Опорно-двигательная и костная системы человека

Человеческое тело представляет собой совокупность органов, систем и аппаратов, которые действуют слаженно, выполняя жизненно важные функции. Движение является необходимой частью функций связи и взаимодействий с окружающими человека объектами, и тело может осуществлять это движение благодаря опорно-двигательному аппарату, включающей в себя кости, мышцы, сухожилия и соединения костей посредством межкостных связок.

Кости - это твердые и прочные части, служащие опорой телу, мышцы - мягкие ткани, покрывающие кости. Все кости, а их примерно 206, составляют систему костей, или скелет, который придает телу внешнюю конфигурацию, вид, обеспечивает ему жесткое и прочное устройство, защищает внутренние органы, накапливает минеральные соли, а длинные трубчатые кости вырабатывают клетки крови.

Кости состоят в основном из воды и минеральных веществ, образованных на основе кальция и фосфора, и из вещества, именуемого остеоном. Кость не является застывшим органом: она находится в постоянном процессе развития и разрушения. Для этого у нее имеются остеобласты – костеобразующие клетки, и остеокласты – клетки, разрушающие ее, чтобы не давать ей чрезмерно утолщаться. В случае перелома остеокласты разрушают осколки кости, а остеобласты вырабатывают новую костную ткань. Развитие и прочность кости зависят от витаминов группы D (кальциферола), регулирующих обмен кальция, необходимого для работы мышц.

Скелет человека — совокупность костей, пассивная часть опорно-двигательного аппарата. Служит опорой мягким тканям, точками приложения мышц по типу рычажной системы, вместилищем и защитой внутренних органов. Таким образом, скелет выполняет несколько функций: он поддерживает тело, придает ему форму и защищает внутренние органы. Например, сердце спрятано в грудной клетке и защищено ребрами, а мозг надежно укрыт в полости черепа.

В течение жизни скелет постоянно претерпевает изменения. Во время внутриутробного развития, а также на протяжении нескольких лет после рождения, хрящевой скелет плода постепенно замещается костным. Мужской и женский скелет состоит из равного числа костей. А у новорождённого ребенка в скелете почти 270 костей, что намного больше чем у взрослого. Такое различие возникло из-за того, что детский скелет содержит большое количество мелких косточек, которые срастаются в крупные кости только к определённому возрасту. Это, например, кости черепа, таза и позвоночника. Крестцовые позвонки, например, срастаются в единую кость (крестец) только в возрасте 18—25 лет.

Скелеты женщин и мужчин несколько отличаются: у мужчин более широкие плечи и узкий таз, у женщин плечи уже, но таз значительно шире, что вызвано необходимостью поддерживать плод в период беременности. В целом женский скелет более тонкий и легкий. Есть разница и во внешнем виде костей. У взрослых мужчин кости покрыты ямочками и зазубринами для лучшего прикрепления мышц, что связано с большой физической нагрузкой, выпадающей на долю мужчин. Женские кости более гладкие, так как их мышцы менее развиты. Динамичность скелету придают подвижные суставы, которыми соединена большая часть костей скелета.

Скелет человека можно разделить на две части: осевой скелет и скелет конечностей. Осевой скелет состоит из костей черепа, позвоночника и грудной клетки. Скелет конечностей делится на пояс верхних конечностей (кости рук и плеч) и пояс нижних конечностей (кости ног и таза).

 

Все кости скелета соединены между собой. В зависимости от функций, возлагаемых на те или иные части скелета, эти соединения бывают подвижными и неподвижными. Неподвижные соединения образуются путем срастания костей. Так, например, позвонки копчика срослись между собой, образовав неподвижное соединение. Кости черепа у взрослых неподвижно соединены друг с другом посредством костных швов.

Хрящевые прокладки (диски) между позвонками обеспечивают гибкость позвоночника, позволяющую нам нагибаться и распрямляться. Такое соединение костей называется полу подвижным. Подвижные соединения – суставы, характерные для конечностей, снабжены особым смазывающим веществом – синовиальной жидкостью – и названы синовиальными суставами.

Руки и ноги позволяют нам двигаться и выполнять всевозможные задачи благодаря тому, что присоединены к надежной опоре. Для рук эта опора – плечевой пояс, состоящий из 2 лопаток и 2 ключиц. Лопатки соединены с плечевой костью руки шаровидным суставом, а с ребрами и позвоночником соединены лишь с помощью мышц. Ключицы одним концом соединены с грудиной, другим с лопаткой.

Скелет руки состоит из плеча, предплечья и кисти. Плечо представлено одной плечевой костью, предплечье – двумя: локтевой и лучевой, а кисть состоит из трех отделов: запястье, пясть и пальцы. Мелкие кости запястья соединенные скользящими суставами, позволяют сгибать кисть во все стороны, пять пястных костей образуют скелет ладони. К пястным костям прикрепляются кости фаланг пальцев: большой палец имеет две фаланги, остальные по три.

Опору для ног – тазовый пояс – образуют сросшиеся плоские кости: 2 седалищные, 2 подвздошные и 2 лобковые. Массивные сросшиеся тазовые кости неподвижно соединены с крестцовым отделом позвоночника и между собой. Скелет ноги состоит из бедра, голени и стопы. Бедро представлено одной костью – бедренной, голень – двумя: большой и малой берцовыми костями. Стопа состоит из трех отделов: предплюсна, плюсна и пальцы. Предплюсна, как и запястье руки, образована мелкими костями, из которых выделяется крупная пяточная кость. Плюсна состоит из пяти длинных костей, к которым крепятся кости фаланг пальцев. Шарнирный коленный сустав образован бедренной и большой берцовой костями, а также мелкой костью – коленной чашечкой.

