2. Двигательный аппарат

4. Общий обзор скелета человека

Значение двигательного аппарата. К двигательному аппарату, или костно-мышечной системе, относятся скелет и скелетные мышцы. Скелет - это твердый остов, от которого зависит форма тела. Он состоит более чем из 200 костей. Большинство костей соединено друг с другом подвижно, а потому их взаимное положение может меняться. Функции мышц - закреплять отдельные части скелета в определенном положении или изменять это положение, т. е. производить движение. Обычно своими концами мышцы прикрепляются к двум соседним костям, причем вокруг каждого подвижного соединения костей находится несколько мышц, что позволяет разнообразить движения. Мышцы - активная, рабочая часть двигательного аппарата, а кости - его пассивная часть.

Движения человека крайне разнообразны и точны. Выполнение движений, а также поддержание тела в определенном положении и сохранение равновесия обеспечивается точной и строго согласованной работой большого количества мышц.

Костно-мышечная система, выполняет еще и защитную функцию. Кости скелета защищают от ударов и повреждений нежные ткани спинного и головного мозга, сердце, легкие и ряд других органов.

Скелет туловища. В скелете человека различают скелет туловища, скелет конечностей и череп (цв. табл. II). Основа скелета туловища - позвоночник, состоящий из 33-34 позвонков: 7 шейных, 12 грудных, 5 поясничных, 5 крестцовых, сросшихся в единую кость - крестец, и 4-5 хвостовых, или копчиковых. В позвонке (рис. 3) различают спереди массивное тело, а сзади дугу с несколькими отростками, одни из которых служат для прикрепления мышц, а другие - для соединения с соседними позвонками. В позвоночном канале, образованном отверстиями между телом и дугой позвонков, находится спинной мозг. Копчиковые позвонки - небольшие остатки тел хвостовых позвонков, хорошо развитых у животных.

Таблица II. Скелет человека: 1 - череп; 2 - нижняя челюсть; 3 - шейные позвонки; 4 - ключица; 5 - лопатка; 6 - плечевая кость; 7 - грудная кость; 8 - ребра; 9 - поясничные позвонки; 10 - лучевая кость; 11 - локтевая кость; 12 - запястье; 13 - пясть; 14 - кости пальцев; 15 - крестец; 16 - копчик; 17 - тазовые кости; 18 - бедро; 19 - коленная чашечка; 20 - большая берцовая кость; 21 - малая берцовая кость; 22 - предплюсна; 23 - плюсна; 24 - кости пальцев ноги

Рис. 3. Позвонки: 1 - тело позвонка; 2 - отростки; 5 - дуга; 4 - суставные поверхности

Позвоночник человека имеет шейный, грудной, поясничный и крестцовый изгибы (рис. 4), которые представляют собой отличительную особенность человека, связанную с вертикальным положением тела. Благодаря этим изгибам центр тяжести тела стоящего человека переносится назад и находится на отвесной линии, проходящей между ступнями ног, ближе к пяткам. Такое положение центра тяжести обеспечивает сохранение равновесия и значительно облегчает ходьбу на двух ногах. Изгибы делают позвоночник более упругим и гибким. При ходьбе, беге, прыжках и всевозможных резких движениях он пружинит и тем самым предохраняет голову, а вместе с ней и мозг от сотрясений.

Рис. 4. Позвоночник

Грудные позвонки - составная часть грудной клетки (рис. 5). От каждого грудного позвонка отходит по одной паре подвижно соединенных с ним ребер. Передние концы 10 верхних пар ребер при помощи хрящей соединены с грудной костью, или грудиной, причем хрящи 8, 9 и 10-й пар срастаются между собой и присоединяются к хрящам 7-й пары. 11-я и 12-я пары ребер не доходят до грудины и оканчиваются свободно. Грудная клетка защищает от ударов и повреждений легкие, сердце, а также органы верхней части брюшной полости. У человека грудная клетка широкая, но с коротким передне-задним диаметром. Такая форма связана с вертикальным положением тела и облегчает сохранять равновесие.

Рис. 5. Грудная клетка: 1 - позвоночник; 2 - ребра; 3 - хрящевая часть ребер; 4 - грудина

Конечности. В верхней части спины расположены две плоские кости - лопатки; они прикрепляются к позвоночному столбу и к ребрам только при помощи мышц. Каждая лопатка соединяется с ключицей, которая другим своим концом соединена с грудной костью. Лопатки и ключицы образуют пояс верхних конечностей, или плечевой пояс. Наружные углы лопаток соединяются с головками плечевых костей рук. Пояс нижних конечностей, или тазовый пояс, состоит из крестца и неподвижно соединенных с ним двух тазовых костей, которые спереди также неподвижно соединены друг с другом. Тазовые кости, как и лопатки, имеют круглые впадины, куда входят головки бедренных костей ног. Таз человека шире, чем у животных, и имеет форму чаши. Легко понять, почему это так. У животных брюшные внутренности всем своим весом опираются на стенки живота, а у человека - на тазовые кости. Таким образом, форма таза человека связана с вертикальным положением тела.

Скелеты верхних и нижних конечностей, наряду с некоторыми отличиями, имеют между собой много общего (рис. 6). В верхней конечности (руке) различают: плечевую кость, подвижно соединенную с лопаткой; предплечье, состоящее из двух костей - локтевой и лучевой', кисть, в состав которой входят мелкие кости запястья, пять длинных костей пясти и кости пальцев (две в большом пальце, по три в остальных).

