Физиология опорно-двигательного аппарата. Регуляция его деятельности

Размещено на http://www.allbest.ru/

РЕФЕРАТ

ФИЗИОЛОГИЯ ОПОРНО-ДВИГАТЕЛЬНОГО АППАРАТА. РЕГУЛЯЦИЯ ЕГО ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Содержание

Введение

1. Строение опорно-двигательного аппарата

1.1 Общая анатомия скелета

1.2 Строение костей и их классификация

1.3 Возрастные изменения костей

1.4 Строение скелета. Позвоночный столб. Грудная клетка. Строение черепа

1.5 Скелет конечностей и их функции

1.6 Мышечная система. Строение мышцы

2. Особенности функций опорно-двигательного аппарата

2.1 Двигательная деятельность опорно-двигательного аппарата

2.2 Регуляция деятельности опорно-двигательного аппарата

3. Методы исследования опорно-двигательного аппарата

3.1 Физические методы исследования

3.2 Клинические методы исследования

Выводы

Список использованных источников

Введение

Опорно-двигательный аппарат - костно-мышечная система, единый комплекс, состоящий из костей, суставов, связок, мышц, их нервных образований, обеспечивающий опору тела и передвижение человека или животного в пространстве, а также движения отдельных частей тела и органов (головы, конечностей и др.). Единство функции опорно-двигательный аппарат определяется в процессе эмбрионального развития организма -- параллельная закладка склеротомов, из которых в дальнейшем образуется костная система, и миотомов, из которых образуются мышцы. Пассивной частью опорно-двигательного аппарата является скелет -- прочная основа тела, осуществляющая также защиту внутренних органов от ряда механических воздействий (например, от ударов). К костям скелета прикрепляются поперечнополосатые (скелетные) мышцы, деятельность которых через нервные окончания в них управляется центральной нервной системой. Мышцы составляют активную часть опорно-двигательного аппарата. Благодаря согласованной деятельности всей мускулатуры тела осуществляются многочисленные и многообразные движения. Опора тела при стоянии или сидении, передвижение в пространстве (например, ходьба, бег, плавание, ползание, прыжки) и движения отдельных частей тела требуют активного напряжения мускулатуры. При заболеваниях и повреждениях какой-либо части опорно-двигательного аппарата нарушаются динамика и статика всего организма, страдает весь опорно-двигательный аппарат., а часто и внутренние органы. Так, при укорочении одной конечности развивается искривление позвоночника, вслед за которым деформируется грудная клетка, могут развиться заболевания органов дыхания и кровообращения.

Обзор литературных данных

Курсовая работа изложена на 44 страницах компьютерного текста, список использованных источников включает 12 работ.

Цель данной работы - анализ данных литературы о анатомо-физиологических особенностях опорно-двигательного аппарата и методах его исследования.

Курсовая работа состоит из содержания, введения, двух разделов, заключения, списка литературы.

В работе рассматриваются анатомо-физиологические особенности опорно-двигательного аппарата в норме, а также основные методы его исследования.

1.1. 

1. Строение опорно-двигательного аппарата

В опорно-двигательном аппарате выделяют две части: пассивную и активную. Пассивная часть представляет собой скелет, образованный костями и их соединениями. Активная часть представлена скелетными мышцами, образованными поперечнополосатой мышечной тканью, диафрагмой, стенками внутренних органов.

1.1 Общая анатомия скелета

Скелет (от греч. skeleton -- высохший, высушенный) представляет собой комплекс костей, выполняющих опорную, защитную, локомоторную функции. В состав скелета входит более 200 костей, из них 33--34 непарные. Скелет условно подразделяют на две части: осевой и добавочный. К осевому скелету относится позвоночный столб (26 костей), череп (29 костей), грудная клетка (25 костей); к добавочному -- кости верхних (64) и нижних (62)конечностей . Масса «живого» скелета у новорожденных около 11% массы тела, у детей разного возраста -- от 9 до 18%. У взрослых людей отношение массы скелета к массе тела до пожилого, старческого возраста сохраняется на уровне до 20%, затем несколько уменьшается. Кости скелета являются рычагами, приводимыми в движение мышцами. В результате этого части тела изменяют положение по отношению друг к другу и передвигают тело в пространстве. К костям прикрепляются связки, мышцы, сухожилия, фасции. Скелет образует вместилища для жизненно важных органов, защищая их от внешних воздействий: в полости черепа расположен головной мозг, в позвоночном канале -- спинной, в грудной клетке -- сердце и крупные сосуды, легкие, пищевод и др., в полости таза -- мочеполовые органы. Кости участвуют в минеральном обмене, они являются депо кальция, фосфора и т. д. Живая кость содержит витамины A, D, С и др. Кости образованы костной тканью, которая относится к соединительной, состоит из клеток и плотного межклеточного вещества, богатого коллагеном и минеральными компонентами. Они-то и определяют физико-химические свойства костной ткани (твердость и упругость). В костной ткани содержится около 33 % органических веществ (коллаген, гликопротеиды и др.) и 67 % неорганических соединений. Это в основном кристаллы гидрооксиапатита. Сопротивление свежей кости на разрыв такое же, как меди, и в 9 раз больше, чем свинца. Кость выдерживает сжатие 10 кг/мм (аналогично чугуну). А предел прочности, например, ребер на излом ПО кг/см². Различают костные клетки двух типов: остеобласты и остеоциты. Остеобласты -- это многоугольной, кубической формы молодые костные клетки, богатые элементами зернистой цитоплазматической сети, рибосомами и хорошо развитым комплексом Гольджи. Остеоциты -- зрелые многоотростчатые клетки, которые залегают в костных лакунах, будучи замурованными в основное костное вещество. Отростки их контактируют между собой, а канальцы, в которых проходят отростки, пронизывают вещество кости. Остеоциты не делятся, органеллы в них развиты слабо. Помимо этих клеток в костной ткани встречаются остеокласты -- крупные многоядерные клетки, разрушающие кость и хрящ.

