Тема: Общий обзор организма человека. Опорно – двигательная система

Тема: Общий обзор организма человека. Опорно – двигательная система.

Человек представляет собой сложную саморегулирующуюся и самообновляющуюся систему клеток и неклеточных структур, которые в процессе развития образуют ткани, органы и системы органов, объединенных клеточными, гуморальными, нервными механизмами регуляции в целостный организм.

Анатомия изучает форму и строение организма человека, составляющих его органов и систем в связи с их функцией и развитием, а также влиянием на них внешней среды.

Физиология изучает функции живого организма, отдельных органов, систем органов, а также механизм регуляции этих функций.

Гигиена – наука изучающая влияние условий жизни и труда на здоровье человека. Гигиена разрабатывает меры предупреждения заболеваний и создания наиболее благоприятных условий существования, сохранения здоровья и продления жизни.

Ткани

Ткань – это эволюционно сложившаяся система клеток и межклеточного вещества, обладающая общностью, строения, развития и специализирующаяся на выполнении определенных функций. Выделяют четыре группы тканей: эпителиальные, соединительные, мышечные и нервную.

Эпителиальные ткани покрывают поверхность тела, выстилают изнутри полые органы и стенки полостей тела, образуют железы. Они выполняют защитную, секреторную, выделительную функции; обеспечивают обмен веществ между организмом и внешней средой. Клетки эпителиальной ткани располагаются в виде пласта. Особенностью клеток эпителия является их полярность, так, различают верхнюю часть клетки (апикальную) и нижнюю часть (базальную). Эпителиальные клетки обладают высокой способностью к регенерации (восстановлению).

Эпителиальные ткани представляют собой пласты клеток, расположенные на базальной мембране, они содержат мало межклеточного вещества и не имеют сосудов. Питание клеток происходит диффузно через базальную пластинку, состоящую из коллагеновых волокон нижележащих тканей. Различают однослойный и многослойный эпителии. Однослойный эпителий в зависимости от формы клеток и других особенностей строения может быть плоским (серозные оболочки), кубическим (почечные канальцы), цилиндрическим (эпителий кишечника), многорядным мерцательным, имеющим на свободных концах клеток реснички (воздухоносные пути). Многослойный эпителий (не все клетки касаются базальной мембраны) представлен ороговевающим (эпидермис кожи), неороговевающим (роговица глаза) и переходным (мочевой пузырь).

Классификация эпителия по локализации в организме и выполняемым функциям:

- Покровный эпителий (эпителий кожи)

- Эпителий паренхимы внутренних органов (эпителий легкого, печени)

- Железистый эпителий (эпителий желез, секретирующих различные вещества).

- Эпителий слизистых оболочек (выстилает полые органы, покрытые слизью, например, всасывающий эпителий кишечника).

- Эпителий серозных оболочек (выстилает стенки полостей тела, например, перикардной, брюшной, плевральной).

Соединительные ткани имеют мезодермальное происхождение и состоят из клеток и хорошо выраженного межклеточного вещества, представленного основным аморфным веществом и волокнами (коллагеновыми и эластическими).

Соединительная ткань классифицируется на:

- собственно соединительную;

- хрящевую;

- костную.

Собственно соединительная ткань формирует прослойки внутренних органов, подкожную клетчатку, связки, сухожилия и др. Собственно соединительная ткань подразделяется на волокнистую и соединительную ткань с особыми свойствами, к которой относится ретикулярная, пигментная, жировая и слизистая ткани

Рыхлая волокнистая соединительная ткань (волокна расположены рыхло и лежат в разных направлениях, много аморфного вещества и клеток) сопровождает сосуды, нервы, образует строму органов, формируя их мягкий скелет.

Плотная волокнистая соединительная ткань образует сетчатый слой кожи, формирует сухожилия мышц, связки, перепонки, фасции, голосовые связки, часть оболочек органов, эластические мембраны сосудов.

Жировая ткань расположена в подкожном жировом слое, сальнике, брыжейке кишечника, в жировой капсуле почек.

Ретикулярная ткань образует кроветворные органы – красный костный мозг, лимфатические узлы, селезенку.

Кровь и лимфа имеют общее происхождение с соединительными тканями. Их межклеточное вещество имеет жидкую консистенцию, где во взвешенном состоянии находятся клеточные элементы.

Хрящевая ткань образована клетками хондроцитами и межклеточным веществом повышенной плотности. Клетки хрящевой ткани лежат среди плотного межклеточного вещества, состоящего из аморфного вещества и волокон. Хрящевая ткань образует следующие виды хряща:

- Гиалиновый хрящ (локализован на суставных поверхностях костей, концов ребер, трахеи, бронхов);

- Волокнистый хрящ (локализован в межпозвоночных дисках);

- Эластический хрящ (входит в состав надгортанника, ушных раковин)

Костная ткань формирует различные кости скелета, прочность которых обусловлена отложением в них нерастворимых кальциевых солей. Так, костная ткань участвует в минеральном обмене организма. Кроме того, костная ткань определяет форму тела. Она состоит из клеток, которыми являются остеоциты, остеобласты и остеокласты, и из межклеточного вещества, содержащего коллагеновые волокна кости и костное основное вещество, где откладывается минеральные соли, составляющие до 70% от общей массы кости. Благодаря такому количеству солей костное основное вещество характеризуется повышенной прочностью.

Костная ткань подразделяется на: грубоволокнистую, или ретикулофиброзную, характерную для зародышей и молодых организмов, и пластинчатую ткань, составляющую кости скелета, которая в свою очередь делится на губчатую, содержащуюся в эпифизах костей, и компактную, находящуюся в диафизах трубчатых костей.

