Опорно двигательная система человека основное. Опорно-двигательная система человека. Скелет. Основные отделы скелета. Мышцы. Химический состав костной ткани

5.2.1. Строение и функции опорно-двигательной системы.

5.2.2.Кожа, ее строение и функции.

5.2.3. Строение и функции системы органов кровообращения и лимфообращения.

5.2.4. Размножение и развитие организма человека.

Строение и жизнедеятельность опорно-двигательной системы

Опорно-двигательная система обеспечивает опору тела о землю, поддержание его формы и пе­ремещение в пространстве, защищает внутренние органы, а также выполняет кроветворную и терморегуляторную функции и принимает участие в процессах обмена веществ. Она делится на ак­тивную (скелет и его соединения) и пассивную (мышцы) части.

Химический состав, строение и классификация костей. В состав костей входят неорганиче­ские и органические вещества. Неорганические вещества костей в основном представлены водой (около 20%) и солями кальция, придающими костям прочность, а органические вещества ко­стей - это в большинстве своем белки, обеспечивающие их эластичность.

Большая часть костной ткани организма человека организована в кост­ные пластинки, состоящие из клеток-остеоцитов и костного межклеточ­ного вещества, содержащего известковые образования и белковые волок­на. Основной единицей строения кости является остеон, образованный 5-20 вложенными друг в друга цилиндрическими костными пластинками. В центре остеона расположен канал с проходящими в нем сосудами. Из остеонов состоят более крупные элементы кости - костные перекладины. В зависимости от расположения последних различают компактное и губ­чатое костные вещества.

В компактном веществе костные перекладины расположены плотно, тогда как в губчатом веществе они формируют ажурную сеть, позволяю­щую не только уменьшить массу кости, но и рационально перераспреде­лить нагрузки, которым она подвергается.

С учетом особенностей строения кости скелета делятся на трубчатые, плоские, губчатые и смешанные. К плоским костям относится лопатка, к губчатым - ключица, ребра, грудина, кости кисти и стопы, а к смешан­ным - позвонки. Трубчатые кости характерны для плеча, предплечья, бедра и голени, на них наиболее удобно рассматривать внутреннее строе­ние кости.

В трубчатой кости выделяют головки, тело и места перехода головок в тело - шейки (рис. 5.19). Основу кости составляет компактное вещество, головки под ним заполнены губчатым веществом, тогда как тело остается полым. У новорожденного ребенка все внутреннее пространство кости за­нимает красный костный мозг, выполняющий кроветворную функцию, однако у взрослых людей он сохраняется только между перекладинами губчатого вещества, а в костномозговой полости в теле кости его замещает желтый костный мозг. Снаружи тело кости покрыто надкостницей, а суставные поверхности головок - хрящом. Деление клеток надкостницы обеспечивает рост кости в толщину, тогда как растяжение кости связано в основном с хрящевыми прослойками, которые сохранились от рождения, и перестрой­кой костной ткани. В целом, кость является таким же органом, как и сердце, печень и почки, поэтому она обильно снабжается кровью и иннервируется.

Соединения костей в зависимости от строения и выполняемых функций делят на неподвиж­ное, полуподвижное и подвижное. Неподвижное соединение, или шов, характеризуется прочнымсрастанием костей (кости черепа и таза). Полуподвижное соединение ко­стей осуществляется с помощью хрящевых прокладок (позвоночник). Под­вижное соединение, или сустав, образовано суставными поверхностями костей (головками), покрытыми хрящом, суставной сумкой и заполнено суставной жидкостью. Суставная жидкость выделяется суставной сумкой для снижения силы трения суставных поверхностей (рис. 5.20). Суставы характерны не только для конечностей, они есть, например, и в местах сочленения нижней челюсти с черепом.

Строение скелета. В скелете человека различают скелет головы (череп), скелет туловища и скелеты конечностей (рис. 5.21).

Череп защищает от внешних воздействий головной мозг и органы чувств, а также является опорой лица, начальных отделов пищеварительной и дыхательной си­стем. В черепе выделяют лицевой и мозговой отделы. Лицевой отдел образован парными носовы­ми, скуловыми, слезными и верхнечелюстными костями, а также непарной нижнечелюстной ко­стью, которая сочленяется с верхнечелюстной двумя суставами. В мозговой отдел входят парные теменные и височные кости, а также непарные лобная и затылочная (рис. 5.22).

