Опорно-двигательный аппарат. Часть 2

На этой странице вы узнаете

• Почему ровный прямой позвоночник — это нездоровый и даже опасный вариант?
• Как берцы защищают десантников?
• Почему статика утомительнее, чем динамика?

Если мы запишемся в спортивный зал на тренировку, то услышим там наставления тренера: «Заставьте ваши мышцы работать!» Если зайдем на страничку какого-нибудь фитнес-блогера, то невольно можем подумать, что мышцы — это то, что есть только у накаченных, натренированных, спортивных людей. Но, конечно, мышцы есть у каждого человека. Даже у того, кто весь день лежит перед телевизором, мышцы активно работают: они принимают участие в движении глаз, в сгибании пальцев, в дыхании. 

Приступим к изучению мышц, а заодно и познакомимся со строением скелета, к которому эти мышцы крепятся!

Скелет

В статье «Опорно-двигательный аппарат. Часть 1» мы подробно обсудили состав, строение костей и их соединения, а теперь эти знания понадобятся нам для изучения скелета. Скелет (пассивная часть опорно-двигательного аппарата) состоит из:

• осевого скелета (череп, грудная клетка, позвоночный столб);
• добавочного скелета (скелеты поясов конечностей и скелеты свободных конечностей).

Давайте познакомимся с каждым из отделов подробнее.

Череп

Череп подразделяется на два отдела: 

1. Мозговой отдел образован такими неподвижно соединенными костями как:

• лобная;
• затылочная;
• клиновидная;
• решетчатая;
• теменные (парные);
• височные (парные).

2. Лицевой отдел образован следующими костями: 

• верхние челюстные (парные);
• небные (парные);
• скуловые (парные);
• носовые (парные);
• слезными (парные);
• подъязычная;
• нижняя челюстная.

Важно запомнить особенности двух костей из лицевого отдела.

1. Нижняя челюсть — единственная кость черепа, подвижно соединяющаяся с височной костью. Иначе как бы мы могли пережевывать пищу и разговаривать? Все остальные соединения между собой — неподвижные. 

2. Подъязычная кость является единственной костью в теле человека, которая не соединяется с другими костями, а врастает в толщу мышц.

Продолжая наше знакомство со скелетом человека, стоит упомянуть еще один важный элемент — позвоночный столб.

Позвоночный столб

Позвоночник человека состоит из 33-34 позвонков, между которыми расположены прослойки хрящевой ткани (межпозвоночные диски). Позвонки постепенно увеличиваются в размерах сверху вниз. Различают следующие отделы позвоночника:

• шейный — 7 позвонков; 
• грудной — 12 позвонков;
• поясничный — 5 позвонков; 
• крестцовый — 5 позвонков (срастаются, образуя крестец);
• копчиковый — 4-5 позвонков.

Почему ровный прямой позвоночник — это нездоровый и даже опасный вариант? Родители часто говорят нам «Выпрямись! Держи спину ровно!». В викторианскую эпоху женщины даже носили специальные корсеты, чтобы их спина всегда была прямой. Но так ли это все полезно для здоровья позвоночника? Дело в том, что в норме позвоночник человека имеет изгибы:  — 2 лордоза (выпуклость вперед) — шейный и поясничный отделы; — 2 кифоза (выпуклость назад) — грудной и крестцовый отделы. Природой это придумано не просто так: изгибы нужны нам, чтобы амортизировать (смягчать) наши движения при ходьбе. Иначе мы бы просто не смогли спокойно и без боли передвигаться на двух конечностях по твердой поверхности.  Конечно, родители правы, когда говорят нам выпрямиться: из-за чрезмерной сутулости изгибы позвоночника могут привести вообще к его искривлению. Но просто помните: в норме позвоночник человека не может быть абсолютно прямым.

Перейдем к описанию грудной клетки – части скелета, которая защищает сердце, легкие и другие органы грудной полости.

