Основы анатомии и физиологии человека

Основы анатомии и физиологии человека

Учебное пособие

 

МУРМАНСК

2019

 

Печатается по решению Совета по научно-исследовательской работе и редакционно-издательской деятельности Мурманского арктического государственного университета

 

Рекомендовано учебно-методическим советом МАГУ к использованию в учебном процессе

 

Автор-составитель: А.А. Троценко, канд. биол. наук, доцент кафедры физической культуры, спорта и безопасности жизнедеятельности МАГУ

 

Рецензенты:

Киевская О.Г., канд. пед. наук, профессор, декан факультета естествознания, физической культуры и безопасности жизнедеятельности Мурманского арктического государственного университета;

Щербина Ф.А., д-р. биол. наук, профессор кафедры физического воспитания и спорта Мурманского государственного технического университета.

 

Основы нейрофизиологии и высшей нервной деятельности: учебно-методическое пособие / авт. – сост. А.А. Троценко. – Мурманск: МАГУ, 2019. - 100 с.

 

В данном учебном пособии представлены основные сведения об анатомии и физиологии организма человека, кратко изложены основы биохимии и биомеханики, изложены современные представления о морфологии центральных и периферических элементах нервной системы, в том числе при занятии физической культурой и спортом. В пособии акцент сделан на функционировании опорно-двигательного аппарата с учётом гормонального фона, возрастных и индивидуальных особенностей человека.

В пособии подробно описаны методики экспресс-диагностики состояния организма при занятиях физической культурой.

Учебное пособие по основам анатомии и физиологии человека предназначено для студентов очной и заочной формы обучения по направлению подготовки бакалавриата Педагогическое образование, направленность (профиль) «Физическая культура».

 

Печатается в авторской редакции

 

 

© Троценко А.А., 2019

© ФГБОУ ВО «Мурманский арктический

 государственный университет», 2019

Содержание

    Введение..................................................................................................4

Организм человека как целостная система..............................................5

Обмен веществ.............................................................................................11

Опорно-двигательный аппарат.................................................................25

Мышцы и их функции................................................................................37

Оси и плоскости человеческого тела........................................................44

Основы биомеханики..................................................................................47

Экспресс-оценка уровня функционального состояния организма

 во время тренировочного процесса.........................................................56

Дополнительные экспресс – оценки состояния человека во время

физических нагрузок..................................................................................68

    Заключение..........................................................................................74

    Список литературы............................................................................75

    Глоссарий.............................................................................................77

Тест для самоконтроля......................................................................80

    Приложение.........................................................................................84

Введение

 

Дисциплина «Анатомия и физиология человека» занимает важное место в освоении теории и методики физической культуры, составляя фундамент знаний, необходимых педагогу, тренеру и преподавателю для достижения высоких спортивных результатов и сохранения здоровья спортсменов, спортсменов – любителей и людей, занимающихся физической культурой. Знания о физиологических процессах, происходящих в организме спортсмена во время тренировочной и соревновательной деятельности, позволяют научно обоснованно строить и совершенствовать работу с тренирующимся, позволяют аргументировать распоряжения и рекомендации, избегая переутомления и перенапряжения тренирующихся. Знания в области анатомии и физиологии способствуют также пониманию сути изменений организма в реабилитационном периоде, что может способствовать ускорению восстановительных реакций.

Профессиональный тренер, педагог по физической культуре грамотно обоснует закономерности укрепления здоровья человека с помощью физических упражнений, применит эффективные меры по повышению устойчивости организма к действию различных неблагоприятных факторов внешней среды, по сохранению и восстановлению работоспособности, определит приёмы, препятствующие развитию раннего утомления и коррекции психоэмоциональных перегрузок в процессе жизнедеятельности человека.

