Скелетные мышцы. Скелет человека и его функции Макроскопическое строение кости

Внутренних органов, кожи, сосудов.

Скелетные мышцы совместно со скелетом составляют опорно-двигательную систему организма, которая обеспечивает поддержание позы и перемещение тела в пространстве. Кроме того, они выполняют защитную функцию, предохраняя внутренние органы от повреждений.

Скелетные мышцы являются активной частью опорно-двигательного аппарата, включающего также кости и их сочленения, связки, сухожилия. Масса мышц может достигать 50% общей массы тела.

С функциональной точки зрения к двигательному аппарату можно отнести и моторные нейроны, посылающие нервные импульсы к мышечным волокнам. Тела моторных нейронов, иннервирующих аксонами скелетную мускулатуру, располагаются в передних рогах спинного мозга, а иннервирующих мышцы челюстно-лицевой области — в моторных ядрах ствола мозга. Аксон мотонейрона при входе в скелетную мышцу ветвится, и каждая веточка участвует в формировании нервно-мышечного синапса на отдельном мышечном волокне (рис. 1).

Рис. 1. Разветвления аксона моторного нейрона на аксонные терминалы. Электронограмма

Рис. Строение скелетной мышцы человека

Скелетные мышцы состоят из мышечных волокон, которые объединяются в мышечные пучки. Совокупность мышечных волокон, иннервируемых веточками аксона одного моторного нейрона, называют двигательной (или моторной) единицей. В глазных мышцах 1 двигательная единица может содержать 3-5 мышечных волокон, в мышцах туловища — сотни волокон, в камбаловидной мышце — 1500-2500 волокон. Мышечные волокна 1 двигательной единицы имеют одинаковые морфофункциональные свойства.

Функциями скелетных мышц являются:

• передвижение тела в пространстве;
• перемещение частей тела относительно друг друга, в том числе осуществление дыхательных движений, обеспечивающих вентиляцию легких;
• поддержание положения и позы тела.

Скелетные мышцы вместе со скелетом составляют опорно-двигательную систему организма, которая обеспечивает поддержание позы и перемещение тела в пространстве. Наряду с этим скелетные мышцы и скелет выполняют защитную функцию, предохраняя внутренние органы от повреждения.

Кроме того, поперечно-полосатые мышцы имеют значение в выработке тепла, поддерживающего температурный гомеостаз, и в депонировании некоторых питательных веществ.

Рис. 2. Функции скелетных мышц

Физиологические свойства скелетных мышц

Скелетные мышцы обладают следующими физиологическими свойствами.

Возбудимость. Обеспечивается свойством плазматической мембраны (сарколеммы) отвечать возбуждением на поступление нервного импульса. Из-за большей разности потенциала покоя мембраны поперечно-полосатых мышечных волокон (Е 0 около 90 мВ) возбудимость их ниже, чем нервных волокон (Е 0 около 70 мВ). Амплитуда потенциала действия у них больше (около 120 мВ), чем у других возбудимых клеток.

Это позволяет на практике достаточно легко регистрировать биоэлектрическую активность скелетных мыши. Длительность потенциала действия составляет 3-5 мс, что определяет короткую продолжительность фазы абсолютной рефрактерности возбужденной мембраны мышечных волокон.

Проводимость. Обеспечивается свойством плазматической мембраны формировать локальные круговые токи, генерировать и проводить потенциал действия. В результате потенциал действия распространяются по мембране вдоль мышечного волокна и вглубь по поперечным трубочкам, формируемым мембраной. Скорость проведения потенциала действия составляет 3-5 м/с.

Сократимость. Представляет собой специфическое свойство мышечных волокон изменять свою длину и напряжение вслед за возбуждением мембраны. Сократимость обеспечивается специализированными сократительными белками мышечного волокна.

Скелетные мышцы обладают также вязкоэластическими свойствами, имеющими важное значение для расслабления мышц.

Рис. Скелетные мышцы человека

Физические свойства скелетных мышц

Скелетные мышцы характеризуются растяжимостью, эластичностью, силой и способностью совершать работу.

Растяжимость - способность мышцы изменять длину под действием растягивающей силы.

Эластичность - способность мышцы восстанавливать первоначальную форму после прекращения действия растягивающей или деформирующей силы.

- способность мышцы поднимать груз. Для сравнения силы различных мышц определяют их удельную силу путем деления максимальной массы на число квадратных сантиметров ее физиологического сечения. Сила скелетной мышцы зависит от многих факторов. Например, от числа двигательных единиц, возбуждаемых в данный момент времени. Также она зависит от синхронности работы двигательных единиц. Сила мышцы зависит и от исходной длины. Существует определенная средняя длина, при которой мышца развивает максимальное сокращение.

Сила гладких мышц тоже зависит от исходной длины, синхронности возбуждения мышечного комплекса, а также от концентрации ионов кальция внутри клетки.

