Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

• 1.1.3 Позвоночник
• 1.2 Строение скелетных мышц
• 1.3 Основные группы мышц
• 1.4 Работа мышц
• 1.5 Гладкие мышцы
• 2.1 Последствия гиподинамии
• Библиографический список

1. Скелетно-мышечная система и ее функции

Скелетно-мышечная система формируется в организме человека одной из первых. Именно она становится тем каркасом, на котором, словно на оси детской пирамидки, вырастает совершенная конструкция тела. Она позволяет нам перемещаться и познавать мир, защищает от физических воздействий, дает чувство свободы. О рычагах и блоках в механике знали еще исследователи Cредневековья, но при всей видимой простоте устройство костно-мышечной системы продолжает удивлять даже современного ученого.

1.1. Строение и функции суставов

1.1.1 Суставы верхних конечностей. Лучезапястный сустав и суставы кисти

На запястье расположены костные выступы лучевой (на латеральной поверхности) и локтевой (на медиальной поверхности) костей. На тыльной поверхности запястья можно нащупать борозду, соответствующую лучезапястному суставу.

Пястные кости расположены дистальнее лучезапястного сустава. Согнув кисть, можно найти борозду, соответствующую пястно-фаланговому суставу каждого пальца. Она расположена дистальнее головки пястной кости и хорошо прощупывается по обе стороны от сухожилия разгибателя пальца (на рисунке эта борозда указана стрелкой).

Через запястье и кисть проходят сухожилия, которые прикрепляются к пальцам. Сухожилия на значительном протяжении находятся в синовиальных влагалищах, которые в норме не пальпируются, но могут отекать и воспаляться.

Движения в лучезапястном суставе : возможны сгибание, разгибание, а также локтевое и лучевое отведение кисти. Знание объёма движений помогает оценить функцию суставов, однако объём движений меняется с возрастом и может быть неодинаковым у разных людей.

Движения в суставах пальцев : в основном сгибание и разгибание.

В пястно-фаланговых суставах возможно также отведение (разведение) и приведение пальцев, разгибание пальцев за пределы нейтрального положения. В проксимальных и дистальных межфаланговых суставах полное разгибание пальцев соответствует нейтральному положению.

Сгибание в дистальных межфаланговых суставах происходит в большем объёме при согнутых в проксимальных межфаланговых суставах пальцах.

Локтевой сустав Синовиальная сумка располагается между локтевым отростком и кожей. Синовиальная оболочка наиболее доступна для исследования между локтевым отростком и надмыщелками. В норме ни синовиальная сумка, ни синовиальная оболочка не пальпируются. Локтевой нерв можно прощупать в борозде между локтевым отростком и медиальным надмыщелком плечевой кости.

Движения в локтевом суставе : сгибание и разгибание, пронация и супинация предплечья.

Плечевой сустав и смежные анатомические образования Плечевой сустав, образованный лопаткой и плечевой костью, расположен глубоко и в норме не пальпируется. Его фиброзная капсула подкрепляется сухожилиями четырёх мышц, которые вместе формируют муфту мышц-ротаторов. Надостная мышца, проходящая над суставом, и подостная и малая круглая мышцы, проходящие кзади от сустава, прикрепляются к большому бугорку плечевой кости. Подлопаточная мышца начинается на передней поверхности лопатки, пересекает плечевой сустав спереди и прикрепляется к малому бугорку плечевой кости. Свод, образуемый акромиальным и клювовидным отростками лопатки и клювовидно-акромиальной связкой, защищает плечевой сустав. В глубине этого свода, выходя за его пределы в переднелатеральном направлении, под дельтовидной мышцей располагается субакромиальная синовиальная сумка. Она перекидывается через сухожилие надостной мышцы. В норме не удаётся пальпировать ни синовиальную сумку, ни сухожилие надостной мышцы.

Движения в плечевом суставе . Ротация в плечевом суставе более наглядна при согнутом под углом 90° предплечье. Отведение состоит из двух компонентов: движения руки в плечевом суставе и движения плечевого пояса (ключицы и лопатки) относительно грудной клетки. Нарушение функции одного из этих компонентов, например, из-за боли частично компенсируется другим.

1.1.2 Суставы нижних конечностей

Голеностопный сустав и стопа Основными ориентирами области голеностопного сустава являются медиальная лодыжка (костный выступ на дистальном конце большеберцовой кости) и латеральная лодыжка (дистальный конец малоберцовой кости). Связки голеностопного сустава прикрепляются к лодыжкам и костям стопы. Мощное ахиллово сухожилие прикрепляется к задней поверхности пяточной кости.

Движения в голеностопном суставе ограничены подошвенным и тыльным сгибанием. Супинация и пронация стопы возможны благодаря подтаранному и поперечному суставам предплюсны.

Головки плюсневых костей можно прощупать на подъёме свода стопы. Они вместе с образуемыми ими плюснефаланговыми суставами расположены проксимальнее межпальцевых складок. Под продольным сводом стопы понимают воображаемую линию вдоль костей стопы от головок плюсневых костей до пятки.

Коленный сустав Коленный сустав образуют три кости: бедренная, большеберцовая и надколенник. Соответственно в нём различают три суставные поверхности две между бедренной и большеберцовой костями (медиальная и латеральная половины большеберцово-бедренного сустава) и между надколенником и бедренной костью (надколенниково-бедренный фрагмент коленного сустава).

Надколенник прилежит к передней суставной поверхности бедренной кости примерно посередине между двумя мыщелками. Он располагается на уровне сухожилия четырёхглавой мышцы бедра, которое, продолжаясь ниже коленного сустава в виде связки надколенника, прикрепляется к бугристости большеберцовой кости.

Две боковые связки, расположенные по обе стороны коленного сустава, обусловливают его стабильность. Чтобы прощупать латеральную боковую связку, перекиньте одну ногу через другую так, чтобы область лодыжек одной ноги находилась на колене другой ноги. Плотный тяж, который можно прощупать от латерального мыщелка бедра до головки малоберцовой кости, и является латеральной боковой связкой. Медиальная боковая связка не пальпируется. Две крестообразные связки имеют косое направление, расположены внутри сустава и придают ему устойчивость при движении в переднезаднем направлении.

Если согнуть ногу в колене под углом 90°, то, надавливая большими пальцами с каждой стороны связки надколенника, можно прощупать борозду, соответствующую большеберцово-бедренному суставу. Обратите внимание на то, что надколенник расположен непосредственно над щелью этого сустава. Надавливая большими пальцами несколько ниже этого уровня, вы можете ощутить край суставной поверхности большеберцовой кости. Медиальный и латеральный мениски представляют собой полулунные образования из хряща, расположенные на суставной поверхности большеберцовой кости. Они играют роль смягчающих подушечек между бедренной и большеберцовой костями.

Мягкие ткани в переднем отделе полости сустава с обеих сторон от связки надколенника представляют собой поднадколенниковые жировые подушечки.

В области коленного сустава имеются синовиальные сумки. Преднадколенниковая сумка расположена между надколенником и покрывающей его кожей, а поверхностная поднадколенниковая сумка кпереди от связки надколенника.

Углубления, обычно видимые по обе стороны надколенника и выше его, соответствуют синовиальной полости коленного сустава, которая имеет карман, располагающийся вверху глубоко под четырёхглавой мышцей, надколенниковый карман. Хотя в норме синовиальную жидкость обнаружить не удаётся, при воспалении эти участки коленного сустава отекают и становятся болезненными.

Движения в коленном суставе : в основном сгибание и разгибание. Возможны также небольшое переразгибание за пределы нейтрального положения, а также вращение большеберцовой кости относительно бедренной.

Таз и тазобедренный сустав .

Тазобедренный сустав проецируется ниже уровня средней трети паховой складки. Пропальпировать сустав нельзя, так как он прикрыт мышцами. Кпереди от сустава расположена подвздошно-гребешковая синовиальная сумка, которая может сообщаться с полостью сустава. Седалищная (седалищно-ягодичная) сумка, которая иногда может отсутствовать, располагается под бугристостью седалищной кости.

Движения в тазобедренном суставе Сгибание в тазобедренном суставе возможно в большем объёме при согнутом колене. Ротация бедра при согнутом колене затруднена. При этом, когда бедро ретируется кнутри, голень перемещается кнаружи. Ротация бедра кнаружи сопровождается смещением голени в медиальном направлении. Именно благодаря движениям бедра возможны указанные движения нижней конечности.

1.1.3 Позвоночник

Позвоночник в боковой проекции имеет шейный и поясничный изгибы, направленные выпуклостью кпереди, а также грудной изгиб выпуклостью кзади. Крестец также имеет кривизну, направленную выпуклостью сзади.

Движения в позвоночнике . Наиболее подвижным отделом позвоночника является шейный. Сгибание и разгибание в шейном отделе осуществляются главным образом между черепом и Сii ротация в основном между Сi и Сii, в наклонах головы в стороны участвуют Сiii и Civ.

Движения в остальных отделах позвоночника оценить труднее, чем движения в шейном отделе. Видимое сгибание позвоночника отчасти может быть обусловлено сгибанием в тазобедренных суставах. При наклоне вперед поясничный изгиб должен сгладиться.

1.2 Строение скелетных мышц

Каждая мышца состоит из параллельных пучков поперечнополосатых мышечных волокон. Каждый пучок одет оболочкой. И вся мышца снаружи покрыта тонкой соединительнотканной оболочкой, защищающей нежную мышечную ткань. Каждое мышечное волокно также имеет снаружи тонкую оболочку, а внутри него находятся многочисленные тонкие сократительные нити - миофибриллы и большое количество ядер. Миофибриллы, в свою очередь, состоят из тончайших нитей двух типов - толстых (белковые молекулы миозина) и тонких (белок актина). Так как они образованы различными видами белка, под микроскопом видны чередующиеся темные и светлые полосы. Отсюда и название скелетной мышечной ткани - поперечнополосатая. У человека скелетные мышцы состоят из волокон двух типов - красных и белых. Они различаются составом и количеством миофибрилл, а главное - особенностями сокращения. Так называемые белые мышечные волокна сокращаются быстро, но быстро и устают; красные волокна сокращаются медленнее, но могут оставаться в сокращенном состоянии долго. В зависимости от функции мышц в них преобладают те или иные типы волокон. Мышцы выполняют большую работу, поэтому они богаты кровеносными сосудами, по которым кровь снабжает их кислородом, питательными веществами, выносит продукты обмена веществ. Мышцы крепятся к костям с помощью нерастяжимых сухожилий, которые срастаются с надкостницей. Обычно мышцы одним концом крепятся выше, а другим ниже сустава. При таком креплении сокращение мышц приводит в движение кости в суставах.

