Опорно-рухова система

До опорно-рухової системи належать: скелет, зв’язки, суглоби, м’язи.

Скелет утворений кістковою, хрящовою і щільною сполучними тканинами. Виконує функції:

• забезпечення опори (кістки виконують роль важелів під час скорочення м’язів);

• захисту внутрішніх органів (мозок, серце, легені тощо);

• кровотворну (у губчастій кістковій тканині міститься червоний кістковий мозок);

• депонування мінеральних солей.

М’язи утворені поперечносмугастою (скелетною) мускулатурою і щільною сполучною тканиною. Виконують функцію руху (змінюють положення кісток, до яких кріпляться).

Скелет

Включає близько 200 кісток.

Класифікація кісток:

• довгі (трубчасті) – у будові розрізняють:

  • тіло (діафіз) – порожнистий стрижень, утворений компактною кістковою тканиною, вкритий окістям (щільною сполучною тканиною), заповнений жовтим кістковим мозком (жироподібною речовиною);

  • головки (епіфізи) – утворені губчастою кістковою тканиною, вкриті окістям (суглобові поверхні вкриті гіаліновим хрящем);

  • проміжні зони між тілом і головками (метафізи) – у дітей утворені хрящовою тканиною і є зоною росту кісток;

належать: плечова, ліктьова, променева, стегнова, велика та мала гомілкові кістки;

• короткі – утворені губчастою кістковою тканиною, вкриті окістям (суглобові поверхні вкриті гіаліновим хрящем); належать: хребці, кістки зап’ястка, передплесна;

• пласкі (широкі) – утворені губчастою кістковою тканиною, вкриті окістям (суглобові поверхні вкриті гіаліновим хрящем); належать: лопатки, ребра, грудина, кістки таза, черепа.

У довжину кістка росте за рахунок поділу клітин хрящової тканини на її кінцях, у ширину – за рахунок окістя.

Види з’єднання кісток:

• нерухомі:

  • зрощення – між клубовою, сідничною і лобковою кістками таза;

  • шви – між кістками мозкового відділу черепа;

• напіврухомі (напівсуглоби) – між хребцями;

• рухомі (суглоби):

  • плоскі – дозволяють тільки незначне ковзання кісток (суглоби між кістками зап’ястка, передплесна);

  • одноосьові (циліндричні, блокоподібні) – рухи відбуваються в одній площині (ліктьовий суглоб, суглоби між фалангами пальців);

  • двоосьові (еліпсоподібні, сідлоподібні) – рухи відбуваються у двох площинах (колінний суглоб);

  • багатоосьові (кулясті) – рухи відбуваються у різних площинах (плечовий, кульшовий суглоби).

Суглобові поверхні кісток мають відповідну форму і вкриті гладеньким хрящем. Кістки в суглобі з’єднані зв’язками. Зовні суглоб оточений суглобовою сумкою (капсулою зі щільної сполучної тканини). Із суглобової сумки в порожнину суглоба виділяється суглобова рідина, яка зменшує тертя при рухах.