1.2 Строение костей и их классификация

Каждая кость как орган состоит из всех видов тканей, однако главное место занимает костная ткань, являющаяся разновидностью соединительной ткани. Кость состоит из органических и неорганических веществ. Неорганические вещества составляют 65% -- 70% сухой массы кости и представлены главным образом солями фосфора и кальция. В малых количествах кость содержит более 30 других различных элементов. Органические вещества, получившие название оссеин, составляют 30--35% сухой массы кости. Это костные клетки, коллагеновые волокна. Эластичность, упругость кости зависит от ее органических веществ, а твердость -- от минеральных солей. Сочетание неорганических и органических веществ в живой кости придает ей необычайные крепость и упругость. По твердости и упругости кость можно сравнить с медью, бронзой, чугуном. В молодом возрасте, у детей кости более эластичные, упругие, в них больше органических веществ и меньше неорганических. У пожилых, старых людей в костях преобладают неорганические вещества. Кости становятся более ломкими.

У каждой кости выделяют плотное (компактное) и губчатое вещество. Распределение компактного и губчатого вещества зависит от места в организме и функции костей.

Компактное вещество находится в тех костях и в тех их частях, которые выполняют функции опоры и движения, например в диафизах трубчатых костей.

Губчатое вещество находится также в коротких (губчатых) и плоских костях. Костные пластинки образуют в них неодинаковой толщины перекладины (балки), пересекающиеся между собой в различных направлениях. Полости между перекладинами (ячейки) заполнены красным костным мозгом. В трубчатых костях костный мозг находится в канале кости, называемом костномозговой полостью. У взрослого человека различают красный и желтый костный мозг. Красный костный мозг заполняет губчатое вещество плоских костей и эпифизов трубчатых костей. Желтый костный мозг (ожиревший) находится в диафизах трубчатых костей.

Вся кость, за исключением суставных поверхностей, покрыта надкостницей, или периостом.

Различают кости трубчатые (длинные и короткие), губчатые, плоские, смешанные и воздухоносные. в отделах скелета, где совершаются движения с большим размахом (например, у конечностей). У трубчатой кости различают ее удлиненную часть (цилиндрическую или трехгранную среднюю часть) -- тело кости, или диафиз, и утолщенные концы -- эпифизы. На эпифизах располагаются суставные поверхности, покрытые суставным хрящом, служащие для соединения с соседними костями. Участок кости, расположенный между диафизом и эпифизом, называется метафизом. Среди трубчатых костей выделяют длинные трубчатые кости (например, плечевая, бедренная, кости предплечья и голени) и короткие (кости пясти, плюсны, фаланги пальцев). Диафизы построены из компактной, эпифизы -- из губчатой кости, покрытой тонким слоем компактной.

Губчатые (короткие) кости состоят из губчатого вещества, покрытого тонким слоем компактного вещества. Губчатые кости имеют форму неправильного куба или многогранника. Такие кости располагаются в местах, где большая нагрузка сочетается с большой подвижностью. Плоские кости участвуют в образовании полостей, поясов конечностей, выполняют функцию защиты (кости крыши черепа, грудина, ребра). К их поверхности прикрепляются мышцы.

Смешанные кости имеют сложную форму. Они состоят нескольких частей, имеющих различное строение. Например, позвонки, кости из основания черепа.

Воздухоносные кости имеют в своем теле полость, выстланную слизистой оболочкой и заполненную воздухом. Например, лобная, клиновидная, решетчатая кость, верхняя челюсть.

1.3 Возрастные изменения костей

В онтогенезе человека большинство костей скелета последовательно проходит три стадии в своем развитии. Это перепончатая, хрящевая и костная стадии. Минуют хрящевую стадию так называемые покровные кости (кости свода черепа, лица, ключица). Вначале в эмбриональной соединительной ткани (мезенхиме) перепончатого скелета на второй неделе развития появляются хрящевые зачатки будущих костей (хрящевая стадия развития скелета). Затем, начиная с 8-й недели внутриутробной жизни, хрящевая ткань на месте будущих костей начинает замещаться костной тканью. Первые костные клетки, точки окостенения появляются в диафизах трубчатых костей. Образование костной ткани на месте хрящевых моделей костей может происходить тремя способами. Это перихондральное, периостальное и энхондральное окостенение. Периостапъное окостенение (образование кости) наблюдается тогда, когда сформировавшаяся надкостница продуцирует молодые костные клетки, Энхондральное окостенение имеет место, когда костная ткань образуется внутри хряща. В хрящ из надкостницы прорастают кровеносные сосуды и соединительная ткань. Хрящ в этих местах начинает разрушаться. Часть клеток проросшей в хрящ соединительной ткани превращается в остео-генные клетки, которые разрастаются в виде тяжей, формирующих в глубине кости ее губчатое вещество. Диафизы трубчатых костей окостеневают во внутриутробном периоде. Появившиеся в них точки окостенения; называют первичными. Эпифизы трубчатых костей начинают окостеневать или перед самым рождением, или уже во внеутробном периоде жизни человека. Такие точки, образовавшиеся в хрящевых эпифизах, получили название вторичных точек окостенения. Костное вещество эпифизов образуется энхондральным, перихондральным и периостальным способами. Однако на границе эпифизов с диафизом довольно долго сохраняется хрящевая пластинка (эпифизарная), которая замещается костной тканью в 16--24 года, и эпифизы срастаются с диафизами. За счет эпифизарной пластинки трубчатые кости растут в длину. После замещения этих пластинок костной тканью рост костей в длину прекращается. Костная ткань динамична, она обладает способностью постоянно обновляться, и на протяжении всей жизни человека в ней меняется количественное и качественное соотношение между органическими и неорганическими веществами. Причем для каждого периода жизни характерны свои соотношения (по ним, в частности, и определяется возраст). У годовалого ребенка в костной ткани органические вещества преобладают над неорганическими, что в значительной степени определяет мягкость, эластичность его костей. Ведь именно органические вещества да еще вода, обеспечивают кости растяжимость, эластичность. Вспомните школьный опыт: в сосуд с соляной кислотой кладут кусочек кости, и через некоторое время она становится мягкой настолько, что ее даже можно завязать узлом. А происходит это потому, что под действием соляной кислоты растворяются почти все минеральные вещества, а органические остаются.