Слово «физиология» греческого происхождения: physis – природа, природное свойство; logos - учение, наука. Если перевести дословно, то получается, что физиология человека и животных – это наука о природе организма человека и животных. Физиологию интересует, как устроен организм человека, и откуда берутся те свойства, которые делают его таким уникальным явлением во Вселенной

Анатомия человека (от греч. anatome - «рассечение», «расчленение») — раздел биологии, изучающий морфологию человеческого организма, его систем и органов. Предметом изучения анатомии человека являются форма и строение, происхождение и развитие человеческого организма. Анатомия изучает организм человека по системам. Соответственно она состоит из разделов. Например, учение о костной системе — остеология; учение о нервной системе — неврология и т.д. Знания по анатомии опорно-двигательного аппарата закладывают фундамент для изучения других профессиональных дисциплин: нормальная физиология человека, психофизиология, возрастная анатомия и физиология и др.

Итак, знания нормального строения и функций опорно-двигательного аппарата и всего организма в целом необходимо для глубокого понимания изменений, происходящих в организме человека во время тренировок и других физических нагрузок, в результате возрастных изменений, что является основой для успешной работы профессионального тренера и педагога.

 

Знаете ли вы, что:

ОБМЕН ВЕЩЕСТВ

Обмен веществ и энергии — совокупность процессов превращения веществ и энергии, происходящих в живых организмах, и обмен веществами и энергией между организмом и окружающей средой. Обмен веществ и энергии является основой жизнедеятельности организмов и принадлежит к числу важнейших специфических признаков живой материи, отличающих живое от неживого. В обмене веществ, или метаболизме, обеспеченном сложнейшей регуляцией на разных уровнях, участвует множество ферментных систем. В процессе обмена поступившие в организм вещества превращаются в собственные вещества тканей и в конечные продукты, выводящиеся из организма. При этих превращениях освобождается и поглощается энергия.

При этом следует выделять понятие основной обмен - это минимальное количество энергии, необходимое для обеспечения нормальной жизнедеятельности в условиях относительного физического и психического покоя. Эта энергия расходуется на процессы клеточного метаболизма, кровообращение, дыхание, выделение, поддержание температуры тела, функционирование жизненно важных нервных центров мозга, постоянную секрецию эндокринных желёз. Данные процессы всегда поддерживаются белками, углеводами, жирами (липидами), витаминами, микро- и макроэлементами (минералами).

Белки– природные биополимеры, состоящие из аминокислот. Функции: строительная, транспортная, каталитическая/ферментативная, регулирующая, защитная, двигательная, сигнальная.

Знаете ли вы:

За 1 час в организме человека синтезируется около 100 граммов белков. Энергетические резервы человека массой 70 кг: около 15 кг жиров (жировая ткань), 6 кг белков (в основном в скелетных мышцах) и только 0,9 кг углеводов (в виде гликогена).

 

С точки зрения пищевой ценности белков, определяемой их аминокислотным составом и содержанием незаменимых аминокислот, белки подразделяются на полноценные и неполноценные.

Полноценными считаются белки, включающие в состав восемь незаменимых аминокислот: аргинин, валин, гистидин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, треонин, триптофан и фенилаланин. Продукты, содержащие эти белки, не могут быть заменены продуктами, содержащими жиры и углеводы. Отсутствие или недостаток этих аминокислот в пище вызывают серьезные заболевания. Основными источниками белков для человека являются: мясо, яйца, рыба, фасоль, горох и бобы. В отличие от углеводов и жиров в организме не происходит накапливания и запасания белков. В свою очередь, неполноценные белки содержат недостаточное количество одной или нескольких аминокислот.

Ниже дана краткая характеристика важнейших аминокислот.

Незаменимые аминокислоты

Валин - один из главных компонентов в росте и синтезе тканей тела. Основной источник - животные продукты. Валин повышает мышечную координацию и понижает чувствительность организма к боли, холоду и жаре.

Гистидин способствует росту и восстановлению тканей. В большом количестве содержится в гемоглобине. Недостаток гистидина может вызвать ослабление слуха.

Изолейцин поставляется всеми продуктами, содержащими полноценный белок - мясом, птицей, рыбой, яйцами, молочными продуктами.

Лейцин поставляется всеми продуктами, содержащими полноценный белок - мясом, птицей, рыбой, яйцами, молочными продуктами. Необходима не только для синтеза протеина организмом, но и для укрепления иммунной системы.

