Трудно себе представить, как выглядел бы человек без опорно-двигательного аппарата. Скорее всего, он напоминал бы медузу, вытащенную на берег. Он не смог бы активно передвигаться, а любая, даже незначительная, травма повреждала бы внутренние органы, вызывала сотрясение головного мозга.
Опорно-двигательный аппарат человека составляют кости скелета, их соединения и мышцы.
Значение скелета. Давайте рассмотрим скелет человека (от греч. «скелетон» -- высохший, высушенный). Он служит опорой телу и его органам. Кости туловища и конечностей являются рычагами, с помощью которых осуществляются движения тела в пространстве. Скелет создает и структурную форму тела, определяет его размеры. Части скелета - такие, как череп, грудная клетка, таз - образуют вместилища для жизненно важных органов (головного мозга, сердца, легких, желудка, половых и других органов).
Выполняет скелет и другие функции, например участвует в обмене веществ.
Скелет состоит из более 200 соединенных между собой костей.
Форма костей. Кости взрослого человека составляют около 18% массы его тела. Они неодинаковы по форме и выполняемым функциям.
Различают трубчатые кости, они могут быть длинными (например, плечевая, бедренная) или короткими (кости пясти, плюсны, фаланги пальцев). Эти кости состоят из удлиненной средней части (тела) и двух утолщенных концов (эпифизов). Внутри тела кости имеется полость. Широкие, или плоские, кости участвуют в образовании стенок полостей, содержащих внутренние органы (кости мозгового отдела черепа, кости таза, ребра, грудина). Их ширина и длина значительно преобладают над толщиной. Смешанные кости имеют сложную форму и состоят из нескольких частей, имеющих различное строение и очертания. Это позвонки, кости основания черепа.
Строение кости. Скелет как опора несет большой груз: в среднем 60-70 кг (это масса тела взрослого человека). Поэтому кости должны быть прочными.
Кость имеет сложный химический состав, она состоит из органических и неорганических веществ. Основную массу сухой кости составляют неорганические вещества (65-70%). Это главным образом соли фосфора и кальция. Костные клетки состоят из органических веществ (30-35% сухой массы кости). От органических веществ зависит эластичность и упругость кости, а от минеральных - твердость. Сочетание этих веществ обеспечивает живой кости высокую прочность. По твердости ее можно сравнить с чугуном, бронзой.
В молодом возрасте и у детей кости более эластичные и упругие, так как в них преобладают органические вещества. С возрастом органических веществ становится меньше, поэтому у пожилых людей кости более хрупкие и ломкие.
Каждая кость состоит из нескольких видов тканей, основная среди них - костная. Это особый тип соединительной ткани. Костная ткань построена из костных клеток и межклеточного вещества и имеет у человека пластинчатое строение.
У каждой кости выделяют компактное (плотное) и губчатое вещество. Их количественное соотношение и распределение зависит от места кости в скелете и от ее функции.
Особенно хорошо развито компактное вещество в тех костях и их частях, которые выполняют функции опоры и движения. Например, из компактного вещества построено тело длинных трубчатых костей.
В плотном веществе костные пластинки имеют цилиндрическую форму, они как бы вставлены одна в другую. Такое трубчатое строение компактного костного вещества обеспечивает костям большую прочность и легкость. Через особые каналы в кости проникают питающие их кровеносные сосуды.
Губчатое вещество образовано множеством костных пластинок, которые располагаются по направлениям наибольшей нагрузки. У коротких плоских костей, а также в концевых утолщениях (эпифизах) длинных трубчатых костей между пластинками находится красный костный мозг. В нем образуются клетки крови. Полости длинных трубчатых костей у взрослых людей заполнены желтым костным мозгом, в котором содержатся жировые клетки.
Снаружи каждая кость (кроме суставных поверхностей) покрыта надкостницей, Это тонкая соединительнотканная оболочка, которая прочно сращена с костью. Она богата нервами и сосудами, проникающими в глубь кости через особые отверстия.
