Строение, состав, функции, возрастные особенности костей, типы их соединений

Опорно-двигательная система образована скелетом и мышцами. Кроме того, скелет и мышцы выполняют функцию защиты внутренних органов от внешних механических воздействий.

Масса скелета человека составляет приблизительно 15% от массы тела. Различные исследователи насчитывают в скелете от 206 до 250 костей (считая и зубы). Число костей в скелете непостоянно, зависит от наследственных факторов, а также меняется с возрастом. Каждая кость соединена с другими, образуя единый скелет. Исключение составляют лишь несколько мелких костей черепа.

Основа скелета – позвоночник, состоящий из 33–34 позвонков: 7 шейных, 12 грудных, 5 поясничных, 5 крестцовых, сросшихся в крестец, и 4–5 копчиковых. Позвоночник человека имеет S-образный прогиб. Позвонки соединены между собой полуподвижно: между ними располагаются хрящевые диски, что дает возможность сильно изгибать позвоночник в различных плоскостях.

Позвонок образован телом и отростками, которые, замыкаясь, образуют позвоночный канал, внутри которого проходит спинной мозг. Чем ниже лежит позвонок, тем массивней его тело. Это связано с тем, что нагрузка на шейные позвонки гораздо меньше, чем, например, на поясничные.

Грудная клетка образована 12 парами ребер, отходящими от 12 грудных позвонков и соединенными, кроме 11-й и 12-й пар, с грудиной спереди. Кости, образующие грудную клетку, между собой соединены полуподвижно, что позволяет совершать дыхательные движения.

Пояс верхних конечностей у человека образован парными ключицами и лопатками. Каждая ключица одним концом полуподвижно соединена с грудной костью, а другим с лопаткой.

Скелет верхней конечности образован следующими костями: плечо – плечевая кость, предплечье – локтевая и лучевая кости, кисть – 8 (а у взрослого человека – 7) костей запястья, 5 пястных костей и по 3 фаланги в каждом пальце, кроме большого, в котором только 2 фаланги.

Пояс нижних конечностей у человека представлен тремя парами костей (подвздошными, седалищными и лобковыми), сросшимися между собой и образовавшими таз. Таз неподвижно соединен с крестцом.

Скелет нижних конечностей образован следующими костями. Бедро – бедренная кость – самая длинная кость нашего скелета, (27,5% от длины тела). Голень – большая и малая берцовые кости. Сустав между бедром и голенью прикрыт надколенной чашечкой. Стопа – 7 костей предплюсны (самая крупная из них – пяточная), 5 костей плюсны и по 3 фаланги в пальцах, кроме большого, в котором 2 фаланги.

Скелет головы – череп – включает в себя приблизительно 25 костей. Череп делится на лицевой и мозговой отделы. Лицевой отдел образован многими неподвижно соединенными костями и одной подвижной – нижней челюстью. Мозговой отдел состоит из неподвижно соединенных костей: лобной, двух теменных, двух височных, затылочной, клиновидной и решетчатой. В затылочной кости имеется крупное отверстие, через которое соединяются спинной и головной мозг.

Кости скелета могут быть соединены между собой различными способами. При неподвижном соединении кости срастаются, причем небольшие выступы одной кости заходят в выемки другой. Такой шов обычно даже прочнее образовавших его костей. Пример – соединение костей черепа, таза.

При полуподвижном соединении между костями образуется хрящевая прослойка, допускающая небольшие движения. Пример – соединение ребер и грудной кости, позвонков в позвоночнике.

В подвижных соединениях – суставах – на одной кости имеется выемка, а на другой – головка, покрытые очень прочным и гладким хрящом. Сустав заключен в герметичную суставную сумку, в которой находится небольшое количество жидкости, служащей для уменьшения трения в суставе. Суставы подразделяются на несколько видов в зависимости от числа костей, участвующих в их работе, формы суставной поверхности, количества осей в нем. Примеры суставов: тазобедренный, локтевой, коленный и т.д.

В зависимости от формы кости подразделяются на трубчатые (плечевая, бедренная, фаланги пальцев и др.), губчатые (грудина, ключица, позвонки), плоские (теменные, лопатки, тазовые), пневматизированные (верхняя челюсть, лобная). В длинных трубчатых костях имеются полости, в которых расположен желтый костный мозг, а головки трубчатых костей и губчатые кости заполнены красным костным мозгом.