Лизин. Источники - сыр, рыба. Одна из важных составляющих в синтезе карнитина. Обеспечивает усвоение кальция; участвует в образовании коллагена (из которого затем формируются хрящи и соединительные ткани); активно участвует в выработке антител, гормонов и ферментов.

Метионин. Источники - зерновые, орехи и злаковые. Важен в метаболизме жиров и белков, организм использует ее также для синтеза цистеина. Метионин является основным источником для синтеза сульфура, предотвращающего нарушение структуры кожи и её производных; способствует понижению уровня холестерина, усиливая выработку лецитина печенью; понижает уровень жиров в печени; участвует в выводе тяжелых металлов из организма; регулирует образование аммиака.

Треонин - важная составляющая в синтезе пуринов, которые, в свою очередь, разлагают мочевину - побочный продукт синтеза белка. Важная составляющая коллагена, эластина и эмали зубов; участвует в борьбе с отложением жира в печени; поддерживает работу пищеварительного тракта; принимает участие в процессах метаболизма.

Триптофан является первичным по отношению к ниацину (витамину В₃ и витамин РР) и серотонину («гормону счастья»); участвует в мозговых процессах, управляя аппетитом, сном, настроением и болевым порогом. Укрепляет иммунную систему; уменьшает риск спазмов артерий и сердечной мышцы; вместе с лизином нормализует уровень холестерина.

Фенилаланин используется организмом для синтеза тирозина и трех важных гормонов - адреналина, норадреналина и тироксина. Поддерживает организм в состоянии бодрствования и восприимчивости; уменьшает чувство голода; улучшает память.

 

Заменимые аминокислоты

Аланин является важным источником энергии для мышечных тканей, головного мозга и нервной системы в целом; укрепляет иммунную систему участвуя в выработке антител; активно участвует в метаболизме сахаров и органических кислот.

Аргинин необходим для синтеза протеина и выработке соматотропного гормона (гормона роста). Наличие Л-Аргинина в организме способствует приросту мышечной массы и снижению жировых запасов организма.

Аспарагин. Аспарагиновая кислота активно участвует в выводе из организма аммиака, токсичного для центральной нервной системы.

Глютамин важен для нормализации уровня сахара, повышении работоспособности мозга.

Глицин участвует в обеспечении кислородом процесса образования новых клеток. Является важным участником выработки гормонов, ответственных за усиление иммунной системы.

Карнитин - аминокислота, необходимая для нормализации жирового обмена в организме. Организм вырабатывает карнитин только в присутствии достаточного количества лизина, железа и ферментов. Карнитин повышает эффективность антиоксидантов - витаминов С и Е.

Орнитин способствует выработке гормона роста - соматотропного гормона, который в комбинации с Л-Аргинином и Л-Карнитином способствует нормализации жирового обмена. Орнитин необходим для нормальной работы печени и иммунной системы.

Пролин важен для функционирования связок и суставов; также участвует в поддержании работоспособности и укреплении сердечной мышцы.

Серин участвует в запасании печенью и мышцами гликогена; активизирует выработку антител; формирует липидные (жировые) «чехлы» вокруг нервных волокон.

Таурин стабилизирует возбудимость мембран клеток, участвует в устранении из организма свободных радикалов, активизирует обменные процессы в клетках.

 

Углеводы– сложные органические кислородосодержащие вещества. Основные функции: энергетическая, структурная, запасающая, защитная. Выделяют три основных вида углеводов:

- Простые (быстрые) углеводы или сахара: моно- и дисахариды;

- Сложные (медленные) углеводы или сахара: олиго- и полисахариды;

- Неусваиваемые углеводы (волокнистые углеводы или пищевая клетчатка).

Моносахариды содержат одну сахарную группу, как, например, глюкоза, фруктоза или галактоза. Дисахариды образованы остатками двух моносахаридов и представлены, например, сахарозой (столовый сахар) и лактозой.

Полисахариды представляют собой углеводы, содержащие три и более молекул простых углеводов. К данному виду углеводов относятся крахмал, гликоген и целлюлоза. Источниками полисахаридов являются крупы, бобовые, картофель и другие овощи.

Краткую информацию об углеводах можно получить из таблицы 1.

 

Таблица 1.

