Костная система и ее функции

ТЕМА 2. СОЦИАЛЬНО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ

ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ

 

2. 1. Организм как единая саморазвивающаяся и саморегулирующаяся биологическая система.

2. 2. Функциональные системы организма.

2. 3. Адаптация организма к воздействию природных и социально-экологических факторов окружающей среды.

2. 4. Причины утомления и процессы восстановления в результате умственной и физической деятельности.

2 5. Классификация физических упражнений.

2. 6. Физиологические механизмы и закономерности совершенствования отдельных систем организма под воздействием физической нагрузки.

2. 7. Обмен веществ и энергии и их регуляция в организме человека.

Организм как единая саморазвивающаяся и саморегулирующаяся биологическая система

О рганизм – это слаженная единая саморегулирующаяся и саморазвивающаяся биологическая система. В основе жизнедеятельности организма лежит процесс автоматического поддержании жизненно важных факторов на необходимом уровне, получивший название гомеостаз, всякое отклонение от которого ведет к немедленной мобилизации механизмов, восстанавливающих этот уровень.

Таким образом, гомеостаз – это относительное динамическое постоянство внутренней среды и некоторых физиологических функций организма человека (кровообращения, обмена веществ, терморегуляции и др.), которое обеспечивается совокупностью реакций, направленных на его поддержание или восстановление.Постоянство физико-химического состава поддерживается благодаря саморегуляции обмена веществ, кровообращению, пищеварению, дыханию, выделению и другим физиологическим процессам, происходящим в организме.

Организм содержит огромное количество клеток, элементарных, универсальных единиц живой материи, каждая из которых выполняет свои, присущие только ей функции, в его обшей структурно-функциональной системе. Совокупность клеток и межклеточного вещества, имеющих общее происхождение, одинаковое строение и функции, называется тканью. По морфологическим и физиологическим признакам различают четыре вида ткани:

– эпителиальная (покровная, защитная, всасывательная, выделительная и секреторная функции);

– соединительная (рыхлая, плотная, хрящевая, кровь);

– мышечная (поперечно-полосатая, гладкая, сердечная);

– нервная (нервные клетки или нейроны, важнейшей функцией которых является генерирование и проведение нервных импульсов).

Все четыре вида тканей участвуют в создании органов.

Орган – это часть целостного организма, обусловленная комплексом тканей, сложившийся в процессе эволюционного развития и выполняющий определенные специфические функции. Несмотря на наличие в органах всех четырех видов тканей, лишь одна из них является рабочей. Так, для мышц основная рабочая ткань – мышечная, для печени – эпителиальная, для нервных образований – нервная.

Все органы связаны между собой и взаимодействуют. Нарушение деятельности одного органа приводит к нарушению деятельности других.

Совокупность органов, выполняющих общую для них функцию, называется системой органов (пищеварительная, дыхательная, сердечно-сосудистая, половая, мочевая и др.) или аппаратом органов (опорно-двигательный, эндокринный, вестибулярный и др.), объединяется под общим названием «функциональные системы».

 

Функциональные системы организма

Костная система и ее функции

Кости, связки, мышцы и мышечные сухожилия входят в состав опорно- двигательного аппарата. Твердую основу тела составляет его скелет, к которому относятся кости и все их соединения, в частности суставы (жесткий скелет). Они составляютпассивную часть опорно-двигательного аппарата и включают в себя позвоночник, череп, грудную клетку, пояса конечностей и скелет свободных конечностей.

Скелет выполняет следующие функции:

– защищает жизненно важные органы;

– служит опорой для мягких тканей и органов;

– определяет внешнюю форму сегментов тела и всего организма человека;

– обеспечивает функцию движения;

– участвует в минеральном обмене, кроветворении и иммунных процессах.

Масса скелета составляет в среднем 1/5 – 1/7 часть от общей массы тела (около 10 кг).

Скелет включает в себя комплекс костей, различных по форме и величине. У человека более 200 костей (85 парных и 36 непарных), которые в зависимости от функции делятся на трубчатые (кости конечностей), губчатые (выполняют в основном защитную и опорную функции – ребра, грудина, позвонки и др.), плоские (кости черепа, таза, поясов конечностей), смешанные (основание черепа).