Функции соединительной ткани:

Соединительные ткани выполняют трофическую (связанную с участием клеток в обмене веществ), защитную (фагоцитоз, выработка иммунных тел), механическую (образуют строму органов, фасции, связки, скелет), пластическую (участвует в процессах регенерации, заживлении ран), гомеостатическую (обеспечивают поддержание постоянства внутренней среды организма) функции.

Мышечные ткани обладают свойствами сократимости и возбудимости и обеспечивают двигательные процессы в организме. Различают гладкую мышечную ткань, поперечно-полосатую скелетную и сердечную мышечную ткани.

Гладкая мышечная ткань входит в состав стенки внутренних органов и кровеносных сосудов. Клетки гладкой мышечной ткани небольшие, одноядерные, имеют веретенообразную форму. В цитоплазме представлены тончайшими сократительными волоконцами – миофибриллами, расположенными вдоль оси клетки.

Скелетная мышечная ткань образует скелетные мышцы, мышцы языка, мягкого неба, глотки, верхней части пищевода, гортани и др. Она состоит из многоядерных клеток (длиной до 10-12 см), называемых мышечными волокнами. В цитоплазме помимо обычных органоидов содержится сократительный аппарат, представленный системой миофибрилл, расположенных параллельно поверхности мышечного волокна. Она имеет темные и светлые участки, которые образуют темные и светлые полосы. Миофибриллы содержат множество волоконец – миофиламентов. Более тонкие - миофиламенты состоят из белка актина, более толстые – из белка миозина. При сокращении мышечного волокна нити актина скользят между нитями миозина, что приводит к укорочению волокна. Для этого процесса необходимы ионы Са и энергия АТФ.

Существует ряд функциональных отличий между гладкой и поперечно-полосатой мышечной тканью. Гладкие мышцы сокращаются медленно, непроизвольно, мало утомляются. Поперечно-полосатые мышцы сокращаются быстро, произвольно, быстро утомляются.

Сердечная мышечная ткань (миокард) сочетает свойства гладкой и поперечно-полосатой мышечной тканей. Так, сердечная мышца имеет исчерченность, но не поддается произвольному управлению и обладает автономией. Клетки сердечной мышцы соединены друг с другом с помощью особых отростков (вставочных дисков).

Функции мышечной ткани. В результате сокращения мышц происходит:

- перемещение тела в пространстве;

- смешение и фиксация частей тела;

- изменение объема полости тела, просвета сосудов, движение кожи;

- работа сердца.

Нервная ткань составляет основу нервной системы. Она представлена нервными клетками и нейроглией. Нервные клетки состоят из тела (сомы) и отростков: длинного неветвящегося аксона и коротких ветвящихся дендритов. По дендритам возбуждение поступает к телу клетки, а по аксонам импульсы возбуждения передаются другим клеткам. Отростки представляют собой полые трубочки, наполненные цитоплазмой, которая течет по направлению к концевым пластинам. Цитоплазма увлекает с собой ферменты, образовавшиеся в структурах гранулярного эндоплазматического ретикулума (вещество Нессля) и катализирующие синтез медиаторов в концевых пластинах. Медиаторы запасаются в синаптических пузырьках. Будучи окруженными мембраной, медиаторы биологически инертны. Аксоны некоторых нейронов защищены с поверхности миелиновой оболочкой, образованной шванновскими клетками, обвивающими аксон. Места, в которых он не покрыт миелиновой оболочкой, называют перехватами Ранвье. Миелин является остатком мембран мертвых клеток. На 78% он состоит из липидов и на 22% - из белков. Состав миелина обеспечивает хорошие изолирующие свойства клетки.

Нервные клетки соединяются друг с другом посредством синапсов. Синапс - место контакта двух нейронов, где происходит передача нервного импульса от одной клетки к другой. Различают химические и электрические синапсы в зависимости от механизма передачи нервного импульса. Синапс состоит из:

- пресинаптической мембраны;

- синаптической щели;

- постсинаптической мембраны.

В пресинаптической области нейрона содержатся везикулы с нейромедиаторами – веществом, высвободившимся в синаптическую щель при поступлении нервного импульса в клетку и воздействующим на постсинаптическую мембрану, вызывая изменение ее проницаемости, и, как следствие, мембранного потенциала. По характеру воздействия нейромедиатора различают возбудительные и тормозные синапсы.

В зависимости от типов нервных отростков, участвующих в формировании синапса, наиболее часто встречаются синапсы:

- аксодендритические – аксон образует синапс на дендрите;

- аксосоматические – аксон образует синапс на теле клетки.

По положению в рефлекторной дуге и функционально выделяют следующие группы нейронов:

- рецепторные нейроны (аффекторные) ответственны за восприятие информации извне.

- вставочные нейроны (ассоциативные) – являются посредниками передачи информации между рецепторными и двигательными нейронами.

- двигательные нейроны (эфферентные или мотонейроны) ответственны за передачу импульса на исполнительный рабочий орган.

Клетки глии различаются по форме, расположению в нервной ткани. Они могут формировать плотные миелиновые оболочки вокруг аксонов, изолируя нервное волокно и способствуя тем самым значительному увеличению скорости передачи нервного импульса.

Так, глия выполняет следующие вспомогательные функции:

- изолирующую

- опорную

- трофическую

- защитную.

Нервные отростки, покрытые оболочками (в их образовании участвуют клетки нейроглии), формируют нервные волокна. Пучки нервных волокон, покрытые соединительнотканными оболочками, образуют нервы.

По составу нервных волокон нервы могут быть чувствительными (проводят возбуждение от рецепторов), двигательными (проводят возбуждение на рабочий орган) и смешанными. Нервные волокна заканчиваются нервными окончаниями.

По функции различают три группы нервных окончаний: чувствительные, или рецепторы, двигательные, или эффекторы, нервные окончания, образующие контакты между нейронами, - межнейронные синапсы. Рецепторы (концевые участки дендритов) воспринимают раздражение; эффекторы (концевые аппараты аксонов) передают нервные импульсы к мышцам и железам; межнейронные синапсы служат для передачи возбуждения с одних нервных клеток на другие. Тела нервных клеток и дендриты в центральной нервной системе образуют серое вещество, аксоны – белое.