1.3 Основные группы мышц

В зависимости от расположения мышцы можно разделить на следующие большие группы: мышцы головы и шеи, мышцы туловища и мышцы конечностей.

К мышцам туловища относят мышцы спины, груди и живота. Различают поверхностные мышцы спины (трапециевидная, широчайшая и др.) и глубокие мышцы спины. Поверхностные мышцы спины обеспечивают движение конечностей и отчасти головы и шеи; глубокие мышцы располагаются между позвонками и ребрами и при своем сокращении вызывают разгибание и вращение позвоночника, поддерживают вертикальное положение тела.

Мышцы груди подразделяют на прикрепляющиеся к костям верхних конечностей (большая и малая грудные мышцы, передняя зубчатая и др.), осуществляющие движение верхней конечности, и собственно мышцы груди (большая и малая грудные мышцы, передняя зубчатая и др.), изменяющие положение ребер и тем самым обеспечивающие акт дыхания. К этой группе мышц относят также диафрагму, располагающуюся на границе грудной и брюшной полости. Диафрагма - дыхательная мышца. При сокращении она опускается, ее купол уплощается (объем грудной клетки увеличивается - происходит вдох), при расслабленном состоянии она поднимается и принимает форму купола (объем грудной клетки уменьшается - происходит выдох). В диафрагме имеются три отверстия - для пищевода, аорты и нижней полой вены.

Мышцы верхней конечности подразделяют на мышцы плечевого пояса и свободной верхней конечности. Мышцы плечевого пояса (дельтовидная и др.) обеспечивают движение руки в области плечевого сустава и движение лопатки. Мышцы свободной верхней конечности содержат мышцы плеча (передняя группа мышц-сгибателей в плечевом и локтевом суставе - двуглавая мышца плеча и др.); мышцы предплечья также делят на две группы (переднюю - сгибатели кисти и пальцев, заднюю - разгибатели); мышцы кисти обеспечивают разнообразные движения пальцев.

Мышцы нижней конечности подразделяют на мышцы таза и мышцы свободной нижней конечности (мышцы бедра, голени, стопы). К мышцам таза относят подвздошно-поясничную, большую, среднюю и малую ягодичные и др. Они обеспечивают сгибание и разгибание в тазобедренном суставе, а также сохранение вертикального положения тела. На бедре различают три группы мышц: переднюю (четырехглавая мышца бедра и другие разгибают голень и сгибают бедро), заднюю (двуглавая мышца бедра и другие разгибают голень и сгибают бедро) и внутреннюю группу мышц, которые приводят бедро к средней линии тела и сгибают тазобедренный сустав. На голени также различают три группы мышц: переднюю (разгибают пальцы и стопу), заднюю (икроножную, камбаловидную и др., сгибают стопу и пальцы), наружные (сгибают и отводят стопу).

Среди мышц шеи выделяют поверхностную, среднюю (мышцы подъязычной кости) и глубокую группы. Из поверхностных наиболее крупная грудино-ключично-сосцевидная мышца наклоняет назад и поворачивает голову в сторону. Мышцы, расположенные выше подъязычной кости, образуют нижнюю стенку ротовой полости и опускают нижнюю челюсть. Мышцы, расположенные ниже подъязычной кости, опускают подъязычную кость и обеспечивают подвижность гортанных хрящей. Глубокие мышцы шеи наклоняют или поворачивают голову и поднимают первое и второе ребра, действуя как дыхательные мышцы.

Мышцы головы составляют три группы мышц: жевательные, мимические и произвольные мышцы внутренних органов головы (мягкого неба, языка, глаз, среднего уха). Жевательные мышцы приводят в движение нижнюю челюсть. Мимические мышцы прикрепляются одним концом к коже, другим - к кости (лобная, щечная, скуловая и др.) или только к коже (круговая мышца рта). Сокращаясь, они изменяют выражение лица, участвуют в замыкании и расширении отверстий лица (глазниц, рта, ноздрей), обеспечивают подвижность щек, губ, ноздрей.

1.4 Работа мышц

Мышцы, сокращаясь или напрягаясь, производят работу. Она может выражаться в перемещении тела или его частей. Такая работа совершается при поднятии тяжестей, ходьбе, беге. Это динамическая работа. При удерживании частей тела в определенном положении, удерживания груза, стоянии, сохранении позы совершается статическая работа. Одни и те же мышцы могут выполнять и динамическую, и статическую работу. Сокращаясь, мышцы приводят в движение кости, действуя на них, как на рычаги. Кости начинают двигаться вокруг точки опоры под влиянием приложенной к ним силы. Движение в любом суставе обеспечивается как минимум двумя мышцами, действующими в противоположных направлениях. Их называют мышцы-сгибатели и мышцы-разгибатели. Например, при сгибании руки двуглавая мышца плеча сокращается, а трехглавая мышца расслабляется. Это происходит потому, что возбуждение двуглавой мышцы через центральную нервную систему вызывает расслабление трехглавой мышцы. Скелетные мышцы прикрепляются с двух сторон от сустава и при своем сокращении производят в нем движение. Обычно мышцы, осуществляющие сгибание, - флексторы - 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 внутри (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 мышцы плеча); мышцы, выполняющие противоположную функцию (двуглавая, треглавая мышца плеча), - антагонистами . Работа различных групп мышц происходит согласованно: так, если мышцы-сгибатели сокращаются, то мышцы-разгибатели в это время расслабляются. "Пускают" мышцы в ход нервные импульсы. В одну мышцу в среднем поступает 20 импульсов в секунду. В каждом шаге, например, принимает участие до 300 мышц и множество импульсов согласует их работу. Количество нервных окончаний в различных мышцах неодинаково. В мышцах бедра их сравнительно мало, а глазодвигательные мышцы, целыми днями совершающие тонкие и точные движения, богаты окончаниями двигательных нервов. Кора полушарий неравномерно связана с отдельными группами мышц. Например, огромные участки коры занимают двигательные области, управляющие мышцами лица, кисти, губ, стопы, и относительно незначительные - мышцами плеча, бедра, голени. Величина отдельных зон двигательной области коры пропорциональна не массе мышечной ткани, а тонкости и сложности движений соответствующих органов. Каждая мышца имеет двойное нервное подчинение. По одним нервам подаются импульсы из головного и спинного мозга. Они вызывают сокращение мышц. Другие, отходя от узлов, которые лежат по бокам спинного мозга, регулируют их питание. Нервные сигналы, управляющие движением и питанием мышцы, согласуются с нервной регуляцией кровоснабжения мышцы. Получается единый тройной нервный контроль.

1.5 Гладкие мышцы

Кроме скелетных мышц, в нашем организме в соединительной ткани находятся гладкие мышцы в виде одиночных клеток. В отдельных местах они собраны в пучки. Много гладких мышц в коже, они расположены у основания волосяной сумки. Сокращаясь, эти мышцы поднимают волосы и выдавливают жир из сальной железы. В глазу вокруг зрачка расположены гладкие кольцевые и радиальные мышцы. Они все время работают: при ярком освещении кольцевые мышцы сужают зрачок, а в темноте сокращаются радиальные мышцы и зрачок расширяется. В стенках всех трубчатых органов - дыхательных путей, сосудов, пищеварительного тракта, мочеиспускательного канала и др. - есть слой гладкой мускулатуры. Под влиянием нервных импульсов она сокращается. Благодаря сокращению и расслаблению гладких клеток стенок кровеносных сосудов их просвет то сужается, то расширяется, что способствует распределению крови в организме. Гладкие мышцы пищевода, сокращаясь, проталкивают комок пищи или глоток воды в желудок. Сложные сплетения гладких мышечных клеток образуются в органах с широкой полостью - в желудке, мочевом пузыре, матке. Сокращение этих клеток вызывает сдавливание и сужение просвета органа. Сила каждого сокращения клеток ничтожна, т.к. они очень малы. Однако сложение сил целых пучков может создать сокращение огромной силы. Мощные сокращения создают ощущение сильной боли. Возбуждение в гладкой мускулатуре распространяется относительно медленно, что обусловливает медленное длительное сокращение мышцы и столь же длительный период расслабления. Мышцы способны также к самопроизвольным ритмическим сокращениям. Растяжение гладкой мускулатуры полого органа при наполнении его содержимым сразу же ведет к ее сокращению - так обеспечивается проталкивание содержимого дальше.

1.6 Возрастные изменения костно-мышечной системы

Период полового созревания. Изменения костно-мышечной системы в подростковом возрасте касаются размеров и пропорций тела, а также мышечной силы. В возрасте от 12 до 15 лет у мальчиков происходят скачок роста примерно на 20 см и увеличение массы тела на 18 кг. Подобные изменения у девочек отмечаются в среднем на 2 года раньше и выражены в меньшей степени. Пропорции тела претерпевают последовательные изменения: удлиняются нижние конечности, расширяются грудная клетка, плечи и, наконец, удлиняется туловище и увеличивается окружность грудной клетки. У мальчиков в большей степени расширяются плечи, в то время как у девочек более выраженное расширение таза обусловливает большее расстояние между бёдрами. Увеличиваются размеры и сила мышц, особенно у мальчиков.

Как и процесс полового созревания, развитие костно-мышечной системы значительно варьирует. Подростки, у которых процесс полового созревания замедлен, часто уступают на соревнованиях своим более развитым сверстникам, хотя и не имеют никаких отклонений от нормы. Отмечается корреляция между изменениями в росте, степенью развития костно-мышечной системы и степенью половой зрелости, в связи с чем при разработке необходимых рекомендаций эти критерии более предпочтительны, чем календарный возраст.

Старение. Костно-мышечная система продолжает изменяться и у взрослых. После наступления зрелости у взрослых начинается медленное уменьшение роста, которое в старческом возрасте становится уже существенным. В наибольшей степени уменьшается длина туловища из-за истончения межпозвонковых дисков и уменьшения высоты тел позвонков или их сплющивания в результате остеопороза. Сгибание в коленных и тазобедренных суставах также способствует уменьшению роста. У пожилых людей описанные изменения приводят к тому, что конечности выглядят непропорционально длинными по сравнению с туловищем.

Изменения межпозвонковых дисков и тел позвонков существенно способствуют усилению кифоза с возрастом и увеличению переднезаднего размера грудной клетки, особенно у женщин.

