Budowa ciała człowieka


Budowa ciała człowieka

Ciało człowieka jest systemem zrównoważonym. Organizm człowieka funkcjonuje pod warunkiem skoordynowanej pracy wszystkich układów:

1. Ośrodkowy układ nerwowy – składa się z mózgu i rdzenia kręgowego, a także odchodzących od ostatniego korzeni nerwowych, które umożliwiają kontrolę i regulację wszystkich procesów zachodzących w organizmie.

2. Układ hormonalny – pełni funkcję regulacyjną czyli reguluje prawidłowy rozwój i funkcjonowanie organizmu oraz jego narządów, jednak, w odróżnieniu do układu nerwowego, regulacja odbywa się nie poprzez przekazanie sygnału między komórkami nerwowymi, a przez działanie hormonów (chemikalii wytwarzanych przez gruczoły), które przenoszone są przez krew i mogą wywierać wpływ na wszystkie tkanki wrażliwe na ich działanie.

3. Układ sercowo-naczyniowy – zapewnia wymianę substancji odżywczych i tlenu pomiędzy tkankami a krwią, transportuje toksyczne produkty przemiany materii do narządów (nerek, skóry, płuc), które usuwają je z organizmu.

4. Układ pokarmowy – układ służący do pobierania pokarmów, trawienia i przyswajania składników odżywczych.

5. Układ moczowo-płciowy – układ służący do usuwania ze krwi substancji toksycznych oraz zapewniający rozmnażanie się.

6. Układ mięśniowo-szkieletowy.

Jest to największy układ ludzkiego organizmu, który tworzy wymiary ciała ludzkiego i jego kształt, jest odpowiedzialny za zewnętrzne przejawy życia, jak np., pracę, gesty, rozrywki etc.

Ruch jest podstawą naszego życia. Jego realizacja jest możliwa dzięki skoordynowanej pracy mięśni, których skurcze przenoszone są na koście, których połączeniem są stawy.

W przeciwieństwie do innych ssaków, organizm ludzki posiada unikalną strukturę, która określa jego funkcję podstawową: dwunożność (poruszanie się w przestrzeni na dwóch (tylnych) kończynach, zdolność utrzymania postawy pionowej ciała i kontrola jej stabilności, dwie swobodne kończyny górne pozwalające na wykonywanie codziennych czynności oraz utrzymanie równowagi w czasie ruchu). W takiej postawie rozwijana siła mięśniowa pozostaje w stanie równowagi z oporem zewnętrznym lub siłą ciężkości.

Postawa pionowa ciała pozwala porównywać człowieka do sprężyny, która zawsze gotowa jest do wyprostowania się i przekształcenia potencjalnej energii na energię kinetyczną.

Kręgosłup

Kręgosłup – jest anatomicznym kluczem postawy ciała człowieka i osią, stanowiącą jego kostne rusztowanie. Kręgosłup pełni następujące funkcje: podporową, amortyzacyjną (chroni przed wstrząsami ośrodkowy układ nerwowy) oraz kinetyczną.

Kręgosłup dzieli się na odcinki, z których każdy pełni swoją osobną funkcję:
1. Odcinek szyjny kręgosłupa – w tym odcinku kręgosłup jest bardzo ruchomy, co jest niezbędne do utrzymania głowy. Szyjny kręgosłup składa się z siedmiu kręgów. Pierwszy krąg podtrzymuje czaszkę, natomiast drugi umożliwia poruszanie się głową w górę, w dół i na boki.
2. Odcinek piersiowy – w tym odcinku kręgosłup jest mało ruchomy. Odcinek składa się z dwunastu kręgów, mających powierzchnie stawowe, którymi łączą się z żebrami, tworząc w ten sposób klatkę piersiową.
3. Odcinek lędźwiowy – jest to odcinek, wykazujący się dużą ruchliwością. Budują go 4-5 kręgów, odznaczających się dużą wielkością. Kręgi tworzą tylną ścianę kręgosłupa i odpowiedzialne są za utrzymanie pozycji ciała.
4. Odcinek krzyżowy – jest to odcinek nieruchomy. Tworzą go kręgi, które u dorosłego człowieka zrastają się tworząc kość krzyżową. Kość krzyżowa jest częścią składową miednicy i tworzy jej tylną część.
5. Odcinek guziczny czyli kość ogonowa – jest to końcowy odcinek kręgosłupa człowieka, który również tworzą zrośnięte ze sobą kręgi. Kość guziczna jest miejscem mocowania mięśni dna miednicy.