Способность мышцы совершать работу. Работа мышцы определяется произведением массы поднятого груза на высоту подъема.

Работа мышц возрастаете увеличением массы поднимаемого груза, но до определенного предела, после которого увеличение груза приводит к уменьшению работы, т.е. снижается высота подъема. Максимальная работа совершается мышцей при средних нагрузках. Это называется законом средних нагрузок. Величина мышечной работы зависит от числа мышечных волокон. Чем толще мышца, тем больший груз она может поднять. Длительное напряжение мышцы приводит к ее утомлению. Это обусловлено истощением энергетических запасов в мышце (АТФ, гликоген, глюкоза), накоплением молочной кислоты и других метаболитов.

Вспомогательные свойства скелетной мускулатуры

Растяжимость — это способность мышцы изменять свою длину под действием растягивающей ее силы. Эластичность — способность мышцы принимать свою первоначальную длину после прекращения действия растягивающей или деформирующей силы. Живая мышца обладает малой, но совершенной эластичностью: уже небольшая сила способна вызвать относительно большое удлинение мышцы, а возвращение ее к первоначальным размерам является полным. Это свойство очень важно для осуществления нормальных функций скелетных мышц.

Сила мышцы определяется максимальным грузом, который мышца в состоянии поднять. Для сравнения силы различных мышц определяют их удельную силу, т.е. максимальный груз, который мышца в состоянии поднять, делят на число квадратных сантиметров ее физиологического поперечного сечения.

Способность мышцы совершать работу. Работа мышцы определяется произведением величины поднятого груза на высоту подъема. Работа мышцы постепенно увеличивается с увеличением груза, но до определенного предела, после которого увеличение груза приводит к уменьшению работы, так как снижается высота подъема груза. Следовательно, максимальная работа мышцей производится при средних величинах нагрузок.

Утомление мышц. Мышцы не могут работать беспрерывно. Длительная работа приводит к снижению их работоспособности. Временное понижение работоспособности мышцы, наступающее при длительной работе и исчезающее после отдыха, называется утомлением мышцы. Принято различать два вида утомления мышц: ложное и истинное. При ложном утомлении утомляется не мышца, а особый механизм передачи импульсов с нерва на мышцу, называемый синапсом. В синапсе истощаются резервы медиаторов. При истинном утомлении в мышце происходят следующие процессы: накопление недоокисленных продуктов распада питательных веществ вследствие недостаточного поступления кислорода, истощение запасов источников энергии, необходимой для мышечного сокращения. Утомление проявляется уменьшением силы сокращения мышцы и степени расслабления мышцы. Если мышца на некоторое время прекращает работу и находится в состоянии покоя, то восстанавливается работа синапса, а с кровью удаляются продукты обмена и доставляются питательные вещества. Таким образом, мышца вновь приобретает способность сокращаться и производить работу.

Одиночное сокращение

Раздражение мышцы или иннервирующего ее двигательного нерва одиночным стимулом вызывает одиночное сокращение мышцы. Различают три основные фазы такого сокращения: латентная фаза, фаза укорочения и фаза расслабления.

Амплитуда одиночного сокращения изолированного мышечного волокна от силы раздражения не зависит, т.е. подчиняется закону «все или ничего». Однако сокращение целой мышцы, состоящей из множества волокон, при ее прямом раздражении зависит от силы раздражения. При пороговой силе тока в реакцию вовлекается лишь небольшое число волокон, поэтому сокращение мышцы едва заметно. С увеличением силы раздражения число волокон, охваченных возбуждением, возрастает; сокращение усиливается до тех пор, пока все волокна не оказываются сокращенными («максимальное сокращение») — этот эффект называется лестницей Боудича. Дальнейшее усиление раздражающего тока на сокращение мышцы не влияет.

Рис. 3. Одиночное сокращение мышцы: А — момент раздражения мышцы; а-6 — скрытый период; 6-в — сокращение (укорочение); в-г — расслабление; г-д — последовательные эластические колебания.

Тетанус мышцы

В естественных условиях к скелетной мышце из центральной нервной системы поступают не одиночные импульсы возбуждения, которые служат для нее адекватными раздражителями, а серии импульсов, на которые мышца отвечает длительным сокращением. Длительное сокращение мышцы, возникающее в ответ на ритмическое раздражение, получило название тетанического сокращения, или тетануса. Различают два вида тетануса: зубчатый и гладкий (рис. 4).

Гладкий тетанус возникает, когда каждый последующий импульс возбуждения поступает в фазу укорочения, а зубчатый - в фазу расслабления.

Амплитуда тетанического сокращения превышает амплитуду одиночного сокращения. Академик Н.Е. Введенский обосновал изменчивость амплитуды тетануса неодинаковой величиной возбудимости мышцы и ввел в физиологию понятия оптимума и пессимума частоты раздражения.

