Опорно-двигательный аппарат человека. Функции системы

Функции всех элементов опорно-двигательной системы направлены на то, чтобы человек имел возможность самостоятельно выполнять активные действия верхними и нижними конечностями, осуществлять повороты головой, наклоны туловища в разные стороны, синхронизировать свои движения в условиях физических нагрузок и трудовой деятельности.

Значение и функции опорно-двигательной системы человека

Функциональное предназначение опорно-двигательной системы человека заключается в активизации работы костей скелета, суставов, мускулатуры, соединительной ткани тела для организации двигательных действий, управления мимикой, поддержания стабильной работоспособности внутренних органов, а также систем жизнеобеспечения организма. Скелетно-мышечный аппарат тесно связан с центральной и периферической нервной системой.

Выделяют функции опорно-двигательного аппарата человека:

• фиксация мышечных тканей скелета и большинства внутренних органов;
• выполнение простых движений, которые необходимы для самостоятельного передвижения по заданному маршруту, поддержания правильной осанки, ровной постановки ног во время ходьбы;
• амортизация толчков во время падений, прыжков с большой высоты и толчков со стороны других людей;
• защита тканей жизненно важных внутренних органов от критических травм в условиях экстремальных ситуаций (сердечная мышца, ЦНС, спинномозговой канал, легкие, артериальные сосуды);
• создание новых клеток крови в структуре красного костного мозга;
• метаболизм минеральных веществ;
• регенерация отдельных фрагментов костной ткани, которая была повреждена в результате тяжелой травмы.

Опорно-двигательная система человека, функции которой являются ключевыми для поддержания нормальной жизни всего организма, принимает активное участие в организации обмена минеральных солей, кроветворении и кровообращении во всех отделах скелетной мускулатуры.

Строение опорно-двигательного аппарата

Основу опорно-двигательного аппарата образуют кости скелета и его мышечные ткани, которые синхронно сокращаются во время выполнения активных движений. Костная ткань и мускулатура имеют свои отличительные особенности анатомического строения.

Кости

Структурной единицей костной ткани независимо от области ее расположения в человеческом организме является остеон. Это структурный элемент, который имеет вид микроскопической пластинки, соединенной с точно такими же идентичными «пазлами» невероятной прочности. Существуют внутренние и внешние остеоны.

Все пластинки содержат в себе большое количество волокон коллагена и костного вещества протеиновой природы происхождения, которое пропитано высокой концентрацией минеральных компонентов. Внутренний остеон является основанием для формирования гаверсового канала. Это полость в структуре костей, которая выступает в качестве естественного резервуара для кровеносных сосудов и периферических нервов.

Каждый остеон включает в себя от 4 до 20 пластинок, которые формируют дополнительную полость для клеток остеоцитов. Костная система человеческого организма выслана внутренними и внешними генеральными пластинками.

В их структуре содержатся многочисленные каналы, которые соединяют надкостницу с периферическими нервными волокнами и кровеносными сосудами. Костная ткань человека классифицируется на губчатую и плоскую. Скелет рук и ног, позвонки, грудная клетка, мелкие кости в области стоп имеют губчатую структуру. Из костной ткани плоского типа созданы таз, лопатки, а также череп.

Мускулатура

Опорно-двигательная система человека, функции которой обеспечивают работоспособность всех отделов организма, включает в себя скелетную мускулатуру, сокращающуюся под воздействием импульсов нервной системы. Каждое волокно мышцы — это самостоятельная физиологическая единица, обладающая способностью выполнять автономные действия.

Клетки мускулатуры покрыты слоем эластичной мембраны под названием сарколемма, питание которой обеспечивается коллагеном и эластином. Наличие этой структурной единицы позволяет человеческому телу проявлять чудеса гибкости, а также предупреждает разрыв мышечных тканей во время критических нагрузок.

В каждой сарколемме мышечных тканей сосредоточено множественное количество мельчайших нитей миофибрилл, формирование которых происходит из отдельных структурных единиц саркомеров. Тончайшие нитевые волокна актина и толстые прутья миозина образуют многоядерную клетку.

В состав актина входит около 375 различных аминокислот, которые обеспечивают стремительное развитие скелетной мускулатуры. В среднем 65% мышечного белка — это миозин. У мужчин скелетная мускулатура занимает от 42 до 47% всей массы тела. У женщин данный показатель находится в пределах 30-35% в зависимости от типа строения фигуры и рациона питания.

