Будова тіла людини


Будова тіла людини

Тіло людини є збалансованою системою. Його життєдіяльність здійснюється за умови злагодженої роботи усіх систем:

1. Центральна нервова система – її складають головний та спинний мозок, а через нервові корінці вона здійснює управління та контроль всіма процесами організму.
2. Ендокринна система – здійснює функцію управління, але, на відміну від центральної нервової системи, керування відбувається не шляхом передачі сигналів до нервів, а завдяки дії гормонів (вироблених залозами хімічних речовин), які переносяться через кров до органів впливу.
3. Серцево-судинна система – забезпечує обмін поживних речовин між тканинами, транспортує токсичні продукти життєдіяльності до органів (нирки, шкіра, легені), які виводять ці речовини.
4. Травна система – засвоює поживні речовини з їжі.
5. Сечостатева система – виводить з крові токсичні речовини та забезпечує розмноження.
6. Система опорно-рухового апарату.

Найбільшою системою організму є опорно-руховий апарат. Він створює форму нашого тіла та визначає зовнішні прояви життєдіяльності, такі як праця, розваги, жестикуляція і т.д.

Рух є основою нашої життєдіяльності. Він здійснюється завдяки злагодженій роботі м’язів, скорочення яких передається на кістки, між якими розташовані суглоби.

На відміну від інших ссавців, тіло людини має унікальну будову, яка визначає його функцію, а саме: прямоходіння (коли ми пересуваємося в просторі, опираючись на дві кінцівки, тіло утримуємо у вертикальному положенні та маємо дві вільні верхні кінцівки для виконання повсякденної праці, а також балансування при ході). Структури опорно-рухового апарату в такому положенні витримують навантаження від дії сили гравітації. Ці навантаження збільшуються в кілька разів під час перенесення вантажів.

Вертикальне положення тіла уподібнює людину до пружини, яка готова випростуватися і перетворити потенційну енергію руху в кінетичну.

Хребет

Хребтовий стовп – це основа нашого тіла та вісь, яка розподіляє навантаження від голови до тазу та передає його на нижні кінцівки. Він виконує такі функції: опорну, захисну (захищає спинний мозок) і рухову.

Хребет складається з окремих відділів, які виконують індивідуальні функції:
1. Шийний відділ хребта – дуже рухомий відділ, який складається з семи хребців, підтримує голову, повертає її до джерела звуку або огляду об’єкта.
2. Грудний відділ – малорухомий відділ хребта, складається з дванадцяти хребців, фіксований ребрами, з якими бере участь в утворенні грудної порожнини.
3. Поперековий відділ – дуже рухомий відділ, побудований з 4-5-ти масивних хребців, що несуть на собі основне навантаження, утримуючи вагу тіла.
4. Крижовий відділ – нерухомий, утворений хребцями, які анатомічно в процесі розвитку людського організму зрослись в окрему кістку. Утворює суглоби з кістками тазу, бере участь в перерозподілі ваги тіла на нижні кінцівки.
5. Куприковий відділ або куприк – заключний відділ хребтового стовпа, який також утворюють зрощені хребці. Куприк служить однією з точок опори під час сидіння та є місцем фіксації м’язів тазового дна.

Отже, хребет складається з хребців, об’єднаних складною системою – міжхребцевим руховим сегментом (рухоме з’єднання двох розміщених поряд хребців).

Яка будова і функція міжхребцевого рухового сегмента?
В кожному хребці можна умовно виділити передній і задній відділи. Переднім відділом є тіло хребця, заднім – дужка з остистими, поперечними і суглобовими відростками. Такі відділи виділяють і в будові міжхребцевого рухового сегменту.

Передній відділ утворений суглобовим диском з прилеглими частинами тіл хребців, передньою та задньою поздовжніми зв’язками, які обмежують рухомість спереду і ззаду.
Суглобовий диск має особливу будову. Він складається з двох частин:
– центральна – пульпозне ядро (желеподібна речовина, яка на 88% складається з води, а решту складають білки);
– периферична – фіброзне кільце (сполучнотканинне утворення, яке замикається в коло, навколо пульпозного ядра, і обмежує його зміщення в сторони).

Задній відділ укріплюють жовта, міжостиста і міжпоперечні зв’язки. Рух забезпечують дуговідросткові (фасеткові) суглоби. Виходячи з функції пульпозного ядра, його слід розглядати як кулю між двома площинами. Такий суглоб називається шарнірним та здійснює рухи в багатьох площинах. Під час навантажень пульпозне ядро розширюється в сторони і амортизує (зменшує) навантаження на хребет в цілому.