Основными свойствами нервной ткани являются возбудимость и проводимость. В рецепторах возникает возбуждение, которое передается в центральную нервную систему, а оттуда к рабочим органам, вызывая ответную реакцию на внешние и внутренние раздражения.

Функции нервной ткани:

- получение, переработка, хранение, передача информации, поступающей из внешней среды и внутренних органов

- регуляция и согласование деятельности всех систем организма.

Органы. Системы органов. Организм – единое целое.

Ткани образуют органы. Орган – обособленная часть тела, имеющая определенную форму, строение, функции и положение в организме. Все органы снабжены нервами, кровеносными и лимфатическими сосудами. Орган представляет собой систему основных видов тканей, но с преобладанием одной (или двух) из них. Органы, сходные по своему строению, функции и развитию, объединяются в системы органов. В организме человека различают следующие системы органов: опорно-двигательную, пищеварительную, дыхательную, выделительную, кровеносную, лимфатическую, нервную, органов чувств, желез внутренней секреции, половую.

Все органы и системы органов связаны между собой анатомически и функционально в единое целое – организм. Регуляция работы органов и систем органов осуществляется нервным и гуморальным путем. Гуморальная регуляция осуществляется за счет гормонов, медиаторов, оинов, продуктов обмена, выделяемых клетками одних тканей органов в кровь, лимфу и воздействующих на клетки других тканей и органов, изменяя их работу. Ведущая роль в этом способе регуляции функций принадлежит железам внутренней секреции. За счет гуморальной регуляции происходит медленная перестройка работы органа, так как этот вид регуляции ограничен скоростью движения крови по сосудам (0,005 – 0,5 м/с).

Нервная регуляция происходит рефлекторно. В отличие от гуморальной она обеспечивает более быструю перестройку функций органов и организма в целом в соответствии с определенными условиями существования. Скорость проведения импульса нервной системы составляет 120 - 140 м/с.

Особенностью организма является способность к саморегуляции, что обеспечивает устойчивость индивидуума к воздействию факторов внешней среды. Например, снижение уровня глюкозы в крови вызывает возбуждение симпатической нервной системы. Это стимулирует выделение надпочечниками адреналина, который с током крови поступает в печень, вызывая расщепление там гликогена до глюкозы. Глюкоза поступает в кровь, содержание ее в крови нормализуется. Нейрогуморальная регуляция объединяет все функции организма, благодаря чему он функционирует как единое целое

Опорно-двигательная система

Кости и их соединения образуют скелет человека. Скелет составляет структурную основу тела, определяет его размер и форму. Основные функции скелета: опора и движение (вместе с мышцами). При этом кость выполняет пассивную функцию (роль рычагов, приводимых в движение сокращающимися мышцами). Движение организма возможно благодаря строению костей в виде длинных и коротких рычагов, соединенных подвижными сочленениями – суставами и приводимыми в движение мышцами, управляемыми нервной системой. Защитная функция скелета состоит в предохранении внутренних органов от механических воздействий. Кроме того, скелет выполняет кроветворную функцию, поскольку внутри костей содержится красный костный мозг, где образуются форменные элементы крови. Костный мозг является важной составной частью иммунной системы организма. Костная ткань - депо кальция, фосфора и других элементов – участвует в минеральном обмене, а мышечная ткань – в обмене углеводов, жиров и белков.

Структура и функции скелета

Скелет пассивная часть опорно-двигательного аппарата человека – состоит из костей черепа, позвоночника и грудной клетки (так называемый осевой скелет), а также костей верхних и нижних конечностей (добавочный скелет). Скелет характеризуется высокой прочностью и гибкостью, которая обеспечивается способом соединения костей друг с другом.

Скелет взрослого человека состоит более чем из 200 костей; его масса (в среднем) составляет у мужчин примерно 10 кг, а у женщин 7 кг. Структурной единицей опорного аппарата, образующей кости скелета, а также хрящи, связки, фасции и сухожилия, является соединительная ткань. Скелет человека продолжает свое формирование в течение всей жизни: кости постоянно обновляются и растут, отвечая росту всего организма; отдельные кости (например, копчиковые или крестцовые), которые у детей существуют раздельно, по мере взросления срастаются в единую кость. К моменту рождения кости скелета окончательно еще не сформированы и многие из них состоят из хрящевой ткани.

Скелет головы – череп образован мозговым и лицевым отделами. Мозговой отдел черепа составляют две парные кости (височная и теменная) и четыре непарные (лобная, решетчатая, клиновидная и затылочная). Все они неподвижно соединены между собой швами. В затылочной кости находится большое затылочное отверстие, соединяющее полость черепа с позвоночным каналом. Затылочная кость сочленяется с первым шейным позвонком. Внутри височной кости расположен орган слуха и равновесия, на ее поверхности имеется наружное слуховое отверстие, ведущее в наружный слуховой проход. Основная (клиновидная) кость находится в основании черепа, решетчатая – впереди нее. Лицевой отдел черепа состоит из 6 парных и 3 непарных костей. Парные кости: верхнечелюстные, нижние носовые раковины, небные, скуловые, носовые, слезные; непарные: сошник (часть носовой перегородки), нижняя челюсть, подъязычная (располагается под корнем языка). Нижняя челюсть – единственная подвижная кость черепа – сочленяется двумя головками суставного отростка с нижнечелюстными ямками височной кости. Верхняя и нижняя челюсти содержат 16 ячеек, в которых помещаются корни зубов.

