Функциональная анатомия органов систем исполнения движений человека (опорно-двигательный аппарат)

Опорно-двигательным аппаратом называется функциональное объединение разнородных органов, включающих систему скелета (кости и их соединения) и мышечную систему. Основная его функция — движение, перемещение тела или его частей в окружающем пространстве.

Весь аппарат движения делят на пассивную часть (кости и их соединения) и активную часть (мышцы).

Обе эти части тесно связаны между собой функционально. Имеются морфологические различия мужчин и женщин. На долю скелета (костной массы) у мужчин в среднем приходится 18%, у женщин — 16% массы тела. На долю мышечного компонента у мужчин приходится 42% (у спортсменов до 50%), у женщин — 36% массы тела.

КОСТИ И ИХ СОЕДИНЕНИЯ

Строение и функции костей

Скелет состоит из отдельных костей, которые скрепляются между собой как непрерывными соединениями, которые характеризуются большой прочностью и малой подвижностью, так и прерывистыми, наиболее подвижными соединениями — суставами.

Скелет выполняет в организме человека механические и биологические функции (рис. 2.1 и 2.2).

Рис. 2.1. Скелет человека:

а — вид спереди; 6 — вид сзади;

• 1 — лобная кость; 2 — височная кость; 3 — глазница; 4 — верхняя челюсть; 5 — нижняя челюсть; 6 — позвоночник; 7 — ключица; 8 — плечевая кость; 9 — ребра; 10 — лучевая кость; 11 — локтевая кость; 12 — кости запястья; 13 — кости пясти; 14 — фаланги пальцев; 15 — бедренная кость; 16 — надколенник; 17 — большеберцовая кость;
• 18 — малоберцовая кость; 19 — лодыжка; 20 — фаланги; 21 — латеральный мыщелок бедренной кости; 22 — большой вертел; 23 — лобковый бугорок; 24 — копчик;
• 25 — крестец; 26 — подвздошный гребень; 27 — грудина; 28 — лопатка;
• 29 — грушевидное отверстие; 30 — носовая кость; 31 — теменная кость;
• 32 — затылочная кость; 33 — кость лопатки; 34 — плечевая кость; 35 — локтевая кость; 36 — лучевая кость; 37 — бедренная кость; 38 — большеберцовая кость;
• 39 — малоберцовая кость; 40 — пяточная кость

Рис. 2.2. Скелет — костная основа аппарата движения:

• 1 — грудина; 2 — ребро; 3 — лопатка; 4 — ключица; 5 — плечевая кость; 6 — лучевая кость; 7 — локтевая кость; 8 — запястье; 9 — пясть; 10 — фаланги пальцев;
• 11 — позвоночный столб; 12 — крестец; 13 — копчик; 14 — тазовая кость;
• 15 — бедренная кость; 16 — большеберцовая кость; 17 — малоберцовая кость;
• 18 — предплюсна; 19 — плюсна; 20 — фаланги пальцев

Механическая функция скелета заключается в сто способности осуществлять защиту, опору, движения. Защита осуществляется путем образования костных каналов и полостей, защищающих жизненно важные органы (позвоночный канал, черепная коробка, грудная клетка, таз). Опора достигается прикреплением мягких тканей и органов к различным частям скелета (мышцы, внутренние органы). Движение стало возможным благодаря тому, что кости скелета приобрели строение длинных и коротких рычагов, связанных прерывными подвижными соединениями.

Биологическая функция скелета связана с его участием в процессе обмена веществ — как депо минеральных солей (фосфора, кальция, железа).

Кроветворная функция скелета связана с красным костным мозгом, который располагается в губчатом веществе костей.

Кость как орган живого организма состоит из нескольких тканей, но главной, образующей основную массу кости является костная, которая состоит из клеток: остеоцитов, средняя продолжительность жизни которых 25 лет; остеобластов; остеокластов и межклеточного вещества. Помимо костной ткани, в понятие кости как органа входят костный мозг, надкостница, суставной хрящ и многочисленные нервы и сосуды.

Костное вещество состоит из органических веществ (на 1/3), главным образом оссеина, и неорганических (на 2/3), в основном солей кальция в виде фосфорнокислой извести. Эластичность кости зависит от органических веществ, твердость — от неорганических. У маленьких детей, у которых оссеина сравнительно больше, кости более гибкие, редко ломаются. В старости, когда соотношение органических и неорганических веществ изменяется в пользу последних, кости становятся более хрупкими и чаще подвержены переломам. В костях содержатся также витамины A, D и С. При недостатке солей или витамина D в период роста костей твердость костей уменьшается; у детей отмечается искривление костей (рахит). Недостаток витамина, А ведет к утолщению костей и запустению костных каналов.