Грудная клетка

Грудная клетка образована 12 парами ребер, грудиной и 12 грудными позвонками. Одним своим концом ребра прикрепляются к грудным позвонкам, а прикрепление другого конца зависит от расположения ребра:

• 1-7 пары ребер с помощью хряща соединены передними концами с грудиной (истинные ребра);
• 8-10 пары ребер соединяются передними концами с хрящом вышележащего ребра, а не с грудиной (ложные ребра);
• 11-12 пары лежат свободно (не крепятся ни к грудине, ни к другим ребрам), и передние их концы заканчиваются в мягких тканях (колеблющиеся ребра).

Колеблющиеся ребра обеспечивают дополнительную защиту внутренних органов и придают структуру грудной клетке. Эти ребра более маленькие и нежные, чем истинные ребра. Использование корсета может изменить положение колеблющихся ребер. В викторианские времена, когда было модно носить узкие корсеты, колеблющееся ребро могло повернуться внутрь, перекрыть грудину и привести к перелому и проколу легких. 

От скелета грудной клетки перейдем к скелету тех уникальных частей нашего тела, которые позволяют выполнять сложнейшие движения, необходимые для повседневной жизни. Речь идет, конечно, о верхних конечностях.

Верхние конечности

Пояс конечностей — это кости, с помощью которых свободная конечность крепится к осевому скелету. 

Плечевой пояс (пояс верхней конечности) включает:

• две ключицы;
• две лопатки.

Скелет свободной верхней конечности состоит из:

• плеча (плечевая кость);
• предплечья (локтевая и лучевая кость);
• кисти (запястье, пясть, фаланги пальцев).

Русский язык богат интересными фактами, и кости мимо него не прошли: существует не менее 20 фразеологизмов со словом «плечо». Например, «подставить плечо», «своя голова на плечах», «косая сажень в плечах» и т.д. Чаще люди привыкли называть плечом плечевой сустав, а на самом деле это целая кость.

Предлагаем вам закрепить строение скелета верхней конечности на примере задания ЕГЭ №25.

Задание. Назовите отдел скелета, к которому относится плечевая кость. С какими костями и каким типом соединения она связана? У каких позвоночных впервые появляется конечность подобного типа?

Решение. Плечевая кость относится к скелету верхних конечностей, а именно — скелет свободной верхней конечности.Для выполнения различной работы мы активно двигаем руками, а значит плечевая кость соединена подвижно (суставом). Сверху она крепится к лопатке, а снизу — соединена с лучевой и локтевой костями. Конечности нужны для передвижения по земле, поэтому их называют «конечности наземного типа», и впервые они появляются у животных, которым удалось выйти на сушу – это Земноводные (Амфибии).

Ответ:
1) Плечевая кость относится к скелету свободной конечности.
2) Соединена сверху с лопаткой, снизу – с лучевой и локтевой костями подвижно.
3) Впервые конечности наземного типа появляются у Земноводных.

Теперь давайте перейдем к обсуждению нижних конечностей, которые играют важную роль в нашем передвижении и поддержании равновесия.

Нижние конечности

Пояс нижней конечности включает две тазовые кости, состоящие из сросшихся костей:

• подвздошной;
• седалищной;
• лобковой.

Скелет свободной нижней конечности состоит из:

• бедра (бедренная кость и надколенник);
• голени (большая берцовая и малая берцовая кости); 
• стопы (предплюсна, плюсна, фаланги пальцев). Имеет сводчатое строение в связи с прямохождением.

Скелет человека прошел через множество изменений в процессе эволюции. Это связано с тем, что наши предки проходили через различные этапы развития (прямохождение, бег, развитие мелкой моторики). Все это привело к формированию скелета современного человека, который адаптирован для выполнения различных функций и действий. Подробнее об этом вы можете узнать из статьи «Антропогенез».

Как берцы защищают десантников? Берцы — очень популярная обувь среди военных, охотников и путешественников. Они предназначены для защиты голеностопа: в такой высокой и жесткой обуви снижается возможность получить вывих голеностопа и выйти из строя без возможности передвигаться. Изначально берцы были придуманы для десантников. Из-за неподходящей обуви парашютисты при приземлении часто получали травмы, а берцы помогали снизить риск.

