Соединение костей Соединения костей друг с другом подразделяют на непрерывные и прерывные
Фиброзные (синдесмозы) 1. Суставы
Хрящевые (синхондрозы)
Костные (синостозы)
Синдесмозы – межкостные связки, межкостные перепонки и швы. Межкостные связки служат для укрепления разных видов соединений костей (в частности, для укрепления суставов). Они представляют собой соединительноканные тяжи, волокна которых имеют перекрестный и косой ход. Есть связки, которые обладают большей растяжимостью, т.к. содержат значительное количество эластических волокн.
Межкостные перепонки – это соединительноканные пластинки, закрывающие костные отверстия между костями голени, предплечья, запирательное отверстие.
Швы представляют собой небольшую прослойку соединительной ткани между двумя смежными костями. Они характерны для костей черепа. Принято различать швы зубчатые (выпячивания и углубления по краям соединяюихся костей черепа), чешуйчатые (заостренный конец кости накладывается на заостренный конец другой кости) и плоские (одна кость прилегает к другой без образования выступов).
Синхондрозы – хрящевые прослойки меж костями (межпозвоночные диски);
Синостозы - костные соединения возникают при окостенении швов между костями черепа, хрящевой ткани между крестцовыми позвонками, в тазовой кости и других костях.
Синовиальные соединения или суставы – прерывные соединения. Подавляющее большинство суставов в теле человека синовиальные. Это суставы с полостью между костями, образующими сустав. Синовиальным суставам свойственно пять характерных особенностей, которые структурно отличают их от остальных видов суставов. Во-первых, все они полые. Суставная полость - герметически закрытое щелевидное пространство, ограниченное сочленяющимися поверхностями костей и суставной сумкой. Во-вторых, концы костей в синовиальных суставах покрыты гиалиновым хрящем и обычно конгруэнтны. В-третьих, каждый синовиальный сустав окружает связочная суставная капсула из плотной волокнистой ткани. В-четвертых, внутренняя поверхность суставной капсулой выстлана тонкой синовиальной мембраной. Главная ее функция – секреция синовии. Это – пятая характерная особенность всех синовиальных суставов. Синовиальная жидкость выполняет роль смазочного материала в суставе и обеспечивает питание суставного хряща. В покое, количество синовиальной жидкости в суставе минимально, но с увеличением нагрузки увеличивается и секреция синовии.
Добавочными образованиями суставов являются синовиальные складки и ворсинки, внутрисуставные диски, мениски и губы, связки.
Классификация суставов. Степень подвижности в суставе зависит от особенностей строения сочленовных поверхностей. Суставная поверхность определенной геометрической формы позволяет совершать движения только по свойственным этой форме осям. Вследствие этого суставы классифицируются по осям движения и форме:
Одноосные могут быть цилиндрическими или блоковидными.
Цилиндрический сустав имеет суставные поверхности в виде цилиндров, причем выпуклая поверхность охватывается вогнутой впадиной. Ось вращения вертикальная, параллельна длинной оси сочленяющихся костей – движение по одной вертикальной оси (соединение между лучевой и локтевой костями, между зубом эпистрофея и атлантом).
У блоковидного сустава ось вращения проходит перпендикулярно оси вращающейся кости и называется поперечной или фронтальной. В суставе возможны сгибание и разгибание (межфаланговые суставы).
Двуосные суставы могут быть седловидными или эллипсовидными.
У седловидного в одном направлении суставная поверхность вогнута, а в другом, перпендикулярном ему, - выпукла (запястно-пястный I пальца).
У эллипсовидного суставные поверхности эллипсоидные (лучезапястный сустав). Двуосные суставы допускают движения вокруг двух, расположенных в одной плоскости, но взаимно перпендикулярных осей: сгибание и разгибание вокруг фронтальной оси, приведение и отведение вокруг саггитальной оси
Трехосные или многоосные суставы бывают шаровидными чашеобразными или плоскими
Шаровидные суставы – самые подвижные сочленения (плечевой сустав). Движения в них происходят вокруг трех главных взаимно перпендикулярных и пересекающихся в центре головки осей: фронтальной (сгибание и разгибание), вертикальной (вращение внутрь и наружу) и сагиттальной (приведение и отведение). Но через центр суставной головки можно провести бесконечное количество осей, поэтому сустав и оказывается практически многоосным.
Одной из разновидностей шаровидного сустава является чашеобразный или ореховидный сустав, в котором значительная часть суставной шаровидной головки охватывается шаровидной суставной впадиной (тазобедренный сустав). Движения в нем могут происходить в любых плоскостях, но размах движения ограничен.
