Опорно-двигательный аппарат человека представляет собой совокупность структур (кости, суставы, скелетные мышцы, сухожилия), обеспечивающих основу (каркас) тела, дают опору, а также обеспечивают возможность совершать движения и передвигаться. В данной статье представлено очень упрощенное описание строения и некоторых функций опорно-двигательного аппарата, чтобы это было понятно как можно большему числу посетителей, а также возможные заболевания этих органов и систем.

СКЕЛЕТ

Скелет образует фигуру человека, поддерживает и защищает его тело. Он состоит из 206 костей, дополняемых участками хряща. Хрящ — плотная эластичная ткань, которая является важным дополнением к кости, особенно когда требуется сочетание прочности и гибкости. Кости скелета, в основном трубчатые кости конечностей, действуют как рычаги, управляемые мышцами, тем самым обеспечивая движение. Одни кости служат защитой органам, которые они окружают, другие содержат костный мозг, где образуются красные кровяные клетки. Кость — это живая ткань, в которой старые клетки постоянно заменяются новыми. Чтобы кости находились в хорошем состоянии, необходимо с пищей получать достаточное количество белка, кальция и витаминов, особенно витамина D.

Строение кости характеризуется прочностью, легкостью и некоторой гибкостью. Костная ткань состоит из белка, укрепленного минеральными солями, преимущественно кальция и магния. Наружный (компактный) слой кости содержит кровеносные и лимфатические сосуды, а внутренний (губчатый) имеет ячеистое строение (для легкости). В середине трубчатых костей имеется цилиндрическая полость, заполненная костным мозгом — жироподобным веществом, в котором образуются красные и белые кровяные клетки.

В основании черепа имеется отверстие, через которое спинной мозг соединяется с головным. Спинной мозг проходит внутри позвоночника, который служит ему защитой и состоит из более чем 30 отдельных позвонков.

СУСТАВЫ

Отдельные кости скелета соединяются друг с другом суставами. Существует несколько видов суставов. Неподвижные суставы, такие, как швы черепа, прочно скрепляют кости, не позволяя им двигаться. Частично движущиеся суставы (хрящевые), например в позвоночнике, допускают некоторую подвижность. И наконец, свободно движущиеся (синовиальные) суставы, как в плече, обеспечивают значительную подвижность в нескольких плоскостях.

Ореховидные суставы (например, плечевой или тазобедренный) способны обеспечивать максимальный диапазон движений. Например, вершина тазобедренной кости имеет практически шарообразную форму и находится в полукруглой впадине таза. Суставы этого типа устроены по принципу шарового шарнира, что дает им возможность совершать движения в любом направлении.

Седловидные суставы позволяют совершать движения в обе стороны и вперед-назад. Такой сустав имеется у основания большого пальца руки, без него очень трудно хватать большие или маленькие предметы. Не будь этих движений большого пальца, кисть руки напоминала бы неуклюжую клешню.

Блоковидные суставы имеются в пальцах рук, ног, в локтях и коленях и допускают движения только в одном направлении. Концы костей в таком суставе погружены в смазочную жидкость и скреплены плотными волокнистыми связками.

Кости запястья, соединенные этими суставами, двигаются в обе стороны и вперед-назад, подобно седловидным, но объем их движений меньше. С возрастом движения в скользящих суставах становятся менее плавными и все больше затрудняются.

Основные признаки заболевания костей и суставов

Среди заболеваний скелета людей всех возрастов наиболее распространены травматические переломы костей и поражения суставов вследствие повреждения и изнашивания. Воспаления и опухоли костей встречаются довольно редко.

Основные признаки повреждения скелета: боль, опухание и воспаление (покраснение и жар) пораженного участка.

К симптомам поражения сустава относятся боль, опухание и тугоподвижность. Остеоартрит, вызываемый изнашиванием суставов, обычно поражает суставы шеи, рук, бедер и коленей. Ревматоидный артрит поражает соединительную ткань вокруг суставов, что приводит к их тугоподвижности и искривлению, а также сильной боли.

МЫШЦЫ

Движения тела и внутренних органов осуществляются с помощью мышц — мягкой ткани, состоящей из волокон, которые сокращаются и расслабляются, тем самым вызывая движение. В организме человека различают три вида мышц: скелетные, которые выполняют движения самого тела, гладкие, которые производят движения внутри организма (например, ритмические сокращения пищеварительного тракта, которые проталкивают по нему пищу) и миокард (сердце).

От работы мышцы укрепляются и при регулярной тренировке обычно находятся в хорошем состоянии. Энергичные упражнения увеличивают объем мышц и улучшают их кровообращение, а следовательно, повышают способность к еще более напряженной деятельности. И наоборот, бездеятельность может привести к мышечной атрофии и слабости.

Гладкая мускулатура и миокард

Гладкая мускулатура и миокард не находятся под контролем сознания, иными словами, они сокращаются или расслабляются независимо от вашего желания и работают автоматически. Оба вида непроизвольной мускулатуры — гладкая и сердечная — действуют непрерывно, обеспечивая сердечные сокращения, а также такие функции, как дыхание, пищеварение и кровообращение.

Скелетная мускулатура контролируется и управляется центральной нервной системой. Только скелетная мускулатура находится под контролем сознания и потому произвольна в движении.

Скелетные мышцы прикреплены к костям либо непосредственно, либо с помощью сухожилий и могут сгибать и выпрямлять суставы в ответ на специфические раздражения.