Важно! Человеку, не изучающему анатомию, может показаться, что в нашей кисти, например, всего 5 фаланг (из-за того, что у нас 5 пальцев). Но на самом деле, в человеческом теле 56 фаланг: по 14 на каждой руке и ноге.

Мы рассмотрели основные составляющие скелета человека. Теперь давайте перейдем к изучению строения мышц и их функций.

Строение мышцы. Синергисты и антагонисты

Мышцы играют важную роль в нашей жизни, они обеспечивают движение нашего тела, помогают нам дышать, питаться и многое другое. Вы узнаете, какие бывают мышцы, как они работают и зачем они нужны.

Мышцы — это активная часть опорно-двигательного аппарата. 

Подробно мышечные ткани мы обсуждали в статье «Ткани». А сейчас просто вспомним, что мышцы, которые крепятся к скелету, состоят из поперечно-полосатой (скелетной) мышечной ткани. В ее структуре выделяют:

• брюшко (сокращающаяся часть) — состоит из большого количества клеток мышечных волокон, объединенных в пучки с помощью соединительнотканных оболочек. Структурной единицей мышечного волокна является миофибрилла, которая состоит из миофиламентов: тонкие актиновые и толстые миозиновые. Именно благодаря движению этих миофиламентов относительно друг друга происходит сокращение мышцы.

• сухожилие (несокращающаяся часть) — состоит из плотной соединительной ткани, которая обеспечивает прикрепление мышцы к костям, обладает значительной прочностью;
• фасцию — плотная соединительнотканная оболочка, которой покрыта мышца.  

Обычно в любом движении сустава участвует несколько групп мышц:

• мышцы-синергисты — действуют совместно и обеспечивают движение кости в одну определенную сторону (например, при приседании совместно работают квадрицепс и большая ягодичная мышца),
• мышцы-антагонисты — участвуют в движении этого же сустава в противоположном направлении (например, бицепс и трицепс).

Почему статика утомительнее, чем динамика? Кажется, что может быть проще, чем поднять руку перед собой и просто держать ее в этом положении. Но если попробовать постоять так продолжительное время, то вам станет невероятно сложно и больно.  Дело в том, что при динамической работе чередуются сокращения и расслабления мышц. Например, если попробовать сгибать и разгибать руку в локте, то будет работать то бицепс (при сгибании, трицепс в это время отдыхает), то трицепс (при разгибании, бицепс в это время отдыхает). А при статической работе одни и те же мышцы находятся в напряженном состоянии длительное время, они не отдыхают, поэтому и утомляются быстрее. Именно поэтому нам так сложно долгое время находиться в планке.

В организме человека свыше 600 мышц, основные из них изображены и подписаны на рисунке: 

Какие мышцы являются самыми сильными в организме человека?  Если мы посмотрим на тело подтянутого спортсмена, то может показаться, что самые сильные мышцы — это или бицепсы, или мышцы живота, или мышцы бедра. Но на самом деле, самые сильные мышцы в организме — это жевательные мышцы: для пережевывания даже маленького кусочка пищи нужны значительные затраты энергии.

Полностью разобрав строение опорно-двигательного аппарата, мы понимаем, какую важную роль он играет. В задании ЕГЭ линии 26 хотят проверить наши знания, давайте посмотрим вместе.

Задание. Каковы функции опорно-двигательной системы человека? Укажите не менее трех функций. Ответ поясните.

Решение. Опорная функция заключается в том, что скелет служит жестким каркасом нашего организма: он сохраняет форму тела, обеспечивая опору. Скелет — место прикрепления мышц, сокращения которых обеспечивают двигательную функцию.Черепная коробка надежно хранит в себе головной мозг, позвоночный столб – спинной мозг, а грудина и ребра обеспечивают безопасность легким и сердцу, поэтому наш опорно-двигательный аппарат выполняет защитную роль.В красном костном мозге, который находится в губчатом веществе кости, образуются форменные элементы крови, значит, скелет выполняет кроветворную функцию.