Основные функции костно-мышечной системы - это опора, движение и защита. Череп и позвоночный столб - это футляр для головного и спинного мозга. Грудная клетка защищает сердце и легкие. Кости таза являются опорой и защитой для органов брюшной полости. Губчатые кости являются кроветворными органами. С помощью мышц мы передвигаемся в пространстве, в их толще проходят кровеносные сосуды и нервы. Кроме этого многоядерные мышечные клетки выполняют разнообразные метаболические функции: распад незаменимых аминокислот происходит исключительно в мышечных волокнах, уровень глюкозы, аминокислот, липидов сыворотки крови в значительной мере зависит от функциональной активности мышечной ткани. Скелетные мышцы - активная часть опорно-двигательного аппарата. Они удерживают тело в вертикальном положении, позволяют принимать разнообразные позы. Мышцы живота поддерживают и защищают внутренние органы, т.е. выполняют опорную и защитную функции. Мышцы входят в состав стенок грудной и брюшной полостей, в состав стенок глотки, обеспечивают движения глазных яблок, слуховых косточек, дыхательные и глотательные движения.

2. Гиподинамия и ее влияние на организм человека

Гиподинами м я (пониженная подвижность, - нарушение функций организма (опорно-двигательного аппарата, кровообращения, дыхания, пищеварения) при ограничении двигательной активности, снижении силы сокращения мышц. Распространённость гиподинамии возрастает в связи с урбанизацией, автоматизацией и механизацией труда, увеличением роли средств коммуникации. Гиподинамия является следствием освобождения человека от физического труда, её ещё иногда называют "болезнью цивилизации". Особенно влияет гиподинамия на сердечно-сосудистую систему - ослабевает сила сокращений сердца, уменьшается трудоспособность, снижается тонус сосудов. Негативное влияние оказывается и на обмен веществ и энергии, уменьшается кровоснабжение тканей. В результате неполноценного расщепления жиров, кровь становится "жирной" и лениво течёт по сосудам, - снабжение питательными веществами и кислородом уменьшается. Следствием гиподинамии могут стать ожирение и атеросклероз. Снижение физических нагрузок в условиях современной жизни, с одной стороны, и недостаточное развитие массовых форм физической культуры среди населения, с другой стороны, приводят к ухудшению различных функций и появлению негативных состояний организма человека.

Для обеспечения нормальной жизнедеятельности организма человека необходима достаточная активность скелетных мышц. Работа мышечного аппарата способствует развитию мозга и установлению межцентральных и межсенсорных взаимосвязей. Двигательная деятельность повышает энергопродукцию и образование тепла, улучшает функционирование дыхательной, сердечно-сосудистой и других систем организма.

Научные данные свидетельствуют о том, что у большинства людей при соблюдении ими гигиенических правил и ведении здорового образа жизни есть возможность жить до 100 лет и более.

К сожалению, многие люди не соблюдают самых простейших, обоснованных наукой норм здорового образа жизни. Последние годы в силу высокой нагрузки на работе и дома и других причин у большинства отмечается дефицит в режиме дня, недостаточная двигательная активность, обусловливающая появление гипокинезии, которая может вызвать ряд серьёзных изменений в организме людей.

Гипокинезия - это пониженная двигательная активность. Она может быть связана с физиологической незрелостью организма, с особыми условиями работы в ограниченном пространстве, с некоторыми заболеваниями и др. причинами. В некоторых случаях (гипсовая повязка, постельный режим) может быть полное отсутствие движений или акинезия, которая переносится организмом еще тяжелее.

Существует и близкое понятие - гиподинамия. Это понижение мышечных усилий, когда движения осуществляются, но при крайне малых нагрузках на мышечный аппарат. В обоих случаях скелетные мышцы нагружены совершенно недостаточно. Возникает огромный дефицит биологической потребности в движениях, что резко снижает функциональное состояние и работоспособность организма.

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. 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. 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.

2.1 Последствия гиподинамии

Еще в древности было замечено, что физическая активность способствует формированию сильного и выносливого человека, а неподвижность ведет к снижению работоспособности, заболеваниям и тучности. Все это происходит вследствие нарушения обмена веществ. Уменьшение энергетического обмена, связанное с изменением интенсивности распада и окисления органических веществ, приводит к нарушению биосинтеза, а также к изменению кальциевого обмена в организме. Вследствие этого в костях происходят глубокие изменения. Прежде всего, они начинают терять кальций. Это приводит к тому, что кость делается рыхлой, менее прочной. Кальций попадает в кровь, оседает на стенках кровеносных сосудов, они склерозируются, т.е. пропитываются кальцием, теряют эластичность и делаются ломкими. Способность крови к свертыванию резко возрастает. Возникает угроза образования кровяных сгустков (тромбов) в сосудах. Содержание большого количества кальция в крови способствует образованию камней в почках.

Отсутствие мышечной нагрузки снижает интенсивность энергетического обмена, что отрицательно сказывается на скелетных и сердечной мышцах. Кроме того, малое количество нервных импульсов, идущих от работающих мышц, снижает тонус нервной системы, утрачиваются приобретенные ранее навыки, не образуются новые. Все это самым отрицательным образом отражается на здоровье. Следует учесть также следующее. Сидячий образ жизни приводит к тому, что хрящ постепенно становится менее эластичным, теряет гибкость. Это может повлечь снижение амплитуды дыхательных движений и потерю гибкости тела. Но особенно сильно от неподвижности или малой подвижности страдают суставы. Обнаружено, что с возрастом двигательная активность (ДА) имеет тенденцию к снижению, особенно четко выраженную у девушек.

Характер движения в суставе определен его строением. В коленном суставе ногу можно только сгибать и разгибать, несколько пронировать и супинировать, а в тазобедренном суставе движения могут совершаться во всех направлениях. Однако амплитуда движений зависит от тренировки. При недостаточной подвижности связки теряют эластичность. В полость сустава при движении выделяется недостаточное количество суставной жидкости, играющей роль смазки. Все это затрудняет работу сустава. Недостаточная нагрузка влияет и на кровообращение в суставе. В результате питание костной ткани нарушается, формирование суставного хряща, покрывающего головку и суставную впадину сочленяющихся костей, да и самой кости идет неправильно, что приводит к различным заболеваниям. Но дело не ограничивается только этим. Нарушение кровообращения может привести к неравномерному росту костной ткани, вследствие чего возникает разрыхление одних участков и уплотнение других. Форма костей в результате этого может стать неправильной, а сустав потерять подвижность.

Физические движения оказывают положительное влияние на организм и вызывают изменения со стороны всех органов и систем, повышая их функциональные возможности. У занимающихся физкультурой людей заметно укрепляется сердечно-сосудистая система. Сердце работает экономно, сокращения его становятся мощными и редкими. Физические упражнения оказывают большое влияние на формирование аппарата дыхания.

Физические нагрузки увеличивают жизненную емкость легких с 3-5 литров у нетренированных до 7 и более литров у спортсменов. А чем больше потребляется с вдыхаемым воздухом кислорода, тем выше физическая работоспособность человека, лучше состояние его здоровья. Под действием физических упражнений развиваются основные физиологические свойства мышечного волокна: возбудимость, сократимость и растяжимость. Эти свойства обеспечивают совершенствование таких физических качеств человека, как, сила, быстрота, выносливость, а также улучшает координацию движений.

Развиваясь, мускулатура укрепляет и костно-связочный аппарат. Повышается прочность и массивность костей, эластичность связок, нарастает подвижность в суставах. Регулярные физические тренировки улучшают кровоснабжение мозга, расширяют функциональные нервной системы на всех ее уровнях, нормализуют процессы возбуждения и торможения, составляющие основу физиологической деятельности мозга.

При систематических занятиях физической культурой и спортом происходит непрерывное совершенствование органов и систем организме человека. В этом главным образом и заключается положительное влияние физической культуры на укрепление здоровья. Занятие физическими упражнениями также вызывает положительные эмоции, бодрость, создаёт хорошее настроение. Поэтому становится понятным, почему человек, познавший "вкус” физических упражнений и спорта, стремится к регулярным занятиям ими. На сегодняшний день очевидна роль развития массовых форм физической культуры. Приобщение к физической культуре очень важно для женщин, от здоровья которых зависит качество потомства; для детей и подростков, развитие организма которых крайне нуждается в высоком уровне подвижности; для лиц пожилого возраста для сохранения бодрости и долголетия.

3. Работоспособность человека

Работоспособность - это способность человека выполнять конкретную деятельность в рамках заданных временных лимитов и параметров эффективности. С одной стороны, она отражает возможности биологической природы человека, служит показателем его дееспособности, с другой - выражает его социальную сущность, являясь показателем успешности овладения требованиями какой-то конкретной деятельности. Основу работоспособности составляют специальные знания, умения, навыки, определенные психические, физиологические и физические особенности. Кроме того, для успеха в деятельности большое значение имеют и такие свойства личности, как сообразительность, ответственность, добросовестность и др.; совокупность специальных качеств, необходимых в конкретной деятельности. Работоспособность зависит и от уровня мотивации, поставленной цели, адекватной возможностям личности.

Исследования состояний человека проводятся прежде всего в интересах оптимизации рабочей деятельности человека. Говоря о работоспособности, выделяют общую (потенциальную, максимально возможную работоспособность при мобилизации всех резервов организма) и фактическую работоспособность, уровень которой всегда ниже. Фактическая работоспособность зависит от текущего уровня здоровья, самочувствия человека, а также от типологических свойств нервной системы, индивидуальных особенностей функционирования психических процессов (памяти, мышления, внимания, восприятия), от оценки человеком значимости и целесообразности мобилизации определенных ресурсов организма для выполнения определенной деятельности на заданном уровне надежности и в течение заданного времени.

В процессе выполнения работы человек проходит через различные фазы работоспособности. Фаза мобилизации характеризуется предстартовым состоянием. При фазе врабатываемости могут быть сбои, ошибки в работе, но постепенно происходит приспособление организма к наиболее экономному, оптимальному режиму выполнения данной конкретной работы.

Фаза оптимальной работоспособности (или фаза компенсации) характеризуется оптимальным, экономным режимом работы организма и хорошими, стабильными результатами работы, максимальной производительностью. Во время этой фазы несчастные случаи крайне редки. Затем, во время фазы неустойчивости компенсации (или субкомпенсации), происходит своеобразная перестройка организма: необходимый уровень работы поддерживается за счет ослабления менее важных функций. Эффективность труда поддерживается уже за счет дополнительных физиологических процессов, менее выгодных энергетически и функционально. Перед окончанием работы, при наличии достаточно сильного мотива к деятельности, может наблюдаться также фаза "конечного порыва".