Как работают скелетные мышцы

Мышцы называют двигателями организма. Они составляют почти половину массы тела и превращают химическую энергию в силу, которая передается через сухожилия костям и суставам. Большинство мышц обычно работает группами, в которых сокращение одной мышцы сопровождается расслаблением другой. При сокращении мышца укорачивается в длину на 40% и сближает точки своего прикрепления к двум разным костям. Большинство скелетных мышц прикреплено к двум или более близлежащим костям, часто с помощью фиброзных сухожилий. Когда мышца сокращается, кость, к которой она прикреплена, двигается. Таким образом, каждое движение есть следствие тяги, а не толчка.

Биопсия мышцы — это лабораторное исследование маленького кусочка мышечной ткани для выявления признаков заболевания. На приведенных фотографиях показаны тончайшие срезы здоровой мышцы, увеличенные в 8000 раз. Каждое волокно состоит из еще более тонких, разделенных перегородками волоконец. Каждое волоконце содержит два различных белка, которые расположены в виде параллельных нитей и образуют крохотные темные (молекулы миозина) и светлые полоски (молекулы актина) — на снимках слева. В расслабленной мышце эти полоски едва заходят друг на друга (снимок вверху), а в сократившейся они надвигаются друг на друга (снимок внизу), укорачивая мышечные волокна.

Основные признаки заболеваний мышц

Травматическое повреждение мышц обычно сопровождается болью, затвердением, а иногда воспалением и опуханием. Слабость и боли в мышцах могут также возникать при вирусной инфекции.

Назад Вперёд

Внимание! Предварительный просмотр слайдов используется исключительно в ознакомительных целях и может не давать представления о всех возможностях презентации. Если вас заинтересовала данная работа, пожалуйста, загрузите полную версию.

Технологическая карта урока

Ход урока

I. Организационный момент

II. Проверка знаний учащихся о рефлекторной регуляции

1. Что такое рефлекс?
2. Какие рефлексы характерны для человека?
3. Каково значение рефлексов?
4. Что такое рефлекторная дуга?
5. Из чего состоит рефлекторная дуга?
6. Какова роль рецепторов?
7. Какую функцию выполняют чувствительные нейроны?
8. Какую функцию выполняют вставочные нейроны?
9. Какую функцию выполняют двигательные нейроны?
10. Может ли рефлекторная дуга контролировать работу исполнительных органов?

III. Постановка учебной задачи

Учитель: сегодня на уроке мы продолжим знакомиться с особенностями строения тела человека. Я предлагаю вам определить тему нашего урока, но сначала проведём физминутку.

Физминутка:

Ручки потянули вверх,
Словно там висит орех.
Тянем в стороны потом,
Словно обнимаем дом.
Ноги врозь, на пояс руки.
Влево плечи разверни.
А теперь прогнули спинки,
Посмотрели на картинки.
Ножками потопали,
Ручками похлопали.
Всё! Закончилась зарядка.
Вдох и выдох для порядка.

Учитель: Какие органы вашего тела принимали участие в разминке?

Ученики: Скелет и мышцы.

Учитель: Какую систему органов образуют скелет и мышцы?

Ученики: Скелет и мышцы образуют опорно-двигательную систему.

Учитель: Назовите тему нашего урока.

Опорно-двигательная система (слайд 1)

Учитель: Что вы знаете об опорно-двигательной системе человека?

Чтобы вы ещё не знаете и должны изучить? Определите цель нашего урока.

Учащиеся высказывают предположения: какой тканью образована ОДС, особенности её строения, какое строение имеют кости, как они растут.

Учитель: Изучению данных вопросов мы посвятим наш урок.

IV. Усвоение новых знаний и первичное закрепление

1. Значение ОДС человека

Учитель: Давайте выясним, какие функции выполняет ОДС человека? Прочитайте текст учебника на с. 46 - 47.

Учитель: Итак, какие функции выполняет ОДС человека? (слайд 2)

Ученик: ОДС человека определяет форму тела человека, выполняет опорную, двигательную и защитную функции.

Учитель: В чём заключается опорная функция ?

Ученик: Кости скелета и мышц образуют прочный каркас.

Учитель: В чём заключается защитная функция ?

Ученик: ОДС ограничивает внутреннюю полость, в которой находятся внутренние органы. Сердце и лёгкие защищены грудной клеткой. Органы брюшной полости – нижним отделом позвоночника и тазовыми костями, мышцами спины и живота. Головной мозг – костями черепа. Спинной мозг находится в позвоночном канале.

Учитель: В чём заключается двигательная функция ?

Ученик: Двигательная функция осуществляется благодаря взаимодействию костей и мышц, которые прочно прикрепляются к костям. Движение мышц приводит к движению костей.

Учитель: Послушайте некоторые интересные факты об скелете человека. (слайд 3)

При средней массе человека 70 кг, масса его скелета составляет 7 – 8 кг.

По прочности кости превосходят гранит в 2,5 раза, а упругость костей выше упругость дуба.

Бедренная кость самая длинная костью в скелете человека. Она выдерживает нагрузку на давление 1500 кг.

Учитель: С чем связана способность скелета выдерживать такие нагрузки? Чем можно объяснить высокую прочность скелета?

Ученик высказывают предположение: прочность скелета можно объяснить особенностями его строения.

Проблемный вопрос: Какие особенности строения костей позволяют им выполнять опорную, защитную и двигательную функцию?

2. Макроскопическое строение костей (слайд 4)

По ходу рассказа учителя учащиеся заполняют таблицу:

Учитель: В организме человека насчитывают около 200 костей. Все они различаются по форме, длине и выполняемой роли. В зависимости от всего вышесказанного различают кости длинные (трубчатые), короткие (губчатые), широкие (плоские) и смешанные.