Оптимальной называется такая частота раздражения, при которой каждое последующее раздражение поступает в фазу повышенной возбудимости мышцы. При этом развивается тетанус максимальной величины (оптимальный).

Пессимальной называется такая частота раздражения, при которой каждое последующее раздражение осуществляется в фазу пониженной возбудимости мышцы. Величина тетануса при этом будет минимальной (пессимальной).

Рис. 4. Сокращение скелетной мышцы при разной частоте раздражения: I — сокращение мышцы; II — отметка частоты раздражения; а — одиночные сокращения; б- зубчатый тетанус; в — гладкий тетанус

Режимы мышечных сокращений

Для скелетных мышц характерны изотонический, изометрический и смешанный режимы сокращения.

При изотоническом сокращении мышцы изменяется ее длина, а напряжение остается постоянным. Такое сокращение происходит в том случае, когда мышца не преодолевает сопротивления (например, не перемещает груз). В естественных условиях близкими к изотоническому типу сокращениями являются сокращения мышц языка.

При изометрическом сокращении в мышце во время ее активности нарастает напряжение, но из-за того, что оба конца мышцы фиксированы (например, мышца пытается поднять большой груз), она не укорачивается. Длина мышечных волокон остается постоянной, меняется лишь степень их напряжения.

Сокращаются по аналогичным механизмам.

В организме сокращения мышц никогда не бывают чисто изотоническими или изометрическими. Они всегда имеют смешанный характер, т.е. происходит одновременное изменение и длины, и напряжения мышцы. Такой режим сокращения называется ауксотоническим, если преобладает напряжение мышцы, или ауксометрическим, если преобладает укорочение.

Глава 1

Позвоночник и суставы: строение и функции

Для того чтобы понять, почему нас начинают беспокоить спина и суставы, нужно сначала разобраться, что же они собой представляют. Одна из главных составляющих существования человека – способность к движению. Эту функцию в нашем организме выполняет опорно-двигательный аппарат.

Опорно-двигательный аппарат в организме человека, аппарат движения, представлен костями, их соединениями и скелетными поперечно-полосатыми мышцами. Состоит он из активной части (мышц) и пассивной (скелетной системы).

Скелетная система представляет собой кости, образующие с помощью соединений скелет.

206 костей, из которых состоит скелет человека, выполняют пять основных функций.

1. Защитная: скелетная система защищает многие жизненно важные органы – сердце, головной и спинной мозг и др.

Масса костей у мужчин больше, чем у женщин, и составляет от 9 до 18 % от общей массы тела. У женщин этот показатель равен 8,6–15 %.

2. Опорная: скелет оказывает поддержку мягким тканям, позволяя сохранять прямое положение тела, его форму.

3. Двигательная: кости формируют рычаги, к которым прикреплены мышцы.

4. Кроветворная: красный костный мозг кости отвечает за производство клеток крови.

5. Участие в обмене веществ: кости служат «хранилищем» для кальция, фосфора, натрия, калия и других минералов, жира (желтого костного мозга).

В теле человека кости скелета посредством различных видов соединений (рис. 1) составляют общую функциональную систему.

Различают три вида соединений костей:

1) непрерывные:

Синартрозы (характеризуются большой прочностью и малой подвижностью);

Фиброзные: синдесмозы (связки и мембраны), швы, гомфозы (зубоальвеолярные вколачивания);

Хрящевые: синхондрозы – межпозвоночные диски, соединение между I ребром и грудиной;

Костные: синостозы – крестец, копчик, где позвонки срастаются друг с другом;

Симфиз (полусуставы): лобковый симфиз;

2) прерывистые (суставы), обладающие наибольшей подвижностью. Такое название суставы получили потому, что соединение костей разделено щелью;

3) переходные. К этой группе относятся полусуставы (гемиартрозы) – промежуточная форма между непрерывными и прерывными суставными соединениями (хрящевое соединение лобковых костей).

Все суставы имеют сходное строение (рис. 2), каждый включает в себя:

Суставные поверхности – концы соединяющихся костей;

Суставный хрящ (им покрыты суставные поверхности), уменьшающий трение поверхностей друг об друга, облегчающий скольжение и выполняющий функцию амортизатора;

Суставную капсулу (суставную сумку), окружающую каждый сустав. Она состоит из плотной волокнистой соединительной ткани, внутренний слой которой выстлан тонкой синовиальной мембраной;

Суставную полость – пространство внутри суставной капсулы между суставными поверхностями;

Синовиальную жидкость, заполняющую суставную полость. Она играет роль смазочного материала, обеспечивает питание суставного хряща и вырабатывается синовиальной мембраной.

Суставы делятся на:

Простые – сочленяют две кости (плечевой, тазобедренный, межфаланговые);

Сложные – соединяют более двух костей (лучезапястный, голеностопный);

Комплексные – с дополнительными образованиями (дисками или менисками) в капсуле (коленный, грудино-ключичный, акромиально-ключичный);

Комбинированные – суставы с отдельными суставными сумками, но функционирующие одновременно (височно-нижнечелюстной).