Рост костей. В процессе роста человека его кости растут в длину и в толщину. Рост костей в толщину происходит за счет деления клеток внутреннего слоя надкостницы. В длину молодые кости растут за счет хрящей, расположенных между телом кости и ее концами. Развитие скелета у мужчин заканчивается к 20-25 годам, у женщин - в 18-21 год.
Соединения костей. Отдельные кости скелета человека соединены между собой. Способ соединения костей зависит от их функций. Различают непрерывные (неподвижные и полуподвижные) и прерывные (подвижные) соединения костей.
Непрерывные соединения имеются между костями черепа, таза (неподвижные). Между соединяющимися костями расположена тонкая прослойка соединительной ткани или хряща. Соединения костей крыши и лицевого отдела черепа называют швами. Выделяют зубчатые швы, когда зубчатой формы край одной кости крыши черепа соединяется с аналогичным краем другой кости.
Непрерывные (полуподвижные) соединения имеются между телами позвонков позвоночного столба, между берцовыми костями голени. Небольшая подвижность этих соединений достигается при помощи хрящевых пластинок и упругих связок.
Прерывные соединения с щелью между соединяющимися костями называют суставами. Суставы позволяют человеку производить различные движения.
Сустав образуется концами соединяющихся костей, заключенными в суставную сумку Концы костей покрыты гладким эластичным хрящом, наличие которого обеспечивает упругость сустава и облегчает движение. Уменьшению трения также способствует и выделяемая внутренней поверхностью суставной сумки специальная сусгао//ая жидкость, которая действует как смазка. Форма соединяющихся костей позволяет выполнять определенные виды движений. Так, в плечевом суставе головка плечевой кости имеет форму шара, а соответствующая поверхность у лопатки образует ямку. Снаружи сумки, а иногда и внутри сустав укреплен связками. Движение в суставах осуществляется мышцами.
- Наши кости способны выдерживать огромные напряжения. Например, бедренная кость прыгуна в длину в момент приземления испытывает нагрузку в 9 т! Но сломать можно все, в том числе и абсолютно здоровые кости. Эксперименты показали, что кости разрываются при растяжении до 3600 кг/см 2 и ломаются при сжатии в 5400 кг/см 2 .
Проверьте свои знания
- Из чего состоит опорно-двигательный аппарат?
- Какие функции выполняет скелет?
- Каков химический состав костей?
- В чем заключается двигательная функция опорно-двигательного аппарата?
- Какая ткань образует кость?
- Какие бывают кости?
- Как устроено губчатое вещество кости?
- Как расположены костные пластинки губчатого вещества, какое они имеют значение?
- Как кости растут в длину и в толщину?
- Какие бывают соединения костей? Что такое шов?
- Каково строение сустава?
Подумайте
Большая берцовая кость при небольшой массе (около 0,5 кг) может выдерживать нагрузку до 1500 кг. Благодаря чему это возможно?
Опорно-двигательный аппарат состоит из скелета и мышц. Скелет образован костями, хрящами, связками, суставами. Он выполняет опорную и защитную функции. Химический состав, особенности строения костей обеспечиваю! их прочность и легкость. Различают трубчатые, плоские, смешанные кости. Соединения костей могут быть непрерывными и прерывными. Рост костей в толщину осуществляется за счет деления клеток надкостницы, в длину - за счет клеток хрящей между телом и концами кости.
90. Рассмотрите рисунок, изображающий скелет человека. Подпишите названия костей.
91. Дополните предложение.
Опорно-двигательный аппарат человека составляют кости скелета, их соединения и мышцы.
92. Ответьте письменно на вопрос: каково значение скелета?
Он служит опорой телу и его органам. Кости туловища и конечностей являются рычагами, с помощью которых осуществляются движения тела в пространстве. Скелет создает и структурную форму тела, определяет его размеры. Части скелета - такие, как череп, грудная клетка, таз - образуют вместилища для жизненно важных органов (головного мозга, сердца, легких, желудка, половых и других органов). Выполняет скелет и другие функции, например участвует в обмене веществ.
93. Выполните практическую работу «Внешнее строение костей».
1. Рассмотрите образцы или муляжи костей, выданные вам учителем.
2. Определите, к какой группе костей (трубчатых, плоских или смешанных) относятся данные объекты. Обоснуйте ваш ответ.