А) трубчатая кость (слайд 5, гиперссылка “Строение кости”) состоит из тела (диафиз) и двух концов (эпифиз). Сверху кость покрыта надкостницей, за исключением концевых участков. Под надкостницей располагается слой компактного вещества. На концевых участках компактное вещество переходит в губчатое. В средней части кости имеется полость, заполненная жёлтым костным мозгом. В ячейках губчатого вещества находится красный костный мозг. Какова его роль?

Ученик: Это кроветворный орган.

Учитель: Жёлтый костный мозг состоит из жировых клеток и кроветворной соединительной ткани. Он играет роль резерва, на случай, если красный костный мозг не будет справляться с работой.

К трубчатым костям относятся кости плеча, предплечья, голени, и бедра.

Их роль: передвижение в пространстве, поднятие тяжестей.

Б) короткие кости (слайд 6) образованы губчатым веществом, поэтому их называют губчатыми. Поверх губчатого вещества расположен тонкий слой компактного вещества. Эти кости имеют кубическую или неправильную форму и располагаются там, где одновременно необходимы большая прочность и подвижность скелета. Это кости тел позвонков, короткие кости запястья и предплюсны. Выполняют также функцию опоры.

В) плоские кости образованы двумя пластинами компактного вещества, между которым располагается губчатое вещество. Функция плоских костей – защита. Они образуют стенки полостей, в которых расположены внутренние органы. Это кости таза, лопатки, черепа.

Учитель: Можно ли по форме кости определить её функцию?

3. Микроскопическое строение костей

Учитель: Каждая кость – сложный орган, образованный костной тканью – разновидностью соединительной.

Вспомните особенности строения соединительной ткани.

Ученик: Соединительная ткань отличается наличием хорошо развитого межклеточного вещества.

Учитель: Костная ткань представлена костными клетками и костными пластинкам. (слайд 7)

Костные клетки (слайд 8) – имеют отростки, при помощи которых они контактируют друг с другом. Вокруг клеток располагаются мельчайшие канальцы, заполненные межклеточной жидкостью. Через неё происходит питание и дыхание клеток.

Вокруг костных клеток располагаются костные пластинки – это межклеточное вещество. Оно образуется костными клетками и составляет 2/3 костной ткани. Оно очень твёрдое и прочное. По своим свойствам напоминает камень. Костные пластинки, в зависимости от расположения, образуют компактное (плотное) и губчатое вещество кости. (слайд 9)

Компактное вещество (слайд 10) имеет пластинчатое строение и напоминает систему вставленных друг в друга цилиндров. Стенки цилиндров выложены рядами радиально расположенных костных пластинок. Такое строение обеспечивает лёгкость и прочность. В центре цилиндров расположены каналы, по которым проходят кровеносные сосуды и нервы. По наружному периметру цилиндров располагаются костные клетки.

В губчатом веществе (слайд 11) очень тонкие костные пластинки перекрещиваются в тех направлениях, по которым кости испытывают наибольшее растяжение или сжатие. Такое строение позволяет выдерживать большие нагрузки. Промежутки между костными пластинками заполнены красным костным мозгом – кроветворным органом.

Сверху кости покрыты надкостницей – плотной соединительной тканью. Надкостница богата кровеносными сосудами и нервами. Надкостница примыкает к компактному веществу. Компактное вещество переходит в губчатое.

4. Рост костей

Учитель: В детстве и юности кости растут. Как это происходит?

Однажды провели эксперимент. Молодому петуху удалили кость, но оставили надкостницу. Через некоторое время кость восстановилась.

Учитель: Как вы думаете, за счет чего восстановилась кость?

Ученик: За счет деления клеток надкостницы и хрящевой ткани.

Учитель: Да, рост костей в ширину происходит за счёт деления клеток внутреннего слоя надкостницы. Рост костей в длину происходит за счёт деления клеток хрящевой ткани. (слайд 12)

Рост костей регулируется биологически активными веществами – гормоном роста, который вырабатывается гипофизом. Если в детстве вырабатывается слишком много этого гормона, то человек вырастает ростом до 2 метров и более. Если гормона роста вырабатывается мало, то рост взрослых людей не превышает 100 – 120 см.

У взрослых людей кости не растут, но происходит замена старого костного вещества на новое. Чем больше нагрузка на скелет, тем активнее идут процессы обновления, и тем прочнее костное вещество.

5. Химический состав костей

Учитель: Кости образованы неорганическими и органическими веществами.

Какие органические и неорганические вещества входят в состав организма?

Ученики называют вещества.

Учитель: Из органических веществ в состав костей входит белок коллаген, углеводы, лимонная кислота, ферменты. Из неорганических – вода и минеральные соли кальция, магния, фосфора. Чтобы выяснить роль этих веществ, можно проделать ряд опытов. Посмотрите на экран (слайд 13, гиперссылка “Химический состав костей”. После открытия файла делается двойной щелчок по “Неорганическим веществам”, затем двойной щелчок по “Органическим веществам”):

1. если долго прокаливать кость, то она становится настолько хрупкой, что при малейшем прикосновении рассыпается на мелкие кусочки. Что произошло при прокаливании кости? Органические вещества сгорели, удалилась вода. Остались неорганические, которые придают костям прочность.
2. Если кость некоторое время выдержать в растворе соляной кислоты, то она становится настолько гибкой и эластичной, что её можно завязать в узел. Что произошло? Неорганические вещества удалены, остались органические, которые придают костям гибкость и упругость.

Учитель: Какие свойства костям обеспечивают неорганические и органические вещества.