Плоский сустав – это отрезок шара с очень большим радиусом, благодаря чему кривизна сочленяющихся поверхностей очень незначительна: выделить головку и ямку нельзя. Движения в этих суставах могут заключаться лишь в небольшом скольжении одной суставной части относительно другой (сустав между суставными отростками грудных позвонков, соединения многих костей запястья).
Кроме формы суставы могут подразделяться на:
Простые - образованы 2 костями.
Сложные - в образовании сустава принимают участие несколько костей.
Скелет человека состоит из скелета туловища, скелета верхних и нижних конечностей и скелета головы или черепа.
Скелет туловища состоит из позвоночного столба и грудной клетки.
Позвоночный столб является основной твердой опорой туловища состоит из33-34 позвонков и соединений между ними:
7 позвонков образуют шейный отдел,
12 позвонков образуют грудной,
5 позвонков образуют поясничный,
5 сросшихся позвонков образуют крестцовый отдел,
4-5 – копчиковый.
Позвонки – короткие губчатые кости. Позвонок имеет тело и дугу, расположенную сзади от тела, которые ограничивают позвоночное отверстие. Позвоночные отверстия, располагаясь одно над другим, в совокупности образуют позвоночный канал, в котором находятся спинной мозг и связанные с ним образования. Дуга позвонка у места прикрепления к телу имеет снизу и сверху вырезки. Вырезки выше- и нижележащих позвонков образуют межпозвоночное отверстие, через которые проходят нервы, кровеносные сосуды и лимфатические сосуды. От дуги позвонка отходят семь отростков. Непарный, обращенный кзади отросток называется остистым. Он служит для прикрепления связок и мышц. Остальные отростки – парные. К ним относятся поперечные отростки. Поперечные отростки, направленные в стороны от позвонков и лежащие приблизительно во фронтальной плоскости, а также верхние и нижние суставные отростки. Поперечные отростки служат ля прикрепления мышц и связок, а суставные – для соединения с такими же отростками выше- и нижележащих позвонков. Размеры позвонков неодинаковы в различных отделах позвоночного столба и зависят от величины нагрузки, действующей на тот или иной отдел, чем больше нагрузка, тем больше размеры позвонков.
Меду телами позвонков располагаются межпозвоночные диски. Внутри каждый диск имеет студенистое ядро – остаток спинной струны; по периферии находится фиброзное кольцо, состоящее и волокнистого хряща, волокна которого идут в горизонтальном и косом направлениях. В силу своей эластичности студенистые ядра стремятся увеличиться в вертикальном направлении и это способствует некоторому раздвиганию тел позвонков. Высота межпозвоночных дисков составляет ¼ высоты всей подвижной части позвоночного столба. Известно, что величина подвижности между двумя подвижными позвонками зависит от высоты межпозвоночных дисков, а также от поперечного и передне-заднего размеров тел этих позвонков. Эластичные межпозвоночные диски под влиянием давления расширяются в поперечном и передне-заднем направлениии, несколько уменьшаясь при этом в вертикальном направлении, но, будучи освобождены от давления вдоль позвоночного столба, возвращаются в свое первоначальное положение. С возрастом относительная высота межпозвоночных дисков уменьшается.
Позвоночный столб не прямой, он имеет изгибы: вперед – лордозы, назад – кифозы, в сторону, правую или левую, – сколиозы. Изгибы позвоночного столба увеличивают его рессорные свойства, а также емкость грудной и тазовых полостей.
Грудную клетку образуют грудной отдел позвоночного столба и 12 пар ребер, замыкаемых спереди грудиной.
Грудина – плоская удлиненная кость, расположена в переднем отделе грудной клетки, состоит из трех частей: Рукоятки, тела и мечевидного отростка.
Ребра состоят из костной части (сзади) и реберного хряща (спереди). Верхние 7 пар ребер прикрепляются своими хрящами к грудине – истинные ребра, нижние 5 пар до грудины не доходят, из них VIII, IX и часто X ребра (ложные) прикрепляются своими хрящами к хрящу вышележащего ребра, образуя реберную дугу. Нижние ребра, XI и XII, не соединяются с вышележащими ребрами, находятся среди мышц и носят название колеблющиеся ребра.