Будова скелета людини

Основні частини	Відділи	Кістки
Череп (скелет голови; більшість кісток – пласкі, сполучені швами)	мозковий відділ лицьовий відділ	1 лобова, 2 тім’яні, 2 скроневі, 1 потилична (має великий потиличний отвір), 1 клиноподібна. 2 виличні, 2 сльозові, 2 піднебінні, 2 носові, 2 нижні носові раковини, 2 верхньощелепні, 1 решітчаста, 1 під’язикова, 1 леміш, 1 нижньощелепна (єдина рухома кістка черепа).
Хребет (частина скелета тулуба; складається з 33-34 коротких кісток – хребців, що сполучаються між собою напіврухомо або зростаються)	шийний відділ грудний відділ поперековий відділ крижовий відділ куприковий відділ	7 хребців (1ий – атлант – не має тіла, а має дві дуги; 2ий – епістрофей – має зубоподібний відросток, яким з’єднується з атлантом). 12 хребців, до яких напіврухомо кріпляться ребра (ребра з’єднуються з грудиною, утворюючи грудну клітку). 5 хребців (наймасивніші). 5 хребців (зростаються, утворюючи крижі, до яких кріпиться таз). 4-5 хребців (зростаються, утворюючи куприк). Кожен хребець має тіло, дугу і відростки (найдовший з них – остистий, що відходить від середини дуги назад); між тілом і дугою є хребцевий отвір (через нього проходить спинний мозок); між тілами сусідніх хребців є хрящові міжхребцеві диски.
Грудна клітка (частина скелета тулуба; складається з пласких кісток)	грудина ребра	Непарна кістка. 12 пар; кожне ребро має кісткову і хрящову частини; кістковими частинами ребра напіврухомо кріпляться до грудних хребців; 1-7 пари – хрящами з’єднані з грудиною, 8-10 пари – хрящами приєднані до ребер, розташованих вище, 11-12 пари – закінчуються вільно.
Скелет верхніх кінцівок: скелет вільної верхньої кінцівки (парний) скелет пояса верхніх кінцівок	плече передпліччя кисть: - зап’ясток - п’ясток - фаланги пальців	Плечова кістка (довга). Ліктьова і променева кістки (довгі). 8 коротких кісток (горохоподібна, тригранна, півмісяцева, човноподібна, гачкувата, головчаста, мала трапецієподібна, велика трапецієподібна). 5 коротких кісток. Короткі кіски 5 пальців (великий палець має 2 фаланги, інші – по 3). 2 лопатки (пласкі кістки трикутної форми; на кожній є заглибина, в яку входить головка плечової кістки), 2 ключиці (пласкі кістки S-подібної форми; з’єднуються з лопатками і грудиною).
Скелет нижніх кінцівок: скелет вільної нижньої кінцівки (парний) скелет пояса нижніх кінцівок (таз)	стегно гомілка стопа: - передплесно (заплесно) - плесно - фаланги пальців	Стегнова кістка (довга), надколінок (коротка). Велика і мала гомілкові кістки (довгі). 7 коротких кісток (п’яткова, надп’яткова, човноподібна, кубоподібна, 3 клиноподібні). 5 коротких кісток. Короткі кіски 5 пальців (великий палець має 2 фаланги, інші – по 3). 2 тазові кістки, що приростають до крижового відділу хребта (пласкі кістки, кожна з яких утворена зрощеними клубовою, сідничною та лобковою кістками; спереду сполучені напіврухомо лобковим симфізом; на кожній є заглибина – кульшова западина, в яку входить головка стегнової кістки).

Особливості скелета людини:

• мозковий відділ черепа значно більший, ніж лицьовий (у зв’язку з розвитком головного мозку);

• нижня щелепа має підборідний виступ (у зв’язку з розвитком членороздільної мови);

• хребет має 4 вигини: шийний, грудний, поперековий, крижовий (служать для амортизації при прямоходінні);

• грудна клітка розширена в боки (у зв’язку з прямоходінням);

• з’єднання кісток кисті дуже рухливі; великий палець протистоїть іншим (у зв’язку з трудовою діяльністю);

• кістки таза і вільної нижньої кінцівки масивні (утримують масу тіла при прямоходінні);

• таз має форму чаші (підтримує внутрішні органи при прямоходінні);

• стопа має склепіння (служить для амортизації при прямоходінні).

М’язи

Є понад 600 скелетних м’язів. Їх маса становить близько 45% від загальної маси тіла. Утворені поперечносмугастою мускулатурою (м’язові волокна зібрані в пучки). Крім м’язових волокон до складу м’язів входять кровоносні судини і нервові волокна. Пучки м’язових волокон вкриті сполучнотканинними оболонками. Зовні м’яз вкритий оболонкою із щільної сполучної тканини – фасцією. Фасція переходить в сухожилля, яким м’яз кріпиться до кістки.

У будові м’яза розрізняють активну частину (тіло) і пасивну частину (сухожилля).

Види скелетних м’язів за будовою:

• довгі (веретеноподібної форми) – містяться на кінцівках;

• короткі – містяться між хребцями, ребрами;

• широкі – містяться на тулубі.

Види скелетних м’язів за функціями:

• згиначі і розгиначі – згинають і розгинають суглоби;

• відвідні і привідні – відводять вбік і приводять у вихідне положення кінцівки;

• обертачі – забезпечують обертальні рухи.

