Система органов движения — единое целое: каждая часть и орган формируются и функционируют в постоянной связи и взаимодействии друг с другом.
Скелет служит опорой и защитой всего тела и отдельных органов, а многие кости являются еще и мощными рычагами, с помощью которых совершаются разнообразные движения тела и его частей в пространстве и выполняются трудовые процессы. Мышцы приводят в движение всю эту систему рычагов. Скелет образует структурную основу тела и определяет в значительной мере его размер и форму. Такие части скелета, как череп, грудная клетка и таз, служат вместилищем и защитой жизненно важных органов — мозга, легких, сердца, кишечника.
Еще недавно считалось, что роль скелета в организме человека ограничена функцией опоры тела и участием в движении. Отсюда произошел термин «опорно-двигательный аппарат». В настоящее время установлено, что функции скелета значительно шире. Скелет активно участвует в обмене веществ, в частности в поддержании на определенном уровне минерального состава крови. Кроме того, ряд веществ, входящих в состав костей (кальций, фосфор, лимонная кислота и др.), при необходимости легко вступают в обменные реакции.
Рис. 30. Схема строения сустава в разрезе :
1 — полость сустава; 2 — суставные поверхности, покрытые гиалиновым хрящом; 3— фиброзный слой суставной сумки; 4 — синовиальный слой суставной сумки.
Большинство мышц прикрепляется к костям. Мышцы включают кости скелета в движение и совершают работу. Многие мышцы, окружая полости тела, защищают внутренние органы.
В организме человека насчитывают более 200 костей. У взрослого человека скелет составляет около 18% общей массы тела, у новорожденного — около 14%. В состав скелета входят кости различной величины и формы. По форме различают кости длинные, короткие, широкие и смешанные.
Длинные кости находятся в скелете конечностей. Короткие кости расположены в запястье и предплюсне, т. е. там, где одновременно необходимы большая прочность и подвижность скелета. Эти кости имеют кубическую или неправильную форму.
Широкие, или плоские, кости образуют стенки полостей, содержащих внутренние органы. Такие кости с одной стороны вогнуты, с другой — выпуклы; ширина и длина их значительно преобладают над толщиной (тазовая кость, лопатка, кости мозгового черепа).
Смешанные кости имеют различную форму (например, клиновидная кость).
Длинная, или трубчатая, кость состоит из тела (диафиз) и двух концов, или эпифизов. На эпифизах расположены суставные поверхности, покрытые хрящом, участвующим в образовании сустава.
Тело кости состоит из плотного вещества. В полости ее у взрослых содержится желтый костный мозг, который образован жировой тканью, а в ячейках губчатого вещества во всех костях (и плоских, и трубчатых) находится красный костный мозг, выполняющий кроветворную функцию. Здесь развиваются и созревают клетки крови.
На поверхности костей располагаются бугры, бугорки, борозды, гребни, вырезки, отверстия, где прикрепляются сухожилия мышц или проходят сосуды и нервы.
Различают неподвижные, малоподвижные и подвижные соединения костей, или суставы.
Неподвижное соединение костей происходит путем их срастания. Движения при этом крайне ограничены или вовсе отсутствуют. Неподвижность костей мозгового черепа, например, достигается тем, что многочисленные выступы одной кости входят в соответствующее углубление другой. Такое соединение костей получило название шва. У ребенка в первые годы жизни тазовая кость состоит из трех отдельных костей, соединенных друг с другом прослойками хряща, которые постепенно замещаются костной тканью, кости срастаются друг с другом.
Небольшая подвижность достигается упругими хрящевыми прокладками между костями. Такие прокладки находятся между отдельными позвонками. При сокращении мышц эти прокладки сжимаются и позвонки сближаются. При ходьбе, беге, прыжках прослойки упругого хряща действуют как амортизаторы, смягчая резкие толчки и предохраняя тело от сотрясения.
Подвижные соединения костей встречаются чаще. Подвижность костей скелета обеспечивают истинные суставы, которые характеризуются наличием полости между сочленяющимися «остями. Схематическое строение истинного сустава представлено на рисунке 30.
Сочленяющиеся концы гостей покрыты гиалиновым хрящом толщиной 0,2—0,6 мм. Этот хрящэластичен, имеет гладкую блестящую поверхность, что значительно уменьшает трение между костями и тем самым облегчает их движение. Область сочленения костей окружена суставной сумкой (капсулой) из очень плотной соединительной ткани. Наружный, фиброзный слой капсулы крепкий и прочно соединяет между собой сочленяющиеся кости. Внутренний слой капсулы покрыт синовиальной оболочкой, выстилающей
полость сустава. Синовиальная жидкость, находящаяся в полости сустава, действует как смазка и также способствует уменьшению трения.
Снаружи сустав укреплен связками. Некоторые суставы (тазобедренный, коленный и др.) укреплены связками и внутри. Края сумки вместе со связками прирастают к костям и герметически закрывают полость сустава.
В полости некоторых суставов находятся мениски из соединительной ткани и хряща; они повышают соответствие сочленяющихся поверхностей.
Давление в суставе ниже атмосферного (отрицательное давление) . Это препятствует расхождению костей и придает суставу прочность.
Каждая кость — сложный орган, состоящий из костной ткани, надкостницы, костного мозга, кровеносных и лимфатических сосудов и нервов.
Кость, за исключением соединяющихся поверхностей, покрыта надкостницей. Это тонкая соединительнотканная оболочка, которая богата нервами и сосудами, проникающими из нее в кость через особые отверстия. К надкостнице прикрепляются связки и мышцы. Внутренний слой надкостницы состоит из клеток, которые растут и размножаются, обеспечивая рост кости в толщину, а при переломах образование костной мозоли.
