1. Структуры организма, осуществляющие процесс движения. Виды движений. Скелет – понятие и функции Движение – это акт приспособления организма к окружающей среде. Виды движений: 1. Поддержание позы (статическое, неподвижное положение организма в пространстве). 2. Собственно движение: · Локомоция – перемещение тела в пространстве (ходьба, бег, плавание), · Манипулирование – действие рукой при выполнении сложной работы (письмо, шитье, процедура инъекции в/м или в/в). 1. Произвольные (эти движения контролируются сознанием. Например, локомоция и манипулирование). 2. Непроизвольные (эти движения сознанием не контролируются. Например, работа внутренних органов: сердца, ЖКТ, сосудов) Значение движений 1. Социальное – самообслуживание, трудовая деятельность. 2. Биологическое – благотворно влияет на кровообращение, обмен веществ, поддерживает тонус мышц, повышает сопротивляемость организма вредным воздействиям окружающей среды. 2. Пассивная и активная части опорно-двигательного аппарата. Система органов, обеспечивающая движение называется опорно-двигательным аппаратом. Аппарат движения состоит из: · Пассивная часть – кости, связки, сухожилия и суставы. · Активная часть – мышцы. Скелет – понятие и функции Скелет - это совокупность костей и их соединений. Человеческий скелет состоит из 200-208 костей, из которых 85- парные. Определить точное количество костей очень сложно, поскольку на это оказывает влияние возраст человека (у детей – больше, а у стариков меньше). Например, грудина у детей состоит из 3 костей, а у взрослого человека из 1-ой), а так же индивидуальные особенности (дополнительные ребра). Функции скелета условно разделяются на 2 группы: 1. Механические · Опора для мягких тканей и органов. · Рессорная – смягчает толчки и сотрясения. · Локомоторная (двигательная) – приводит в движение тело и его отдельные части. · Защитная – образует вместилища для жизненно важных органов. 2. Биологические · Участие в минеральном обмене – депо солей кальция и фосфора. · Участие в кроветворении. Скелет (sceletos) ↓ ↓ Добавочный скелет Осевой скелет - верхние и нижние конечности · Пояс конечности (cingulum · Позвоночник(columna vertebralis) membi) · Грудная клетка(thorax) · Свободные конечности (liberi · Череп(cranium) membri Осевой скелет включает позвоночник, грудную клетку и череп. Позвоночник состоит из 30-34 позвонков, 7 из которых шейные, 12 – грудные, 5 – поясничные, 5 – крестцовые, 1-4 копчиковые. Грудная клетка образована грудиной и 12 парами ребер, из них первые 7 – истинные, 8 – 10 ложные, т.к. образуют реберную дугу, 11 и 12 пары – колеблющиеся, т.к. они свободно располагаются в мягких тканях. Череп подразделяется на мозговой и лицевой отделы. Пояс верхних конечностей состоит из ключицы и лопатки, нижней – из тазовых костей. Свободная верхняя конечность состоит из 3 отделов: проксимальный – плечевая кость, средний – локтевая и лучевая кость, дистальный – кости запястья, пясти и фаланги пальцев. Свободная нижняя конечность так же состоит из 3 отделов: проксимальный – бедренная кость, средний – большая берцовая и малая берцовая, дистальный – кости предплюсны, плюсны и фаланги пальцев. 2. Виды костей. Строение кости. Кость представляет собой сложный орган: она занимает соответствующее место, имеет соответствующую форму и строение, выполняет только ей присущие функции. Основа кости – костное вещество; снаружи – надкостница, за исключением суставных поверхностей, покрытых хрящом; внутри - костный мозг, имеет сосуды и нервы. Химический состав кости Живая кость содержит: · 50 % воды · 21,8 % неорганических веществ (кальций и фосфор, натрий, магний, калий, хлор, фтор, карбонаты, нитраты). Придают кости прочность. · 28 % органических веществ, в том числе 16% жира. Придают кости упругость и эластичность. У детей больше органических веществ, поэтому кости у них отличаются большой гибкостью и редко ломаются. В старости удельный вес органических веществ уменьшается, уменьшается число костных пластинок, кости становятся хрупкими. Также в старости происходит избыточное образование кости в виде костных наростов – остеофитов и обызвествление суставного хряща, связок и сухожилий на месте прикрепления их к кости. Кость образуется костной тканью, которая состоит из клеток и плотного межклеточного вещества, богатого коллагеном и минеральными компонентами. Снаружи кость покрыта надкостницей. Это тонкая плотная соединительная пластинка, богатая кровеносными и лимфатическими сосудами и нервами. За счет надкостницы кость растет в толщину. Классификация костей 1. Трубчатые – выполняют функцию рычагов и формируют скелет свободной конечности. Эти кости имеют удлиненную среднюю часть – тело, или диафиз,и утолщенные концы – эпифизы. Место перехода диафиза в эпифиз называется метафизом (за счет него кость растет в длину). Длинные – кости плеча, предплечья, бедра, голени. Короткие – пястные, плюсневые, фаланги пальцев. 