Як функціонує хребет в цілому?
Рухи в міжхребцевому сегменті можливі в багатьох площинах, але їх амплітуда є дуже малою, бо обмежена зв’язками та дуговідростковими суглобами в задньому відділі хребта. Лише завдяки сумації рухів, багатьох міжхребцевих рухових сегментів, забезпечується велика амплітуда рухів хребта. Вона характеризується трьома ступенями рухомості: згинання-розгинання, нахили вправо-вліво, ротація довкола центральної осі.

Будова суглобів

Суглобом називають рухоме з’єднання кісток, основним завданням якого є зменшення тертя між кістками. Якщо б не існувало буферних механізмів у суглобах, то наші рухи нагадували б короткі, переривчасті та різкі рухи робота. При цьому, кожен крок або рух викликав би біль внаслідок тертя кістки об кістку.

Як побудовані суглоби?
В творенні суглоба можуть брати участь дві кістки, таке з’єднання називають простим суглобом (наприклад, суглоби пальців). Або три кістки – складний суглоб (ліктевий, гомілковостопний).
Ззовні суглоб обмежує капсула, яка утворює закриту порожнину. Зв’язки укріплюють суглоб та обмежують зайву рухомість. Поверхні кісток вкриті суглобовим хрящем – тканиною, яка зменшує тертя під час руху. Суглобова капсула містить внутрішню синовіальну сумку, яка виробляє рідину, що зволожує і харчує хрящ.

Чи однакова будова у всіх суглобів?
За описаним вище принципом, влаштовані так звані “одноосні суглоби”, вони здійснюють рухи лише в межах однієї площини (наприклад, згинання-розгинання, як суглоби пальців), їх суглобові поверхні ідеально відповідають одна одній. Суглоби, які відповідають за рух в різних площинах, мають складну організацію:

1. Суглобові поверхні не відповідають одна одній за розміром або формою. В таких суглобах є додаткові анатомічні хрящові структури – меніски та губи, які адаптовуються до невідповідностей суглобових поверхонь за формою (меніски), збільшують суглобову поверхню (губи) при невідповідності за розміром та мають амортизуючі властивості, які зменшують навантаження на кістки.
2. В порожнині можуть бути додаткові (внутрішньосуглобові) зв’язки.
3. Суглобова капсула утворює завороти, завдяки яким вона здатна більше розтягуватись при рухах великої амплітуди.
4. Довкола складних суглобів знаходяться додаткові замкнуті структури – синовіальні сумки або бурси. Вони є закритими або сполученими з суглобовою порожниною сумками, побудовані подібно до суглобових капсул, розташовані переважно над поверхнями кісток або між сухожилками; виконують функцію зменшення тертя між суглобовими тканинами.

Які найчастіші хвороби суглобів?
Артроз, артрит, травми.

М’язи та сухожилки

Рух є основною властивістю усього живого, а м’язи відіграють активну роль у його здійсненні. Рухи, незалежно від їх амплітуди, є невід’ємною функцією організму і визначаються скороченням та розслабленням м’язів. У людини м’язи складають 40-50 % маси тіла.

Як побудовані м’язи?
Основою кожного м’яза є сполучнотканинний “скелет” – сукупність перетинок, які об’єднують м’яз та ближче до кінців формують сухожилки. До цих перетинок кріпляться м’язові волокна, які, скорочуючись, відповідають за рух. Для здійснення роботи м’язів необхідний наказ головного мозку, тому до кожного окремого волокна кріпиться нервове закінчення (рецептор).

Які завдання виконують м’язи?
Основною функцією м’яза є забезпечення рухів. Поряд з цим м’язи беруть участь у виробленні тепла. Також м’язи сприяють обміну речовин між тканинами, а їх скорочення покращує рух крові в судинах.

Які бувають хвороби м’язів?
Важливою складовою м’язів є сухожилки. Вони побудовані з пучків сполучнотканинних волокон, які розміщені паралельно дії сили м’язового скорочення. Сухожилки фіксуються на кістках, переважно в межах суглобів, та можуть бути дуже довгими і передавати м’язове скорочення за межі рухомої частини тіла. Наприклад, щоб порухати пальцями, м’язове скорочення через всю кисть передають довгі сухожилки м’язів, розміщених на передпліччі і фіксованих біля ліктя. Такі сухожилки мають додатковий ковзний апарат (піхву), що виробляє невелику кількість рідини і зменшує тертя під час рухів.