Костные ячейки содержат костный мозг — орган кроветворения и биологической защиты организма. Он участвует также в питании, развитии и росте кости. В трубчатых костях костный мозг находится также в центральном канале, называемом костномозговой полостью.

Костный мозг бывает двух видов: красный и желтый. Красный костный мозг имеет вид красной нежной массы; состоит из клеточных элементов, имеющих отношение к кроветворению и костеобразованию (остеобласты — костесоздатели, остеокласты — костеразрушители). Он пронизан нервами и кровеносными сосудами, питающими, кроме костного мозга, внутренние слои кости. Именно кровеносные сосуды и кровяные элементы придают костному мозгу красный цвет. Желтый костный мозг своим цветом обязан жировым клеткам, из которых он состоит. В период роста и развития организма, когда большую роль играют кроветворная и костеобразующая функция, преобладает красный костный мозг (у зародышей и новорожденных имеется только красный костный мозг). По мере роста ребенка красный костный мозг замещается желтым костным мозгом. Снаружи кость, за исключением суставных поверхностей, покрыта надкостницей.

Надкостница — тонкая соединительнотканная пленка розоватого цвета, окружающая кость снаружи и прикрепленная к ней с помощью соединительнотканных пучков, проникающих в кость через особые каналы — так называемые питательные отверстия. Надкостница богата нервами и сосудами, благодаря чему участвует в питании кости. Внутренний слой надкостницы содержит большое число остеобластов, за счет которых происходит рост костей в толщину.

Суставные поверхности кости, свободные от надкостницы, покрывает суставной хрящ, имеющий обычно строение гиалинового хряща.

Длительный рост организма делает неизбежной перестройку кости в течение этого периода. В процессе перестройки наряду с образованием новых остеонов — системы концентрических костных пластинок с каналом в середине (гаверсовой системы) — идет параллельный процесс рассасывания старых, остатки которых можно видеть среди новообразующих гаверсовых систем. Рассасывание есть результат деятельности в кости особых клеток — остеокластов. Таким образом, рост кости — это результат деятельности остеобластов и остеокластов, выполняющих противоположные функции — созидания и разрушения.

Классификация костей. В скелете человека различают:

• — скелет туловища (позвоночный столб и скелет грудной клетки);
• — скелет головы (кости мозгового черепа и кости лицевого черепа);
• — кости верхних конечностей (пояс верхних конечностей и свободные части верхних конечностей);
• — кости нижних конечностей (пояс нижних конечностей и свободные части нижних конечностей).

Число отдельных костей, входящих в состав скелета взрослого человека, больше 200, из них 36—40, расположенные по средней линии тела, являются непарными, остальные — парные кости.

Кости скелета различают на основании трех признаков: формы, функции и развития.

Заслуживает особого внимания классификация костей Михаила Григорьевича Привеса (1974 г.).

• 1. Трубчатые кости: длинные (плечо, предплечье, бедро, голень); короткие (пясть, плюсна, фаланги пальцев).
• 2. Губчатые кости: длинные (ребра, грудина, ключица); короткие (запястье, предплюсна, позвонки, сесамовидные кости).
• 3. Плоские кости (чешуя лобной кости, теменная, затылочная, височная, некоторые кости лицевого черепа, лопатки, тазовые кости).
• 4. Пневматизированные кости (верхняя челюсть, клиновидная, решетчатая, лобная кости, отчасти височная).

Трубчатые кости построены из губчатого и компактного костного вещества, образующего трубку с костномозговой полостью; выполняют все три функции скелета (опору, защиту, движение).

В каждой трубчатой кости можно выделить следующие части:

• — диафиз, или тело кости, — состоит из плотного компактного вещества;
• — эпифизы — расположены на концах каждой трубчатой кости; состоят из губчатого вещества;

метафиз — участок кости между эпифизом и диафизом; в период роста состоит из хрящевой ткани, в последующем замещается костной тканыо;

— апофизы — расположенные вблизи эпифиза костные выступы, к которым прикрепляются мышцы и связки.

Губчатые кости построены преимущественно из губчатого вещества, покрытого тонким слоем компактного костного вещества. Среди них различают длинные (ребра, грудина) и короткие (позвонки, кости запястья, предплюсны) губчатые кости.

Среди плоских костей различают: плоские кости черепа (лобную и теменные), имеющих преимущественно защитную функцию; плоские кости поясов (лопатка, тазовые кости) с функциями опоры и защиты.

Пневматизированые кости имеют в своем теле полость, которая изнутри покрыта слизистой оболочкой и заполнена воздухом.