16. Опорно-двигательный аппарат человека, его строение и отделы. Кости, виды их соединений. Скелетные мышцы. Функциональное значение.

Опорно-двигательная система образована скелетом и мышцами. С ее деятельностью связана ведущая функция в организме – движение. При этом скелет и его соединения относят к пассивной части аппарата движения, а скелетные мышцы, прикрепленные к костям – к активной.

По анатомическим областям принято разделение скелета человека на кости черепа, позвоночник, грудную клетку и кости плечевого пояса, таз, кости свободных верхней и нижней конечностей.

Мышечная система человека включает мышцы туловища, шеи, головы, верхних и нижних конечностей.

Он содержит 33–34 позвонка. Они небольшие: 7 шейных, 12 грудных, 5 поясничных, крестец и копчик, которые удерживаются на одной вертикальной линии связками и межпозвонковыми дисками – эластичными хрящевыми прокладками. Позвонок состоит из тела, дуги и отростка. Дуги позвонка замыкают отверстия, образующие позвоночный канал, в котором помещается спинной мозг. Соединяются дуги между собой за счет связок и суставов. Еще раз повторим, что тела самих позвонков соединены непрерывно хрящевыми дисками. Эти хрящевые прокладки стремятся оттолкнуть позвонки друг от друга, а связки этому препятствуют. Внутри межпозвонковых дисков имеется особая жидкость – студенистое ядро. Для чего нужна эта жидкость? Медики объясняют, что она «питает» позвоночник, забирает из кровотока необходимые для его жизнедеятельности элементы. Она наполняет межпозвоночные диски в то время, например, когда мы спим и наш позвоночник отдыхает. Позвоночник (это может видеть каждый) не представляет собой прямую линию, он изогнут. В грудном и крестцовом отделах изгибы направлены выпуклостью назад, а в шейном и поясничном – вперед.

Кость (os) человека представляет собой сложный орган: она занимает соответствующее место, имеет соответствующие форму и строение, выполняет только ей присущие функции. Проникающие в кость сосуды и нервы способствуют взаимодействию ее с организмом, участию в общем обмене веществ, выполнению функций и необходимой перестройке при росте, развитии и изменяющимся условиям существования. В живом организме кость содержит около 50 % воды, 28 % органических веществ, в том числе 16 % жиров и 22 % неорганических веществ. Органический компонент кости представлен белковыми веществами, а неорганический — гидроксиапатитом. Кроме того, в кости содержатся также в разных количествах натрий, магний, калий, хлор, фтор, карбонаты и нитраты.

Преимущество в костях органических веществ (у детей) придает им упругость и эластичность. Изменение соотношения в сторону неорганических веществ ведет к хрупкости костей (у пожилых) и к более частым переломам.

Кость образуется костной тканью, которая относится к соединительной ткани. Она состоит из клеток и плотного межклеточного вещества, богатого коллагеном и минеральными компонентами.

В костной ткани встречаются: Остеобласты — это молодые костные клетки, многоугольной формы, богатые элементами зернистой цитоплазматической сети, рибосомами и хорошо развитым комплексом Гольджи. В них содержится большое количество рибонуклеиновой кислоты, щелочной фосфатазы. Остеобласты постепенно дифференцируются в остеоциты, при этом в них уменьшается количество органелл. Межклеточное вещество, образованное остеобластами, окружает остеоциты со всех сторон и пропитывается солями кальция.

Остеоциты — зрелые многоотростчатые клетки, которые залегают в костных лакунах, вырабатывающие межклеточное вещество и обычно замурованные в нем. Количество клеточных органелл в остеоцитах снижено, и они нередко запасают гликоген. Если появляется необходимость в структурных изменениях костей, остеобласты активизируются, быстро дифференцируются и превращаются в остеоциты. Система костных канальцев обеспечивает обмен веществ между остеоцитами и тканевой жидкостью.

Кроме вышеназванных клеток, в костной ткани находятся также остеокласты — крупные многоядерные клетки, бедные хроматином. Цитоплазма таких клеток имеет множество выростов, покрытых плазматической мембраной. Клетки содержат митохондрии лизосомы, вакуоли, гидролитические ферменты и выраженные комплексы Гольджи. Плазматическая мембрана в этой области образует много складок и называется гофрированным бережком.

Остеокласты способны резорбировать обызвествленный хрящ и межклеточное вещество костной ткани в процессе развития и перестройки кости. По современным сведениям, остеокласты имеют моноцитарное происхождение и относятся к системе макрофагов.

Снаружи кость покрыта слоем плотной соединительной ткани — надкостницей (periosteum). Это тонкая плотная соединительная пластинка, богатая кровеносными и лимфатическими сосудами и нервами. Надкостница имеет наружный и внутренний слои. Наружный слой надкостницы волокнистый, внутренний — ростковый (костеобразующий). Внутренний слой присоединяется непосредственно к костной ткани и формирует молодые клетки (остеобласты), которые располагаются на поверхности кости. Таким образом, в результате костеобразующих свойств надкостницы кость растет в толщину. С костью надкостница плотно срастается при помощи проникающих волокон, которые глубоко входят внутрь кости.