2. Губчатые–развиваются в тех участках скелета, где прочность сочетается с подвижностью. Содержат преимущественно губчатое вещество. Снаружи покрыты тонким слоем компактного. Длинные – ребра и грудина. Короткие – позвонки, кости запястья и др. Сесамовидные – увеличивают площадь прикрепления мышц (надколенник). 3. Плоские (широкие): лопатки, тазовые кости, кости крыши черепа. Участвуют в образовании полостей тела, выполняют защитную функцию, имеют большую поверхность для прикрепления мышц. Состоят из тонкого слоя губчатого вещества, расположенного между двумя пластинками компактного вещества. 4. Смешанные: ключица, кости основания черепа. Имеют сложное строение и различную форму. Например, позвонки: тело их по форме и строению относится к губчатым, а отростки и дуги – к плоским костям. 5. Воздухоносные. Имеют в теле полость, выстланную слизистой оболочкой и заполненную воздухом. Это кости черепа: лобная, верхняя челюсть, клиновидная, решетчатая. 3. Виды соединения костей Соединения костей объединяют кости скелета в единое целое. Они удерживают их друг возле друга и обеспечивают подвижность, рессорную функцию и рост скелета и тела человека в целом. Классификация соединений костей 1. В организме кости могут соединяться непрерывно, что сильно ограничивает их подвижность. Например, соединение с помощью соединительной ткани (синдесмозы), так соединяются между собой кости предплечья и кости голени. Кости могут так же соединяться с помощью хряща (синхондрозы) для них характерны упругость, прочность, они выполняют амортизационную функцию – соединение тазовых костей у детей до 16 лет. Так же кости могут соединяться, с помощью костной ткани (синостозы) – кости черепа после 30 лет, тазовые кости после 16 лет. 2. Соединение костей прерывные по средствам суставов наиболее совершенный вид соединения костей. Выделяют следующие основные элементы сустава: · Суставные поверхности, покрытые суставным хрящом · Суставная капсула · Суставная полость · Синовиальная жидкость Рассмотрим все эти элементы подробнее. Суставные поверхности костей покрыты гиалиновым хрящом толщиной от 0,25 до 6 мм в зависимости – это участки соприкосновения сочленяющихся костей. Суставная капсула охватывает соединяющиеся концы костей, образует герметичный мешок, стенки которого имеют два слоя: наружный — фиброзный и внутренний — синовиальную оболочку. Наружный фиброзный слой обеспечивает суставной капсуле значительную прочность. Внутренний слой (синовиальная оболочка) имеет небольшие выросты (ворсинки, богатые кровеносными сосудами), которые значительно увеличивают поверхность слоя. Синовиальная оболочка вырабатывает синовиальную жидкость, которая увлажняет сочленяющиеся суставные поверхности, устраняя их трение друг о друга. Кроме того, эта оболочка и всасывает жидкость, обеспечивая непрерывный процесс обмена веществ. Суставная полость — это щелевидное пространство между суставными поверхностями костей, которое окружено со всех сторон суставной капсулой и содержит в небольшом количестве синовиальную жидкость. Вспомогательный аппарат суставов: · Связки – укрепляют сустав и капсулу. Могут располагаться внутри и вне сустава. · Диски и мениски – это хрящевые пластинки, которые располагаются между не полностью соответствующими друг другу суставными поверхностями, тем самым сглаживая их и выполняя амортизационную функцию. · Суставная губа – это хрящевой валик вокруг суставной впадины для увеличения ее размера (в плечевом суставе). 