Виды углеводов, их источники и основные функции

Группа	Вид углевода	Определение	Источник	Функции
Моносахариды	Глюкоза	Бесцветное кристаллическое вещество сладкого вкуса, содержится в любой углеводной цепочке.	Виноград, хурма, бананы, яблоки, персики, все ягоды и свежие фруктовые соки.	-  Глюкоза необходима для питания мозга, печени, работающих мышц, сердца. При физических нагрузках используется как источник энергии. -  Резервный запас глюкозы находится в мышцах и печени, он используется организмом при пиковых нагрузках, образуя глюкозу из аминокислот (изъятых из мышц) и триглицеридов (жировых молекул).
	Фруктоза	Фруктовый сахар в свободном виде присутствует почти во всех сладких ягодах и плодах, самый сладкий из сахаров.	Фрукты и ягоды (яблоки, груши, черная смородина, персики, малина, арбузы). Мед.	Фруктоза быстрее, чем глюкоза, превращается в гликоген. Высокая сладость фруктозы позволяет использовать ее в малом количестве.
	Галактоза	Не встречается в свободной форме; в связанном с глюкозой виде он образует лактозу, молочный сахар.	Входит в состав лактозы. Основной источник - молочные продукты.	Процесс превращения галактозы в лучше усвояемую глюкозу происходит в печени.
Дисахариды	Сахароза	Дисахарид, состоящий из комбинации фруктозы и глюкозы, имеет высокую растворимость. Попадая в кишечник, распадается на данные компоненты, которые затем всасываются в кровь.	Фрукты плоды и ягоды, сахарная свекла и тростник, кленовый сироп.	-  В организме расщепляется на глюкозу и фруктозу. -  Сахароза имеет высокую растворимость. Иногда сахароза откладывается в качестве запасного питательного вещества.
	Лактоза	Молочный сахар, углевод группы дисахаридов, содержится в молоке и молочных продуктах.	Молоко и молочные продукты.	Непереносимость молока из-за недостатка фермента, ращепляющего лактозу- лактазы вызывает нарушения в работе органов пищеварения.
	Мальтоза	Солодовый сахар, легко усваивается организмом человека. Образуется в результате объединения двух молекул глюкозы.	Злаки, проросшее зерно, дрожжи.	Мальтоза образуется при ферментативном расщеплении крахмала и гликогена в организме.
Полисахариды	Крахмал	Порошок белого цвета, нерастворимый в холодной воде.	Пшеница, рис, бобовые, злаки, картофель, хлеб, макароны, каши.	Идеальны для создания долговременных запасов энергии. В желудочном тракте крахмал превращается в глюкозу, которая усваивается организмом.
	Клетчатка	Сложные углеводы, представляющие собой жесткие растительные структуры.	Пектины, овсяные и пшеничные отруби, овощи капуста, свекла, семена, орехи, бобовые.	- Составная часть растительной пищи, которая не переваривается в организме человека, но играет огромную роль в функционировании желудочно-кишечного тракта. Человеку необходимо в день не менее 30 г различных видов клетчатки (фрукты и овощи).
	Мальтодекстрин	Порошок белого или кремового цвета, со сладковатым вкусом, хорошо растворим в воде. Представляет собой промежуточный продукт ферментного расщепления растительного крахмала, в результате чего молекулы крахмала делятся на фрагменты - декстрины.	Получают искусственно путем ферментативного расщепления растительного крахмала.	- Мальтодекстрин используется в качестве компонента в производстве спортивных добавок, как источников энергии; - Добавляют с целью улучшения консистенции и растворимости смесей.
	Гликоген	Полисахарид, образованный остатками глюкозы; основной запасный углевод человека. Запасы образуются в организме в печени и мышцах.	При выполнении физических нагрузок организм расщепляет гликоген с помощью ферментов для высвобождения энергии.	Гликоген образует энергетический резерв, который при необходимости может восполнить внезапный недостаток глюкозы.

 

Это интересно:

Медленные и быстрые углеводы… А так ли они нужны организму? Конечно, они жизненно необходимы, поскольку без них наш организм не сможет нормально переварить белки и жиры, а печень без них не будет нормально функционировать. Стоит отметить, что углеводы организмом осваиваются в виде глюкозы, а главным потребителем углеводов является головной мозг.