По мере того, как человек взрослеет, в костной ткани увеличивается процент неорганических веществ и растущие кости обретают все большую твердость. От 1 до 7 лет рост костей ускоряется в длину за счет эпифизарных хрящей, расположенных между телом кости и ее головкой, и в толщину -- благодаря аппозиционному утолщению компактного костного вещества в связи с костеобразующей функцией надкостницы. После 11 лет вновь кости скелета начинают быстро расти , формируются костные отростки (апофизы), костномозговые полости приобретают окончательную форм¹у. Когда рост заканчивается--а происходит это примерно к 20--25 года,-- хрящи полностью замещаются костной тканью. Рост кости в толщину происходит путем наложения новых масс костного вещества со стороны надкостницы. В костной ткани продолжают протекать взаимосвязанные процессы созидания и разрушения. Одни остеоны под влиянием крупных многоядерных клеток--остеокластов разрушаются, образуя полости, называемые резорбционными лакунами. Параллельно другие клетки--остеобласты «возводят» новые остеоны. О том, насколько велика скорость обновления костного вещества, говорят хотя бы такие цифры. В эксперименте было установлено, что в течение 50 дней обновляется примерно 29 процентов всего неорганического минерального состава кости в эпифизах (расширенных концевых участках длинных костей) и до 7 процентов в диафизах (средних участках длинных костей). Четко отлаженные, сбалансированные процессы перестройки обеспечивают постоянное обновление костной ткани, предотвращают изнашивание кости. Однако так продолжается до определенного возраста. Когда человек перешагивает сорокалетний рубеж, в костной ткани начинаются так называемые инволютивные процессы, то есть разрушение остеонов идет более интенсивно, чем их созидание. Эти процессы в дальнейшем способны привести к развитию остеопороза, при котором костные перекладины губчатого вещества истончаются, часть их рассасывается полностью, межбалочные пространства расширяются, и в результате уменьшается количество костного вещества, плотность кости снижается. С возрастом становится не только меньше костного вещества, но и процент органических веществ в костной ткани снижается. И кроме того, уменьшается содержание воды в костной ткани, она как бы высыхает. Кости становятся ломкими, хрупкими, и даже при обычных физических нагрузках в них могут появиться трещины. Для костей пожилого человека характерны краевые костные разрастания. Обусловлены они возрастными изменениями, которые претерпевает хрящевая ткань, покрывающая суставные поверхности костей, а также составляющая основу межпозвоночных дисков. С возрастом промежуточный слой хряща истончается, что неблагоприятно сказывается на функции суставов. Как бы стремясь компенсировать эти изменения, увеличить площадь опоры суставных поверхностей, кость разрастается. Краевые костные разрастания могут быть незначительными, но иногда достигают больших размеров. опорный двигательный кости

1.4 Строение скелета. Позвоночный столб. Грудная клетка. Строение черепа

Скелет человека включает позвоночный столб, ребра и грудину -  кости туловища; череп; кости верхних и нижних конечностей. Особенности строения скелета и отдельных его костей сформировались в связи с прямохождением, развитием головного мозга и органов чувств, различными функциями верхних и нижних конечностей. Кости скелета соединяются между собой с помощью разных видов соединений. Позвоночный столб (позвоночник), columna vertebralis, образован последовательно накладывающимися друг на друга позвонками, которые соединены между собой при помощи межпозвоночных дисков, связок и суставов. Формируя осевой скелет, позвоночный столб выполняет опорную функцию, служит гибкой осью туловища, участвует в образовании задней стенки грудной и брюшной полостей и таза и является вместилищем для спинного мозга. В позвоночном канале, canalis vertebralis, находится спинной мозг. Таким образом, позвоночник принимает участие в защите спинного мозга и внутренних органов от повреждений. В вертикальном положении позвоночный столб образует опору для головы, органов грудной и брюшной полостей. В позвоночном столбе выделяют пять отделов: шейный, грудной, поясничный, крестцовый и копчиковый. Только крестцовый отдел позвоночного столба является неподвижным, остальные его отделы обладают различной степенью подвижности.

Позвоночный столб не занимает строго вертикальное положение. Он имеет изгибы в сагиттальной и фронтальной плоскостях. Изгибы позвоночного столба, обращенные выпуклостью назад, называются кифозами, выпуклостью вперед - лордозами, а выпуклостью вправо или влево - сколиозами. Выделяют физиологические изгибы позвоночного столба, наблюдаемые у здорового человека, и патологические, которые развиваются вследствие различных болезненных процессов или в результате неправильной посадки ребенка за партой в школе. Различают следующие физиологические изгибы: шейный и поясничный лордозы, грудной и крестцовый кифозы, грудной (аортальный) сколиоз. Физиологические лордозы и кифозы являются постоянными образованиями, аортальный сколиоз встречается в 1/3 случаев, расположен на уровне III--IV и V грудных позвонков в виде небольшой выпуклости вправо и вызван прохождением на этом уровне грудного отдела аорты.

Грудная клетка представляет собой костно-хрящевое образование, состоящее из грудных позвонков, 12 пар ребер и грудины, соединенных между собой при помощи различных видов соединений. У грудной клетки различают 4 стенки (переднюю, заднюю и две боковые) и два отверстия (верхнюю и нижнюю апертуры). Передняя стенка образована грудиной и реберными хрящами, задняя - грудными позвонками и задними концами ребер, а боковые - ребрами. Ребра отделены друг от друга межреберными промежутками. Верхняя апертура ограничена верхним краем грудины, первыми ребрами и передней поверхностью первого грудного позвонка.