При выходе за пределы фактической работоспособности, во время работы в сложных и экстремальных условиях, после фазы неустойчивой компенсации наступает фаза декомпенсации, сопровождаемая прогрессирующим снижением производительности труда, появлением ошибок, выраженными вегетативными нарушениями: учащением дыхания, пульса, нарушением точности координации движений, ощущением усталости, утомления. При продолжении работы фаза декомпенсации может довольно быстро перейти в фазу срыва (резкое падение производительности, резко выраженная неадекватность реакций организма, нарушение деятельности внутренних органов). Таким образом, начиная с фазы субкомпенсации возникает специфическое состояние утомления. Различают физиологическое и психическое утомление. Первое из них выражает прежде всего воздействие на нервную систему продуктов разложения, освобождающихся в результате двигательно-мускульной деятельности, а второе - состояние перегруженности самой центральной нервной системы. Обычно явления психического и физиологического утомления взаимно переплетаются, причем психическое утомление, т.е. ощущение усталости, как правило, предшествует утомлению физиологическому. Психическое утомление проявляется в следующих особенностях: в понижении восприимчивости человека, снижении способности концентрировать внимание, уменьшение способности к запоминанию, временное нарушение памяти, замедленное, некритичное мышление, возникновение безразличия, скуки, напряженности, потеря координированности движений. Как показывают исследования, явления утомления в утренней смене интенсивнее всего наблюдаются на четвертом - пятом часу работы, а в вечерней и ночной сменах уже в самом начале смены возникает подобный момент утомления, который в последующие часы уменьшается, в середине смены возникает вновь, а затем, после относительного уменьшения, вновь усиливается в последние часы работы. Утомление проявляется и в физиологических ощущениях: боли в мышцах, головные боли, ощущение шума или пульсации в висках, чувство нехватки воздуха, тяжесть, боль в сердце, слабость, обморочное состояние. После прекращения работы наступает фаза восстановления физиологических и психологических ресурсов организма, однако не всегда восстановительные процессы проходят нормально и быстро. В случае неполного восстановительного периода сохраняются остаточные явления утомления, которые могут накапливаться, приводить к хроническому переутомлению различной степени выраженности. В состоянии переутомления длительность фазы оптимальной работоспособности резко сокращается или может отсутствовать полностью, и вся работа проходит в фазе декомпенсации.

Психогигиенические мероприятия, направленные на снятие состояния переутомления, зависят от степени переутомления.

Для начинающегося переутомления (I степень) эти мероприятия включают упорядочение отдыха, сна, занятия физкультурой, культурные развлечения. В случае легкого переутомления (II степень) полезен очередной отпуск и отдых. При выраженном переутомлении (III степень) необходимо ускорение очередного отпуска и организованного отдыха. Для тяжелого переутомления (IV степень) требуется уже лечение.

Вероятность возникновения несчастного случая повышается также, когда человек находится в состоянии монотонии вследствие отсутствия значимых информационных сигналов (сенсорный голод) либо вследствие однообразного повторения похожих раздражителей. При этом возникает ощущение однообразности, скуки, оцепенелости, заторможенности, "засыпания с открытыми глазами". В результате человек не в состоянии своевременно заметить и адекватно отреагировать на внезапно возникший раздражитель, что приводит к ошибке в действиях, к несчастным случаям. Исследования показали, что к ситуациям монотонии более устойчивы люди со слабой нервной системой, они более долго сохраняют бдительность по сравнению с лицами, обладающими сильной нервной системой.

скелетная мышечная работоспособность гиподинамия

Библиографический список

1. Васильев А.Н. Мышечная система человека. - М., 1998.

2. Шувалова Н.В. Строение человека. - М.: Олма-пресс, 2000.

3. Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта

4. http://www.zdorove.ru

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Значение мышечной системы в жизнедеятельности организма человека. Строение скелетных мышц, основные группы и гладкие мышцы и их работа. Характеристика основных групп скелетных мышц. Возрастные особенности мышечной системы. Мышцы руки, кисти и голени.

презентация , добавлен 11.12.2014


Произвольные и непроизвольные мыщцы. Отведение и вращение внутрь – основные функции мышц. Свойства мышечной ткани: возбудимость, сократимость, растяжимость, эластичность. Функции скелетных (соматических) мышц. Особенности мышц синергистов и антагонистов.

презентация , добавлен 13.12.2010


Строение и типы мышц. Изменение макро- и микроструктуры, массы и силы мышц в разные возрастные периоды. Основные группы мышц, их функции. Механизм мышечного сокращения. Формирование двигательных навыков. Совершенствование координации движений с возрастом.

реферат , добавлен 15.07.2011


Структура и функциональное значение мышц. Виды мышечной ткани, ее функции. Современные представления о мышечном сокращении и расслаблении. Утомление как временная потеря работоспособности клетки, органа или организма, наступающая в результате работы.

презентация , добавлен 27.04.2016


Виды мышечных волокон: скелетные, сердечные и гладкие. Функции скелетных и гладких мышц, изометрический и изотонический режимы их сокращения. Одиночное и суммированное сокращения, строение мышечного волокна. Функциональные особенности гладких мышц.

контрольная работа , добавлен 12.09.2009


Исследование структуры и функционального значения мышц. Анализ современных представлений о мышечном сокращении и расслаблении. Виды мышечной ткани. Скорость проведения возбуждения в скелетных мышцах. Физиологические свойства мышц. Мышечное утомление.

презентация , добавлен 27.04.2015


Изучение особенностей строения и функций мышц - активной части двигательного аппарата человека. Характеристика мышц туловища, фасций спины (поверхностных и глубоких), груди, живота, головы (мышцы лица, жевательные мышцы). Физиологические свойства мышц.

реферат , добавлен 23.03.2010


Клетка как основная структурная единица организма. Описание ее строения, жизненных и химических свойств. Строение и функции эпителиальной и соединительной, мышечной и нервной тканей. Органы и перечень системы органов человека, их назначение и функции.

презентация , добавлен 19.04.2012


Единственный витамин, действующий и как витамин, и как гормон. Влияние на клетки кишечника, почек и мышц. Гормональная регуляция обмена кальция и фосфора. Онкозаболевания, повышение иммунитета организма. Витамин Д и костно-мышечная система человека.

презентация , добавлен 22.09.2015


Класификация тканей, виды эпителиальных тканей, их строение и функции. Опорная, трофическая и защитная функция соединительных тканей. Функции нервной и мышечной тканей. Понятие об органах и системах органов, их индивидуальные, половые, возрастные отличия.

Функции скелета

В жизнедеятельности человеческого организма скелет выполняет ряд важных функций:

• 1. Опорная функция : скелет служит опорой для мышц и внутренних органов, которые, фиксируясь к костям свяками, удерживаются в своем положении.
• 2. Локомоторная (двигательная) функция: кости, составляющие скелет, являются рычагами, которые приводятся в движение мышцами и участвуют в двигательных актах.
• 3. Рессорная функция: способность смягчать толчки от столкновения с твердыми объектами при передвижении, уменьшая тем самым сотрясение жизненно важных органов. Происходит это благодаря сводчатому строению стопы, связкам и хрящевым прокладкам внутри суставов (соединений костей между собой), изгибам позвоночника и др.
• 4. Защитная функция : кости скелета образуют стенки полостей (грудной полости, полости черепа, таза, позвоночного канала), защищая располагающиеся там жизненно важные органы.
• 5. Участие костей скелета в обмене веществ, прежде всего в минеральном обмене: кости представляют собой депо минеральных солей (главным образом кальция и фосфора), необходимых как для образования костной ткани, так и для функционирования нервной системы, мышц, системы свертывания крови и других систем организма. Кости содержат около 99% всего кальция, при его недостатке для деятельности организма происходит высвобождение кальция из костной ткани.
• 6. Участие костей скелета в кроветворении: красный костный мозг, расположенный в костях, вырабатывает эритроциты, зернистые формы лейкоцитов и тромбоциты.

Строение и классификация костей

Кость – живой орган, состоящий из различных тканей (костная, хрящевая, соединительная ткани и кровеносные сосуды). Кости составляют около 20% от общей массы тела. Поверхность кости неровная, на ней расположены выпуклости, углубления, борозды, отверстия, шероховатости, к которым прикрепляются мышцы, сухожилия, фасции и связки. В бороздах, каналах и щелях, или вырезках, расположены сосуды и нервы. На поверхности каждой кости имеются отверстия, уходящие внутрь (так называемые питательные отверстия).

Структура костей включает органические (оссеин и оссеомукоид) и неорганические (преимущественно соли кальция) вещества. Органические вещества обеспечивают упругость кости, а неорганические – ее твердость. Кости ребенка содержат больше оссеина, который обеспечивает более высокую упругость, в определенной степени препятствующую переломам. В пожилом и старческом возрасте уменьшается количество органических веществ и увеличивается количество минеральных солей, что делает кости более хрупкими.

Классификация костей по форме. Трубчатые кости имеют форму трубки с костномозговым каналом внутри. Тело кости, или ее средняя часть, называется диафизом, а расширяющиеся концы – эпифизами, наружные поверхности эпифизов покрыты хрящом и входят в суставы, т.е. служат для соединения с соседними костями (рис. 3.2). Участок между диафизами и эпифизами, состоящий преимущественно из хрящевой ткани, называется метафизом, благодаря ему кости растут в длину (зона роста кости). Диафизы построены из плотного, а эпифизы – из губчатого костного вещества, покрытого сверху слоем плотного. Трубчатые кости находятся в скелете конечностей и делятся на длинные (бедренная, берцовые, плечевая, локтевые) и короткие (располагаются в пястье, плюсне, фалангах пальцев). Губчатые кости состоят из губчатой костной ткани, покрытой тонким слоем плотной. Выделяют длинные (ребра и грудина), короткие (кости запястья, предплюсны), сесамовидные (надколенник, гороховидная кость) губчатые кости. Сесамовидные кости – мелкие косточки, расположенные в толще сухожилий и укрепляющие их в местах большой нагрузки и большой подвижности. Плоские кости выполняют защитную функцию и функцию опоры (череп, лопатка, тазовые кости). Смешанные кости, образующие основание черепа, представлены неподвижным соединением различных по форме и строению костей. В воздухоносные кости заключена полость с воздухом, выстланная слизистой оболочкой (лобная, клиновидная, решетчатая кости и верхняя челюсть).

