Главная страница Костно-суставной аппарат человека
Костно-суставной аппарат человека
20.04.2011 23:34

 

КОСТНО—СУСТАВНОЙ АППАРАТ ЧЕЛОВЕКА


Конечности или колеса? Живой гранит. Сто «степеней свободы».

Большое эстетическое восхищение вызывает красота и совершенство человеческого тела, когда наблюдаешь за пластичными и четкими движениями гимнаста, за подвижными пальцами пианиста, за головокружительной игрой хоккеистов. Возможность движений поистине безгранична. Например, кисть при метании копья движется со скоростью 300 км в час, а пальцы при настройке радиоприемника — 0,0004 км в час. Сравните точность рабочих движений хирурга при операции с силовыми рывками штангиста.

Известный отечественный ученый М. М. Дитерихс писал: «Если бы, например, наши органы передвижения — нижние конечности были наиболее, совершенными колесами или гусеничными цепями, т. е. самыми целесообразными аппаратами из придуманных человеком для преодоления пространства, то организм не мог бы использовать значительной части тех возможностей, которые представляются ему именно системой рычагов, какой являются благодаря нашим суставам — наши конечности».

Как же устроен опорно—двигательный аппарат человека?

Главной опорой человеческого тела является скелет. Он состоит из 200 с лишним костей разной величины и формы. Особенность их строения обеспечивает прочность и относительную легкость. Условно костную ткань можно сравнить с железобетоном: органическая основа — клетки и окружающее их вещество — обладает большой упругостью и составляет как бы арматуру, а неорганическая основа — главным образом соли кальция — выполняет роль бетона. Считается, что плотность кости превышает плотность гранита, а упругость — больше упругости дерева. Бедренная кость, например, выдерживает давление груза в полторы тонны.

Кость становится мягкой, эластичной, причем ее можно даже завязать узлом, если погрузить в раствор кислоты, например, соляной, и удалить соль кальция. Но если прокалить на огне и сжечь органическое вещество, то она теряет эластичность и становится хрупкой, рассыпающейся от незначительной нагрузки.

У всех костей наружный слой более плотный — так называемое компактное вещество, под ним находится губчатое вещество, состоящее из балок (или перекладин) и имеющее сотообразное строение. В ячейках содержится красный мозг, вырабатывающий новые кровяные тельца.

Трубчатые кости имеют полость и в средней части напоминают трубки (отсюда и их название). Строителям хорошо известно, что сплошной стержень не имеет большей крепости, чем труба того же диаметра. Вот почему кости сохраняют прочность и имеют небольшой вес. Скелет взрослого человеку весит всего около 8 кг!

И еще одна деталь, соответствующая законам механики: положение перекладин зависит от направления сил давления и растяжения.

Скелет человека состоит из длинных, коротких и плоских костей. Форма их обусловлена тягой мышц, давлением окружающих тканей и органов. Все они имеют своеобразное строение, обеспечивающее выполнение сложных функций.

Череп создает прочную защиту головному мозгу, органам чувств и начальным отделам пищеварительных и дыхательных путей.

К костям туловища относятся: позвоночный столб, ребра, грудина; ключица, лопатки, таз. Позвоночный столб образован из 33—34 отдельных позвонков, расположенных один над другим таким образом, что тела их образуют массивный остов — столб, а дуги составляют канал, в котором расположен спинной мозг. Позвоночный столб разделяется на четыре отдела: шейный (7 позвонков), грудной (12), поясничный (5) и крестцовый (5 сросшихся позвонков). Заканчивается позвоночник копчиком из 4 — 5 сросшихся, позвонков.

Грудной отдел позвоночника, 12 пар ребер, грудина и ключицы образуют грудную клетку, в которой помещаются легкие, сердце крупные кровеносные сосуды, печень, селезенка. Кости таза вместе с крестцовым отделом позвоночника образуют мощное кольцо — таз, несущее большую нагрузку от давления верхних частей туловища и внутренних органов.

