Опора і рух

Опора і рух

Кістки складаються з кісткової тканини, що є різновидом сполучної. До складу кісткової тканини входять живі клітини, а також міжклітинна речовина з органічними (наприклад, білок колаген) і неорганічними речовинами. Саме останні додають кістам міцність. Структурною одиницею кісткової тканини є остеон - циліндрична (трубкоподібна) структура, в центральному (гаверсовому) каналі якої проходять кровоносні судини і нерви, а навколо них у вигляді концентричних трубок, вкладених одна в одну, розташовано кісткову тканину з живими клітинами (остеоцитами), з'єднаними між собою та з каналом відростками.

Клітини кісткової тканини поділяються на: остеобласти - клітини внутрішнього шару окістя, що утворюють кісткову тканину та забезпечують ріст кісток; остеоцити - клітини, занурені в щільну міжклітинну речовину (матрикс кісткової тканини), знаходяться в порожнинах (лакунах) і з'єднані між собою променеподібними канальцями; остеокласти - клітини, здатні розчиняти та руйнувати (резорбувати) кісткову речовину.

Будова кістки (І-ІІ), форма кісток (III): 1 - червоний кістковий мозок, 2 губчаста речовина, 3 - компактна речовина, 4 - жовтий кістковий мозок, 5 - надкісниця, 6 - кровоносні судини, 7 - клітини кістки, 8 - круглі кістки, 9 - плоскі кістки, 10 - трубчасті кістки

Кістки за формою поділяються на трубчасті (довгі та короткі), плоскі. Будову кістки розглянемо на прикладі трубчастої кістки. Вона складається з подовженої циліндричної осі - діафізу, на кінцях якої розташовуються кулясті голівки - епіфізи. В залежності від взаємного розташування елементів кісткової тканини розрізняють компактну (зі щільним розташуванням остеонів) і губчасту кісткову речовину, в якій власно кісткова тканина утворює каркасні аркоподібні конструкції, орієнтовані в напрямках дії навантаження, та порожнинами між ними. Діафіз складається з компактної, а епіфізи, головним чином, з губчастої речовини. У губчастій кістковій речовині епіфізів міститься червоний кістковий мозок - основний орган кровотворення. В ньому знаходяться клітини, з яких утворюються формені елементи крові. Порожнини трубки діафізу заповнені жировою тканиною - жовтим кістковим мозком. Поверхня кістки, за винятком суглобних частин, вкрита оболонкою зі сполучної тканини - окістям, у якій проходять кровоносні і лімфатичні судини, а також нервові волокна. Завдяки окістю відбувається живлення кісткової тканини і постачання її киснем. Ріст кістки в товщину здійснюється в результаті діяльності клітин внутрішньої поверхні окістя (остеобластів). Крім того, окістя є місцем прикріплення м'язів, тому в місцях прикріплення найбільш потужних м'язів утворюються гребінці кісткової тканини. Водночас з потовщенням кістки з зовнішньої поверхні (за рахунок активності остеобластів) відбувається її руйнування з внутрішньої, трубчастої частини (внаслідок активності остеокластів), тому кістки залишаються відносно легкими без втрати щільності. У довжину кістка росте завдяки наявності між епіфізом і діафізом шару хрящової тканини (епіфізарного хряща), що функціонує приблизно до 18-20 років, а потім заміщується кістковою тканиною.

З'єднання кісток

За ступенем рухливості з'єднання кісток можна розділити на:

нерухомі;

напіврухомі;

рухомі.

Нерухомо з'єднані між собою, наприклад, кістки черепа, таза. В нерухомих з'єднаннях кістки зчленовуються за допомогою прошарків сполучної тканини (у тому числі і кісткової) або системи випинів і впадин - швів. До напіврухомого (частково рухомого) з'єднання відносяться утворені волокнистою хрящовою тканиною міжхребцеві симфізи, суглоби між кістками передплесна, зап'ястя, грудиною і ребрами. Рухомі з'єднання кісток - суглобі: колінний, тазостегновий, ліктьовий, плечовий суглоби і т.д.