Переднебоковой край нижней апертуры, образованный соединением передних концов VII--X ребер, называется реберной дугой. Правая и левая реберные дуги ограничивают с боков подгрудинный угол, открытый книзу. По бокам сзади нижняя апертура ограничена двенадцатыми ребрами и двенадцатым грудным позвонком. Через верхнюю апертуру проходят трахея, пищевод, сосуды, нервы. Нижняя апертура закрыта диафрагмой, которая имеет отверстия для прохождения аорты, пищевода и нижней полой вены.

Череп, образованный парными и непарными костями, защищает от внешних воздействий головной мозг и органы чувств и дает опору начальным отделам пищеварительной и дыхательной систем. 

Череп условно подразделяют на мозговой и лицевой. Мозговой череп является вместилищем для головного мозга. 

С ним неразрывно связан лицевой череп, служащий костной основой лица и начальных отделов пищеварительного и дыхательного путей и образующий вместилища для органов чувств. 

Мозговая часть черепа включает в себя: лобную кость, две теменные кости, две височные кости, две клиновидные кости, затылочную кость ицевая часть черепа состоит из: верхней челюсти, двух носовых костей, скуловой кости, нижней челюсти. Череп претерпевает существенные изменения в онтогенезе. Затылочная кость новорожденного ребенка состоит из четырех частей: базилярной, двух латеральных и чешуи, разделенных пластинками хряща. Сращение их начинается на втором году жизни. В первую очередь происходит сращение чешуи с латеральными частями. Срастание базилярной части с латеральными частями начинается в 3--4 года и заканчивается в 6--10 лет. Название частей сохраняются и для кости взрослого, на которой границ их, как правило, незаметны. В 16--17 лет затылочная кость срастается с лежащей впереди нее клиновидной, но след бывшего здесь хряща обычно остается заметным.

Клиновидная кость к моменту рождения образована тремя частями: центральной, состоящей из тела и малых крыльев; больших крыльев с латеральной пластинкой крыловидного отростка и медиальной пластинки крыловидного отростка, которые срастаются в течение 3--8-го годов жизни.

1.5 Скелет конечностей и их функции

Скелет конечностей в процессе эволюции человека претерпел существенные изменения. Верхние конечности стали органами труда, а нижние, сохранив функции опоры и передвижения, удерживают тело человека в вертикальном положении.

Верхняя конечность как орган труда в процессе филогенеза приобрела значительную подвижность. Наличие у человека ключицы - единственной кости, соединяющей верхнюю конечность с костями туловища, дает возможность производить более обширные движения. Помимо этого, кости свободной части верхней конечности подвижно сочленяются друг с другом, особенно в области предплечья и кисти, приспособленной к различным сложным видам труда.

Нижняя конечность как орган опоры и перемещения тела в пространстве состоит из более толстых и массивных костей, подвижность которых друг относительно друга менее значительна, чем у верхней конечности.

В скелете верхней и нижней конечностей человека выделяют пояс и свободную часть.

Пояс верхней конечности (грудной пояс) состоит из двух костей ключицы и лопатки.

Свободная часть верхней конечности делится на три отдела: 1) проксимальный-плечевая кость; средний - кости предплечья, состоит из двух костей: лучевой и локтевой; 3) скелет дистальной части конечности - кости кисти, в свою очередь делится на кости запястья, пястные кости (I-V) и кости пальцев (фаланги). Пояс нижней конечности (тазовый пояс), образован парной тазовой костью. Тазовые кости сзади сочленяются с крестцом, спереди друг с другом и с проксимальной костью (бедренной) свободной части нижней конечности.

Скелет свободной части нижней конечности сходен по плану строения со скелетом верхней конечности и также состоит из трех частей: 1) проксимальной бедренная кость (бедро); 2) средней кости голени: большеберцовая и малоберцовая. В области коленного сустава находится большая сесамовидная кость - надколенник; 3) дистальная часть нижней конечности - стопа - также делится на три части: кости предплюсны, плюсневые кости (I-V) и кости пальцев (фаланги). Все кости конечностей, за исключением ключиц, которые развиваются на основе соединительной ткани, проходят три стадии развития: соединительнотканную, хрящевую и костную.

Лопатка. В области шейки будущей лопатки в конце II мес внутриутробной жизни закладывается первичная точка окостенения. Из этой точки окостеневают тело и ость лопатки. В конце 1-го года жизни ребенка самостоятельная точка окостенения закладывается в клювовидном отростке, а в 15-18 лет в акромионе. Сращение клювовидного отростка с лопаткой происходит на 15-19-м году. Добавочные точки окостенения, возникающие в лопатке вблизи ее медиального края в 15-19 лет, сливаются с основными на 20-21-м году.

Ключица. Окостеневает рано. Точка окостенения появляется на 6-7-й неделе развития в середине соединительнотканного зачатка (эндесмальное окостенение). Из этой точки формируются тело и акромиальный конец ключицы, которая у новорожденного уже почти полностью построена из костной ткани. В грудинном конце ключицы образуется хрящ, в котором ядро окостенения появляется лишь на 16-18-м году и срастается с телом кости к 20-25 годам.

Плечевая кость. В проксимальном эпифизе образуются три вторичные точки окостенения: в головке чаще на 1-м году жизни ребенка, в большом бугорке на 1-5-м году и в малом бугорке на 1-5-м году. Срастаются эти точки окостенения к 3-7 годам, а присоединяются к диафизу в 13-25 лет. В головке мыщелка плечевой кости (дистальныи эпифиз) точка окостенения закладывается от периода новорожденности до 5 лет, в латеральном надмыщелке - в 4-6 лет, в медиальном - в 4-11 лет; срастаются все части с диафизом кости к 13-21 году.

