Соловкова Д.А.

Опорно-двигательный аппарат

Опорно-двигательный аппарат человека образован скелетом и мышцами, его
основные функции — движение, защита и опора.

Скелет

Скелет человека образован костями (свыше 200), соединенными между собой.
Основные функции скелета: опорная, защитная, участие в минеральном обмене и кроветворении. Скелет человека включает череп, скелет туловища, скелет верхних конечностей и скелет нижних конечностей.

Череп

Череп (рис. 3.18) состоит из мозгового и лицевого отделов. Мозговой отдел включает крышу и основание. Он образован следующими костями: лобная, затылочная, клиновидная, решетчатая (непарные), теменные и височные кости (парные). Кости крыши черепа плоские; они состоят из наружной и внутренней пластинок, между которыми находится губчатое вещество с красным костным мозгом. Кости мозго-

Рис. 3.18. Строение черепа

вого черепа соединены неподвижно и образуют прочную «коробку», основной функцией которой является защита головного мозга.

Лицевой череп образован парными (верхнечелюстными, нёбными, скуловыми, носовыми, слезными) и непарными (нижняя челюсть, сошник, подъязычная кость) костями. Лицевой череп — это костная основа лица и начальных отделов пищеварительной и дыхательной систем. К костям лицевого черепа прикрепляются жевательные мышцы. Нижняя челюсть — это единственная кость черепа, подвижно соединяющаяся с височной костью с помощью сустава. В лицевой части черепа находятся органы зрения, слуха и обоняния.

У новорожденного кости черепа несросшиеся: между ними находится соединительная ткань, которая образует так называемые роднички. С третьего месяца жизни начинается зарастание родничков, а к 3—4 годам жизни они полностью исчезают. С рождения и примерно до 7 лет череп человека активно растет, затем до начала полового созревания его рост приостанавливается. В период полового созревания происходит окончательное формирование черепа.

Череп соединяется с позвоночником с помощью двух мыщелков.

Скелет туловища

Этот отдел скелета включает в себя позвоночник и грудную клетку.

Позвоночник представляет собой длинный изогнутый столб, состоящий из лежащих один над другим позвонков (рис. 3.19). Выделяют следующие отделы позвоночника: шейный (7 позвонков), грудной (12), поясничный (5), крестцовый (5) и копчиковый (4—5). Всего у человека 33—34 позвонка. Позвонки крестцового и копчикового отдела у взрослого человека срастаются, образуя соответственно крестец и копчик. Позвоночник имеет изгибы: вперед (лордозы) и назад (кифозы). У человека всего 4 изгиба (2 вперед — шейный и поясничный; 2 назад — грудной и крестцово-копчиковый). Их роль — ослабление ударов, сотрясений и т. п., передающихся позвоночнику при движении. У новорожденного изгибы практически не выражены. Первым появляется шейный изгиб (в 3 месяца), затем — грудной (в 6—7 месяцев), потом поясничный и крестцовый (в 10—12 месяцев). Окончательно изгибы позвоночника формируются к 6—7 годам.

Каждый позвонок состоит из расположенных спереди тела и сзади дуги (рис. 3.20). Дуга и тело позвонка ограничивают широкое позвоночное отверстие (позвоночные отверстия всех позвонков образуют позвоночный канал, в котором расположен спинной мозг). Между позвонками находятся межпозвоночные диски, состоящие из волокнистого хряща. От дуги позвонка отходят 7 отростков: непарный остистый и парные поперечные и суставные (с их помощью позвонки соединяются друг с другом).

Позвонки разных отделов отличаются друг от друга. Так, первый шейный позвонок (атлант) лишен остистого и суставных отростков; второй шейный (осевой или эпистрофей) имеет зуб, на котором вращается атлант вместе с черепом. У грудных позвонков есть специальные реберные ямки для соединения с ребрами; позвоночные отверстия имеют округлую форму. Сверху вниз массивность грудных позвонков увеличивается. Поясничные позвонки — самые крупные и массивные во всем позвоночнике, их позвоночные отверстия треугольной формы.

