Строение тела человека

Позвоночный столб – это основа нашего тела и ось, которая распределяет нагрузку от головы к тазу и передает его на нижние конечности. Он выполняет следующие функции: опорную, защитную (защищает спинной мозг) и двигательную.

Позвоночник состоит из отдельных отделов, выполняющих индивидуальные функции:
1. Шейный отдел позвоночника – очень подвижный отдел, состоящий из семи позвонков, поддерживает голову, поворачивает ее к источнику звука или осмотра объекта.
2. Грудной отдел – малоподвижный отдел позвоночника состоит из двенадцати позвонков, фиксированный ребрами, с которыми участвует в образовании грудной полости.
3. Поясничный отдел – очень подвижный, построенный с 4-5-ти массивных позвонков, несущих на себе основную нагрузку, удерживая вес тела.
4. Крестцовый отдел – неподвижный, образован позвонками, которые анатомически в процессе развития человеческого организма срослись в отдельную кость. Образует суставы с костями таза, участвует в перераспределении веса тела на нижние конечности.
5. Копчиковый отдел или копчик – заключительный отдел позвоночного столба, также образуют сросшиеся позвонки. Копчик служит одной из точек опоры во время сидения и является местом фиксации мышц тазового дна.

Итак, позвоночник состоит из позвонков, объединенных сложной системой – межпозвонковым двигательным сегментом (подвижное соединение двух размещенных рядом позвонков).

Какое строение и функция межпозвоночного двигательного сегмента?
В каждом позвонке можно условно выделить передний и задний отделы. Передним отделом является тело позвонка, задним – дуга с остистыми, поперечными и суставными отростками. Такие отделы выделяют и в строении межпозвоночного двигательного сегмента.

Передний отдел образован суставным диском с прилегающими частями тел позвонков, передней и задней продольными связями, которые ограничивают подвижность спереди и сзади.
Суставной диск имеет особое строение. Он состоит из двух частей:
– центральная – пульпозное ядро (желеобразное вещество, которое на 88% состоит из воды, а остальное составляют белки);
– периферическая – фиброзное кольцо (соединительнотканевое образование, замыкается в круг, вокруг пульпозного ядра, и ограничивает его смещение в стороны).

Задний отдел укрепляют желтая, межостистая и межпоперечные связки. Движение обеспечивают дугоотростковые (фасеточные) суставы. Исходя из функции пульпозного ядра, его следует рассматривать как шар между двумя плоскостями. Такой сустав называется шарнирным и совершает движения во многих плоскостях. Во время нагрузок пульпозное ядро расширяется в стороны и амортизирует (уменьшает) нагрузки на позвоночник в целом.

Как функционирует позвоночник в целом?
Движения в межпозвонковом сегменте возможны во многих плоскостях, но их амплитуда очень мала, поэтому ограничена связками и дугоотростковыми суставами в заднем отделе позвоночника. Только благодаря суммации движений, многих межпозвонковых двигательных сегментов, обеспечивается большая амплитуда движений позвоночника. Она характеризируется тремя степенями подвижности: сгибание-разгибание, наклоны вправо-влево, ротация вокруг центральной оси.

Суставом называют подвижное соединение костей, основной задачей которого является уменьшение трения между костями. Если бы не существовало буферных механизмов в суставах, то наши движения напоминали бы короткие, прерывистой и резкие движения робота. При этом, каждый шаг или движение вызвал бы боль вследствие трения кости о кость.

Как построены суставы?
В создании сустава могут участвовать две кости, такое соединение называют простым суставом (например, суставы пальцев). Или три кости – сложный сустав (локтевой, голеностопный).
Снаружи сустав ограничивает капсула, которая образует закрытую полость. Связки укрепляют сустав, уменьшая излишнюю подвижность. Поверхности костей покрыты суставным хрящом – тканью, которая уменьшает трение при движении. Суставная капсула содержит внутреннюю синовиальную сумку, которая производит жидкость, увлажняет и питает хрящ.

Одинаковое ли строение всех суставов?
По описанному выше принципу, устроены так называемые “одноосные суставы”, которые совершают движения только в пределах одной плоскости (например, сгибание-разгибание, как суставы пальцев), их суставные поверхности идеально соответствуют друг другу. Суставы, которые отвечают за движение в разных плоскостях, имеют сложную организацию:

1. Суставные поверхности не соответствуют друг другу по размеру или форме. В таких суставах есть дополнительные анатомические хрящевые структуры – мениски и губы, которые адаптируются к несоответствиям суставных поверхностей по форме (мениски), увеличивают суставную поверхность (губы) при несоответствии по размеру и имеют амортизирующие свойства, которые уменьшают нагрузку на кости.
2. В полости могут быть дополнительные (внутрисуставные) связки.
3. Суставная капсула образует завороты, благодаря которым она способна больше растягиваться при движениях большой амплитуды.
4. Вокруг сложных суставов находятся дополнительные замкнутые структуры – синовиальные сумки или бурсы. Они являются закрытыми или сопряженными с суставной полостью сумками, построенные подобно суставным капсулам, размещены преимущественно над поверхностями костей или между сухожилиями; выполняют функцию уменьшения трения между суставными тканями.