Ученик: Сочетание неорганических и органических веществ придают костям прочность и упругость. (слайд 14)

Учитель: В зависимости от возраста, у человека содержится неодинаковое количество органических и неорганических веществ. От рождения до 20 лет больше органических веществ, поэтому кости меньше ломаются, но больше деформируются. От 20 до 40 лет баланс органических и неорганических веществ примерно одинаков. Кости в этом возрасте наиболее прочные. После 40 лет в организме больше неорганических веществ, поэтому кости пожилых людей более ломки.

IV. Закрепление (слайд 15)

Какую функцию выполняет ОДС человека?

Какой тканью образована ОДС человека?

Какие типы костей характерны для скелета человека?

Какие вещества входят в состав костей?

Как происходит рост костей в длину и толщину?

Затем учащиеся выполняют лабораторную работу “Микроскопическое строение кости ” и отвечают на вопрос: Какие особенности строения костей обеспечивают им прочность?

V. Рефлексия:

Учитель: Ребята, мы достигли поставленных целей? Получили ответ на проблемный вопрос? Что вы узнали нового и важного?

Опорно-двигательная система человека — это совокупность костей скелета, хрящевой ткани и прикрепленных к ним связок, мускулатуры, которые вместе обеспечивают поддержание позы, перемещение, выполнение активных движений.

Строение опорно-двигательного аппарата

Кости, связочный аппарат, мускулатура, суставы – это органы опорно-двигательной системы.

Скелет – это совокупность костных элементов, отличающихся по строению и размерами. Взрослый человек имеет от 205 до 207 костей. В структуре выделяют органическую часть (30% — остеоциты, коллагеновые волокна) и неорганическую (микроэлементы Са, фосфор – 70%). Кости делятся на:

• Трубчатые (бедренная, плечевая, кости кисти, стоп и др.) имеют два края (эпифизы) и центральную часть – диафиз, в зоне перехода у детей функционирует зона роста;
• плоские (лопаточная кость, грудина) окружены компактной пластинкой.
• губчатые (например, тела позвонков) – прочные, компактные, с небольшой подвижностью кости;
• смешанные – височные кости, основание черепа.

Кости объединены в цельную систему посредством суставов, сухожилий, мышц. Существует два вида соединений. Когда кости размещенные рядом и не образуют щель – это непрерывный способ (сращение костей таза, крепление ребер к грудине). Если между двумя костными поверхностями сохраняется щель – это прерывистый способ. Такая форма соединения называется суставом.

Внутренний скелет подразделяют на скелет головы, туловища, конечностей.

Скелет головы

Его делят на мозговой и лицевой череп. Костные элементы мозгового отдела: две пары височных и теменных костей, одиночные – затылочная и лобная. Они надежно сочленены и обездвижены. Os temporale (висок) содержит органы слухового аппарата. В области затылка расположено отверстие (foramen occipitale magnum), где спинной мозг соединяется с главным.

Кости лицевого черепа объединены неподвижно швами, среди них лишь нижнечелюстная кость подвижна.

Скелет туловища

Состоит из позвоночника и костных структур, формирующих грудную клетку. Позвоночный столб насчитывает от 32 до 34 позвонков. Выделяют VII шейных, XII грудных, V поясничных, V крестцовых, соединённых в крестцовую кость, и III-V копчиковых позвонков, которые формируют вместе копчик.

Грудина имеет 3 составляющие: рукоятку, тело и мечевидный отросток.

Рёбра — дугообразные кости, имеющие длинную часть (костная ткань) и короткую (хрящевую).

Позвонок состоит из тела, дугообразной части, двух ножек, одного остистого отростка, двух поперечных и четырех суставных. Тело, дуга и пара ножек формируют позвонковое отверстие, их совокупность образует полость в позвоночнике, где размещен спинной мозг.

Скелет верхних конечностей

Сюда относят костные структуры плечевого пояса и свободной верхней конечности. Плечевой пояс представляет собой соединение ключицы и лопаточной кости с помощью акромиально-ключичного сустава.

Кости свободной верхней конечности:

1. Плечевая кость;
2. лучевая;
3. локтевая;
4. кости запястья;
5. пясть;
6. фаланги пальцев.

Скелет нижних конечностей

Объединяет таз и кости свободных нижних конечностей. Таз – это совокупность двух крупных тазовых костей, соединенных сзади с позвоночником в области крестца, а впереди – между собой.

Тазовая кость до 16 лет делится на три составные части: подвздошную, лобковую и седалищную кость, они связываются хрящевой тканью. Со временем, хрящевые элементы заменяется на костные. Так в старшем возрасте человек уже имеет цельную тазовую кость.

Кости свободной нижней конечности:

1. Бедренная кость;
2. малоберцовая;
3. большеберцовая;
4. предплюсна;
5. кости плюсны;
6. фаланги пальцев.

Мускулатура

Мускулатура – незаменимая составляющая опорно-двигательного аппарата, включает поперечнополосатые и гладкие мышцы. Из-за наличия скелетных мышц человек может выполнять разнообразные движения, а гладкие служат составной частью оболочек внутренних органов.

Деятельность мышц представляет собой попеременное сокращение и расслабление волокон, которое происходит под влиянием ЦНС, отправляющей импульсы мышечным структурам.

У мышц выделяют:

• Центральную часть, которая осуществляет сократительную функцию (брюшко), построена из поперечнополосатой мускулатуры;
• дистальные части, они не сокращаются - это сухожилия, образования из параллельных пучков коллагеновых волокон. Они очень прочные и малорастяжимые. Благодаря наличию сухожилий мышцы могут прикрепляться к костным структурам.

Мышцы делятся на дыхательные, жевательные, мимические.

В зависимости от выполняемого действия выделяют:

• Сгибатели — находятся на передней поверхности сустава;
• разгибатели — располагаются по задней поверхности сустава;
• супинаторы, пронаторы — идут косо или поперечно в отношении вертикальной оси конечности;
• отводящие мышцы — находятся снаружи сустава;
• приводящие — лежат внутрь от суставной поверхности.