1 —схема расположения костных пластинок, окружающих канал, в котором проходят сосуды и нервы; 2 — костные клетки (межклеточное вещество разрушено)
Если распилить трубчатую кость вдоль длинной оси, то можно увидеть (рис. 31), что на поверхности расположено плотное, или компактное, вещество, а под ним, в глубине, — губчатое. В коротких костях, например позвонках, преобладает губчатое вещество. Толщина слоя компактного вещества разная и зависит от нагрузки, испытываемой костью.
Губчатое вещество образовано очень тонкими костными перекладинами. Перекладины ориентированы параллельно линиям основных напряжений, что позволяет кости выдерживать большие нагрузки. Между перекладинами губчатого вещества в коротких и плоских костях и эпифизах длинных костей находится красный костный мозг, количество, расположение и направление перекладин губчатого вещества могут меняться при изменении нагрузки на кость.
Плотный слой кости имеет пластинчатое строение, напоминающее систему вставленных друг в друга цилиндров (рис. 32). Это придает кости крепость и легкость. В средней части плотного слоя расположены в продольном направлении каналы, в которых проходят кровеносные сосуды. Клетки костной ткани лежат между пластинками костного вещества. Костные пластинки— это межклеточное вещество костной ткани.
Химический состав кости. Высушенная и обезжиренная кость содержит 30% органических веществ, 60% минеральных веществ, 10% составляет вода.
А — фронтальный распил; Б— схема расположения перекладин в губчатом веществе; 1 — костномозговая полость; 2 — губчатое вещество; 3 — компактное вещество.
Среди органических веществ кости основная роль принадлежит волокнистому белку — коллагену. Есть в кости углеводы, полисахариды, лимонная кислота и многие ферменты.
Минеральные вещества кости представлены солями кальция в виде кристаллов гидроксиапатита, есть в ней соли фосфора и магния, обнаружены многие микроэлементы (алюминий, фтор, марганец, свинец, стронций, уран, кобальт, железо, молибден и др.). У взрослого человека в скелете сосредоточено около 1200 г кальция, 530 г фосфора, 11 г магния; 99% всего кальция, имеющегося в теле человека, содержится в костях.
Из костей при надобности поступают минеральные вещества, необходимые для нормальной жизнедеятельности организма. Недостаток в пище кальция может быть временно компенсирован расходованием его из костей.
Если поместить кость на несколько суток в раствор кислоты, то она, хотя и сохранит свою форму, становится мягкой настолько, что ее можно завязывать в узел, так как теперь в кости отсутствуют соли кальция. Кость, прокаленная на огне, лишается органического вещества и делается хрупкой.
У детей в костной ткани преобладают органические вещества; их скелет гибкий, эластичный, в связи с чем легко деформируется, искривляется при длительной и тяжелой нагрузке и неправильных положениях тела. С возрастом содержание минеральных веществ в костях увеличивается, отчего кости становятся хрупкими и чаще ломаются.
Органические и минеральные вещества делают кость прочной, твердой и упругой. Кроме того, прочность кости обеспечивается ее структурой, расположением костных перекладин губчатого вещества в соответствии с направлением сил давления и растяжения. Кость в 30 раз тверже кирпича и в 2,5 раза тверже гранита. Кость прочнее дуба. По прочности она в 9 раз превосходит свинец и почти так же прочна, как чугун.
Бедренная кость человека в вертикальном положении выдерживает давление 1,5 т, а большеберцовая кость — до 1,8 т.
Большинство костей скелета развивается путем замещения хряща. У растущего организма концы длинных костей — эпифизы — долго остаются хрящевыми.
Молодые кости растут в длину за счет хрящей, расположенных между их концами и телом. К моменту окончания роста костей хрящи замещаются костной тканью. За период роста в костях ребенка количество воды сокращается, а количество минеральных веществ увеличивается. Содержание органических веществ при этом уменьшается.
Развитие скелета у мужчин заканчивается к 20—24 годам. При этом прекращается рост костей в длину, а их хрящевые части заменяются костной тканью. Развитие скелета у женщин заканчивается на 2—3 года раньше.
Нарушение анатомической целостности кости называют переломом. Различают переломы закрытые и открытые, или осложненные. Открытие переломы сопровождаются повреждением кожи и других тканей. Стойкое смещение суставных поверхностей сочленяющихся костей по отношению друг к другу называют вывихом. Чаще всего происходят вывихи в плечевом, локтевом, голеностопном и других суставах. При этом в поврежденном суставе чувствуется резкая боль, усиливающаяся при движении, сустав опухает.
Первая помощь при переломах и вывихах состоит в прекращении движения в поврежденном суставе. При переломах руки или ноги для обеспечения неподвижности применяют шины. Если их нет, можно воспользоваться палкой, зонтом, пучком прутьев и т. п. В крайнем случае сломанную руку можно прибинтовать к грудной клетке, ногу — к здоровой ноге (рис. 33). Под шину обязательно надо положить вату, марлю, а потом уж плотно прибинтовать ее к конечности. Шина должна захватывать два сустава: один выше, другой ниже перелома. Чтобы конечность не отекала, шину прибинтовывают к поврежденной конечности, начиная от пальцев кверху.
При открытом переломе перед наложением шины кожу вокруг раны смазывают настойкой йода и на рану накладывают стерильную повязку.
Нельзя самостоятельно вправлять сломанную кость или вывих, так как можно повредить нервы, сосуды и другие ткани. Это разрешается делать только врачу в лечебном учреждении.
Статья на тему Значение органов движения человека