Рис. 6. Скелет верхней конечности при положении кисти ладонью вперед (А) и назад (Б) и скелет нижней конечности (В): 1 - ключица; 2 - лопатка; 3 - плечевая кость; 4 - локтевая кость; 5 - лучевая кость; 6 - запястье; 7 - пясть; 8 - кости пальцев; 9 - тазовая кость; 10 - бедренная кость; 11 - коленная чашечка; 12 - большая берцовая кость; 13 - малая берцовая кость; 14 - кости предплюсны; 15 - кости плюсны; 16 - кости пальцев

Соответственные части находятся и в нижней конечности (ноге): бедро; две кости голени - большая и малая берцовые; стопа, состоящая из костей предплюсны, плюсны и пальцев. Бедро образует с большой берцовой костью коленный сустав, к которому спереди прилегает небольшая кость - коленная чашечка, предохраняющая коленный сустав от повреждения.

Череп. В черепе (цв. табл. II) различают два основных отдела: мозговой, или черепную коробку, и лицевой, или кости лица. Мозговой череп образует большую полость, в которой расположен головной мозг. В состав мозгового черепа входят следующие кости: лобная, две теменные, затылочная, две височные, основная и решетчатая. Все они соединены друг с другом неподвижно. Внутри височной кости находится орган слуха, к которому проходит широкое слуховое отверстие. Через большое отверстие затылочной кости полость черепа соединяется с позвоночным каналом. На уровне соединения верхнего шейного позвонка с затылочной костью спинной мозг переходит в головной.

Лицевой череп образует костный остов верхней части органов дыхания и пищеварения. В его состав входят верхняя и нижняя челюсти, скуловые кости, нёбные кости, сошник, носовые кости, нижние носовые раковины и слезные кости. Нижняя челюсть - единственная подвижная кость черепа.

Соединения костей. Соединения костей бывают неподвижные, малоподвижные и подвижные, или суставы.

Неподвижное соединение может образоваться путем срастания костей. Так, у ребенка в первые годы его жизни тазовая кость состоит из трех отдельных костей, соединенных друг с другом прослойками хряща, которые постепенно замещаются костной тканью, и кости срастаются друг с другом. Неподвижность костей мозгового черепа достигается тем, что многочисленные выступы одной кости входят в соответствующие углубления другой. Такое соединение костей получило название шва (рис. 7).

Рис. 7. Соединение костей черепа посредством шва: А - часть теменного шва; Б - кости мозгового черепа сверху

Большинство костей соединено друг с другом подвижно. Небольшая подвижность достигается упругими хрящевыми прокладками между костями. Такие прокладки находятся между отдельными позвонками. При сокращении мышц эти прокладки сжимаются и позвонки чуть-чуть приближаются друг к другу. Поэтому, когда человек лежит с расслабленными мышцами, его тело несколько длиннее, чем при стоянии. При сгибании в сторону мышцы сокращаются только с одной стороны позвоночника, поэтому хрящевые прокладки на стороне сгибания сжимаются, а на противоположной стороне растягиваются (рис. 8). Таким образом, позвонки, особенно в области поясницы и шеи, могут наклоняться относительно друг друга. Весь позвоночник в целом дает значительный размах движений и может сгибаться вперед, назад и в стороны. При ходьбе, беге, прыжках прослойки упругого хряща действуют как рессоры, смягчая резкие толчки и предохраняя тело от сотрясения. Это имеет особое значение для сохранности нежной ткани спинного и головного мозга.

Рис. 8. Схема хрящевых прослоек между позвонками: 1 - утром при стоянии; 2 - при сгибании туловища в сторону; 3 - при ношении тяжести

Суставами называются подвижные соединения костей, образованные при помощи особых сумок (рис. 9). Суставная сумка состоит из очень плотной соединительной ткани. В толще сумки и вокруг нее находятся прочные и упругие сухожильные связки. Края сумки вместе со связками прирастают к костям на некотором расстоянии от их соприкасающихся поверхностей и герметически закрывают полость сустава.

Рис. 9. Плечевой сустав в разрезе при опущенной (А) и поднятой (Б) руке: 1 - плечевая кость; 2 лопатка; 3 - суставная сумка; 4 - покрытая хрящом суставная поверхность костей

Соприкасающиеся, или суставные, поверхности костей покрыты слоем хрящевой ткани, что значительно уменьшает трение между костями и тем самым облегчает их движение. Уменьшению трения способствует также жидкость, которая постоянно отделяется на внутренней поверхности сумки и действует как смазка. При растягивании в суставе образуется отрицательное давление. Оно препятствует расхождению костей и придает суставу чрезвычайную прочность. Если проколоть суставную сумку, то внутрь войдет воздух и отрицательное давление создаваться не будет. Поэтому сустав с проколотой сумкой значительно менее прочен. При растягивании такого сустава кости отходят друг от друга, поэтому может произойти их смещение (вывих).

Движения в различных суставах неодинаковы. Одни суставы допускают движения только в одной плоскости (например, сгибание и разгибание); другие позволяют производить движения в двух взаимно перпендикулярных плоскостях (например, не только сгибание и разгибание, но и отведение в сторону); третьи обеспечивают движения в любом направлении (сгибание и разгибание, отведение в сторону и вращение). Размах и направление движений зависят от формы суставных поверхностей (рис. 10).

Рис. 10. Схемы основных форм суставов: 1 - шаровидная форма (движения возможны во всех направлениях); 2 - седловидная форма (движения в двух взаимно перпендикулярных плоскостях); 3 - цилиндрическая форма (движения в одной плоскости)