Грудную клетку образуют грудные позвонки, ребра и грудина. Ребра (12 пар) — длинные плоские кости, спереди переходящие в хрящ. С одной стороны ребра прикрепляются к позвонкам грудного отдела. I—VII пары ребер являются истинными — каждое из них прикрепляется к грудине посредством своего хряща; VIII—X пары — ложные ребра: концы их хрящей срастаются между собой, образуя реберную дугу. XI и XII пары — колеблющиеся ребра, их передние концы не доходят до грудины. Грудина — плоская кость, несколько расширяющаяся книзу. Ее нижняя часть заканчивается мечевидным отростком. К ней прикрепляются 10 пар ребер и ключицы. Внутри грудной клетки находятся трахея, легкие, пищевод, сердце,
сосуды.

Верхняя конечность

Состоит из пояса и свободной конечности (рис. 3.21). Плечевой пояс включает парные ключицы и лопатки. Ключица — S-образная трубчатая кость, на обоих концах которой находятся суставные поверхности. С одной стороны она прикрепляется
к грудине, с другой — к лопатке. Она «отодвигает» плечевой сустав от грудной клетки, обусловливая свободу движений руки. Лопатка — плоская кость треугольной формы, находящаяся на спинной стороне тела. Лопатка имеет суставную впадину.

Скелет свободной верхней конечности состоит из плечевой кости, костей пред-
плечья (локтевой и лучевой) и костей кисти. Кисть включает в себя кости за-
пястья (8), кости пясти (5) и фаланги пальцев. У большого пальца 2 фаланги (нет средней); у остальных пальцев — по 3.

Нижняя конечность

Состоит из пояса и свободной конечности (рис. 3.22). Тазовый пояс состоит из подвздошной, седалищной и лобковой костей, которые срастаются между собой в области вертлужной впадины (это ямка, в которую входит головка бедренной кости).

Скелет свободной нижней конечности состоит из бедренной кости, надколенника, костей голени (большая и малая берцовые) и костей стопы. Стопа: кости предплюсны (7), плюсны (5) и фаланги пальцев. У большого пальца 2 фаланги (нет средней); у остальных пальцев — по 3. В связи с прямохождением человека стопа приобрела сводчатую форму, что уменьшает давление на фаланги, увеличивает прочность и ослабляет нагрузку на позвоночник.

Рис. 3.21. Строение верхней конечности

Рис. 3.22. Строение нижней конечности

Состав костей

Кость состоит из минеральных (67%) и органических веществ (33%). Из минеральных основными являются фосфаты кальция и магния, которые придают костям твердость. Кость, лишенную минеральных веществ (например, если кость положили в кислоту на несколько дней), можно завязать узлом. Органические вещества (оссеин и др.) отвечают за упругость и гибкость кости. При прокаливании костей органические вещества разрушаются, кость становится очень хрупкой, и ее можно сломать несильным ударом. С возрастом количество кальция и органических веществ в костях уменьшается, что увеличивает хрупкость костей и ухудшает срастание костей после переломов у людей пожилого возраста.

Строение кости

Кость — это орган опорно-двигательной системы, образованный костной тканью.
В зависимости от строения, выделяют губчатую и компактную костную ткань.
В губчатой костной ткани группы костных пластинок, локализованные в межклеточном веществе и состоящие из коллагеновых волокон, располагаются под разными углами друг к другу. В ячейках между ними находится красный костный мозг, выполняющий кроветворную функцию. У взрослого человека красный костный мозг находится в плоских, губчатых и эпифизах трубчатых костей. В компактной костной ткани группы костных пластинок плотно прилегают друг к другу, образуя сложные системы — остеоны. Остеон — это структурная единица кости (рис. 3.23). Он состоит из цилиндрических пластинок, вставленных одна в другую, в этих пластинках расположены костные клетки.

В центре каждого остеона проходит центральный (Гаверсов) канал, в котором находятся кровеносные сосуды или нервы. Между остеонами располагаются вставочные пластинки.

Снаружи кость покрыта надкостницей — это соединительная ткань, состоящая из двух слоев (наружного и внутреннего). Наружный слой состоит из плотной соединительной ткани. В нем много кровеносных сосудов и нервов, которые проникают в кость по каналам. Внутренний слой содержит волокна (коллагеновые и эластические) и остеобласты. За счет внутреннего слоя надкостницы происходит рост кости в ширину.