Локтевая кость. Точка окостенения в проксимальном эпифизе закладывается в 7-14 лет. Из нее возникает локтевой отросток с блоковидной вырезкой. В дистальном эпифизе точки окостенения появляются в 3-14 лет, костная ткань разрастается и образует головку и шиловидный отросток. С диафизом проксимальный эпифиз срастается в 13-20 лет, а дистальныина 15-25-м году.

Лучевая кость. В проксимальном эпифизе точка окостенения закладывается в 2,5-10 лет, а прирастает он к диафизу в 1325 лет.

Запястье. Окостенение хрящей, из которых развиваются кости запястья, начинается после рождения. На 1-2-м году жизни ребенка точка окостенения появляется в головчатой и крючковидной костях, на 3-м (6 месяцев - 7,5 года) - в трехгранной, на 4-м (6 месяцев - 9,5 года) -в полулунной, на 5-м (2,5-9 лет) в ладьевидной, на 6-7-м (1,5-10 лет)-в кости-трапеции и трапециевидной кости и на 8-м (6,5-16,5 года) - в гороховидной кости. (В скобках показана вариабельность периода окостенения.)

Пястные кости. Закладка пястных костей происходит значительно раньше, чем запястных. В диафизах пястных костей точки окостенения закладываются на 9-10-й неделе внутриутробной жизни, кроме I пястной кости, в которой точка окостенения появляется на 10-11-й неделе. Эпифизарные точки окостенения появляются в пястных костях (в их головках) от 10 месяцев до 7 лет. Срастается эпифиз (головка) с диафизом пястной кости в 15-25 лет.

Фаланги. Точки окостенения в диафизах дистальных фаланг появляются в середине II месяца внутриутробной жизни, в проксимальных фалангах - в начале III месяца и в средних - в конце III месяца. В основании фаланг точки окостенения закладываются в возрасте от 5 месяцев до 7 лет, а прирастают к телу на 14-21-м году. В сесамовидных костях I пальца кисти точки окостенения определяются на 12-15-м году.

Тазовая кость. Хрящевая закладка тазовой кости окостеневает из трех первичных точек окостенения и нескольких дополнительных. Раньше всего, на IV месяце внутриутробной жизни, появляется точка окостенения в теле седалищной кости, на V месяце - в теле лобковой кости и на VI месяце - в теле подвздошной кости. Хрящевые прослойки между костями в области вертлужной впадины сохраняются до 13-16 лет. В 13-15 лет появляются вторичные точки окостенения в гребне, остях, в хряще вблизи ушковидной поверхности, в седалищном бугре и лобковом бугорке. С тазовой костью они срастаются к 20-25 годам.

Бедренная кость. В дистальном эпифизе точка окостенения закладывается незадолго до рождения или вскоре после рождения (до 3 мес). В проксимальном эпифизе на 1-м году появляется точка окостенения в головке бедренной кости (от новорожденности до 2 лет), в 1,5-9 лет-в большом вертеле, в 6-14 лет-в малом вертеле. Синостоз диафиза с эпифизами и апофизами бедренной кости происходит в период от 14 до 22 лет.

Надколенник. Окостеневает из нескольких точек, появляющихся в 2-6 лет после рождения и сливающихся в одну кость к 7 годам жизни ребенка.

Большеберцовая кость. В проксимальном эпифизе точка окостенения закладывается незадолго до рождения или после рождения (до 4 лет). В дистальном эпифизе она появляется до 2-го года жизни. С диафизом дистальный эпифиз срастается в 14-24 года, а проксимальный эпифиз - в возрасте от 16 до 25 лет.

Малоберцовая кость. Точка окостенения в дистальном эпифизе закладывается до 3-го года жизни ребенка, в проксимальном - на 2-6-м году. Дистальный эпифиз срастается с диафизом в 15-25 лет, проксимальный - в 17-25 лет.

Кости предплюсны. У новорожденного уже имеется три точки окостенения: в пяточной, таранной и кубовидной костях. Точки окостенения появляются в таком порядке: в пяточной кости - на VI месяце внутриутробной жизни, в таранной - на VII-VIII, в кубовидной - на IX месяце. Остальные хрящевые закладки костей окостеневают после рождения. В латеральной клиновидной кости точка окостенения образуется в 9 мес 3,5 года, в медиальной клиновидной - в 9 мес - 4 года, в промежуточной клиновидной - в 9 мес - 5 лет; ладьевидная окостеневает в период от III месяца внутриутробной жизни до 5 лет. Добавочная точка окостенения в бугре пяточной кости закладывается на 5-12-м году и срастается с пяточной костью в 12-22 года.

Плюсневые кости. Точки окостенения в эпифизах возникают в 1,5-7 лет, срастаются эпифизы с диафизами после 13-22 лет.

Фаланги. Диафизы начинают окостеневать на III месяце внутриутробной жизни, точки окостенения в основании фаланг появляются в 1,5-7,5 года, прирастают эпифизы к диафизам в 11-22 года.

У новорожденных детей нижние конечности растут быстрее, и они становятся длиннее верхних. Наибольшая скорость роста нижних конечностей отмечена у мальчиков в 12--15 лет, у девочек увеличение длины ног происходит в возрасте 13--14 лет.

1.6 Мышечная система. Строение мышцы

Скелетные мышцы являются активной частью опорно-двигательного аппарата, построены они из поперечнополосатых (исчерченных) мышечных волокон. Мышцы прикрепляются к костям скелета и при своем сокращении (укорочении) приводят костные рычаги в движение. Они удерживают положение тела и его частей в пространстве, перемещают костные рычаги при ходьбе, беге и других движениях, выполняют жевательные, глотательные и дыхательные движения, участвуют в артикуляции речи и мимике, вырабатывают тепло.

В теле человека насчитывается около 600 мышц, большинство из которых парные. Масса скелетных мышц у взрослого человека достигает 35--40% массы тела. У новорожденных и у детей на долю мышц приходится до 20--25% массы тела. В пожилом и старческом возрасте масса мышечной ткани не превышает 25--30%.

