Краткие сведения о строении и функционировании опорно-двигательного аппарата человека

Краткие сведения о строении и функционировании опорно-двигательного аппарата человека

Те краткие сведения из анатомии и физиологии человека, с которыми вы познакомитесь дальше, могут показаться на первый взгляд суховатыми, но они пригодятся вам для понимания механизма болезни. Советую читать не спеша, внимательно рассматривая картинки: в конце концов, вы можете почувствовать даже восхищение от того, насколько совершенно устроила природа человека и как важно бороться за восстановление утраченного здоровья.

Итак, двигательный (опорно-двигательный) аппарат человека состоит из костей (совокупность которых называется скелетом), соединений между ними (суставы и связки) и мышц. Без скелета наше тело было бы бесформенной массой мышц, кровеносных сосудов и внутренних органов. Но упругие, твердые кости образуют прочный остов, поддерживающий все остальные части тела. Трудясь вместе с мышцами, скелет дает человеку полную свободу бегать, прыгать и сгибаться в разные стороны. Скелет человека состоит более чем из 200 костей и делится на кости черепа, туловища, верхних и нижних конечностей (рис. 1).

Рис. 1

Часть костей соединена между собой неподвижно (кости черепа, таза) или полуподвижно (позвонки, кости запястья и плюсны), часть – подвижно с помощью суставов (большинство костей конечностей).

Суставы – это подвижные соединения между костями.

Именно благодаря суставам мы можем сгибать колени, захватывать пальцами предметы, пережевывать пищу.

Суставы представляют собой прерывные соединения, у которых всегда наблюдается щелевидное пространство между соединяемыми костями. Помимо щелевидной суставной полости в каждом суставе различают суставные поверхности сочленяющихся костей и суставную капсулу, окружающую сустав со всех сторон (рис. 2).

Рис. 2. Строение сустава

Суставные поверхности сочленяющихся костей покрыты слоем гладкого суставного хряща, который уменьшает трение между движущимися костями. Чем больше нагрузка, тем толще суставной хрящ. Поскольку хрящ не имеет сосудов, в его питании основную роль играет синовиальная жидкость, заполняющая полость сустава.

Суставная капсула окружает суставную полость и прирастает к костям по краю их суставных поверхностей или с небольшим отступом. Суставная капсула состоит из двух слоев: наружного – плотной фиброзной мембраны, внутреннего – тонкой синовиальной мембраны. Именно синовиальная мембрана выделяет в полость сустава прозрачную тягучую синовиальную жидкость – своеобразную смазку, которая облегчает скольжение сочленяющихся костей. Синовиальная мембрана может образовывать различные выросты: складки внутри сустава для амортизации при движении, а также выпячивания за пределы суставной капсулы, называемые сумками (бурсы). Располагаясь вокруг сустава в виде мягких прокладок под сухожилиями мышц, сумки уменьшают трение сухожилий о кость при движениях в суставе.

Полость сустава имеет щелевидную форму благодаря плотному соприкосновению суставных хрящей и отрицательному давлению внутри сустава. Для увеличения подобия касаемых поверхностей в полости суставов могут быть расположены дополнительные хрящевые прокладки – диски и мениски (пластинки полулунной формы), выполняющие амортизационную функцию и содействующие разнообразию движений в суставе. Например, в коленном суставе имеются два мениска, а в суставах нижней челюсти – диски.

Удерживать кости в состоянии сочленения помогают сокращение мышц, окружающих сустав, а также связки, расположенные в полости сустава (например, крепкие крестообразные связки коленного сустава) или поверх его капсулы. Связки укрепляют капсулу сустава, направляют и ограничивают амплитуду движений.

Если в суставе соединены две кости, то его называют простым суставом. В сложных суставах сочленяется несколько костей (в локтевом суставе, например, сочленяются 3 кости). Если движения в двух самостоятельных суставах происходят одновременно (например, правый и левый суставы нижней челюсти), то говорят о комбинированном суставе.