Скелет туловища состоит из позвоночника и грудной клетки. Позвоночник связывает части тела между собой, выполняет защитную и опорную функции для спинного мозга и спинномозго­вых нервов, поддерживает голову, служит для прикрепления конечностей, перераспределяет тя­жесть тела на нижние конечности, а также обусловливает возможность прямохождения. У человека позвоночник состоит из 33-34 позвонков.

Типичный позвонок (рис. 5.23) имеет тело и дугу, которая замы­кает позвоночное отверстие, а также отростки. Совокупность позво­ночных отверстий образует позвоночный канал, в котором проходит спинной мозг. Отростки служат для прикрепления мышц и соедине­ния позвонков, хотя между ними имеются и хрящевые прокладки - межпозвоночные диски.

Позвоночник делится на пять отделов: шейный, грудной, пояснич­ный, крестцовый и копчиковый (рис. 5.24). В шейном отделе насчиты­вается 7 позвонков, он обеспечивает движение головы. В связи с тем что первый и второй позвонки шейного отдела - атлант и эпистрофей соответственно - обеспечивают поворот головы, они имеют особое строение. Грудной отдел образован 12 позвонками, к которым при­крепляются парные ребра. В поясничном отделе 5 позвонков. Крест­цовый отдел также содержит 5 сросшихся позвонков, тогда как коп­чиковый - 4-5. В связи с прямохождением величина тела позвонков постепенно увеличивается к крестцовому отделу, тогда как в копчиковом отделе позвонки вновь становятся меньше, поскольку они не несут существенной нагрузки.

Грудную клетку образуют ребра и грудина, однако десять пар ребер из двенадцати тем или иным образом сочленяются с грудиной, а две пары заканчиваются в толще мышц, не достигая ее. С одной стороны, грудная клетка защищает органы грудной полости, а с другой - движения ре­бер обеспечивают легочную вентиляцию и движение крови и лимфы по сосудам.

Функции конечностей у человека строго разграничены: верхние - органы труда, а нижние - опоры и передвижения. Эти особенности отражаются в строении конечностей. Скелет конечностей образован скелетами верхних и нижних конечностей.

Скелет верхних конечностей делится на скелет свободных верхних конечностей и пояс верх­них конечностей (рис. 5.25). Пояс верхних конечностей, или плечевой пояс, образован парными лопатками и ключицами. Он обеспечивает прикрепление верхних конечностей к туловищу. Ске­лет свободных верхних конечностей состоит из плечевой кости, двух костей предплечья - локте­вой и лучевой - и костей кисти. Верхняя головка плечевой кости образует плечевой сустав с ло­патками и ключицами, а нижняя соединяется с костями предплечья в локтевом суставе. Кости кисти разделяются на кости запястья, пясти и фаланги пальцев (рис. 5.26).

Скелет нижних конечностей делится на скелет свободных нижних конечностей и пояс ниж­них конечностей (рис. 5.27). Пояс нижних конечностей, или тазовый пояс, служащий для при­крепления их к туловищу, представлен тремя сросшимися парными тазовыми костями. Он проч­но соединен с крестцом. Скелет свободных нижних конечностей образован бедренной костью, двумя костями голени - большой и малой берцовыми, костями стопы и примыкающим к бедру надколенником. Верхняя головка бедренной кости образует с тазом тазобедренный сустав, а с ко­стями голени - коленный, прикрытый спереди надколенником. В состав стопы входят кости предплюсны, плюсны и фаланги пальцев (рис. 5.28).

В связи с прямохождением у человека, по сравнению с другими млекопитающими, имеется ряд особенностей строения скелета: постепенное утолщение позвоночника книзу; наличие четырех изгибов позвоночника (шейного, грудного, поясничного и крестцового), амортизирующих сотрясе-ние при движении; более сла­бое развитие верхних конечно­стей по сравнению с нижними в связи с переносом на послед­ние веса тела, а также сводча­тая форма стопы, способству­ющая ослаблению колебаний при перемещении тела.

Строение и функции ске­летных мышц. Активная часть опорно-двигательной системы организма человека представ­лена скелетными мышцами. В мышце различают брюшко, образованное пучками поперечнополосатых волокон, и соединительнотканные сухожилия, с помо­щью которых она прикрепляется к костям или вплетается в кожу. Начальный отрезок сухожилия называется головкой, а концевой - хвостом. Помимо сухожилий, соединительная ткань также связывает воедино пучки мышечных волокон и образует оболочку брюшка - фасцию (рис. 5.29).

Для обеспечения бесперебойной работы мышцы также обильно снабжаются кровью и иннервируются.

