2411

3. МЕДИКО-ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЗАНЯТИЙ ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРОЙ И СПОРТОМ

3.1. Основы анатомии. Сведения об опорно-двигательном аппарате человека

Тренеру по лёгкой атлетике и преподавателю по физической культуре всегда приходится разрабатывать комплекс упражнений, планировать оздоровительную тренировку, осуществлять контроль за функциональным состоянием занимающихся, тестировать физическую подготовленность, поэтому знание строения человеческого тела, в особенности скелетно$мышечной системы, для него особенно важно.

При анатомическом описании пользуются плоскостями и направ$ лениями, проходящими через тело соответственно трём плоскостям и осям системы прямоугольных координат. Условно можно выделить три разреза человеческого тела:

сагиттальный – делит тело (или орган) в передне$заднем направ$ лении на 2 симметричные половины, правую и левую; носит название срединной (медиана) плоскости;

фронтальный – воображаемый разрез слева направо (параллельно лбу). Он делит тело на переднюю и заднюю части;

горизонтальный (поперечный) – проходящий горизонтально сквозь тело и делящий его на верхний и нижний сегменты.

Движения человеческого тела могут быть спроектированы в каждой из трёх плоскостей или на пересечении их. Отдельные части тела, рас$ положенные ближе к срединной плоскости, обозначаются как медиаль$ ные; то, что лежит дальше от срединной плоскости, – латеральные.

По отношению к частям конечностей употребляются термины «про$ ксимальный» и «дистальный». Термин «проксимальный» (близкий) слу$ жит для обозначения частей, расположенных ближе к месту начала конечности у туловища, «дистальный» (отдалённый), напротив, – для обозначения частей, расположенных дальше.

Человеческое тело состоит из туловища, шеи, головы и парных верхних и нижних конечностей. Твёрдую основу тела составляет его скелет (рис. 3.1), к которому относятся кости и все их соединения, в частности суставы (жёсткий скелет).

41

Часто встречается подразделение скелета на осевой и скелет конечностей. Осевой скелет состоит из 80 костей, составляющих позвоночник, грудную клетку и череп.

Функции костного скелета многообразны. Опорная функция служит для поддержки мягких тканей. Не менее важной является и защитная функция костной системы. Многие кости являются рыча$ гами двигательной системы. Биологическая функция костей связана с их участием в минеральном обмене. В костной ткани, кроме кальция (99 %, около 1200 г), фосфора (87 %, 530 г), магния (58 %, 11 г) и угле$ рода, составляющих основную массу неорганических веществ, имеется ещё более 20 микроэлементов (аммоний, барий, бор, ванадий, железо, кадмий, кобальт, кремний, медь, марганец, молибден, свинец, стронций, скандий, уран, фтор, хлор и др.), играющих важную роль в жизнедея$ тельности кости. Велика роль костной системы как кроветворного органа (внутри костей имеется костный мозг). По активности некото$ рых ферментативных процессов, обмена углеводов, по интенсивности обмена коллагена костная ткань не уступает активности процессов в печени, а по некоторым показателям превосходит её.

Особенности строения костей обеспечивают им прочность и отно$ сительную лёгкость. Условно костную ткань можно сравнить с желе$ зобетоном: органическая основа – клетки и окружающее их вещество – обладает большой упругостью и составляет как бы арматуру, а неорганическая основа – главным образом соли кальция – выполняют роль бетона. Известно, что плотность кости превышает плотность гранита, а упругость кости больше упругости дерева. Подсчитано, что бедренная кость может выдержать давление груза в полторы тонны.

Кость становится мягкой, эластичной, причём длинную кость мож$ но даже завязать узлом, если из неё удалить соли кальция, погрузив кость в раствор кислоты (соляной, азотной или другой). В этих случаях говорят, что кость декальцинировалась. Но если кость прокалить на огне и сжечь органическое вещество, то она теряет эластичность, стано$ вится хрупкой, рассыпается от небольшой нагрузки. Этим доказы$ вается, что эластичность кости зависит от органического вещества – оссеина (его в кости около 1/3), а твёрдость – от минеральных солей (их около 2/3). Сочетание этих свойств придаёт кости необычайную кре$ пость и упругость. В молодом возрасте оссеина сравнительно больше, кости обладают большой гибкостью, редко ломаются, в старости количество органических веществ уменьшается и кости становятся более хрупкими, относительно легко возникают переломы.

Если посмотреть через лупу на распил кости, то можно заметить большое количество своеобразных образований, каждое из которых

43

представляет собой систему костных пластинок, концентрически рас$ положенных вокруг канала, по которому идут сосуды и нервы. Это – структурная единица кости – остеон. Между остеонами пространство заполнено промежуточными (или вставочными) костными пластин$ ками. Остеоны слагаются в более крупные образования, которые уже можно видеть невооружённым глазом. Эти более крупные элементы кости получили названия балок и перекладин. По своему строению кости неоднородны, что хорошо видно на поперечном разрезе.

