость.

• Смешанные

Для этих костей характерна сложная форма, в ходе развития они обычно образуются из нескольких частей. К ним относят позвонки (позвонок — смешанная губчатая кость), крестец, подъязычную кость. По происхождению к смешанным костям также относится ключица.

• Плоские (широкие)

Площадь плоских костей значительно преобладает над шириной. Плоские кости сходны по строению с губчатыми костями.

Плоскими костями являются: теменная, лобная, височная и затылочная (кости свода черепа), лопатка, грудина, ребра,
тазовая кость.

Строение трубчатой кости

На примере трубчатой кости мы с вами разберем части, на которые подразделяется кость. Поверхность кости покрыта
надкостницей — тканью, которая окружает кость, прочно срастается с ней. В толще надкостницы лежат кровеносные сосуды и нервы, дающие ветви внутрь.

Запомните, что рост кости в толщину происходит именно благодаря надкостнице: ее внутренний слой клеток делится,
при этом толщина кости увеличивается. Таким образом, надкостница выполняет ряд важных функций:

• Защитную — наружный слой плотный, защищает кость от повреждений
• Питательную (трофическую; греч. trophe — пища, питание) — в толще надкостницы к кости проходят сосуды
• Нерворегуляторную — в толще надкостницы проходят нервы
• Костеобразовательную — рост кости в толщину, восстановление кости после перелома

Перейдем непосредственно к строению кости. Диафиз (греч. diaphýomai — расти между) — тело кости, обычно диафиз цилиндрический или трехгранный. Эпифиз (от греч. epíphysis — нарост, шишка) — утолщенный конец длинной трубчатой кости. Участок кости между эпифизом и диафизом — метафиз (греч. meta — вслед, после, через).

В диафизах преобладает компактное вещество кости, в эпифизах — губчатое.
Эти термины легко объяснить и запомнить с помощью рисунка, так что сделайте схему, и вы быстро их выучите

Обратите свое особое внимание на то, что рост кости в длину осуществляется за счет эпифизарной пластинки. Именно за счет этой пластинки, располагающейся между метафизом и эпифизом, происходит рост кости в длину. Эпифизарная пластинка хорошо кровоснабжается.

Соединения костей

Кости могут быть соединены друг с другом неподвижно: кости таза (подвздошная, лобковая, седалищная), кости черепа (кроме нижней челюсти), позвонки крестцового отдела, копчик.

К полуподвижным можно отнести: соединения
шейных, грудных и поясничных позвонков, соединения ребер с грудиной. Межпозвоночные диски выполняют амортизационную функцию (фр.amortir – ослаблять, смягчать) — равномерно распределяют нагрузку на позвонки, обеспечивают гибкость и подвижность позвоночника. Обратите особое внимание, что между собой лобковые кости соединены полуподвижно: они образуют лобковый симфиз.

Сустав (синовиальное соединение — греч. sýn — вместе + лат. ovum — яйцо) — подвижное соединение костей скелета. Наука о суставах — артрология (греч. arthron — сустав + logos — учение). Связки — плотные образования из соединительной ткани — укрепляют сустав изнутри и снаружи (связки бывают внутрисуставными и внесуставными).

Поверхности костей в суставе (называемые — суставные поверхности) покрыты
гиалиновым хрящом, который снижает трение между костями, выполняет амортизирующую функцию — равномерно распределяет давление.

Суставная сумка (капсула) крепится к суставным поверхностям или в их близи, окружает суставную полость (щелевидное пространство). Суставная сумка изнутри покрыта синовиальной оболочкой, которая секретирует синовиальную жидкость. Синовиальная жидкость заполняет полость сустава, питает сустав, увлажняет его, устраняет трение суставных поверхностей.

Подвижно в скелете человека соединены: нижняя челюсть + височная кость, ключица + лопатка (сустав малоподвижен), бедренная кость + тазовая кость (тазобедренный сустав), плечевая кость + локтевая + лучевая (локтевой сустав), бедренная + большеберцовая + надколенник (коленный сустав), голень и стопа (голеностопный сустав = большеберцовая + малоберцовая + таранная кости), фаланги пальцев.

В норме кости могут смещаться относительно друг друга в суставе, однако при травме, слишком резком и сильном движении
это смещение может быть слишком сильным: в результате нарушается соприкосновение суставных поверхностей. В таком случае говорят о возникновении вывиха.

Вывих — смещение суставных концов костей, как с нарушением целостности суставной капсулы, так и без нарушения.

Техника оказания медицинской помощи при вывихах:

• Иммобилизация (лат. immobilis — неподвижный) поврежденной конечности с помощью косынок, шин (поддерживающие крепления), путем прибинтовывания конечности к здоровой части тела
• Холод на область поражения, дать обезболивающее (убедившись в отсутствии аллергии)
• Доставить пострадавшего к врачу или вызвать скорую помощь

Перед вправлением вывиха следует делать рентгенологическое исследование, чтобы убедиться в отсутствии переломов костей, которые иногда сопутствуют вывиху.

Переломы костей

Перелом кости — частичное или полное нарушение целостности кости, возникающее в результате нагрузки
превышающей прочность травмированного участка.

