ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Строение, химический состав и физические свойства костей

12 3 4

Каждая кость живого человека представляет собой сложный орган: она занимает установленное положение в организме, имеет определённую форму и строение, выполняет свойственную ей функцию. В образовании кости принимают участие все виды тканей, но главное место занимает костная ткань. Хрящ покрывает только суставные поверхности костей, снаружи кость покрыта надкостницей, внутри расположен костный мозг.

Кость содержит жировую ткань, кровеносные и лимфатические сосуды, нервы. Особенности строения костной ткани обусловливают важнейшую особенность кости - её механическую прочность. Прочность кости можно сравнить с прочностью металла. например, большая берцовая кость, входящая в скелет нижних конечностей, поставленная вертикально, способна выдержать груз почти в две тонны весом.

Большое значение для прочности костей имеет их химический состав. Живая кость содержит 50% воды, 12,5% органических веществ белковой природы (оссены и оссемукоид), 21,8% неорганических минеральных (главным образом фосфат кальция) и 15,7% жира.

Минеральные вещества придают костям твёрдость, а органические - упругость и гибкость.

Из костной ткани образуются системы костных пластинок. Если костные пластинки плотно прилегают друг к другу, то получается плотное, или компактное, костное вещество. Если костные перекладины расположены рыхло, образуя ячейки, то образуется губчатое костное вещество. Соотношение компактного и губчатого веществ в различных костях зависит от их функционального значения. В костях, выполняющих функции опоры и движения, содержится больше компактного вещества. Следует помнить, что и в компактном, и в губчатом веществе костные перекладины расположены не беспорядочно, а строго закономерно по линиям сил сжатия и растяжения, т.е. в направлении воздействия на кость силовых нагрузок.

Снаружи кость покрыта тонкой, но плотной соединительнотканной оболочкой - надкостницей. В надкостнице находится большое количество нервов и кровеносных сосудов, питающих костную ткань. Здесь находятся также костеобразующие клетки (остеобласты), определяющие рост кости в толщину и сращение костных обломков при переломах. На поверхности костей в местах прикрепления мышц образуются шероховатости, бугорки, гребни, расположение и степень развития которых определяется двигательными нагрузками. У мужчин они выражены больше, чем у женщин, а у людей, занимающихся спортом, больше, чем у не занимающихся.

Кости, образующие скелет, различаются также по форме. Существует 4 типа костей: длинные или трубчатые, короткие, плоские или широкие, смешанные. Трубчатые кости входят в состав скелета конечностей (бедренная и плечевая кости, кости предплечья, голени и т.д.) Каждая трубчатая кость имеет среднюю длинную часть (диафиз) и два расширенных суставных конца (эпифизы). В детском возрасте между диафизом и эпифизами расположены хрящи, а у взрослых людей эти хрящи замещаются костной тканью. Диафиз трубчатой кости состоит из компактного костного вещества. Внутри диафиза находится костномозговая полость, заполненная желтым костным мозгом. Эпифизы образованы губчатым костным веществом, в ячейках которого находится красный костный мозг.

Красный костный мозг является очень важным органом кроветворения. Он состоит из тонкой сети соединительнотканных волокон, в которой созревает большое количество красных и белых клеток крови. Эти клетки как бы вымываются потоком крови и разносятся по всему организму.

В зародышевом периоде развития и в раннем детском возрасте костномозговые полости диафизов длинных трубчатых костей также заполнены красным костным мозгом. С течением времени он подвергается жировому перерождению и превращается в жёлтый костный мозг.

В течение всего периода роста и развития между диафизом и эпифизом трубчатых костей имеется хрящевая прослойка, так называемый эпифизарный хрящ, благодаря которому кость растёт в длину. Полное замещение этого хряща костью происходит у женщин к 18-20 годам, а у мужчин к 23-25 годам. С этого времени рост скелета, а значит, рост человека прекращается.

Другую группу составляют короткие кости, построенные по типу эпифизов длинных трубчатых костей. Такие кости (позвонки, грудина, кости запястья и предплюсны и т.д.) состоят преимущественно из губчатого костного вещества и только снаружи покрыты тонким слоем компактного костного вещества.