Верхние конечности имеют плечо, кости предплечья (лучевая и локтевая) и кисть (8 костей запястья, 5 пястных и 14 фаланг). Нижние конечности более мощные, они состоят из бедра, костей голени (большеберцовой и малоберцовой) и стопы (7 костей предплюсны, 5 плюсны и 14 фаланг).

Кости в человеческом организме составляют единую систему — скелет. Одни соединяются между собой хрящами, другие — волокнистой тканью. Большинство подвижных костей — истинными суставами, когда между ними имеется полость. Эпифизы двух сочленяющихся костей в области скольжения покрыты суставным гиалиновым хрящом. Толщина его 0,2—6 мм, упруг, эластичен, поверхность гладкая и блестящая. У взрослых людей он не имеет собственной сосудистой сети и его питание осуществляется внутрисуставной жидкостью или из соседних участков кости. Хрящ обеспечивает соответствие сочленяющихся поверхностей и уменьшает трение между ними, амортизируя толчки и сотрясения.

Область сочленения окружена сумкой (капсулой) из ткани, которая муфтообразно соединяет кости. Наружный (фиброзный) слой сумки очень крепок, в него вплетаются дополнительные связки и сухожильные волокна мышц. Внутренний представлен оболочкой, выстилающей полость сустава, за исключением самого хряща. Она вырабатывает , синовиальную жидкость, которая увлажняет поверхность хрящей. Проникая через отверстия фиброзной сумки, оболочка образует мешковидные выпячивания — завороты, а также ворсинки и складки, направленные внутрь сустава, где поддерживается отрицательное давление.

В полости некоторых суставов (например, в коленных) находятся мениски и диски, — они повышают конгруэнтность сочленяющихся поверхностей и являются дополнительными амортизаторами, а также внутрисуставные связки, укрепляющие сочленение.

Суставы окружены мышцами, прослойками рыхлой соединительной ткани и слизистыми сумками, которые дополнительно их укрепляют.

В теле человека насчитывается 230 суставов, форма их и строение соответствуют функции.

Суставы верхней конечности

Плечевой — благодаря шаровидной поверхности головки обеспечивает движение плечевой кости во многих направлениях: приведение — отведение, сгибание — разгибание, вращение внутрь — наружу, круговые движения.

Локтевой — обеспечивает сгибание и разгибание, а так— же ограниченное вращение вокруг вертикальной оси — поворот ладони вверх и вниз (супинация и пронация).

Лучезапястный — обеспечивает движение в двух плоскостях: сгибание — разгибание, приведение — отведение.

Межфаланговые — производят движение только в одной плоскости: сгибание — разгибание.

Суставы нижней конечности

Тазобедренный — способен к движению вокруг многих осей, поскольку, подобно плечевому, имеет шаровидную форму головки: сгибание — разгибание, приведение — отведение, вращение внутрь — наружу, круговые движения.

Коленный — производит сгибание — разгибание, а при согнутом положении — небольшие вращательные движения.

Голеностопный — осуществляет сгибание — разгибание, движения .в стороны и круговые.

Межфаланговые — движения возможны лишь в одной плоскости: сгибание — разгибание.

Позвоночник

Сложна биомеханика позвоночного столба. Позвонки соединены между собой двумя видами сочленений. Тела их — межпозвонковыми дисками. Диск состоит из двух частей — центральной, или студенистого ядра, и периферической, или фиброзного кольца. Ядро представляет вязкое, богатое водой (до 85 процентов) белковое вещество, фактически не поддающееся сжатию, что и придает ему роль гидравлического амортизатора. Состояние ядра определяет в основном высоту диска. Днем вещество ядра теряет определенное количество жидкости (под влиянием статического давления), а ночью при горизонтальном положении тела оно восстанавливается. Вот почему в росте тела наблюдаются суточные колебания.