Какие частые болезни суставов?
Артроз, артрит, травмы.

Движение является основным свойством всего живого, а мышцы играют активную роль в его осуществлении. Движения, независимо от их амплитуды, являются неотъемлемой функцией организма и определяются сокращением и расслаблением мышц. У человека мышцы составляют 40-50% массы тела.

Как построены мышцы?
Основой каждой мышцы является соединительнотканный “скелет” – совокупность перегородок, которые объединяют мышцу и ближе к концам формируют сухожилия. К этим перегородкам крепятся мышечные волокна, которые, сокращаясь, отвечают за движение. Для осуществления работы мышц необходим приказ головного мозга, поэтому к каждому волокну крепится нервное окончание (рецептор).

Какие задачи выполняют мышцы?
Основной функцией мышцы является обеспечение движений. Наряду с этим, мышцы участвуют в выработке тепла. Также мышцы способствуют обмену веществ между тканями, а их сокращение улучшает движение крови в сосудах.

Какие бывают болезни мышц?
Важной составляющей мышц являются сухожилия. Они построены из пучков соединительнотканевых волокон, расположенных параллельно действию силы мышечного сокращения. Сухожилки фиксируются на костях, преимущественно в пределах суставов, и могут быть очень длинными и передавать мышечное сокращение за пределы подвижной части тела. Например, чтобы подвигать пальцами, мышечное сокращение через всю кисть передают длинные сухожилия мышц, расположенных на предплечье и фиксированных у локтя. Такие сухожилия имеют дополнительный скользящий аппарат (влагалище), которое производит небольшое количество жидкости и уменьшает трение при движении.

Какие бывают болезни сухожилий?
Сухожилия уязвимы к воздействию, в частности перегрузок, которые являются причиной патологической перестройки (тендиноз) или воспаления (тединит, тендовагинит, ентезит).

Связки – это мягкотканевые образования, зачастую расположены в пределах суставов. Основная функция связок – ограничение движений. Существуют связки, поддерживающие внутренние органы (печень, селезенку и т.д.).

По своему строению связки похожи на сухожилия, они состоят из пучков соединительнотканевых волокон, расположенных параллельно действию силы растяжения. Основное свойство связок – эластичность (способность удлиняться в определенных пределах и возвращаться к исходной форме вследствие прекращения действия растягивающей силы).

Движение тела и функционирование нашего организма происходит при участии и контроля центральной нервной системы.

Нервы являются проводниками информации о состоянии органов, они направляют в мозг сигналы о температуре среды, прикосновение и положение конечностей. Мозг анализирует и передает по нервам (в обратном направлении) команду в орган.

Функционирование нервной системы происходит рефлекторно (без участия сознания) или осознанно (например, сокращения мышц во время ходьбы или повседневного труда).

Какое строение нервов?
Нервная клетка является одним из чудес нашего организма. Она состоит из тела, в котором происходят основные процессы для обеспечения жизнедеятельности клеток, а также она регулирует процессы анализа и синтеза информации. Каждая нервная клетка имеет несколько отростков, проводящих сигналы. Отросток заканчивается рецептором, который принимает сигнал о раздражении (прикосновение, повреждение) или передает приказ о действии (сокращение или расслабление мышцы).

Какие бывают болезни нервов?
В основе болезней нервов лежит нарушение проведения импульсов, вследствие их воспаления (невриты), сжатия нервных корешков извне (компрессионные невропатии) или изнутри (опухоли). Часто нервы могут быть повреждены при травмах мягких тканей или переломах костей.

Кости составляют около 20% массы тела человека. Они объединены в скелет, а некоторые из них выполняют функцию опоры при переносе веса тела и защищают жизненно важные органы. Например, кости черепа защищают мозг, ребра – ограничивают грудную полость и тем самым защищают сердце и легкие. Для осуществления этих функций кости созданы особо прочными. В частности, бедренная кость прочна настолько, что в вертикальном положении способна выдержать вес до одной тонны, а при каждом шаге нагрузки на эту кость втрое превышает вес тела человека. Как пример у спортсмена-прыгуна с шестом при приземлении нагрузка составляет 1400 кг на каждый сантиметр кости.

Кость построена по принципу, которого придерживается высококвалифицированный строитель: сочетание наибольшей прочности, при минимальных затратах материала. Костная ткань составляет 50% воды, 20-30% органических веществ и только 21,85% неорганических (кальций, магний, фосфор и др.). Известно, что сталь считается прочным и надежным материалом, потому что она твердая и гибкая. В противоположность этому, интересен тот факт, что наши кости гораздо прочнее стали и в 10 раз более эластичны и легче.