Плоские кости образованы из двух пластинок компактного костного вещества, между которыми располагается губчатое вещество. Эти кости выполняют главным образом защитную функцию, ограничивая своими широкими поверхностями полости (теменные, тазовые и др.). Некоторые кости содержат внутри воздухоносные полости, их называют воздухоносными (лобная кость, верхнечелюстная, решётчатая и т.д.).

Смешанные кости отличаются разнообразием строения, например скуловая и носовая кости, нижнечелюстная кость.

Соединение костей

Различают два основных типа соединения костей: непрерывное и прерывное. При непрерывном соединении кости связаны друг с другом сплошной прослойкой хрящевой или волокнистой соединительной ткани, что допускает лишь незначительное смещение костей, и то не всегда. Оно полностью отсутствует, если прослойка замещается костной тканью, например, при сращении крестцовых позвонков в единую кость - крестец. Неподвижность костей мозгового черепа достигается тем, что многочисленные выступы одной кости входят в соответствующие углубления другой. такое соединение костей получило название шва.

Небольшая подвижность достигается упругими хрящевыми прокладками, внутри которых имеется полость, заполненная студенистой массой. Такие прокладки имеются между отдельными позвонками. при сдавливании, например при сокращении мышц позвоночника, хрящевые прокладки сжимаются и позвонки чуть-чуть приближаются друг к другу. По такой же причине, 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. Таким образом, позвонки, особенно в области поясницы и шеи, могут наклоняться относительно друг друга. Весь позвоночник в целом даёт значительный размах движений и может сгибаться вперёд, 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.

Соединение костей называют прерывным или суставом, если между ними имеется узкая щель. Каждый сустав окружен сумкой, состоящей из очень плотной соединительной ткани. В толще сумки и вокруг нее находятся прочные и упругие связки. края сумки вместе со связками прирастают к костям на некотором расстоянии от их соприкасающихся поверхностей и герметически закрывают полость сустава. Соприкасающиеся, или суставные, поверхности костей покрыты слоем хрящевой ткани, что значительно уменьшает трение между костями и тем самым облегчает их движения. Уменьшению трения способствует также жидкость, которая постоянно выделяется на внутренней поверхности сумки и действует как смазка. При растягивании сумки в полости сустава образуется отрицательное давление. Оно препятствует расхождению костей и придает суставу чрезвычайную прочность. Если сумку проколоть, то внутрь войдет воздух и отрицательного давления создаваться не будет. Поэтому сустав с проколотой сумкой менее прочен. В результате чрезмерных нагрузок на сустав, возможно, его повреждение: растяжение или разрыв связок, смещение сочленяющихся концов костей (вывих сустава).

Суставные поверхности костей различаются по форме. В соответствии с этим суставы подразделяются на шаровидные, эллипсовидные, цилиндрические, блоковидные, седловидные и плоские. Форма суставных поверхностей определяет размах и направление движений, которые совершаются вокруг трёх осей. Различают одноосные, двухосные и трёхосные суставы. Одноосные допускают движения только вокруг одной оси, иными словами, в одной плоскости (например, сгибание и разгибание между костями пальцев), двухосные - вокруг двух осей, или в двух плоскостях, взаимно перпендикулярных (например, сустав между лучевой костью и запястьем). Трёхосные (многоосные) суставы обеспечивают движения во всех направлениях - сгибание и разгибание, отведение в сторону и вращение (например, плечевой сустав).

Существует также переходный тип соединения костей - полусуставы. В полусуставах отсутствует суставная сумка, но между костями имеется хрящевая ткань (например, хрящевое соединение лобковых костей).

Строение скелета

В скелете человека различают четыре отдела: скелет головы (череп), скелет туловища, скелет верхних и нижних конечностей.

Скелет туловища включает позвоночник (позвоночный столб), грудину и рёбра. Позвоночник - это своеобразная ось тела. Верхним концом он соединяется с черепом, нижним - с костями таза. Позвоночник состоит из 33-34 позвонков: 7 шейных, 12 грудных, 5 поясничных, 5 крестцовых, сросшихся в единую кость - крестец, и 4-5 копчиковых. В позвонке различают спереди массивное тело, а сзади - дугу с несколькими отростками, одни из которых служат прикрепления мышц, а другие - для соединения с соседними позвонками. В позвоночном канале, образованном отверстиями между телом и дугой позвонков, находится спинной мозг.