Анатомия опорно-двигательной системы, функции ее элементов

Опорно-двигательная система человека, функции которой важны для осуществления полноценной жизнедеятельности организма, состоит из костей скелета, мускул и сухожилий.

Скелет человека

Человеческий скелет — это совокупность структурных элементов опорно-двигательного аппарата, состоящих из крупных и мелких костей плоского, а также губчатого типа. Развитие костной ткани любого вида происходит из мезенхимы.

Позвоночник

Позвоночный столб — это несущий элемент человеческого скелета, который состоит из 33-34 позвонков, скрепленных между собой в вертикальном направлении межпозвоночными дисками.

Данная часть опорно-двигательной системы разделена на следующие отделы:

• поясничный (включает в себя 5 позвонков);
• шейный (состоит из 7 опорных позвонков);
• копчиковый (содержит от 3 до 5 позвонков);
• крестцовый (сформирован из 5 позвонков);
• грудной (имеет структуру из 12 позвонков).

Позвоночный столб выполняет следующие физиологические функции:

• защищает спинномозговой канал от повреждений;
• является опорой для других структурных элементов скелета;
• принимает непосредственное участие в движении всего туловища, рук, ног, осуществляет повороты головы.

Все отделы позвоночного столба имеют разный угол изгиба. Это необходимо для сохранения баланса и равновесия во время выполнения активных движений, требующих ловкости и активации большого количества скелетных мышц.

Внутри позвоночного столба проходят кровеносные и лимфатические сосуды, нервные окончания и спинной мозг. Первые зачатки формирования позвоночника появляются на 5-й неделе внутриутробного развития человека. В это время образуется хрящевая ткань, на основе которой выстраивается цепь из позвонков и межпозвоночных дисков.

Верхние конечности

Верхние конечности — это совокупность костной ткани, мышцы скелета правой и левой руки.

Данный отдел опорно-двигательного аппарата состоит из следующих костей:

• локтевая (включая сустав);
• акромион;
• лопатка;
• ладьевидная;
• пястная;
• лопаточная;
• головчатая;
• лучевая;
• ключица;
• крючковидная;
• ладонная поверхность;
• фаланги пальцев;
• костная ткань трапеции;
• полулунная.

Лопатка и ключица формируют пояс верхних конечностей. Все функции этой части скелетно-мышечной системы человека направлены на обеспечение подвижности рук, выполнение сгибательных и разгибательных движений в локтевых суставах, всестороннее вращение верхних конечностей в области плеч. Функциональная подвижность фаланг пальцев дает возможность осуществлять хватательные действия, заниматься спортом и физическим трудом.

Нижние конечности

Нижние конечности — это неотъемлемая часть человеческого скелета, которая представлена следующими костями:

• тазовая;
• надколенник;
• бедренная;
• большеберцовая;
• вертлужная впадина;
• подвздошный гребень;
• малоберцовая;
• седалищная вырезка и ее кость.

Нижние конечности предназначены для того, чтобы человек имел возможность самостоятельно перемещаться в окружающей среде. На кости этого отдела опорно-двигательного аппарата создается статическая нагрузка всего тела. За счет этого костная ткань и суставы ног более массивные, отличаются высоким уровнем прочности.

Стопа и фаланги ее пальцев практически потеряла хватательную функцию. В настоящее время эта часть нижних конечностей отличается сводчатым строением и амортизирует толчки в процессе быстрой ходьбы или бега. За сгибание и разгибание ног, а также наклоны корпуса вперед и в разные стороны отвечают тазобедренный и коленный суставы.

Рёбра

У человека насчитывается 12 пар ребер, которые имеют дугообразную форму, идут по направлению от позвоночника к тканям грудины. Фактически данный участок опорно-двигательного аппарата формирует основу грудной клетки.

Все ребра разделены на 3 сегмента, а именно:

• задняя часть, которая представлена шейкой, продольным гребешком и костным бугорком;
• реберное тело;
• передняя часть, которая плавно переходит из костной в хрящевую ткань.

Тело ребра характеризуется наличием внешней и внутренней поверхности. Наружная часть кости имеет более выпуклую форму, а внутренняя является вогнутой по направлению к органам грудной клетки. В костной структуре ребер находится красный костный мозг, а со стороны их внутренней поверхности проходит небольшая борозда, в которой сосредоточены нервные окончания и кровеносные сосуды.