Классификация костей

• Трубчатые. Есть удлиненная средняя часть (диафиз) и утолщенные концы (эпифизы). На поверхности эпифизов находится суставной хрящ без надхрящницы. Диафиз состоит из компактного вещества, эпифизы — из губчатого, покрытого тонким слоем компактного. Внутри диафиза расположена костно-мозговая полость, заполненная желтым костным мозгом (рис. 3.24). Внутри эпифизов находится красный костный мозг. Между эпифизом и диафизом находится пластинка роста, за счет работы которой кость растет в длину. Примеры: бедренная, плечевая, локтевая, лучевая, большая и малая берцовые кости (длинные трубчатые кости); фаланги пальцев, кости пясти (короткие трубчатые кости).

Рис. 3.24. Строение трубчатой кости

• Губчатые. Состоят из губчатого вещества, покрытого тонким слоем компактного вещества (запястье, предплюсна, надколенник).
• Плоские— разновидность губчатых костей, имеющих уплощенную форму. Они участвуют в образовании полостей и поясов конечностей (грудина, ребра, кости крыши черепа).
• Смешанные. Имеют сложную форму. Они состоят из нескольких частей, имеющих различное строение и происхождение (кости основания черепа, позвонки).
• Воздухоносные. Имеют в своем теле полость, выстланную слизистой оболочкой и заполненную воздухом (лобная и решетчатая кости черепа, верхнечелюстные кости).

Соединение костей

Непрерывные соединения костей, или синартрозы. Кости срастаются друг с другом, образуя прочные соединения (кости черепа, тазового пояса).

Полуподвижные соединения, или полусуставы (шейные, грудные и поясничные
позвонки) — в этом случае кости срастаются с хрящом, расположенным между
ними. От суставов отличаются отсутствием суставных поверхностей и суставной сумки.

Прерывистые соединения костей — суставы. Сустав состоит из двух и более суставных поверхностей костей, покрытых суставным хрящом (чаще всего гиали-
новым) без надхрящницы и кровеносных сосудов (рис. 3.25). Между костями находится суставная полость, заполненная суставной (синовиальной) жидкостью,
которая уменьшает трение и улучшает скольжение. Снаружи сустав покрыт сус-
тавной сумкой (или капсулой). Суставная капсула дополнительно укрепляется связками.

Рис. 3.25. Строение сустава

Повреждения скелета

Основные признаки и способы оказания первой помощи при повреждениях скелета показаны в табл. 3.3.

Таблица 3.3. Первая доврачебная помощь при повреждениях скелета

Заболевания опорно-двигательного аппарата

• Рахит.Возникает из-за нехватки витамина D и нарушения минерального обмена. Встречается в основном у детей первых лет жизни. При сильном развитии болезни наблюдается деформация костей.
• Искривление позвоночника.Может возникать при нарушениях внутриутробного развития скелета, а также вследствие какого-нибудь заболевания (рахит, полиомиелит, туберкулез и др.), травм (переломы позвоночника), при нарушениях осанки. В более позднем возрасте, уже после окончания формирования скелета, искривления позвоночника развиваются у лиц, труд которых связан с длительным пребыванием в одной позе. Большую роль в образовании искривлений играет мышечная система: при развитии деформации позвоночника нарушается равномерная тяга мышц, окружающих позвоночник, что в свою очередь усугубляет уже имеющееся искривление. Выделяют сколиоз (искривление в бок); кифоз (искривление позвоночника, обычно грудного отдела, выпуклостью назад); лордоз (искривление позвоночника выпуклостью вперед).
• Плоскостопие— это уплощение свода стопы. Плоскостопие возникает из-за слабых связок; ожирения; ношения тесной и узкой обуви или обуви на высоком каблуке; длительных нагрузок («весь день на ногах»); из-за травмы (переломы и т. п.); как следствие рахита. Лечение заключается в подборе специальной (ортопедической) обуви; выполнении специальных упражнений и массаже.

Мышцы человека

Мышечная система человека образована поперечнополосатыми и гладкими мышцами. Гладкие мышцы осуществляют движение стенок внутренних органов, кровеносных и лимфатических сосудов. Чаще всего располагаются двумя слоями: кольцевым и продольным, реже — спиралью (в артериях).