Наружный слой кости представлен пластинкой компактного вещества, которая в диафизах трубчатых костей более толстая, чем в эпифизах. В компактном веществе костные пластинки располагаются в определенном порядке, образуют сложные системы — остеоны — структурные единицы кости. Остеон состоит из 5—20 цилиндрических пластинок, вставленных одна в другую. В центре каждого остеона проходит центральный (гаверсов) канал. Через него в свою очередь проходят по одной артерия и вена, которые разветвляются на капилляры и по каналам подходят к лакунам гаверсовой системы. Они обеспечивают поступление и отток из клеток питательных веществ и продуктов метаболизма, СО₂ и О₂. Каждый гаверсов канал содержит также лимфатический сосуд и нервные волокна. На наружной и внутренней поверхностях кости костные пластинки не образуют концентрические цилиндры, а располагаются вокруг них. Эти области пронизаны каналами Фолькманна, через которые проходят кровеносные сосуды, соединяющиеся с сосудами гаверсовых каналов. Основное вещество компактной кости состоит из костного коллагена, вырабатываемого остеобластами, и гидроксиапатита; кроме того, в него входят магний, натрий, карбонаты и нитраты.

Под компактным веществом располагается губчатое, которое представляет собой сеть из тонких анастомозиро-ванных костных элементов — трабекул. Трабекулы ориентированы в тех направлениях, в которых кости повышают свою устойчивость к нагрузкам и сжатию при минимальной массе. Губчатая кость находится и в эпифизах трубчатых длинных костей и коротких (позвонки, кости запястья и предплюсны). Она свойственна также зародышам и растущим организмам. Внутри кости, в костномозговой полости и ячейках губчатого вещества, находится костный мозг. Во внутриутробном периоде и у новорожденных все кости содержат красный костный мозг, который выполняет преимущественно кроветворную функцию. У взрослого человека красный костный мозг содержится только в ячейках губчатого вещества плоских костей (грудина, кости черепа, подвздошные кости), в губчатых (коротких костях), эпифизах трубчатых костей. В костномозговой полости диафизов трубчатых костей находится желтый костный мозг. Он состоит из жировых включений и перерожденной ретикулярной стромы.

Кости человека различаются по форме и размерам, занимают определенное место в организме. Существуют следующие виды костей: трубчатые, губчатые, плоские (широкие), смешанные и воздухоносные.

Трубчатые кости выполняют функцию рычагов и формируют скелет свободной части конечностей, делятся на длинные (плечевая, бедренные кости, кости предплечья и голени) и короткие (пястные и плюсневые кости, фаланги пальцев).

В длинных трубчатых костях есть расширенные концы (эпифизы) и средняя часть (диафиз). Участок между эпифизом и диафизом называется метафизом. Эпифизы, костей полностью или частично йокрыты гиалиновым хрящом и участвуют в образовании суставов.

Губчатые (короткие) кости располагаются в тех участках скелета, где прочность костей сочетается с подвижностью (кости запястья, предплюсна, позвонки, сесамовидные кости).

Плоские (широкие) кости участвуют в образовании крыши черепа, грудной и тазовой полостей, выполняют защитную функцию, имеют большую поверхность для прикрепления мышц.

Смешанные кости имеют сложное строение и различную форму. К этой группе костей относятся позвонки, тела которых являются губчатыми, а отростки и дуги — плоскими.

Воздухоносные кости содержат в теле полость с воздухом, выстланную слизистой оболочкой. К ним относятся верхняя челюсть, лобная, клиновидная и решетчатая кости черепа.

Соединение костей Кости скелета человека объединяются в общую функциональную систему (пассивная часть опорно-двигательного аппарата) при помощи различных видов соединения. Все соединения костей разделяются на три вида: непрерывные, прерывные и симфизы. В зависимости от вида тканей, которые соединяют кости, выделяют следующие виды непрерывных соединений: фиброзные, костные и синхондрозы (хрящевые соединения).

Фиброзные соединения обладают большой прочностью и малой подвижностью. К ним относятся синдесмозы (связки и межкостные перепонки), швы и вколачивание. Связки представляют собой толстые пучки или пластины, образованные плотной волокнистой соединительной тканью с большим количеством коллагеновых волокон. В большинстве случаев связки соединяют две кости и подкрепляют суставы, ограничивая их движение, выдерживают значительные нагрузки. Межкостные перепонки соединяют диафизы трубчатых костей, служат местом прикрепления мышц. В межкостных перепонках есть отверстия, через которые проходят кровеносные сосуды и нервы. Разновидностью фиброзных соединений являются швы черепа, которые в зависимости от конфигурации соединяемых краев кости бывают губчатыми, чешуйчатыми и плоскими. Во всех видах швов между соединенными костями находятся тонкие прослойки соединительной ткани. Вколачивание — особый вид фиброзного соединения, которое наблюдается в соединении зуба с костной тканью зубной альвеолы. Между зубом и костной стенкой содержится тонкая пластинка соединительной ткани — пара-донт.