Традиционно принято делить углеводы на быстрые и медленные. Все зависит от того, с какой именно скоростью будут углеводы расщепляться в организме и трансформироваться в глюкозу (см. Приложение).

Надпочечники контролируют водно-солевой баланс в организме и помогают телу адаптироваться к различным критическим ситуациям. Эти органы обычно не похожи один на другой: правый по форме напоминает серп луны, а левый похож на коническую шляпу.

Электролиты – это электрически заряженные ионы, с помощью которых выполняются электрические импульсы, проходящие через клеточные мембраны нервов и мышц, в том числе в сердце, а также осуществляющие управление кислотностью крови. Почки и надпочечники несут большую ответственность за поддержание необходимого уровня электролитов в крови.

Это интересно:

Основные электролиты и продукты с их содержанием:

- Натрий:  поваренная соль, растительная и животная пища;

- Кальций:  молоко и молочные продукты, овощи, зеленые пищевые приправы;

- Калий:  мясо, сухофрукты (изюм), орехи;

- Хлор:  поваренная соль, растительная и животная пища;

- Фосфор:  молоко, рыба, мясо, орехи, злаки, яйца;

- Железо:  печень, мясо, рыба, яйца, сухофрукты, орехи;

- Йод:  морепродукты, рыбий жир, йодированная поваренная соль;

- Магний:  мясо, молоко, злаки;

- Медь:  яйца, печень, почки, шпинат, виноград, рыба;

- Фтор:  чай, морепродукты, злаки, фрукты, овощи;

- Сера:  мясо, печень, рыба, яйца;

- Цинк:  мясо, бобы, крабы, яичный желток;

- Кобальт:  печень.

 

Во время физических нагрузок и на жаре с потом мы теряем электролиты, в особенности натрий и калий. Нехватка же остальных возникает по следующим причинам: недоедание, дисфункция щитовидной железы, бесконтрольное употребление лекарственных средств, чрезмерная рвота и диарея, а также чрезмерное потребление воды.

 

Возрастные особенности обмена веществ

Основные этапы обмена веществ у детей с момента рождения до формирования взрослого организма имеет ряд своих особенностей. При этом меняются количественные характеристики, происходит качественная перестройка обменных процессов. У детей, в отличие от взрослых, значительная часть энергии расходуется на рост и пластические процессы, которые наиболее велики у новорожденных и детей раннего возраста.

Анаболические процессы резко активизируются у плода в последние недели беременности. Сразу после рождения происходит активная адаптация метаболизма к переходу на дыхание атмосферным кислородом. У грудного ребенка и в первые годы жизни наблюдается максимальная интенсивность обмена веществ и энергии, а затем отмечается некоторое снижение показателей основного обмена.

Основной обмен веществ у детей меняется в зависимости от возраста ребенка и типа питания. По сравнению с первыми днями жизни, к полутора годам обмен веществ увеличивается более чем вдвое.

Со второй недели жизни ребенка белковый обмен характеризуется положительным азотистым балансом и повышенной потребностью в белке. Ребенку требуется в 4-7 раз больше аминокислот, чем взрослому. У ребенка также имеется большая потребность в углеводах. За их счет главным образом покрываются калорийные потребности. Углеводный обмен тесным образом связан с белковым. Энергия реакций углеводного обмена требуется для полного использования жира. Жир составляет 1/8 части тела ребенка и является носителем энергии, способствует усвоению жирорастворимых витаминов, защищает организм от охлаждения, является структурной частью многих тканей. Отдельные ненасыщенные жирные кислоты необходимы для роста и нормальных функций кожи.

У детей имеется физиологическая тенденция к кетозу, в возникновении которого могут играть роль незначительные запасы гликогена. Содержание воды в тканях ребенка высокое и составляет у грудных детей 3/4 веса и с возрастом уменьшается.

К периоду полового созревания расход энергии на основной обмен уменьшается на 300 ккал/куб.м. При этом у мальчиков энергетические затраты на основной обмен в пересчете на один килограмм веса выше, чем у девочек. С ростом увеличиваются расходы энергии на мышечную деятельность.

