Анатомия, физиология и гигиена – как науки

Суставные поверхности костей покрыты гладким хрящом (облегчение движения костей в суставе). Суставная поверхность одной из костей сустава (головка) – выпуклая, суставная поверхность другой (впадина) - вогнутая. Суставная сумка охватывает суставные поверхности сочленяющихся костей, образуя замкнутую полость, заполненную суставной жидкостью. Суставы укрепляются связками, которые располагаются вне суставной сумки или внутри нее.

По форме суставных поверхностей суставы делят на 4 типа:

• плоские (между костями запястья и пястья);
• цилиндрические (между локтевой и лучевой костями);
• эллипсоидные (между костями предплечья и кисти);
• шаровидные (плечевой сустав).

По движению вокруг осей выделяют суставы:

• одноосные (межфаланговые) - движение вокруг одной оси: сгибание и разгибание;
• двухосные (лучезапястные) - движение вокруг двух осей: сгибание и разгибание, приведение и отведение;
• трехосные (плечевые) - движения вокруг трех осей: сгибание и разгибание, приведение и отведение, вращение внутрь и наружу и круговые движения.

По строению выделяют суставы

• простые – только две суставные поверхности (межфаланговые);
• сложные – больше двух суставных поверхностей (локтевой, коленный).

Строение скелета человека и его особенности.

Скелет  - это совокупность костей тела, соединенных между собой при помощи хрящей и связок.

В скелете человека выделяют 3 отдела: скелет головы, туловища (осевой), конечностей и их поясов.

Скелет головы (череп) состоит из мозгового и лицевого отделов. Многие кости черепа имеют отверстия и каналы для прохождения нервов и кровеносных сосудов; некоторые из них имеют полости, заполненные воздухом (пазухи). В полости черепа располагается головной мозг. Кроме того, есть полости рта, носа и вместилища для органов зрения и слуха. Все кости черепа, за исключением нижней челюсти, соединены неподвижно. Нижняя челюсть соединяется с височными костями посредством сустава.

Верхняя часть мозгового отдела черепа называется крышей, нижняя – основанием. В основании имеется большое затылочное отверстие, через которое соединяются спинной и головной мозг.

В состав мозгового черепа  входят 8 костей:

• 2 парные кости (теменная и височная);
• 4 непарные кости (лобная, затылочная, решетчатая и клиновидная).

Лицевой череп содержит 15 костей:

• 6 парных костей (верхнечелюстная, скуловая, носовая, слезная, небная кости, нижняя носовая раковина);
• 3 непарные кости (нижняя челюсть, сошник и подъязычная кость).

Верхнечелюстные и небные кости срастаются и образуют перегородку между носовой и ротовой полостями – твердое небо. Верхнечелюстные кости и нижняя челюсть содержат ячейки (альвеолы), в которых располагаются корни зубов.

Скелет туловища включает позвоночник и грудную клетку.

Позвоночник образован 33-34 позвонками и имеет 5 отделов: шейный - 7 позвонков; грудной - 12 позвонков; поясничный - 5 позвонков; крестцовый - 5 позвонков; копчиковый - 4-5 позвонков.

Все позвонки делятся на свободные (истинные) – их 24 и сросшиеся (ложные) – их 9-10.

Каждый позвонок состоит из тела и дуги, от которой отходят несколько отростков. Между телом позвонка и дугой находится позвоночное отверстие. При наложении позвонков друг на друга, эти отверстия образуют позвоночный канал, в котором располагается спинной мозг. Размеры позвонков увеличиваются от шейного отдела к поясничному отделу. Между позвонками находится хрящевая ткань. Крестцовые и копчиковые позвонки срастаются, образуя крестец и копчик.

Позвоночник человека образует 4 физиологических изгиба:

• в шейном и поясничном отделах изгибы обращены выпуклостью вперед (лордозы);
• в грудном и крестцовом отделах изгибы обращены выпуклостью назад (кифозы).

Грудная клетка образована грудиной, 12-ю парами ребер и грудными позвонками:

• 1-7-я пары ребер непосредственно соединены передними концами с грудиной при помощи хряща (истинные ребра);
• 8-10-я пары соединяются передними концами с хрящом вышележащего ребра (ложные ребра);
• 11-12-я пары лежат свободно, передние концы оканчиваются в мягких тканях (колеблющиеся ребра).