Что делает кость такой крепкой?
Структура кости захватывает своим совершенством. Об этом свидетельствуют многочисленные исследования, в частности, профессор анатомии Хофман фон Майер исследовал структуру бедренной кости в месте, где она изгибается и под углом входит в тазобедренный сустав, при этом кость не ломается под тяжестью тела. На распилах профессор обнаружил, что головка бедренной кости содержит сетку организованных в линии миниатюрных пластинок, благодаря которым происходит перераспределение нагрузки. Эта сетка имеет строгую геометрическую структуру, которую еще в 1886 году инженер Густав Ейфель использовал в строительстве известной башни.
Благодаря большому содержанию органических веществ кость здорового человека имеет эластичные свойства, что позволяет ей сгибаться в определенных участках во время нагрузок.

Чем особенны кости?
Еще одной особенностью костной ткани является пластичность, а также способность меняться. Ее перестройка осуществляется постоянно в равновесии с процессами разрушения и образования новой ткани. При увеличении нагрузки происходит укрепление путем усиления образования костных пластинок, поэтому ранняя и постепенная нагрузка способствует быстрому заживлению переломов. И наоборот: длительное обездвиживание конечности является причиной атрофии кости и уменьшение прочности вследствие потери кальция (до 0,3 г ежедневно).

Почему кости ломаются?
Рассмотрим на примере переломов костей голени: функция большеберцовой кости предусматривает выдерживание больших нагрузок вдоль оси, но скручивания при фиксированной стопе может быть причиной перелома, также местное приложения силы (сильный удар палкой перпендикулярно оси кости) ведет к перелому. Описанные причины не являются физиологическими, поэтому повреждения здоровой кости является досадной случайностью. Перелом кости происходит вследствие действия травмирующего фактора, который превышает прочность кости. Стоит отметить, что прочность кости может уменьшаться и в результате действия многих патологических состояний (чаще остеопороза).

Ходьба на двух ногах присуща только человеку и является условием его личной свободы. Без этой способности он теряет автономность и становится зависимым от других людей.

Нагрузка на ноги передается от туловища и может увеличиваться при переносе тяжестей. Поэтому функция нижних конечностей является не только в обеспечении передвижения, а в уменьшении, амортизации веса от верхней половины тела. Эти амортизационные свойства обеспечивают работу хрящей коленных суставов (менисков) и свода стоп.

Форму ног различают следующим образом: прямые, Х-образные и О-образные ноги. Прямыми считают ноги тогда, когда продольные оси бедра и голени совпадают, а внутренние поверхности коленных и голеностопных суставов касаются. Если ноги касаются только коленями, а между голеностопными суставами сомкнутых ног есть определенное расстояние, то такие ноги называют Х-образными. Или наоборот, если при сомкнутых голеностопных суставах колени расходятся, то такие ноги называют О-образными. Величину нарушения формы ног можно измерить в сантиметрах между коленями (размер В-образности) или между голеностопными суставами (размер Х-образности).

Благодаря вертикальному положению тела человек обладает двумя свободными, т.е. такими, которые не несут нагрузки, верхними конечностями. Рука человека является удивительным “инструментом”, который не только обладает способностью поднимать, хватать, ловить предметы и т.д., но является еще и органом чувств, с помощью которого мы познаем мир, получаем информацию о размере, форме, температуре предметов. Мы используем руки в общении, например, жестикулируя ими или когда пишем письма. С помощью рук мы удерживаем баланс тела, передвигаясь в пространстве (ходьба, бег).

В процессе роста, развития и старения, в сложных реакциях, при условии окружающей среды организм меняется.

Костно-суставной аппарат также не является чем-то постоянным и неизменным. В течение жизни он постоянно перестраивается: меняется его форма, структура и функциональные возможности. Опорно-двигательный аппарат представлен не одним нормальным, средним или частым вариантом, а является рядом индивидуальных вариантов с определенными возрастными особенностями.

В детском возрасте ткани организма более эластичны, содержат много воды и характеризуются быстрым обменом веществ, изменением формы и размеров. Завершение роста происходит в возрасте 25-ти лет. Период до 50-ти лет характеризуется балансом между процессами образования и распада тканей. В пожилом возрасте обменные процессы в организме замедляются, уменьшается эластичность тканей и количество воды в них, снижается способность к восстановлению.

Индивидуальные признаки строения опорно-двигательного аппарата зависят от унаследованных особенностей, которые определяют форму (стопы, конечностей и т.д.), размер (рост) и функцию (повышенная подвижность суставов).

Каждому возрастному периоду характерны определенные заболевания: в детском возрасте болезни имеют диспластический характер – нарушается развитие, в пожилом – дегенеративный характер (нарушается восстановление).

Условия развития, жизни и труда могут влиять на форму опорно-двигательного аппарата, путем адаптации с изменением мышечной массы или прочности костей или развития деформаций (сколиоз) или болезней (артроз). Кость реагирует на изменение нагрузки увеличением (грузчики) или уменьшением (человек в космосе) прочности.