Добавочные образования суставов (диски, мениски, суставные губы) играют роль амортизаторов, способствуют более равномерному распределению давления одной кости на другую.

Снаружи суставы укреплены связками, они:

Тормозят (ограничивают) движение, предотвращая травму сустава;

Направляют движения;

Укрепляют суставную сумку;

Утолщают суставную капсулу.

Существуют еще и внутрисуставные связки, например крестообразные в коленном суставе.

Подвижность суставов зависит от таких факторов, как:

Форма и конгруэнтность суставных поверхностей (чем больше соответствуют друг другу соединяющиеся поверхности, тем меньше подвижность);

Состояние добавочных образований суставов (чем толще капсула, прочнее связки, тем подвижность меньше);

Состояние окружающих мышц (при наличии спазма в мышце, окружающей сустав, уменьшается его подвижность);

Температура (чем она выше, тем больше подвижность);

Время суток (к вечеру подвижность увеличивается);

Возраст (у детей подвижность высокая, в пожилом возрасте она уменьшается);

Пол (у женщин подвижность выше).

Термины, использующиеся для описания движений.

Сгибание – движение, которое приводит к уменьшению угла между передними поверхностями сочлененных костей.

Разгибание – движение, которое приводит к увеличению угла между передними поверхностями сочлененных костей.

Отведение – движение от средней линии тела (совершается рукой или ногой).

Приведение – движение части тела к средней линии тела.

Вращение – движение части тела без изменения угла сочленяющихся костей (например, вращение предплечья внутрь или наружу).

Суставные поверхности костей неодинаковы. Их форма зависит от того, какие движения выполняются в данном суставе (рис. 3).

Движения в суставах в зависимости от их формы классифицируются следующим образом.

Движения в одной плоскости (одноосные суставы):

Винтообразные (плечелоктевой);

Блоковидные (голеностопный, межфаланговые);

Цилиндрические (между I и II позвонками, лучелоктевые суставы).

Движения в двух плоскостях (двуосные суставы):

Мыщелковые (коленный сустав, пястно-фаланговые и плюснефаланговые суставы);

Седловидные (запястно-пястный сустав большого пальца);

Эллипсовидные (лучезапястный).

Движения в трех плоскостях (трехосные суставы):

Шаровидные (плечевой);

Чашеобразные (тазобедренный);

Плоские (межпозвоночные).

Скелет человека (рис. 4) разделяют на осевой и добавочный. К осевому, более сложно устроенному скелету относят позвоночный столб, грудную клетку и череп, к добавочному – кости верхних и нижних конечностей.

Череп состоит из 23 костей, соединенных между собой синантрозами – черепными швами. Нижняя челюсть соединена с черепом при помощи двух суставов.

Скелет туловища состоит из позвоночного столба и грудной клетки.

Позвоночный столб (рис. 5, 9) представлен 32–34 позвонками (рис. 6), которые как самостоятельные отдельные кости имеются только в скелете новорожденных. В позвоночном столбе взрослого человека различают 7 шейных, 12 грудных (рис. 7), 5 поясничных (рис. 8), 5 крестцовых позвонков, сросшихся в единую кость (крестец), и 3–5 копчиковых позвонков, сросшихся в копчик.

Позвонки в различных отделах позвоночного столба (позвоночника) имеют общий план строения, но для каждого из них характерны свои особенности.

Каждый позвонок имеет тело и дугу, которая замыкает позвоночное отверстие. При соединении позвонков эти отверстия формируют позвоночный канал, в котором размещается спинной мозг.

От дуги позвонка отходят отростки. Мы можем нащупать их у себя на спине. Как раз они и формируют «рисунок позвоночника», когда мы наклоняемся.

Два поперечных отростка отходят от дуги позвонка в стороны, и, наконец, две пары суставных отростков (верхние и нижние) формируют межпозвоночные суставы. К отросткам позвонков прикрепляются связки и мышцы.

Таким образом, между позвонками находятся два типа соединений – межпозвоночные суставы между суставными отростками и межпозвоночные диски между телами позвонков.

Межпозвоночные диски поглощают толчки и удары, возникающие при движениях, т. е. играют еще и роль амортизатора. Связано это с тем, что каждый диск имеет упругий пружинящий центр – пульпозное ядро, окруженное прочным фиброзным кольцом. Движение в пределах ядра позволяет позвонкам покачиваться друг относительно друга. Это обеспечивает гибкость, которая нужна для формирования физиологических изгибов и движений.

Крестцовые позвонки у взрослого человека срастаются друг с другом и образуют единую кость – крестец, имеющий форму треугольника. Копчиковые позвонки образуют копчик.

