«Строение, закономерности онтогенетического развития опорно-двигательного аппарата»
Содержание
Введение 3
1. Опорно- двигательный аппарат 5
3. Особенности функции и строения опорно – двигательного аппарата….…..8
4. Развитие в онтогенезе…………………...……………………………………11
Заключение............................................................................................................18
Список литературы………...................................................................................19
Введение
Одна из функций человеческого организма - изменение положения частей тела, передвижение в пространстве. Движения происходят при участии костей, выполняющих функции рычагов, и скелетных мышц, которые вместе с костями и их соединениями образуют опорно-двигательный аппарат. Кости и соединения костей составляют пассивную часть опорно-двигательного аппарата, а мышцы, выполняющие функции сокращаться и изменять положение костей, - активную часть,
Опорная функция скелета состоит в том, что кости поддерживают прикрепляющиеся к ним мягкие ткани ( мышцы, фасции и другие органы), участвуют в образовании стенок полостей, в которых помещаются внутренние органы. Без скелета тело человека, на которое действуют силы притяжения (силы тяжести), не могло бы занимать определенное положение в пространстве. К костям прикрепляются фасции, связки и т. п., являющиеся элементами мягкого остова, или мягкого скелета, который также принимает участие в удержании органов возле костей, образующих твердый скелет (остов).
Кости скелета выполняют функции длинных и коротких рычагов, приводимых в движение мышцами. В результате части тела обладают способностью к передвижению.
Скелет образует вместилища для жизненно важных органов, защищает их от внешних воздействий. Так, в полости черепа находится головной мозг, в позвоночном канале - спинной мозг;
Грудная клетка защищает сердце, легкие, крупные сосуды; костный таз - органы половой и мочевой систем и т. д.
Кости содержат значительное количество солей кальция, фосфора, магния и других элементов, которые участвуют в минеральном обмене. В состав скелета входит более 200 костей, из них 33-34 непарные, остальные парные; 29 костей образуют череп, 26 - позвоночный столб, 25 костей составляют ребра и грудину, 64 кости образуют скелет верхних конечностей и 62- скелет нижних конечностей.
Позвоночный столб, череп и грудную клетку относят к осевому скелету, skeleton axiale, кости верхних и нижних конечностей называют добавочным скелетом, skeleton appendiculare.
1.Опорно-двигательный аппарат
Одним из важнейших свойств живого организма является передвижение в пространстве. Эту функцию у человека выполняет опорно-двигательный аппарат, состоящий из двух частей: пассивной и активной. К первой относятся кости, соединяющиеся между собой различным образом, ко второй — мышцы.
Описание из чего состоит скелет - кости черепа, кости стопы, бедренная кость, позвоночный столб, ребра.
Человеческое тело представляет собой совокупность органов, систем и аппаратов, которые действуют слаженно, выполняя жизненно важные функции. Движение является необходимой частью функции связи и взаимодействия, и тело может осуществлять это движение благодаря опорно-двигательному аппарату. Опорно-двигательная система включает кости, мышцы и соединения костей. Кости - это твердые и прочные части, служащие опорой телу, мышцы - мягкие части, покрывающие кости, а соединения костей - это структуры, при помощи которых кости соединяются. Все кости, а их примерно 206, составляют систему костей, или скелет, который придает телу внешнюю конфигурацию, вид и обеспечивает ему жесткое и прочное устройство, защищает внутренние органы, накапливает минеральные соли и вырабатывает клетки крови.
Кости состоят в основном из воды и минеральных веществ, образованных на основе кальция и фосфора, и из вещества, именуемого остеином. Кость не является застывшим органом: она находится в постоянном процессе развития и разрушения. Для этого у нее имеются остеобласты, костеобразующие клетки, и остеокласты, клетки, разрушающие ее, чтобы не давать ей чрезмерно утолщаться. В случае перелома остеокласты разрушают осколки кости, а остеобласты вырабатывают новую костную ткань.
Развитие и прочность кости зависят от витаминов группы D (кальциферола), регулирующих обмен кальция, необходимого для работы мышц. Кальциферолом особенно богаты рыбий жир, мясо тунца, молоко и яйца. Также ультрафиолетовые лучи солнца способствуют всасыванию витамина D.
Основные кости :
Кости лицевого черепа - их главная функция - участие в пережевывании пищи.
Кости мозгового черепа - мозговой череп состоит из восьми плоских костей, защищающих головной мозг, соединенных неподвижно.
Ребра - это кости, которые вместе с грудиной образуют грудную клетку, необходимый элемент защиты внутренних органов, размещенных в ней.