Скелет туловища. Позвоночный столб – основа скелета, опора всего организма. Конструкция его позволяет, сохраняя гибкость и подвижность, выдерживать ту же нагрузку, которую может выдержать в 18 раз более толстый бетонный столб. Позвоночный столб отвечает за сохранение осанки, служит опорой для тканей и органов, а также принимает участие в формировании стенок грудной полости, таза и брюшной полости.

Позвоночник образован 33-34 позвонками, расположенными друг над другом. Между ними находятся прослойки из хрящевой ткани (межпозвоночные диски, имеющих внутри студенистое ядро). Дуги позвонков соединяются друг с другом за счет связок и суставов, что придает позвоночнику гибкость и упругость. Различают пять отделов позвоночника: шейный (7 позвонков), грудной (12), поясничный (5), крестцовый (5) и копчиковый (4-5 сросшихся).

Каждый позвонок состоит из тела, дуги и отростков. Между телом и дугой находится отверстие. Позвоночные отверстия в совокупности образуют позвоночный канал, защищающий находящийся в нем спинной мозг. Чем ближе к крестцу, тем массивнее позвонки, что связано с возрастающей нагрузкой.

Шейный отдел. Два первых шейных позвонка обеспечивают повороты головы. Первый позвонок, сочлененный с черепом, имеет вид кольца, второй – снабжен зубовидным отростком, который входит в углубление кольца первого.

Для взрослого человека характерны четыре изгиба позвоночника, отсутствующие у новорожденного и формирующиеся окончательно в юношеском возрасте. Изгибу позвоночника, обращенному вперед (лордозу) соответствует изгиб, обращенный назад (кифоз), т. е. шейному и поясничному лордозам отвечают грудной и крестцовый кифозы. Изгибы позвоночника связаны с вертикальным положением тела и обеспечивают пружинные движения позвоночника при ходьбе и прыжках.

Грудная клетка состоит из 12 пар ребер, сочлененных с телами грудных позвонков и их поперечными отростками. Ребра могут приподниматься и опускаться. Семь пар верхних, истинных ребер спереди соединяются с плоской костью – грудиной. Следующие 3 пары ребер соединены друг с другом хрящами. Две нижние пары ребер свободно лежат в мягких тканях. Грудные позвонки, грудина и ребра вместе с расположенными между ними дыхательными мышцами образуют грудную полость, которая снизу отделена диафрагмой.

Пояс верхних конечностей состоит из двух треугольных лопаток, лежащих на задней поверхности грудной клетки, и сочлененных с ними ключиц. Ключица - S-образно изогнутая кость; имеет тело и два конца: один – для сочленения с грудиной, другой – для сочленения с лопаткой. Лопатки соединены с грудной клеткой посредством мышц подвижно и своими движениями увеличивают объем движений верхней конечности. Скелет верхних конечностей образован костями: плечевой, соединенной лопаткой, предплечья (лучевая и локтевая) и кисти. Скелет кисти образован 8 мелкими костями запястья, 5 длинными костями пястья и костями пальцев. Большой палец состоит из двух, а остальные – из трех фаланг.

Пояс нижних конечностей состоит из 2 массивных тазовых костей, прочно соединенных с крестцом. Тазовые кости образуются за счет срастания повздошной, лобковой и седалищной костей. В месте их соединения находится вертлужная впадина, в нее входит головка бедренной кости. Тазовые кости, соединяясь друг с другом спереди за счет симфиза между двумя лобковыми костями и посредством суставов между повздошными костями и крестцом сзади, формируя костное кольцо – таз. Он служит для соединения свободных конечностей с туловищем, а также образует полость содержащую внутренние органы

Скелет нижних конечностей состоит из костей: бедренной, голени (большой и малой берцовой) и стопы. Коленный сустав – место соединения бедра и голени – защищен спереди небольшим плоским надколенником. Скелет стопы образован короткими костями предплюсны, в которую входит пяточная кость, 5 длинными костями плюсны и костями пальцев ног. В связи с прямохождением стопа человека приобрела сводчатую форму. Кости конечностей соединены подвижно суставами, что обусловлено выполняемыми функциями (движение тела). Суставная впадина одной кости и входящая в нее головка другой покрыты слоем гладкого хряща, который совместно с суставной жидкостью обеспечивает скольжение головок во впадинах. Суставная жидкость образуется в суставной сумке.

Особенности скелета человека, связанные с прямохождением и трудовой деятельностью, - четыре плавных изгиба позвоночника, широкая грудная клетка, массивность костей нижних конечностей, широкие кости таза, сводчатая стопа, преобладание мозгового отдела черепа над лицевым.

Состав, строение, рост костей и их соединения. В состав костей входят органические вещества (оссеин и оссеомукоид) и неорганические (соли кальция, фосфора, магния и фосфорнокислой извести). Органические вещества придают гибкость и упругость кости, а неорганические – твердость, механическую прочность. На долю органического вещества приходится 1/3, а неорганического – 2/3 веса кости. С возрастом состав кости несколько меняется – уменьшается (в процентах) содержание органических веществ и увеличивается содержание неорганических, вследствие чего у пожилых людей хрупкость костей выше (больше вероятность переломов).

В строении кости выделяют надкостницу (периост), компактное вещество, губчатое вещество и костный мозг. Большую часть массы кости составляет костная ткань, из которой образовано компактное и губчатое костное вещество. Внутри кости между костными пластинками расположен красный и желтый костный мозг.

Надкостница покрывает поверхность кости снаружи (кроме сустава) и представляет собой соединительнотканную пластинку, наружный слой которой несет защитную функцию, а внутренний содержит нервные волокна и кровеносные сосуды. Внутренний слой надкостницы, кроме того, содержит клетки – остеобласты, участвующие в образовании костной ткани в период роста кости в толщину, а также при заживлении переломов костей. Кость, лишенная надкостницы, гибнет.

