10614 (Соединения костей и мускулатура)

1. Функциональная характеристика непрерывных соединений.

Всего в скелете человека насчиты­вается около 206 костей. Все они в определенном порядке соединяются между собой. Различают два основных вида этих соединений: непрерывное и прерывное

Непрерывным называется такое соединение, при котором между двумя (или больше) смежными костями име­ется прослойка соединительной ткани. В отличие от этого в прерывном сое­динении между смежными костями всегда находится разной величины и формы щелевидная полость .

Объем движений в непрерывном соединении, как правило, очень мал, а в прерывных соединениях объем дви­жений неодинаков: в некоторых из них движения обширны, в других же более или менее ограничены.

В эволюции позвоночных и в ран­нем эмбриогенезе человека непрерыв­ные соединения костей " возникают раньше прерывных.

НЕПРЕРЫВНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ КОСТЕЙ

Непрерывные соединения делятся на волокнистые и хрящевые. Волокни­стые соединения (juncturae fibrosae) характеризуются наличием между сое­диняющимися костями различного ви­да волокнистой соединительной ткани. К этим соединениям относятся: синдесмозы, швы, вколачивание.

Синдесмозы (syndesmosis], или соединительнотканные соединения кос­тей, включают многочисленные соеди­нения: роднички, межкостные пере­понки, связки.

Межкостные перепонки (membra-nae interosseae) связывают кости на большом протяжении (кости предпле­чья, голени и др.).

Связки (ligamenta) представляют собой различной величины и формы пучки волокнистой ткани, соединяю­щие смежные кости или их части.

Швы черепа (suturae cranii) соединяют края костей тонким сло­ем соединительной ткани. По структу­ре различают три вида швов: 1) зубча­тый шов (sutura serrata) — неправиль­но зазубренные края смежных костей прочно соединяются друг с другом (разъединить, кости, не поломав их. как правило, невозможно). Таким швом соединяется большинство костей крыши черепа; 2) чешуйчатый шов (sutura squamosa] — скошенный край одной кости накладывается на такой же край другой же край другой кости. Этот шов имеет место между чешуей височной кости и чешуйчатым краем теменной кости; 3) плоский шов (sutura plana) соеди­няет соприкасающиеся друг с другом кости лица.

Вколачивание (gomphosis) явля­ется таким видом соединения костей, когда одна кость будто вколочена в ве­щество другой. Имеется только меж­ду корнями зубов и луночками челю­стей.

Хрящевыми соединениями (junctu-rae cartilagineae) называются соеди­нения, когда между костями залегает хрящ. Эти соединения делят на собственно хрящевые соединения, или син­хондрозы, и симфиз, или сращение.

Синхондрозы (synchondroses) разделяют по структуре хряща — на гиалиновые (реберные хрящи) и волок­нистые (межпозвоночные диски и др.) и по состоянию этих соединений в тече­ние жизни на временные (эпифизар-ные хрящи) и постоянные (хрящи рва­ных отверстий черепа и др.).

Симфиз (symphysis), или сра­щение, представляет собой своеобраз­ное хрящевое соединение с узкой щелью в толще хряща по срединной сагитталь­ной плоскости. Сращение имеется только в месте соединения лобковых костей и дистальных концов костей голени.

Синовиальное соединение характеризуется наличием синовиальной перепонки (metnbrana synovia-lis), выстилающей всю полость суста­ва, вплоть до края суставного хряща, и выделяющей синовиальную жидкость (синовию). Синовиальная перепонка гонка, нежна, прозрачна и местами в некоторых суставах образует синови­альные выпячивания, складки и вор­синки. Эти образования увеличивают продукцию синовии, а некоторые из них (сумки) облегчают , скольжение мышц по кости.

Кроме того, имеются суставные структуры, которые в комплексе встре­чаются далеко не в каждом суставе. К ним относятся: суставной диск (di­scus articularis), разделяющий полость сустава на две камеры; суставной мениск (meniscus articularis), ча­стично разграничивающий суставную полость; суставная губа (labrum glenoidale), увеличивающая соответст­вие сочленяющихся поверхностей путем углубления суставной впадины; вну­три- и внекапсульные связки (ligamenta), укрепляющие суставы, и сесамовидные кости (ossa sesa-moidea), вставленные в сухожилия не­которых мышц в местах их перехода через суставную щель и др.

Движения в суставах человека ве­сьма многообразны. Каждое движение состоит из следующих элементов: 1) сгибание (flexio) — движение кост­ного рычага в вентральном (для го­лени — в дорсальном, стопы — в по­дошвенном) направлении вокруг по­перечной оси, называемой фронталь­ной; 2) разгибание (extensio) —дви­жение прямо противоположное преды­дущему вокруг той же оси; 3) отведе­ние (abductio) — движение костного рычага латерально вокруг переднезадней оси, называемой сагиттальной; 4) приведение (adductio) — движение вокруг той же оси медиально; 5) вра­щение наружное (rotatio externa, s. supinatio) — движение одного из плеч рычага вокруг вертикальной оси лате­рально; 6) вращение внутреннее (ro­tatio interna, s. pronatio) — движение вокруг той же оси внутрь; 7) вращение по кругу (circumductio) — движение костного рычага с последовательным перемещением его вокруг трех выше­названных осей, при этом дистальный конец рычага описывает круг.