Заболевания опорно-двигательной системы

Воспалительные заболевания :

• Артрит – воспалительный процесс суставов;
• бурсит – воспаление околосуставной сумки;
• миозит – хроническое воспаление мышечной ткани;
• остеомиелит – очаг воспаления расположен в костном мозге.

Дегенеративно-дистрофические заболевания :

• Остеохондроз – в области межпозвонковых дисков идет разрушение косной ткани и хряща;
• остеопороз – дистрофические изменения костей после переломов;
• спондилез – уплотнение поверхностного слоя позвонков.

Травматические заболевания :

• Переломы трубчатых костей, позвонков, отрыв ребер от грудины, ЧМТ с дроблением костей черепа и другие;
• растяжение и разрывы сухожилий;
• ушибы, повреждение волокон мышц;
• смещение костных поверхностей в суставе — вывихи и подвывихи плеча, пальцев, лодыжки, голеностопа и др.

Искривление позвоночника. Из-за нарушения осанки, последствий травм развивается сколиоз – боковое отклонение позвоночного столба.

Плоскостопие – изменение формы стопы, через опущение ее сводов.

Врожденные деформации рук, ног, черепа.

Значение и функции опорно-двигательной системы

Значение опорно-двигательной системы в жизни человека нельзя переоценить. Множество важных функций возложено на мышцы, костные структуры, суставы.

Защитная . Кости и мышцы оберегают внутренние органы от травм. Сердце, легкие окружены мощным каркасом, спинными и грудными мышцами, мочеполовые органы находятся между костями таза, что предотвращает воздействие неблагоприятных факторов. Спинной мозг надежно защищен костномозговым каналом, а полушария главного мозга – черепной коробкой.

Движение . Перемещение человека возможно при содружественной работе поперечнополосатой мускулатуры, костных элементов, их соединений и связок. Какова роль скелетных мышц в работе опорно-двигательной системы? Кости способны осуществлять активные движения только при участии прикрепленных мышц, к которым идут нервные импульсы.

Кроветворение . Тело длинных костей, плоские кости вмещают ростки гемопоэза, которые отвечает за создание клеток крови и иммунной системы.

Депо микроэлементов . Остеоциты участвует в обменных процессах минеральных соединений кальция, фосфора, мышцы – в метаболизме глюкозы, липидов, белков.

Амортизация . Во время бега, прыжков, падений смягчается трение поверхностей, уменьшается нагрузка.

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?

В процессе эволюции животные осваивали всё новые и новые территории, виды пищи, приспосабливались к изменившимся условиям жизни. Эволюция постепенно меняла облик животных. Для того чтобы выжить, необходимо было активнее искать пищу, лучше прятаться или защищаться от врагов, перемещаться быстрее. Изменяясь вместе с организмом, опорно-двигательная система должна была обеспечивать все эти эволюционные изменения. Самые примитивные простейшие не имеют опорных структур, медленно передвигаются, перетекая с помощью ложноножек и постоянно меняя форму.

Первая появившаяся опорная структура - оболочка клетки . Она не только отграничила организм от внешней среды, но и позволила повысить скорость перемещения за счёт жгутиков и ресничек. Многоклеточные животные имеют большое разнообразие опорных структур и приспособлений для движения. Появление наружного скелета повысило скорость передвижения за счёт развития специализированных групп мышц. Внутренний скелет растёт вместе с животным и позволяет достигать рекордных скоростей. У всех хордовых внутренний скелет. Несмотря на значительные различия в строении опорно-двигательных структур у разных животных, их скелеты выполняют сходные функции: опоры, защиты внутренних органов, перемещения тела в пространстве. Движения позвоночных осуществляется за счёт мышц конечностей, которые осуществляют такие виды движения, как бег, прыжки, плавание, полёт, лазание и т.д.

Скелет и мышцы

Опорно-двигательная система представлена костями, мышцами, сухожилиями, связками и другими соединительнотканными элементами. Скелет определяет форму тела и вместе с мускулатурой защищает внутренние органы от всевозможных повреждений. Благодаря соединениям кости могут перемещаться друг относительно друга. Движение костей происходит в результате сокращения мышц, которые к ним прикрепляются. В этом случае скелет представляет собой пассивную часть двигательного аппарата, выполняющую механическую функцию. Скелет состоит из плотных тканей и защищает внутренние органы и мозг, образуя для них естественные костные вместилища.

Кроме механических функций, костная система выполняет ряд биологических функций. В костях содержится основной запас минеральных веществ, которые используются организмом по мере надобности. В костях находится красный костный мозг, вырабатывающий форменные элементы крови.

В состав скелета человека входят в общей сложности 206 костей - 85 парных и 36 непарных.

Строение костей

Химический состав костей

Все кости состоят из органических и неорганических (минеральных) веществ и воды, масса которой достигает 20% массы костей. Органическое вещество костей - оссеин - обладает эластичными свойствами и придаёт костям упругость. Минеральные вещества - соли углекислого, фосфорнокислого кальция - придают костям твёрдость. Высокая прочность костей обеспечивается сочетанием упругости оссеина и твёрдости минерального вещества костной ткани.

Макроскопическое строение кости

Снаружи все кости покрыты тонкой и плотной плёнкой из соединительной ткани - надкостницей . Только головки длинных костей не имеют надкостницы, но они покрыты хрящом. В надкостнице имеется много кровеносных сосудов и нервов. Она обеспечивает питание костной ткани и принимает участие в росте кости в толщину. Благодаря надкостнице срастаются переломленные кости.