Компактное вещество, состоящее из костных пластинок, плотным слоем покрывает периферию кости. Часть костных пластинок, составляющих компактное вещество, образует собственно структурную единицу кости – остеон. Остеон – цилиндрическое образование, состоящее из нескольких слоев костных пластинок цилиндрической формы, как бы вставленных друг в друга и окружающих центральный канал, в котором проходят нервы и кровеносные сосуды.

Губчатое вещество кости расположено под компактным, отличается пористой структурой. Оно образовано костными перекладинами (трабекулами), которые в свою очередь также состоят из костных пластинок, ориентированных в соответствии с направлением действующих на кость нагрузок.

Костный мозг обеспечивает функционирование кости как органа. Различают желтый и красный костный мозг. Желтый костный мозг расположен в костномозговой полости и состоит в основном из жировых клеток (именно они определяют его цвет). Красный костный мозг, расположенный в губчатом веществе кости, - орган костеобразования и кроветворения. Он состоит из ретикулярной ткани и густо пронизан кровеносными сосудами. По этим сосудам клетки крови, созревающие в кроветворных элементах (стволовых клетках) красного костного мозга, попадают в общий кровоток организма. В петлях ретикулярной ткани, помимо стволовых клеток, располагаются также клетки, образующие и разрушающие кость, - остеобласты и остеокласты.

Большинство костей человека проходят три стадии развития: соединительнотканную, хрящевую и костную. Кости развиваются из среднего зародышевого листка – мезодермы. До рождения ребенка соединительная ткань заменяется хрящевой, которая постепенно замещается костной тканью. В длинных костях в течение длительного времени сохраняются хрящевые прослойки между диафизом – телом кости и эпифизом – головкой кости (эпифизарный хрящ), за счет которых кость растет определенное время в длину (их рост прекращается к 20-25 годам). Кости крыши черепа, почти все кости лица проходят в своем развитии только две стадии – соединительнотканную и костную.

По форме все многообразие костей скелета разделяют на четыре группы: трубчатые, губчатые, плоские и смешанные кости. Неодинаковая роль этих костей в скелете обусловливает и различия в их внутреннем строении.

Трубчатые кости отличаются наличием более или менее вытянутой цилиндрической средней части – диафиза, или тела кости, состоящего из компактного вещества, окружающего внутреннюю костномозговую полость, содержащую желтый костный мозг. Диафиз длинных трубчатых костей с обеих сторон оканчивается эпифизами (головками), заполненными губчатым веществом, содержащим красный костный мозг. Между собой эпифиз и диафиз разделяются метафизом. Различают длинные и короткие трубчатые кости: к длинным костям относят кости плеча, предплечья, бедра и голени, а к коротким – фаланги пальцев, а также кости пясти и плюсны.

Губчатые кости, состоящие из губчатого вещества, также разделяют на длинные и короткие. К длинным губчатым костям относят кости грудной клетки – ребра и грудину, а к коротким – позвонки, кости запястья, предплюсны, а также сесамовидные кости (расположенные в сухожилиях мышц рядом с суставами). От трубчатых костей губчатые отличаются отсутствием костно-мозговой полости; снаружи губчатые кости покрыты тонким слоем компактно вещества.

К плоским костям относят кости лопатки, тазовую кость, кости крыши черепа. Плоские кости по строению сходны с губчатыми (также состоят из губчатого вещества, снаружи покрыты компактным веществом) и отличаются от последних формой.

Смешанные кости состоят из частей, различных по своим функциям, форме и происхождению. Смешанные кости встречаются среди костей основания черепа.

Все кости соединяются друг с другом. Виды соединения костей отличаются строением и степенью подвижности и разделяются на две группы:

- непрерывные соединения, не имеющие полости (неподвижны или слабоподвижны);

- прерывные соединения, в которых имеется полость (подвижные).

Непрерывные соединения связаны при помощи волокнистой соединительной ткани – это связки, перепонки, швы (соединения костей черепа) или при помощи хряща, например, соединения тел позвонков. В некоторых отделах тела хрящи замещаются костной тканью, например, сращения крестцовых позвонков.

Подвижное соединение большинства костей придает скелету необходимую гибкость и обеспечивает свободу движений. Помимо фиброзных и хрящевых непрерывных соединений (ими в основном соединяются между собой кости черепа), в скелете существует несколько видов менее жестких соединений костей. Каждый из типов соединения зависит от требуемой степени подвижности и вида нагрузок на данный участок скелета. Соединения с ограниченной подвижностью называются полусуставами, или симфизами, а прерывные (синовиальные) соединения – суставами. Сложная геометрия суставных поверхностей в точности отвечает степени свободы данного соединения.

В каждом суставе имеются три основных элемента: суставные поверхности, суставная сумка и суставная полость. Суставные поверхности большинства суставов покрыты хрящом. Суставная сумка натянута между сочленяющимися костями и переходит в надкостницу. Различают наружный – фиброзный и внутренний – синовиальный слои. Снаружи суставная сумка укреплена связками. В полости сумки находится небольшое количество жидкости – синовии, которую выделяет синовиальный слой. Синовия смазывает суставные хрящи и способствует уменьшению трения. Давление в полости отрицательное, что способствует сближению суставных поверхностей. По форме суставных поверхностей различают следующие суставы: шаровидные (движение вокруг трех осей и более), эллипсоидные и седловидные (двухосные), цилиндрические и блоковидные (одноосные). Шаровидные суставы - плечевой и бедренный; двухосные – лучезапястный; одноосные – межфаланговые суставы пальцев. Простой сустав образован двумя костями, сложный – тремя и более костями (коленный сустав); два или несколько суставов в которых движения могут происходить только одновременно, составляют вместе так называемый комбинированный сустав.