Свободные движения и амортизация возможны благодаря естественным изгибам позвоночника и мышцам спины, которые обеспечивают эти движения и поддерживают позвоночный столб в правильном положении.

Правильным считается такое положение позвоночника, когда имеются четыре естественных (физиологических) изгиба. В шейном и поясничном отделах позвонки несколько выгнуты вперед, а в грудном и крестцовом – назад. Распределяя вес тела на весь позвоночник, изгибы уменьшают вероятность повреждения и выполняют функцию амортизатора при ходьбе, беге, прыжках.

Когда все эти составные части здоровы (мышцы, суставы, межпозвоночные диски), а физиологические изгибы позвоночника достаточно выражены, мы выдерживаем вес собственного тела без признаков боли и дискомфорта.

Объем движений в межпозвоночных суставах очень невелик, однако за счет того, что этих суставов много, обеспечивается большое разнообразие движений (вращение, сгибание и разгибание, наклоны в стороны).

Крупные суставы верхней конечности представлены на рисунке 10.

Плечевая кость относится к длинным трубчатым костям. Через локтевой сустав она соединяется с предплечьем. В состав предплечья входят две кости: локтевая и лучевая. Локтевая кость на предплечье расположена на одной стороне с мизинцем, а лучевая кость – на одной стороне с большим пальцем.

Кисть имеет ладонную и тыльную поверхности. В скелете кисти выделяют кости запястья, пястные кости и кости фаланг пальцев. Костная основа кисти состоит из 27 костей.

Плечевой сустав

Руки в плечевом суставе (рис. 11) имеют высокую подвижность, так как его конгруэнтность незначительна, капсула сустава тонкая и свободная, а связок почти нет. Поэтому здесь возможны частые (называемые привычными) вывихи и повреждения.

Плечевой сустав – трехосный шаровидный сустав, образованный головкой плечевой кости и суставной впадиной латерального конца ости лопатки. Сустав укрепляется клювовидно-плечевой связкой и мышцами. Движения в суставе возможны вокруг трех осей: сгибания (поднятия руки вперед до горизонтального уровня) и разгибания, отведения (до горизонтального уровня) и приведения, вращения всей конечности. В отведении и сгибании плеча выше горизонтального уровня участвует также грудино-ключичный сустав.

Локтевой сустав

Локтевой сустав (рис. 12) сложный, состоящий из плече-локтевого, плечелучевого и проксимального лучелоктевого суставов. Движение в нем осуществляется вокруг двух осей: сгибания, разгибания и вращения предплечья.

Крупные суставы нижней конечности представлены на рисунке 13.

Скелет свободной нижней конечности образован бедренной костью, надколенником, костями голени (большеберцовой и малоберцовой костями) и стопой.

Кости стопы разделяют на кости предплюсны, плюсны и кости фаланг пальцев. Скелет стопы имеет особенности, зависящие от ее роли как части опорного аппарата при вертикальном положении. Кости стопы образуют один поперечный и пять продольных сводов, обращенных вогнутостью к подошве, а выпуклостью – в тыльную сторону.

Наружный край стопы стоит ниже, почти касаясь поверхности опоры, и называется опорным сводом. Внутренний край приподнят и открыт с медиальной стороны. Это рессорный свод. Подобное строение стопы смягчает толчки и обеспечивает эластичность ходьбы. Поперечный свод расположен на уровне наивысших точек пяти продольных сводов. Уменьшение выраженности сводов стопы называется плоскостопием.

Тазобедренный сустав представлен на рисунке 14.

Тазобедренный сустав образован вертлужной впадиной тазовой кости и головкой бедренной кости. Внутри полости тазобедренного сустава находится связка головки бедра. Она играет роль амортизатора при движении.

Движения в тазобедренном суставе происходят вокруг трех осей: сгибания и разгибания, приведения и отведения, вращения внутрь и наружу.

Коленный сустав образован тремя костями: бедренной, большеберцовой и надколенником (в народе называемым коленной чашечкой). Суставные поверхности большеберцовой и бедренной костей дополнены внутрисуставными хрящами: полулунными медиальными и латеральными менисками. Мениски, являясь эластичными образованиями, амортизируют сотрясения, передающиеся от стопы по длине конечности при ходьбе, беге и прыжках.

Внутри полости сустава проходят передняя и задняя крестообразные связки, соединяющие бедренную и больше-берцовую кости. Они еще больше укрепляют сустав.

Коленный сустав – сложный блоковидно-вращательный сустав. Движения в нем следующие: сгибание и разгибание голени и, кроме этого, незначительные вращательные движения голени вокруг оси. Последнее движение возможно при полусогнутом колене.

Голеностопный сустав образован обеими костями голени и таранной костью стопы. Сустав укреплен связками, идущими со всех сторон от костей голени к таранной, ладьевидной и пяточным костям. По форме суставных поверхностей сустав относится к блоковидным. Производимые в суставе движения – сгибание и разгибание стопы, небольшие движения в стороны (отведение и приведение) – возможны при сильном подошвенном сгибании.