Скелетные мышцы обладают такими свойствами, как возбудимость, проводимость и сократимость. Мышцы способны под влиянием нервных импульсов возбуждаться, приходить в деятельное состояние. При этом возбуждение быстро распространяется (проводится) от нервных окончаний центральной нервной системы. В результате мышца сокращается, приводит в движение костные рычаги.

У мышц различают сократительную часть брюшко, построенное из поперечнополосатой мышечной ткани, и сухожильные концы - сухожилия, которые прикрепляются к костям скелета. Однако у некоторых мышц сухожилия вплетаются в кожу (мимические мышцы), прикрепляются к глазному яблоку. Образованы сухожилия из оформленной плотной волокнистой соединительной ткани и отличаются большой прочностью. У мышц, расположенных на конечностях, сухожилия узкие и длинные. Многие лентовидные мышцы имеют широкие сухожилия, получившие название апоневрозов.

Каждая мышца является целостным (отдельным) органом, имеющим определенную форму, строение и функцию, развитие и положение в организме. Мышцы обильно снабжены кровеносными сосудами и нервами. В каждом движении принимают участие несколько мышц. Мышцы, действующие совместно в одном направлении и вызывающие сходный эффект, называются синергистами, а совершающие противоположно направленные движения - антагонистами. Например, сгибателем локтевого сустава является двуглавая мышца плеча (бицепс), а разгибателем - трехглавая (трицепс)- Сокращение мышц-сгибателей локтевого сустава сопровождается расслаблением мышц-разгибателей. Однако при постоянной нагрузке на сустав (например, при удержании гири в горизонтально вытянутой руке) мышцы-сгибатели и разгибатели локтевого сустава действуют уже не как антагонисты, а как синергисты. Таким образом, действия мышц нельзя сводить к выполнению только одной функции, так как они многофункциональны. Поскольку в каждом движении участвуют мышцы как одной, так и другой группы, наши движения точны и плавны.

По характеру выполняемых основных движений и по действию на сустав различают следующие виды мышц: сгибатели и разгибатели, приводящие и отводящие, вращающие, приподнимающие и опускающие и др. Выделяют также мимические, жевательные и дыхательные мышцы.

1.2. 

2. Особенности функций опорно-двигательного аппарата

Скелет выполняет две основные функции: механическую и биологическую.

Механическая функция включает в себя:

-- опорную функцию -- кости вместе с их соединениями составляют опору тела, к которой прикрепляются мягкие ткани и органы;

-- функцию передвижения (хотя и косвенно, так как скелет служит для прикрепления скелетных мышц);

-- рессорную функцию -- за счет суставных хрящей и других конструкций скелета (свод стопы, изгибы позвоночника), смягчающих толчки и сотрясения;

--защитную функцию -- формирование костных образований для защиты важных органов: головного и спинного мозга; сердца, легких. В полости таза располагаются половые органы. В самих костях находится красный костный мозг.

Под биологической функцией понимают:

-- кроветворную функцию -- красный костный мозг, находящийся в костях, является источником клеток крови;

-- запасающую функцию -- кости служат депо для многих неорганических соединений: фосфора, кальция, железа, магния и поэтому участвуют в поддержании постоянного минерального состава внутренней среды организма.

Суставы и околосуставные мягкие ткани обеспечивают легкость и необходимый объем движения костей.

Кожа покрывает снаружи все части опорно-двигательного аппарата. Пространства между отдельными элементами заполнены клетчаткой. Все элементы данной системы снабжены соответствующим количеством сосудов и нервов.

Таким образом, в опорно-двигательном аппарате объединено большое количество различных тканей, и все они подчинены одной основной цели - передвижению в пространстве и осуществлению трудовой деятельности.

Мышечная ткань составляет около 40% веса тела взрослого человека. Мышц в организме насчитывается около 400. Они осуществляют двигательный акт, являются главным источником теплообразования и громадной энергетической лабораторией.

Каждое нервное волокно иннервирует от 10 до 3000 мышечных волокон в зависимости от точности и быстроты выполняемых движений. Так, в мышцах пальцев рук одна моторная единица имеет в своем составе 10-25 мышечных волокон, в икроножной мышце - около 1500. Передача нервного импульса на мышцу осуществляется в синапсах при участии медиатора ацетилхолина в виде следующей цепи: нервный импульс - освобождение медиатора - взаимодействие ацетилхолина с холинорецептором - повышение проницаемости постсинаптической мембраны - возникновение потенциала действия и его распространение по мышечному волокну - мышечное сокращение.

Таким образом, строение мышечной ткани отличается большой сложностью и богатством сосудистых и нервных элементов. Это, соответствует тем многогранным функциям, которые ими выполняются. Несмотря на богатую васкуляризацию и иннервацию, регенерация мышечной ткани не является совершенной. При нарушении целостности мышцы миобластами заполняются только небольшие дефекты, большие же замещаются соединительной тканью.

Главными функциями синовиальных образований являются:

1. Выработка богатой муцином смазки для суставного хряща сухожилий и других брадитропных тканей, облегчающей скольжение отдельных элементов и замедляющей их изнашивание.

2. 2. Осуществление или улучшение условий питания хряща и других брадитропных тканей.

3. 3. Выполнение защитной, барьерной и репаративной функции в отношении важнейших частей опорно-двигательного аппарата.

2.1 Двигательная деятельность опорно-двигательного аппарата

Двигательная деятельность включает в себя процессы осуществления двигательных актов и процессы поддержания позы.

В основе двигательной деятельности человека лежат 2 формы механической реакции мышечных волокон: 1) их фазное (тетаническое) сокращение и 2) длительное тоническое напряжение. Фазная деятельность обеспечивает быстрые и сильные сокращения мышц при выполнении движений, а также коррекции позы. Эти сокращения осуществляются быстрыми двигательными единицами. Тоническое напряжение отличается от фазного медленным развитием, большей экономичностью, преобладанием изометрического режима и преимущественным участием медленных двигательных единиц. Оно лежит в основе поддержания определенной позы тела. Если при поддержании позы требуется значительное усилие мышц (например для выполнении угла в упоре), то включаются фазные сокращения мышц.