Tak, więc, kręgosłup składa się z kręgów, które połączone są ze sobą w jeden skomplikowany system za pomocą specjalnych segmentów ruchowych, którymi są krążki międzykręgowe.

Budowa i funkcja międzykręgowego segmentu ruchowego?
Na każdym kręgu można wyróżnić część przednią i tylną. Część przednia – to trzon kręgu, natomiast część tylna – to łuk kręgu, od którego odchodzą wyrostki kolczyste, poprzeczne i stawowe. Takie części również wyróżnia się w budowie międzykręgowego segmentu ruchowego.

Część przednia  czyli trzon kręgu ma kształt niskiego krążka z dwiema wklęsłymi powierzchniami po przeciwległych stronach górnej i dolnej, które ograniczają ruchliwość z przodu i z tyłu.
Krążek międzykręgowy ma specyficzną budowę. Składa się on z dwu części:
– środkowej, którą tworzy miażdżyste jądro (galaretowata substancja, która w 88% składa się z wody, a pozostałą część stanowi białko);
– obwodowej, którą tworzą pierścienie włókniste (są na tyle elastyczne, że utrzymują pod napięciem galaretowate jądro i ograniczają jego przesunięcia).

Część tylną czyli łuk tworzą wyrostki: kolczysty, wyrostki poprzeczne i wyrostki stawowe. Wyrostki stawowe zapewniają połączenie kręgów między sobą, a wyrostki poprzeczne i kolczyste są miejscami przyczepów mięśni i więzadeł. Mówiąc o jądrze miażdżystym należy powiedzieć, że jest to ruchoma część krążka zajmująca ponad połowę jego objętości w wymiarze poprzecznym. Przemieszcza się jądro we wszystkich kierunkach reagując na wszelkie ruchy kręgosłupa. Jądro miażdżyste amortyzuje napięcia i naciski oraz przenosi je równomiernie na wszystkie strony, na pierścień włóknisty i na płytki chrzęstne trzonów kręgowych, pośredniczy ono także w wymianie płynów pomiędzy krążkiem a trzonami kręgowymi.

Jak działa kręgosłup?
Ruchy w segmencie międzykręgowym możliwe są w wielu kierunkach, jednak ich zakres ograniczony jest przez więzadła oraz wyrostki stawowe w części tylnej. Tylko dzięki sumowaniu ruchów wielu międzykręgowych segmentów ruchowych zapewniany jest szeroki zakres ruchu kręgosłupa. Kręgosłup człowieka posiada trzy naturalne wygięcia: zginanie się i rozginanie, wyginanie się w bok – w prawo i w lewo oraz rotacja.

Budowa stawów

Stawem nazywa się ruchome połączenie kości, którego podstawowe zadanie polega na zmniejszeniu tarcia między kośćmi. Gdyby stawy nie posiadały mechanizmów buferowych, wtedy ruchy przypominałyby ruchy kończyn robota, a każdy krok czy ruch sprawiałyby ból w wyniku ocierania się kości o kość.

Jak zbudowane są stawy?
Jeżeli w budowie stawu biorą udział tylko dwie koście, wtedy taki staw nazywany jest stawem prostym (na przykład, stawy palców), jeżeli więcej niż dwie – staw złożony (na przykład, staw łokciowy, staw skokowy).
Komora stawowa otoczona jest torebką stawową, która ogranicza staw od otoczenia, zapobiega nadmiernym przesunięciom kości, a także stabilizuje staw. Powierzchnie stykających się ze sobą kości pokrywa chrząstka stawowa, która ułatwia poślizg oraz zapobiega ścieraniu się kości. Torebka stawowa ma warstwę wewnętrzną, którą jest błona maziowa. Błona maziowa wydziela do komory stawowej płyn zwany mazią stawową, będący surowicą zawierającą substancje odżywcze, dzięki którym możliwa jest regeneracja komórek chrząstki stawowej.