Скелет - это система закономерно соединенных между собой костей и хря­щей, развивающаяся из мезодермы, составляющая основу тела и жесткую несущую конструкцию, обеспечивающую в комплексе с мускулатурой статику и динамику животного. Уже из этого определения можно представить себе, что скелет - это полифункциональная система. Но ведущей функцией его является движение, которое обеспечивает животную жизнь: отыскание пищи и сородича, спасение от врагов, миграцию животного. Кости скелетной системы, как рычаги движения, имеют разнообразную форму, сложившуюся в процессе эволюции. Они служат местом приложения силы мышц и трансформации этой силы в поступательные движения, и только высокая надежность скелета, как прочной и упругой кон­струкции, может обеспечить необходимую подвижность животного. Это особенно важно для диких животных, так как даже кратковременный выход из строя органов движения приводит их к гибели. Поэтому генеральным направлением эволюции локомоторного аппарата у диких сородичей наших домашних животных явилась выработка максимальной скорости бега, а также совершенствование статики - возможности отдыхать стоя. Скелет, таким образом, выполняет не только функцию передвижения, но и опоры.

Другими механическими функциями скелетной системы являются защита ряда важнейших органов. Скелет, являясь вместилищем головного и спинного мозга, обеспечивает защиту их от внешних воздействий, а благодаря упругости и рессорности предохраняет от толчков и сотрясений. В начале своего появ­ления скелет служил органом защиты от воздействия внешней среды и от врагов. У современных животных скелет формирует защитную стенку для таких жизненно важных органов, расположенных в грудной полости, как сердце, легкие, а в тазовой полости - органов размножения.

Рессорность и упругость скелета обеспечивает плавность поступательных движений животных в условиях гравитации и осуществляется, прежде всего, такими органами, как суставы. Кости, как известно, в суставах сочленяются под углами различной величины и эпифизы костей, участвующих в образовании суставов, имеют губчатое вещество строение. Важными рессорными элементами скелетной системы служат также губчатые кости, составляющие основу позвоночного столба, запястного и заплюсневого сустава, а также подвижная и упругая костно-хрящевая основа грудной клетки.

Скелет выполняет и ряд биологических функций.

Он участвует в минераль­ном обмене, заключая в себе огромные запасы неорганических соединений: солей; кальция, фосфора, железа и пр. Минерализация и деминерализация скелета - это составная часть сложных обменных процессов в организме, особенно минерального обмена, от которого в значительной степени зависит рост животного и его продуктивность. Ветеринарный специалист должен учитывать, что количественные соотношения минеральных солей в скелетной системе изменяются с возрастом, зависят от пола животного, стельности, условий кормления и содержания, характер минеральной подкормки и интен­сивности использования дойного стада. Стремление получить максимум молока или другого продукта без проявления соответствующей заботы о сохранении здоровья животного может привести к ослаблению конституционных и продуктивных качеств и в конечном итоге к болезням обмена веществ. Когда в кормах недостаточно витаминов и минеральных солей, организм черпает кальций из костей. На этой почве кости скелета теряют твердость, деформируются (иск­ривляются), у молодняка развивается рахит, а у коров - остеомаляция. При этих заболеваниях поражается вся система скелета.

В первую очередь деминерализуются и рассасываются наименее нагруженные кости (например, последние хвостовые позвонки и др.).

В губчатом веществе костей вырабатываются клетки крови. Причем функция кроветворения во многом зависит от двигательной активности животного, которая способствует лучшему обмену веществ в костном мозге как органе кроветворения. Скелет служит органом биологической защиты организма, пос­кольку здесь вырабатываются защитные (иммунные) тела, имеющие прямое отно­шение к сохранению естественной устойчивости организма животных к заболе­ваниям.

В силу своей функции скелет животных является одним из наиболее точ­ных показателей развития организма, а костная ткань, несмотря на кажущу­юся стабильность, находится в состоянии непрерывной перестройки в зави­симости от функционального состояния организма.

Скелет в целом придает определенный характер внешнему облику животных (экстерьере), определенные пропорции тела, обусловливая типовые особен­ности конституции (совокупность морфологических и функциональных особен­ностей организма). Это важно с практических позиций, поскольку с тем или иным типом конституции связаны такие ценные качества, как здоровье, приспособляемость, жизнестойкость, способность к откорму, половая деятельность, скороспелость животных. Кости, их бугры и отростки служат не только местом прикрепления мышц, но и ориентирами для определения топографии внутренних органов и для выполнения зоотехнических измерений, А при изучении анатомии скелет, как пишет академик В. В. Куприянов, служит бесподобным немым "подсказчиком", поскольку по нему легко ориентироваться в расположении всех органов. И даже А. С. Пушкин в стихотворении "Послание к Дельвигу» проникновенно сказал:

«... скелет

Предмет, философам любезный,

Предмет приятный и полезный

Для глаз и сердца…»

Известно, например, что более половины меченых атомов радиоактивного кальция, введенного в организм животного, уже через сутки обнаруживается в костной ткани. Радиоактивный стронций тоже имеет тенденцию к накоплению в костях, что послужило основанием для изучения закономерностей окостенения скелета методом авторадиографии.