Скелетна мускулатура людини

Групи м’язів	Підгрупи м’язів	М’язи
М’язи голови	м’язи мозкового відділу м’язи лицьового відділу: - жувальні - мімічні (одним кінцем кріпляться до шкіри обличчя)	Ремінний м’яз голови, півостьовий м’яз голови, верхній косий м’яз голови, нижній косий м’яз голови, задній великий прямий м’яз голови, задній малий прямий м’яз голови, скронево-тім’яний м’яз (всі парні), потилично-лобовий м’яз (непарний). Великий виличний м’яз (парний). М’яз-зморщувач брови, коловий м’яз ока, носовий м’яз, підшкірний м’яз шиї (всі парні), коловий м’яз рота (непарний).
М’язи шиї		Драбинчастий м’яз, грудинно-під’язиковий м’яз, лопатково-під’язиковий м’яз, грудинно-ключично-сосковий м’яз, грудинно-щитоподібний м’яз, ремінний м’яз шиї, трапецієподібний м’яз (всі парні).
М’язи тулуба	м’язи грудної клітки м’язи живота м’язи спини	Підключичний м’яз, малий грудний м’яз, великий грудний м’яз, передній зубчастий м’яз, найдовший м’яз грудної клітки, зовнішні міжреберні м’язи, внутрішні міжреберні м’язи (всі парні). Прямий м’яз живота, внутрішній косий м’яз живота, зовнішній косий м’яз живота (всі парні). Найширший м’яз спини, надостьовий м’яз, підостьовий м’яз, остьовий м’яз, малий ромбоподібний м’яз, великий ромбоподібний м’яз, малий круглий м’яз, великий круглий м’яз, м’яз-випрямляч хребта, м’яз-підіймач лопатки (всі парні).
М’язи кінцівок	м’язи верхніх кінцівок м’язи нижніх кінцівок	Дельтоподібний м’яз, двоголовий м’яз плеча, триголовий м’яз плеча, плечовий м’яз, ліктьовий м’яз, м’язи-згиначі (розгиначі) кисті і пальців (всі парні). Великий сідничний м’яз, гребінний м’яз, двоголовий м’яз стегна, чотириголовий м’яз стегна, медіальний широкий м’яз, латеральний широкий м’яз, півсухожилковий м’яз, підколінний м’яз, литковий м’яз, кравецький м’яз, довгий малогомілковий м’яз, короткий малогомілковий м’яз, передній великогомілковий м’яз, задній великогомілковий м’яз, камбалоподібний м’яз, м’язи-згиначі (розгиначі) стопи і пальців (всі парні).

Будова і функціонування м’язового волокна

Волокно скелетної мускулатури багатоядерне; діаметр – до 0,1 мм; довжина – до кількох см; мембрана – сарколема; цитоплазма – саркоплазма; ендоплазматичний ретикулум – саркоплазматичний ретикулум.

У волокні є велика кількість скоротливих ниток – міофібрил. Кожна міофібрила утворена фібрилярними (нитчастими) білками – міозином (товсті нитки) і актином (тонкі нитки). Міозин і актин розміщені певним чином і утворюють темні і світлі смуги (зони). Посередині кожної світлої зони проходить тонка темна лінія. Ділянки міофібрили, обмежені такими лініями – саркомери (всередині саркомера міозинові нитки, назовні – актинові; у певних місцях вони перекриваються; при скороченні саркомера нитки «ковзають» одні відносно інших). Саркомер може скорочуватись на 30% своєї довжини.

Між міофібрилами є велика кількість мітохондрій (в них утворюється АТФ внаслідок окиснення глікогену і вищих жирних кислот). Також у м’язовому волокні є особлива система мікротрубочок, що зв’язані із саркоплазматичним ретикулумом – Т-система.

Передача нервового імпульсу на м’язове волокно подібна до синаптичної. У місці контакту нервового закінчення і м’язового волокна формується нервово-м’язове сполучення. Одним розгалуженим аксоном іннервується група м’язових волокон (аксон і група волокон складають рухову одиницю).

При стимуляції м’язового волокна нервовий імпульс передається на сарколему – змінюється її поляризація. Від сарколеми збудження передається через Т-систему на міофібрили (саркомери) – у них зростає концентрація Са²⁺, а це стимулює активність міозину і актину. Енергія для м’язового скорочення забезпечується АТФ (Са²⁺ активує АТФазу).

Після скорочення м’язового волокна настає період рефрактерності (розслаблення) – відбувається відновлення вихідного стану волокна. Розрізняють:

• абсолютну рефрактерність (навіть сильний стимул не спричиняє скорочення);

• відносну рефрактерність (лише дуже сильний стимул може викликати скорочення).

Якщо частота стимуляції велика, то скорочення сумуються (зливаються) – тоді м’яз знаходиться в стані тетануса (максимальної напруги). Таке скорочення недовготривале.