В грудной клетке располагаются сердце, легкие, трахея, пищевод, крупные сосуды и нервы. Грудная клетка принимает участие в дыхании - благодаря ритмичным движениям дыхательных мышц.

Скелет конечностей состоит из скелета пояса (прикрепляет конечности к осевому скелету) и скелета свободной конечности.

• скелет пояса верхней конечности содержит лопатку и ключицу;
• скелет свободной верхней конечности состоит из плечевой кости, двух костей предплечья (локтевая и лучевая) и костей кисти (8 костей запястья, 5 костей пястья и 14 фаланг пальцев). Кости свободной верхней конечности соединены друг с другом с помощью суставов. Суставы кисти отличаются подвижностью и разнообразием движений;
• скелет пояса нижней конечности представлен тазовой костью, которая образована  срастанием подвздошной, седалищной и лобковой костей (срастаются в возрасте 17-18 лет);
• скелет свободной нижней конечности состоит из бедренной кости, надколенника, костей голени (большой и малой берцовой) и костей стопы (7 костей предплюсны, 5 костей плюсны и 14 фаланг пальцев). Кости стопы образуют изгибы в продольном и поперечном направлении (продольный и поперечный своды). Своды выполняют функцию амортизаторов при ходьбе и прыжках.

Особенности скелета человека, связанные с прямохождением и трудовой деятельностью:

• вертикальное расположение позвоночника;
• увеличение массы позвонков от шейного отдела к поясничному;
• наличие физиологических изгибов позвоночника (смягчают толчки при ходьбе, прыжках и беге, увеличивают размеры грудной клетки и таза);
• грудная клетка плоская и широкая;
• широкий и массивный таз, который поддерживает внутренние органы;
• массивные нижние конечности;
• стопа сводчатая (выпуклая), что смягчает толчки тела при ходьбе;
• мозговой отдел черепа преобладает над лицевым отделом;
• сглаживание надглазничных дуг;
• подвижная кисть, высокая степень противопоставления I пальца всем остальным;
• хорошо развиты ключицы, обеспечивающие круговые движения рук;
• наличие подбородочного выступа на нижней челюсти, что связано с речевой деятельностью.

Строение скелетной мышцы.

У человека более 400 скелетных мышц (около 1/3 массы тела взрослого человека).

Скелетная мышца состоит из поперечно-полосатой мышечной ткани. Поперечно-полосатые мышечные волокна объединяются в пучки, покрытые соединительнотканными оболочками.

Между мышечными пучками проходят кровеносные и лимфатические сосуды, мелкие нервы. В совокупности мышечные пучки образуют скелетную мышцу, покрытую более плотной оболочкой – фасцией.

В каждой мышце различают сокращающуюся часть - мышечное брюшко (тело) и несокращающуюся - сухожилие (плотная волокнистая соединительная ткань), с помощью которого мышцы прикрепляются к костям обоими концами. Мимические мышцы прикреплены одним концом к кости, а вторым - к коже.

Сухожилия скелетных мышц перекидываются через суставы, прикрепляясь к разным костям. Сокращаясь, мышца укорачивается, утолщается и движется относительно соседних мышц. Укорочение мышцы сопровождается сближением ее концов и костей, к которым она прикрепляется.

В зависимости от величины различают мышцы длинные и короткие; в зависимости от формы – широкие и веретенообразные.

Длинные мышцы располагаются преимущественно на конечностях, широкие - на туловище, короткие - между ребрами и позвонками.

Наиболее простой является веретенообразная форма мышц - утолщенное брюшко и 2 конца, из которых верхний конец обычно является началом (неподвижная точка), а нижний - прикреплением (подвижная точка) мышцы. Подвижный конец может прикрепляться к костям в одной точке (мышцы предплечья), в двух (двуглавая мышца), трех (трехглавая) и более точках.

По функции скелетные мышцы делятся на:

• сгибатели – движение вперед; 
• разгибатели – движение назад (кроме коленного и голеностопного суставов);
• отводящие – движение наружу;
• приводящие – движение внутрь;
• вращающие – мышцы, расположенные косо.

В каждом движении участвует обычно несколько групп мышц. По характеру взаимодействия мышцы бывают:

• синергисты – группы мышц, выполняющие одновременно одну функцию (жевательные мышцы и височная);
• антагонисты – мышцы, выполняющие противоположные функции (двуглавая мышца плеча – сгибатель, а трехглавая мышца плеча – разгибатель).