Разные кости имеют неодинаковое строение. Длинная кость имеет вид трубки, стенки которой состоят из плотного вещества. Такое трубчатое строение длинных костей придаёт им прочность и лёгкость. В полостях трубчатых костей находится жёлтый костный мозг - богатая жиром рыхлая соединительная ткань.

Концы длинных костей содержат губчатое костное вещество . Оно также состоит из костных пластинок, образующих множество перекрещенных перегородок. В местах, где кость подвержена наибольшей механической нагрузке, количество этих перегородок самое высокое. В губчатом веществе находится красный костный мозг , клетки которого дают начало клеткам крови. Короткие и плоские кости тоже имеют губчатое строение, только с наружи они покрыты слоем плотинного вещества. Губчатое строение придаёт костям прочность и лёгкость.

Микроскопическое строение кости

Костная ткань относится к соединительной ткани и имеет много межклеточного вещества, состоящего из оссеина и минеральных солей.

Это вещество образует костные пластинки, расположенные концентрически вокруг микроскопических канальцев, идущих вдоль кости и содержащих кровеносные сосуды и нервы. Костные клетки, а следовательно, и кость - это живая ткань; она получает питательные вещества с кровью, в ней протекает обмен веществ и могут происходить структурные изменения.

Типы костей

Строение костей определено процессом длительного исторического развития, в течение которого организм наших предков изменялся под влиянием окружающей среды и приспосабливался путём естественного отбора к условиям существования.

В зависимости от формы различают трубчатые, губчатые, плоские и смешанные кости.

Трубчатые кости находятся в органах, которые совершают быстрые и обширные движения. Среди трубчатых костей есть длинные кости (плечевая, бедренная) и короткие (фаланги пальцев).

В трубчатых костях различают среднюю часть - тело и два конца - головки. Внутри длинных трубчатых костей имеется полость, заполненная жёлтым костным мозгом. Трубчатое строение обуславливает нужную для организма крепость костей при затрате на них наименьшего количества материала. В период роста кости между телом и головкой трубчатых костей находится хрящ, благодаря которому осуществляется рост кости в длину.

Плоские кости ограничивают полости, внутри которых помещаются органы (кости черепа), или служат поверхностями для прикрепления мышц (лопатка). Плоские кости, подобно коротким трубчатым костям, преимущественно состоят их губчатого вещества. Концы длинных трубчатых костей, а также короткие трубчатые и плоские кости полостей не имеют.

Губчатые кости построены преимущественно из губчатого вещества, покрытого тонким слоем компактного. Среди них различают длинные губчатые кости (грудина, рёбра) и короткие (позвонки, запястье, предплюсна).

К смешанным костям относятся кости, слагающиеся из нескольких частей, имеющих разное строение и функцию (височная кость).

Выступы, гребни, шероховатости на кости - это места прикрепления к костям мышцы. Чем лучше они выражены, тем сильнее развиты прикрепляющиеся к костям мышцы.

Скелет человека.

Скелет человека и большинства млекопитающих имеет одинаковый тип строения, состоит из тех же отделов и костей. Но человек отличается от всех животных способностью к труду и разумом. Это наложило существенный отпечаток и на строение скелета. В частности, объём полости черепа у человека намного больше, чем у любого животного, которое имеет тело такого же размера. Размер лицевого отдела черепа человека меньше, чем мозгового, а у животных, наоборот, он значительно больше. Это связано с тем, что у животных челюсти являются органом защиты и добывания пищи и поэтому хорошо развиты, а объём головного мозга меньше, чем у человека.

Изгибы позвоночника, связанные с перемещение центра тяжести вследствие вертикального положения тела, способствуют сохранению человеком равновесия и смягчают толчки. У животных таких изгибов нет.

Грудная клетка человека сжата спереди назад и приближена к позвоночнику. У животных она сжата с боков и вытянута к низу.

Широкий и массивный тазовый пояс человека имеет вид чаши, поддерживает органы брюшной полости и переносит массу тела на нижние конечности. У животных масса тела равномерно распределена между четырьмя конечностями и тазовый пояс длинный и узкий.

Кости нижних конечностей человека заметно толще, чем верхние. У животных нет значительной разницы в строении костей передних и задних конечностей. Большая подвижность передних конечностей, особенно пальцев рук, даёт возможность человеку выполнять руками разнообразные движения и виды работ.

Скелет туловища осевой скелет

Скелет туловища включает позвоночник, состоящий из пяти отделов, а грудные позвонки, рёбра и грудина образуют грудную клетку (см. таблицу).

Череп

В черепе различают мозговой и лицевой отделы. В мозговом отделе черепа - черепной коробке - находится головной мозг, она защищает головной мозг от ударов и т.п. Черепная коробка состоит из неподвижно соединённых плоских костей: лобной, двух теменных, двух височных, затылочной и основной. Затылочная кость соединяется с первым позвонком позвоночника с помощью эллипсовидного сустава, который обеспечивает наклон головы вперёд и в сторону. Вращается голова вместе с первым шейным позвонком благодаря соединению между первым и вторым шейными позвонками. В затылочной кости есть отверстие, через которое головной мозг соединяется со спинным. Дно черепной коробки образовано основной костью с многочисленными отверстиями для нервов и кровеносных сосудов.

Лицевой отдел черепа образует шесть парных костей - верхняя челюсть, скуловая, носовая, нёбная, нижняя носовая раковина, а также три непарные кости - нижняя челюсть, сошник и подъязычная кость. Нижнечелюстная кость - единственная кость черепа, подвижно соединённая с височными костями. Все кости черепа (за исключением нижней челюсти), соединены неподвижно, что обусловлено защитной функцией.