Переломы подразделяются на:

• Открытые — над переломом локализуется рана, проникающая или непроникающая до костных отломков
• Закрытые — перелом без повреждения кожных покровов над ним

Техника оказания медицинской помощи при переломах:

• Вызвать скорую медицинскую помощь
• При наличии кровотечения — его немедленно нужно остановить, наложив жгут
• В случае повреждения кожных покровов — наложить асептическую повязку, используя бинт или чистую ткань
• Дать пострадавшему обезболивающее, убедившись в отсутствии у него аллергии
• Иммобилизовать (обездвижить) поврежденную конечность специальными шинами, зафиксировать суставы выше и ниже места перелома. Для иммобилизации можно использовать подручные
  средства (палки, доски, прутья и т.п.)

Опорно –
двигательный аппарат.

        Одним
из важных свойств живого организма является передвижение в пространстве. Эту
функцию у человека выполняет ОДА, состоящий из двух частей.

1. Пассивной или костной –
выполняет функцию опоры.

2. Активной или мышечной —
выполняет функцию передвижения.

Функции ОДА:

— Механические: опора, участие
в движении, защита.

— Биологические: участие в
обмене веществ, депо многих солей () кальция, магния и других, участие в
кроветворении.

   В скелет человека входят более 200
костей, из них 33 – 34 парные. Скелет условно подразделяют на две части: осевой
и добавочный. К осевому относятся: — позвоночный столб (26 костей), череп (23
кости), грудная клетка (25 костей). К добавочному скелету относятся:  кости
верхних конечностей (64 кости), кости нижних конечностей (62 кости). К костям
крепятся связки, мышцы, сухожилия, фасции.

       Кость образована костной
тканью (соединительная ткань), состоит из клеток и плотного
межклеточного вещества, богата коллагеном и минеральными компонентами, которые
определяют физико – химические свойства костной ткани: твердость и упругость.
Кости образованы органическими и неорганическими веществами.

   Сопротивление свежей кости на
разрыв такое же, как меди, и в 9 раз больше свинца. Кость выдерживает сжатие 10
кг/мм² (аналогично чугуну), предел прочности, например, ребер на
излом 110 кг/см.

      В костной ткани различают костные
клетки трех типов:

— Остеобласты – многоугольной
или кубической формы молодые костные клетки , богатые элементами зернистой
цитоплазматической сети, рибосомами, комплексом Гольджи. Они делятся и
вырабатывают межклеточное вещество. Постепенно они дифференцируются в остеоциты,
при этом количество органелл уменьшается. Функция остеобластов: рост кости.

— Остеоциты – зрелые
многоотросчатые клетки, которые залегают в костных лакунах, будучи
замурованными в основное межклеточное вещество (оно очень прочное). Отростки их
контактируют с собой. Они не делятся, органоиды в них развиты слабо. Функция
остеоцитов: обмен веществ.

— Остеокласты – крупные
многоядерные клетки, разрушающие кость и хрящ. Они богаты гидролитическими  ферментами,
лизосомами, митохондриями, относятся к системе макрофагов. Функция остеокластов:
разрушение кости.

            Различают два
типа костной ткани:

1.  Грубоволокнистая
(ретикулофиброзная) – развивается непосредственно из мезенхимы, что характерно
для покровных костей черепа.

2. Пластинчатая – наиболее
распространена в организме. Она образуется при перестройке грубоволокнистой ткани
и врастании в кость кровеносных сосудов. Состоит из костных пластин толщиной 4
– 15 мкм, которые состоят из остеоцитов и тонковолокнистого костного
межклеточного вещества. Соединительно – тканные волокна в толще каждой
пластинки лежат параллельно друг другу и ориентированы в определенном
направлении. В зависимости от расположения костных пластин различают два
вида пластинчатой ткани:

— плотное компактное вещество
– Костные пластинки располагаются в определенном порядке, образуя остеоны.
Остеон – структурная и функциональная единица кости. Состоит из 5-20
цилиндрических пластинок, вставленных одна в другую. В центре проходит
центральный канал. Диаметр остеона 0,3 – 0,4 мм.

— губчатое костное вещество
(трабекулярная кость) – состоит из тонких костных пластин и перекладин
(трабекул), перекрещивающихся между собой и образующих множество ячеек.
Направление перекладин совпадает с кривыми сжатия и растяжения, образуя сводчатые
конструкции. Такое расположение перекладин под углом друг к другу обеспечивает
равномерную передачу давления или тяги мышц на кость. 

Трубчатое и арочное строение кости
обеспечивает максимальную прочность при наименьшей массе и минимальной затрате
костного вещества.

Классификация костей (по
форме):

1. Трубчатые кости (длинные) —
 образуют основу конечностей, это рычаги, приводимые в движение мышцами. Имеют
среднюю часть (тело кости) – диафиз, утолщенные концы – эпифизы. В центре
располагается костномозговая полость, заполненная  у детей красным костным
мозгом, у взрослых – желтым костным мозгом. Кости легкие, способны оказывать
большое сопротивление сжатию и растяжению. Эпифизы образованы губчатым
веществом. Трубчатые кости:

— длинные – плечевая, бедренная,
локтевая, лучевая, малая и большая берцовые кости.

— короткие —  кости пясти, плюсны,
фаланги пальцев.

2. Губчатые кости – состоят из
губчатого вещества, покрытого тонким слоем компактного вещества. Имеют форму
неправильного куба или многогранника. Располагаются в местах, где большая
нагрузка сочетается с большой подвижностью. Ячейки губчатого вещества заполнены
красным костным мозгом. Пример: кости предплюсны, запястья, позвонки, грудина,
надколенник, гороховидная кость.