Скелет верхней конечности разделяется на скелет пояса верхней конечности и скелет свободной верхней конечности. Пояс верхней конечности соединяет свободную верхнюю конечность с туловищем, служит местом прикрепления мышц и увеличивает амплитуду движений верхней конечности. К скелету пояса верхней конечности относятся: лопатка, ключица, грудино-ключичный и акромиально-ключичный суставы. Свободная верхняя конечность состоит из трех отделов: плеча, предплечья и кисти. К ней относятся плечевая, локтевая, лучевая кости; плечевой, локтевой, лучелоктевые (проксимальный, дистальный) и лучезапястный суставы; кости запястья, пястья и фаланги пальцев и их соединения.
Скелет нижней конечности разделяется на скелет пояса нижней конечности и скелет свободной нижней конечности. Пояс нижней конечности соединяет свободную нижнюю конечность с туловищем. К поясу нижней конечности относятся тазовая кость, крестцово-подвздошный сустав и соединения таза. Свободная нижняя конечность делится на бедро, голень и стопу. К ее скелету относятся бедренная, большеберцовая и малоберцовые кости, надколенник, тазобедренный, коленный, межберцовый, голеностопный суставы, кости и соединения стопы. Тазовую кость образуют подвздошная, седалищная и лобковая, которые закладываются самостоятельно, но к 14-16-летнему возрасту или несколько раньше они срастаются между собой.
Функция и свойства мышечной ткани
Основным функциональным свойством мышечной ткани является ее сократимость, которая зависит от способности находящихся клетках этой ткани сократимых структур изменять свою длину, становясь то короче и толще ( сокращение, укорочение), то длиннее и тоньше ( расслабление, удлинение).
Существуют три разновидности мышечной ткани: гладкая, поперечно-полосатая и сердечная
Гладкая (неисчерченная ) мышечная ткань. Гладкая ткань не имеет поперечной исчерченности, Она находится в стенках кровеносных сосудов выводных протоков желез, в стенках желудочно-кишечного тракта и многих органов, имеющих полость , а также в толще кожи , образуя мышцы волос, внутри глазного яблока и др. Структурные единицей этого вида мышечной ткани является миоцит. Миоцит содержит ядро, располагающееся в центре. Свойственные поперечнополосатой мышечной ткани сократимые структуры – миофибриллы - здесь отсутствуют. Однако имеются в большом количестве сократительные нити – миофиламенты (протофибриллы) длиной 1-2 мкм и толщиной 5 –8 нм ( тонкие миофиламенты) и 10 –30 нм ( толстые милфиламенты). При расслаблении миоцита выявляются только тонкие миолофиламенты. Сокращение гладкой мышечной ткани происходит медленно, ритмично и непроизвольно (например, перистальтические движения кишечной трубки, изменение просветов кровеносных сосудов).
Поперечнополосатая (исчерченная) мышечная ткань. Эта ткань участвует в образовании мышц, приводящих в движение скелета, и поэтому называется еще скелетной мышечной тканью. По функции она является произвольной, поскольку ее сокращения и расслабления подчиняются воле человека.
Установлено морфологическая и функциональная неоднородность скелетных мышечных волокон. Выделяют волокна первого типа (красные) и волокна второго типа (белые).
Красные волокна имеют небольшой диаметр. Они характеризуются высокой активностью окислительных ферментов из-за преобладания аэробных окислительных процессов, высоким содержанием белка – миоглобина (именно миоглобину красные волокна обязаны своим цветом). В красных волокнах много митохондрий и липидов(они- основной источник энергообеспечения); окислительные ферменты преобладают над ферментами гликолиза. Эти волокна окружены 2-3 кровеносными капиллярами, т.е. уровень кровоснабжения у них высокий. Красные мышечные волокна характеризуются значительной тонической активностью, способностью к длительному напряжению и более длительной динамической работой.
Белые волокна более толстые, они содержат в больших количествах фосфорилазу и АТФ, обеспечивающие анаэробные процессы. В белых волокнах (быстрых) мало митохондрий, липидов и окислительных ферментов, но много гликолитических ферментов. Основной источник энергии – гликоген. Уровень кровоснабжения у них ниже, чем у красных волокон: на одно мышечное волокно приходится в среднем один кровеносный капилляр. Белые волокна считаются быстрыми, тетаническими.
Существует также переходный тип мышечного волокна.
Большинство мышц – смешанные, они в разных пропорциях содержат белые и красные волокна.