Исследования последних лет показали, что скелетная система представ­ляет обширное депо крови, где сосредоточено до 50% всей крови, содержащей­ся в организме. Между тем взаимосвязь кровеносной и скелетной систем пока ещё полностью не раскрыта, поэтому проблема депонирующей и кровопроводящей функций костей в настоящее время находится в центре внимания исследований.

Таким образом, скелет - это живая система , которая в процессе индиви­дуальной жизни претерпевает глубокие изменения в зависимости от условий обитания, образа жизни, характера питания и эксплуатации, условий и систе­мы содержания, изменения в связи с кроветворной функцией, приспособлением организмов к дыханию. Этим и объясняются различия в степени развития скелета

В анатомофункциональном отношении различают осевой и периферический скелет. Осевой скелет в свою очередь подразделяют на скелет головы (череп) и скелет туловища, состоящий из позвоночного столба, ребер и грудины. Периферический скелет представлен костями грудных и тазовых конечностей.

Страница 1 из 8

Пассивную часть опорно-двигательного аппарата человека составляет комплекс костей и их соединений - скелет. Скелет состоит из костей черепа, позвоночника и грудной клетки (так называемый осевой скелет), а также костей верхних и нижних конечностей (добавочный скелет).

Скелет обладает высокой прочностью и гибкостью, которая обеспечивается способом соединения костей друг с другом. Подвижное соединение большинства костей придает скелету необходимую гибкость и обеспечивает свободу движений. Помимо фиброзных и хрящевых непрерывных соединений (ими в основном соединяются между собой кости черепа), в скелете существует несколько видов менее жестких соединений костей. Каждый из типов соединения зависит от требуемой степени подвижности и вида нагрузок на данный участок скелета. Соединения с ограниченной подвижностью называются полусуставами или симфизами, а прерывные (синовиальные) соединения - суставами. Сложная геометрия суставных поверхностей в точности отвечает степени свободы данного соединения.

Кости скелета участвуют в процессах кроветворения и в минеральном обмене, а костный мозг является важной составной частью иммунной системы организма. Кроме того, составляющие скелет кости служат опорой для органов и мягких тканей тела, обеспечивают защиту жизненно важных внутренних органов.

Скелет человека продолжает свое формирование в течение всей жизни: кости постоянно обновляются и растут, отвечая росту всего организма; отдельные кости (например, копчиковые или крестцовые), которые у детей существуют раздельно, по мере взросления срастаются в единую кость. К моменту рождения кости скелета окончательно еще не сформированы и многие из них состоят из хрящевой ткани.

Череп плода в возрасте 9 месяцев еще не представляет собой жесткую конструкцию; составляющие его отдельные кости не срослись, что должно обеспечить относительно легкое прохождение по родовым путям. Другие отличительные особенности: не полностью развитые кости пояса верхних конечностей (лопатки и ключицы); большинство костей запястья и предплюсны еще хрящевые; к моменту рождения не сформированы также и кости грудной клетки (у новорожденного мечевидный отросток хрящевой, а грудина представлена отдельными, не сросшимися между собой костными точками). Позвонки в этом возрасте разделены относительно толстыми межпозвоночными дисками, а сами позвонки еще только начинают формироваться: тела и дуги позвонков не срослись и представлены костными точками. Наконец, тазовая кость к этому моменту состоит лишь из костных зачатков седалищной, лобковой и подвздошной костей.

Скелет взрослого человека состоит более чем из 200 костей; его масса (в среднем) составляет у мужчин примерно 10 кг, у женщин около 7 кг. Внутреннее строение каждой из костей скелета оптимально приспособлено для того, чтобы кость могла успешно выполнять все те многочисленные функции, которые возложены на нее природой. Участие костей, составляющих скелет, в обмене веществ обеспечивается кровеносными сосудами, пронизывающими каждую кость. Нервные окончания, проникающие в кость, позволяют ей, а также всему скелету в целом расти и видоизменяться, адекватно реагируя на изменение жизненной среды и внешних условий существования организма.

Структурной единицей опорного аппарата, образующей кости скелета, а также хрящи, связки, фасции и сухожилия, является соединительная ткань . Общей характеристикой различных по строению соединительных тканей является то, что все они состоят из клеток и межклеточного вещества, в состав которого входят волокнистые структуры и аморфное вещество. Соединительная ткань выполняет различные функции: в составе органов трофическую - формирование стромы органов, питание клеток и тканей, транспорт кислорода, углекислого газа, а также механическую, защитную, то есть объединяет различные виды тканей и предохраняет органы от повреждений, вирусов и микроорганизмов.