3. Плоские кости – состоят из
губчатого вещества. Они принимают участие в образовании полостей, поясов,
выполняют защитную функцию. К их поверхности крепятся мышцы. Пример: кости
крыши черепа, грудина, ребра, лопатки, тазовые кости.

4. Смешанные кости – имеют
сложную форму. Состоят из нескольких частей, имеющих различное строение,
очертание и происхождение.  Пример: кости основания черепа (клиновидная и
решетчатая), позвонки.

5. Воздухоносные кости – имеют
в своем теле полость, выстланную оболочкой и заполненную воздухом. Пример:
лобная, клиновидная, решетчатая, верхняя челюсть.

       Внутри костей в костномозговой
полости и ячейках губчатого вещества, находится костный мозг. У взрослого
человека красный костный мозг содержится в ячейках губчатого вещества
плоских костей, в губчатых костях, в эпифизах трубчатых костей. В диафизах в
костномозговых полостях  расположен желтый костный мозг. Желтый костный
мозг представлен в основном жировой тканью, кровообразующие элементы в нем
отсутствуют. Красный костный мозг имеет стволовые клетки, которые дают начало
клеткам крови.

Строение трубчатой кости.

Трубчатая кость имеет среднюю часть –
тело кости или диафиз (1) и утолщенные концы эпифизы (2). Эпифизы образуют
суставные поверхности, служащие для соединения с соседними костями, покрыты
суставным хрящом (6). Участки кости, расположенные между диафизом и эпифизами,
называются метафиз или пластинки роста (10). Сверху кость покрыта надкостницей
(4) – прочной соединительнотканной пластинкой, богатой кровеносными и
лимфотическими сосудами, нервами Она прочно сращена с костью, обеспечивает ее
питание и образование новых слоев костной ткани, обеспечивает рост кости в
толщину. Под надкостницей располагается компактное вещество (8), в центре кости
располагается костномозговая полость (3). За счет надкостницы срастаются
переломы.

       На поверхности кости имеются
неровности, куда прикрепляются мышцы и связки. Эти неровности называются
буграми, гребнями, отростками. Там, где через кость проходят сосуды и нервы,
образуются отверстия или вырезки.

        Рост костей в толщину
связан  с делением клеток надкостницы. На поверхности кости образуются новые
клетки, а вокруг клеток межклеточное вещество. В длину кости растут за счет пластинок
роста эпифизов, за счет деления хрящевой ткани.

Соединения костей.

Все соединения костей делятся на три
большие группы:

1.  Непрерывные  — соединения
костей с помощью различных видов соединительной ткани. Кости неподвижно и
прочно соединены между собой. Полости между костями отсутствуют. Они делятся
на:

2. Полупрерывные, полусустав,
симфиз – хрящевые соединения, когда в толще хряща имеется небольшая
щелевидная полость. Например, межпозвоночные симфизы.

3. Подвижное, суставы,
синовиальные соединения – прерывистые соединения костей.

     Сустав состоит из суставных
поверхностей, покрытых хрящом. Толщина хряща колеблется в пределах от 0,2 до
6,0 мм и находятся в прямой зависимости от функциональной нагрузки ,
испытываемой суставом – чем больше нагрузка, тем толще хрящ. Суставной хрящ
лишен кровеносных сосудов и надхрящницы. Он сдержит 75 – 80% воды и 20 – 25%
сухих веществ: коллаген (дает прочность и упругость). Скольжение суставных
поверхностей облегчается их увлажнению синовиальной (суставной) жидкости,
находящейся в суставной полости.  Плотный наружный слой суставной капсулы
(сумки) – фиброзная мембрана, прикрепляется к костям вблизи краев суставных
поверхностей и переходит в надкостницу. Суставные поверхности должны четко
соответствовать друг другу, но это не всегда бывает. Для достижения конгруэнтности
(соответствия) в суставах имеется  ряд вспомогательных образований  — хрящевые
диски, мениски. Кости, образующие сустав, соединены связками, которые
удерживают кости в соприкосновении и ограничивают объем движений между ними. 

       В зависимости от количества
суставных поверхностей суставы делятся на:

 —  простые – 2 суставные поверхности

 —  сложные – более двух поверхностей

— — комплексные – когда два или более,
анатомически самостоятельных сустава функционируют совместно

ЗАДАНИЕ. Вспомнить влияние
желез внутренней секреции на рост кости: гипофиз, щитовидная железа (кальций),
половые железы (вторичные половые признаки). 

ЗАДАНИЕ. Вспомнить различия
между системой органов и аппаратом.

ЗАДАНИЕ. Вспомнить строение
соединительной ткани.

Строение скелета человека.

ОДА – совокупность костей, хрящей, сухожилий, связок,
мышц.

Скелет – это комплекс костей (от греческого skeleton – высохший, высушенный).

Значение скелета:

1. Опора (вертикальное положение тела, каркас),

2. Локомотивная – кости скелета являются рычагами,
приводимыми в движение мышцами, части тела изменяют положение по отношению друг
к другу и передвигают тело в пространстве.

3. Защита – образование полостей для защиты органов.

4. Обмен веществ – участвуют в минеральном обмене,
кость содержит витамины А,Д, С.

5. Являются депо многих солей (кальций, фосфор, магний
и другие).