Які бувають хвороби сухожилків?
Сухожилки є вразливими до впливу, зокрема, перевантажень, які є причиною патологічної перебудови (тендіноз) або запалення (тединіт, тендовагініт, ентезит).

Зв'язки

Зв’язки – це м’якотканинні утворення, які найчастіше розміщені в межах суглобів. Основна функція зв’язок – обмеження рухів. Існують зв’язки, що підтримують внутрішні органи (печінку, селезінку і т.д.).

За своєю будовою зв’язки подібні до сухожилків, вони складаються з пучків сполучнотканинних волокон, які розміщені паралельно дії сили розтягнення. Основна властивість зв’язок – еластичність (здатність видовжуватись в певних межах і повертатись до вихідної форми внаслідок припинення дії розтягуючої сили).

Нерви

Рух тіла та функціонування нашого організму відбувається за участі та контролю центральної нервової системи.

Нерви є провідниками інформації про стан органів, вони надсилають у головний мозок сигнали про температуру середовища, дотик та положення кінцівок. Мозок аналізує інформацію та передає по нервах (у зворотному напрямку) команду до органу.

Функціонування нервової системи відбувається рефлекторно (без участі свідомості) або усвідомлено (наприклад, скорочення м’язів під час ходьби чи повсякденної праці).

Яка будова нервів?
Нервова клітина є одним з див нашого організму. Вона складається з тіла, в якому відбуваються основні процеси для забезпечення життєдіяльності клітин, а також вона регулює процеси аналізу та синтезу інформації. Кожна нервова клітина має кілька відростків, які проводять сигнали. Відросток закінчується рецептором, який приймає сигнал про подразнення (дотик, пошкодження) або передає наказ про дію (скорочення або розслаблення м’язу).

Які бувають хвороби нервів?
В основі хвороб нервів лежить порушення проведення імпульсів, внаслідок їх запалення (неврити), стиснення нервових корінців ззовні (компресійні невропатії) або зсередини (пухлини). Часто нерви можуть бути пошкодженими при травмах м’яких тканин або переломах кісток.

Кістки

Кістки складають близько 20-ти % маси тіла людини. Вони об’єднані у скелет, а окремі з них виконують функцію опори при перенесенні ваги тіла та захищають життєво важливі органи. Наприклад, кістки черепа захищають мозок, ребра – обмежують грудну порожнину і тим самим захищають серце та легені. Для здійснення цих функцій кістки створені особливо міцними. Зокрема, стегнова кістка міцна настільки, що у вертикальному положенні здатна витримати вагу до однієї тонни, а при кожному кроці навантаження на цю кістку втричі перевищує вагу тіла людини. Як приклад, у спортсмена-стрибуна з жердиною при приземленні навантаження становить 1400 кг на кожен сантиметр кістки.

Кістка побудована за принципом, якого дотримується висококваліфікований будівельник: поєднання найбільшої міцності, при мінімальних затратах матеріалу. Кісткова тканина складається з 50% води, 20-30% органічних речовин і тільки 21,85% неорганічних (кальцій, магній, фосфор та ін.). Відомо, що сталь вважається міцним і надійним матеріалом, бо вона тверда і гнучка. На противагу цьому, цікавим є той факт, що наші кістки набагато міцніші за сталь та у 10 разів еластичніші та легші.

Що робить кістку такою міцною?
Структура кістки захоплює своєю досконалістю. Про це свідчать численні дослідження, зокрема, професор анатомії Хофман фон Маєр досліджував структуру стегнової кістки у місці, де вона вигинається і під кутом входить у кульшовий суглоб, при цьому кістка не ламається під вагою тіла. На розпилах професор виявив, що головка стегнової кістки містить сітку організованих у лінії мініатюрних пластинок, завдяки яким відбувається перерозподіл навантаження. Ця сітка має строгу геометричну структуру, яку ще 1886 року інженер Густав Єйфель використав у будівництві відомої вежі.
Завдяки великому вмісту органічних речовин кістка здорової людини має еластичні властивості, а це дозволяє їй згинатись в певних ділянках під час навантажень.

