Костно-мышечная система
Костно-мышечная система выполняет опорно-двигательную функцию. Она состоит из скелета (рис. 1), кости которого служат рычагами, и прикрепленных к костям поперечно-полосатых мышц, которые выполняют роль силового агрегата.
Скелет состоит из костей и их соединений. Он выполняет функции опоры, движения и защиты. Опорная функция проявляется в том, что скелет поддерживает другие органы, придает телу постоянную форму и позволяет ему принимать определенные положения. Кости скелета в определенных пределах обеспечивают защиту внутренних жизненно важных органов от внешних грубых физических воздействий. Так, головной мозг находится в черепной коробке, а спинной — в спинномозговом канале, кости грудной клетки защищают сердце, легкие и другие органы, расположенные в ней, а кости таза — органы мочеполовой системы.
По форме все кости подразделяются на длинные (трубчатые кости конечностей), короткие (позвонки, пяточная кость) и плоские (лопатка, ребра, кости таза). Все кости покрыты надкостницей, которая является соединительно-тканной пластинкой, плотно сросшейся с костью. Из нее нервные волокна и сосуды проникают в кость и обеспечивают обменные процессы. Специальные клетки надкостницы — остеобласты — участвуют в образовании костной ткани как в период ее роста, так и при заживлении после переломов.
Рис. 1. Скелет человека:
1 — череп; 2 — позвоночный столб; 3 — ключица; 4 — ребро; 5 — грудина; 6 — плечевая кость; 7 — лучевая кость; 8 — локтевая кость; 9 — кости запястья; 10 — кости пясти; 11 — фаланги пальцев руки; 12 — кости таза; 13 — бедренная кость; 14 — надколенник; 15 — большеберцовая кость; 16 — малоберцовая кость; 17 — кости предплюсны; 18 — кости плюсны
Химический состав костей представлен водой, жиром, осеином — органическим веществом, обеспечивающим упругость, и неорганическими солями, придающими им твердость. С возрастом количество органического вещества у человека уменьшается, а количество неорганических солей увеличивается — кости теряют упругость и становятся хрупкими.
Кости скелета, соединяясь между собой, образуют остов, при этом в зависимости от функциональных особенностей сочленения бывают неподвижными, малоподвижными и подвижными. В неподвижных — движения отсутствуют или очень незначительны. Такие сочленения образуются с помощью волокнистой соединительной ткани (кости запястья, предплюсны, дужки позвонков и др.) или с помощью хряща (кости свода черепа, позвонки крестца). Малоподвижные соединения — полусуставы (лобковые, крестцово-копчиковое и некоторые другие сочленения) отличаются наличием зачатков суставной полости. Подвижные соединения костей называются суставами. В них сочленяемые поверхности костей покрыты хрящом и изолированы от окружающих тканей суставной сумкой, которая, прикрепляясь по краям суставных поверхностей, образует суставную полость. В суставной полости содержится небольшое количество вязкой жидкости, которая уменьшает трение суставных поверхностей. В зависимости от функции суставы бывают различной формы: шаровидные, позволяющие движения в трех плоскостях (плечевой, тазобедренный); эллипсоидные, обеспечивающие движения в двух плоскостях (соединение черепа с первым позвонком); блоковидные, разрешающие движения только в одной плоскости (коленный, локтевой); плоские, допускающие смещение (суставные отростки позвонков), и т. д.
Скелетные мышцы обеспечивают все движения, связанные с ходьбой, едой и трудовыми процессами. Их у человека около 600 пар, и они составляют почти 40% веса его тела. Мышцы прикрепляются к костям непосредственно или через сухожилия. Они перебрасываются через 1—2 и более суставов и при сокращении приводят кости в движение: сгибание, разгибание, приведение, отведение или вращение. Скелетные мышцы по функциям условно подразделяются на синергисты, производящие движение в одном направлении, и антагонисты, действующие противоположно. Практически каждое движение является сложным актом с участием многих мышц. Величина усилий и строгая последовательность их сокращений и расслаблений координируются центральной нервной системой (ЦНС).
Скелетные мышцы благодаря импульсам, поступающим по двигательным нервам из ЦНС, находятся в постоянном тонусе — состоянии некоторого напряжения. Это обеспечивает устойчивое положение тела. В работающей мышце резко возрастает интенсивность обменных процессов и количества поступающего кислорода становится недостаточно. Происходит накопление недоокисленных продуктов обмена, и в мышце развивается утомление, следствием которого является уменьшение силы сокращений. Для увеличения работоспособности мышцы решающее значение имеет тренировка.