Опорно-двигательная система

Система представлена активной частью (мышцы) и пассивной (кости, связки, суставы, хрящи, фасции).

Основной составляющей пассивной части опорно-двигательной системы является скелет — совокупность твёрдых тканей в организме, служащих опорой тела или отдельных его частей и защищающих его от механических повреждений. В скелете человека около 200 костей.

Функции скелета:

• формообразующая функция (определяет форму и размеры тела);
• опорная функция;
• кроветворная функция (красный костный мозг — источник клеточных элементов крови);
• обменная (запасающая) функция (кости источник Са, F и других минеральных веществ).

Состав и строение костей

Кость состоит из минеральных и органических веществ. Минеральные вещества (соли фосфора, кальция, натрия и др.) придают кости твёрдость, а органические — эластичность.

Также в костях присутствуют клетки — остеоциты и остеобласты (строят кость), остеокласты (разрушают повреждённые участки кости).

Представляет собой систему пластинок костной ткани, расположенных кругами.  Внутри имеет полость — гаверсов канал, заполненный рыхлой волокнистой соединительной тканью с кровеносными сосудами и нервами.

Кость покрыта снаружи надкостницей — соединительнотканной оболочкой, выполняющей защитную, трофическую и костеобразующую функции. 

В составе трубчатой кости выделяют несколько частей:

• Головка кости (эпифиз) состоит из более рыхлого губчатого вещества. Внутри (в полостях губчатого вещества) расположен красный костный мозг (функция кроветворная — образование форменных элементов крови). Суставные поверхности покрыты гиалиновым хрящом.

• Тело кости (диафиз) состоит из плотного компактного вещества. Внутри находится полость, заполненная жёлтым костным мозгом (состоит преимущественно из жировой ткани). Функция – запас энергии (жира).

• Метафиз — участок между эпифизом и диафизом. В детском возрасте состоит из хряща, позже заменяется костью (происходит его окостенение). Включает прослойку клеток (хрящевая пластинка роста) за счет деления которых происходит рост кости в длину (у мужчин — до 23-25 лет, у женщин — 18-20 лет).

Кости делятся на  трубчатые (бедренные, берцовые и др.), губчатые,  плоские (кости черепа, лопатки, рёбра) и смешанные (кости таза). Трубчатые кости состоят из головок из губчатого вещества, заполненного красным костным мозгом, и трубки, заполненной жёлтым костным мозгом. В плоских и коротких костях больше развито плотное вещество, губчатого вещества мало.  

Типы соединения костей

• непрерывное или неподвижное, с помощью швов — кости черепа, кости таза, позвонки крестца и копчика);

• полуподвижное, с помощью хрящей (позвонки в позвоночном столбе, соединения рёбер с грудиной);

• подвижное, с помощью суставов: плечевой, локтевой и т.д.

Строение сустава

• Поверхности костей, образующих сустав — суставная головка и впадина (ямка) покрыты гладким суставным (гиалиновым) хрящом

• Суставная полость, заполненная суставной (синовиальной) жидкостью (снижает трение)

• Суставная сумка (капсула) — соединительнотканная оболочка, защищающая сустав

• Синовиальная оболочка (мембрана) — выстилает суставную сумку изнутри, образует суставную (синовиальную) жидкость

• Связки суставов — прочные образования, укрепляющие соединение (фиксацию) между костей и ограничивающие амплитуду движения в суставе (расположены внутри или снаружи суставной капсулы).

Строение скелета

Скелет головы:

• Мозговой отдел: парные теменные и височные кости, непарные — лобная и затылочная. Кости соединены неподвижно.

• Лицевой отдел: неподвижные парные кости — скуловые, носовые, слёзные и верхнечелюстная, непарная подвижная нижнечелюстная кость.

Скелет туловища

Позвоночник состоит из пяти отделов: шейный (7 позвонков), грудной (12), поясничный (5), крестцовый (5 сросшихся), копчиковый (4-5).

Грудную клетку образуют 12 грудных позвонков, 12 пар рёбер и грудина. При этом 10 пар рёбер срослись с грудиной, а 2 пары свободные.  

Конечности

Пояс верхней конечности (плечевой пояс) состоит из 2 лопаток и 2 ключиц.

Скелет свободной верхней конечности включает в себя плечо (плечевая кость), предплечье (локтевая и лучевая кости) и кисть, состоящую из запястья (8 костей), пясти (5 костей), фаланг пальцев (14 костей).

Пояс нижней конечности: 3 пары сросшихся тазовых костей образуют таз, который соединён с крестцом.

Скелет свободной нижней конечности включает в себя бедро (бедренная кость), голень (большая и малая берцовые кости) и стопу, состоящую из предплюсны (7 костей), плюсны (5), фаланг пальцев (14 костей). Крупная кость в стопе — пяточная. Кроме того, коленный сустав сверху прикрывает небольшая кость надколенник (коленная чашечка).   

Мышечная система

Свойства скелетных мышц:

• возбудимость — способность реагировать на нервные раздражители импульсы;

• растяжимость — способность увеличивать длину при уменьшении толщины;

• сократимость — способность уменьшать длину при увеличении толщины;

• эластичность — способность принимать прежнее положение после растяжения.

В мышце различают брюшко, состоящее из поперечнополосатой мышечной ткани, и головки (их может быть несколько). Брюшко мышцы покрыто оболочкой — фасцией. Как правило, скелетная мышца прикрепляется к соседним костям скелета с помощью связанных с головкой сухожилий — образований, состоящих из малорастяжимой соединительной ткани.  

Скелетные мышцы состоят из длинных многоядерных волокон — миофибрилл, образованных слившимися клетками. Внутри каждой миофибриллы находится сократительный комплекс из белков актина и миозина. При сокращении мышечного волокна нити актина скользят между нитями миозина, что приводит к укорочению волокна (для этого также необходимы ионы Са2+ и энергия АТФ). Сокращение скелетной мышцы в большинстве случаев подчиняется волевому усилию. Даже в состоянии покоя мышцы находятся в тонусе — состоянии длительно удерживаемого напряжения. Но большую часть времени скелетные мышцы работают.

Различают статическую и динамическую мышечную работу:  

Величина работы зависит от силы мышц и их длины. Физиологическое состояние временного снижения работоспособности, возникающее в результате мышечной работы, называют утомлением. Прежде всего утомление развивается в нервных центрах, управляющих двигательной деятельностью. Утомление в мышце развивается позже, вследствие истощения энергетических запасов и накопления конечных продуктов обмена веществ (молочной кислоты), делающих сокращение невозможным. В случае бездеятельности мышц начинается их атрофия.Мышечной координацией называют процесс согласования активности мышц тела, направленный на успешное выполнение двигательной задачи. Примером такой координации может быть работа трёхглавой и двуглавой мышц верхних конечностей при сокращении сгибателя бицепса разгибатель трицепс расслабляется, и наоборот. Этот процесс происходит под контролем нервной системы.

При этом мышцы, выполняющие одно и то же движение, называют синергистами, а мышцы, выполняющие противоположные действия,антагонистами.

Регуляция мышечных сокращений осуществляется с помощью нервной системы. Нервная регуляция бывает произвольной (сигналы от двигательной зоны коры головного мозга) и непроизвольной (сигналы от спинного мозга и стволовой части головного). На работу мышц также влияет наличие или отсутствие ионов кальция и молочной кислоты. Присутствие кальция стимулирует сокращение, а молочной кислоты блокирует его.