Основные группы мышц:

• мышцы головы и шеи (жевательная, височная, круговая мышца глаза и рта, мимические, грудино-ключично-сосцевидная, челюстно-подъязычная);
• мышцы туловища: мышцы спины (трапециевидная, широчайшая); мышцы груди (большая грудная, межреберные, диафрагма); мышцы живота (наружная и внутренняя косые, прямая);
• мышцы плечевого пояса и верхней конечности (дельтовидная, подлопаточная, двух- и трехглавая, плечевая, сгибатели и разгибатели кисти и пальцев);
• мышцы тазового пояса и нижней конечности (ягодичные, грушевидная, портняжная, икроножная, большеберцовая, малоберцовая, сгибатели и разгибатели пальцев).

Функции мышц: двигательная (вместе с костями обеспечивают движение тела и отдельных его частей, определяют положение тела в пространстве и равновесие); защитная (мышцы живота защищают от повреждений органы брюшной полости); входят в состав стенок  внутренних органов (глотки, гортани); участвуют в дыхательных движениях, в образовании звуков, в движении глаз, обеспечивают жевание, глотание, образование тепла, мимику, речь и т.д.

Работа мышц.  Утомление мышц. Значение двигательной активности для сохранения здоровья.

Сокращаясь, мышца действует на кость как на рычаг и производит механическую работу. Работа мышц является необходимым условием их жизнедеятельности и зависит от протекающих в мышце обменных процессов.

Сила мышц зависит от их физиологического поперечника, т. е. площади сечения всех мышечных волокон.

Величина сокращения мышц зависит от длины мышечных волокон.

Любое мышечное сокращение связано с расходом энергии. Источником энергии служат органические вещества, которые приносит в мышцу артериальная кровь. Кровь приносит также кислород, который необходим для кислородного этапа энергетического обмена.

Поступившие в мышцу питательные вещества (глюкоза, жирные кислоты) расщепляются до молочной кислоты, которая затем окисляется до углекислого газа и воды с выделением  энергии, которая аккумулируется в АТФ.

АТФ - универсальный источник энергообеспечения мышечного сокращения.  Для работающих мышц характерен интенсивный обмен веществ, сопровождающийся сложными химическими превращениями с выделением и затратой большого количества энергии. Одни химические реакции протекают с участием кислорода, другие - без него.

Мышечное сокращение связано со следующими реакциями:

• гликоген ® глюкоза ® молочная кислота + энергия (АТФ);
• молочная кислота + O2 = CO2 + H2O + энергия (АТФ);
• АТФ ® АДФ + Н3РО4 + энергия (используемая для сокращения).

Механизм мышечного сокращения:

• нервный импульс приводит мышцу в возбужденное состояние и увеличивает проницаемость мембраны мышечного волокна для ионов Са2+;
• ионы Са2+ устремляются внутрь мышечного волокна и активируют миозин миофибрилл;
• активированный миозин отщепляет от АТФ остаток фосфорной кислоты - при этом освобождается энергия;
• энергия способствует соединению миозина с актином и образованию актин-миозинового комплекса (мышца сокращается и выполняет работу).

После сокращения мышцы актин-миозиновый комплекс разрушается, Са2+ выходит из мышечного волокна, мышца расслабляется, кровь уносит углекислый газ и воду.

Сокращение скелетных мышц иннервирует (регулирует) соматическая нервная система. Она обеспечивает быструю реакцию мышц на раздражение. Кроме того, работоспособность скелетных мышц (снабжение кислородом и питательными веществами) контролируется вегетативной нервной системой.

Мышцы никогда, даже в покое, не бывают полностью расслаблены, они находятся в состоянии некоторого напряжения - тонуса. Сокращение скелетной мышцы происходит в ответ на раздражение, передающееся из нервной системы по двигательному нервному волокну, т.е. носит рефлекторный характер.

Мышечный рефлекс может начинаться с раздражения зрительных, слуховых, осязательных рецепторов или рецепторов, находящихся в самой мышце или сухожилиях.

Роль различных отделов ЦНС в регуляции работы мышц:

• передняя центральная извилина коры больших полушарий обеспечивает произвольные движения;
• подкорковые центры больших полушарий обеспечивают автоматические движения (бег, ходьба);
• средний мозг осуществляет регуляцию тонуса мышц;
• мозжечок обеспечивает поддержание равновесия и координацию движений, сложнорефлекторные движения;
• различные отделы головного мозга регулируют действие мышц через проводящие пути и двигательные корешки спинного мозга.