Наступает новая перестройка метаболизма, происходящая под влиянием половых гормонов.

Отмечается так называемый пубертатный скачок роста, обусловленный действием половых гормонов. Гормон роста не играет существенной роли в процессе пубертатного ускорения роста, во всяком случае, его концентрация в крови в этот период не повышается. Несомненное стимулирующее влияние на метаболизм в пубертатном периоде оказывает активация функций щитовидной железы. Допускают также, что в период полового созревания снижается интенсивность липолитических процессов.

Регуляция гомеостаза (постоянства внутренней среды организма) становится наиболее устойчивой в подростковом возрасте, поэтому тяжелых клинических синдромов, связанных с нарушением регуляции обмена, ионного состава жидкостей тела, кислотно-щелочного равновесия, в этом возрасте почти не встречается.

Знаете ли вы, что:

ОПОРНО-ДВИГАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ

 

Скелет и мышцы — опорные структуры и органы движения человека. Они выполняют защитную функцию, ограничивая полости, в которых расположены внутренние органы. Так, сердце и легкие защищены грудной клеткой и мышцами груди и спины; органы брюшной полости (желудок, кишечник, почки, печень) — нижним отделом позвоночника, костями таза, мышцами спины и живота. Головной мозг расположен в полости черепа, а спинной мозг — в спинномозговом канале.

Движение организма осуществляется благодаря тому, что кости выполняют функции длинных и коротких рычагов, соединенных подвижными сочленениями суставами, приводимыми в движение мышцами, управляемыми нервной системой. Движение — это одна из приспособительных реакций организма к окружающей среде. Кроме того, костная ткань — депо соединений кальция, фосфора и других элементов — участвует в минеральном обмене, а мышечная ткань — в обмене углеводов, жиров и белков. Внутри костей содержится красный костный мозг, в котором образуются форменные элементы крови.

Скелет человека образован отдельными костями, соединенными между собой с помощью связок и суставных сумок. В скелете человека насчитывается более 200 костей. Они образуют позвоночный столб, грудную клетку, скелет головы — череп, верхние конечности с плечевым поясом и нижние конечности с тазовым поясом.

Скелет выполняет опорную и защитную функции. Кости, как рычаги, приводятся в движение прикрепленными к ним мышцами. Хрящи образуют внутрисуставные мениски, диски между позвонками, передние концы ребер, полукольца трахеи, некоторые хрящи гортани, ушные раковины.

По форме все кости делятся на трубчатые (длинные и короткие), плоские и смешанные.

К длинным трубчатым относятся бедренные кости, плечевые, кости предплечья, голени. Короткие трубчатые кости находятся в кисти и стопе. Плоскими и широкими костями образованы кости черепа, лопатка, грудина, кости таза. Смешанные кости — височные и кости основания черепа. Они включают элементы коротких и плоских костей. Форма костей зависит от выполняемых функций (Таблица 3).

Таблица 3.

Виды костей человека

Вид кости	Особенности строения	Пример
Длинные	Имеют вид трубки. Заполонены красным и жёлтым костным мозгом.	Плечевая, лучевая, бедренная, локтевая.
Плоские	Плоская форма костей; полости заполнены губчатым веществом.	Лопатки, кости черепа, тазовые кости.
Короткие	Состоят из губчатого вещества, полости заполнены жёлтым костным мозгом.	Позвонки, кости запястья, кости предплюсны.

 

Строение кости

Кость состоит из плотного компактного и губчатого вещества (Рис. 3). Тело длинных костей образовано компактным веществом, под слоем которого в коротких и плоских костях, а также на концах длинных костей находится губчатое вещество. Оно состоит из костных пластинок, расположенных в направлении действия силы давления и растяжения.

Рис. 3. Строение кости

 

Полость между перегородками губчатого вещества заполнена красным костным мозгом — тканью, образующей клетки крови. Сверху кость покрыта надкостницей — соединительно-тканной пластинкой, сросшейся с костным веществом. Она пронизана нервами и кровеносными сосудами, обеспечивающими питание кости и ее рост в толщину. В молодом возрасте между концами и телом длинных костей сохраняются хрящевые прослойки, за счет чего кость растет в длину. Полное окостенение наступает к 20–25 годам.