6. Участие в кроветворении.

Строение и жизнедеятельность опорно-двигательной системы

Опорно-двигательная система обеспечивает опору тела о землю, поддержание его формы и перемещение в пространстве, защищает внутренние органы, а также выполняет кроветворную и терморегуляторную функции и принимает участие в процессах обмена веществ. Она делится на пассивную (скелет и его соединения) и активную (мышцы) части.

Химический состав, строение и классификация костей. В состав костей входят неорганические и органические вещества. Неорганические вещества костей в основном представлены водой (около 20 %) и солями кальция, придающими костям прочность, а органические вещества костей — это в большинстве своем белки, обеспечивающие их эластичность.

Большая часть костной ткани организма человека организована в костные пластинки, состоящие из клеток-остеоцитов и костного межклеточного вещества, содержащего известковые образования и белковые волокна. Основной единицей строения кости является остеон, образованный 5–20 вложенными друг в друга цилиндрическими костными пластинками. В центре остеона расположен канал с проходящими в нем сосудами. Из остеонов состоят более крупные элементы кости — костные перекладины. В зависимости от расположения последних различают компактное и губчатое костные вещества.

В компактном веществе костные перекладины расположены плотно, тогда как в губчатом веществе они формируют ажурную сеть, позволяющую не только уменьшить массу кости, но и рационально перераспределить нагрузки, которым она подвергается.

С учетом особенностей строения кости скелета делятся на трубчатые, плоские, губчатые и смешанные. К плоским костям относятся кости свода черепа, лопатка, ребра, грудина, тазовые кости, к губчатым — кости запястья и предплюсны, а к смешанным — позвонки. Трубчатые кости — ключица и кости свободных конечностей, кроме запястья и предплюсны. На трубчатых костях наиболее удобно рассматривать внутреннее строение кости.

В трубчатой кости выделяют головки, тело и места перехода головок в тело — шейки. Основу кости составляет компактное вещество, головки под ним заполнены губчатым веществом, тогда как тело остается полым. У новорожденного ребенка все внутреннее пространство кости занимает красный костный мозг, выполняющий кроветворную функцию, однако у взрослых людей он сохраняется только между перекладинами губчатого вещества, а в костномозговой полости в теле кости его замещает желтый костный мозг. Снаружи тело кости покрыто надкостницей, а суставные поверхности головок — хрящом. Деление клеток надкостницы обеспечивает рост кости в толщину, тогда как растяжение кости связано в основном с хрящевыми прослойками, которые сохранились от рождения, и перестройкой костной ткани. В целом, кость является таким же органом, как и сердце, печень и почки, поэтому она обильно снабжается кровью и иннервируется.

Соединения костей в зависимости от строения и выполняемых функций делят на неподвижное, полуподвижное и подвижное. Неподвижное соединение, или шов, характеризуется прочным срастанием костей (кости черепа и таза). Полуподвижное соединение костей осуществляется с помощью хрящевых прокладок (позвоночник). Подвижное соединение, или сустав, образовано суставными поверхностями костей (головками), покрытыми хрящом, суставной сумкой и заполнено суставной жидкостью. Суставная жидкость выделяется суставной сумкой для снижения силы трения суставных поверхностей. Суставы характерны не только для конечностей, они есть, например, и в местах сочленения нижней челюсти с черепом.

Строение скелета. В скелете человека различают скелет головы (череп), скелет туловища и скелеты конечностей.

Череп защищает от внешних воздействий головной мозг и органы чувств, а также является опорой лица, начальных отделов пищеварительной и дыхательной систем. В черепе выделяют лицевой и мозговой отделы. Лицевой отдел образован парными носовыми, скуловыми, слезными и верхнечелюстными костями, а также непарной нижнечелюстной костью, которая сочленяется с верхнечелюстной двумя суставами. В мозговой отдел входят парные теменные и височные кости, а также непарные лобная и затылочная.

Скелет туловища состоит из позвоночника и грудной клетки. Позвоночник связывает части тела между собой, выполняет защитную и опорную функции для спинного мозга и спинномозговых нервов, поддерживает голову, служит для прикрепления конечностей, перераспределяет тяжесть тела на нижние конечности, а также обусловливает возможность прямохождения. У человека позвоночник состоит из 33–34 позвонков.

Типичный позвонок имеет тело и дугу, которая замыкает позвоночное отверстие, а также отростки. Совокупность позвоночных отверстий образует позвоночный канал, в котором проходит спинной мозг. Отростки служат для прикрепления мышц и соединения позвонков, хотя между ними имеются и хрящевые прокладки — межпозвоночные диски.

Позвоночник делится на пять отделов: шейный, грудной, поясничный, крестцовый и копчиковый. В шейном отделе насчитывается 7 позвонков, он обеспечивает движение головы. В связи с тем что первый и второй позвонки шейного отдела — атлант и эпистрофей соответственно — обеспечивают поворот головы, они имеют особое строение. Грудной отдел образован 12 позвонками, к которым прикрепляются парные ребра. В поясничном отделе 5 позвонков. Крестцовый отдел также содержит 5 сросшихся позвонков, тогда как копчиковый — 4–5. В связи с прямохождением величина тела позвонков постепенно увеличивается к крестцовому отделу, тогда как в копчиковом отделе позвонки вновь становятся меньше, поскольку они не несут существенной нагрузки.

