Организм человека состоит из клеток, клетки образуют ткани, ткани — органы и системы органов. Опорно-двигательная система состоит из двух частей: скелета (пассивная часть — опора, защита, рычаги движения) и мышц (активная часть — сокращаясь, они двигают кости). Скелет придаёт телу форму, защищает головной мозг, сердце и лёгкие, в костном мозге образуются клетки крови, кости служат также запасом кальция и фосфора. На экзамене спрашивают о видах тканей, строении и химическом составе кости, соединении костей, отделах позвоночника и работе мышц.
§1. Ткани человека
Ткань — совокупность клеток и межклеточного вещества, сходных по происхождению, строению и функции. У человека четыре основных типа тканей:
Эпителиальная ткань — покровная и железистая; клетки плотно прилегают друг к другу, межклеточного вещества очень мало. Покрывает поверхность кожи, внутреннюю поверхность органов и полостей (слизистая кишечника), образует железы. Функции: защита, всасывание, секреция.
Соединительная ткань — много межклеточного вещества. Виды: костная, хрящевая, кровь и лимфа (с жидким межклеточным веществом), жировая, плотная волокнистая (сухожилия, связки), рыхлая волокнистая (заполняет промежутки между органами). Функции: опора, защита, транспорт веществ.
Мышечная ткань — способна сокращаться: поперечнополосатая (скелетные мышцы — произвольные, сокращаются быстро и сильно, быстро утомляются), гладкая (в стенках внутренних органов и сосудов — непроизвольная, сокращается медленно, мало утомляется), сердечная мышца (поперечнополосатая, но непроизвольная, клетки соединены между собой, обладает автоматией).
Нервная ткань — нейроны (тело, дендриты, аксон) и питающие и защищающие их клетки нейроглии; свойства — возбудимость и проводимость.
§2. Состав и строение кости
В скелете взрослого человека 206 костей. Костная ткань состоит из клеток и твёрдого межклеточного вещества.
Химический состав:
органические вещества (в основном белок оссеин, около 1/3) — придают кости гибкость и упругость;
неорганические вещества (соли кальция и фосфора, около 2/3) — придают твёрдость.
У детей органических веществ относительно больше — кости гибкие и при неправильной посадке могут искривляться; у пожилых доля минеральных солей растёт — кости становятся хрупкими и легко ломаются.
Опыт: при прокаливании кости органические вещества сгорают — кость остаётся твёрдой, но хрупкой; при выдерживании в кислоте соли растворяются — кость становится настолько гибкой, что её можно завязать узлом.
Строение трубчатой кости (например, бедренной):
диафиз — средняя часть, стенка из плотного вещества, внутри полость с жёлтым костным мозгом (жировая ткань);
эпифизы — утолщённые концы из губчатого вещества, в его ячейках красный костный мозг — образуются клетки крови; суставные поверхности покрыты хрящом;
надкостница (периост) — из соединительной ткани, богата сосудами и нервами; клетки её внутреннего слоя делятся и обеспечивают рост кости в толщину и сращение после перелома.
В длину кость растёт за счёт ростового хряща между эпифизом и диафизом; он сохраняется примерно до 20–25 лет, затем окостеневает, и рост прекращается.
По форме кости: трубчатые (бедренная, плечевая, кости голени), губчатые (короткие) (тела позвонков, кости запястья), плоские (лопатка, грудина, кости свода черепа), смешанные (кости основания черепа).
§3. Соединения костей
Неподвижное соединение — кости прочно соединены швами или срастаются (кости свода черепа, крестцовые позвонки).
Полуподвижное соединение — между костями хрящевая прослойка (межпозвоночные хрящевые диски, соединение рёбер с грудиной).
Подвижное соединение — суставы: суставная головка одной кости входит в суставную впадину другой; поверхности покрыты гладким хрящом; сустав окружает прочная суставная сумка, внутри которой суставная жидкость, уменьшающая трение; снаружи укрепляют связки. Например, плечевой, локтевой, коленный, тазобедренный суставы.
§4. Отделы скелета
Скелет головы (череп) — мозговой отдел (лобная, теменные, затылочная, височные и другие кости — защищает головной мозг) и лицевой отдел (верхняя и нижняя челюсти, скуловые, носовые кости). Из костей черепа подвижно соединена только нижняя челюсть.
Скелет туловища:
позвоночник — 33–34 позвонка: 7 шейных, 12 грудных, 5 поясничных, 5 крестцовых (срастаются в одну крестцовую кость) и 4–5 копчиковых. В позвоночном канале находится спинной мозг.