Процессы поддержания позы и двигательные акты скелетных мышц тесно связаны между собой. С одной стороны, движения всегда происходят на фоне определенной позы тела; с другой стороны, процессы поддержания позы обеспечиваются не только тоническим напряжением мышц, но и их фазной деятельностью.

В двигательной деятельности человека различают произвольные и непроизвольные движения и позы. Произвольные движения вырабатываются с участием сознания, а по мере их освоения могут происходить и бессознательно. Ведущую роль в осуществлении произвольных движений играют высшие интегративные области коры больших полушарий (лобные доли и др.). Еще до их выполнения в мозгу создается модель предстоящего движения, его программа. Человек сознает цель этого движения или необходимость принятия определенной позы. В процессе выполнения двигательного акта он, внося коррекции в его выполнение, добивается запрограммированного результата действия.

Непроизвольные движения и позы, выполняемые бессознательно, являются преимущественно безусловными рефлексами (ориентировочными, защитными и др.). Непроизвольными также становятся те произвольные движения и позы, которые автоматизируются при многократном их повторении. Непроизвольная двигательная деятельность может осуществляться различными отделами нервной системы.

Рефлекторная природа мышечного тонуса. В поддержании тонического напряжения мышц участвует сложная многоуровневая система нервных центров, находящаяся под контролем коры. больших полушарий. Многочисленные опыты на животных, а также наблюдения за нарушениями мышечной деятельности у человека в клинике позволили выявить значение отдельных участков мозга в осуществлении и регуляции мышечного тонуса.

По своей природе мышечный тонус является рефлекторным актом.

Для возникновения тонуса в мышцах достаточна уже рефлекторная деятельность спинного мозга. Однако тонкое перераспределение тонуса между различными мышцами, необходимое для протекания реакций целостного организма, осуществляется более высокими Этажами центральной нервной системы, а его произвольная регуляция -- корой больших полушарий.

В наиболее простом случае появление тонуса обусловлено сокращением мышцы в ответ на раздражение проприорецепторов при ее растяжении. Такой рефлекс, осуществляемый спинным мозгом называется миотатическим рефлексом на растяжение. Если это растяжение длительно, то рефлекторное сокращение носит тоже длительный тонический характер. При растяжении мышцы возбуждаются чувствительные нервные окончания в мышечных веретенах. Импульсы от них направляются по толстым афферентным волокнам в передние рога спинного мозга, где непосредственно (без участия вставочных нейронов) передаются на альфа-мотонейроны и вызывают сокращение мышц. Такая же двухнейронная рефлекторная дуга лежит в основе аналогичного сухожильного рефлекса -- сокращения мышцы при ударе по ее сухожилию. К сухожильным рефлексам относят рефлекс ахиллова сухожилия, коленный рефлекс и др.

В естественных условиях основным раздражителем рецепторов мышечных и сухожильных веретен является сила тяжести, растягивающая скелетные мышцы, особенно мышцы-разгибатели. Поражение спинного мозга приводит к исчезновению тонуса мышц.

Гамма-регуляция мышечного тонуса. Степень тонического напряжения мышцы зависит от частоты импульсов, посылаемых к ней тоническими альфа-мотонейронами. Частота разрядов альфа-мотонейронов, в свою очередь, регулируется импульсами от проприорецепторов той же самой мышцы. Получается замкнутое кольцо между мышцей и иннервирующими ее мотонейронами. Однако потоки импульсов в этом кольце могут регулироваться вышележащими этажами нервной системы с помощью гамма-мотонейронов спинного мозга (рис. 58). Разряд гамма-мотонейронов повышает чувствительность мышечных веретен. В результате увеличивается поток импульсов от рецепторов к альфа-мотонейронам и от альфа-мотонейронов к мышце. Тем самым повышается мышечный тонус.

Изменение напряжения мышц под влиянием деятельности гамма-мотонейронов называется гамма-регуляцией. Активность гамма-мотонейронов находится под контролем ретикулярной формации ствола мозга. В регуляции их деятельности, а следовательно, и в регуляции тонуса скелетных мышц участвуют мозжечок, подкорковые и другие структуры экстрапирамидной системы. Высший контроль осуществляется корой больших полушарий.

Значение различных отделов головного мозга в регуляции тонуса скелетных мышц. Различные отделы головного мозга, посылая импульсы к вставочным нейронам и мотонейронам спинного мозга, могут регулировать тонус скелетных мышц, изменяя тем самым позные и двигательные реакции организма. Влияния на мышечный тонус оказывают обе системы головного мозга -- как специфическая, так и неспецифическая.

Неспецифическая система вызывает общее изменение тонуса различных мышц: усиление тонуса осуществляет активирующий отдел среднего мозга, а угнетение -- тормозящий отдел продолговатого мозга.

Специфические системы действуют избирательно -- на отдельные группы мышц. Усиление тонуса мышц-сгибателей вызывают кортико-спинальная, кортико-рубро-спинальная и частично кортико-ретикуло-спинальная системы (последняя оказывает также неспецифическое диффузное влияние). Одновременно эти системы снижают тонус мышц-разгибателей. В противоположность им вестибуло-спинальная система повышает тонус мышц-разгибателей и тормозит тоническое напряжение мышц-сгибателей. Изменения тонуса могут происходить очень быстро, нередко опережая двигательные акты. Это позволяет организму подготовиться к необходимому движению, заранее изменив позу тела.