Грудную клетку образуют ребра и грудина, однако десять пар ребер из двенадцати тем или иным образом сочленяются с грудиной, а две пары заканчиваются в толще мышц, не достигая ее. С одной стороны, грудная клетка защищает органы грудной полости, а с другой — движения ребер обеспечивают легочную вентиляцию и движение крови и лимфы по сосудам.

Функции конечностей у человека строго разграничены: верхние — органы труда, а нижние — опоры и передвижения. Эти особенности отражаются в строении конечностей. Скелет конечностей образован скелетами верхних и нижних конечностей.

Скелет верхних конечностей делится на скелет свободных верхних конечностей и пояс верхних конечностей. Пояс верхних конечностей, или плечевой пояс, образован парными лопатками и ключицами. Он обеспечивает прикрепление верхних конечностей к туловищу. Скелет свободных верхних конечностей состоит из плечевой кости, двух костей предплечья — локтевой и лучевой — и костей кисти. Верхняя головка плечевой кости образует плечевой сустав с лопатками и ключицами, а нижняя соединяется с костями предплечья в локтевом суставе. Кости кисти разделяются на кости запястья, пясти и фаланги пальцев.

Скелет нижних конечностей делится на скелет свободных нижних конечностей и пояс нижних конечностей. Пояс нижних конечностей, или тазовый пояс, служащий для прикрепления их к туловищу, представлен тремя сросшимися парными тазовыми костями. Он прочно соединен с крестцом. Скелет свободных нижних конечностей образован бедренной костью, двумя костями голени — большой и малой берцовыми, костями стопы и примыкающим к бедру надколенником. Верхняя головка бедренной кости образует с тазом тазобедренный сустав, а с костями голени — коленный, прикрытый спереди надколенником. В состав стопы входят кости предплюсны, плюсны и фаланги пальцев.

В связи с прямохождением у человека, по сравнению с другими млекопитающими, имеется ряд особенностей строения скелета: постепенное утолщение позвоночника книзу; наличие четырех изгибов позвоночника (шейного, грудного, поясничного и крестцового), амортизирующих сотрясение при движении; более слабое развитие верхних конечностей по сравнению с нижними в связи с переносом на последние веса тела, а также сводчатая форма стопы, способствующая ослаблению колебаний при перемещении тела.

Строение и функции скелетных мышц. Активная часть опорно-двигательной системы организма человека представлена скелетными мышцами. В мышце различают брюшко, образованное пучками поперечнополосатых волокон, головку и хвост, которые прикрепляются к костям с помощью сухожилий, или вплетаются в кожу. Мышечные волокна, их пучки и брюшко мышцы в целом имеют соединительнотканную оболочку. Оболочка мышцы или группы мышц называется фасцией.

Для обеспечения бесперебойной работы мышцы также обильно снабжаются кровью и иннервируются.

Кроме обеспечения движения тела скелетные мышцы ограничивают стенки полостей тела (ротовой, брюшной и др.), образуют стенки некоторых органов (глотки, гортани и др.), обеспечивают работу дыхательной системы, а их активность необходима для нормального формирования нервной системы в процессе индивидуального развития. Кожные мышцы могут принимать участие в предотвращении переохлаждения, обеспечивая выработку тепла в ходе сокращения. При этом тело покрывается «гусиной кожей».

Классификация мышц. Мышцы тела человека классифицируют по морфологическим особенностям, функциям и расположению. Так, по направлению мышечных волокон их подразделяют на прямые, косые и круговые.

По функциям мышцы относят к сгибателям, разгибателям, сфинктерам и др. При этом мышцы, выполняющие одну и ту же функцию, называются синергистами, а выполняющие противоположные функции — антагонистами. Например, плечевая мышца и двуглавая мышца плеча являются синергистами, поскольку сгибают руку в локтевом суставе. Двуглавая и трехглавая мышцы плеча — антагонисты, так как первая сгибает руку в локтевом суставе, а вторая — разгибает ее.

Основными группами мышц тела являются мышцы головы, туловища и конечностей.

Среди мышц головы наибольшее значение имеют мимические и жевательные, хотя во многих случаях они действуют совместно (речь, жевание, глотание). К мимическим мышцам головы относятся, например, круговые мышцы глаз и рта, а также мышца гордецов, тогда как к жевательным — жевательная, височная и др.

Мышцы туловища делят на мышцы шеи, груди, живота и спины. Мышцы шеи обеспечивают движения головы, как, например, подкожная мышца шеи. Мышцы груди представлены большой и малой грудными, а также межреберными мышцами. К мышцам живота относятся, прежде всего, косые, поперечная и прямая мышцы живота (мышцы пресса), а к мышцам спины — трапециевидная и широчайшая мышцы спины. Не менее важной мышцей туловища является диафрагма, разграничивающая грудную и брюшную полости и принимающая непосредственное участие в дыхательных движениях.

Наиболее крупными мышцами верхних конечностей являются дельтовидная, двуглавая и трехглавая мышцы плеча, а нижних конечностей — четырехглавая и трехглавая мышцы бедра, ягодичные, портняжная и икроножная мышцы.