В позвоночнике 4 физиологических изгиба: в шейном и поясничном отделах вперёд (лордоз), в грудном и крестцовом назад (кифоз). Они смягчают толчки при ходьбе и прыжках — приспособление, связанное с прямохождением.
Грудная клетка: 12 пар рёбер, 12 грудных позвонков и грудина; защищает сердце и лёгкие, участвует в дыхании.
Скелет конечностей:
пояс верхних конечностей — лопатки и ключицы; свободная верхняя конечность — плечевая кость, предплечье (локтевая и лучевая кости), кисть (запястье, пясть, фаланги пальцев);
пояс нижних конечностей — тазовые кости; свободная нижняя конечность — бедренная кость (самая длинная), голень (большая и малая берцовые кости), надколенник, стопа (предплюсна, плюсна, фаланги). Стопа образует свод — при ходьбе он работает как пружина.
§5. Мышцы и их работа
У человека более 600 скелетных мышц. Каждая мышца состоит из пучков поперечнополосатых волокон, её концы прикрепляются к костям сухожилиями; к мышце подходят сосуды и нервы.
Механизм сокращения: белковые нити мышечного волокна — актин и миозин — скользят друг относительно друга; для этого нужны энергия АТФ и ионы кальция (Ca²⁺). Мышца сокращается при поступлении нервного импульса.
Антагонисты — мышцы противоположного действия: двуглавая мышца плеча сгибает руку в локте, трёхглавая разгибает. Синергисты — мышцы, совместно выполняющие одно движение.
Группы мышц: головы (жевательные и мимические), шеи, туловища (грудные, брюшные, спинные мышцы, диафрагма), верхних и нижних конечностей.
Виды работы: статическая (удержание груза без движения, поддержание позы) и динамическая (подъём груза, ходьба). Статическая работа утомляет быстрее.
Утомление связано с накоплением молочной кислоты в мышце и утомлением нервных центров. Как показал И. М. Сеченов, активный отдых (работа другой группы мышц) снимает утомление быстрее пассивного.
При регулярных упражнениях мышечные волокна утолщаются (тренировка), при малой подвижности (гиподинамия) мышцы и кости ослабевают.
§6. Гигиена и первая помощь
Нарушения осанки: сколиоз (боковое искривление позвоночника), сутулость; причины — неправильная посадка, ношение тяжёлой сумки на одном плече, малая подвижность. Плоскостопие — уплощение свода стопы; причина — неудобная обувь. Профилактика — физические упражнения, правильная посадка, достаток кальция и витамина D в питании.
Ушиб — приложить холод; растяжение связок — холод и тугая повязка на сустав; вывих — не пытаться вправить самому, обездвижить сустав и доставить к врачу.
Перелом: закрытый и открытый (кожа повреждена). Первая помощь — обездвижить сломанную кость вместе с двумя соседними суставами с помощью шины; при открытом переломе сначала остановить кровотечение и закрыть рану чистой повязкой; пострадавшего срочно доставить в больницу.
Пример
Почему у пожилых людей кости легко ломаются?
С возрастом доля органического вещества (оссеина) в кости уменьшается.
Доля неорганических солей относительно растёт — твёрдость есть, гибкости мало.
Даже при небольшом ударе кость не гнётся, а ломается.
Ответ: у пожилых кости хрупкие, так как в них мало органических веществ.
Пример
Сколько позвонков в отделах позвоночника выше крестца?
Шейный отдел — 7.
Грудной отдел — 12.
Поясничный отдел — 5.
Всего: 7 + 12 + 5 = 24.
Ответ: 24 позвонка.
Пример
Кость массой 90 г прокалили. Какая масса примерно останется?
При прокаливании органические вещества сгорают, остаются неорганические соли.
Неорганические вещества составляют около 2/3.
90 × 2/3 = 60 г.
Ответ: около 60 г (хрупкая минеральная часть).
Проверьте себя
Где находится красный костный мозг?
За счёт чего кость растёт в толщину?
Сколько поясничных позвонков?
Какая кость черепа единственная подвижная?
В чём особенность сердечной мышцы?
Приведите пример мышц-антагонистов.
Сколько примерно органического вещества останется из кости массой 60 г после полного растворения солей в кислоте?
Кому принадлежит учение об активном отдыхе?
Типичные ошибки
Писать, что поясничных позвонков 7, — шейных 7, поясничных 5.
Говорить, что кость растёт в толщину за счёт ростового хряща, — за счёт надкостницы.
Путать результаты опыта с прокаливанием и с кислотой.
Считать сердечную мышцу гладкой.
Путать места жёлтого и красного костного мозга — красный в губчатом веществе.
При открытом переломе сначала накладывать шину — сначала останавливают кровь и закрывают рану.