Наружный слой кости более плотный – так называемое компакт$ ное, или корковое вещество. В нём костные перекладины лежат плотно. Под корковым находится так называемое губчатое вещество, которое построено из рыхло расположенных перекладин, образующих ячейки, в которых находится костный мозг. Компактное вещество в кости преоб$ ладает в тех случаях, когда кость несёт преимущественно функцию опоры и движения; там же, где требуется наряду с прочностью и лёгкость, преобладает губчатое вещество.

Перекладины в кости имеют определённое расположение соот$ ветственно функциональной нагрузке на кость (давление, сжатие, растяжение). Сверху кость покрыта так называемой надкостницей – плотным и тонким соединительнотканным образованием, богатым нервами и сосудами.

В процессе жизнедеятельности кости происходит непрерывная её перестройка: наряду с образованием новых остеонов рассасываются старые. Однако расположение перекладин продолжает соответствовать основным силовым линиям, воздействующим на кость. При усиленной работе происходит качественное нарастание толщины компактного слоя костей. Ширина их возрастает, а костно$мозговая полость су$ жается; появляются дополнительные костные клетки. Если кость по$ лучает постоянную нагрузку в течение долгого времени, она стано$ вится более плотной, и наоборот, при малоподвижном образе жизни плотность костей уменьшается за счет потери минеральных солей. Следует помнить, что у многих женщин в период менопаузы наблю$ дается склонность к остеопорозу – повышенной хрупкости костей.

Скелет человека состоит из длинных, коротких и плоских костей. Их форма обусловлена функцией, тягой мышц, давлением окру$ жающих тканей и органов. С учётом внешней формы, структуры и ха$ рактера развития кости подразделяются на трубчатые, губчатые и сме шанные. Трубчатые кости (длинные и короткие) входят преимуще$ ственно в состав скелета конечностей, обеспечивая движение с боль$ шим размахом. К длинным трубчатым костям относятся кости плеча, предплечья, бедра, голени, к коротким – кости пясти и плюсны,

44

фаланги. Особенностью трубчатых костей является то, что каждая из них имеет тело (диафиз), содержащее костномозговую полость, и два расширенных конца, или эпифиза: проксимальный, расположенный ближе к туловищу, и дистальный, расположенный дальше от него. На концах кости имеются суставные поверхности.

Губчатые кости состоят из губчатого вещества. Различают длинные губчатые кости (рёбра, грудина) и короткие (позвонки, кости запястья и плюсны).

Плоские кости состоят из губчатого вещества, покрытого снаружи компактным. К ним относятся лопатка и тазовая кость.

В смешанных костях выделяют различные по происхождению, внешней форме и функции части (кости основания черепа).

Интенсивность роста, размеры и особенности рельефа костей во многом генетически детерминированы, но зависят также от меха$ нических нагрузок, имеющих ряд особенностей:

механические нагрузки, стимулирующие рост костей, должны иметь ритмический характер воздействия;

активизация роста костей происходит при оптимальном уровне нагрузок; недостаточная или избыточная нагрузка тормозит их рост;

реакция растущей кости на механические нагрузки определяется индивидуально своеобразными особенностями нормы реакции на нагрузку;

положительный эффект на рост костей оказывают упражнения на растягивание.

Рост костей в длину происходит благодаря увеличению хрящей (на границе её тела и концов имеются хрящевые зоны роста), в толщину – за счёт надкостницы.

Позвоночный столб

Позвоночник (рис. 3.2) состоит из 33–34 позвонков: 7 шейных, 12 грудных, 5 поясничных, 5 крестцовых, 4–5 копчиковых. Каждый позвонок состоит из следующих элементов:

короткого толстого столбика, который называется телом позвонка;

дуги, прикреплённой к телу сзади, в результате чего между телом

идугой образуется позвоночное отверстие. Совокупность позвоночных отверстий образует позвоночный канал, в котором расположен спинной мозг;

7 отростков, отходящих от дуги (сзади – остистый, по бокам с каждой стороны – по поперечному, а также парные суставные отростки).

45

Рис. 3.2. Позвоночный столб:

а – вид сбоку; б – вид спереди; в – вид сзади

Они приспособлены для движения позвонков, прикрепления свя$ зок и мышц. Через отверстия в поперечных отростках шейных по$ звонков проходит позвоночная артерия. Тела позвонков постепенно увеличиваются в размерах сверху вниз, достигая набольших величин у поясничных. Крестцовые позвонки срастаются в единую кость – кре$ стец. Копчиковые имеют вид маленьких костных образований и сли$ ваются в среднем возрасте в одну кость – копчик. С окончанием спинного мозга на уровне второго поясничного позвонка нижерас$ положенные позвонки имеют постепенно суживающиеся позвоночные отверстия, которые у копчика совсем исчезают. Позвоночник человека в связи с прямохождением имеет своеобразную форму. В шейном и поясничном отделах наблюдаются изгибы впереди (лордозы), в

46

грудном и крестцовом отделах – сзади (кифозы). Боковые искривле$ ния позвоночника называют сколиозом. Они возникают из$за неравно$ мерного развития мышц правой и левой половины тела, неодинаковой длины ног, неправильного положения тела и некоторых других причин. Правильно изогнутый позвоночный столб выдерживает большую нагрузку. При увеличении нагрузки изгибы увеличиваются, при снижении – уменьшаются. Таким образом, при ходьбе, беге, подскоках, прыжках изгибы смягчают толчки и сотрясения вдоль позвоночника. При наклоне туловища вперёд увеличивается грудной и уменьшаются шейный и поясничные изгибы. При разгибании туловища наблюдается обратное явление: шейные и поясничные изгибы увеличиваются, а грудной уменьшается. Окончательное формирование изгибов заканчи$ вается к 15–16$летнему возрасту. От изгибов позвоночника зависит осанка человека.