Амплитуда движений в суставах определяется главным образом степе­нью соответствия величины и изогну­тости суставных площадок: чем больше разница размеров площадок (инконгруэнтность суставов), тем больше вероятность смещения костей относи­тельно друг друга, и чем больше изо­гнутость площадок, тем больше угол отклонения. Следует, однако, иметь в виду, что амплитуда движений в су­ставах может в известной мере огра­ничиваться капсулой и многими вне- и внутрикапсульными образованиями и в первую очередь связочным аппара­том.

Движения в суставах, определяют­ся преимущественно формой суставных площадок, которые принято сравни­вать с геометрическими фигурами. Отсюда и название суставов по форме: шаровидные, эллипсовидные, цилинд­рические и др. Так как движения со­членяющихся звеньев совершаются вокруг одной, двух или многих осей, суставы принято также делить на мно­гоосные, двуосные и одноосные.

Многоосные суставы: шаровидный сустав (articulatio spheroidea), как правило, имеет инконгруэнтные суставные площадки (ямка мень­ше головки). Функция этого сустава — сгибание, разгибание вокруг фронталь­ной оси, приведение, отведение вокруг сагиттальной оси, наружное и внутрен­нее вращение вокруг вертикальной оси и движение по кругу (circumductio). Суставная сумка в шаровидных суста­вах широкая, а связочный аппарат, как правило, слабо развит, вследствие чего амплитуда движений здесь самая большая. Наиболее типичным шаро­видным суставом является плечевой. Как особая разновидность шаровид­ного сустава рассматривается тазобед­ренный сустав (ореховидный).

Плоский сустав (articulatio plana) имеет плоские (или резко уплощенные) и конгруэнтные сочленяющиеся пло­щадки, которые следует рассматривать как маленькие отрезки поверхности большого шара. Связки и суставная сумка натянуты туго. Эти многочис­ленные в теле человека и животных суставы имеют ограниченную подвиж­ность, выражающуюся в незначитель­ном (иногда направленном) скольже­нии, и у человека выполняют троякую функцию: 1) общее изменение формы тела путем суммирования движений в большом количестве суставов данного типа (суставы позвоночного столба); 2) смягчение толчков и сотрясений, передающихся от грунта (буферная функция).

Типы соединения костей (схема):

А — непрерывное соединение:1 — надкостница; 2 — кость; 3 — фиброзная ткань (волокнистое соединение).

Б — непрерывное соединение:1- надкостница; 2 — кость; 3 — хрящ (хрящевое соединение).

В—синовиальное соединение, (сустав):1 — надкостница; 2 — кость; 3 — суставной хрящ; 4 — суставная полость;5 — синовиальная перепонка сустав­ной капсулы; 6 — волокнистая перепонка суставной капсулы.

1. Индивидуальные и половые различия скелетной мускулатуры. Влияние физкультуры и спорта на мышечную систему.

Конституция человека-функциональные и морфологические особенности организма, сложившиеся на основе наследственных и приобретённых свойств и определяющие реактивность организма на различные (в т. ч. болезнетворные) воздействия. Строение и функциональные особенности организма у различных людей в какой-то мере могут быть сходными, что позволяет говорить о типах конституции. Чаще она определяется по телосложению — совокупности внешних признаков (рост, вес, пропорциональность отдельных размеров тела, степень развития мускулатуры и подкожного жирового слоя), которые устанавливаются антропометрическими измерениями. Пользуясь индексом физического развития, основанным на соотношении роста, веса тела, а также окружности грудной клетки, советский учёный М. В. Черноруцкий выделяет три основных типа конституции человека: астенический, нормостенический и гиперстенический. Учёные считают, что конституция человека в значительной мере определяется унаследованными свойствами (генотип), но эти свойства не представляют собой неизменяемые особенности организма, которые неотвратимо предопределяют заболевание человека. В формировании конституции. определённую роль играют внешние факторы, при длительном воздействии которых меняются морфологические и функциональные свойства организма.

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 функций его 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. 

Мышцы- мускулатура скелетная и внутренних органов (висцеральная), обеспечивающая у животных и человека выполнение ряда важнейших физиологических функций: перемещение тела или отдельных его частей в пространстве, кровообращение, дыхание, передвижение пищевой кашицы в пищеварительных органах, поддержание тонуса сосудов, выделение экскрементов и т. д. Сократительная функция всех типов М. обусловлена превращением в мышечных волокнах химической энергии определённых биохимических процессов в механическую работу.

Для характеристики сократительной функции М. пользуются понятием «абсолютной силы», которая является величиной, пропорциональной сечению мышцы, направленной перпендикулярно её волокнам, и выражается в кг/см². Так, например, абсолютная сила двуглавой М. человека равна 11,4, икроножной — 5,9 кг/см².