4. Общие сведения о мышцах. Строение мышц Общие сведения о мышцах. В человеческом теле насчитывается около 600 скелетных мышц. Мышечная система составляет значительную часть общей массы тела человека. Так, в возрасте 17–18 лет она составляет 43–44 %, а у людей с хорошей физической подготовкой может достигать даже 50 %. У новорожденных масса всех мышц составляет всего 23 % массы тела. Рост и развитие отдельных мышечных групп происходят неравномерно. В первую очередь у грудных детей развиваются мышцы живота, несколько позже – жевательные мышцы. Мышцы ребенка в отличие от мышц взрослого человека бледнее, нежнее и эластичнее. К концу первого года жизни заметно увеличиваются мышцы спины и конечностей, в это время ребенок начинает ходить. За период от рождения и до окончания роста ребенка масса мускулатуры увеличивается в 35 раз. В 12–16 лет (период полового созревания) из-за удлинения трубчатых костей интенсивно удлиняются и сухожилия мышц. В это время мышцы становятся длинными и тонкими, из-за чего подростки выглядят длинноногими и длиннорукими. В 15–18 лет происходит поперечный рост мышц. Их развитие продолжается до 25–30 лет. Строение мышц. В мышце различают среднюю часть – брюшко, состоящее из мышечной ткани, и концевые участки – сухожилия, образованные плотной соединительной тканью. Сухожилиями мышцы прикрепляются к костям, однако это не обязательно. Мышцы могут прикрепляться и к различным органам (глазному яблоку), к коже (мышцы лица и шеи) и т. д. У мышц новорожденного сухожилия развиты довольно слабо, и лишь к 12–14 годам устанавливаются мышечно-сухожильные отношения, которые характерны для мышц взрослого человека. Мышцы всех высших животных являются важнейшими рабочими органами – эффекторами. Мышцы бывают: · гладкие · поперечно-полосатые. В организме человека гладкие мышцы находятся во внутренних органах, сосудах и коже. Они почти не контролируются центральной нервной системой, поэтому их (а также мышцу сердца) иногда называют непроизвольными. Эти мышцы обладают автоматизмом и собственной нервной сетью (интрамуральной, или метасимпатической), в значительной степени обеспечивающей их автономность. Регулировка тонуса и двигательной активности гладких мышц осуществляется импульсами, поступающими через вегетативную нервную систему и гуморально (т. е. через тканевую жидкость). Гладкая мускулатура способна осуществлять довольно медленные движения и длительные тонические сокращения. Двигательная активность гладкой мускулатуры часто имеет ритмический характер, например маятникообразные и перистальтические движения кишечника. Длительные тонические сокращения гладких мышц очень четко выражены в сфинктерах полых органов, что препятствует выходу содержимого. Это обеспечивает накопление мочи в мочевом пузыре и желчи в желчном пузыре, оформление каловых масс в толстой кишке и т. д. Гладкие мышцы стенок кровеносных сосудов, особенно артерий и артериол, находятся в состоянии постоянного тонического сокращения. Тонус мышечного слоя стенок артерий регулирует величину их просвета и тем самым уровень кровяного давления и кровоснабжения органов. Поперечно-полосатые мышцы состоят из множества отдельных мышечных волокон, которые расположены в общем соединительно-тканном футляре и крепятся к сухожилиям, которые, в свою очередь, связаны со скелетом. Поперечнополосатые мышцы подразделяют на два типа: а) параллельно-волокнистый (все волокна параллельны длинной оси мышцы); б) перистый (волокна расположены косо, прикрепляясь с одной стороны к центральному сухожильному тяжу, а с другой – к наружному сухожильному футляру). Сила мышцы пропорциональна числу волокон, т. е. площади так называемого физиологического поперечного сечения мышцы, площади поверхности, пересекающей все действующие мышечные волокна. Каждое волокно скелетной мышцы – это тонкое (диаметром от 10 до 100 мкм), длинное (до 2–3 см) многоядерное образование – симпласт – возникающее в раннем онтогенезе из слияния клеток-миобластов. 5. Свойства мышц Сократимость как основное свойство мышц. Возбудимость, проводимость и сократимость – основные физиологические свойства мышц. Сократимость мышц состоит в укорочении мышцы или в развитии напряжения. Во время эксперимента мышца отвечает одиночным сокращением в ответ на одиночное раздражение. В организме человека и животных мышцы из центральной нервной системы получают не одиночные импульсы, а серию импульсов, на которые они отвечают сильным, длительным сокращением. Такое сокращение мышц называется тетаническим (или тетанусом). При сокращении мышцы совершают работу, которая зависит от их силы. Чем мышца толще, чем больше в ней мышечных волокон, тем она сильнее. Мышца при пересчете на 1 кв. см поперечного сечения может поднять груз до 10 кг. Сила мышц зависит и от особенностей прикрепления их к костям. Кости и прикрепляющиеся к ним мышцы представляют собой своеобразные рычаги. Сила мышцы зависит от того, как далеко от точки опоры рычага и ближе к точке приложения силы тяжести она прикрепляется. Человек способен длительное время сохранять одинаковую позу. Это называется статическим напряжением мышц. Например, когда человек просто стоит или держит голову в вертикальном положении (т. е. совершает