В состав кости входит органическое вещество — остеин, придающий ей эластичность и упругость; твердость кость приобретает благодаря накоплению в ней минеральных веществ (кальция, фосфора). В костях детей больше органических веществ, поэтому они очень упруги, поддаются искривлению и менее ломки. У взрослого человека на 2/3 минеральных веществ приходится 1/3 органических, поэтому к старости кости становятся хрупкими и чаще подвержены переломам.

Это интересно:

Скелет обыкновенного взрослого человека весит примерно 4,5 килограмма.

Соединение костей

Различают три вида соединении костей: неподвижное, полуподвижное и подвижное (Рис. 4).

 

Рис. 4. Виды суставов

 

Подвижные соединения называют суставами (так соединяются кости скелета конечностей). У большинства суставов конец одной кости выпуклый, а конец другой — вогнутый — суставная впадина, в которую входит головка. Кости, образующие суставы, соединяются очень прочными связками. Сверху сустав покрыт суставной сумкой, в которой находится суставная жидкость, уменьшающая трение и способствующая скольжению головки в суставной впадине.

Полуподвижные соединения образуются с помощью хрящей (тела позвонков). Неподвижные — с помощью швов (кости черепа).

Части скелета

Скелет человека подразделяется на скелет туловища, скелет головы, скелет конечностей и их поясов.

Скелет туловища

Скелет туловища включает позвоночник и грудную клетку. Позвоночник образован 33–34 позвонками (Рис. 5), расположенными друг над другом. Между телами позвонков находятся прослойки из хрящевой ткани, придающие позвоночнику гибкость и упругость.

Знаете ли вы, что:

4,5 килограмма лишнего веса на талии создают примерно 22,5 килограмма дополнительной нагрузки на позвоночник.

Различают пять отделов позвоночника: шейный, состоящий из 7 позвонков, грудной — из 12, поясничный — из 5, крестцовый — из 5 и копчиковый (хвостовой) — из 4–5 сросшихся позвонков. Каждый позвонок состоит из тела, дуги и отростков. Между телом и дугой находится отверстие. Следует отметить, что по направлению от верхних - к нижним позвонки изменяются в объёме для того, чтобы компенсировать возрастающую нагрузку на нижние позвонки.

Позвоночные отверстия в совокупности образуют позвоночный канал, в котором залегает спинной мозг. Два первых шейных позвонка обеспечивают поворот головы. Позвонки крестцового отдела срастаются в массивную кость — крестец. Копчиковые кости недоразвиты и представляют рудимент хвоста животных предков человека.

Рис. 5. Кости позвоночника человека

 

Также во фронтальной проекции позвоночника выделяются два участка, отличающиеся более широкими позвонками. Помимо утолщения позвонков, необходимую степень прочности и упругости позвоночнику обеспечивают несколько его изгибов, лежащих в сагиттальной плоскости. Четыре разнонаправленных изгиба, чередующиеся в позвоночнике, расположены парами: изгибу, обращенному вперед (лордозу), соответствует изгиб, обращенный назад (кифоз). Таким образом, шейному и поясничному лордозам отвечают грудной и крестцовый кифозы. Благодаря такой конструкции позвоночник работает как пружина, распределяя нагрузку равномерно по всей своей длине.

 

Скелет головы

Скелет головы (Рис. 6) — череп состоит из парных и непарных костей, большинство их плоские, соединены друг с другом неподвижно — швами. В черепе различают мозговой и лицевой отделы. Мозговой отдел состоит из восьми костей: четыре из них непарные — затылочная, клиновидная, решетчатая, лобная и две парные — теменные и височные.

Затылочная кость образует заднюю стенку черепа и его основание, имеет большое затылочное отверстие, через которое спинной мозг соединяется с головным. В центре основания черепа помещается клиновидная кость. Лобная кость лежит впереди теменных и входит в состав крыши черепа. Для нее характерны лобные бугры и надбровные дуги.