Czy wszystkie stawy mają jednakową budowę?
Zgodnie z opisaną wyżej zasadą rozróżnia się stawy „jednoosiowe”, które pozwalają na ruch tylko w jednej płaszczyźnie (na przykład, ruch zginania i prostowania w stawach palców), ich powierzchnie stawowe idealnie pasują do siebie. Natomiast stawy wieloosiowe, pozwalające na wykonywanie ruchów we wszystkich płaszczyznach, mają specjalną budowę:

1. Powierzchnie stawowe są różne pod względem wielkości i kształtu. W takich stawach występują też dodatkowe elementy chrząstkowe, jak łąkotki, obrąbki stawowe, które dostosowują do siebie powierzchnie stawowe (łąkotki), zwiększają powierzchnie stawowe (obrąbki stawowe) w przypadku różnicy w wielkości oraz pełnią ważną rolę amortyzującą, zmniejszając obciążenie na kości.
2. Wewnątrz mogą występować dodatkowe więzadła (wewnątrzstawowe).
3. Torebka stawowa tworzy zachyłki, dzięki którym w przypadku wielkiego zakresu ruchów ona może bardziej się rozciągać.
4. Stawy złożone otoczone są dodatkową zamkniętą strukturą, którą stanowią kaletki maziowe (bursae synoviales). Zazwyczaj połączone są one z jamą stawową, mogą być podzielone na osobne komory, zarówno całkowicie, jak i częściowo; ich budowa przypomina budowę torebki stawowej; znajdują się między skórą a nie osłoniętą tkanką tłuszczową, kością lub wystającą częścią kostną; ułatwiają ślizganie się narządów względem siebie.

Jakie są najczęściej występujące choroby stawów?
choroba zwyrodnieniowa stawów lub stawu, zapalenie stawu lub stawów, urazy.

Mięśnie i ścięgna

Ruch i aktywność fizyczna są podstawą i fundamentem życia, a mięśnie odgrywają ważną rolę w jego realizacji. Ruch, niezależnie od swego zakresu, stanowi integralną część całokształtu przejawów życiowych i jest wynikiem kurczenia się i rozkurczania mięśni. Mięśnie stanowią 40-50% masy ciała człowieka.

Budowa mięśni
Podstawę każdego mięśnia stanowi tkanka łączna, której różne typy otaczają mięśnie oraz budują ścięgna. Tkanka łączna odgrywa w mięśniu bardzo ważną rolę, ponieważ zespala ona ze sobą poszczególne włókna mięśniowe, z których zbudowane są mięśnie szkieletowe, powodujące ruch. Pobudzenie mięśni następuje za pośrednictwem nerwów ruchowych, które przekazują impulsy z ośrodkowego układu nerwowego.

Na czym polega funkcja mięśni?
Podstawowe zadanie mięśni polega na zapewnianiu ruchu. Oprócz tego biorą one udział w termogenezie (wytwarzaniu ciepła), regulują ilość płynów w organizmie, a ich skurcze poprawiają przepływ krwi w naczyniach.

Jakie istnieją choroby mięśni?
Ważnym składowym elementem mięśnia jest ścięgno. Ścięgna – są to włókniste pasma, zbudowane z gęsto utkanych włókien, ułożonych równolegle do siebie. Ścięgna przymocowane są na wielu poziomach do kości, głównie w miejscu stawów, mogą one się wydłużać i przenosić siłę skurczu mięśni na elementy kostne szkieletu. Na przykład, aby poruszać palcami, siła skurczu przenoszona jest przez długie ścięgna mięśni na poziomie przedramienia, które mają przyczepy w okolicach stawu łokciowego. Takie ścięgna posiadają dodatkowy element zapewniający poślizg, tzw. pochewkę, który wytwarza niewielką ilość płynu o składzie podobnym do mazi stawowej i zmniejsza tarcie w czasie wykonywaniu ruchów.