Різні типи суглобів

Суглоб - це рухоме з'єднання кісток, що складається з наступних основних елементів: суглобних поверхонь (вкритих гіаліновим хрящем), суглобної сумки, що обмежує суглобну порожнину, і синовіальної рідини. Остання разом із гладкою поверхнею суглобного гіалінового хряща зменшує тертя усередині суглоба і забезпечує ковзання суглобних поверхонь. Форма суглобів може бути досить різноманітної, що позначається на їхній рухомості. Розрізняють суглоби:

одноосьові (обертання в одній площині: блоковий - між фалангами пальців, циліндричний - променеліктьовий);

двоосьові (обертання в двох площинах: сідлоподібний - між зап'ястям і п'ястковою кісткою великого пальця руки, еліпсоїдний - променезап'ястний);

трьохосьові (обертання в усіх трьох площинах: кулястий - тазостегновий, плоский - грудинноключичний).

Скелет прийнято розділяти на осьовий (хребет, грудна клітка), скелет голови (череп) і додатковий (кістки кінцівок і їхніх поясів).

Скелет людини: 1 - лобова кістка, 2 - скронева кістка, 3 - тім'яна кістка, 4 - потилична кістка, 5 - верхня щелепа, 6 - нижня щелепа, 7 - хребет, 8 - ключиця, 9 - лопатка, 10 - ребра, 11 - грудина, 12 - плечова кістка, 13 - кістки тазу, 14 - променева кістка, 15 - ліктьова кістка, 16 - зап'ястя, 17 - п'ясть, 18 - фаланги пальців кисті руки, 19 - стегнова кістка, 20 - мала гомілкова кістка, 21 - велика гомілкова кістка, 22 - передплесно, 23 - плесно, 24 - кістки пальців стопи

Череп складається з двох відділів - лицьового і мозкового. Останній утворює порожнину, в якій розміщується головний мозок.

Скелет голови: І - вигляд спереду, II - вигляд збоку, III - вигляд знизу; 1 - лобова, 2 - тім'яна, З - скронева, 4 - потилична, 5 - носова, 6 - вилична, 7 - верхньощелепна, 8 - нижньощелепна, 9 - потиличний отвір

Кістки черепа: 1 - лобова кістка, 2 - тім'яна кістка, 3 - потилична кістка, 4 - скронева кістка, 5 - вилична кістка, 6 - носова кістка, 7 - верхньощелепна кістка, 8 - нижньощелепна кістка

Хребет людини поділяється на п'ять відділів (шийний, грудний, поперековий, крижовий і куприковий) і складається з 33-34 хребців.

Найбільш масивні з них знаходяться в поперековому відділі, а хребці крижового відділу зростаються, утворюючи крижову кістку. Між тілами хребців розташовуються хрящові прошарки - міжхребцеві диски. Вони виконують функцію амортизаторів і забезпечують рухливість хребта.

Хребет (вигляд збоку): 1 - шийний, 2 - грудний, 3 - поперековий, 4 - крижовий, 5 - куприковий відділи хребта

Хребці різних відділів хребта: 1 - грудний (А - вигляд збоку, Б - вигляд зверху), 2 - поперековий, 3 - перший шийний (атлант), 4 - другий шийний (епістрофей, вигляд ззаду)

Кожен хребець складається з тіла і дуги, що обмежує хребетний отвір, який знаходиться між ними, а також відростків - остистого, поперечних і суглобових. Разом отвори хребців формують хребетний канал, який є вмістищем спинного мозку. У зв'язку з прямоходінням, хребетний стовп у людини має вигини: дві кривизни вперед (шийний і поперековий лордози) і два - назад (грудний і крижово-куприковий кіфози), що дозволяє зм'якшувати струси, що виникають при ходінні.

Грудна клітка: 1 - ребра, 2 - грудна кістка, 3 - хрящі

Грудна клітка утворена 12 парами ребер, які позаду зчленовуються з грудним відділом хребта, а попереду - із грудиною. Тільки перші 7 пар (справжні ребра) з'єднані безпосередньо з грудиною. 8-10 пари прикріплюється до хрящів інших ребер (несправжні ребра), a 11 і 12 пари (хитні ребра) вільно закінчуються в м'яких тканинах.