Работа мышц. Согласно законам физики, работа — это энергия, затраченная на перемещение тела с определенной силой на определенное расстояние. Механическая работа совершается мышцами благодаря их сокращению. В основе сокращения мышцы лежит взаимодействие микронитей актина и миозина отдельного мышечного волокна, для совершения которого необходимы энергия АТФ и присутствие ионов кальция. Если при сокращении мышцы происходит перемещение тела или некоего груза в пространстве, то такая работа называется динамической, тогда как работа в отсутствие укорочения мышцы, как, например, при удержании тела или груза в определенном положении — статической.

Сокращение мышцы чередуется с расслаблением, причиной которого является снижение концентрации ионов кальция, способствующее нарушению взаимодействия актиновых и миозиновых микронитей.

Продолжительная деятельность приводит к временному снижению работоспособности мышцы, которое заключается в уменьшении силы сокращения и удлинении периода расслабления. Это явление называется утомлением. Основной причиной утомления мышцы считается ее недостаточное снабжение кислородом, способствующее накоплению молочной и пировиноградной кислот на фоне снижения синтеза АТФ.

При статической работе утомление происходит быстрее, чем при динамической, вследствие постоянного сокращения мышц-антагонистов и нарушения их кровоснабжения вследствие пережатия части сосудов. При динамической работе мышцы-антагонисты работают поочередно, и поэтому периодически отдыхают, а обильное кровоснабжение обеспечивает их жизнедеятельность. Однако даже динамическая работа может привести к утомлению, если нерационально расходовать свои силы на перемещение слишком больших или слишком маленьких грузов в быстром или медленном темпе, поэтому согласно правилу средних нагрузок, для более эффективной работы мышц следует перемещать грузы средней массы в среднем темпе. При этом следует учитывать степень физического развития, возрастные особенности, а также чередовать нагрузки с отдыхом или переключением на другие виды деятельности. Также было показано, что утомляться могут не только мышцы, но и контролирующие их деятельность нервные центры, в нейронах которых истощаются запасы медиаторов. Для восстановления работоспособности мышцы необходим отдых.

Нарушения опорно-двигательной системы возникают вследствие различных травм (переломы костей, растяжение связок, ранения), гиподинамии, неправильной осанки, перенесенных заболеваний и наследственных особенностей. Во избежание возникновения таких заболеваний позвоночника, как сколиоз, грудной кифоз, поясничный лордоз и др., следует заниматься спортом, поддерживать правильную осанку, соблюдать правила личной гигиены и т. д.

2

1 Часть СТРОЕНИЕ И ФУНКЦИИ КОСТИ

Кость (лат. os)— твёрдый орган людей и позвоночных животных. Состоит из нескольких тканей, важнейшей из которых является костная. Кость выполняет опорно-механическую и защитную функции, является составной частью эндоскелета позвоночных, производит красные и белые кровяные клетки, сохраняет минералы. Костная ткань — одна из разновидностей плотной соединительной ткани.

К

Эндост — тонкий соединительнотканный слой, выстилающий костную ткань трубчатых костей изнутри с формированием костномозгового канала^[1]. Морфологически эндост подобен наружному слою трубчатых костей — периосту (надкостнице).

ости обладают большим разнообразием форм и размеров, зависящих от функции конкретной кости. Каждая обладает сложной структурой, благодаря чему они достаточно лёгкие, но при этом жёсткие и прочные. Кость может включать в свою структуру: костный мозг, эндост, надкостницу, нервы, кровеносные сосуды, хрящи.

Кости состоят из различных клеток костной ткани: остеобласты участвуют в создании и минерализации костей, остеоциты поддерживают структуру, а остеокласты обеспечивают резорбцию костной ткани. Минерализованная матрица костной ткани имеет органическую составляющую в основном из коллагена (оссеин) и неорганическую составляющую костной ткани из различных солей.

В человеческом теле, при рождении, более 270 костей, но многие из них срастаются в процессе роста, оставляя в общей сложности 206 отдельных костей во взрослом организме Бедренная кость — самая большая кость в теле человека, самая маленькая — стремя в среднем ухе.

Костное вещество состоит из органических (оссеин) — 1/3 и неорганических (2/3) (Главным образом солей кальция, 95%) веществ.

В состав костей входят как органические, так и неорганические вещества; количество первых тем больше, чем моложе организм; в связи с этим кости молодых животных отличаются гибкостью и мягкостью, а кости взрослых — твёрдостью. Отношение между обеими составными частями представляет различие в разных группах позвоночных; так, в кости рыб, особенно глубоководных, содержание минеральных веществ относительно мало, и они отличаются мягким волокнистым строением.

У взрослого человека количество минеральных составных частей составляет около 60—70 % веса кости, а органическое вещество (главным образом коллаген тип I) — 30—40 %. Кости имеют большую прочность и громадное сопротивление сжатию, чрезвычайно долго противостоят разрушению и принадлежат к числу самых распространённых остатков ископаемых животных. При прокаливании кость теряет органическое вещество, но сохраняет свою форму и строение; подвергая кость действию кислоты (например соляной), можно растворить минеральные вещества и получить гибкий органический (коллагеновый) остов кости^[2].

При сжигании кость чернеет с выделением углерода, который остаётся после разложения органических веществ. При дальнейшем выгорании углерода получается белый твёрдый хрупкий остаток.

У пожилых людей в костях увеличивается доля минеральных веществ, из-за этого их кости становятся более хрупкими (остеопороз).

Остеобласты

Остеобласты — молодые остеобразующие клетки костей (диаметр 15-20 мкм), которые синтезируют межклеточное вещество — матрикс. По мере накопления межклеточного вещества остеобласты замуровываются в нём и становятся остеоцитами.