Ответ:
1) Опорная — является опорой всего тела.
2) Двигательная — является системой рычагов с подвижными соединениями, которая приводится в движение.
3) Защитная — образует прочные полости для жизненно важных органов.
4) Кроветворная — образует клетки крови и иммунной системы.

Нарушения в работе опорно-двигательной системы человека

Еще со времен Аристотеля известно о том, что продолжительное физическое бездействие разрушает человека. Современные врачи подтверждают, что правильной работе опорно-двигательного аппарата (ОДА) способствует достаточная физическая активность человека.

Нарушения в работе опорно-двигательной системы человека связывают со многими причинами:

1. Гиподинамия — сидячая работа, малоподвижный образ жизни.
2. Тяжелый физический труд, например, при работе с грузами или занятиях профессиональным спортом.
3. Нарушения органов ОДА на фоне перенесенных заболеваний: гормональные сбои, инфекционные заболевания.
4. Врожденные аномалии развития скелета и мышечного аппарата.

Болезни опорно-двигательного аппарата часто сопровождаются болевыми ощущениями, снижением подвижности и функциональных возможностей организма.

Заболевания опорно-двигательной системы подразделяются на болезни суставов, скелета и мышц.  Наиболее распространенные заболевания вы можете увидеть в таблице:

Предлагаем подробнее рассмотреть каждую группу нарушений работы опорно-двигательного аппарата.

Болезни суставов

• Остеоартрит

К развитию заболевания приводит недостаточное кровообращение в суставах. Чаще всего поражаются крупные суставы: коленный и тазобедренный.

Симптомы остеоартрита:

• боли в суставе при движении и нагрузках;
• кратковременная (около 30 минут) скованность в суставе после сна или покоя;
• хруст в суставе;
• деформация сустава.

• Подагра

Заболевание проявляется на фоне нарушения обмена мочевой кислоты и чаще диагностируется у мужчин, ведущих нездоровый образ жизни: курение, употребление в пищу большого количества мяса.

Симптомы подагры:

• чаще поражается сустав большого пальца стопы, что приводит к его деформации: краснота и отечность сустава;
• приступы боли ранним утром или ночью;
• в процесс также же могут вовлекаться другие суставы: коленный, локтевой, суставы пальцев рук.

Болезни скелета

• Остеопороз

Заболевание характеризуется уменьшением плотности кости из-за снижения содержания минеральных солей. Остеопороз опасен бессимптомным течением, которое трудно поддается диагностике. 

Симптомы остеопороза:

• снижение роста на 2 см и более;
• жалобы на боли в спине;
• нарушение осанки и походки;
• хрупкость костей, частые переломы.

• Сколиоз

В норме позвоночный столб не имеет боковых искривлений. 

Осанка — это привычное положение тела при стоянии, сидении и ходьбе.

Однако в период активного роста ребенка в сочетании с малой подвижностью и неправильной осанкой (привычка горбиться, сутулиться, неверная посадка за столом), нагрузка на позвонки распределяется неравномерно, что может привести к развитию стойкого бокового искривления позвоночного столба в различных его отделах.

Симптомы сколиоза:

• плечи в расслабленном состоянии находятся на разных уровнях;
• трудности при повороте головы;
• искривленная линия позвоночника при наклоне вперед;
• боли в спине, груди и ногах;
• слабость мышц спины.

• Кифоз

Позвоночник взрослого человека в норме имеет 4 изгиба: 2 кифоза – изгиб вперед, в грудном и крестцовом отделах и 2 лордоза – изгиб назад в шейном и поясничном отделах.

Наиболее распространенной патологией является кифоз грудного отдела. На начальных стадиях заболевания эту форму называют сутулостью, выраженные формы называют горбатостью.

К развитию кифоза могут приводить множество причин, например, неправильная посадка за рабочим столом, остеопороз, ослабление мышц спины, неправильная осанка.