Синхондрозы — соединения костей при помощи хрящевой ткани. Для них характерны упругость, прочность; они выполняют амортизационную функцию. Замещение между костями хрящевой прослойки костной тканью называется синостозом. Подвижность в таких соединениях исчезает, а прочность возрастает.

Прерывные (синовиальные или суставные) соединения — наиболее подвижные соединения костей. Они обладают большой подвижностью и разнообразием движений. Характерными признаками сустава являются наличие суставных поверхностей, суставной полости, синовиальной жидкости и капсулы. Суставные поверхности костей покрыты гиалиновым хрящом толщиной от 0,25 до 6 мм в зависимости от нагрузки на сустав. Суставная полость — это щелевидное пространство между суставными поверхностями костей, которое окружено со всех сторон суставной капсулой и содержит в яебольшом количестве синовиальную жидкость.

Соединения костей обеспечивают подвижность и устойчивость частей скелета. Эти соединения делятся на две основные группы: непрерывные и прерывистые. К непрерывным соединениям как раз и относятся хрящевые соединения – межпозвоночные диски между телами позвонков, из которых состоит позвоночник.

Прерывистые соединения – это суставы, полостные подвижные соединения костей.

Непрерывные соединения

Фиброзные (синдесмоз): связаны соединительной тканью. Более представлены у животных.

Хрящевые (синхондроз): межпозвонковые диски.

Костные (синостоз): кость полностью срослась (таз, крестец).

Хрящевое соединение (межпозвоночные суставы, сагиттальный распил).

Полуподвижное соединение (симфиз) Лобковый симфиз. Фиброзно-хрящевая структура между лобковыми костями.В верхней части содержит щелевидную полость.

Прерывные — суставы (синовиальные) В суставе выделяют: Основные элементы: Суставные поверхности костей покрытые хрящом, сама суставная капсула, суставная полость внутри нее; синовиальная жидкость. Добавочные образования: диски, мениски, суставная губа, ворсинки.

Мышцы обеспечивают все многообразие движений, которые совершаются в организме. Благодаря им тело удерживается в равновесии и перемещается в пространстве, а также осуществляется работа диафрагмы, грудной клетки, движения глаз, голосообразование, глотание, работа сердца и других внутренних органов.

Мышцы классифицируют как гладкие и поперечнополосатые. Последние составляют примерно 40 процентов массы тела. Скелетные мышцы, которые имеют значение для работы опорно-двигательного аппарата, относят как раз к группе поперечнополосатых. Всего насчитывается 400 скелетных мышц. Развитие скелетных мышц в значительной степени определяет рельеф тела, его формы, особенно у мужчин.

Скелетная мышца образована мышечными волокнами и прослойками соединительной ткани. К каждой мышце подходят один или несколько нервов и кровоснабжающие ее сосуды. Кровь поступает в мышцу по нескольким артериям. Вместе с артериями в мышцу входят один или несколько нервов и вообще деятельность скелетных мышц регулируется центральной нервной системой. Под влиянием нервных импульсов, поступающих из центральной нервной системы, мышцы сокращаются рефлекторно.

Мышечные волокна соединяются в пучки. Они обладают большой упругостью, способны растягиваться и укорачиваться. Мышца действует на кости, соединенные между собой суставами, наподобие рычага. В конечностях длинные кости образуют систему рычагов. В рычагах нашего тела точка приложения силы (место прикрепления мышцы) часто находится близко к точке опоры (суставу). Поэтому мышцы вынуждены развивать большую силу. По выполняемой ими функции мышцы делятся на сгибатели, разгибатели, приводящие и отводящие и т. д.

Еще нам следует знать, что выделяют мышцы туловища, верхних конечностей, головы, шеи. К мышцам туловища относятся мышцы спины, груди и живота. Различают поверхностные мышцы спины и глубокие мышцы спины. Поверхностные мышцы обеспечивают движение конечностей и отчасти головы и шеи. Глубокие мышцы располагаются между позвонками и ребрами. При своем сокращении они вызывают разгибание и вращение позвоночника, поддерживают вертикальное положение тела.

Мышцы груди подразделяются на прикрепляющиеся к костям верхних конечностей, которые осуществляют их движение, и собственно мышцы груди – наружные и внутренние межреберные.

Мышцы живота – косые наружные и внутренние, прямая, поперечная и т. д. участвуют в образовании стенок брюшной полости, брюшного пресса. При сокращении этих мышц позвоночник сгибается вперед и происходят повороты туловища в стороны. Изменяется также и объем грудной клетки.

Мышцы верхних конечностей подразделяют на мышцы плечевого пояса и свободной верхней конечности.

Мышцы нижних конечностей подразделяют на мышцы таза и мышцы свободной нижней конечности – мышцы бедра, голени, стопы. К мышцам таза относят повздошно-поясничную, большую, среднюю и малую ягодичные и т. д. Они обеспечивают сгибание и разгибание в тазобедренном суставе, помогают сохранять вертикальное положение тела.

Среди мышц шеи глубокие группы мышц, которые наклоняют или поворачивают голову.