Рис. 3.2. :

1 – остеон (гаверсова система); 2 – компактное вещество; 3 – губчатое вещество; 4 – костный мозг; 5 – кровеносные сосуды, доставляющие костным клеткам питательные вещества и кислород; 6 – центральная костномозговая полость; 7– головка кости

Поверхность кости покрыта надкостницей, а суставные поверхности не имеют надкостницы и покрыты суставным хрящом. Надкостница представляет собой тонкую белорозовую пленку, ее цвет обусловлен большим количество кровеносных сосудов, которые переходят из надкостницы внутрь кости через специальные отверстия и участвуют в питании кости. Она состоит их двух слоев: фиброзного (волокнистый поверхностный слой) и остеогненного (внутренний костеобразующий слой, содержащий остеобласты – специальные "ростовые" клетки). Механизм роста костей различается: плоские кости растут за счет надкостницы и соединительной ткани швов; трубчатые кости утолщаются за счет надкостницы, а в длину растут за счет хрящевой пластинки, расположенной между эпифизом и диафизом (зона роста кости).

Костные каналы и пространство между костными пластинками заполнены костным мозгом, который выполняет функцию кроветворения и участвует в формировании иммунитета. Выделяют красный костный мозг (сетчатая масса красного цвета, в петлях которой находятся кроветворные стволовые клетки и костеобразующие клетки), пронизанный кровеносными сосудами, придающими ему красный цвет, и нервами, и желтый костный мозг, возникающий в результате замещения кроветворных клеток жировыми в процессе онтогенеза. Чем младше ребенок, тем интенсивнее идут у него процессы кроветворения и тем больше в костных полостях содержится красного костного мозга, у взрослого человека он сохраняется только в грудине, крыльях подвздошных костей и эпифизах трубчатых костей.

Соединения костей скелета подразделяют на синартрозы (непрерывные по строению и неподвижные по функции) и суставы, или диартрозы (прерывные и обеспечивающие подвижность опорно-двигательной системы). Выделяют также переходную форму соединения – симфиз (полусустав), который имеет минимальную подвижность (рис. 3.3).

Рис. 3.3. :

А – сустав, или диартроз (прерывное соединение):
Б, В – различные виды синартрозов (непрерывных соединений):
Б – фиброзное соединение; В – синхондроз (хрящевое соединение); Г – симфиз (гемиартроз или полусустав): 1 – надкостница; 2 – кость; 3 – волокнистая соединительная ткань; 4 – хрящ; 5 – синовиальная мембрана; 6 – фиброзная мембрана; 7 – суставной хрящ; 8 – суставная полость; 9 – щель в межлобковом диске; 10 – межлобковый диск

Суставы обеспечивают возможность перемещения частей тела относительно друг друга. По числу суставных поверхностей в суставе выделяют простой сустав (в него входит две суставные поверхности – например, межфаланговый сустав), сложный сустав (имеет две или более пары суставных поверхностей – например, локтевой сустав), комплексный сустав (содержит внутрисуставной хрящ, который разделяет сустав на две камеры – например, коленный сустав), комбинированный (несколько изолированных суставов, жестко сцепленных и функционирующих вместе – например, височно-нижнечелюстной сустав).

По количеству возможных осей движения выделяют суставы одноосные (сгибание и разгибание – лучевой, локтевой, межфаланговый), двухосные (сгибание и разгибание, отведение и приведение – лучезапястный и коленный) и многоосные (выполняют все перечисленные движения и, кроме того, круговое движение – плечевой сустав, суставы между отростками грудных позвонков).

Строение суставов независимо от выполняемых функций является сходным (рис. 3.4 – на примере коленного сустава). Оно включает эпифизы костей, покрытые гиалиновым или волокнистым суставным хрящом толщиной 0,2–0,5 мм, который облегчает скольжение суставных поверхностей, служат буфером и амортизатором. Суставная поверхность эпифиза одной кости выпуклая (имеет суставную головку), другой – вогнутая (суставная впадина). Суставная полость герметически окружена суставной сумкой, которая плотно присоединяется к костям, входящим в сустав, и состоит из наружного фиброзного слоя, выполняющего защитную функцию, и внутреннего синовиального. Клетки синовиального слоя выделяют в полость сустава густую прозрачную синовиальную жидкость, уменьшающую трение суставных поверхностей, участвующую в обмене веществ, смягчающую сдавление и толчки суставных поверхностей.

Рис. 3.4.

Снаружи к суставной капсуле крепятся связки и сухожилия мышц, дополнительно укрепляющие сустав. Связки соединяют две кости, составляющие сустав, закрепляют кости в определенном положении, и за счет малорастяжимости удерживают кости от смещения при движении. Связки участвуют также в фиксации внутренних органов, оставляя им небольшую возможность смещения, необходимую, например, при беременности и пищеварении. Состоят связки из коллагеновых и небольшого количества эластических волокон. В местах прикрепления к кости волокна связок проникают в надкостницу. Такая тесная связь между ними приводит к тому, что поражение связок приводит к поражению надкостницы. В крупных суставах (бедренный, коленный, локтевой) части суставной капсулы утолщены для большей прочности и называются околосумчатой связкой. Кроме того, имеются связки внутри и снаружи суставной капсулы, которые ограничивают и тормозят конкретные типы движения. Они называются наружными, или дополнительными, связками.

Скелетная система объединяет в себе кости и суставы организма. Кость представляет собой достаточно сложный орган, состоящий из большого количества клеток, волокон и минералов. Скелет обеспечивает опору и защиту мягких тканей, точки крепления , чтобы реализовать движение в суставах. Внутри костей вырабатываются новые красным костным мозгом. Они также действуют как резервуар для … [Читайте ниже]

• Голова и шея
• Грудь и верх спины
• Таз и низ спины
• Кости рук и кисти
• Ноги и стопы

[Начало сверху] … кальция, железа и энергии в виде жира. И, наконец, скелет растет на протяжении всего детства и обеспечивает опору для остальной части тела.

Система скелета человека включает в себя двести шесть отдельных костей, которые расположены в двух разделах: осевого скелета и аппендикулярного скелета. Осевой скелет проходит вдоль средней линии оси тела и состоит из восьмидесяти костей в регионах организма: череп — гипоидные, слуховые косточки, ребра, грудина, и позвоночник; аппендикулярный скелет состоит из ста двадцати шести костей: верхние и нижние конечности, тазовый пояс, грудной (плечевой) пояс.

Состоит из двадцати двух костей, соединённых вместе, кроме нижней челюсти. Эти двадцать одна слитые кости разделены на части, чтобы череп и мозг могли расти. Нижняя челюсть остается подвижной и образует единственный подвижный сустав в черепе с височной костью.

Кости верхней части черепа призваны защитить мозг от повреждений. Кости нижней и передней части черепа — лицевые кости: поддерживают нос и рот, глаза.

Подъязычная и слуховые косточки

Подъязычная кость является небольшой, U-образной костью, расположенной только ниже нижней челюсти. Подъязычная кость — единственная кость, которая не образует соединение с какой — либо другой костью, она является плавающей костью. Функция подъязычной кости заключается в поддержании трахеи открытой и формировании точек соединения для мышц языка.
Молоточек, наковальня и стремечко известные под общим названием слуховые косточки — мельчайшие кости в теле. Находящиеся в небольшой полости внутри височной кости, они служат для увеличения и передачи звука от барабанной перепонки к внутреннему уху.

Позвонки

Двадцать шесть позвонков образуют позвоночный столб человеческого тела. Они названы по регионам:
шейные (шея) — , грудные (грудь) — , поясничные (поясница) — , — 1 позвонок и копчиковый (копчик) — 1 позвонок.
За исключением крестца и копчика, позвонки названы в честь первой буквы своего региона и его положения вдоль верхней оси. Например, самый верхний грудной позвонок называется Т1, а нижний называется Т12.

Строение позвонков человека

Ребра и грудина

Представляет собой тонкую, в форме ножа кость, расположенную вдоль средней линии груди. Грудина присоединяется к рёбрами тонкими полосами хряща, называемыми — реберный хрящ.

Есть двенадцать пар рёбер , образующих .
Первые 7 ребер — истинные рёбра, потому что они связывают грудные позвонки непосредственно к грудине через . Ребра восемь, девять и десять все подключены к грудине через хрящ, который соединен с хрящом седьмой пары рёбер, поэтому считаются они «ложными». Ребра 11 и 12 также ложные, но также считаются «плавающими», потому что они не имеют никакой привязанности к хрящам и грудине вообще.

Грудной (плечевой) пояс

Состоит из левой и правой и левой и правой , соединяет верхнюю конечность (руку) и кости осевого скелета.

Является верхней частью руки. Она образует шарнир и входит в гнездо , образуя с нижними костями руки. Лучевая и локтевая являются костями предплечья. Локтевая находится на внутренней стороне предплечья и образует шарнирное соединение с плечевой костью в локтевом суставе. Лучевая позволяет предплечью и руке двигаться в лучезапястном суставе.

Кости руки (нижние) образуют лучезапястный сустав с , группой из восьми небольших костей, которые обеспечивают дополнительную гибкость запястья. Запястье подключено к пяти пястным костям, которые образуют кости кисти руки и соединяются с каждым пальцем. Пальцы имеет три кости, известные как фаланги, только большой палец включает в себя две фаланги.

и пояс нижних конечностей

Сформированный левой и правой костью , тазовый пояс соединяет нижние конечности (ноги) и кости осевого скелета.

Бедренная кость является наиболее крупной костью в организме и единственной костью бедренной области. Бедренная кость образует шарнир и помещается в гнездо , а также образует с и чашечкой колена. Коленная чашечка является особенной костью, потому что это одна из немногих костей, которые не присутствуют при рождении.

и кости являются костями голени. Берцовая намного больше, чем малоберцовая кость и несет почти весь вес тела. Она используется для поддержания равновесия. Берцовая и малоберцовая кости с костью (одной из семи костей предплюсны ноги) образуют голеностопный сустав.

представляют собой группу из семи мелких костей, которые образуют задний конец стопы и пятки. Она образуют соединения с пятью длинными костями стопы. Затем каждая из плюсневых костей образует соединение с одним из множества фаланг в пальцах стопы. Каждый палец имеет три фаланги, исключение составляет большой палец, имеющий только две фаланги.

Микроскопическая структура костей

Скелет составляет примерно 30-40% от массы тела взрослого человека. Масса скелета состоит из неживой костной матрицы и множества мелких костных клеток. Примерно половину массы костной матрицы составляет вода, в то время как другая половина состоит из белка коллагена и твердые кристаллов карбоната кальция и фосфата кальция.