Второй вид сочленения — истинные суставы (парные) в области дужек. Имеется массивная система связок, укрепляющая позвоночный столб. Несмотря на небольшие движения, которые происходят между двумя соседними позвонками, в сумме они дают хорошую подвижность всего позвоночника.

Позвоночный столб в нормальных условиях имеет четыре изгиба в переднезаднем направлении: два вперед — в шейном и поясничном отделах (лордоз) и два назад — в грудном и крестцовом отделах (кифоз). Они позволяют рационально распределять тяжесть тела и регулировать положение центра тяжести.

Наиболее подвижными являются шейный и поясничный отделы позвоночника, менее подвижен — грудной отдел. Возможны движения вперед — назад, в стороны, вращательные движения (круговые).

Попытаемся охарактеризовать движения в суставах языком механики. Известно, что свободно расположенное в пространстве тело может перемещаться в шести направлениях: в трех линейных и трех вращательных взаимно перпендикулярных. Иными словами, это тело обладает шестью «степенями свободы». Проводя аналогию, можно сказать, что межфаланговый сустав имеет одну «степень свободы», лучезапястный — две, а плечевой — три. Но если сложим возможности движения руки в целом, то заметим, что «степеней свободы» у нее будет восемь, а если суммировать все возможные движения головы, рук, ног по отношению к туловищу, то «степеней свободы» будет более ста...

Сустав дает возможность сочленяющимся костям совершать относительно друг друга движения. Но для совершения движения к ним нужно приложить активную силу. Органами, приводящими в движение человеческое тело, являются мышцы. Они способны изменять свою длину — укорачиваться и удлиняться. Прикрепляясь концами (сухожилиями), сокращаясь и расслабляясь, заставляют двигаться сочленяющиеся кости. Велико значение мышечной активности. По этому поводу крупный русский ученый И. М. Сеченов писал: «Все бесконечное разнообразие внешних проявлений мозговой деятельности сводится окончательно к одному лишь явлению — мышечному движению. Смеется ли ребенок при виде игрушки, улыбается ли Гарибальди, когда его гонят за излишнюю любовь к родине, дрожит ли девушка при первой мысли о любви, создает ли Ньютон мировые законы и пишет их на бумаге, — везде окончательным фактором является мышечное движение».

Общая масса мышц в теле человека велика, и они составляют несколько меньше половины веса тела (при хорошо развитой мускулатуре). Те, которые приводят в движение опорно-двигательный аппарат, называются скелетными, или поперечнополосатыми. Их много, более 400, и сокращаются они в зависимости от нашей воли. Мышцы внутренних органов, или гладкие, действуют автономно.

Каждая из мышц сокращается под влиянием поступающего к ней нервного импульса. Имеются два вида волокон, объединяющие нервные окончания. По одним раздражения от мышцы идут в спинной и головной мозг (центростремительные), по другим импульсы направляются из центральной нервной системы к мышцам (центробежные). Таким образом, центральная нервная система получает информацию о состоянии рабочих органов движения (мышц, сухожилий и т. д.), перерабатывает их и посылает командные импульсы. Комплекс ощущений, позволяющих контролировать положение тела и отдельных его частей в покое и при движении, называется «мышечным чувством».

Мышцы нашего тела всегда несколько напряжены даже в покое, что создает плавность и координированность движений. Обычно движение сустава обеспечивает несколько мышц. Если одновременно сокращаются мышцы противоположного действия, то движения в суставе может и не быть, но он прочно фиксируется в определенном положении. Устойчивая фиксация в ряде суставов позволяет человеку принимать определенную позу. Возможность производить разнообразные движения с одновременным созданием рациональных поз является непременным условием выполнения трудовых процессов. Если учесть, что тело человека имеет несколько сот скелетных мышц, то можно себе представить ту огромную координирующую работу, которую выполняет центральная нервная система при сложных движениях.

 

Обновлено 21.04.2011 00:54
 

Заболевания

Яндекс.Метрика