Соединительная ткань подразделяется на собственно соединительную ткань и специально соединительную ткань с опорными (костная и хрящевая ткани) и гемопоэтическими (лимфатическая и миелоидная ткани) свойствами.

Собственно соединительная ткань подразделяется на волокнистую и соединительную ткань с особыми свойствами, к которой относятся ретикулярная, пигментная, жировая и слизистая ткани. Волокнистая ткань представлена рыхлой неоформленной соединительной тканью, сопровождающей кровеносные сосуды, протоки, нервы, отделяющей органы друг от друга и от полостей тела, образующей при этом строму органов, а также плотной оформленной и неоформленной соединительной тканью, образующей связки, сухожилия, апоневрозы, фасции, периневрии, фиброзные перепонки и эластическую ткань.

Костная ткань формирует костный скелет головы и конечностей, осевой скелет туловища, защищает органы, располагающиеся в черепе, грудной и тазовых полостях, участвует в минеральном обмене. Кроме того, костная ткань определяет форму тела. Она состоит из клеток, которыми являются остеоциты, остеобласты и остеокласты, и из межклеточного вещества, содержащего коллагеновые волокна кости и костное основное вещество, где откладываются минеральные соли, составляющие до 70% от общей массы кости. Благодаря такому количеству солей костное основное вещество характеризуется повышенной прочностью.

Костная ткань подразделяется на грубоволокнистую, или ретикулофиброзную, характерную для зародышей и молодых организмов, и пластинчатую ткань, составляющую кости скелета, которая, в свою очередь, делится на губчатую, содержащуюся в эпифизах костей, и компактную, находящуюся в диафизах трубчатых костей.

Хрящевая ткань образована клетками хондроцитами и межклеточным веществом повышенной плотности. Хрящи выполняют опорную функцию и входят в состав различных частей скелета. Различают волокнистую хрящевую ткань, входящую в состав межпозвоночных дисков и соединений лонных костей, гиалиновую, образующую хрящи суставных поверхностей костей, концов ребер, трахеи, бронхов, и эластическую, формирующую надгортанник и ушные раковины.

«Строение человека» - Физкультминутка. 2. СОБЛЮДАЙТЕ ПРАВИЛА ЛИЧНОЙ ГИГИЕНЫ. Если сердце остановится – человек погибает. Как самолет устроен снаружи? Как вы думаете, а что находится внутри? Желудок. Если ты заболел, срочно обратись к врачу. ? кто что лечит? Как устроен дом? Мозг. Нога. Печень. Без воздуха человек может прожить совсем недолго.

«Вегетативная нервная система» - Реферат Нарушения работы нервной системы учеников в связи с утомлением в школе. Заболевания Н.С. чаще встречаются у учащихся 12-16 лет. Объект исследования – учащиеся школы №5. Выполняет свои функции через две системы, координирующие работу разных органов, - симпатическую и парасимпатическую. Изучить состояние здоровья нервной системы учащихся МОУ «СОШ №5».

«Работа мышц» - Мышцы человеческого тела. Мышцы руки. Мышцы головы. Микроскопическое строение мышц. Энергетика мышечного сокращения. Мышцы ноги. Под какой буквой обозначены гладкая и поперечнополосатая мускулатура? Мышцы шеи. А-; Б-. Типы и свойства мышечной ткани. Что обозначено цифрами 1-; 2-; 3-; 4-. Возбудимость Сократимость Проводимость Эластичность.

«Опорно-двигательная система» - Урок 1. Опорно-двигательная система: состав и функции.». Выполнила учитель биологии гимназии 22 Кетух Аида Генриховна. Тема: «Опорно-двигательная система». Значение физических упражнений. Типы костей. Мероприятие «Опора и движение». Мышцы: строение и функции. Работа мышц. Соединение костей. Функции опорно-двигательной системы.

«Строение скелета» - 3 - дуга. Урок 2. Осевой скелет и скелет конечностей. Скелет кисти руки. Строение черепа (вид снизу). Строение позвонка. Б - шейный. Скелет ноги. 1 – позвонок 2 – ребра 3 - грудина. 4 – боковые отростки. 1 – задние отростки 2 – тела позвонков. 1 – поясничный 2 – крестцовый 3 - копчиковый. 2 – тело позвонка.

«Биология Анализаторы» - Слуховые центры. С помощью слуха можно воспринимать информацию на значительном расстоянии. А. До 90% информации мы получаем через зрительный сенсорный канал. Там звуки опознаются, анализируются, оцениваются. Использованные источники: Анализатор: рецептор, нервный путь, зона коры головного мозга. Перед Вами – иллюзия или ложное восприятие.

Всего в теме 14 презентаций