Кроме обеспечения движения тела скелетные мышцы ограничивают стенки полостей тела (рото­вой, брюшной и др.), образуют стенки некоторых органов (глотки, гортани и др.), обеспечивают ра­боту дыхательной системы, а их активность необ­ходима для нормального формирования нервной системы в процессе индивидуального развития. Кожные мышцы могут принимать участие в пре­дотвращении переохлаждения, обеспечивая выра­ботку тепла в ходе сокращения. При этом тело по­крывается «гусиной кожей».

Классификация мышц. Мышцы тела человека классифицируют по морфологическим особенно­стям, функциям и расположению. Так, по направ­лению мышечных волокон их подразделяют на прямые, косые и круговые.

По функциям мышцы относят к сгибателям, разгибателям, сфинктерам и др. При этом мышцы, выполняющие одну и ту же функцию, называются синергистами, а выполняющие противоположные функции - антагонистами. Например, плечевая мышца и двуглавая мышца плеча являются синер­гистами, поскольку сгибают руку в локтевом суста­ве. Двуглавая и трехглавая мышцы плеча - анта­гонисты, так как первая сгибает руку в локтевом суставе, а вторая - разгибает ее.

Основными группами мышц тела являют­ся мышцы головы, туловища и конечностей (рис. 5.30).

Среди мышц головы наибольшее значение име­ют мимические и жевательные, хотя во многих случаях они действуют совместно (речь, жевание, глотание). К мимическим мышцам головы относят­ся, например, круговые мышцы глаз и рта, а так­же мышца гордецов, тогда как к жевательным - жевательная, височная и др.

Мышцы туловища делят на мышцы шеи, гру­ди, живота и спины. Мышцы шеи обеспечивают движения головы, как, например, подкожная мышца шеи. Мышцы груди представлены большой и малой грудными, а также межреберными мышцами. К мышцам живота относятся, прежде всего, косые, поперечная и прямая мышцы жи­вота (мышцы пресса), а к мышцам спины - трапециевидная и широчайшая мышцы спины. Не менее важной мышцей туловища является диафрагма, разграничивающая грудную и брюшную полости и принимающая непосредственное участие в дыхательных движениях.

Наиболее крупными мышцами верхних конечностей являются дельтовидная, двуглавая и трехглавая мышцы плеча, а нижних конечностей - четырехглавая и трехглавая мышцы бедра, ягодичные, портняжная и икроножная мышцы (рис. 5.30).

Работа мышц. Согласно законам физики, работа - это энергия, затраченная на перемещение тела с определенной силой на определенное расстояние. Механическая работа совершается мыш­цами благодаря их сокращению. В основе сокращения мышцы лежит взаимодействие микронитей актина и миозина отдельного мышечного волокна (рис. 5.31), для совершения которого необходи­мы энергия АТФ и присутствие ионов кальция. Если при сокращении мышцы происходит пере­мещение тела или некоего груза в пространстве, то такая работа называется динамической, тогда как работа в отсутствие укорочения мышцы, как, например, при удержании тела или груза в опреде­ленном положении - статической.

Сокращение мышцы чередуется с расслаблени­ем, причиной которого является снижение концен­трации ионов кальция, способствующее нарушению взаимодействия актиновых и миозиновых микро­нитей.

Продолжительная деятельность приводит к временному снижению работоспособности мыш­цы, которое заключается в уменьшении силы сокращения и удлинении периода расслабления. Это явление называется утомлением. Основной причиной утомления мышцы считается ее не­достаточное снабжение кислородом, способствующее накоплению молочной и пировиноградной кислот на фоне снижения синтеза АТФ.

При статической работе утомление происходит быстрее, чем при динамической, вследствие постоянного сокращения мышц-антагонистов и нарушения их кровоснабжения вследствие пе­режатия части сосудов. При динамической работе мышцы-антагонисты работают поочередно, и поэтому периодически отдыхают, а обильное кровоснабжение обеспечивает их жизнедеятель­ность. Однако даже динамическая работа может привести к утомлению, если нерационально расходовать свои силы на перемещение слишком больших или слишком маленьких грузов в бы­стром или медленном темпе, поэтому согласно правилу средних нагрузок, для более эффектив­ной работы мышц следует перемещать грузы средней массы в среднем темпе. При этом следует учитывать степень физического развития, возрастные особенности, а также чередовать нагрузки с отдыхом или переключением на другие виды деятельности. Также было показано, что утом­ляться могут не только мышцы, но и контролирующие их деятельность нервные центры, в ней­ронах которых истощаются запасы медиаторов. Для восстановления работоспособности мышцы необходим отдых.