Кости, за исключением суставных поверхностей, покрыты соединительнотканной оболочкой – надкостницей. За счет деления клеток внутреннего слоя надкостницы происходит рост костей в толщину, а также срастание сломанных костей.

Кости эмбриона содержат большое количество хрящевой ткани. После рождения происходит постепенное окостенение, после чего рост человека прекращается. Обычно это происходит к 16–20 годам жизни.

Главным функциональным элементом кости являются костные клетки – остеобласты, которые способны вырабатывать белковые вещества, придающие костям упругость, а также откладывать минеральные соли (фосфат кальция, сульфат магния и др.), обеспечивающие твердость костей.

2 Витамины содержаться в пище в небольших количествах, но играют важную роль, участвуя во многих физиологических процессах. В организме человека витамины не образуются или образуются в недостаточном количестве. При нехватке витаминов развиваются тяжелые заболевания — авитаминозы (гиповитаминозы). Витамины разрушаются при длительном хранении и варке, сушке на солнце.

Витамин С (аскорбиновая кислота) содержится в значительных количествах в зелени, черной смородине, шиповнике, капусте (даже квашеной) и других растительных продуктах. При недостатке витамина С развивается тяжелое заболевание — цинга, несущее упадок сил, кровоточивость десен, выпадение зубов. Есть мнение, что витамин С повышает устойчивость организма к простудным заболеваниям. Для максимального сохранения витамина С в продуктах, их нужно употреблять свежими, не переваривать. Картофель (не старый) при варке опускать в кипящую воду, т.к. кислород, растворенный в холодной воде, при нагревании разрушает аскорбиновую кислоту.

Витамины группы В входят в состав важнейших ферментов. При их недостатке возникают нарушения обмена веществ (угри на коже) и нервной системы, параличи. Богаты витаминами группы В оболочка злаков, бобовых, пивные дрожжи, печень, яйцо. Для профилактики авитаминоза полезно питание хлебом грубого помола, кашами из нешлифованного риса и других злаков.

Жирорастворимый витамин Д содержится в рыбьем жире, образуется в коже человека под воздействием ультрафиолетовых лучей (при загаре). При недостатке витамина Д в пище и недостаточном пребывании на солнце у детей развивается рахит, проявляющийся при общем похудании вздутием живота, поражением костной ткани, нарушением осанки.

Жирорастворимый витамин А содержится в сливочном масле, яйце. Морковь богата каротином (придает ей оранжевый цвет), который в организме человека превращается в витамин А. Каротин моркови лучше усваивается в салатах с растительным маслом, сметаной, майонезом или в вареном виде. При нехватке витамина А развивается "куриная слепота" — ослабление сумеречного зрения, сухость кожи, выпадение волос.

Выпускаются синтетические препараты витаминов, назначаемые врачом. Поливитаминные препараты содержат несколько витаминов в нужной пропорции. Следует помнить, что избыточное потребление витаминных препаратов может привести в гипервитаминозам, симптомы которых зачастую совпадают с авитаминозами. Кроме того, организм избавляется от лишней дозы витамина, что в дальнейшем может привести к плохому усвоению витаминов из натуральных продуктов.

3 Заболевания мозга могут возникать:

· под воздействием инфекции, например клещевого энцефалита, бешенства, сифилиса, гриппа и др.

· в результате травм черепа, кровоизлияний;

· при отравлении бытовыми растворителями, пищевых отравлений;

· радиоактивном облучении;

Меры профилактики заключаются в закаливании организма, предохранении от инфекций, применении защитных шлемов при езде на мотоцикле, ремней безопасности на автомобилях. Необходимо избегать переохлаждения, покрасочные работы проводить только в хорошо проветриваемых помещениях, использовать в пищу только знакомые грибы. Есть мнение, что мозгу может вредить излучение сотовых телефонов.

Алкоголь и наркотики вводят клетки головного мозга в состояние наркоза, вызывают их отравление и гибель. При этом формируется психологическая и физиологическая зависимость от наркотических веществ, очень затрудняющая лечение.