В опытах на животных было показано, что при перерезке головного мозга между продолговатым и средним мозгом резко повышается тонус мышц-разгибателей. Это явление было названодецеребрационной ригидностью (децеребрация -- лишение животного всех отделов головного мозга выше продолговатого, а ригидность -- это твердость). После децеребрации у кошки напряжены мышцы спины, голова запрокинута назад, а хвост и конечности вытянуты. Этого не происходит в целостном организме, так как влияния из вестибулярных ядер продолговатого мозга, усиливающие тонус мышц-разгибателей, уравновешиваются в необходимой степени воздействиями других нисходящих систем, усиливающих тонус мышц-сгибателей. Правильное распределение тонуса различных мышц, которое лежит в основе организации определенной позы, обеспечивается деятельностью мозжечка, подкорковых ядер (полосатого тела и бледного ядра) и коры больших полушарий.

Мозжечок не имеет прямых связей со спинным мозгом, но через красные ядра среднего мозга повышает тонус мышц-сгибателей, а через вестибулярные ядра продолговатого мозга усиливает тонус Мышц-разгибателей. Поражения мозжечка нарушают правильное перераспределение тонуса скелетных мышц, что изменяет не только позные, но и двигательные реакции организма. При мозжечковых расстройствах вследствие снижения и ненормального распределения тонуса мышц конечностей нарушается походка (атаксия). Бледное ядро угнетает тонус мышц, а при его поражениях тонус усиливается. Полосатое тело, регулируя деятельность бледного ядра, снижает его угнетающее действие. Высший контроль тонической активности мышц осуществляет кора больших полушарий, в частности ее моторные, премоторные и лобные области. С ее участием происходит выбор наиболее целесообразной для данного момента позы организма, обеспечивается ее соответствие двигательным задачам.

Непосредственное отношение к регуляции тонуса имеют медленные пирамидные нейроны коры -- так называемые нейроны положения, образующие медленную часть кортико-спинального пути (пирамидного тракта). По этому пути передаются прямые корковые воздействия на спинной мозг. Кроме того, изменяя активность ретикулярной формации ствола мозга, подкорковых ядер, мозжечка, ядер среднего и продолговатого мозга, кора больших полушарий оказывает через них параллельное влияние на тонус мышц.

Позы. Позой называется закрепление частей скелета в определенном положении.

Значение поз в двигательной деятельности человека. Организация позы необходима для преодоления силы земного притяжения. Поза человека служит для сохранения равновесия тела в состоянии двигательного покоя и при выполнении статической или динамической работы, а также для фиксации ряда суставов, необходимой для осуществления движения в других суставах.

При многих видах трудовой и спортивной деятельности человеку приходится принимать новые необычные позы, без которых невозможно движение. Поза, принимаемая при работе, называется рабочей позой. Правильная ее организация способствует повышению работоспособности человека. Наконец, большое значение имеют предрабочие изменения позы, которые заранее компенсируют возможные изменения центра тяжести тела и предотвращают его падение, а также препятствуют действию реактивных сил. Реакции поддержания позы обеспечиваются чаще всего тоническим напряжением мышц, а при больших нагрузках и при коррекциях, исправляющих позу,-- фазными сокращениями мышц.

Во время отдыха или выполнения работы человек выбирает наиболее удобную позу, при которой возможно минимальное напряжение скелетных мышц (рис. 59). Организация такой оптимальной позы часто требует длительной тренировки. Например, при стрельбе из положения стоя только у высококвалифицированных стрелков тоническая активность мышц, обеспечивающих стояние, минимальна (на электромиограмме регистрируется наименьшая электрическая активность мышц). У спортсменов низкой квалификации и новичков наблюдается значительное напряжение этих мышц.

Частным случаем позных реакций является поддержание заданного усилия мышцы и заданного суставного угла. Усилия мышц не сохраняются постоянными. Каждый раз, когда мышца расслабляется и возникают отклонения от заданного усилия или от определенного положения костей, появляются небольшие фазные сокращения работающих мышц, исправляющие эти отклонения. Нарастание усилия мышц достигается благодаря увеличению числа активных альфа-мотонейронов спинного мозга. Таким образом, сохранение достоянного усилия и суставного угла поддерживается как тоническими, так и фазными сокращениями мышц.

Известно, что человек может (особенно в результате мышечной тренировки) очень точно дозировать усилия своих мышц и определять положение суставов. Информацию о положении конечностей сообщают в кору больших полушарий многие рецепторы -- мышечные и сухожильные, зрительные, кожные, но особенно большое значение имеют рецепторы суставных, сумок.

Познотонические реакции мышц часто бывают кратковременными, так как возникают только в определенные фазы движения. Они способствуют, в частности, фиксации суставов при отталкивании от опоры в процессе ходьбы. Электромиографические исследования ходьбы показали, что наряду с работой мышц-антагонистов, вызывающих сгибания и разгибания нижних конечностей (например, передней большеберцовой мышцы и икроножной мышцы ноги), в фазу отталкивания носком от опоры происходит тоническое напряжение мышц стопы, фиксирующих ее свод.

Установочные рефлексы. Эти рефлексы способствуют сохранению позы. К ним относятся статические и статокинетические рефлексы, в осуществлении которых большое значение имеет продолговатый и средний мозг.

Статические рефлексы возникают при изменении положения тела или его частей в пространстве: 1) при изменении положения головы в пространстве -- это так называемые лабиринтные рефлексы. возникающие в результате раздражения рецепторов вестибулярного аппарата; 2) при изменении положения головы по отношению к туловищу -- шейные рефлексы, с проприорецепторов мышц шеи и 3) при нарушении нормальной позы тела -- выпрямительные рефлексы с рецепторов кожи, вестибулярного аппарата и сетчатки глаз. Например, при отклонении головы назад повышается тонус мышц-разгибателей спины, а при наклоне вперед -- тонус сгибателей (лабиринтный рефлекс). Подобные реакции имеют место при выполнении многих физических упражнений. Так, выполнение гимнастом стойки на кистях облегчается при отклонении головы назад выполнение группировки во время прыжков в воду или акробатических прыжков -- при наклоне головы вперед. Выпрямительные рефлексы -- это последовательные сокращения мышц шеи и туловища которые обеспечивают возвращение тела в вертикальное положение теменем кверху. У человека они проявляются, например, во время ныряния.