Живые клетки кости встречаются по краям костей и в небольших полостях внутри матрицы кости. Хотя эти клетки составляют очень малый процент от общей массы кости, у них есть несколько очень важных ролей в функции скелетной системы. Костные клетки позволяют кости: расти и развиваться, быть отремонтированными после травмы.

Типы костей

Все кости тела могут быть разбиты на 5 типов: короткие, длинные, плоские, неправильные и сесамовидные.

Длинные
Длинные кости длиннее, чем их ширина и являются основными костями конечностей. Длинные растут значительное время больше, чем другие кости и несут ответственность за показатели нашего роста. Костномозговые полости находится в центре длинных костей и служат в качестве области для хранения костного мозга. Примеры длинных костей включают бедра, голени, малоберцовые кости, плюсны и фаланги.

Короткие
Короткие кости — широкие и часто круглой формы или куба. Кистевые кости запястья и кости предплюсны стопы — короткие кости.

Постоянные
Плоские кости сильно различаются по размеру и форме, но имеют общую особенность быть очень тонкими. Потому что плоские кости не содержат костномозговой полости, как длинные кости. Лобная, теменная и затылочные кости черепа, вместе с ребрами и тазовыми костями, являются примерами плоских костей.

Неправильные
Неправильные кости имеют форму, которая не соответствует образцу длинных, плоских и коротких костей. Крестец позвонки и копчик позвоночника, а также клиновидная, решетчатая и скуловидная кости черепа, все кости неправильной формы.

Сесамовидные
Они формируются внутри сухожилий, которые проходят через суставы. Сесамовидные кости образуются чтобы обезопасить сухожилия от напряжений и деформаций в суставе и помочь дать механическое преимущество мышцам, тянущим сухожилия. Надколенник и гороховидная кости и кости запястья являются единственными сесамовидными костями, которые засчитываются как часть двухсот шести костей тела. Прочие сесамовидные кости образовываются в суставах рук и ног.

Части костей

Длинные кости имеют несколько частей в связи с их постепенным развитием. При рождении, каждая из длинных костей содержит три кости, разделенных гиалиновым хрящом. Конец кости — это эпифиз (ЭПИ = дальше; физис = расти) в то время как средняя кость называется диафиза (диаметр = проход). Эпифиз и диафиз удлиняются в направлении друг к другу и в итоге сливаются в общую кость. Область роста и возможного слияния называется метафизом (мета = после). После того, как длинные части кости были соединены вместе, единственный гиалиновый хрящ остается в кости и находится на концах костей, образующих суставы с другими костями. Суставный хрящ действует как амортизатор и подшипник скольжения на поверхности между костями, чтобы облегчить движение в суставе.
Если рассматривать кость в поперечном сечении , то существует несколько различных слоёв, которые составляют кости. Снаружи кость покрыта достаточно тонким слоем плотной нерегулярной соединительной ткани, называемой надкостницей. Надкостница содержит много прочных коллагеновых волокон, чтобы прочно прикрепить сухожилия и мышцы к костям. Клетки остеобласты и стволовые клетки в надкостнице участвуют в росте и ремонте наружной части кости в результате травм. Сосуды, присутствующие в надкостнице, обеспечивают энергию клеток поверхности кости и проникают в самую кость, чтобы питать клетки внутри кости. Надкостница также содержит нервную ткань, чтобы обеспечить кости чувствительность, когда получено ранение.
Глубоко под надкостницей находится компактная кость , которая составляет твердую, минерализованную часть кости. Компактная кость изготовлена ​​из матрицы твердых минеральных солей, армированных жесткими коллагеновыми волокнами. Многие крошечные клетки, называемые остеоциты живут в небольших пространствах в матрице и помогают сохранить прочность и целостность компактной кости.
Ниже компактного слоя кости расположена область губчатой ​​кости , где костная ткань растет в тонких колоннах, называемых трабекулами, с пробелами для красного костного мозга между ними. Трабекулы растут по определенной схеме, чтобы противостоять внешним напряжениям, обладая наименьшей возможной массой, оставляя при этом кости легкими, но сильными. Длинные кости имеют полую костномозговую полость в середине диафиза. Медуллярная полость содержит красный костный мозг в детстве, в конце концов превращается в желтый костный мозг после полового созревания.

Сустав, является точкой соприкосновения между костями, между костью и хрящом или между костью и зубом.
Синовиальные суставы являются наиболее распространенным типом и имеют небольшой зазор между костями. Этот разрыв позволяет увеличить диапазон движения и обеспечить пространство для синовиальной жидкости — смазки сустава. Волокнистые соединения существуют там, где кости очень плотно соединены и практически нет движения между костями. Волокнистые суставы также держат зубы в своих костистых ячейках. Наконец, хрящевые соединения образуются там, где кость встречает хрящ или там, где находится слой хряща между двумя костями. Эти соединения обеспечивают небольшое количество гибкости в суставе благодаря гелеобразной консистенции хряща.

Функции скелета человека

Поддержка и защита

Основная функция скелетной системы является формирование прочной основы, которая поддерживает и защищает органы тела и закрепляет скелетные мышцы. Кости осевого скелета выступают в качестве твердой оболочки для защиты внутренних органов, таких как мозг и сердце от повреждений, вызванных внешними силами. Кости аппендикулярного скелета обеспечивают поддержку и гибкость в суставах и закрепляют мышцы, приводящие в движение конечности.

Движение

Кости скелетной системы выступают в качестве точек крепления для скелетных мышц. Почти каждая скелетная мышца работает, потягивая две или более кости либо ближе друг к другу или дальше друг от друга. Суставы действуют как опорные точки для перемещения костей. Области каждой кости, где мышцы придают движение, растут больше и сильнее, чтобы выдержать дополнительную силу мышц. Кроме того, общая масса и толщина костной ткани увеличивается, когда она находится под большим напряжением от подъема веса или поддержания веса тела.

Кровотворение

Красный костный мозг производит красные и белые клетки крови в процессе, известном как кроветворение. Красный костный мозг находится в полости внутри костей, известной как костномозговой полости. Дети, как правило, имеют больше красного костного мозга по сравнению с их размерами тела, чем взрослые, из — за постоянного роста и развития их тела. Количество красного костного мозга падает в конце полового созревания, заменяется желтым костным мозгом.

Хранение

Скелетная система хранит множество различных необходимых веществ для облегчения роста и восстановления организма. Матрица клеток скелетной системы действует как резервуар для хранения кальция путем сохранения и высвобождения ионов кальция в кровь по мере необходимости. Надлежащие уровни ионов кальция в крови имеют важное значение для нормального функционирования нервной и мышечной систем. Костные клетки также выделяют остеокальцин, гормон, который помогает регулировать уровень сахара в крови и отложение жира. Желтый костный мозг внутри наших полых длинных костей используется для хранения энергии в виде липидов. И, наконец, красный костный мозг хранит некоторое количество железа в виде молекулы ферритина и использует это железо для формирования гемоглобина в эритроцитах.

Рост и развитие

Скелет начинает формироваться на ранних стадиях развития плода в качестве гибкого каркаса из гиалинового хряща и плотной неправильной волокнистой соединительной ткани. Эти ткани действуют как базы для костного скелета, который заменит их. По мере роста, кровеносные сосуды начинают расти в мягком скелете плода, доставляя стволовые клетки и питательные вещества для роста костей. Костные ткани медленно заменяют хрящевые и фиброзные ткани в процессе, называемом кальцификация. Кальцифицированные участки распространяются от их кровеносных сосудов заменяя старые ткани, пока они не достигнут границы другой кости. При рождении, скелет новорожденного имеет более 300 костей; по мере того, как человек взрослеет, эти кости растут вместе и сливаются в более крупные кости, сохраняя только 206 кости.

Строение костей скелета человека

Глава 1

Позвоночник и суставы: строение и функции

Для того чтобы понять, почему нас начинают беспокоить спина и суставы, нужно сначала разобраться, что же они собой представляют. Одна из главных составляющих существования человека – способность к движению. Эту функцию в нашем организме выполняет опорно-двигательный аппарат.

Опорно-двигательный аппарат в организме человека, аппарат движения, представлен костями, их соединениями и скелетными поперечно-полосатыми мышцами. Состоит он из активной части (мышц) и пассивной (скелетной системы).

Скелетная система

Скелетная система представляет собой кости, образующие с помощью соединений скелет.

206 костей, из которых состоит скелет человека, выполняют пять основных функций.

1. Защитная: скелетная система защищает многие жизненно важные органы – сердце, головной и спинной мозг и др.

Масса костей у мужчин больше, чем у женщин, и составляет от 9 до 18 % от общей массы тела. У женщин этот показатель равен 8,6–15 %.

2. Опорная: скелет оказывает поддержку мягким тканям, позволяя сохранять прямое положение тела, его форму.

3. Двигательная: кости формируют рычаги, к которым прикреплены мышцы.

4. Кроветворная: красный костный мозг кости отвечает за производство клеток крови.

5. Участие в обмене веществ: кости служат «хранилищем» для кальция, фосфора, натрия, калия и других минералов, жира (желтого костного мозга).

Соединениякостейскелета

В теле человека кости скелета посредством различных видов соединений (рис. 1) составляют общую функциональную систему.

Различают три вида соединений костей:

1) непрерывные:

Синартрозы (характеризуются большой прочностью и малой подвижностью);

Фиброзные: синдесмозы (связки и мембраны), швы, гомфозы (зубоальвеолярные вколачивания);

Хрящевые: синхондрозы – межпозвоночные диски, соединение между I ребром и грудиной;

Костные: синостозы – крестец, копчик, где позвонки срастаются друг с другом;

Симфиз (полусуставы): лобковый симфиз;

2) прерывистые (суставы), обладающие наибольшей подвижностью. Такое название суставы получили потому, что соединение костей разделено щелью;

3) переходные. К этой группе относятся полусуставы (гемиартрозы) – промежуточная форма между непрерывными и прерывными суставными соединениями (хрящевое соединение лобковых костей).

Все суставы имеют сходное строение (рис. 2), каждый включает в себя:

Суставные поверхности – концы соединяющихся костей;

Суставный хрящ (им покрыты суставные поверхности), уменьшающий трение поверхностей друг об друга, облегчающий скольжение и выполняющий функцию амортизатора;

Суставную капсулу (суставную сумку), окружающую каждый сустав. Она состоит из плотной волокнистой соединительной ткани, внутренний слой которой выстлан тонкой синовиальной мембраной;

Суставную полость – пространство внутри суставной капсулы между суставными поверхностями;

Синовиальную жидкость, заполняющую суставную полость. Она играет роль смазочного материала, обеспечивает питание суставного хряща и вырабатывается синовиальной мембраной.