3. Зарисуйте в тетради и подпишите изученные объекты.
4. При отсутствии образцов или муляжей костей для выполнения данной работы воспользуйтесь рисунком. Определите, к каким группам относятся изображённые на рисунке кости, и подпишите их.
94. Дополните предложения.
1. Гибкость и упругость придают костям органические вещества.
2. Твёрдость придают костям минеральные вещества.
95. Почему у пожилых людей кости становятся более хрупкими, чаще возникают переломы?
Потому что с возрастом органических веществ становится меньше, поэтому у пожилых людей кости более хрупкие и ломкие.
96. Изучите в учебнике раздел «Строение кости». Рассмотрите рисунок. Напишите названия структур, обозначенных цифрами.
97. Как осуществляется рост кости в длину и толщину?
Рост костей в толщину происходит за счет деления клеток внутреннего слоя надкостницы. В длину молодые кости растут за счет хрящей, расположенных между телом кости и ее концами.
98. Рассмотрите рисунок. Подпишите изображенные на рисунке типы соединения костей, обозначенные цифрами.
99. Рассмотрите рисунок. Напишите названия частей сустава, обозначенных цифрами.
100. Рассмотрите рисунки. Подпишите названия костей черепа. Раскрасьте цветным карандашом кости лицевого отдела.
101. Перечислите отделы позвоночника и укажите число по звонков в каждом отделе.
102. Рассмотрите рисунки. Напишите названия костей верхней и нижней конечностей, обозначенных цифрами.
Кости верхней конечности
1. Ключица; 2. Лопатка; 3. Плечевая кость; 4. Локтевая кость; 5. Лучевая кость; 6. Кости пясти; 7. Кости запястья; 8. Фаланги пальцев.
Кости нижней конечности
1. Тазовая кость; 2. Бедренная кость; 3. Большая берцовая кость; 4. Малая берцовая кость; 5. Кости предплюсны; 6. Кости плюсны; 7. Фаланги пальцев.
103. Рассмотрите натуральный позвонок. Зарисуйте его и подпишите основные части.
104. Подчеркните названия костей, составляющих грудную клетку.
Рёбра, шейные позвонки, грудина, крестец, грудные позвонки, ключицы.
Опора тела и движение
Скелет и мышцы образуют опорно - двигательную систему .
Скелет
Тело поддерживает костный "каркас", скелет. Он защищает
внутренние органы и служит креплением для мышц. Например, кости
головы защищают головной мозг, а кости позвоночника - спинной мозг,
который находится внутри позвоночника. В скелете человека более
200 костей.
Мышцы
Придают форму телу и позволяют нам двигаться. В организме около
650 мышц, 200 из них используются при ходьбе, 43 - для того, чтобы
наморщить лоб, 17 - для того, чтобы улыбнуться. Мышцы присоединяются
к костям и работают за счёт сокращения, то есть укорачивания. Когда
мышца сокращается, она приводит в движение кость, к которой крепится.
Любое движение - от бега до жевания - зависит от мышц.
Мышцы находятся по всему организму и отличаются формой и размерами.
Самые длинные находятся в бедрах, самые крупные - ягодичные, они
необходимы, чтобы бегать и карабкаться; самые маленькие находятся
в ухе.
Мышцы составляют примерно половину веса тела человека.
Что образует опорно - двигательную систему? Заполни схему.
Рассмотри рисунки. Закрась кружочек около рисунка, на котором показана правильная осанка за партой.
Напиши,
как выглядит человек с правильной осанкой.
У человека с хорошей, правильной осанкой прямая спина, расправленные
плечи, поднятая голова. Такой человек выглядит стройным, красивым.
Рассмотри рисунки.
Подумай, к чему может привести такое поведение детей.
По рисункам
придумай и запиши правила о том, как нельзя себя вести.
Нельзя бить по голове, заламывать конечности. Нельзя толкаться и
ставить подножки, особенно, так делать опасно на лестнице. Всё это
может привести к серьёзным травмам.