Jakie istnieją choroby ścięgien?
Ścięgna są bardzo podatne na uszkodzenia oraz stany zapalne, które najczęściej związane z ich przeciążeniem. Mogą one doprowadzić do powstania zmiany zwyrodnieniowej (dziobate narośli kostnej) albo do stanów zapalnych w postaci zapalenia ścięgna czy zapalenia pochewki ścięgna.

Więzadła

Więzadła – są to tkanki łączne, które z reguły zlokalizowane są zarówno na zewnątrz jak i wewnątrz stawów. Podstawowa funkcja więzadeł polega na ograniczaniu ruchów. Istnieją również więzadła, które podtrzymują narządy wewnętrzne (wątrobę, śledzioną etc.).

Pod względem swojej budowy więzadła są zbliżone do ścięgien, gdyż są to również pasma, zbudowane z pęczków włókien ułożonych równolegle do siebie. Więzadła charakteryzuje wysoka sprężystość (pod wpływem rozciągania one wydłużają się, a po zakończeniu działania siły wraca do pierwotnego kształtu).

Nerwy

Kontrola i regulacja czynności organizmu człowieka odbywa się z udziałem i przy pomocy ośrodkowego układu nerwowego.

Nerwy pełnią funkcję przewodzenia bodźców, przechodzą wzdłuż nich rozkazy z OUN oraz odbierają one bodźce z otoczenia i przekazują je do mózgu. W mózgu informacje są odbierane, przetwarzane i analizowane, po czym rozkazy z mózgu przekazywane są przez nerwy do wszystkich narządów.

Funkcjonowanie układu nerwowego częściowo przebiega odruchowo (bez udziału świadomości), a częściowo świadomie (na przykład, kurczenie się mięśni w czasie ruchu lub wykonywania codziennych czynności).

Czym jest nerw?
Komórka nerwowa jest jednym z cudów posiadanych przez organizm ludzki. Składa się ona z ciała komórki, w którym przebiegają podstawowe procesy, zapewniające żywotność komórek. Komórki nerwowe regulują procesy analizy i syntezy informacji. Oprócz ciała każda komórka nerwowa na wypustki, które przenoszą sygnały otrzymywane z innych neuronów lub przekazują informacje z ciała komórki do kolejnych komórek nerwowych lub komórek efektorowych (na przykład, komórek mięśniowych czy gruczołowych).

Jaki istnieją choroby układu nerwowego?
U podstaw chorób układu nerwowego zawsze leży zaburzenie przekazywania impulsów, które powoduje zapalenie (zapalenie nerwu) czy ucisk korzeni nerwowych (neuropatia uciskowa, nowotwory). Bardzo często nerwy mogą ulec uszkodzeniu w wyniku uszkodzenia tkanek miękkich lub przy złamaniu kości.

Układ kostny

Kości stanowią około 20% masy ciała człowieka. Układ kostny (szkielet) – to wszystkie kości ciała człowieka. Niektóre z nich pełnią funkcję podpory przy przenoszeniu masy ciała, natomiast inne chronią najważniejsze narządy organizmu. Na przykład, kości czaszki służą przede wszystkim ochronie mózgu, żebra, z kolei, ograniczają klatkę piersiową, więc chronią serce i płuca. Te funkcje pełnią bardzo mocne kości. Na przykład, kość udowa jest na tyle gruba i mocna, że w pozycji pionowej jest ona w stanie utrzymać ciężar około jednej tony, a przy każdym kroku obciążenie kości jest trzy razy większe od ciężaru ciała. Obciążenie zawodnika podczas lądowania w przypadku skoku o tyczce wynosi 1400 kg na każdy cm kości.
Kość jest zbudowana wg zasady, której przestrzega każdy budowniczy, posiadający wysokie kwalifikacje: osiągnięcie największej mocy przy minimalnych kosztach materiałowych. Tkanka kostna zawiera 50% wody, 20-30% związków organicznych i tylko 21,85% nieorganicznych (wapń, magnez, fosfor etc.). Wiadomym jest, że stal jest materiałem trwałym i giętkim, gdyż jest ona twarda i elastyczna. Należy jednak zaznaczyć, że nasze kości są o wiele mocniejsze niż stal i w dziesięć razy lżejsze i giętsze.

