Опорно-двигательная система: строение скелета, типы соединения костей и мышцы

Кость — твердый живой орган скелета, выполняющий опорную, защитную, локомоторную и минерально-депонирующую функции. В химическом составе кости взрослого человека выделяют:

• Вода — около 50%;

• Органические вещества (оссеин — коллагеновый белок) — около 28%, придают кости упругость и эластичность;

• Неорганические минеральные соли (гидроксиапатит кальция Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂, карбонаты, соли магния) — около 22%, обеспечивают исключительную твердость.

При сжигании кости органический оссеин сгорает и она становится хрупкой; при вымачивании в соляной кислоте соли растворяются и кость становится гибкой как резина.

Микроструктурная единица компактного вещества кости — остеон (гаверсова система): концентрические костные пластинки вокруг центрального гаверсова канала с кровеносным сосудом и нервом.

Скелет взрослого человека состоит из более чем 200 костей и включает 3 отдела:

1. Скелет головы (череп) — мозговой отдел (лобная, затылочная, 2 теменные, 2 височные, клиновидная, решетчатая) и лицевой отдел (верхняя и подвижная нижняя челюсти, скуловые, носовые);

2. Скелет туловища — позвоночник из 33-34 позвонков (7 шейных, 12 грудных, 5 поясничных, 5 сросшихся крестцовых, 4-5 копчиковых) и грудная клетка (12 грудных позвонков, 12 пар ребер и грудина);

3. Скелет конечностей — пояс верхних конечностей (лопатки, ключицы), свободная верхняя конечность (плечевая, локтевая, лучевая, кости кисти: запястье, пястье, фаланги); пояс нижних конечностей (тазовые кости: подвздошная, седалищная, лобковая), свободная нижняя конечность (бедренная, надколенник, большеберцовая, малоберцовая, кости стопы: предплюсна, плюсна, фаланги).

Эволюционные адаптации к прямохождению и трудовой деятельности:

• 4 S-образных изгиба позвоночника (шейный и поясничный лордозы, грудной и крестцовый кифозы) для амортизации толчков при беге и ходьбе;

• Сводчатая пружинящая стопа;

• Чашевидный широкий таз, удерживающий внутренние органы;

• Уплощенная спереди назад грудная клетка;

• Противопоставление большого пальца кисти остальным пальцам для тонких трудовых манипуляций;

• Преобладание мозгового отдела черепа над лицевым.

В скелете человека выделяют 3 типа соединений костей:

1. Неподвижные (непрерывные, синхондрозы и синостозы) — костные швы черепа, сращение костей таза и крестца;

2. Полуподвижные (симфизы) — соединение с помощью упругих хрящевых прокладок (межпозвоночные диски, лобковый симфиз, соединение ребер с грудиной);

3. Подвижные (суставы / диартрозы) — обеспечивают широкий диапазон движений. Обязательные компоненты сустава:

• Суставные поверхности сочленяющихся костей, покрытые гладким гиалиновым хрящом (толщина 0.2-6 мм);

• Суставная сумка (капсула) из плотной волокнистой соединительной ткани;

• Суставная полость с отрицательным давлением;

• Синовиальная жидкость — скользкая смазка, снижающая коэффициент трения практически до нуля и питающая бессосудистый хрящ.

Мышца как орган состоит из пучков поперечнополосатых мышечных волокон, покрытых соединительнотканной фасцией, и крепится к костям с помощью сухожилий. Внутри волокна расположены сократительные нити — миофибриллы, разделенные на повторяющиеся блоки — саркомеры.

Теория скользящих нитей Хаксли (механизм сокращения):

1. Нервный импульс вызывает выброс ионов Ca²⁺ из саркоплазматического ретикулума в саркоплазму;

2. Ионы Ca²⁺ связываются с белком тропонином, освобождая активные центры на тонких нитях актина;

3. Головки толстых нитей миозина связываются с актином, гидролизуют АТФ (АТФ → АДФ + Фн) и совершают гребковое движение, втягивая актиновые нити между миозиновыми;

4. Саркомер укорачивается, мышца напрягается и совершает механическую работу.

На ЕНТ часто путают классификацию ребер и число позвонков:

• Ребер ВСЕГО 12 пар (24 ребра):

1. Истинные ребра — 1-7 пары (прикрепляются непосредственно к грудине своими хрящами);

2. Ложные ребра — 8, 9, 10 пары (прикрепляются хрящом к вышележащему ребру, образуя реберную дугу);

3. Колеблющиеся ребра — 11 и 12 пары (заканчиваются свободно в толще мышц брюшной стенки);

• Шейных позвонков ВСЕГДА 7 (как у человека, так и у жирафа и кита — признак млекопитающих). Первый шейный позвонок — атлант, второй — осевой (эпистрофей).