В каждой кости содержатся все виды тканей, но преобладает костная, представляющая разновидность соединительной ткани. В состав кости входят органические (30 – 35 % – клетки кости, коллагеновые волокна) и неорганические вещества (65 – 70 % – сухая масса кости, в основном фосфор и кальций). Эластичность и упругость костей зависит от наличия в них органических веществ, а твердость обеспечивается минеральными солями.

На рост и формирование костей существенное влияние оказывают социально-экологические факторы: питание, окружающая среда и т. д. Дефицит питательных веществ незамедлительно отражается на росте костей, а недостаток витаминов и минеральных веществ делает их более хрупкими.

Каждая из костей скелета является живым, функционирующим и непрерывно обновляющимся органом. Построены кости из так называемых костных пластинок, которые расположены по направлению внутренних сил сжатия и растяжения, возникающих в связи с нагрузкой.

Все кости скелета соединены посредством суставов, связок и сухожилий.

Межкостные связки служат для укрепления разных видов соединений костей, в частности, для укрепления суставов.

Суставы – подвижные соединения, область соприкосновения костей, которая покрыта суставной сумкой из плотной соединительной ткани, срастающейся с надкостницей сочленяющихся костей. Полость суставов герметично закрыта, имеет небольшой объем, зависящий от формы и размеров сустава. Внутрисуставная жидкость и гладкий хрящ, покрывающий суставные поверхности, уменьшает трение между ними при движении. Степень подвижности в том или ином суставе зависит от особенностей его строения и, в первую очередь, от формы суставных поверхностей костей. Различают следующие виды суставов: шаровидный, эллипсовидный, блоковидный, комбинированные и др. Главные функции суставов: участвовать в осуществлении движений (сгибание, разгибание, отведение, приведение, вращение). Большую роль при этом играют связки, влияющие на движение суставных поверхностей вокруг собственных осей, и их расположение: перпендикулярно оси вращения и в плоскости движения. Амплитуда движения в суставе ограничивается незначительной длиной связок.

Позвоночник, состоящий из 33 – 34 позвонков, имеет пять отделов: шейный (7 позвонков), грудной (12), поясничный (5), крестцовый (5), копчиковый (4 – 5). Каждый позвонок состоит из позвоночного тела (короткого толстого столбика); дуги, прикрепленной к телу сзади, в результате чего между телом и дугой образуется позвоночное отверстие (совокупность позвоночных отверстий образует позвоночный канал, в котором расположен спинной мозг); семи отростков, отходящих от дуги (они приспособлены для движения позвонков и прикрепления связок и мышц). Тела позвонков сверху вниз постепенно увеличиваются в размерах, достигая наибольших величин у поясничных. Крестцовые позвонки срастаются в единую кость – крестец. Копчиковые позвонки имеют вид маленьких костных образований и сливаются к среднему возрасту человека в одну кость – копчик. В норме позвоночный столб имеет два изгиба вперед (шейный и поясничный лордозы ) и два изгиба назад (грудной и крестцовый кифозы). Боковые искривления позвоночника называются сколиозом и возникают из-за неравномерного развития мышц правой и левой половины тела, неодинаковой длины ног, неправильного положения тела и некоторых других причин.

Правильно изогнутый позвоночный столб выдерживает большую нагрузку. Его изгибы имеют большое функциональное значение при выполнении различных движений (ходьба, бег, прыжки, кувырки и т. д.), смягчая толчки и сотрясения вдоль позвоночника, ослабляя удары и таким образом исполняя роль амортизатора. Окончательное формирование изгибов заканчивается к 15 – 16-летнему возрасту. От изгибов позвоночника зависит осанка человека.