БИЛЕТ 18

1 Мышечная система человека образована поперечно-полосатыми и гладкими мышцами. Поперечно-полосатые мышцы называются также скелетными, так как они соединены через сухожилия с костями скелета (кроме мимических мышц). Поперечно-полосатые мышцы составляют в среднем 42% от массы тела человека. Эти мышцы сокращаются произвольно, развивая значительные, но относительно короткие усилия. Поперечно-полосатые мышцы образованы длинными (до 10 см) многоядерными волокнами, которые, однако, в несколько раз тоньше человеческого волоса. Под микроскопом видно, что эти волокна имеют поперечную исчерченность, возникающую за счет упорядоченного расположения в них волокон сократительных белков актина и миозина.

Сокращение происходит под влиянием импульсов, приходящих из центральной нервной системы. Импульсы от одного двигательного нейрона, чаще всего расположенного в передних рогах серого вещества спинного мозга, приводят к сокращению от единиц до тысяч мышечных волокон. При сокращении нити актина и миозина перемещаются друг относительно друга – мышца укорачивается и утолщается. Сокращение мышцы занимает около 0,01 с.

Скелетные мышцы очень часто являются сгибателями или разгибателями суставов. Например, локтевой сустав сгибается при сокращении двуглавой, а разгибается при сокращении трехглавой мышцы плеча. При одновременном сокращении этих двух мышц локтевой сустав фиксируется в каком-то одном положении.

На работу мышц тратится большое количество глюкозы, других питательных веществ, кислорода, АТФ. Эти вещества приносятся в мышцы кровью. Кровь же выносит из мышц продукты обмена: СО2, молочную кислоту и др.

Если мышца сокращается длительное время, в быстром ритме или при большой нагрузке, то развивается ее утомление. Утомление – временное понижение работоспособности мышцы, возникающее чаще всего при накоплении в ней вредных продуктов обмена и исчезающее после отдыха. Другая причина утомления – торможение двигательных центров мозга, возникающее при длительной работе.

Основные группы скелетных мышц и их функции

1. Мышцы конечностей – движение конечностей, удержание положения тела.

2. Мышцы шеи и спины – удержание и движение головы, обеспечение вертикального положения тела, изгибов спины.

3. Мышцы груди – движения рук, дыхание.

4. Мышцы живота – наклоны вперед и в стороны, защита органов брюшной полости.

5. Мышцы головы – жевание, мимика.

Помимо поперечно-полосатых мышц в организме человека имеются гладкие мышцы, входящие в состав внутренних органов: желудка, кишечника, артериальных сосудов и др. Гладкие мышцы сокращаются медленно и независимо от желания, хотя они также управляются нервной системой. Их волокна короткие, одноядерные. Гладкие мышцы могут оставаться в сокращенном состоянии очень долго.

Для того чтобы организм школьника правильно развивался и из него вырос здоровый, сильный человек, необходимо постоянно тренировать мышечную систему. Тренировки улучшают координацию движений, повышают работоспособность мышц, ускоряют восстановление работоспособности мышц при утомлении. Нагрузка на мышцы улучшает состояние человека, создает ощущение бодрости, положительно влияет на работу нервной и кровеносной систем.

Формирование скелета и мышечной системы человека происходит в детские и юношеские годы. Наиболее распространенными нарушениями, с которыми можно бороться самостоятельно, являются искривление позвоночника и плоскостопие.

Чтобы не возникло искривление позвоночника, сидеть за партой следует прямо, не склоняя голову на грудь. Между грудью и краем парты или стола должен быть промежуток в 3–5 см, предплечья должны свободно лежать на парте, ступни – опираться на пол или подножку парты. В младших классах школьникам лучше пользоваться ранцем, а не портфелем.

2 Учение о рефлексах связано с трудами отечественного физиолога Ивана Михайловича Сеченова.

Рефлексом называют ответную реакцию организма на раздражение, осуществляемую при участии нервной системы. Рефлексы бывают безусловные – врожденные и условные – приобретенные в течение жизни.

Безусловные рефлексы обеспечивают выживание организма и вида в постоянных условиях среды и на ранних этапах жизни. К ним относятся защитные (мигание при попадании соринки в глаз), ориентировочные (изучение окружающего мира), пищевые (сосание у детей, выработка слюны). Инстинкты тоже носят врожденный характер, их иногда рассматривают как сложную последовательность безусловных рефлексов. Важнейшим инстинктом является продолжение рода.

Для приспособления к новым условиям служат условные рефлексы. Они образуются при наличии определенных условий и обеспечивают наилучшую ответную реакцию. Примером условного рефлекса является прилет птиц к знакомой кормушке, распознавание съедобного и несъедобного (поначалу птенец клюет все подряд), обучение собаки командам.

Рефлекторная дуга безусловного коленного рефлекса включает:

1. рецептор – окончание чувствительного нейрона,

2. нервные пути, по которым сигнал передается в центральную нервную систему – чувствительный нейрон, который передает сигнал в спинной мозг,

3. исполнительный нейрон в передних корешках спинного мозга, передающий ответную команду,

4. орган, производящий ответную реакцию, - мышца.

Большинство дуг других рефлексов включают дополнительно вставочные нейроны.

3 Употребление лекарственных препаратов, в том числе витаминов, создает дополнительную нагрузку на почки, что может вызвать их заболевания, образование камней в почках и мочевыводящих путях. Алкоголь разрушает почечный эпителий, резко нарушает образование мочи, в результате чего наступает отравление организма продуктами обмена.

БИЛЕТ 19

1 Для того чтобы организм человека мог нормально существовать, необходима постоянная, быстрая и очень точная регуляция всех функций.

При отдыхе человека заторможена работа сердца, снижено давление крови, дыхание менее глубокое и частое, мышцы расслаблены, а вот процессы пищеварения во время отдыха не тормозятся. Если же человек, например, сдает экзамен, то сердечный ритм ускоряется, давление крови повышается, дыхание учащается, потребление глюкозы и кислорода мозгом возрастает и т.д.

Для постоянной регуляции физиологических процессов в организме существует два механизма: гуморальный и нервный.

Гуморальная регуляция происходит с помощью особых регуляторных веществ, поступающих из специальных эндокринных желез (а иногда и других тканей) в кровь. С кровью эти регулирующие вещества разносятся по всему организму и могут влиять на все его органы и системы. Гуморальная регуляция эволюционно является очень древней, однако ее недостатком является относительно медленное развитие эффектов: необходимо время для выброса регулирующих веществ в кровь, переноса с током крови к органам-мишеням и взаимодействия с этими органами.

В процессе эволюции возникла еще одна регуляторная система – нервная. Нервные влияния передаются с помощью электрических сигналов – нервных импульсов. Возникают эти импульсы в нервных клетках – нейронах, из которых по длинным отросткам – аксонам – достигают органа-мишени. Аксон каждого нейрона прорастает в строго определенную точку организма. Импульсы по аксонам распространяются с очень большой скоростью – до 120 м/с. Таким образом, нервная регуляция отличается высокой точностью и быстротой.

Гуморальный и нервный способы регуляции тесно связаны друг с другом, и все процессы в нашем организме обязательно управляются обоими способами. Таким образом, можно говорить о единой нервно-гуморальной регуляции в человеческом организме. Дело в том, что нервная система постоянно находится под воздействием химических веществ, приносимых кровью. В свою очередь выделение в кровь химических веществ контролируется нервной системой.

Один из отделов мозга – гипоталамус – содержит большие группы нейронов, которые способны выделять в кровь целый ряд химических веществ белковой природы, регулирующих деятельность практически всех эндокринных желез. Таким образом, этот отдел центральной нервной системы одновременно является и важнейшим органом гуморальной регуляции.

Взаимодействие двух регуляторных систем – гуморальной и нервной – позволяет обеспечить быстрое и надежное приспособление организма к постоянно меняющимся условиям внешней среды.

2 У человека выделяют четыре основные группы крови. В зависимости от наличия в эритроцитах агглютиногенов А или В, человек может иметь группу:

· 0 («ноль» — не содержатся ни А, ни В),

· А (содержится А),

· В (содержится В),

· АВ (содержатся А и В).

Переливать кровь необходимо той же группы, при ее отсутствии допускается переливать (до 500 мл) только ту, которая не содержит агглютиногенов (буквы), которых нет у пациента: нулевую всем, АВ подходит только для АВ, А – для А и АВ, В – для В и АВ. При переливании неподходящей группы происходит склеивание эритроцитов (агглютинация) с последующим разрушением (гемолизом).

Также необходимо учитывать наличие в эритроцитах вещества, называемого резус-фактором (содержится у 85% людей). Агглютинация наступает при переливании резус-отрицательному пациенту крови от резус-положительного донора.