Строение лицевого черепа у человека определено процессом «очеловечивания» обезьяны, т.е. ведущей ролью труда, частичным перенесением хватательной функции с челюстей на руки, ставшими органами труда, развитием членораздельной речи, употреблением искусственно приготавливаемой пищи, облегчающей работу жевательного аппарата. Мозговой череп развивается параллельно с развитием головного мозга и органов чувств. В связи с увеличением объёма мозга увеличился объём черепной коробки: у человека он составляет около 1500 см 2 .

Скелет туловища

Скелет туловища состоит из позвоночника и грудной клетки. Позвоночник - основа скелета. Он состоит из 33–34 позвонков, между которыми находятся хрящевые прокладки - диски, что придает позвоночнику гибкость.

Позвоночный столб человека образует четыре изгиба. В шейном и поясничном отделах позвоночника они обращены выпуклостью вперёд, в грудном и крестцовом - назад. В индивидуальном развитии человека изгибы появляются постепенно, у новорождённого позвоночник почти прямой. Сначала образуется шейный изгиб (когда ребёнок начинает держать голову прямо), затем грудной (когда ребёнок начинает сидеть). Появление поясничного и крестцового изгибов связано с поддержанием равновесия при вертикальном положении тела (когда ребёнок начинает стоять и ходить). Эти изгибы имеют важное физиологическое значение - увеличивают размеры грудной и тазовой полостей; облегчают сохранение телом равновесия; смягчают толчки при ходьбе, прыжках, беге.

При помощи межпозвоночных хрящей и связок позвоночник образует гибкий и эластичный столб, обладающий подвижностью. Она не одинакова в разных отделах позвоночника. Большей подвижностью обладают шейные и поясничные отделы позвоночника, менее подвижен грудной отдел, так как соединён с рёбрами. Крестец совершенно неподвижен.

В позвоночнике выделяют пять отделов (см. схему «Отделы позвоночника»). Размеры тел позвонков увеличиваются от шейных к поясничным в связи с большей нагрузкой на нижележащие позвонки. Каждый из позвонков состоит из тела, костной дуги и нескольких отростков, к которым прикреплены мышцы. Между телом позвонка и дугой есть отверстие. Отверстия всех позвонков образуют позвоночный канал , в котором расположен спинной мозг.

Грудная клетка образована грудиной, двенадцатью парами рёбер и грудными позвонками. Она служит вместилищем для важных внутренних органов: сердца, лёгких, трахеи, пищевода, крупных сосудов и нервов. Принимает участие в дыхательных движениях благодаря ритмичному поднятию и опусканию рёбер.

У человека в связи с переходом к прямохождению и рука освобождается от функции передвижения и становится органом труда, вследствие этого грудная клетка испытывает тягу прикрепляющихся мышц верхних конечностей; внутренности давят не на переднюю стенку, а на нижнюю, образованную диафрагмой. Это приводит к тому, что грудная клетка становится плоской и широкой.

Скелет верхней конечности

Скелет верхних конечностей состоит из плечевого пояса (лопатка и ключица) и свободной верхней конечности. Лопатка представляет собой плоскую треугольную кость, прилегающую к задней поверхности грудной клетки. Ключица имеет изогнутую форму, напоминающую латинскую букву S. Её значение в организме человека заключается в том, что она отставляет плечевой сустав на некоторое расстояние от грудной клетки, обеспечивая большую свободу движений конечности.

К костям свободной верхней конечности принадлежат плечевая кость, кости предплечья (лучевая и локтевая) и кости кисти (кости запястья, кости пястья и фаланги пальцев).

Предплечье представлено двумя костями - локтевой и лучевой. За счет этого оно способно не только к сгибанию и разгибанию, но и пронации - поворотам вовнутрь и наружу. Локтевая кость в верхней части предплечья имеет вырезку, соединяющуюся с блоком плечевой кости. Лучевая кость соединяется с головкой плечевой кости. В нижней части наиболее массивный конец имеет лучевая кость. Именно она при помощи суставной поверхности вместе с костями запястья принимает участие в формировании лучезапястного сустава. Напротив, конец локтевой кости здесь тонкий, он имеет боковую суставную поверхность, при помощи которой соединяется с лучевой костью и может вращаться вокруг нее.

Кисть - это дистальная часть верхней конечности, скелет которой составляют кости запястья, пястья и фаланги. Запястье состоит из восьми коротких губчатых костей, расположенных в два ряда, по четыре в каждом ряду.

Скелет руки

Рука - верхняя или передняя конечность человека и обезьян, для которой прежде считалось характерной особенностью способность противопоставлять большой палец всем остальным.

Анатомическое строение руки достаточно простое. Рука прикрепляется к туловищу посредством костей плечевого пояса, суставов и мышц. Состоит из 3-х частей: плеча, предплечья и кисти. Плечевой пояс является самым мощным. Сгибание рук в локте дает рукам большую подвижность, увеличивая их амплитуду и функциональность. Кисть состоит из множества подвижных суставов, именно благодаря им человек может щелкать по клавиатуре компьютера или мобильного телефона, показывать пальцем в нужном направлении, нести сумку, рисовать и т.д.

Плечи и кисти соединяются посредством плечевых костей, локтевой и лучевой костей. Все три кости между собой соединяются с помощью суставов. В локтевом суставе руку можно сгибать и разгибать. Обе кости предплечья соединяются подвижно, поэтому во время движения в суставах лучевая кость вращается вокруг локтевой кости. Кисть можно повернуть на 180 градусов.