Для характеристики движений в суставах пользуются тремя условными взаимно перпендикулярными осями, вокруг которых и совершаются движения (рис. 3).

Рис. 3. Схема осей и плоскостей в теле человека: 1 – вертикальная (продольная) ось; 2 – фронтальная плоскость; 3 – горизонтальная плоскость; 4 – поперечная ось; 5 – сагиттальная ось; 6 – сагиттальная плоскость

По числу осей различают многоосные суставы, в которых движения происходят вокруг всех трех осей трехмерного пространства, а также двухосные и одноосные суставы. Характер и размах движений в суставе зависят от особенностей его строения и прежде всего от формы суставных поверхностей костей.

Рельеф суставных поверхностей сравнивают с геометрическими телами, поэтому различают шаровидные (многоосные), эллипсовидные (двухосные), цилиндрические и блоковидные (одноосные), плоские и еще некоторые типы суставов (рис. 4). Одним из наиболее подвижных является шаровидный по форме плечевой сустав (рис. 5), в котором круглая головка плечевой кости сочленяется с суставной впадиной лопатки. Движения руки в плечевом суставе возможны вокруг всех осей. В плоских суставах (например, между крестцом и тазовыми костями) подвижность, наоборот, крайне мала.

Строение суставов формируется под влиянием деятельности мышц: данный закон действовал в процессе эволюции, работает он и в течение индивидуального развития организма. Примером являются особенности скелета верхней и нижней конечностей человека: скелет имеет общий план строения, но отличается организацией костей и их соединений.

Рис. 4. Типы суставов

Рис. 5. Плечевой сустав (шаровидный)

В скелете конечностей выделяют пояс (плечевой и тазовый) и свободную конечность, включающую 3 части: плечо, предплечье, кисть – у верхней конечности, бедро, голень, стопу – у нижней конечности. Различие в строении скелета конечностей обусловлено их разными функциями.

Верхняя конечность – это орган труда, приспособленный к выполнению разнообразных и точных движений. Поэтому кости верхней конечности имеют меньшие размеры, чем кости конечности нижней, и соединены между собой и с туловищем подвижными соединениями. Нижняя конечность у человека предназначена для опоры тела и перемещения его в пространстве: кости нижней конечности массивные, прочные, а суставы имеют плотные капсулы, мощный связочный аппарат, ограничивающие размах движений.

Главные различия наблюдаются в строении кисти и стопы. Суставы кисти имеют подвижные соединения, вследствие чего человек может осуществлять разнообразные тонкие движения. Особенно важны суставы большого пальца: за счет них возможно противопоставление большого пальца кисти всем остальным – вот почему рука так ловко действует, захватывая предметы. Заметьте, что такого развития суставы кисти достигают только у человека!

Стопа несет на себе всю тяжесть человеческого тела. Благодаря сводчатому строению она обладает рессорными свойствами. Уплощение сводов стопы (плоскостопие) приводит к быстрой утомляемости при ходьбе.

Подвижность суставов увеличивается под влиянием тренировки – ловкость спортсменов и цирковых акробатов вызывает восхищение.

Но даже мы, обычные люди, должны больше двигаться для сохранения хорошей подвижности суставов.

У детей суставы, как правило, подвижнее, чем у взрослых (и особенно пожилых) людей: с возрастом снижается эластичность связочного аппарата, происходит стирание суставного хряща. Но не только – и об этом я расскажу чуть позже.

Нормальные амплитуды движений в суставах показаны на рисунках 6–10.