Остеоциты

Остеоциты — клетки костной ткани позвоночных животных и человека, значительно или полностью утратившие способность синтезировать органический компонент матрикса.

Они имеют отростчатую форму, округлое плотное ядро и слабобазофильную цитоплазму. Органоидов мало, клеточного центра нет — клетки утратили способность к делению. Они располагаются в костных полостях, или лакунах, повторяющих контуры остеоцита, и имеют длину 22-25 мкм, а ширину 6-14 мкм. Во все стороны от лакун отходят слегка ветвящиеся канальцы костных полостей, анастомозирующие (сообщающиеся) между собой и с периваскулярными пространствами сосудов, идущих внутри кости. В пространстве между отростками остеоцитов и стенками канальцев содержится тканевая жидкость, движению которой способствуют «пульсирующие» колебания остеоцитов и их отростков. Остеоциты — единственная живая и активно функционирующая клетка в зрелой костной ткани, их роль заключается в стабилизации органического и минерального состава кости, обмене веществ (в том числе в транспортировке ионов Са из кости в кровь и обратно). Костная ткань, не содержащая живых остеоцитов, быстро разрушается.

Остеокласты

Может содержать от 2 до 50 ядер. Организация остеокласта адаптирована к разрушению кости. В сочетании с остеобластами, остеокласты контролируют количество костной ткани (остеобласты создают новую костную ткань, а остеокласты разрушают старую)

Кортикальная пластинка обеспечивает прочность и защиту подлежащей кости и служит местом прикрепления скелетных мышц.

Костный эпифиз — закруглённый, чаще расширенный, концевой отдел трубчатой кости, формирующий сустав со смежной костью посредством сочленения их суставных поверхностей.

Диафиз – средняя часть кости.

СОЕДИНЕНИЯ КОСТЕЙ

СТРОЕНИЕ СУСТАВА

Каждый сустав имеет суставные поверхности, покрытые чаще всего гиалиновым хрящом, суставную капсулу и суставную полость, содержащую небольшое количество синовиальной жидкости. В полости коленного сустава присутствуют мениски — эти хрящевые образования увеличивают конгруэнтность (соответствие) суставных поверхностей и являются дополнительными амортизаторами, смягчающими действие толчков.

2 Часть СКЕЛЕТ ЧЕЛОВЕКА

Функции скелета человека

Скелет человека — пассивная часть опорно-двигательного аппарата. Выделяют осевой скелет, кости поясов конечностей, кости верхних и нижних конечностей. Скелет выполняет ряд важных функций:

• Защитная

Оберегает внутренние органы от механических воздействий. Череп — вместилище головного мозга и органов чувств: надежно защищает их. Соединяясь друг с другом, позвонки образуют спинномозговой канал, в котором располагается хорошо защищенный спинной мозг.

• Опорная

Опорная функция скелета заключается в прикреплении мягких тканей, внутренних органов к различным частям скелета.

• Двигательная

Кости в местах суставов (подвижных сочленений) образуют рычаги, которые приводят в движение мышцы путем сокращения.

 Метаболическая (биологическая)

Кости активно участвуют в минеральном обмене: кости являются депо кальция, фосфора, железа. При нарушении минерального обмена возникает множество заболеваний, наиболее известное — рахит, который мы обсудим в данной статье.

 Кроветворная

Изучив строение костей, вы отлично понимаете, что губчатое вещество — место расположения красного костного мозга, в котором появляются и дифференцируются клетки крови: эритроциты, лейкоциты и тромбоциты.

Внутри трубчатых костей расположен костномозговой канал, в котором находится желтый костный мозг. Он выполняет питательную функцию (накопление жиров), в случае кровопотери способен превращаться в красный костный мозг (резервная функция).

Осевой скелет

Осевой скелет включает позвоночный столб, грудную клетку и череп. Позвоночный столб состоит из 33-34 позвонков, имеет следующие отделы:

• Шейный — 7 позвонков

• Грудной — 12

• Поясничный — 5

• Крестцовый — 5

• Копчиковый — 4-5

Каждый позвонок (за исключением первого шейного — атланта, который имеет только переднюю и заднюю дуги) образован телом и дугой, которые ограничивают отверстие позвоночного канала с проходящим в нем спинным мозгом. В составе позвонка также находятся отростки: суставные и поперечные, остистый отросток. Соединяясь друг с другом суставными отростками, позвонки образуют позвоночный столб со спинномозговым каналом внутри — надежным вместилищем спинного мозга.

Строение шейных, грудных и поясничных позвонков отличается между собой. Первый шейный позвонок — атлант, второй — аксис, соединяясь с костями черепа, участвуют в образовании сустава. У поясничных позвонков наиболее массивные и большие тела: соразмерно нагрузке, которую им приходится выполнять (по сравнению с шейными позвонками).

Позвоночник человека непрямой: он имеет изгибы вперед и назад. Замечу, что позвоночник младенца этих изгибов не имеет — он абсолютно прямой. Эти изгибы начинают формироваться после того, как ребенок принимает вертикальное положение, начинает ходить. В связи с прямохождением у человека формируются 4 физиологических изгиба, то есть у всех имеются в норме: шейный лордоз (изгиб вперед), грудной кифоз (изгиб назад), поясничный лордоз и крестцовый кифоз. Кифозы и лордозы позволяют равномерно распределить нагрузку на весь позвоночник. Чтобы легко запомнить для себя два новых термина, рекомендую воспользоваться следующей ассоциацией: спросите себя, как ходит английский лорд?