Скелет нижних конечностей

Скелет нижней конечности состоит из тазового пояса и свободной нижней конечности. В состав тазового пояса входят две тазовые кости, сочленённые сзади с крестцом. Тазовая кость образована слиянием трёх костей: подвздошной, седалищной и лобковой. Сложное строение этой кости обусловлено рядом выполняемых ею функций. Соединяясь с бедром и крестцом, перенося тяжесть тела на нижние конечности, она выполняет функцию движения и опоры, а также защитную функцию. В связи с вертикальным положением тела человека скелет таза у него относительно шире и массивнее, чем у животных, так как поддерживает лежащие над ним органы.

К костям свободной нижней конечности относятся бедро, голень (большая и малая берцовые кости) и стопа.

Скелет стопы образован костями предплюсны, плюсны и фалангами пальцев. Стопа человека отличается от стопы животного сводчатой формой. Свод смягчает толчки, получаемые телом при ходьбе. В стопе слабо развиты пальцы, за исключением большого, так как она утратила свою хватательную функцию. Предплюсна, наоборот, развита сильно, особенно велика в ней пяточная кость. Эти все особенности стопы тесно связаны с вертикальным положением человеческого тела.

Прямохождение человека привело к тому, что различие в строении верхних и нижних конечностей стало значительно большим. Ноги человека гораздо длиннее рук, а кости их массивнее.

Соединения костей

В скелете человека имеется три типа соединения костей: неподвижное, полуподвижное и подвижное. Неподвижный тип соединения - это соединение вследствие сращения костей (тазовые кости) или образования швов (кости черепа). Это сращение является приспособлением к несению большой нагрузки, испытываемой крестцом человека в виду вертикального положения туловища.

Полуподвижное соединение осуществляется при помощи хрящей. Так соединены между собой тела позвонков, что способствует наклону позвоночника в разные стороны; рёбра с грудной костью, что обеспечивает движение грудной клетки при дыхании.

Подвижное соединение, или сустав , - это наиболее распространённая и вместе с тем сложная форма соединения костей. Конец одной из костей, образующих сустав, выпуклый (головка сустава), а конец другой - вогнутый (суставная впадина). Форма головки и впадины соответствуют друг другу и движениям, осуществляемыми в суставе.

Суставная поверхность сочленяющихся костей покрыты белым блестящим суставным хрящом. Гладкая поверхность суставных хрящей облегчает движение, а их эластичность смягчает толчки и сотрясения, испытываемые суставом. Обычно суставная поверхность у одной кости, образующей сустав, выпуклая и называется головкой, у другой - вогнутая и называется впадиной. Благодаря этому соединяющиеся кости плотно прилегают друг к другу.

Суставная сумка натянута между сочленяющимися костями, образуя герметически замкнутую полость сустава. Суставная сумка состоит из двух слоёв. Наружный слой переходит в надкостницу, внутренний выделяет в полость сустава жидкость, которая играет роль смазки, обеспечивая свободное скольжение суставных поверхностей.

Особенности скелета человека, связанные с трудовой деятельностью и прямохождением

Трудовая деятельность

Тело современного человека хорошо приспособлено к трудовой деятельности и прямохождению. Прямохождение является приспособлением к важнейшей черте человеческой жизнедеятельности - труду. Именно он проводит резкую грань между человеком и высшими животными. Труд оказал прямое воздействие на строение и функции руки, которая стала влиять на остальной организм. Первоначальное развитие прямохождения и возникновение трудовой деятельности повлекло за собой дальнейшее изменение всего человеческого организма. Ведущая роль труда способствовала, частичное перенесение хватательной функции с челюстей на руки (в дальнейшем ставшие органами труда), развитием человеческой речи, употреблением искусственно приготовленной пищи (облегчает работу жевательного аппарата). Мозговой отдел черепа развивается параллельно с развитием головного мозга и органов чувств. В связи с этим увеличивается объём черепной коробки (у человека - 1 500 см 3 , у человекообразных обезьян - 400–500 см 3).

Прямохождение

С развитием двуногой походки связана значительная часть признаков присущих для скелета человека:

• опорная стопа с сильно развитым, мощным большим пальцем;
• кисть с очень развитым большим пальцем;
• форма позвоночника с его четырьмя изгибами.

Форма позвоночника выработалась благодаря пружинистого приспособления к ходьбе на двух ногах, что обеспечивает плавность движений туловища, оберегает его от повреждений при резких движениях и прыжках. Туловище в грудном отделе уплощенное, что приводит к сжатости грудной клетки спереди назад. Нижние конечности тоже претерпели изменения в связи с прямохождением - широко расставленные тазобедренные суставы придают устойчивость телу. В ходе эволюции произошло перераспределение тяжести тела: центр тяжести переместился вниз и занял положение на уровне 2–3 крестцового позвонка. У человека очень широк таз, а ноги сильно расставлены, это даёт возможность телу быть устойчивым при передвижении и стоянии.

Кроме позвоночника с изогнутой формой, пяти позвонков в составе крестца, сжатой грудной клетки можно отметить удлинение лопатки и расширенный таз. Всё это повлекло за собой:

• сильное развитие таза в ширину;
• скрепление таза с крестцом;
• мощное развитие и особый способ укрепления мышц и связок в тазобедренной области.

Переход предков человека к прямохождению повлёк за собой развитие пропорций тела человека, отличающих его от обезьян. Так для человека характерны более короткие верхние конечности.

Прямохождение и труд привели к образованию асимметрии тела человека. Правая и левая половины человеческого тела не симметричны по форме и строению. Ярким примером этому является рука человека. Большинство людей являются правшами, а левшей около 2–5%.

Развитие прямохождения, сопровождающее переход наших предков к проживанию на открытой местности, привело к значительным изменениям скелета и всего организма в целом.