Поперечнополосатые мышцы образуют скелетную мускулатуру. В теле человека выявлено порядка 400 скелетных мышц. Общая масса скелетных мышц у взрослого человека составляет 30—35% от массы тела. Мышцы человека характеризуются эластичностью, сократимостью и растяжимостью. Эластичность — это способность мышцы приобретать свое прежнее положение и размеры после сокращения. Сократимость — это способность мышцы уменьшать длину, увеличивая толщину; растяжимость — это способность мышцы увеличивать длину, уменьшая толщину.

Функции скелетных мышц:

• движение тела и частей тела относительно друг друга;
• поддержание позы;
• защита внутренних органов;
• участие в терморегуляции;
• участие в образовании звуков речи;
• участие в дыхательных движениях, жевании и глотании;
• мимика;
• образование стенок полостей тела.

Строение скелетной мышцы

Структурно-функциональной единицей мышцы является мышечное волокно (рис. 3.26). Мышечные волокна образуют мышечные пучки. В каждом пучке волокна лежат параллельно, плотно прилегая друг к другу. Пучки отделены друг от друга соединительной тканью, которая содержит сосуды и нервы. Снаружи мышцы окружены фасциями, также состоящими из соединительной ткани (у мимических мышц может отсутствовать).

Рис. 3.26. Строение скелетной мышцы

Каждая мышца состоит из тела (брюшка), образованного мышечными волокнами,
и сухожилий, с помощью которых мышца прикрепляется к костям (искл.: мимические мышцы прикрепляются к коже).

Существуют три типа волокон (в зависимости от их толщины и содержания
миоглобина): красные (богаты миоглобином и митохондриями; самые тонкие), промежуточные (беднее миоглобином и митохондриями) и белые (меньше всего миоглобина и митохондрий, самые толстые; много микрофибрилл, расположенных равномерно). Белые волокна сокращаются быстрее, но быстрее устают, а красные наоборот. У человека мышцы содержат все типы волокон. Каждое мышечное волокно несет на себе чувствительное нервное окончание и моторную бляшку.

Работа мышц

Работа мышц проявляется в форме ее сокращения, что позволяет осуществлять движение тела или его части. Выделяют статическую и динамическую работу мышц. Статическая работа заключается в поддержании определенной позы или удержании груза без изменения положения тела. Динамическая работа связана с перемещением тела или его частей в пространстве.

Мышцы человека осуществляют следующие виды движений:

• сгибание (бицепс) и разгибание (трицепс);
• отведение (ягодичная мышца, дельтовидная мышца) и приведение (трицепс);
• вращение внутрь (общее название — супинаторы, например круглая мышца плеча) или наружу (общее название — пронаторы, например портняжная мышца).

Существуют две группы мышц:

• синергисты: работают на одно и то же движение в суставе, действуют согласованно (плечевая мышца и бицепс);
• антагонисты: работают на противоположные движения в одном суставе, поэтому, когда одна сокращается, другая в это время расслабляется, и наоборот (бицепс и трицепс — сгибание и разгибание в плечевом суставе).

Работа мышц регулируется нервной системой. Сокращение мышцы возникает
в результате одновременного сокращения составляющих ее мышечных волокон. Нервный импульс, пришедший в мышцу, приводит к выделению в цитоплазму
ионов кальция из гладкой эндоплазматической сети, которые активируют расщепление АТФ. Происходит формирование актинмиозинового комплекса: тонкие
актиновые нити (светлый диск) начинают скользить вдоль толстых миозиновых нитей (темный диск). В результате светлые диски почти исчезают, и миофибрилла укорачивается. При расслаблении все вновь восстанавливается. Причиной скольжения нитей при сокращении является химическое взаимодействие между актином и миозином в присутствии АТФ и ионов кальция. При этом действует закон «все или ничего»: если импульс вызывает сокращение мышечного волокна, то оно сокращается с максимальной силой, сократиться вполсилы оно не может. Степень сокращения мышцы зависит от числа сократившихся мышечных волокон.

Снижение работоспособности мышц называется утомлением. Причинами утомления могут быть: монотонная длительная работа; несоответствие нагрузки силе мышц; неправильный ритм работы; общее состояние организма. Быстрее всего утомление развивается при статической работе. В развитие утомления ведущую роль играет состояние нервных центров. Для преодоления утомления наилучшим считается не полный покой, а «активный отдых», когда работают другие группы мышц.