Позвонки шейного, грудного и поясничного отделов соединены между собой с помощью межпозвоночных хрящей, связок и суставов. Амплитуда движения между двумя позвонками невелика, но в целом эти отделы позвоночника обладают значительной подвижностью.

Крестцовый и копчиковый отделы позвоночника образованы сросшимися между собой позвонками, и поэтому эта часть позвоночника является практически неподвижной.

Позвоночник человека имеет четыре изгиба: два направленные выпуклостью кпереди, их называют лордозами (шейный и поясничный), другие два - выпуклостью кзади, их называют кифозами (грудной и крестцовый).

Изгибы позвоночника являются отличительной особенностью человека, связанной 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 тело от сотрясения.

Грудная клетка образует костную основу грудной полости. Она защищает сердце, лёгкие, печень и служит местом прикрепления дыхательных мышц и мышц верхних конечностей. Грудная клетка состоит из грудины, 12 пар рёбер, соединённых сзади с позвоночным столбом.

Грудные позвонки - составная часть грудной клетки. От каждого грудного позвонка отходит по одной паре подвижно соединённых с ним рёбер.

Передние концы 10 верхних пар рёбер при помощи хрящей соединены с грудной костью, или грудиной, причем хрящи 8-ой, 9-ой, 10-ой пар рёбер срастаются между собой и присоединяются к хрящам 7-ой пары, 11-ая и 12-ая пары не доходят до грудины и оканчиваются свободно.

Скелет головы, или череп, состоит из лицевой и мозговой части. Мозговой череп образует большую полость, в которой расположен головной мозг. В состав мозгового черепа входят следующие кости: лобная, две теменные, затылочная, две височные, основная решётчатая.

В состав лицевого черепа входят верхняя и нижняя челюсти, скуловые кости, нёбные кости, сошник, носовые кости, нижние носовые раковины и слёзные кости.

Соединения костей черепа являются в основном непрерывными и осуществляются с помощью швов. Имеется лишь одно прерывное подвижное соединение - височнонижнечелюстной сустав.

Скелет верхних конечностей состоит из костей плечевого пояса, образованных лопаткой и ключицей, и костей свободной верхней конечности, в которой различают плечевую кость, подвижно соединённую с лопаткой; предплечье, состоящее из двух костей - локтевой и лучевой; кисть, в состав которой входят мелкие кости запястья, пять длинных костей пястья и фаланги пальцев (две в большом пальце, по три в остальных).

Скелет нижних конечностей состоит из костей тазового пояса и костей свободной нижней конечности. Пояс нижних конечностей или тазовый пояс образован крестцом и неподвижно соединёнными с ним двумя тазовыми костями, которые спереди также неподвижно соединены друг с другом. В нижней конечности различают: бедро; две кости голени - большую и малую берцовые; стопу, состоящую из костей предплюсны, плюсны и фаланг пальцев.

Бедро образует с большой берцовой костью коленный сустав, к которому спереди прилегает небольшая кость - коленная чашечка, предохраняющая коленный сустав от повреждения.

3. Развитие костной системы

В процессе пренатального и постнатального развития костная система ребёнка подвергается сложным преобразованиям. Скелет ребёнка отличается от скелета взрослого человека размерами, пропорциями, строением и химическим составом костей. Формирование скелета начинается с середины 2-го месяца эмбриогенеза и продолжается до 18-25 лет постнатальной жизни.

Вначале у эмбриона весь скелет состоит из хрящевой ткани. В дальнейшем хрящевая ткань разрушается, а на её месте образуется костная ткань, т.е. происходит окостенение скелета. Однако большинство костей мозгового и лицевого черепа появляется на месте уплотнённой первичной соединительной ткани, т.е. без предварительного образования хряща.