К данной части опорно-двигательного аппарата крепятся передняя, средняя и задняя лестничные мышцы. Плотный реберный каркас выполняет защиту легких, сердца, крупных кровеносных сосудов от критических повреждений во время ударов, падений, столкновений с различными предметами окружающей среды.

Череп

Череп человека представляет собой каркас костей головы, который имеет следующее функциональное значение:

• служит в качестве физиологического вместилища для верхних отделов пищеварительной системы, органов чувств и головного мозга;
• соединяется с позвоночником и принимает активное участие во время синхронизации движений всех отделов скелетно-мышечной системы;
• защищает периферические нервные окончания и ткани головного мозга от повреждений.

Череп человека образуется сочленением 23 костей.

Анатомическая структура данной части опорно-двигательного аппарата состоит из элементов:

• внутреннее и внешнее основание черепа;
• подвисочная и височная ямки;
• носовая полость;
• костное небо;
• глазница;
• крылонебная ямка.

Кости мозгового участка черепа включают в себя следующие доли:

• теменная;
• лобная;
• затылочная;
• клиновидная;
• височная;
• решетчатая.

Лицевые кости также являются неотъемлемой частью черепа, которая состоит из следующих элементов:

• верхняя челюсть;
• носовая кость;
• нижняя челюсть;
• сошник;
• подъязычная кость;
• слезная кость;
• скуловая кость;
• носовая раковина;
• небная кость.

По объему костной ткани мозговой участок черепа существенно преобладает над лицевым отделом. Верхняя и нижняя челюсть выступают в качестве основы для формирования молочных и постоянных зубов. Практически все кости черепа сочленены между собой фиброзными швами. Только ткани нижней челюсти прикреплены нижнечелюстным суставом, который отличается высоким уровнем подвижности, но в тот же момент очень уязвим для механического травмирования.

Соединение костей

Опорно-двигательная система человека, функции которой необходимы для осуществления самостоятельных движений, включает в себя соединительную ткань. Это сухожилия, хрящи, суставы верхних и нижних конечностей. Черепные кости соединяются между собой зубчатыми краями каждого сегмента черепной коробки, которые образуют плотный замок.

Суставы являются малоподвижными соединениями, которые удерживают отельные части скелета вместе, а также обеспечивают им функциональную подвижность. Хрящевая ткань в структуре межпозвоночных дисков дает возможность сохранять умеренную подвижность позвонков, и гарантирует гибкость всего позвоночного столба с минимальным риском получения тяжелых травм. Например, во время выполнения физических упражнений или тяжелого физического труда.

Мышцы

В таблице ниже описано строение скелетной мускулатуры опорно-двигательного аппарата человека, а также указано функциональное предназначение ее отдельных сегментов.

Строение мускулатуры скелета	Функции
Трехглавая мышца	Разгибает предплечье в области локтевого сустава.
Дельтовидная мышца	Отвечает за подвижность плечевой кости.
Трапециевидная мышца	Опускает лопатку и поднимает плечевые суставы.
Широчайшая мышца спины	Позволяет беспрепятственно оттягивать верхнюю конечность назад и вниз с одновременным поворотом внутрь.
Большая ягодичная мышца	Разгибает туловище, дает возможность выполнять наклоны в разные стороны, а также обеспечивает подвижность тазобедренного сустава.
Подколенное сухожилие	Сгибает и разгибает нижнюю конечность в коленном суставе.
Ахиллово сухожилие	Обеспечивает функциональную подвижность стопы.
Четырехглавая мышца	Дает возможность разгибать голень в области коленного сустава в процессе ходьбы или бега.
Портняжная мышца	Принимает участие в сгибании коленного сустава и поворачивает нижнюю конечность в области голени внутрь.
Прямая мышца живота	Отвечает за выполнение наклонов туловища вперед и втягивание передней брюшной стенки.
Большая мышца груди	Позволяет направлять руку к туловищу и поворачивать верхнюю конечность внутрь.
Круговая мышца	Закрывает и открывает глазное яблоко.
Двухглавая мышца	Сгибает ткани предплечья в области локтевого сустава.
Глубокий сгибатель	Обеспечивает функциональную подвижность фаланг пальцев.