Суставы делятся на:

Простые – сочленяют две кости (плечевой, тазобедренный, межфаланговые);

Сложные – соединяют более двух костей (лучезапястный, голеностопный);

Комплексные – с дополнительными образованиями (дисками или менисками) в капсуле (коленный, грудино-ключичный, акромиально-ключичный);

Комбинированные – суставы с отдельными суставными сумками, но функционирующие одновременно (височно-нижнечелюстной).

Добавочные образования суставов (диски, мениски, суставные губы) играют роль амортизаторов, способствуют более равномерному распределению давления одной кости на другую.

Снаружи суставы укреплены связками, они:

Тормозят (ограничивают) движение, предотвращая травму сустава;

Направляют движения;

Укрепляют суставную сумку;

Утолщают суставную капсулу.

Существуют еще и внутрисуставные связки, например крестообразные в коленном суставе.

Подвижность суставов зависит от таких факторов, как:

Форма и конгруэнтность суставных поверхностей (чем больше соответствуют друг другу соединяющиеся поверхности, тем меньше подвижность);

Состояние добавочных образований суставов (чем толще капсула, прочнее связки, тем подвижность меньше);

Состояние окружающих мышц (при наличии спазма в мышце, окружающей сустав, уменьшается его подвижность);

Температура (чем она выше, тем больше подвижность);

Время суток (к вечеру подвижность увеличивается);

Возраст (у детей подвижность высокая, в пожилом возрасте она уменьшается);

Пол (у женщин подвижность выше).

Термины, использующиеся для описания движений.

Сгибание – движение, которое приводит к уменьшению угла между передними поверхностями сочлененных костей.

Разгибание – движение, которое приводит к увеличению угла между передними поверхностями сочлененных костей.

Отведение – движение от средней линии тела (совершается рукой или ногой).

Приведение – движение части тела к средней линии тела.

Вращение – движение части тела без изменения угла сочленяющихся костей (например, вращение предплечья внутрь или наружу).

Суставные поверхности костей неодинаковы. Их форма зависит от того, какие движения выполняются в данном суставе (рис. 3).

Движения в суставах в зависимости от их формы классифицируются следующим образом.

Движения в одной плоскости (одноосные суставы):

Винтообразные (плечелоктевой);

Блоковидные (голеностопный, межфаланговые);

Цилиндрические (между I и II позвонками, лучелоктевые суставы).

Движения в двух плоскостях (двуосные суставы):

Мыщелковые (коленный сустав, пястно-фаланговые и плюснефаланговые суставы);

Седловидные (запястно-пястный сустав большого пальца);

Эллипсовидные (лучезапястный).

Движения в трех плоскостях (трехосные суставы):

Шаровидные (плечевой);

Чашеобразные (тазобедренный);

Плоские (межпозвоночные).

Скелет туловища

Скелет человека (рис. 4) разделяют на осевой и добавочный. К осевому, более сложно устроенному скелету относят позвоночный столб, грудную клетку и череп, к добавочному – кости верхних и нижних конечностей.

Осевой скелет

Череп состоит из 23 костей, соединенных между собой синантрозами – черепными швами. Нижняя челюсть соединена с черепом при помощи двух суставов.

Скелет туловища состоит из позвоночного столба и грудной клетки.

Позвоночный столб (рис. 5, 9) представлен 32–34 позвонками (рис. 6), которые как самостоятельные отдельные кости имеются только в скелете новорожденных. В позвоночном столбе взрослого человека различают 7 шейных, 12 грудных (рис. 7), 5 поясничных (рис. 8), 5 крестцовых позвонков, сросшихся в единую кость (крестец), и 3–5 копчиковых позвонков, сросшихся в копчик.

Позвонки в различных отделах позвоночного столба (позвоночника) имеют общий план строения, но для каждого из них характерны свои особенности.

Каждый позвонок имеет тело и дугу, которая замыкает позвоночное отверстие. При соединении позвонков эти отверстия формируют позвоночный канал, в котором размещается спинной мозг.

От дуги позвонка отходят отростки. Мы можем нащупать их у себя на спине. Как раз они и формируют «рисунок позвоночника», когда мы наклоняемся.

Два поперечных отростка отходят от дуги позвонка в стороны, и, наконец, две пары суставных отростков (верхние и нижние) формируют межпозвоночные суставы. К отросткам позвонков прикрепляются связки и мышцы.

Таким образом, между позвонками находятся два типа соединений – межпозвоночные суставы между суставными отростками и межпозвоночные диски между телами позвонков.

Межпозвоночные диски поглощают толчки и удары, возникающие при движениях, т. е. играют еще и роль амортизатора. Связано это с тем, что каждый диск имеет упругий пружинящий центр – пульпозное ядро, окруженное прочным фиброзным кольцом. Движение в пределах ядра позволяет позвонкам покачиваться друг относительно друга. Это обеспечивает гибкость, которая нужна для формирования физиологических изгибов и движений.

Крестцовые позвонки у взрослого человека срастаются друг с другом и образуют единую кость – крестец, имеющий форму треугольника. Копчиковые позвонки образуют копчик.

Свободные движения и амортизация возможны благодаря естественным изгибам позвоночника и мышцам спины, которые обеспечивают эти движения и поддерживают позвоночный столб в правильном положении.

Правильным считается такое положение позвоночника, когда имеются четыре естественных (физиологических) изгиба. В шейном и поясничном отделах позвонки несколько выгнуты вперед, а в грудном и крестцовом – назад. Распределяя вес тела на весь позвоночник, изгибы уменьшают вероятность повреждения и выполняют функцию амортизатора при ходьбе, беге, прыжках.

Когда все эти составные части здоровы (мышцы, суставы, межпозвоночные диски), а физиологические изгибы позвоночника достаточно выражены, мы выдерживаем вес собственного тела без признаков боли и дискомфорта.

Объем движений в межпозвоночных суставах очень невелик, однако за счет того, что этих суставов много, обеспечивается большое разнообразие движений (вращение, сгибание и разгибание, наклоны в стороны).

Добавочный скелет

Крупные суставы верхней конечности представлены на рисунке 10.

Плечевая кость относится к длинным трубчатым костям. Через локтевой сустав она соединяется с предплечьем. В состав предплечья входят две кости: локтевая и лучевая. Локтевая кость на предплечье расположена на одной стороне с мизинцем, а лучевая кость – на одной стороне с большим пальцем.

Кисть имеет ладонную и тыльную поверхности. В скелете кисти выделяют кости запястья, пястные кости и кости фаланг пальцев. Костная основа кисти состоит из 27 костей.

Плечевой сустав

Руки в плечевом суставе (рис. 11) имеют высокую подвижность, так как его конгруэнтность незначительна, капсула сустава тонкая и свободная, а связок почти нет. Поэтому здесь возможны частые (называемые привычными) вывихи и повреждения.

Плечевой сустав – трехосный шаровидный сустав, образованный головкой плечевой кости и суставной впадиной латерального конца ости лопатки. Сустав укрепляется клювовидно-плечевой связкой и мышцами. Движения в суставе возможны вокруг трех осей: сгибания (поднятия руки вперед до горизонтального уровня) и разгибания, отведения (до горизонтального уровня) и приведения, вращения всей конечности. В отведении и сгибании плеча выше горизонтального уровня участвует также грудино-ключичный сустав.

Локтевой сустав

Локтевой сустав (рис. 12) сложный, состоящий из плече-локтевого, плечелучевого и проксимального лучелоктевого суставов. Движение в нем осуществляется вокруг двух осей: сгибания, разгибания и вращения предплечья.

Крупные суставы нижней конечности представлены на рисунке 13.

Скелет свободной нижней конечности образован бедренной костью, надколенником, костями голени (большеберцовой и малоберцовой костями) и стопой.

Кости стопы разделяют на кости предплюсны, плюсны и кости фаланг пальцев. Скелет стопы имеет особенности, зависящие от ее роли как части опорного аппарата при вертикальном положении. Кости стопы образуют один поперечный и пять продольных сводов, обращенных вогнутостью к подошве, а выпуклостью – в тыльную сторону.

Наружный край стопы стоит ниже, почти касаясь поверхности опоры, и называется опорным сводом. Внутренний край приподнят и открыт с медиальной стороны. Это рессорный свод. Подобное строение стопы смягчает толчки и обеспечивает эластичность ходьбы. Поперечный свод расположен на уровне наивысших точек пяти продольных сводов. Уменьшение выраженности сводов стопы называется плоскостопием.

Тазобедренный сустав представлен на рисунке 14.

Тазобедренный сустав образован вертлужной впадиной тазовой кости и головкой бедренной кости. Внутри полости тазобедренного сустава находится связка головки бедра. Она играет роль амортизатора при движении.

Движения в тазобедренном суставе происходят вокруг трех осей: сгибания и разгибания, приведения и отведения, вращения внутрь и наружу.

Коленный сустав образован тремя костями: бедренной, большеберцовой и надколенником (в народе называемым коленной чашечкой). Суставные поверхности большеберцовой и бедренной костей дополнены внутрисуставными хрящами: полулунными медиальными и латеральными менисками. Мениски, являясь эластичными образованиями, амортизируют сотрясения, передающиеся от стопы по длине конечности при ходьбе, беге и прыжках.

Внутри полости сустава проходят передняя и задняя крестообразные связки, соединяющие бедренную и больше-берцовую кости. Они еще больше укрепляют сустав.

Коленный сустав – сложный блоковидно-вращательный сустав. Движения в нем следующие: сгибание и разгибание голени и, кроме этого, незначительные вращательные движения голени вокруг оси. Последнее движение возможно при полусогнутом колене.

Голеностопный сустав образован обеими костями голени и таранной костью стопы. Сустав укреплен связками, идущими со всех сторон от костей голени к таранной, ладьевидной и пяточным костям. По форме суставных поверхностей сустав относится к блоковидным. Производимые в суставе движения – сгибание и разгибание стопы, небольшие движения в стороны (отведение и приведение) – возможны при сильном подошвенном сгибании.

Внутренних органов, кожи, сосудов.

Скелетные мышцы совместно со скелетом составляют опорно-двигательную систему организма, которая обеспечивает поддержание позы и перемещение тела в пространстве. Кроме того, они выполняют защитную функцию, предохраняя внутренние органы от повреждений.

Скелетные мышцы являются активной частью опорно-двигательного аппарата, включающего также кости и их сочленения, связки, сухожилия. Масса мышц может достигать 50% общей массы тела.