Между телами позвонков, кроме первого и второго шейных, нахо$ дятся межпозвоночные диски, обеспечивающие подвижность позво$ ночника, эластичность, способствующие увеличению рессорных свойств позвоночного столба. Межпозвоночный диск представляет собой волокнисто$хрящевую пластинку, в середине которой располо$ жено пульпозное (студенистое) ядро. Сверху и снизу диск покрыт гиалиновыми пластинками, тесно прилегающими к выше$ и нижеле$ жащим телам позвонков. Собственной сосудистой системы диск не имеет. Его питание происходит путём диффузии через гиалиновые пластинки. Высота диска в среднем составляет 1/3 находящегося рядом диска. У взрослых общая высота дисков составляет 25 % позвоночника. Дегенерация (перерождение) диска с последующим вовлечением тел смежных позвонков, межпозвоночных суставов и связок является причиной остеохондроза позвоночника. Через каждое межпозвоночное отверстие спинномозговой нерв выходит двумя корешками: задним (чувствительным) и передним (двигательным), соединяющимися в один ствол. Каждая пара контролирует опреде$ лённую часть тела.

Грудина и р¸бра

Важную для формы туловища роль имеет грудная клетка со всеми особенностями её строения (рис. 3.3). В состав грудной клетки входят: грудина, 12 грудных позвонков и 12 пар рёбер.

47

Рукоятка

грудины

Истинные рёбра (I – VII)

Тело

грудины

Рёберный

хрящ

Мочевидный

отросток

Ложные рёбра (VIII – X)

Колеблющиеся

рёбра (XI, XII)

Рис. 3.3. Грудная клетка (вид спереди)

Грудина представляет собой плоскую кость, которая подразде$ ляется на три части – рукоятку, тело и мечевидный отросток. Каждое ребро состоит из рёберной кости и рёберного хряща. При вдохе верхние и нижние рёбра поднимаются и, кроме того, расходятся в стороны. При выдохе происходит обратное явление. Грудная клетка в целом имеет бочкообразную, слегка уплощённую форму, иногда более цилиндри$ ческую, иногда более коническую. Общий вид грудной клетки у разных людей неодинаков. У одних она может быть сравнительно короткой и широкой, у других – длинной и узкой.

Кости верхней конечности

Кости верхней конечности подразделяются на пояс верхней конечности и скелет свободной части верхней конечности (рис. 3.4).

48

несколько в сторону от туловища, чем обеспечивает возможность большого размаха движений руки. При движениях руки вверх, вперёд, назад ключица также двигается.

Скелет свободной части верхней конечности. Вся верхняя конечность (свободная) делится на три участка: плечо, предплечье и кисть. Обычно в разговорной речи под плечом подразумевают область плечевого пояса и плечевого сустава. В анатомии плечом именуют отдел руки между плечевым и локтевым суставами. Скелет плеча образует плечевая кость. На её верхнем (проксимальном) конце находится головка. Эта головка вместе с суставной впадиной лопатки образует плечевой сустав. Нижний (дистальный) конец имеет выступы – внутренний и наружный надмыщелки. На том же конце плечевой кости находятся суставные поверхности для сочленения с двумя костями предплечья – локтевой и лучевой. Кисть состоит из трёх отделов: запястья, пястья и пальцев. Кисть не имеет сводчатого строения, как стопа, и отличается большой подвижностью во всех своих звеньях.

Кости нижней конечности, пояс нижней конечности

Вся нижняя конечность подразделяется на тазовый пояс, образо$ ванный с каждой стороны тазовой костью, и свободную нижнюю конечность (рис. 3.5).

Тазовый пояс. Особенности строения таза имеют важное значение. Узкий таз придаёт фигуре большую стройность, широкий – её утяжеляет. При сильном наклоне таза вперёд более выражен пояс$ ничный лордоз позвоночного столба. Наоборот, при тазе, расположен$ ном более горизонтального, этот изгиб позвоночника сглаживается. Таз состоит из четырёх костей: из двух тазовых, крестца и копчика. Каждая из тазовых костей подразделяется на три кости: подвздошную, лобковую и седалищную. Они участвуют в образовании вертлужной впадины, которая служит для сочленения таза с головкой бедренной кости.

Кости свободной части нижней конечности. Скелетом бедра является массивная бедренная кость, самая крупная кость человечес$ кого тела. На нижнем конце бедренной кости находятся расширения, имеющие суставную поверхность. Они носят название внутреннего и наружного надмыщелков бедренной кости. Они служат для сочленения бедра с голенью и участвуют в образовании коленного сустава.

50