Пояс верхніх кінцівок (плечовий пояс, див. Мал. 4.3.15) представлений плоскою, трикутної форми лопаткою і S-образною ключицею. Остання одним кінцем прикріплена до грудини, а іншим до відростка лопатки. Ключиця відіграє роль розпірки, відсуваючи плечовий суглоб від грудної клітки. На лопатці є суглобна поверхня, що разом із плечовою кістою утворює кулястий плечовий суглоб. Вільні кінцівки людини мають ту ж загальну схему будови, що і кінцівки інших хребетних. Рука складається з плечової, променевої і ліктьової кісток, а також кісток зап'ястя, п'ястка і фаланг пальців.

Пояс нижніх кінцівок (тазовий пояс, див. Мал. 4.3.15) сформований трьома парними кістками (клубовими, лобковими і сідничними), що зростаються між собою й утворюють парні тазові кістки, міцно з'єднані з хрестцем. Скелет нижньої кінцівки складається зі стегнової, великої і малої гомілкових кісток, надколінка, кісток передплесна, плесна і фаланг пальців. З тазовим поясом він з'єднаний за допомогою стегнової кістки, яка утворює кулястий суглоб з вертлюжною западиною тазової кістки. Характерно, що в зв'язку з прямоходінням у людини кістки передплесна і плесна формують вигин стопи, а великий палець паралельний іншим (на відміну від інших приматів, в яких він протиставлений як на верхніх, так і на нижніх кінцівках).

Скелетна мускулатура надає руху системі кісткових важелів, завдяки чому забезпечується переміщення тіла і його частин у просторі. Крім того, вона бере участь в утворенні грудної і черевної порожнин.

М'язи можуть мати різноманітну форму.

Форма м'язів: 1 - веретеноподібний, 2 - одноперистий, 3 - двоперистий, 4 - двоглавий, 5 - багатоперистий, 6 - двобрюшний, 7 - стрічкоподібний, 8 - широкий

Вони складаються з численних м'язових волокон. Сила скорочення скелетного м'яза залежить від кількості задіяних в процес скорочення волокон. Кожне волокно, група волокон, а також м'яз у цілому одягнені оболонками зі сполучної тканини (зовнішню щільну оболонку м'яза називають фасцією). Зовнішня оболонка переходить у сухожилля, яким м'яз кріпиться до кістки. М'язи складаються з голівки, черевця і хвоста. Як правило, голівка з'єднана з нерухомим елементом опорно-рухової системи, так що при скороченні хвіст притягає рухомий (більш рухомий) елемент. Більшість м'язів прикріплюються, як мінімум, до двох різних кісток. Виключення складають мімічні м'язи, що починаються на кістах черепа і вільно закінчуються в шкірі, м'язи язика та очного яблука.

Форма м'язів: 1 - плечова кістка, 2 - голівка м'яза, 3 - черевце м'яза, 4 - сухожильний хвіст, 5 - променева кістка, 6 - нерухома частина, 7 - лопатка, 8 - рухома частина, 9 - ліктьова кістка

На малюнку зображений двоголовий м'яз плеча (біцепс). Він складається з двох голівок (звідти назва - двоголовий), що відходять від лопатки, та, зливаючись, утворюють загальне черевце, і одного сухожильного хвоста, прикріпленого до променевої кістки.

Розрізняють м'язи-антагоністи і м'язи-синергісти. Перші здійснюють протилежно-спрямовані дії, як наприклад, згиначі і розгиначі (двоголовий м'яз плеча згинає передпліччя в ліктьовому суглобі, а триголовий м'яз плеча - розгинає); другі - односпрямовані дії (прикладом може служити двоголовий м'яз плеча і плечовий м'яз - обидва згинають передпліччя в ліктьовому суглобі).

М'язи людини (передня частина тіла): 1 - надчерепні м'язи; 2 - скроневий м'яз, 3 - м'яз ока; 4 - круговий м'яз рота, 5 - жувальні м'язи, 6 - сосцеподібний м'яз, 7 - дельтовидний м'яз; 8 - великий грудний м'яз, 9 - зубчастий м'яз, 10 - двоголовий м'яз, 11 - згиначі кисті і пальців, 13 - зовнішній м'яз живота, 14 - прямий м'яз живота, 15 - кравецький м'яз, 16 - чотириголовий м'яз стегна, 17 - передній великогомілковий м'яз, 18 - литковий м'яз