Типи м’язових волокон:

• повільні (тонічні) – містять багато мітохондрій; мають червоний колір (є дихальний пігмент міоглобін); на одному волокні є кілька нервово-м’язових сполучень; забезпечують тривале скорочення м’язів (підтримання пози); містяться в глибоких шарах мускулатури;

• швидкі (фазичні) – мають мало мітохондрій; не містять міоглобіну; на одному волокні є одне нервово-м’язове сполучення; забезпечують швидке скорочення м’язів; містяться в поверхневих шарах мускулатури.

Фізичні якості і робота м’язів

Сила м’яза – величина максимального напруження, яке може розвинути м’яз під час свого збудження.

Швидкість скорочення м’яза – час, за який м’яз скорочується і розслаблюється.

Витривалість м’яза – здатність тривалий час підтримувати заданий ритм роботи.

Тонус м’яза – стан постійного незначного напруження.

Стомлення м’яза – тимчасова втрата працездатності.

Під час скорочення м’язи виконують механічну роботу (вимірюється в Дж). Показником ефективності роботи м’язів є коефіцієнт корисної дії (ККД). ККД м’язів людини досягає 30% (30% енергії м’язового скорочення витрачається на роботу, 70% перетворюється на тепло).

Види роботи м’язів:

• статична – м’язи напружуються, але не скорочуються (при утриманні вантажу, підтриманні пози); при статичній роботі швидко розвивається стомлення;

• динамічна – м’язи почергово скорочуються і розслаблюються (при бігу, ходьбі); при динамічній роботі м’язи встигають відновити свою працездатність, тому стомлення розвивається пізніше.

Травматичні ушкодження опорно-рухової системи

1. Розтягнення (розриви) зв’язок, сухожиль, м’язів – виникають внаслідок різких рухів, супроводжуються утворенням набряків, внутрішніх крововиливів.

2. Удар (забій) – ушкодження м’яких тканин, часто супроводжується крововиливами під шкіру.

3. Вивих – ушкодження суглоба (вихід суглобової головки із суглобової западини), часто супроводжується розривом суглобової сумки, зв'язок.

4. Перелом – порушення цілісності кістки (якщо при цьому фрагменти кістки займають ненормальне положення, то це – перелом зі зміщенням).

Види переломів за складністю:

• закритий (простий) – кінці зламаної кістки не виступають над поверхнею шкіри (можуть ушкоджувати м’які тканини і спричиняти набряк та внутрішню кровотечу);

• відкритий (складний) – кінці зламаної кістки розривають м’які тканини і виступають над поверхнею шкіри (виникає зовнішня кровотеча).

Види переломів за характером пошкодження кістки:

• поперечний;

• гвинтоподібний;

• осколковий;

• типу «зеленої гілки» (тріщина).

Захворювання опорно-рухової системи

1. Плоскостопість – сплющення склепіння стопи.

2. Сколіоз – бокове викривлення хребта.

3. Поперековий лордоз – надмірний вигин хребта у поперековому відділі.

4. Грудний кіфоз – надмірний вигин хребта у грудному відділі.

5. Остеопороз – втрата щільності кісткової тканини (спостерігається у літніх людей, призводить до виникнення переломів).

6. Остеомаляція (у дітей – рахіт) – втрата твердості кісткової тканини внаслідок порушення обміну Са та Р (спричиняється нестачею вітаміну D).

7. Остеосаркома – злоякісна пухлина кісток (уражує довгі кістки).

8. Хондросаркома – злоякісна пухлина кісток (уражує таз, ребра, грудину).

9. Остеоартрит – ушкодження одного суглоба (розвивається запалення суглобової сумки, деформуються суглобові поверхні кісток), спричиняється різними чинниками.

10. Ревматоїдний артрит (поліартрит) – ушкодження великої кількості суглобів (розвивається запалення суглобових сумок, деформуються суглобові поверхні кісток), спричиняється автоімунним процесом (виробляються антитіла, які взаємодіють з власними тканинами організму).

11. Остеохондроз – зменшення пружності міжхребцевих дисків внаслідок відкладання у них нерозчинних мінеральних солей.

12. Грижа міжхребцевого диска (випадіння диска) – розрив щільної волокнистої оболонки диска (внаслідок зношування чи навантаження) і випадіння центральної (желеподібної) його частини, яка тисне на нервові корінці.

13. Подагра – накопичення у суглобовій рідині кристалів сечової кислоти (уражує дрібні суглоби, частіше трапляється у чоловіків).

14. М’язова дистрофія – швидка дегенерація скелетних м’язів (спадкове захворювання).

15. Міастенія – виражена слабкість та втомлюваність м’язів (автоімунне захворювання).