Структурной единицей поперечнополосатой мышечной ткани являются мышечные волокна, по своей форме напоминающие очень длинные цилиндры, диаметр которых колеблется от 1\100 до 1\10 мм. Длина волокон составляет от 1 до 40мм, но может достигать и 10-12см. Каждое мышечное волокно имеет цитоплазму (саркоплазму), двухслойную оболочку (сарколемму), большое количество ядер и сократительного аппарата – миофибрилл. В саркоплазме находятся митохондрии, от которых зависит энерообеспечение мышечной клетки.
Большой интерес представляет тонкая структура сократительных элементов мышечных волокон – микрофибрилл. Каждая микрофибрилла состоит из 2500 протофибрилл. Миозиновые нити (протофибриллы) вдвое толще актиновых протофибрилл. В состоянии покоя, боле длинные и тонкие актиновые нити входят в начальные отрезки промежутковмежду короткими и толстыми миозиновыми нитями. Диск А состоит из нитей миозина, а диск I – из актина. Полученные специальными методами результаты показывают, что актиновые и миозиновые нити соединяются многочисленными поперечными мостиками. При возникновении активности тонкие актиновые нити скользят вдоль толстых миозиновых волокон, вызывая при этом сокращение или удлинение мышечной клетки в целом. Размеры актиновых и миозиновых нитей не меняются. Между этими нитями имеются своеобразные перемычки, представляющие собой выросты миозиновых волокон. В покое они не прикрепляются к актиновым нитям, и те могут свободно скользить. Когда же мышца переходит в активное состояние, поперечные перемычки в определенных местах скрепляют между собой актиновые и миозиновые нити. Тонкие протофииллы втягиваются внутрь диска А, вслед за этим перемычки открепляются, а если движение вновь осуществляется, то они беспрепятственно могут закрепиться в новых местах вдоль актинового волокна. При сокращении мышцы актиновые нити втягиваются в промежутки между миозиновыми нитями. При этом диск I укорачивается, а диск А остается без изменений. При большом сокращении диски I исчезают, а мембраны вплотную подходят к диску А. Саркомер укорачивается, как складная подзорная труба, объем его остается неизменным, а поперечник увеличивается.
Функциональной единицей мышцы является нейромоторная или двигательная единица. Она состоит из одного мотонейрона и группы мышечных волокон, им иннервируемых.
В месте подхода аксона двигательной нервной клетки к мышечному волокну образуется нервно-мышечный синапс в виде двигательной бляшки. Окончания аксона лежат в углублениях на поверхности мышечного волокна, выстланных сарколеммой. Аксон нервной клетки не проникает внутрь мышечного волокна. Между ними остаются синаптические щели шириной 20-60 нм. Здесь импульсы, побуждающие мышцы к сокращению, передаются от аксона нервной клетки на мышечное волокно. При этом из саркоплазматической сети последнего ионы кальция поступают в миофибриллы. В результате актин приобретает способность взаимодействовать с миозином, что приводит к сокращению волокна.
Строение мышц
Каждая скелетная мышца построена из пучков поперечно-полосатых мышечных волокон и имеет среднюю активную часть – брюшко и сухожильные концы – сухожилия. Сухожилия построены из коллагеновых волокон и отличаются большой сопротивляемостью на растяжение. Широкие сухожилия мышц называются апоневрозами. Вся мышца снаружи покрыта тонкой соединительно-тканной оболочкой – фасцией.
В каждой мышце одни из ее сухожильных концов принято называть началом, другой – прикреплением. Началом считается проксимальный конец мышцы, обычно остающийся неподвижным при ее сокращении; это место на кости называется укрепленной точкой. Место прикрепления, находящееся на другой кости, приводимой сокращающейся мышцей в движение, называется подвижной точкой. Но понятие об укрепленной и подвижной точках относительно. Очень часто значение их взаимно меняется.
Форма и величина мышцы также как и направление ее волокон зависит от выполняемой ею работы. Различают мышцы длинные, короткие, широкие и круговые.
Также встречаются сложные мышцы, у которых может быть несколько начал (головок). Начинаясь от разных костных точек, головки затем сдвигаются в общее брюшко. Соответственно своему строению подобные мышцы называются двуглавыми, трехглавыми, четырехглавыми.
Направление волокон в мышце может быть параллельным ее длинной оси, либо находиться под острым углом к ней. В первом случае мышца значительно укорачивается при сокращении, что обеспечивает большой размах движения. Во втором – волокна короткие, но более многочисленные, поэтому мышца, сокращаясь, укорачивается незначительно, но развивает большую силу. Если короткие волокна подходят к сухожилию с одной стороны, то мышца – одноперистая, если с двух, - двуперистая.