Вышеперечисленные мышцы опорно-двигательного аппарата характеризуются способностью синхронизировать свои функции, отличаются эластичностью, высоким уровнем растяжимости и физической силы.

Заболевания опорно-двигательной системы

Опорно-двигательная система человека, функции которой включают в себя защиту жизненно важных органов от повреждений, подвержена развитию большого количества патологий. Заболевания скелетно-мышечной системы имеют врожденную и приобретенную природу происхождения.

Анкилоз

Анкилоз — это тяжелая патология опорно-двигательного аппарата, которая развивается по причине срастания костной или хрящевой ткани, соединяющей сустав с костями верхних или нижних конечностей. Данное заболевание сопровождается приступами острой боли в области локализации патологического процесса. Дискомфортные ощущения усиливаются во время выполнения физической нагрузки.

Возникновение анкилоза связано с негативным воздействием следующих факторов:

• хронические инфекции, поражающие структуру сустава;
• ранее перенесенные травмы конечности;
• последствия огнестрельных и осколочных ранений;
• остеомиелит костной ткани.

Лечение анкилоза проводится с помощью хирургической операции по удалению фиброзных и измененных тканей, нарушающих функциональную подвижность сустава. Применяются противовоспалительные и антибактериальные препараты.

Артрит

Артрит — это воспалительное поражение суставов опорно-двигательного аппарата. Болезнь протекает в острой или хронической форме. Данное заболевание сопровождается сильной болью внутри суставов, их деформационными изменениями, полной или частичной потерей возможности самостоятельного передвижения.

Причины развития артрита до конца не изучены, но большое влияние на развитие этого недуга оказывает наличие хронических инфекций организма, генетическая предрасположенность, тяжелые условия труда, постоянное переохлаждение.

Дистрофия

Дистрофия — это тяжелая патология опорно-двигательного аппарата человека, которая нарушает полноценное развитие мышечной или костной ткани в зависимости от вида нарушений метаболического процесса.

Данное заболевание сопровождается разрушением клеток и межклеточного вещества мускулатуры, ухудшением метаболизма минеральных веществ в костях. Дистрофия бывает врожденной, когда у человека с рождения нарушен процесс усвоения белков, жиров или углеводов, а также приобретенная. В последнем случае прогноз на восстановление нормальной массы тела более благоприятный.

Остеопороз

Остеопороз — это системное заболевание скелетных мышц человека с хронической формой течения. Данная патология сопровождается снижением структурной плотности костной ткани на фоне ухудшения ее минерализации.

Люди, больные остеопорозом, страдают от частых переломов различных частей скелета, отличаются сильной сгорбленностью, постоянно жалуются на сильную боль в области позвоночника. Основная опасность остеопороза в том, что он протекает без явных симптомов до тех пор, пока снижение уровня минерализации костей не станет критическим.

Сколиоз

Сколиоз — это искривление позвоночного столба, нарушение его нормальной анатомической формы. Данная патология может быть врожденной, посттравматической или приобретенной в процессе самостоятельной жизни. Сколиоз способен поражать любой отдел позвоночника, нарушая осанку больного, а также провоцируя сопутствующие заболевания внутренних органов. Лечение тяжелых форм этого недуга, связанных с критической деформацией позвонков, проводится хирургическим способом.

Плоскостопие

Плоскостопие — это заболевание нижних конечностей, которое характеризуется сильным опущением ее поперечного и продольного сводов стопы. Патология сопровождается выраженными деформационными изменениями предплюсневых костей, нарушением походки, болевыми ощущениями после продолжительной ходьбы или длительного нахождения в положении стоя. Плоскостопие может привести к косолапию и формированию неправильной осанки.

Опорно-двигательная система человека состоит из костей скелета и мышечных тканей, которые обеспечивают выполнение синхронных движений всех частей тела. Нижние и верхние конечности, позвоночник, череп, соединительные ткани выполняют опорную, защитную, кроветворную функции.

Опорно-двигательная система соединена костями, сухожилиями и мягкими хрящами, которые делают скелет подвижным, крепким и гибким в условиях критических нагрузок. Мышечные ткани крепятся к поверхности костей и приводятся в движение путем иннервации периферическими нервами. Большинство заболеваний опорно-двигательной системы связаны с воспалительными процессами в структуре суставов, а также нарушением минерализации костей.

Видео об опорно-двигательном аппарате

Опорно-двигательная система человека: