Опорно-двигательная система
Опорно-двигательная система состоит из скелета и мышц. Она позволяет человеку совершать различные движения, а также защищает внутренние органы от повреждения. Скелет определяет форму тела, к нему прикреплены мышцы. В организме человека насчитывается более 220 костей, образующих скелет головы, туловища, верхних и нижних конечностей и их поясов. У мужчин масса костей скелета составляет 18 % от массы тела, а у женщин – 16 %.
Соединение костей в скелете подразделяется на три типа: неподвижное, полуподвижное и подвижное. Неподвижное соединение представлено костями черепа, полуподвижное – соединением позвонков или ребер с грудиной, осуществляющееся с помощью хрящей и связок. Наконец, подвижно соединяются суставы. Каждый сустав состоит из суставных поверхностей, сумки и жидкости, находящейся в суставной полости. Суставная жидкость уменьшает трение костей при движении. Суставы чаще всего укреплены связками, которые и ограничивают амплитуду движений.
Скелет человека состоит из костей. Различают длинные (кости плеча, предплечья, бедра, голени), короткие (кости кисти и стопы) и плоские (кости черепа, лопатки) кости. Сверху кости покрыты плотной оболочкой – надкостницей, через мелкие отверстия которой проходят кровеносные сосуды, питающие кость. Благодаря надкостнице обеспечивается рост костей в толщину и срастание костей при переломе. Концы кости покрыты хрящом. За счет деления клеток хряща кость растет в длину. За надкостницей расположено компактное плотное вещество, пропитанное солями кальция, а под ним – губчатое вещество кости, которое состоит из множества перекрещивающихся костных пластинок, придающих им прочность. Длинные трубчатые кости внутри имеют полость, заполненную костным мозгом.
Скелет составляют кости головы (череп), туловища, верхних и нижних конечностей.
Череп состоит из мозгового и лицевого отделов. Мозговой отдел – черепная коробка – защищает головной мозг от повреждений. Мозговой отдел образован лобной, затылочной, двумя теменными и двумя височными костями. В состав лицевого отдела черепа входят различные крупные и мелкие кости (например, верхняя и нижняя челюсти, скуловые и носовые кости). Все они неподвижно соединены между собой, кроме нижнечелюстной кости. Скелет туловища образуют позвоночник и грудная клетка. Позвоночник включает в себя 7 шейных, 12 грудных, 5 поясничных, 5 крестцовых и 4–5 копчиковых позвонков, в соответствии с которыми и различают пять отделов позвоночника – шейный, грудной, поясничный, крестцовый и копчиковый. Позвоночник человека, в отличие от позвоночника животных, имеет четыре изгиба. Их появление связано с прямохождением и способствует смягчению толчков при ходьбе, беге, прыжках, предохранению внутренних органов и спинного мозга от сотрясений. Каждый позвонок состоит из тела и дуги с несколькими отростками. Внутри позвоночника проходит позвоночный канал, окружающий спинной мозг.
Грудные позвонки, ребра и грудная кость (грудина) образуют грудную клетку, которая находится в верхней части туловища. Грудная клетка защищает от повреждений расположенные в ней сердце и легкие. У человека 12 пар плоских, дугообразно изогнутых ребер. Ребра подвижно сочленены с позвонками сзади, а спереди они (кроме двух пар нижних ребер) при помощи гибких хрящей соединяются с грудиной, расположенной по средней линии груди. Это позволяет грудной клетке расширяться или сужаться при дыхании.
Скелет верхней конечности (руки) состоит из трех отделов: плеча, предплечья и кисти. Длинная плечевая кость образует плечо. Две кости – локтевая и лучевая – составляют предплечье. С предплечьем соединяется кисть, состоящая из мелких косточек запястья и пясти, образующих ладонь, и гибких подвижных пальцев (их у человека пять, причем большой палец, в отличие от животных, противопоставлен остальным четырем). При помощи лопаток и ключиц, образующих плечевой пояс, кости руки прикрепляются к костям туловища.
Нижняя конечность (нога) состоит из бедра, голени и стопы. Бедро образовано бедренной костью, которая является самой крупной костью нашего тела. Голень состоит из двух берцовых костей, а стопа – из нескольких костей, самая крупная из которых пяточная. Нижние конечности прикреплены к туловищу с помощью пояса нижних конечностей (тазовых костей). Кости конечностей соединяются между собой подвижно при помощи суставов.
Движение тела человека, его отдельных частей и работа многих внутренних органов обеспечиваются мышцами, образованными мышечной тканью. Работа мышц основана на способности мышечной ткани сокращаться.
Различают гладкие и поперечнополосатые мышцы. Гладкие мышцы находятся во внутренних органах и образуют стенки кровеносных сосудов, дыхательных путей, желудка, кишечника. Сокращаются гладкие мышцы медленно и могут долго находиться в сокращенном состоянии.
К поперечнополосатым относятся мышцы туловища и конечностей. Сила сокращения поперечнополосатых мышц больше, чем гладких. В световом микроскопе мышечные волокна выглядят поперечно исчерченными – с чередующимися светлыми и темными полосами. Мышцы данного вида состоят из множества мышечных волокон, которые собраны в пучки. К костям они крепятся сухожилиями, которые образованы плотной соединительной тканью. В теле человека насчитывается несколько сот поперечнополосатых мышц.
Выделяют три основные группы мышц: головы, туловища и конечностей. К первой группе относятся жевательные и мимические мышцы. Жевательные мышцы обеспечивают пережевывание пищи, приводя в движение нижнюю челюсть. Мимические, сокращаясь, изменяют выражение лица и помогают человеку в процессе общения.
К мышцам туловища относятся мышцы груди, спины и живота. Мышцы груди принимают участие в движении грудной клетки, а также рук (с помощью большой грудной мышцы). Мышцы живота образуют брюшной пресс, с помощью которого органы брюшной полости удерживаются в нормальном положении. Они состоят из слоев, волокна которых перекрещиваются, что делает стенку живота более прочной и позволяет ей преодолевать давление внутренних органов. А мышцы спины участвуют в движении позвоночника и обеспечивают сохранение вертикального положения тела.
Наконец, мышцы конечностей способствуют движению рук и ног. Мышцы рук позволяют человеку совершать сложные движения, а мышцы ног удерживают тело в вертикальном положении.
В основе любых движений человека лежит сокращение мышц. Мышцы, обеспечивающие движение, делятся на две группы: сгибатели и разгибатели. Они работают согласованно, а руководит их работой нервная система. Утомление мышц связано с истощением энергетических запасов организма. Для восстановления работоспособности мышцам необходим отдых.