Систематическая усиленная работа мышц (тренировка) увеличивает их массу, силу и работоспособность. Однако чрезмерная работа приводит к развитию утомления, т. е. к падению работоспособности . Бездеятельность мышц ведёт к их атрофии.

Скелетные мышцы человека, различные по форме, величине, положению, составляют свыше 40% массы его тела. При сокращении происходит укорочение мышцы, которое может достигать 60% их длины; чем длиннее мышца (самая длинная мышца тела портняжная достигает 50 см), тем больше размах движении. Если мышца расположены между костными выступами и кожей, их сокращение обусловливает изменение кожного рельефа. Скелетная мышца — это орган, образованный поперечно;., полосатой мышечной тканью и содержащий, кроме того, соединительную ткань, нервы и сосуды.

Все скелетные, или соматические (от греч. soma — тело), мышцы по топографо-анатомическому принципу могут быть разделены на мышцы головы, среди которых различают мимические и жевательные; мышцы, воздействующие на нижнюю челюсть, мышцы шеи, туловища и конечностей. Мышцы туловища покрывают грудную клетку, составляют стенки брюшной полости, вследствие чего их делят на мышцы груди, живота и спины. Расчленённость скелета конечностей служит основанием для выделения соответствующих групп мышц.: для верхней конечности — это мышцы плечевого пояса, плеча, предплечья и кисти; для нижней конечности — мышцы тазового пояса, бедра, голени, стопы.

У человека около 500 мышц, связанных со скелетом. Среди них одни крупные (например, четырёхглавая мышца бедра), другие — мелкие (например, короткие мышцы спины). Совместная работа мышц выполняется по принципу синергизма, хотя отдельные функциональные группы мышц при выполнении определенных движений работают как антагонисты. Так, спереди на плече находятся двуглавая и плечеваямышцы, выполняющие сгибание предплечья в локтевом суставе, а сзади располагается трёхглавая М. плеча, сокращение которой вызывает противоположное движение — разгибание предплечья.

Наиболее мощные мышцы размещаются на туловище. Это мышцы спины — выпрямитель туловища, мышцы живота, составляющие у человека особую формацию — брюшной пресс. В связи с вертикальным положением тела мышцы нижней конечности человека стали более сильными, поскольку, кроме участия в локомоции, они обеспечивают опору тела. Мышцы верхней конечности в процессе эволюции, напротив, сделались более ловкими, гарантирующими выполнение быстрых и точных движений.

Сокращаясь и на­прягаясь, мышца производит механическую работу, которая в простейшем случае может быть определена по формуле А = РН, где А — механическая работа (кгм), Р — вес груза (кг), Н—высота подъема груза (м).

Таким образом, работа мышц измеряется произведени­ем величины веса поднятого груза на величину укорочения мышцы. Из формулы легко вывести так называемое прави­ло средних нагрузок, согласно которому максимальная работа может быть произведена при средних нагрузках. Действительно, если Р = О, т. е. мышца сокращается без нагрузки, то и А = 0. При Н = 0, что можно наблюдать, когда мышца не способна поднять слишком тяжелый груз, работа также будет равна 0.

Естественные движения человека весьма разнообраз­ны. В процессе этих движений мышцы, сокращаясь, со­вершают работу, которая сопровождается как их укороче­нием, так и их изометрическим напряжением. В этой связи различают динамическую и статическую работу мышц. Динамическая работа связана с мышечной работой, в про­цессе которой сокращения мышц всегда сочетаются с их укорочением. Статическая работа связана с напряжением мышц без их укорочения. В реальных условиях мышцы человека никогда не совершают динамическую или стати­ческую работу в строго изолированном виде. Работа мышц всегда является смешанной. Тем не менее в движениях человека может преобладать либо динамический, либо статический характер мышечной работы. Поэтому часто, характеризуя мышечную деятельность в целом, говорят о ее статичности или динамичности. Например, работа студента на лекции может характеризоваться как статиче­ская, хотя здесь можно найти немало элементов динамиче­ской работы. С другой стороны, игра в футбол является динамической работой, но футболистам приходится вы­полнять и статические усилия.

Способность человека совершать длительное время физическую работу называют физической работоспособно­стью. Физическая работоспособность человека может быть определена с помощью специальных приборов — эргомет­ров (например, велоэргометров). Ее единица измерения — кгм/мин. Чем больше способен человек произвести работы в единицу времени, тем выше его физическая работоспо­собность. Величина физической работоспособности челове­ка зависит от возраста, пола, тренированности, факторов окружающей среды (температура, время суток, содержа­ние в воздухе кислорода и т. д.), функционального состоя­ния организма. Для сравнительной характеристики физической работоспособности различных людей рассчитывают общее количество произведенной работы за 1 мин, делят его на массу тела (кг) и получают относительную физиче­скую работоспособность (кгм/мин на 1 кг массы, т. е. к™- кг/мин). В среднем уровень физической работоспо­собности юноши 20 лет составляет 15,5 кгм- кг/мин, а у юноши-спортсмена того же возраста он достигает 25. В последние годы определение уровня физической работоспособности широко используют для характеристи­ки общего физического развития и состояния здоровья детей и подростков.