Мышечная система

Мышцы являются активным элементом аппарата движения. Благодаря мышечным сокращениям человеческий организм может выполнять различные движения, сохранять равновесие и определенное положение тела в пространстве, перемещением частей тела друг относительно друга, поддержанием позы, тончайшими движениями рук и пальцев, дыхательными движениями, жеванием и глотанием, мимикой, артикуляцией звука и т. д. Функционально различают непроизвольную и произвольную мускулатуру. Непроизвольная мускулатура образована гладкой мышечной тканью. Она формирует мышечные оболочки полых органов, стенок кровеносных и лимфатических сосудов. Структурной единицей гладкой мышечной ткани является миоцит, в цитоплазме которого находятся тонкие волокна – миофибриллы. Гладкая мышечная ткань обеспечивает перистальтику полых органов, тонус кровеносных и лимфатических сосудов.

Произвольная мускулатура образована поперечно-полосатой скелетной мышечной тканью, которая составляет активную часть двигательного аппарата и обеспечивает перемещение тела в пространстве. Особое место занимает миокард, состоящий из поперечно-полосатой мышечной ткани, но сокращающийся непроизвольно, - сердечная мышца. Структурно-функциональной единицей скелетной мышечной ткани служит поперечно-полосатое мышечное волокно, представляющее собой многоядерное симпластическое образование. Длина мышечных волокон колеблется от нескольких миллиметров до 10-12 см, диаметр – от 12 до 100 мкм. Мышечное волокно имеет цитоплазму – саркоплазму, снаружи окружено мембраной – сарколеммой. Специфический сократительный аппарат мышечного волокна составляют миофибриллы. Поперечная исчерченность мышечного волокна определяется особым строением миофибрилл, в которых чередуются участки с различными физико-химическими и оптическими свойствами, так называемые анизотропные (А) и изотропные (I) диски. Различные оптические свойства этих дисков обусловлены разным сочетанием в них тонких и толстых миофиламентов – тончайших белковых нитей, входящих в состав миофибрилл. Тонкие миофиламенты построены из белка актина, а толстые – из миозина. При взаимодействии этих белков происходит укорочение миофибриллы, возникает сокращение мышечного волокна.

В мышечных волокнах содержится специфический белок миоглобин, который осуществляет накопление кислорода, поступающего в процессе дыхания в мышцы, и отдает его по мере необходимости при сокращении мышц.

Мышечные волокна объединяются в пучки различных порядков. Рыхлая соединительная ткань внутри мышечных пучков называется эндомизием. Между собой пучки мышечных волокон соединяются рыхлой волокнистой соединительной тканью – внутренний перимизий. Снаружи мышцы покрыты более плотной соединительной тканью – наружной перимизий.

В местах прикрепления скелетных мышц к костям они нередко переходят в сухожилия, особенно хорошо выраженные у длинных мышц. Все сухожилия построены из плотной соединительной ткани и отличаются большой сопротивляемостью растяжению. Мышечные волокна соединяются с сухожилиями посредством коллагеновых волокон, а волокна эндомизия и перимизия непосредственно вплетаются в ткань сухожилия.

Снаружи мышцы окружены фасциями, представляющими собой плотные фиброзные оболочки. Фасции могут окружать не только отдельные мышцы, но и целые группы мышц; местами они утолщаются до сильно выраженных соединительнотканных прослоек. К вспомогательным аппаратам мышц относят синовиальные влагалища, синовиальные сумки, мышечные блоки и сесамовидные кости.

У человека насчитывают около 400 скелетных мышц, которые составляют в среднем до 40% массы тела. Мышцы имеют различное местоположение, форму, архитектонику мышечных пучков, характер прикрепления к костям, отношение к суставам, по-разному участвуют в выполнении тех или иных движений.

Различают мышцы головы, шеи, туловища, верхних и нижних конечностей. По топографическому признаку описывают поверхностные и глубокие, наружные и внутренние, медиальные и латеральные мышцы. В зависимости от размеров и формы различают длинные и короткие, плоские, веретенообразные, ромбовидные, квадратные, трапециевидные мышцы. Мышцы туловища обычно имеют плоскую форму, мышцы конечностей – веретенообразную. Форма мышц тесно связана с их функциональными особенностями. Длинные тонкие мышцы, имеющие незначительную площадь прикрепления к кистям (например, длинный сгибатель пальцев руки), как правило, участвуют в точных движениях, выполняемых с большой амплитудой. Движения в которых участвуют короткие толстые мышцы (например, квадратная мышца поясницы), имеют небольшой размах, но могут быть произведены с большой силой.

По архитектонике мышечных пучков различают прямые, косые, поперечные, круговые мышцы. Мышцы с косым направлением мышечных пучков обладают большой силой. Мышечные пучки, прикрепленные к одной стороне сухожилия, называют одноперистыми, прикрепленные с двух сторон – двуперистыми. Круговые мышцы образуют сфинктеры, замыкающие отверстия и каналы.

В мышце выделяют головку – начальную часть, брюшко – среднюю часть и хвост – конечную часть. От длины мышцы зависит степень размаха, который она может обеспечить. Форма мышц разнообразна и зависит от соотношения мышечных волокон и сухожилий. Названия мышц могут быть обусловлены их формой (дельтовидная, ромбовидная, зубчатая, камбаловидная, грушевидная, червеобразные); особенностями строения (двубрюшная, полуперепончатая, полусухожильная, двуглавая, трехглавая); местоположением (межреберные, подколенная, поясничная); направлением мышечных волокон (прямая, косая) и др.

По функции мышцы делят на сгибатели и разгибатели, отводящие и приводящие, супинаторы (вращатели кнаружи) и пронаторы (вращатели кнутри). В зависимости от количества суставов, на которые они непосредственно действуют, различают односуставные, двусуставные и многосуставные мышцы.