так называемые статические усилия), его мышцы находятся в состоянии напряжения. Некоторые упражнения на кольцах, параллельных брусьях, удержание поднятой штанги требуют такой статической работы, при которой необходимо одновременное сокращение почти всех мышечных волокон. Разумеется, такое состояние не может быть продолжительным из-за развивающегося утомления. Во время динамической работы сокращаются различные группы мышц. При этом мышцы, совершающие динамическую работу, быстро сокращаются, работают с большим напряжением и потому скоро утомляются. Обычно при динамической работе различные группы мышечных волокон сокращаются поочередно. Это дает мышце возможность совершать работу длительное время. Управляя работой мышц, нервная система приспосабливает их работу к текущим потребностям организма, в связи с этим мышцы работают экономно, с высоким коэффициентом полезного действия. Работа станет максимальной, а утомление будет развиваться постепенно, если для каждого вида мышечной деятельности подобрать средний (оптимальный) ритм и величину нагрузки. Работа мышц является необходимым условием их существования. Если мышцы длительное время бездействуют, развивается атрофия мышц, они теряют работоспособность. Тренировка, т. е. постоянная, достаточно интенсивная работа мышц, способствует увеличению их объема, возрастанию силы и работоспособности, а это важно для физического развития организма в целом. Мышечный тонус. У человека мышцы даже в состоянии покоя несколько сокращены. Состояние, при котором длительно удерживается напряжение, называют тонусом мышц. Тонус мышц может немного снижаться, а тело расслабляться во время сна или наркоза. Полное исчезновение мышечного тонуса происходит только после смерти. Тоническое сокращение мышц не вызывает утомления. Внутренние органы удерживаются в нормальном положении только благодаря тонусу мышц. Величина мышечного тонуса зависит от функционального состояния центральной нервной системы. Тонус скелетных мышц непосредственно определяется поступлением к мышце с большим интервалом нервных импульсов из двигательных нейронов спинного мозга. Активность нейронов поддерживается импульсами, идущими из вышележащих отделов центральной нервной системы, от рецепторов (проприорецепторов), которые находятся в самих мышцах. Велика роль мышечного тонуса в обеспечении координации движений. У новорожденных преобладает тонус сгибателей руки; у детей 1–2 месяцев – тонус мышц-разгибателей, у детей 3–5 месяцев – равновесие тонуса мышцантагонистов. Это обстоятельство связано с повышенной возбудимостью красных ядер среднего мозга. По мере функционального созревания пирамидной системы, а также коры больших полушарий головного мозга тонус мышц снижается. Повышенный мышечный тонус ног новорожденного постепенно снижается (это происходит во втором полугодии жизни ребенка), что является необходимой предпосылкой для развития ходьбы. Утомление. Во время длительной или напряженной работы снижается работоспособность мышц, которая восстанавливается после отдыха. Это явление называется физическим утомлением. При резко выраженном утомлении развиваются длительное укорочение мышц и их неспособность к полному расслаблению (контрактура). Это связано в первую очередь с изменениями, которые происходят в нервной системе, нарушением проведения нервных импульсов в синапсах. При утомлении запасы химических веществ, которые служат источниками энергии сокращения, истощаются, а продукты обмена (молочная кислота и др.) накапливаются. Скорость наступления утомления зависит от состояния нервной системы, частоты ритма, в котором производится работа, и от величины нагрузки. Утомление может быть связано с неблагоприятной обстановкой. Быстро вызывает наступление утомления неинтересная работа. Чем младше ребенок, тем быстрее он утомляется. В грудном возрасте утомление наступает уже через 1,5–2 ч бодрствования. Неподвижность, длительное торможение движений утомляют детей. Физическое утомление – нормальное физиологическое явление. После отдыха работоспособность не только восстанавливается, но и может превышать исходный уровень. В 1903 г. И.М. Сеченов установил, что работоспособность утомленных мышц правой руки восстанавливается значительно быстрее, если во время отдыха производить работу левой рукой. Такой отдых в отличие от простого покоя И.М. Сеченов назвал активным. Таким образом, чередование умственного и физического труда, подвижные игры до занятий, физкультурные паузы во время уроков и на переменах повышают работоспособность учащихся.