Между телами позвонков, кроме первого и второго шейных, находятся межпозвонковые диски, обеспечивающие подвижность позвоночника, его гибкость, и способствующие увеличению рессорных функций позвоночного столба. Межпозвоночный диск представляет собой волокнисто-хрящевую пластинку, в середине которой расположено пульпозное (студенистое) ядро. Сверху и снизу диск покрыт гиалиновыми пластинками, тесно прилегающими к выше- и нижележащим телам позвонков. Собственной сосудистой системы диск не имеет. Дегенерация (перерождение) диска с последующим вовлечением тел смежных позвонков, межпозвоночных суставов и связок является причиной остеохондроза позвоночника.

Грудная клетка образована 12 грудными позвонками, 12 парами ребер и грудной костью (грудиной). Она защищает сердце, легкие, печень и часть пищеварительного тракта. Объем грудной клетки изменяется в процессе дыхания: при сокращении межреберных мышц и диафрагмы верхние и нижние ребра поднимаются и расходятся в стороны – происходит вдох. При выдохе мышцы расслабляются, грудная клетка «опадает». Общий вид грудной клетки у разных людей неодинаков. Она может иметь бочкообразную, слегка уплощенную форму, или цилиндрическую, или коническую. У одних людей она может быть сравнительно короткой и широкой, у других – длинной и узкой.

Кости верхней конечности подразделяются на пояс верхней конечности и скелет свободной части верхней конечности.

Пояс верхней конечности. Плечевой пояс принадлежит скелету верхних конечностей. Однако он тесно связан с туловищем, форма которого обусловливается в значительной мере положением лопатки и ключицы. Лопатка обладает большой подвижностью, чем значительно увеличивает подвижность всей руки. Ключица, сочлененная с лопаткой, лежит сверху грудной клетки. Значение ключицы очень велико. Она способствует удержанию лопатки, благодаря чему плечевой сустав у человека выносится несколько в сторону от туловища, что обеспечивает возможность большого размаха руки.

Скелет свободной части верхней конечности. Вся свободная верхняя конечность делится на три части: плечо (отдел руки между плечевым и локтевым суставом), предплечье (состоит из двух костей: локтевой и лучевой) и кисть (состоит из запястья, пястья и пальцев), отличающейся большой подвижностью во всех своих звеньях.

Кости нижней конечности включают тазовый пояс, образованный с каждой стороны тазовой костью, и свободную нижнюю конечность.

Особенности строения таза накладывают свой отпечаток на внешний вид человека. Узкий таз придает фигуре стройность, широкий – утяжеляет ее. При сильном наклоне таза вперед поясничный лордоз позвоночного столба более выражен. Напротив, при тазе, расположенном вертикально, этот изгиб позвоночника сглаживается.

К костям свободной части нижней конечности относится бедренная кость (самая крупная кость человеческого тела) и кости голени (большая и малые берцовые). Сочленение бедра с голенью участвует в образовании коленного сустава. К передней поверхности нижней части бедра примыкает надколенная чашечка.

При рассмотрении скелета нижних конечностей спереди обращает на себя внимание положение бедренных костей, которые в области таза отстают друг от друга, а в области коленных суставов сближены до соприкосновения. Кости голени, напротив, сохраняют почти вертикальное положение. В связи с этим нога между бедром и голенью образует открытый наружу угол. Если угол слишком мал или велик, ноги имеют несколько искривленную форму, напоминающую букву Х или О. В первом случае ноги соприкасаются друг с другом в коленных суставах и расходятся у лодыжек, во втором – соприкасаются внутренними лодыжками и расходятся в коленях. Прямые ноги соприкасаются друг с другом, как в области коленей, так и голеностопных суставов.

Сочленяющаяся с голенью стопа состоит из трех частей: предплюсны, плюсны и пальцев. Все кости стопы соединены при помощи суставов, которые укреплены хорошо выраженными связками и мышцами. Из всех связок стопы наиболее сильной является длинная связка подошвы. Особенностью стопы является ее сводчатое строение. Она имеет два продольных свода внутренний и наружный и один поперечный. Внутренний свод значительно выше наружного и носит название рессорного. Наружный свод ниже и именуется опорным. Если своды стопы выражены недостаточно, то говорят об уплощении стопы и даже о плоскостопии, которое проявляется особенно резко в том случае, когда внутренний рессорный свод стопы опущен.