Скелет грудной клетки состоит из 12 пар ребер, грудины. Первые 10 пар ребер плотно соединяются между собой, образуя кольцо для защиты органов. Из этих 10 пар – 7 пар (с первую по седьмую пару) крепятся непосредственно к грудине. Следующие 3 пары ребер (восьмая, девятая и десятая пара) скреплены хрящом ребер и являются ложными. Остальные 2 пары ребер (одиннадцатая и двенадцатая пара) являются свободными. Последние пары ребер скреплены только мышечной тканью. Нумерация ребер производится сверху.

Череп подразделяется на два отдела: лицевой и мозговой.

К лицевому отделу черепа относятся верхняя и нижняя челюсти, скуловая, носовая, слезная кости. Единственная подвижная кость черепа — нижняя челюсть, с зубами, расположенными в зубных альвеолах, служит для измельчения пищи.

Мозговой отдел черепа включает в себя затылочную, лобную, височную и теменную кости, а также решетчатую и клиновидную кость.

Скелет поясов конечностей

Мы переходим к изучению поясов конечностей, хочу заметить одну деталь. В главе зоология мы с вами изучали пояса конечностей, пользуясь терминами — пояс «передних, задних» конечностей. Поскольку человек занимает вертикальное положение, то изучая анатомию человека, мы будем говорить о поясе «верхних, нижних» конечностей.

Пояс верхних конечностей (плечевой) состоит из парных ключиц и лопаток. Ключица одним концом крепится к грудине, а другим — к акромиону (отростку лопатки). Плечевой пояс обеспечивает опору верхним конечностям и разнообразие их движений: к лопатке и ключице крепится большое количество мышц.

Пояс нижних конечностей (тазовый) состоит из трех парных костей: подвздошной, лобковой и седалищной, соединенных с непарным крестцом. Тазовый пояс служит опорой для внутренних органов, местом прикрепления многих мышц.

Скелет конечностей

Скелет нижней конечности включает в себя бедренную кость (бедро), малоберцовую и большеберцовую кости (голень), предплюсну, плюсну и фаланги пальцев (стопа). Скелет верхней конечности состоит из плечевой кости (плеча), лучевой и локтевой кости (предплечья), запястья, пястья и фаланг пальцев (кисть).

Бедренная кость сочленяется с тазовым поясом с помощью головки бедренной кости, образующей бедренный сустав с вертлужной впадиной тазовой кости. Головка плечевой кости образует плечевой сустав с суставной поверхностью лопатки.

Иногда на рисунке нужно определить, где лучевая и локтевая кости, это довольно несложно сделать, если вы запомните, что лучевая кость всегда расположена ближе к большому пальцу кисти, а локтевая — к мизинцу. При любом расположении на схеме руки это правило будет действовать.

3 Часть РЕГУЛЯЦИЯ КАЛЬЦИЕВОГО ОБМЕНАВ ОРГАНИЗМЕ:

Паращитови́дные же́лезы (паратиреоидные железы, околощитовидные железы) — от четырех до шести небольших эндокринных железы, преимущественно расположенные по задней поверхности щитовидной железы, попарно от Щитовидной железы, так же нередко встречается нахождение паращитовидных желез внутри ткани щитовидной железы. Вырабатывают паратиреоидный гормон, или паратгормон

Паращитовидная железа регулирует уровень кальция в организме в узких рамках так, чтобы нервная и двигательная системы функционировали нормально. Когда уровень кальция в крови падает ниже определённого уровня, рецепторы паращитовидной железы, чувствительные к кальцию, активируются и секретируют гормон в кровь. Паратгормон стимулирует остеокласты, чтобы те выделяли в кровь кальций из костной ткани. Физиологическое значение паращитовидной железы состоит в секреции ею паратгормона. Врожденное отсутствие или недоразвитие паращитовидных желез, отсутствие их в результате хирургического удаления, нарушения секреции паратгормона, а также нарушение чувствительности к нему рецепторов тканей приводят к патологиям фосфорно-кальциевого обмена в организме и развитию эндокринных заболеваний

4 Часть МЫШЦЫ

Работа мышц идет рефлекторно, под контролем головного мозга. Движения мышц могут быть произвольные или непроизвольные (например, сокращение от укола острым предметом). Нервный импульс, вызвавший сокращение мышцы, обеспечивает ее сокращение с максимальной силой согласно закону «все или ничего». Если сила нервного импульса недостаточная, сокращение не идет.

Высшие двигательные центры коры (двигательная зона лобной доли) свои импульсы отправляют глубоко в головной мозг, в мозжечок, а также к исполнительным нейронам спинного мозга. В целом именно кора головного мозга создает программы для сложных движений, импульсы от нее идут в спинной мозг, который отдает команды для конкретных движений.

Существует и гуморальная регуляция мышц — посредством биологически активных веществ, содержащихся в крови, например, ионов кальция. Причиной сокращения внутри мышечного волокна белковых нитей актина и миозина выступает химическое взаимодействие между этими белками в присутствии АТФ и ионов кальция. Ионы в клетке накапливаются в полости гладкой ЭПС.