Скелет выполняет важнейшие функции. Он служит опорой тела, к нему прикрепляется большинство органов. Он осуществляет их механическую защиту- для мозга, сердца, легких и пр. он образует прочные костные полости. Кости выполняют роль рычагов в аппарате движения. Большое значение имеет их участие в минеральном обмене. Кости человека и животных очень похожи. Все знают, как они выглядят.
Рис. 21. Костные клетки (1) и костная ткань (2).
Каждая кость представляет собой сложный орган. Основу ее составляет костная ткань. Если рассмотреть ее под микроскопом (рис. 21), легко обнаружить клетки своеобразной формы, соединенные между собой многочисленными отростками. Клетки вырабатывают белок межклеточного вещества оссеин.
Именно межклеточное вещество, составляющее по объему большую часть костной ткани, обеспечивает ее механические свойства. Кость неоднородна по строению. Наружный слой ее плотный, а внутренний имеет ячеистую, губчатую структуру. Снаружи она покрыта мягкой пленкой - надкостницей (периостом). Через нее в кость проникают кровеносные сосуды и нервы. Во внутреннем ее слое, прилежащем к плотному веществу, размножаются и растут клетки, за счет которых происходит рост кости. При переломах они образуют спайку - костную мозоль, благодаря которой происходит сращение отломков. Таким образом, за счет надкостницы осуществляется питание; рост и восстановление костей при переломах. Форма костей (как, впрочем, и других органов) определяется их ролью, их функцией (рис. 22). По форме кости, очень различны, однако по принципу их строения можно выделить две группы: плоские и трубчатые кости. Первые служат для защиты и прикрепления органов. Например, кости черепа защищают мозг кости таза - внутренние органы; трубчатые кости образуют конечностей (рук и ног). Они представляют рычаги движения и поэтому вытянуты в длину и служат одновременно для прикрепления органов (например, ). Концы их утолщены и состоят сплошь из губчатого вещества (лишь снаружи они покрыты тонким слоем вещества плотного), и их суставные поверхности всегда покрыты хрящом, участвующим в образовании сустава. Средняя часть кости, называемая телом, представляет трубку цилиндрической формы и состоит только из плотного вещества. В полости ее у взрослых содержится желтый костный мозг, который образован жировой тканью, а в ячейках губчатого вещества во всех костях (и в трубчатых, и в плоских) находится красный костный мозг, являющийся важным органом, он выполняет кроветворную функцию. Здесь развиваются и созревают клетки крови. Общее количество красного костного мозга составляет 1,3-1,5 кг (!), т. е. по объему и весу он лишь немного меньше печени. Многие заболевания крови возникают в результате нарушения его нормальной деятельности. Кровопотери активизируют функции костного мозга.
Рис. 22. Форма костей: 1 - длинная трубчатая кость; 2 - плоская кость; 3 - короткая губчатая кость.
Кость как орган, несущий часто весьма значительную механическую нагрузку, обладает очень высокой прочностью. Ее твердость удивительно велика - она в 30 раз тверже кирпича и в 2,5 раза тверже гранита (!). По прочности и упругости она соответствует железобетону! Эти ее свойства обеспечиваются как химическим составом, так и особенностями внутренней структуры. У взрослого человека (в молодом и зрелом возрасте) кости содержат 30% органических и 70% неорганических веществ (фосфорнокислого и углекислого ). От этих соотношений зависит ее твердость и гибкость, что легко продемонстрировать следующими классическими опытами. Если растворить соли кальция, положив кость в соляную кислоту, она становится такой мягкой, что ее можно завязать узлом. Если же удалить из нее органические вещества (например, путем прокаливания), то она становится твердой и очень хрупкой. Кроме того, прочность кости обеспечивается ее внутренней структурой, а именно строением и расположением костных перекладин губчатого вещества в соответствии с направлением сил давления и растяжения. Чем больше нагрузка - тем прочнее кости. Например, в теле человека в связи с его вертикальным положением наибольшая нагрузка падает на большую берцовую кость голени и она способна выдержать вес в 1560 кг (!), т. е. эта кость имеет запас прочности, приблизительно в 23 раза (!) превышающий обычную нагрузку (при весе тела 70 кг).