Co sprawia, że kości są tak mocne i wytrzymałe?
Struktura kości zachwyca swoją doskonałością. Świadczą o tym liczne badania. Na przykład, profesor anatomii Hoffmann von Meyer badał strukturę kości udowej w miejscu, gdzie ona się wygina i pod kątem wchodzi do stawu biodrowego, przy tym kość nie łamie się pod ciężarem ciała. Po zbadaniu przekroju kości profesor stwierdził, że głowa kości udowej zawiera sieć miniaturowych blaszek, dzięki którym odbywa się transfer obciążeń. Taka sieć ma ścisłą strukturę geometryczną. Jeszcze w 1886 roku została ona wykorzystana przez konstruktora Gustave’a Eiffela przy budowie jego słynnej wieży.
Dzięki wysokiej zawartości związków organicznych kość zdrowego człowieka jest bardzo elastyczna, co pozwala ją częściowo zginać podczas obciążeń.

Na czym polega osobliwość kości?
Jeszcze jedną z właściwości tkanki kostnej jest jej elastyczność i giętkość. Należy zaznaczyć, że procesy jej przebudowy tzn. tworzenia nowej kości i usuwania starej są w dynamicznej równowadze. Zwiększenie obciążenia powoduje wzmocnienie tkanki kostnej dzięki blaszkom kostnym, dlatego wczesne i stopniowe obciążenie sprzyja szybkiemu gojeniu się złamań. I na odwrót: długotrwałe unieruchomienie kończyny może prowadzić do zaniku kości i osłabienia jej wytrzymałości w wyniku utraty wapnia (do 0, 3 g dziennie).

Dlaczego kości się łamią?
Odpowiedzieć na to pytanie można na przykładzie złamania kości piszczelowej: struktura i funkcje kości piszczelowej są w stanie wytrzymać wielkie obciążenie, jeżeli siłę przyłożono wzdłuż osi kości, natomiast skręty przy nieruchomych stopach, punktowe przyłożenie siły (silne uderzenie prostopadle do osi kości) mogą doprowadzić do złamań. Opisane wyżej przyczyny nie są przyczynami fizjologicznymi, więc uszkodzenia zdrowej kości należy traktować jako przykry, nieszczęśliwy wypadek. Złamanie kości następuje w przypadku zadziałania tzw. czynnika urazowego, którego siła działania przekracza wytrzymałość kości. Warto zaznaczyć, że osłabienie wytrzymałości kości może nastąpić również w wyniku działania wielu stanów patologicznych (najczęściej osteoporozy).

Kończyny dolne – podporą dla ciała

Człowiek jest jedynym gatunkiem, którego naturalną formą poruszania się jest chodzenie na dwóch nogach. Właśnie dwunożność zapewnia człowiekowi niezależność osobistą, gdyż bez tej zdolności traci on swoją autonomiczność i staje się zależny od innych ludzi.

Funkcja kończyn dolnych polega nie tylko na zapewnianiu ruchu, one również zapewniają wsparcie ciała, którego ciężar w czasie ruchu jest przenoszony, a także pełnią funkcję amortyzacyjną, zapewniając amortyzację dla górnej części tułowia. Takie właściwości amortyzacyjne wywierają wpływ na funkcjonowanie chrząstek stawu kolanowego (łąkotek) i sklepienie stóp.