Чим особливі кістки?
Ще однією особливістю кісткової тканини є пластичність або здатність змінюватись. Її перебудова здійснюється постійно у рівновазі з процесами руйнування і утворення нової тканини. Під час збільшення навантаження відбувається зміцнення шляхом посилення утворення кісткових пластинок, тому раннє і поступове навантаження сприяє швидкому загоєнню переломів. І навпаки: тривале знерухомлення кінцівки є причиною атрофії кістки та зменшення міцності внаслідок втрати кальцію (до 0, 3 г. щоденно).

Чому кістки ламаються?
Розглянемо на прикладі переломів кісток гомілки: функція великогомілкової кістки передбачає витримування великих навантажень вздовж осі, але скручування при фіксованій стопі може бути причиною перелому, також місцеве прикладення сили (сильний удар палицею перпендикулярно осі кістки) веде до зламу. Описані причини не є фізіологічними, тому пошкодження здорової кістки є прикрою випадковістю. Перелом кістки трапляється внаслідок дії травмуючого фактору, який перевищує міцність кістки. Варто зазначити, що міцність кістки може зменшуватись і внаслідок дії багатьох патологічних станів (найчастіше остеопорозу).

Ноги – опора для тіла

Ходьба на двох ногах властива лише людині та є умовою її особистої свободи. Без цієї здатності вона втрачає автономність і стає залежною від інших людей.

Навантаження на ноги передається від тулуба та може збільшуватись під час перенесення важких предметів. Тому функція нижніх кінцівок є не лише в забезпеченні пересування, а в зменшенні, амортизації ваги від верхньої половини тіла. Ці амортизаційні властивості забезпечують роботу хрящів колінних суглобів (менісків) та склепіння стоп.

Форму ніг розрізняють таким чином: прямі, Х-подібні та О-подібні ноги. Прямими вважають ноги тоді, коли поздовжні осі стегна і гомілки збігаються, а внутрішні поверхні колінних і гомілковостопних суглобів торкаються. Якщо ноги торкаються лише колінами, а між гомілковостопними суглобами зімкнутих ніг є певна відстань, то такі ноги називають Х-подібними. Або навпаки, при зімкнутих гомілковостопних суглобах коліна розходяться, то такі ноги називають О-подібними. Величину порушення форми ніг можна виміряти в сантиметрах між колінами (величина О-подібності) або між гомілковостопними суглобами (величина Х-подібності).

Рука – орган праці

Завдяки вертикальному положенню тіла людина володіє двома вільними, тобто такими, що не несуть навантаження, верхніми кінцівками. Рука людини є дивовижним “інструментом”, який не лише має здатність піднімати, захоплювати, ловити предмети тощо, але є ще й органом чуття, з допомогою якого ми пізнаємо світ, отримуємо інформацію про розмір, форму, температуру предметів. Ми використовуємо руки у спілкуванні, наприклад, жестикулюючи ними або пишучи листа. За допомогою рук ми утримуємо баланс тіла, пересуваючись у просторі (ходьба, біг).

Вікові відмінності в будові опорно-рухового апарату

В процесі росту, розвитку і старіння, в складних реакціях, за умови навколишнього середовища організм змінюється.

Кістково-суглобовий апарат також не є чимось сталим і незмінним. Протягом життя він постійно перебудовується: змінюється його форма, структура і функціональні можливості. Опорно-руховий апарат представлений не одним нормальним, середнім або найчастішим варіантом, а є рядом індивідуальних варіантів з певними віковими особливостями.

В дитячому віці тканини організму є еластичніші, містять багато води та характеризуються швидким обміном речовин, зміною форми і розмірів. Завершення росту відбувається у віці 25-ти років. Період до 50-ти років характеризується балансом між процесами утворення і розпаду тканин. В похилому віці обмінні процеси в організмі сповільнюються, зменшується еластичність тканин, кількість води в них та знижується здатність до відновлення.

Індивідуальні ознаки будови опорно-рухового апарату залежать від успадкованих особливостей, які визначають форму (стопи, кінцівок і т.д.), розмір (ріст) та функцію (підвищена рухомість суглобів).

Кожному віковому періоду характерні певні захворювання: в дитячому віці хвороби мають диспластичний характер – порушується розвиток, в похилому – дегенеративний характер (порушується відновлення).

Умови розвитку, життя та праці можуть впливати на форму опорно-рухового апарату, шляхом адаптації зі зміною м’язевої маси чи міцності кісток або розвитку деформацій (сколіоз) чи хвороб (артроз). Кістка реагує на зміну навантаження збільшенням (вантажники) або зменшенням (людина в космосі) міцності.