Позвоночный столб - ось, или опора нашего тела, состоящая из 33 или 34 позвонков, в нем размещен спинной мозг.
Бедренная кость - самая длинная кость тела человека. Позволяет делать разнообразные движения ногой благодаря своему соединению с коленной чашечкой.
Кости стопы - группа из 26 костей, среди которых выделяется самая большая, пяточная кость, образующая пятку.
Самым высоким человеком в мире был американец, рост которого составлял 2,72 м. Ко времени своей смерти, в 1940 году, когда ему было 22 года, он еще продолжал расти. Самым низким человеком была 19-летняя голландка: ее рост составлял всего 59 см, она умерла в 1895 году.
Мышцы, которых более 400, покрывают скелет и совместно с костями и их соединениями делают возможным движение, однако некоторые из них, например мышцы вен и артерий, обеспечивающих ток крови, нагнетаемой сердцем, выполняют функции, не связанные с двигательным аппаратом.
Мышцы лица - позволяют принимать различные выражения нашего лица: смеха, гнева и т.д.
Двуглавая мышца плеча - совместно со своим антагонистом - трехглавой мышцей плеча - обеспечивает сгибание и разгибание предплечья.
Наружные косые мышцы живота - позволяют при сокращении выталкивать воздух из легких. Выполняют работу, противоположную работе диафрагмы, которую здесь не видно, так как она находится внутри брюшной полости.
Четырехглавая мышца бедра - как и в случае с верхними конечностями, четырехглавая мышца бедра также имеет мышцу-антагониста - двуглавую мышцу бедра. Обе сгибают и разгибают бедро.
Мышцы подразделяются на группы в зависимости от их формы или разновидности волокон, из которых они состоят. [1]
2.Особенности функций и строения опорно-двигательного аппарата
Органы движения представляют собой единую систему, где каждая часть и орган формируются и функционируют в постоянном взаимодействии друг с другом. Элементы, входящие в систему органов движения, подразделяют на две основные категории: пассивные (кости, связки и суставы) и активные элементы органов движения (мышцы).
Размер и форма тела человека в значительной мере определяется структурной основой — скелетом. Скелет обеспечивает опорой и защитой все тело и отдельные органы. В составе скелета имеется система подвижно сочлененных рычагов, приводимая в движение мышцами, благодаря чему и совершаются разнообразные движения тела и его частей в пространстве. Отдельные части скелета служат не только вместилищем жизненно важных органов, но и обеспечивают их защиту. Например, череп, грудная клетка и таз служат защитой мозга, легких, сердца, кишечника и др.
До
недавнего времени господствовало мнение
о том, что роль скелета в организме
человека ограничена функцией опоры
тела и участием в движении (это и послужило
причиной появления термина
"опорно-двигательный аппарат").
Благодаря современным исследованиям
представление о функциях скелета
значительно расширилось. Например,
скелет активно участвует в обмене
веществ, а именно в поддержании на
определенном уровне минерального
состава крови. Такие входящие в состав
скелета вещества, как кальций, фосфор,
лимонная кислота и другие, при необходимости
легко вступают в обменные реакции.
Функция мышц также не ограничивается
включением костей в движение и совершением
работы, многие мышцы, окружая полости
тела, защищают внутренние органы.
Общие
сведения о скелете. Форма костей.
Человеческий скелет по строению схож
со скелетом высших животных, но имеет
целый ряд особенностей, которые связаны
с прямохож-дением, передвижением на
двух конечностях, высоким развитием
руки и головного мозга.
Скелет
человека — это система, состоящая из
206 костей, из них 85 парных и 36 непарных.
Кости являются органами тела. Вес скелета
у мужчины составляет примерно 18% веса
тела, у женщины — 16%, у новорожденного
— 14%. В состав скелета входят кости
различных величины и формы.
По
форме кости делятся на: а) длинные
(находятся в скелете конечностей); б)
короткие (расположены в запястье и
предплюсне, т.е. там, где одновременно
необходимы большая прочность и подвижность
скелета); в) широкие или плоские (образуют
стенки полостей, в которых находятся
внутренние органы — тазовая кость,
кости мозгового черепа); г) смешанные
(имеют различную форму).
Соединения
костей. Кости сочленяются различными
способами. По степени подвижности
различают сочленения: а) неподвижные;
б) малоподвижные; в) подвижные соединения
костей, или суставы.
Неподвижное
соединение образуется в результате
срастания костей, при этом движения
могут быть крайне ограниченными или
вовсе отсутствовать. Например,
неподвижность костей мозгового черепа
обеспечивается тем, что многочисленные
выступы одной кости входят в соответствующее
углубление другой. Подобное соединение
костей называется швом.
Наличие
упругих хрящевых прокладок между костями
обеспечивает небольшую подвижность.
Например, такие прокладки имеются между
отдельными позвонками. Во время сокращения
мышц прокладки сжимаются, а позвонки
сближаются. При активных движениях
(ходьбе, беге, прыжках) хрящ действует
в качестве амортизатора, тем самым
смягчая резкие толчки и предохраняя
тело от сотрясения.
Чаще встречаются подвижные соединения костей, что обеспечивается суставами. Концы костей, образующих сустав, покрыты гиалиновым хрящом толщиной от 0,2 до 0,6 мм. Этот хрящ очень эластичен, имеет гладкую блестящую поверхность, поэтому значительно уменьшается трение между костями, что существенно облегчает их движение.
Из
очень плотной соединительной ткани
образуется суставная сумка (капсула),
которая окружает область сочленения
костей. Крепкий наружный (фиброзный)
слой капсулы прочно соединяет между
собой сочленяющиеся кости. Внутри
капсула выстлана синовиальной оболочкой.
В полости сустава находится синовиальная
жидкость, которая действует как смазка
и тоже способствует уменьшению
трения.Снаружи сустав укреплен связками.
Ряд суставов укрепляется связками и
внутри. Кроме того, внутри суставов
имеются особые приспособления, которые
увеличивают сочлененные поверхности:
губы, диски, мениски из соединительной
ткани и хряща.
Полость
сустава является герметически замкнутой.
Давление между суставными поверхностями
всегда отрицательное (меньше атмосферного),
в связи с чем наружное атмосферное
давление препятствует их расхождению.
4. Развитие в онтогенезе
В онтогенезе костная система, как и другие системы организма человека, претерпевает возрастные изменения. Закладка и развитие скелета начинается со 2-го месяца внутриутробного развития и продолжается до 25-30 лет.
Возрастные изменения скелета наиболее заметны в первые два года постнатального периода, в возрасте 8-10 лет и в период полового созревания, когда наблюдаются интенсивные процессы линейного роста.
Рост тесно взаимосвязан с развитием органов и систем ребенка. Рост приводит к появлению количественных различий в структуре и функциях органов и систем развивающегося организма. Развитие обусловливает появление качественных изменений в морфологической структуре и организации деятельности физиологических систем.
Применительно к костям скелета ростовые процессы характеризуются увеличением линейных размеров костей. Развитие костной системы связывают с каскадом дифференцировочных процессов в клетках и тканях, а также накоплением минерала и увеличением костной минеральной плотности с возрастом.
Костная ткань ребенка интенсивно обновляется. В детском и подростковом возрасте костный баланс, т.е. конечная разница между количеством разрушенной и вновь образованной костной ткани (кортикальной и трабекулярной) в каждом цикле ремоделирования остается положительным.
Скорость обновления костной ткани у детей достигает 30-100% в год и осуществляется на 100% её поверхности. Это существенно отличается от перестройки костной ткани у взрослых. В сочетании с высокой частотой активации ремоделирования положительный костный баланс обеспечивает эффективный механизм быстрого увеличения костной массы, свойственный детству.
Интенсивное накопление костной ткани со скоростью примерно 8% в год продолжается до 20-30 лет .
Многочисленные исследования убедительно доказали, что костная масса является главной детерминантой механических свойств костной ткани.
Во время детства костная масса растет параллельно с увеличением размеров тела. Рост костной массы сопровождается повышением содержания в костях кальция.
В первые 7 лет жизни ежедневный прирост кальция в костях составляет около 100 мг, в период половой зрелости — увеличивается до 350 мг. После прекращения роста скелета, ежедневное удержание кальция в костях составляет 15 мг. Считается, что костная масса продолжает увеличиваться после прекращения линейного роста. В последнее время появились данные о том, что небольшое увеличение костной массы может продолжаться после прекращения роста. Этот факт объясняется некоторым увеличением размеров и усилением минерализации костей.
Физиология накопления костной массы неразрывно связана с достижением так называемой пиковой костной массы, которая определяет прочность скелета взрослого человека. Возраст достижения пиковой костной массы до настоящего времени окончательно не выяснен.
В период с 10 до 14 лет в поясничном отделе позвоночника происходит увеличение костной минеральной плотности на 40%.
В старости костная система претерпевает значительные изменения. С одной стороны, наблюдается уменьшение числа костных пластинок и разрежение кости (остеопороз), с другой — происходят избыточное образование кости в виде костных наростов (остеофитов) и обызвествление суставного хряща, связок и сухожилий на месте прикрепления их к кости.
Развитие и прочность кости зависят от витаминов группы D (кальциферола), регулирующих обмен кальция, необходимого для работы мышц. Кальциферолом особенно богаты рыбий жир, мясо тунца, молоко и яйца. Также ультрафиолетовые лучи солнца способствуют всасыванию витамина D.
В развитии скелета позвоночных животных различают три стадии развития: соединительнотканную (перепончатую), хрящевую и костную. Осевым органом в раннем пери-оде онтогенеза у всех позвоночных является хорда. Хорда впервые в филогенезе появляется у низших хордовых животных (ланцетника), она сохраняется в течение всей индивидуальной жизни организма. Вокруг хорды из мезодермы формируется перепончатый скелет.
На протяжении онтогенеза значительно изменяется общая масса мышечной ткани, причем вес мышц в ходе роста увеличивается значительно интенсивнее, чем вес многих других органов. Например, у новорожденных масса всех мышц составляет 23% массы тела, а в 8 лет — 27%, в 17-18 лет — 44% (у спортсменов, как известно, мышечная масса может достигать 50%).
В ходе онтогенеза происходят значительные изменения в микроструктуре мышц. Рост мышечной массы в постнатальном периоде происходит за счет увеличения не количества, а размеров мышечных волокон. Происходит утолщение миофибрилл и как результат — утолщение мышечных волокон. Стабилизация, прекращение роста мышечных волокон происходит к 18-20 годам, то есть примерно в те же сроки, что и стабилизация роста скелета. А вот в старости происходит противоположный процесс — атрофия мышечных волокон, приводящая к уменьшению их диаметра. Поперечная исчерченность мышечных волокон при старении ослабляется. Перестает быть строго параллельным направление мышечных волокон, появляются неправильно, спирально и даже кольцеобразно расположенные группы мышечных волокон. Развитие гистоструктуры соединительнотканных элементов мышц идет особенно интенсивно в раннем детском возрасте, значительного уровня достигая к 7 годам. В 19-20 лет соединительнотканные элементы мышц являются мощным каркасом как для всей мышцы, так и для каждого мышечного волокна в отдельности. При старении соединительная ткань мышц подвергается атрофическим изменениям. В саркоплазме обнаруживаются жировые включения, а также участки восковидного перерождения.
Существенные изменения в ходе онтогенеза претерпевают ядра мышечных волокон, играющие важную роль в развитии и функционировании ткани. Известно, например, что мышцы эмбриона значительно богаче ядрами, чем мышцы детей и взрослых. Уменьшение количества ядер происходит параллельно с утолщением диаметра мышечного волокна. При старении по мере развития дистрофических изменений количество ядер снова начинает увеличиваться, при этом изменяется также их форма.
Двигательные нервные окончания в мышцах появляются еще задолго до рождения и длительное время после рождения их сеть продолжает развиваться. А вот проприорецепторный аппарат формируется более быстрыми темпами, и опережает в своем развитии моторные окончания. К моменту рождения нервно-мышечное веретено уже имеет хорошо выраженную капсулу, извитые и разветвленные нервные волокна и мышечный стержень. С возрастом меняется не только структура, но и их распределение в мышце. Так, если у новорожденного «веретена» расположены более или менее равномерно, то к 4-11 годам нервно-мышечные веретена обнаруживаются в большей мере в концевых третях, чем в середине. Примерно до 17 лет и старше особенно быстро увеличивается количество мышечных веретен в участках мышц, испытывающих наибольшее растяжение.
Кровоснабжение мышц в эмбриональном и в раннем детском возрасте развито уже хорошо, но, в отличие от взрослого организма, в этом периоде тип ветвления сосудов мышц иной: он бывает рассыпной или переходный, а у взрослого — магистральный. В общем можно отметить, что структура артериального русла мышц формируется уже к рождению.
В ходе онтогенеза существенным образом изменяются и функции мышц.
Одним из важных показателей функции мышц является их лабильность. Под лабильностью или функциональной подвижностью Н.Е.Введенский понимал большую или меньшую скорость тех элементарных реакций, которыми сопровождается физиологическая деятельность данного аппарата, в нашем случае мышечного. Мерой лабильности по Введенскому является наибольшее число потенциалов действия, которое возбудимый субстрат способен воспроизвести в 1 сек под влиянием раздражителя.
Наиболее низкая лабильность отмечается во внутриутробном периоде. Скелетная мускулатура воспроизводит лишь 3-4 сокращения в секунду, тогда как у взрослого — до 60-80. Во внутриутробном периоде при превышении оптимальной величины частоты раздражения мышца продолжает сокращаться столько времени, сколько длится раздражение, при этом отсутствует свойственное у взрослого состояние пессимума. Пессимальное торможение заключается, как известно, в уменьшении величины тетанического сокращения при очень высокой частоте раздражения мышцы, при этом сила ее сокращения снижается.
Для характеристики изменений функционального состояния двигательного аппарата в онтогенезе значительный интерес представляет оценка роли времени в рефлекторных реакциях мышц. Хронаксия (характеризует скорость возникновения возбуждения) мышц у новорожденных от 1,5 до 10 раз больше, чем у взрослых. По величине хронаксии было показана гетерохронность развития отдельных мышечных групп в онтогенезе. Так, например, хронаксия двуглавой и трехглавой мышцы плеча формируется на уровне взрослого уже к 5 годам, тогда как для большинства мышц это происходит в пределах 9-15 лет. Достигнув определенной величины, показатели хронаксии удерживаются на этом уровне всю жизнь, несколько снижаясь в старости
Наиболее общим проявлением функции движения является работоспособность мышц, которая лежит в основе возрастной эволюции различных двигательных качеств, определяющих взаимодействие организма со средой. Изучение возрастных особенностей величины этого показателя у детей младшего школьного возраста существенно затруднен, так как основной метод регистрации уровня физической работоспособности требует определенного уровня физического развития. Поэтому достоверные данные об изменении мышечной работоспособности относятся почти исключительно к детям старше 6-7 лет. Систематические исследования изменений мышечной работоспособности у детей в возрасте от 7 до 18 лет показывает, что с возрастом работа, выполняемая ребенком на эргографе в течении 1 мин увеличивается, причем прирост количества работы изменяется неравномерно в разные возрастные периоды. Существуют и определенные особенности, характеризующие процесс роста и развития ребенка. Так, например, амплитуде эргограмм свойственно снижение (отчетливое) в период от 7-9 до 10-12 лет, которое сменяется затем постепенным увеличением. Обнаруживается четко выраженное снижение суммарной биоэлектрической активности мышц, то есть с возрастом улучшается использование мышцами нервного напряжения. Изменяется также и характер биоэлектрической активности.
Скелет человека.
Мышцы, которых более 600, покрывают скелет и совместно с костями и их соединениями делают возможным движение, однако некоторые из них, например мышцы вен и артерий, обеспечивающих ток крови, нагнетаемой сердцем, выполняют функции, не связанные с двигательным аппаратом.
Мышцы человека.
Заключение
Опорно - двигательный аппарат человека — это самодвижущийся механизм, состоящий из 600 мышц, 200 костей, нескольких сотен сухожилий. Составными частями опорно-двигательной системы являются кости, сухожилия, мышцы, апоневрозы, суставы и другие органы, биомеханика которых обеспечивает эффективность движений человека,
опорная — фиксация мышц и внутренних органов;
защитная — защита жизненно важных органов (головной мозг и спинной мозг, сердце и др.);
двигательная — обеспечение простых движений, двигательных действий (осанка, локомоции, манипуляции) и двигательной деятельности;
рессорная — смягчение толчков и сотрясений;
участие в обеспечении жизненно важных процессов, такие как минеральный обмен, кровообращение, кроветворение и другие.
Двигательная функция возможна только при условии взаимодействия костей и мышц скелета, потому что мышцы приводят в движение костные рычаги. Большинство костей скелета соединено подвижно с помощью суставов. Одним концом мышца прикрепляется к одной кости, образуя сустав, другим концом - к другой кости. При сокращении мышца приводит кости в движение. Благодаря мышцам противоположного действия кости могут не только совершать те или иные движения, но и фиксироваться относительно друг друга.
Изучив опорно-двигательную систему человека можно приступить к изучению дальнейшего устройства человека и его биологических возможностей (которые еще до конца и не изучены).
Список литературы
1. К.Вили Биология. Перевод с 5-ого английского издания Н.М. Баевская, М.Л. Бельговский, Ю.И. Лашкевича, С.В. Максимовой, М.Б. Штернберг.-М.: Издательство «Мир» 1998.-808с.
2. Сапин М. Р., Билич Г.Л. Анатомия человека: Учеб. Для студ. Биол. Спец. Вузов.-М.: Выш. шк., 1999.- 544с.
3.Кперина М.М, Ожигова А.П., Никитина А.А. Анатомия человека: Учеб для студ. Высш. Учеб. Заведений. – М.: Гуманит. изд. Центр ВЛАДОС, 2002.-384с.
4. Н.В Колесников Анатомия человека.-М.: Изд-во Высшая школа,2005 г.-372с.
5. http://www.cultinfo.ru И. И. Иванов.