С функциональной точки зрения к двигательному аппарату можно отнести и моторные нейроны, посылающие нервные импульсы к мышечным волокнам. Тела моторных нейронов, иннервирующих аксонами скелетную мускулатуру, располагаются в передних рогах спинного мозга, а иннервирующих мышцы челюстно-лицевой области — в моторных ядрах ствола мозга. Аксон мотонейрона при входе в скелетную мышцу ветвится, и каждая веточка участвует в формировании нервно-мышечного синапса на отдельном мышечном волокне (рис. 1).

Рис. 1. Разветвления аксона моторного нейрона на аксонные терминалы. Электронограмма

Рис. Строение скелетной мышцы человека

Скелетные мышцы состоят из мышечных волокон, которые объединяются в мышечные пучки. Совокупность мышечных волокон, иннервируемых веточками аксона одного моторного нейрона, называют двигательной (или моторной) единицей. В глазных мышцах 1 двигательная единица может содержать 3-5 мышечных волокон, в мышцах туловища — сотни волокон, в камбаловидной мышце — 1500-2500 волокон. Мышечные волокна 1 двигательной единицы имеют одинаковые морфофункциональные свойства.

Функциями скелетных мышц являются:

• передвижение тела в пространстве;
• перемещение частей тела относительно друг друга, в том числе осуществление дыхательных движений, обеспечивающих вентиляцию легких;
• поддержание положения и позы тела.

Скелетные мышцы вместе со скелетом составляют опорно-двигательную систему организма, которая обеспечивает поддержание позы и перемещение тела в пространстве. Наряду с этим скелетные мышцы и скелет выполняют защитную функцию, предохраняя внутренние органы от повреждения.

Кроме того, поперечно-полосатые мышцы имеют значение в выработке тепла, поддерживающего температурный гомеостаз, и в депонировании некоторых питательных веществ.

Рис. 2. Функции скелетных мышц

Физиологические свойства скелетных мышц

Скелетные мышцы обладают следующими физиологическими свойствами.

Возбудимость. Обеспечивается свойством плазматической мембраны (сарколеммы) отвечать возбуждением на поступление нервного импульса. Из-за большей разности потенциала покоя мембраны поперечно-полосатых мышечных волокон (Е 0 около 90 мВ) возбудимость их ниже, чем нервных волокон (Е 0 около 70 мВ). Амплитуда потенциала действия у них больше (около 120 мВ), чем у других возбудимых клеток.

Это позволяет на практике достаточно легко регистрировать биоэлектрическую активность скелетных мыши. Длительность потенциала действия составляет 3-5 мс, что определяет короткую продолжительность фазы абсолютной рефрактерности возбужденной мембраны мышечных волокон.

Проводимость. Обеспечивается свойством плазматической мембраны формировать локальные круговые токи, генерировать и проводить потенциал действия. В результате потенциал действия распространяются по мембране вдоль мышечного волокна и вглубь по поперечным трубочкам, формируемым мембраной. Скорость проведения потенциала действия составляет 3-5 м/с.

Сократимость. Представляет собой специфическое свойство мышечных волокон изменять свою длину и напряжение вслед за возбуждением мембраны. Сократимость обеспечивается специализированными сократительными белками мышечного волокна.

Скелетные мышцы обладают также вязкоэластическими свойствами, имеющими важное значение для расслабления мышц.

Рис. Скелетные мышцы человека

Физические свойства скелетных мышц

Скелетные мышцы характеризуются растяжимостью, эластичностью, силой и способностью совершать работу.

Растяжимость - способность мышцы изменять длину под действием растягивающей силы.

Эластичность - способность мышцы восстанавливать первоначальную форму после прекращения действия растягивающей или деформирующей силы.

- способность мышцы поднимать груз. Для сравнения силы различных мышц определяют их удельную силу путем деления максимальной массы на число квадратных сантиметров ее физиологического сечения. Сила скелетной мышцы зависит от многих факторов. Например, от числа двигательных единиц, возбуждаемых в данный момент времени. Также она зависит от синхронности работы двигательных единиц. Сила мышцы зависит и от исходной длины. Существует определенная средняя длина, при которой мышца развивает максимальное сокращение.

Сила гладких мышц тоже зависит от исходной длины, синхронности возбуждения мышечного комплекса, а также от концентрации ионов кальция внутри клетки.

Способность мышцы совершать работу. Работа мышцы определяется произведением массы поднятого груза на высоту подъема.

Работа мышц возрастаете увеличением массы поднимаемого груза, но до определенного предела, после которого увеличение груза приводит к уменьшению работы, т.е. снижается высота подъема. Максимальная работа совершается мышцей при средних нагрузках. Это называется законом средних нагрузок. Величина мышечной работы зависит от числа мышечных волокон. Чем толще мышца, тем больший груз она может поднять. Длительное напряжение мышцы приводит к ее утомлению. Это обусловлено истощением энергетических запасов в мышце (АТФ, гликоген, глюкоза), накоплением молочной кислоты и других метаболитов.

Вспомогательные свойства скелетной мускулатуры

Растяжимость — это способность мышцы изменять свою длину под действием растягивающей ее силы. Эластичность — способность мышцы принимать свою первоначальную длину после прекращения действия растягивающей или деформирующей силы. Живая мышца обладает малой, но совершенной эластичностью: уже небольшая сила способна вызвать относительно большое удлинение мышцы, а возвращение ее к первоначальным размерам является полным. Это свойство очень важно для осуществления нормальных функций скелетных мышц.

Сила мышцы определяется максимальным грузом, который мышца в состоянии поднять. Для сравнения силы различных мышц определяют их удельную силу, т.е. максимальный груз, который мышца в состоянии поднять, делят на число квадратных сантиметров ее физиологического поперечного сечения.

Способность мышцы совершать работу. Работа мышцы определяется произведением величины поднятого груза на высоту подъема. Работа мышцы постепенно увеличивается с увеличением груза, но до определенного предела, после которого увеличение груза приводит к уменьшению работы, так как снижается высота подъема груза. Следовательно, максимальная работа мышцей производится при средних величинах нагрузок.

Утомление мышц. Мышцы не могут работать беспрерывно. Длительная работа приводит к снижению их работоспособности. Временное понижение работоспособности мышцы, наступающее при длительной работе и исчезающее после отдыха, называется утомлением мышцы. Принято различать два вида утомления мышц: ложное и истинное. При ложном утомлении утомляется не мышца, а особый механизм передачи импульсов с нерва на мышцу, называемый синапсом. В синапсе истощаются резервы медиаторов. При истинном утомлении в мышце происходят следующие процессы: накопление недоокисленных продуктов распада питательных веществ вследствие недостаточного поступления кислорода, истощение запасов источников энергии, необходимой для мышечного сокращения. Утомление проявляется уменьшением силы сокращения мышцы и степени расслабления мышцы. Если мышца на некоторое время прекращает работу и находится в состоянии покоя, то восстанавливается работа синапса, а с кровью удаляются продукты обмена и доставляются питательные вещества. Таким образом, мышца вновь приобретает способность сокращаться и производить работу.

Одиночное сокращение

Раздражение мышцы или иннервирующего ее двигательного нерва одиночным стимулом вызывает одиночное сокращение мышцы. Различают три основные фазы такого сокращения: латентная фаза, фаза укорочения и фаза расслабления.

Амплитуда одиночного сокращения изолированного мышечного волокна от силы раздражения не зависит, т.е. подчиняется закону «все или ничего». Однако сокращение целой мышцы, состоящей из множества волокон, при ее прямом раздражении зависит от силы раздражения. При пороговой силе тока в реакцию вовлекается лишь небольшое число волокон, поэтому сокращение мышцы едва заметно. С увеличением силы раздражения число волокон, охваченных возбуждением, возрастает; сокращение усиливается до тех пор, пока все волокна не оказываются сокращенными («максимальное сокращение») — этот эффект называется лестницей Боудича. Дальнейшее усиление раздражающего тока на сокращение мышцы не влияет.

Рис. 3. Одиночное сокращение мышцы: А — момент раздражения мышцы; а-6 — скрытый период; 6-в — сокращение (укорочение); в-г — расслабление; г-д — последовательные эластические колебания.

Тетанус мышцы

В естественных условиях к скелетной мышце из центральной нервной системы поступают не одиночные импульсы возбуждения, которые служат для нее адекватными раздражителями, а серии импульсов, на которые мышца отвечает длительным сокращением. Длительное сокращение мышцы, возникающее в ответ на ритмическое раздражение, получило название тетанического сокращения, или тетануса. Различают два вида тетануса: зубчатый и гладкий (рис. 4).

Гладкий тетанус возникает, когда каждый последующий импульс возбуждения поступает в фазу укорочения, а зубчатый - в фазу расслабления.

Амплитуда тетанического сокращения превышает амплитуду одиночного сокращения. Академик Н.Е. Введенский обосновал изменчивость амплитуды тетануса неодинаковой величиной возбудимости мышцы и ввел в физиологию понятия оптимума и пессимума частоты раздражения.

Оптимальной называется такая частота раздражения, при которой каждое последующее раздражение поступает в фазу повышенной возбудимости мышцы. При этом развивается тетанус максимальной величины (оптимальный).

Пессимальной называется такая частота раздражения, при которой каждое последующее раздражение осуществляется в фазу пониженной возбудимости мышцы. Величина тетануса при этом будет минимальной (пессимальной).

Рис. 4. Сокращение скелетной мышцы при разной частоте раздражения: I — сокращение мышцы; II — отметка частоты раздражения; а — одиночные сокращения; б- зубчатый тетанус; в — гладкий тетанус

Режимы мышечных сокращений

Для скелетных мышц характерны изотонический, изометрический и смешанный режимы сокращения.

При изотоническом сокращении мышцы изменяется ее длина, а напряжение остается постоянным. Такое сокращение происходит в том случае, когда мышца не преодолевает сопротивления (например, не перемещает груз). В естественных условиях близкими к изотоническому типу сокращениями являются сокращения мышц языка.

При изометрическом сокращении в мышце во время ее активности нарастает напряжение, но из-за того, что оба конца мышцы фиксированы (например, мышца пытается поднять большой груз), она не укорачивается. Длина мышечных волокон остается постоянной, меняется лишь степень их напряжения.

Сокращаются по аналогичным механизмам.

В организме сокращения мышц никогда не бывают чисто изотоническими или изометрическими. Они всегда имеют смешанный характер, т.е. происходит одновременное изменение и длины, и напряжения мышцы. Такой режим сокращения называется ауксотоническим, если преобладает напряжение мышцы, или ауксометрическим, если преобладает укорочение.