Работа мышц связана с расходованием энергии. Энергию для мышечного сокращения дает АТФ, образующаяся при окислении глюкозы. Кровь, протекающая через мышцы, снабжает их необходимыми питательными веществами, кислородом и уносит углекислый газ, воду и другие продукты распада органических веществ, образовавшиеся в процессе их работы. Таким образом, эффективность и продолжительность работы мышц зависит от их кровоснабжения, следовательно, от работы сердечно-сосудистой системы.

Мышцы сокращаются под влиянием нервных импульсов, поступающих из ЦНС. Сила мышц зависит от сократительной силы входящих в ее состав отдельных мышечных волокон, исходной длины мышцы, площади ее прикрепления к костям, частоты поступающих в мышцы нервных импульсов, тренированности испытуемых, степени утомления.

Скелетные мышцы прикрепляются с двух сторон от сустава и при своем сокращении производят в нем движение. Обычно мышцы, осуществляющие сгибание, - флексоры – находятся спереди, а производящие разгибание – экстензоры – сзади от сустава. Только в коленном и голеностопном суставах передние мышцы, наоборот, производят разгибание, а задние – сгибание. Мышцы, лежащие снаружи (латерально) от сустава, - абдукторы – выполняют функцию отведения, а лежащие кнутри (медиально) от него – аддукторы – приведение. Вращение производят мышцы, расположенные косо или поперечно по отношению к вертикальной оси (пронаторы – вращающие внутрь, супинаторы – кнаружи). В осуществлении движения участвует обычно несколько групп мышц. Мышцы, производящие одновременно движение в одном направлении в данном суставе, называют синергистами (плечевая, двуглавая мышца плеча); мышцы, выполняющие противоположную функцию (двуглавая, трехглавая мышцы плеча), - антагонистами. Работа различных групп мышц происходит согласованно: так, если мышцы-сгибатели сокращаются, то мышцы-разгибатели в это время расслабляются. В координации движений основная роль принадлежит нервной системе.

Мышцы работают рефлекторно, т. е. сокращаются под влиянием нервных импульсов, поступающих из центральной нервной системы. Корковый отдел двигательного анализатора находится в передней центральной извилине коры больших полушарий. Но непосредственно мышцы получают импульсы от мотонейронов, тела которых расположены в передних рогах серого вещества спинного мозга, продолговатом и среднем мозге. В процессе движения мозг на основе обратных связей (от рецепторов мышц) постоянно получает сигналы о ходе его осуществления. Передача возбуждения с нерва на мышцы осуществляется через нервно-мышечный синапс. Медиатором служит ацетилхолин, который накапливается в пузырьках, расположенных в окончаниях двигательного нерва. Под влиянием нервного импульса ацетилхолин высвобождается, поступает в синаптическую щель, связывается с рецепторами постсинаптической мембраны мышечного волокна и возбуждает ее. Возникающий при этом электрический импульс распространяется по мембране, что приводит к увеличению проницаемости эндоплазматической сети мышечного волокна для ионов Са 2+. Ионы Са 2+ поступают в цитоплазму, активируют белок миозин, который является ферментом, катализирующим отщепление от АТФ одного фосфорного остатка. Вследствие этого высвобождается энергия, необходимая для сокращения.

Характер сокращения скелетной мышцы зависит от частоты нервных импульсов, поступающих к мышце. В естественных условиях к мышце из ЦНС следует ряд импульсов, на которые она отвечает длительным тетаническим сокращением. Тетанически сокращаться, способны только скелетные мышцы. Тетанус возникает вследствие суммации одиночных мышечных сокращений при частоте 40-50 имп/с. При частоте 10-20 имп/с мышца находится в состоянии мышечного тонуса, что необходимо для поддержании позы.

При интенсивной мышечной нагрузке может наступить утомление. Утомлением называют временное понижение работоспособности клетки, органа или целого организма, наступающее в результате работы и исчезающее после отдыха. В экспериментальных условиях понижение работоспособности мышц при длительном раздражении связано с накоплением в ней продуктов обмена (фосфорной и молочной кислот), влияющих на возбудимость клеточной мембраны, а также с истощением энергетических запасов. При длительной работе мышцы уменьшаются запасы гликогена в ней и соответственно нарушаются процессы синтеза АТФ, необходимого для осуществления сокращения. Процесс утомления затрагивает, прежде всего, центральную нервную систему, затем нервно-мышечный синапс и в последнюю очередь мышцу. показал, что временное восстановление работоспособности мышцы утомленной руки может быть достигнуто включением в работу мышцы другой руки или мышцы нижних конечностей. При тренировке мышц повышается их работоспособность, утолщаются мышечные волокна, возрастает количество гликогена в них, увеличивается коэффициент использования кислорода, восстановительные процессы после мышечной работы происходят быстрее, чем у нетренированных.

Зачет по теме «Опорно-двигательная система»

I. Выберите один правильный ответ.

1. Скелет в основном участвует:

А) в обмене органических веществ; Б) в обмене минеральных веществ; В) в водном обмене.

2. Плечевая кость относится:

А) к плоским костям; Б) к смешанным костям; В) к трубчатым костям.

3. Полость имеется внутри:

А) смешанных костей; Б) трубчатых костей; В) плоских костей.

4. Лопатка является примером:

А) смешанных костей; Б) трубчатых костей; В) плоских костей.

5. Органические вещества придают костям:

А) эластичность; Б) прочность; В) хрупкость.

6. Рост костей в толщину осуществляется за счет:

А) хряща; Б) надкостницы; В) костного мозга.

7. Полуподвижные соединения образуются между костями:

А) позвоночника; Б) нижних конечностей; В) верхних конечностей.

8. Наибольшее разнообразие движение позволяет осуществлять:

А) тазобедренный сустав; Б) коленный сустав; В) плечевой сустав.

9. Самой крупной костью мозгового отдела черепа, непосредственно связанной с лицевым отделом, является:

А) лобная; Б) теменная; В) затылочная.