Симптомы кифоза:

• увеличение изгиба грудного отдела позвоночного столба;
• впалая грудная клетка;
• выпячивание живота вперед;
• боли в спине;
• нарушение процесса дыхания.

• Лордоз 

Физиологический лордоз позвоночника в шейном и поясничных отделах представляет собой небольшой изгиб вперед. Если изгиб слишком сильный, это уже патология, которая называется лордоз. 

Распространенными причинами данного патологического состояния часто являются аномалии развития и травмы позвоночного столба, заболевания тазобедренных суставов, систематические нарушения осанки, гиподинамия, избыточная масса тела.

Сильный лордоз в поясничном отделе приводит к появлению характерной «утиной осанки».

Симптомы лордоза:

• плечи опущены, голова наклонена вперед;
• таз смещен назад и колени разведены; 
• болезненные ощущения и дискомфорт в пояснице;
• изменение походки.

• Плоскостопие

У человека стопа имеет свод. Это позволяет уменьшать нагрузки, появляющиеся во время бега, прыжков, при переносе тяжестей. 

Плоскостопие заключается в уплощении свода стопы. Когда свод опускается и стопа оказывается плоской, то она не может снижать нагрузки. Причинами развития заболевания могут стать ношение тесной обуви, лишний вес, наследственные факторы. 

Симптомы плоскостопия:

• плоский свод стопы;
• сильные боли в ногах и затруднение движения.

Болезни мышц

• Мышечная дистрофия

Заболевание проявляется разрушением мышечных волокон, а значит — уменьшением их количества. На их месте появляется соединительная и жировая ткани, которые не способны сокращаться.

Заболевание вызывается мутацией генов, участвующих в синтезе белков мышц. Данные изменения могут возникнуть спонтанно на ранних этапах развития человека либо передаваться по наследству от родителей.

Симптомы мышечной дистрофии:

• жалобы на постоянную усталость;
• нарушения походки вследствие слабости мышц нижних конечностей;
• отсутствие мышечной боли;
• снижение массы тела.

• Саркопения

Все пожилые люди рано или поздно сталкиваются с неизбежной формой мышечной дистрофии – саркопенией, которая различается лишь по степени ее выраженности. 

Основными причинами, вызывающими саркопению, обычно считаются возрастные изменения всех систем организма: изменения гормонального фона, снижение функциональной возможности мышц депонировать белок, уменьшение регенеративной способности мышечной ткани.

Симптомы саркопении:

• снижение мышечной массы;
• уменьшение силы скелетных мышц;
• низкая физическая работоспособность.

Травмы опорно-двигательного аппарата

Травма — это повреждение, вызванное действием внешней силы, нарушающее физиологию, анатомическую целостность и структуру тканей, органа, систем органов или организма в целом.

Поговорим об основных видах травм опорно-двигательного аппарата и узнаем, как можно помочь человеку, столкнувшемуся с данной проблемой.

Вывих

Вывих — смещение кости в суставе из нормального положения.

• Если суставные поверхности костей перестают соприкасаться друг с другом, то вывих называется полным.
• Если сохраняется частичное соприкосновение костей, то вывих считается неполным. 

Признаки вывиха:

• сильная боль в поврежденном суставе;
• невозможность движения костей в суставе;
• неестественное положение костей в суставе;
• появление отека в суставе.

Задний и передний вывихи предплечья

Первая помощь при вывихе:

1. Обеспечить неподвижность сустава накладыванием шины или подвешиванием конечности на бинте.
2. Приложить холод на место травмы.
3. Доставить пострадавшего в больницу.

Перелом

Перелом — полное или частичное нарушение целостности кости.

• Если кожные покровы и мышцы при этом не нарушены, переломы относят к закрытым.
• Если кожные покровы и мышцы нарушены, это открытый перелом.

Признаки перелома: 

• острая боль при попытках изменить положение поврежденной части тела;
• появление подвижности в тех местах, где ее не должно быть.

Первая помощь при закрытых переломах.