При взятии крови на анализ следует пользоваться одноразовыми инструментами, т.к. это самый надежный способ защиты от заражения ВИЧ и другими заболеваниями, передающимися через кровь. Стерилизация многоразовых инструментов не столь надежна, т.к. может подвести «человеческий фактор».

3 Чаще всего плохая осанка сочетается с плохим развитием мышц и сниженным общим тонусом организма, с нарушенным из-за неправильного положения головы кровоснабжением головного мозга, слабым зрением. Причины и следствия здесь разделить трудно. Близорукость может развиться от привычки сутулиться - и наоборот, плохое зрение часто становится причиной плохой осанки. Привычка горбиться может спровоцировать начало сколиоза или кифоза, особенно при наличии нарушений обмена веществ в соединительной ткани, или обменные нарушения могут вначале вызвать дегенерацию межпозвонковых дисков и тел позвонков, а вызванные этим нарушения осанки легко принимают необратимый характер.
Никаким усилием воли этот процесс не проконтролируешь сам. Нужен кто-то со стороны, напоминающий выпрямиться. До сих пор это делали учителя или дома родители. Сейчас появилась интересная игрушка: Электронный напоминатель правильной осанки. Одевается на ухо и за 1 неделю приучает ребенка держать спину правильно.

Лечение и профилактика плоскостопия:
Лечебная гимнастика
Массаж
Обувь должна плотно обхватывать (не сдавливать) передний отдел и пяточную часть стопы, иметь достаточно гибкую подошву и невысокий каблук.
Обязательно при плоскостопии ношение ортопедических стелек-супинаторов с полной выкладкой продольного и поперечного свода по 6-8 часов в сутки в обуви с закрытой пяткой.
Комплекс упражнений при плоскостопии (лечебная гимнастика).

БИЛЕТ 20

1 Рефлекс можно определить как реакцию организма на воздействие (стимул), осуществляемую под управлением нервной системы. Понятие «рефлекс» происходит от латинского reflexio – отражаю, т.е. рефлекс – это тот или иной ответ организма (его мышц, внутренних органов), отражающий действие на нервную систему некоторого сигнала.

Примером рефлекса может служить коленный рефлекс. Когда невропатолог ударяет молоточком по сухожилию четырехглавой мышцы бедра, мышца немного, но резко растягивается. В результате возбуждаются чувствительные окончания нервных клеток (рецепторы растяжения), находящиеся непосредственно в тканях мышцы. Тела чувствительных нейронов находятся в узлах, расположенных вдоль спинного мозга. По аксону чувствительного нейрона возбуждение (сигнал о том, что мышца растянута) достигает спинного мозга (точнее, его передних рогов; см. также вопрос 1 билета № 22), где расположены тела двигательных нейронов. Получивший сигнал двигательный нейрон также возбуждается. По его аксону нервные импульсы возвращаются к четырехглавой мышце бедра, которая и сокращается. В результате происходит быстрое разгибание коленного сустава.

На этом примере хорошо видно, что при осуществлении рефлекторной реакции возбуждение распространяется по так называемой рефлекторной дуге. Начинается дуга с чувствительной структуры – рецептора, воспринимающего раздражение. Рецептор может быть «настроен» на сигналы, приходящие из внешнего мира (свет, звуки, запахи) либо из внутренней среды организма (например, концентрация кислорода в крови). Следующий этап работы дуги – передача сигнала по нервам в центральную нервную систему. Здесь возбуждение распространяется или непосредственно на двигательный нейрон (как в случае коленного рефлекса), или на промежуточные (вставочные) нервные клетки, а уже через них – на двигательный нейрон. Наличие вставочных нейронов позволяет нашему мозгу анализировать пришедшие сигналы и запускать с их помощью наиболее «подходящие» в данный момент рефлексы, регулировать интенсивность реакций, соединять отдельные рефлексы в цепи и т.д.

Наконец, по аксону двигательного нейрона возбуждение достигает исполнительного органа, в результате чего деятельность этого органа изменяется. По типу исполнительного органа рефлексы подразделяют на двигательные, заканчивающиеся сокращением скелетных мышц, и вегетативные, в результате которых меняется работа внутренних органов (желез, сердца и др.).

Дата добавления: 2015-04-24