Основа скелета и центральная ось всего скелета – это позвоночник. Позвоночник состоит из цепи мелких костей – позвонков, полу-подвижно соединенных друг с другом. Гибкость позвоночнику придают эластичные хрящевые позвоночные диски, а упругость – четыре изгиба, смягчающие сотрясения и не позволяющие им достигать черепа и мозга. Позвоночник состоит из 33 – 34 позвонков и представлен 5 отделами: шейным (7 позвонков), грудным (12 позвонков), поясничным (5 позвонков), крестцовым (5 сросшихся позвонков) и копчиком (4 – 5 позвонков). Через весь позвоночник (кроме копчика) проходит спинномозговой канал – костный футляр для нежного спинного мозга.

К грудным позвонкам подвижно присоединены 12 пар ребер. Десять верхних ребер гибкими хрящами соединены с грудиной. Подвижное соединение ребер позволяет нам свободно дышать: при вздохе ребра поднимаются и расходятся в стороны, при выдохе – опускаются и сжимаются. Ребра, грудные позвонки и грудина образуют грудную клетку, защищающую внутренние органы.

Строение лица во многом определяется строением черепа. Череп – самая сложная часть скелета, и это неудивительно, так как в черепе находятся важнейшие органы: мозг, глаза, органы слуха, гипофиз и т.д. Наш череп сконструирован так, чтобы не только вмещать, но и защищать эти органы, к тому же череп – это основа для прикрепления множества мышц, позволяющих нам говорить и жевать, улыбаться, морщиться, выражать свои чувства мимикой.

Череп состоит из двух отделов – мозгового и лицевого. Мозговой отдел представлен парными височными и теменными костями и непарными лобной и затылочной. В затылочной кости снизу находится отверстие для ствола мозга, в котором расположены жизненно важные центры. Их повреждение или перерыв связи ствола со спинным мозгом, приводит к быстрой смерти. Через множество более мелких отверстий проходят различные нервы и кровеносные сосуды.

Лицевой отдел черепа состоит из 14 лицевых костей, самыми крупными из которых являются неподвижная верхнечелюстная кость и подвижная нижнечелюстная. Нижняя челюсть крепится суставами, расположенными на уровне ушей по обе стороны черепа. В челюстных костях находятся особые ячейки для прикрепления зубов. Различные кости лица образуют две глазницы, в которых располагаются глазные яблоки. Нос, разделенный носовой перегородкой, образуют мелкие кости.

К скелету не относятся 6 слуховых косточек (по три с каждой стороны), расположенных в среднем ухе. Они соединяются только друг с другом и участвуют в работе органа слуха, осуществляя передачу колебаний с барабанной перепонки во внутреннее ухо.

Подъязычная кость – единственная косточка непосредственно не связанная с другими. Топографически она находится на передней поверхности шеи, её можно прощупать, она имеет тело, большие и малые рожки, идущие от тела кзади. Посредством связок и мышц подъязычная кость связана с костями черепа и тесно связана с нижележащими хрящами гортани. Кость выполняет опорную и двигательную функцию для гортани, участвует в регулировании акта глотания.

Самая длинная кость скелета – бедренная, а самая маленькая – стремя в среднем ухе.

Строение кости.

Кость – сложное в биологическом и механическом отношении образование. Снаружи кость покрыта надкостницей — тонкой пленкой, которая обеспечивает рост кости в ширину и способствует ее восстановлению при повреждениях.

По форме и строению различают трубчатые, губчатые, плоские и смешанные кости. Трубчатая кость состоит из диафиза (средняя часть) и эпифизов (концевых отделов), суставные поверхности которых покрыты хрящом. Переходный отдел между диафизом и эпифизом называется метафизом.

Диафиз состоит из плотной и очень прочной компактной кости, внутри него проходит костномозговой канал, в котором находится костный мозг; метафиз и эпифиз образованы в основном пористым губчатым костным веществом. Трубчатые кости в скелете человека представлены преимущественно костями конечностей. Губчатые и плоские кости состоят в основном из губчатого вещества, которое покрыто тонкими пластинками компактного вещества. К губчатым костям относятся, например, тела позвонков, к плоским — грудина, кости свода черепа.

Кости выполняют в организме механические и биологические функции. К механическим функциям относятся функция опоры и движения тела, защита отдельных органов и систем от внешних повреждений.

Биологической функцией костей является их участие в обменных процессах, т.к. они содержат основную часть минеральных веществ человеческого организма (соли кальция, фосфора, магния и др.). Красный костный мозг служит основным источником клеточных элементов крови. В процессе жизнедеятельности кости подвергаются значительным изменениям. Так, у плода они почти полностью хрящевые, затем происходит их окостенение (преимущественно диафизов). У детей кости содержат больше органических веществ, чем у взрослых, они эластичнее, но с возрастом прочность костей уменьшается. При повреждениях в детском возрасте кости срастаются значительно быстрее, чем у взрослых. Зачастую у детей даже не происходит полного перелома костей – они ломаются по типу так называемой «зелёной веточки», что способствует быстрому восстановлению костной ткани и связанных с данной костью функций.

Большое значение для нормального функционирования кости имеют физические нагрузки. Длительное обездвижение, как и чрезмерная алкоголизация, ведет к снижению механической прочности костей, развитию остеопороза. Важную роль в формировании кости имеет и рациональное питание. Так, недостаток витаминов в детстве может привести к деформациям костей, отставанию в росте; дефицит солей кальция и фосфора обусловливает повышенную ломкость костей и их искривление.