1. Обеспечить неподвижность конечности.
2. Наложить шину на конечность: под шину необходимо подложить ткань или накладывать ее на одежду.
3. Необходимо фиксировать 2 сустава — выше и ниже места перелома. 
4. Доставить пострадавшего в больницу.

Первая помощь при открытых переломах.

1. Обеспечить неподвижность конечности.
2. Остановить кровотечение: для этого накладываем жгут и указываем время фиксации на нем.
3. Обработать рану антисептиком.
4. Наложить повязку.
5. Наложить шину. 

Нельзя пытаться придавать костям их естественное положение, так как обломанные концы костей могут повредить мягкие ткани, разорвать кровеносный сосуд, повредить нервы. 

При переломе костей грудной клетки (ребер, грудины) шину накладывать нельзя. Пострадавшему предлагают задержать дыхание на фазе выдоха и накладывают тугую повязку. После этого его просят дышать неглубоко и доставляют в травмпункт.

Растяжение

Растяжение — это повреждение связок (мышечных волокон, связок, сухожилий), в результате их сильного натяжения.

Признаки растяжения:

• боль и припухлость в суставе;
• иногда внутреннее кровоизлияние;
• нарушение функции и активности поврежденной части тела.

Первая помощь при растяжениях.

1. Обеспечить покой пострадавшему.
2. Приложить холод на поврежденный сустав.
3. Туго забинтовать.

Из этой статьи вы узнали, насколько важен опорно-двигательный аппарат для человека. Этот сложный механизм играет ключевую роль в нашей способности двигаться, стоять и выполнять различные действия. А что является важным для поддержания здоровья костей и мышц вы можете узнать из статьи «Здоровый образ жизни. Часть 2».

Термины

Кровоизлияние — скопление крови в мягких тканях, развивающееся вследствие внутреннего кровотечения.

Кровотечение — процесс выхода крови из кровеносных сосудов или полости сердца в окружающую среду или полости тела.

Миофиламенты — это структурные элементы мышц, состоящие из белков актина и миозина. Они обеспечивают сокращение мышц и выполнение движений.

Сводчатое строение (стопы) —  это особенность строения стопы, при которой ее средняя часть приподнята относительно краев. Это обеспечивает дополнительную амортизацию при ходьбе и беге, снижает нагрузку на суставы и позвоночник.

Эволюция —  это процесс развития и изменения живых организмов с течением времени.

Фактчек

• Скелет бывает осевым (череп, грудная клетка, позвоночный столб) и добавочным (пояс конечностей и сами конечности).
• В составе черепа есть два отдела — мозговой и лицевой, единственная кость, которая прикрепляется к другим подвижно — это нижняя челюсть. 
• Позвоночный столб состоит из пяти отделов: шейного, грудного, поясничного, крестцового и копчикового.
• Грудная клетка состоит из грудины и ребер, ребра бывают истинные, ложные, колеблющиеся.
• Скелет верхней/нижней конечности включает пояс верхней/нижней конечности и свободную конечность.
• Мышца состоит из брюшка и сухожилия, покрыта фасцией.
• Сокращение мышцы происходит за счет движения белков актина и миозина относительно друг друга. 
• Движение в суставе обеспечивается совместной работой мышц-синергистов и/или мышц-антагонистов.
• Среди основных травматических повреждений ОДА выделяют: вывих (полный неполный), перелом (открытый и закрытый) и растяжение.

Проверь себя

Задание 1.
Какая из костей относится к парным?

1. Затылочная
2. Клиновидная
3. Решетчатая
4. Теменная

Задание 2.
Какие по счету ребра являются ложными?

1. 1-6
2. 6-7
3. 8-10
4. 11-12

Задание 3.
Где располагается портняжная мышца?

1. В области черепа 
2. В области грудной клетки
3. В области верхней конечности 
4. В области нижней конечности 

Задание 4.
Какая кость лицевого отдела черепа не соединяется с другими костями?

1. Скуловая
2. Височная
3. Нижняя челюсть
4. Подъязычная

Ответы: 1. – 4; 2. – 3; 3. – 4; 4. – 4.