Кости, соединенные между собой суставами, являются как бы системой рычагов 1-го и 2-го рода, приводимых в движение мышцами. Почти все мышцы прикрепляются к костям посредством сухожилий. Всего в теле человека насчитывается около 500 мышц, и каждая снабжена большим количеством кровеносных и лимфатических сосудов, а также нервами. По одним кровеносным сосудам (артериям) к мышцам притекает кровь, принося им кислород и питательные вещества; по другим кровеносным сосудам (венам) кровь оттекает из мышц, унося с собой продукты обмена веществ и распада (углекислый газ, воду, остатки распавшихся белков и т. п.). По лимфатическим сосудам от мышц и других органов и тканей происходит отток межтканевой жидкости (лимфы). Лимфа образуется в межклеточных пространствах из плазмы крови, которая проникает в них сквозь стенки капилляров.

Рис. 6. Нормальная амплитуда движений в плечевых и локтевых суставах: а – сгибание вытянутой руки (это исследование проводят для каждой верхней конечности в отдельности или для обеих рук вместе – в этом случае пациент соединяет руки ладонями над головой); б – отведение вытянутых рук (руки описывают боковые дуги во фронтальной плоскости и соединяются ладонями над головой); в – нормальная амплитуда движений внутренней ротации плеча;

Рис. 6. Нормальная амплитуда движений в плечевых и локтевых суставах: г – вращение плечевой кости внутрь и наружу при согнутой под прямым углом в локтевом суставе руке и горизонтальном положении предплечья; д – нормальная амплитуда сгибания и разгибания в локтевом суставе; е – амплитуда нормальной пронации и супинации кисти и предплечья

Рис. 7. Нормальная амплитуда движений в суставах кисти:  а – амплитуда нормального сгибания и разгибания запястья; б – амплитуда нормального сгибания и разгибания в пястно-фаланговых суставах;

Рис. 7. Нормальная амплитуда движений в суставах кисти: в – амплитуда нормального сгибания и разгибания в пястно-фаланговом суставе I пальца; г – нормальная амплитуда сгибания в проксимальном межфаланговом суставе; д – нормальная амплитуда сгибания в дистальном межфаланговом суставе; е – нормальная амплитуда сгибания и разгибания в межфаланговом суставе I пальца

Рис. 8. Переднее сгибание туловища: а – нормально согнутый позвоночник; б – при ограниченности движений в поясничном отделе

Рис. 9. Нормальная амплитуда движений в тазобедренном и коленном суставах: а – амплитуда сгибания в тазобедренном суставе при согнутом колене; б – амплитуда сгибания в тазобедренном суставе при разогнутом колене;

Рис. 9. Нормальная амплитуда движений в тазобедренном и коленном суставах: в – амплитуда отведения в тазобедренном суставе; г – амплитуда ротации бедра внутрь и наружу (для измерения наружной ротации бедра врач поворачивает стопу лежащего на спине больного внутрь, а для измерения ротации бедра внутрь поворачивает стопу наружу; при этом стопа и бедро поворачиваются в противоположные стороны); д – определение амплитуды внутренней и наружной ротации бедра при положении больного на животе; е – амплитуда сгибания и разгибания колена

Рис. 10. Нормальная амплитуда движений в голеностопном суставе и суставах стопы (разгибание в этих суставах не превышает 0°): а – нормальная амплитуда сгибания и разгибания в голеностопном суставе; б – нормальная амплитуда супинации и пронации в подтаранном суставе; в – нормальная амплитуда разгибания в плюснефаланговом суставе I пальца и нормальная амплитуда сгибания в плюснефаланговых суставах остальных пальцев г – нормальная амплитуда сгибания в проксимальных межфаланговых суставах стопы.

По двигательным нервам в мышцы передаются импульсы возбуждения из центральной нервной системы (головной и спинной мозг). И, наоборот, из мышц и связок поступают импульсы в центральную нервную систему, информируя ее о том, что происходит на периферии, в каком состоянии находятся суставы и кости.

Основное свойство мышечной ткани – ее сократимость. Во время сокращения мышцы укорачиваются, что и вызывает движение частей тела, приближая более подвижные части к менее подвижным. Но функция мышц не ограничивается только передвижением костных рычагов: гармоничное развитие мускулатуры удерживает различные части тела в правильном положении, придавая ему нормальную, красивую форму.