Решетчатая кость построена из тонких костных пластинок, между которыми находятся воздухоносные полости. Височные кости занимают переднебоковые стороны мозгового черепа. Теменные — образуют середину крыши черепа. Лицевой отдел черепа состоит из 6 парных и 3 непарных костей. Из них нижняя часть — единственная подвижная кость черепа — сочленяется двумя головками суставного отростка с нижнечелюстными ямками височной кости. Верхняя и нижняя челюсти содержат по 16 ячеек, в которых помещаются корни зубов.

 

Знаете ли вы, что:

МЫШЦЫ И ИХ ФУНКЦИИ

Строение мышечного волокна

Сокращение мышц обеспечивает движение тела и удержание его в вертикальном положении. Вместе со скелетом мышцы придают телу форму. С деятельностью мышц связана функция отдельных органов: дыхания, пищеварения, кровообращения; мышцы гортани и языка участвуют в воспроизведении членораздельной речи.

Знаете ли вы, что:

Группы мышц

В организме человека различают мышцы туловища, головы, верхних и нижних конечностей (Рис. 13.). Мышцы туловища подразделяются на мышцы груди, спины и живота. К мышцам груди относятся наружные и внутренние межреберные мышцы и диафрагма, или грудобрюшная преграда, с помощью которых осуществляется дыхание. Большая и малая грудные мышцы, передняя зубчатая и подключичная мышцы приводят в движение плечевой пояс и руки.

Рис. 13. Основные группы мышц

 

Мышцы живота вызывают сгибание позвоночника вперед, в сторону и поворот его вокруг продольной оси, образуют брюшной пресс, сокращение которого способствует глубокому выдоху, выведению кала, мочи, а также родовому акту у женщин.

Поверхностные мышцы спины (трапециевидная и широчайшая) обеспечивают укрепление и движение плечевого пояса и рук. Глубокие мышцы спины фиксируют позвоночник, вызывают его разгибание, сгибшие, наклоны в сторону и вращение, разгибание и вращение головы, участвуют в дыхательных движениях. Самая крупная мышца шеи — грудино-ключично-сосцевидная.

Мышцы головы подразделяются на две группы: жевательные и мимические. Собственно жевательная мышца начинается от нижнего края скуловой кости и прикрепляется к нижней челюсти. Сокращаясь, она поднимает нижнюю челюсть, участвуя в пережевывании пищи.

Мимические мышцы прикрепляются одним концом к костям черепа, другим — к коже лица. Благодаря им, лицо человека выражает те или иные эмоции: гнев, горе, радость. Кроме того, они участвуют в акте речи, дыхания.

На лбу расположены лобные мышцы, вокруг глазницы — круговая мышца (способствует закрыванию век). Вокруг ротового отверстия находится круговая мышца рта.

Мускулатура верхних конечностей подразделяется на мышцы плечевого пояса (дельтовидная, большая и малая грудная), которые обеспечивают его подвижность, и мышцы свободной конечности. Важнейшие мышцы свободной конечности — двуглавая мышца (сгибает предплечье) и трехглавая (на задней поверхности плечевой кости), разгибающая плечо и предплечье. На передней поверхности предплечья находятся мышцы — сгибатели предплечья, кисти и пальцев, на задней — мышцы — разгибатели предплечья, кисти и пальцев.

Мышцы нижних конечностей подразделяются на мышцы тазового пояса и свободной конечности. К мышцам таза относятся подвздошно-поясничная мышца и три ягодичные, самая крупная, разгибающая бедро, — большая ягодичная. На задней поверхности бедра выделяются полусухожильная, полуперепончатая и двуглавая мышцы, при сокращении которых происходит сгибание голени в коленном суставе и разгибание бедра. На передней поверхности бедра лежит четырехглавая мышца, при сокращении которой разгибается голень. На передней поверхности голени находятся мышцы — разгибатели стопы и пальцев, на задней — их сгибатели. Важнейшие из них — икроножная и камбаловидная. Обе мышцы заканчиваются ахилловым сухожилием, которое прикрепляется к пяточному бугру. Икроножная мышца поднимает пятку при ходьбе и принимает участие в поддержании тела в вертикальном положении.