10. Атлантом называют:

А) шейный позвонок; Б) грудной позвонок; В) поясничный позвонок.

11. Масса скелетной мускулатуры у взрослого человека составляет:

А) 45 – 50% массы тела; Б) 30 35% массы тела; В) 70 75% массы тела.

12. Способность к быстрым сокращениям обладают:

А) белые мышечные волокна; Б) промежуточные мышечные волокна; В) многоядерные клетки.

13. Эмоциональное выражение лицу человека придают:

А) мимические мышцы; Б) жевательные мышцы; В) гладкие мышцы.

14. В изменении объема грудной полости при дыхании участвуют:

А) мышцы живота; Б) мышцы спины; В) мышцы диафрагмы.

15. Длительное стояние можно отнести:

А) к динамической работе мышц; Б) к статической работе мышц; В) не является мышечной работой

16. Кроветворную функцию выполняет:

А) красный костный мозг; Б) желтый костный мозг; В) надкостница.

17. Компактное вещество преобладает:

А) в плоских костях; Б) в смешанных костях; В) в трубчатых костях.

18. Позвонки относятся:

А) к смешанным костям; Б) к трубчатым костям; В) к плоским костям.

19. 70% сухого вещества кости составляют:

А) вода; Б) минеральные вещества; В) органические вещества.

20. В пожилом возрасте в костях увеличивается содержание:

А) воды; Б) органических веществ; В) минеральных веществ.

21. Швы образуются между костями:

А) грудной клетки; Б) позвоночника; В) черепа.

22. Между бедренной и большеберцовой костями:

А) неподвижное соединение; Б) подвижное соединение; В) полуподвижное соединение.

23. Единственной подвижной костью черепа является:

А) верхняя челюсть; Б) нижняя челюсть; В) носовые кости.

24. Шейный отдел позвоночника состоит из:

А) 10 позвонков; Б) 7 позвонков; В) 12 позвонков.

25. Позвонки неподвижно соединены между собой:

А) в грудном отделе; Б) в поясничном отделе; В) в крестцовом отделе.

26. Миофибриллы представляют собой:

А) одноядерные клетки; Б) двуядерные клетки; В) многоядерные клетки.

27. Мышцы крепятся к костям при помощи:

А) надкостницы; Б) сухожилий; В) хрящей.

28. Движения головы обеспечивают:

А) мышцы головы; Б) мышцы шеи; В) мышцы туловища.

29. На работу кишечника и мочевого пузыря влияют:

А) мышцы живота; Б) мышцы спины; В) межреберные мышцы.

30. Регулярные занятия спортом:

А) не влияют на работу мышц; Б) понижают работоспособность мышц;

В) увеличивают работоспособность мышц.

II. Вставьте пропущенное слово.

1. Опорно-двигательный ….. человека составляют кости ….. и ….. .

2. Плечевая, бедренная кости относятся к ….. костям и состоят из ….. , внутри которого находится ….. , и двух …..

3. Кость имеет сложный ….. состав и состоит из 65 – 70% ….. веществ, придающих ….. , и 30 – 35% ….. веществ, придающих ….. и ….. кости.

4. Компактное вещество развито в костях, выполняющих функцию ….. и ….. , и обеспечивает им большую ….. , в особых каналах этого вещества расположены ….. сосуды, питающие кость.

5. Снаружи кость покрыта ….. , через которую происходят кровеносные ….. и ….. ; за счет нее происходит рост костей в ….. .

6. Мышцы являются ….. частью опорно-двигательного аппарата; скелетные мышцы образованы ….. мышечной тканью.

7. Миофибриллы состоят из белков двух типов: ….. и ….. , при этом выделяют ….. мышечные волокна, сокращающиеся медленно, но долго сохраняющие работоспособность, и ….. мышечные волокна, быстро сокращающиеся, но и быстро утомляющиеся.

8. Скелетные мышцы прикрепляются к ….. при помощи ….. , срастающихся с ….. .

9. Скелет служит ….. телу, ….. внутренние органы, с помощью него осуществляется ….. тела в пространстве, он также участвует в ….. веществ.

10. Стенки полостей, содержащих внутренние органы, образованы ….. костями, например ….. отдел черепа, кости ….. , ребра; а позвонки и кости ….. черепа состоят из нескольких разных частей и относятся к ….. костям.

11. Кость в основном состоит из ….. ткани, являющейся разновидностью ….. ткани, и представлена ….. и ….. веществом.

12. Губчатое вещество образовано костными ….. , между которыми находится ….. костный мозг, образующий клетки ….. ; полость трубчатых костей заполнена ….. костным мозгом.

13. Между костями черепа и таза имеются ….. соединения, в этом случае кости соединены прослойкой ….. ткани или ….. , в мозговом отделе и крыше черепа такие образования называются ….. .

14. Каждое мышечное волокно снаружи покрыто ….. , внутри которой находятся сократительные ….. с множеством ….. .

15. Для обеспечения энергией мышцы активно снабжаются ….. , приносящей им ….. и ….. вещества, а удаляющей продукты распада.

16. Мышцы головы делятся на ….. и ….. , прикрепляющиеся к поверхности черепа и коже.

III. Дайте краткий ответ из одного-двух предложений

1. В чем значение скелета?

2. Назовите основные виды соединения костей и приведите примеры.

3. Назовите кости черепа, между которыми имеется подвижное соединение. Каково его биологическое значение?

4. Перечислите основные функции мышечной ткани в организме.

5. Только у млекопитающих есть особая мышца – диафрагма. Какова ее функция?

6. За счет чего осуществляется рост костей в длину и ширину?

7. В чем значение черепа? Перечислите основные кости, входящие в его состав.

8. Каковы особенности соединения костей мозговой части черепа?

9. Какова особенность мимических мышц?

10. От чего зависит работоспособность мышц?