Pod względem kształtu kończyn dolnych rozróżnia się kończyny: proste, kończyny ułożone w kształcie litery „X” oraz kończyny ułożone w kształcie litery „O”. Przez proste, prawidłowo ukształtowane kończyny dolne uważa się kończyny, w których oś uda i oś podudzia tworzą linię prostą, bez żadnych odchyleń. W przypadku, gdy kolana ułożone są dośrodkowo, oś podudzia tworzy z osią uda kąt rozwarty na zewnątrz, wtedy chodzi o kolana koślawe, czyli kończyny dolne ułożone są w kształcie litery „X”. Albo na odwrót, gdy podczas stania ze złączonymi stopami między kolanami tworzy się szczelina w kształcie litery „O” czyli oś podudzia tworzy z osią uda kąt otwarty do wewnątrz, wtedy chodzi o kolana szpotawe czyli kończyny dolne ułożone są w kształcie litery „O”. Wada kończyn dolnych jest określana na podstawie mierzenia przy zwartych i wyprostowanych kolanach odstępu (w cm) między kolanami (wielkość w przypadku kształtu „O”) lub między przyśrodkowymi kostkami (w przypadku kształtu litery „X”).

Ręka – narządem ruchu

Dzięki pionowej postawie ciała człowiek posługuje się dwoma kończynami górnymi wolnymi. Ręka człowieka jest nie tylko unikatowym „narzędziem”, dzięki któremu człowiek ma możliwość podnosić czy chwytać przedmioty, jest ona także narządem zmysłu, który pozwala poznawać i rozumieć świat, uzyskiwać informację na temat wielkości, kształtu czy temperatury przedmiotów. Dzięki rękom wzrastają możliwości komunikacyjne człowieka. Ręce używane są podczas pisania czy gestykulacji, dzięki nim człowiek utrzymuje równowagę ciała, gdy się porusza (chodzi, biega).

Zachodzące z wiekiem zmiany w strukturze układu mięśniowo-szkieletowego

W okresie wzrostu i dojrzewania, rozwoju i starości, w wyniku skomplikowanych reakcji oraz pod wpływem środowiska naturalnego w organizmie człowieka zachodzą zmiany.

Układ kostno-stawowy człowieka również nie jest czymś stałym i niezmiennym. W ciągu życia człowieka on nieustannie się zmienia: zmienia się jego kształt, struktura, zmieniają się także jego możliwości funkcjonalne. Układ mięśniowo-szkieletowy prezentuje nie jeden, przeciętny i najbardziej rozpowszechniony wariant, a szereg poszczególnych wariantów, z których każdy zawiera określone zmiany zachodzące z wiekiem.

W wieku dziecięcym tkanki organizmu człowieka są bardziej elastyczne, zawierają one więcej wody i charakteryzują się szybkim metabolizmem oraz zmianą kształtu i rozmiarów. Zakończenie wzrostu następuje w wieku 25 lat. Jeśli chodzi o okres do 50. roku życia, to w tym okresie istnieje równowaga między procesami tworzenia i rozpadu tkanki. W wieku podeszłym, natomiast, następuje spowolnienie procesów przemiany materii, zmniejszenie elastyczności tkanek, ilości wody w nich oraz zmniejszenie ich zdolności regeneracyjnych.

Poszczególne charakterystyki i cechy układu mięśniowo-szkieletowego zależą od odziedziczonych cech, które określają kształt (stóp, kończyn etc.) oraz funkcje (zwiększona ruchliwość stawów).

Każdy wiek charakteryzuje się określonymi chorobami: w wieku dziecięcym choroby mają charakter dysplastyczny – na przykład, zaburzenia rozwojowe, w wieku podeszłym – charakter zwyrodnieniowy (zaburzenia odnowy).

Warunki rozwoju, życia i działalności mogą wywierać wpływ na kształt układu mięśniowo-szkieletowego powodując zmianę masy mięśniową czy gęstości kości albo rozwój deformacji (skolioza) czy powstawanie chorób (chorobę zwyrodnieniową stawu lub stawów). Kość reaguje na zmianę obciążeń poprzez zwiększenie (w przypadku ładowacza) lub zmniejszenie (człowiek w kosmosie) gęstości.