Развитию костной ткани предшествует быстрое размножение клеток первичной соединительной ткани, которые начинают интенсивно вырабатывать межклеточное вещество, характерное для костной ткани. Эти клетки называются остеобластами, т.е. образователями кости, а оболочка, покрывающая кость снаружи, - надкостницей. Процесс окостенения не завершается к моменту рождения, поэтому в скелете новорожденного ребёнка имеется ещё много хрящей, да и сама кость значительно отличается по химическому составу от кости взрослого человека. На первых этапах постнатального онтогенеза она содержит много органических, не обладает прочностью и легко искривляется под влиянием неблагоприятных внешних воздействий: узкой обуви, неправильного положения ребёнка в кроватке или на руках и т.д. Интенсивное утолщение стенок и повышение их механической прочности идёт до 6-7 лет. Затем до 14 лет толщина компактного слоя практически не изменяется, а после 14 и до 18 лет вновь идёт возрастание прочности костей.

Рост различных костей осуществляется неодинаково. Плоские кости, как, например, большая часть костей мозгового и лицевого черепа, увеличиваются в размерах путём наложения новой костной ткани как на поверхности (рост в толщину), так и по краям. Иначе растут длиннее конечностей. Сначала костная ткань образуется посередине диафиза, как на его поверхности, так и внутри хряща. Постепенно окостенение распространяется на весь диафиз; значительно позднее островки костной ткани появляются и в эпифизах. Однако на границе между диафизом и эпифизом сохраняется прослойка хрящевой ткани. Со стороны диафиза эта прослойка подвергается частичному разрушению и замене костной тканью, но не исчезает, так как одновременно в ней происходит образование новых клеток. В результате увеличивается расстояние между эпифизами, иными словами, кость растёт в длину. При окостенении хрящевой прослойки рост кости в длину становится невозможным.

Окончательное окостенение скелета завершается у женщин в 17-21 год, у мужчин в 19-25 лет. Кости разных отделов скелета окостеневают в различное время. Например, окостенение позвоночника заканчивается к 20-25 годам, а кончиковых позвонков - даже к 30 годам; окостенение кисти заканчивается в 6-7 лет, окостенение запястных костей в 16-17 лет; костей нижних конечностей - приблизительно к 20 годам. В связи с этим напряжённая тонкая ручная работа может нарушить развитие костей кисти, а ношение неудобной обуви - привести к деформации стопы.

Позвоночник новорожденного отличается отсутствием каких-либо изгибов и характеризуется чрезвычайной гибкостью. К 3-4 годам он приобретает все четыре изгиба, которые наблюдаются у взрослого. В 3 месяца появляется шейный лордоз, в 6 месяцев - грудной кифоз, к 1-му году - поясничный лордоз. Последним формируется крестцовый кифоз. Однако до 12 лет позвоночник ребёнка остаётся эластичным и изгибы позвоночника слабо фиксированы, что легко приводит к его искривлению в неблагоприятных условиях развития. Усиление темпов роста позвоночника наблюдается в младшем школьном возраст, в 7-9 лет, и с началом полового созревания. После 14 лет позвоночник практически не растёт. Грудная клетка к 12-13 годам уже значительно напоминает грудную клетку взрослого.

Кости таза срастаются в 7-8 лет, и с 9 лет формируются половые отличия в строении таза у девочек и у мальчиков. В целом строение таза приближается к взрослому человеку к 14-16 годам, с этого момента таз способен выдержать значительные нагрузки.

Значительные изменения претерпевает скелет головы. У новорожденного ребёнка плоские кости мозгового черепа ещё не на всём протяжении соприкасаются друг с другом. Особенно велик промежуток между лобной и теменными костями - лобный или большой родничок. Он постепенно зарастает к концу 1-го, началу 2-го года жизни. Промежуток между затылочной и двумя теменными костями (малый родничок) зарастает в течение первых месяцев жизни ребёнка, а чаще - к его появлению на свет.

Даже незначительные ушибы не защищённых костью участков головки грудного ребёнка могут привести к опасным повреждениям мозговой оболочки и самого мозга. Поэтому надо проявлять особую осторожность при обращении с ребёнком первых месяцев жизни, например при купании или пеленании.

У детей в раннем возрасте мозговая часть черепа более развита, чем лицевая. С возрастом, особенно с 13-14 лет, лицевой отдел растёт более энергично и начинает преобладать над мозговым. У новорожденного объём мозгового отдела черепа в 6 раз больше лицевого, а у взрослого в 2-2,5 раза.

Рост головы наблюдается на всех этапах развития ребёнка, наиболее интенсивно он происходит в период полового созревания.

4. Строение и функции мышечной системы человека

12 3 4