Нарушения опорно-двигательной системы возникают вследствие различных травм (переломы костей, растяжение связок, ранения), гиподинамии, неправильной осанки, перенесенных забо­леваний и наследственных особенностей. Во избежание возникновения таких заболеваний по­звоночника, как сколиоз, грудной кифоз, поясничный лордоз и др., следует заниматься спортом, поддерживать правильную осанку, соблюдать правила личной гигиены и т. д.

Строение и жизнедеятельность покровной системы

Кожа покрывает все тело снаружи, она выполняет защитную функцию, создавая барьер на пу­ти возбудителей различных заболеваний, и предохраняя внутренние органы от механических по­вреждений, сотрясения и обезвоживания. Кожа принимает активное участие в процессах обмена веществ, регуляции температуры тела, дыхании и выделении. В ней находится много рецепторов, которые чувствуют тепло и холод, боль и давление. Кожа связана со всеми органами и системами органов человека. Ее площадь составляет в среднем 1,5-2 м 2 .

В коже выделяют три основных слоя - эпидермис, дерму, или собственно кожу, и подкожную жировую клетчатку (рис. 5.32).

Лежащий на поверхности кожи многослойный плоский ороговевающий эпителий - эпидермис - снаружи покрыт мертвыми клетками, которые постоянно слущиваются и заменяются новыми благодаря делению клеток росткового слоя. В глубоких слоях

эпидермиса под действием ультрафиолетового излучения синтезируются витамин D и пигмент меланин, придающий коже смуглый оттенок, называемый загаром. Загар защищает организм от губительного действия ультрафиолетовых лучей.

Производными эпидермиса являются волосы, ногти и кож­ные железы. В волосе различают погруженный в кожу корень и находящийся над ее поверхностью стержень. Нижняя часть корня называется волосяной луковицей. Ее клетки живые и по­стоянно делятся, что является основой роста волоса. Каждый волос лежит в волосяной сумке, в которую открывается проток сальной железы. Положение волоса в пространстве определя­ется мышцей, поднимающей волос, прикрепленной к волося­ной сумке. Эта мышца поднимает волос, когда холодно или страшно.

Ноготь представляет собой роговую пластинку, лежащую на ногтевом ложе, которая ограничена с трех сторон ногтевыми валиками. Ногтевая пластинка делится на корень, тело и сво­бодный конец, или край. Рост ногтя обеспечивается делением клеток на участке эпителия, на котором лежит корень ногтя.

Эластичная дерма образована рыхлой и плотной неоформ­ленной соединительными тканями. В ней располагаются кро­веносные и лимфатические сосуды, рецепторы, корни волос, а также потовые и сальные железы.

Функцией потовых желез является потоотделение, выполняющее функции терморегуляции и выведения конечных продуктов обмена веществ, поскольку испарение воды с поверхности кожи снижает температуру тела, а в состав пота, помимо воды, входят также различные соли и моче­вина.

Сальные железы выделяют на поверхность кожное сало, покрывающее кожу и волосы и име­ющее водоотталкивающие и бактерицидные свойства. Кроме того, сало делает кожу эластичной. При нарушении правил личной гигиены пот вступает в химическую реакцию с салом с образова­нием жирных кислот, имеющих характерный неприятный запах.

Кровеносные сосуды кожи обеспечивают нормальное протекание процессов жизнедеятельно­сти кожи и терморегуляцию, в них также может задерживаться значительное количество крови. Температуру окружающей среды чувствуют рецепторы, лежащие в дерме. Если температура воз­духа высокая, диаметр сосудов увеличивается и кожа отдает тепло. А если низкая, то диаметр сосудов уменьшается, и кожа уменьшает теплоотдачу.

Дерму подстилает соединительнотканная подкожная жировая клетчатка, которая выполняет защитную и запасающую функции.

Строение и жизнедеятельность органов системы кровообращения

Кровообращением называют непрерывное движение крови по замкнутым полостям сердца и кровеносным сосудам, поскольку только в движении кровь может выполнять свои функции. Кровообращение обеспечивается сердечными сокращениями.

Система кровообращения человека, или кровеносная система, образована сердцем и сосудами, заполненными кровью. Она замкнутая, имеет два круга кровообращения (рис. 5.33).

Строение сердца. Сердце - полый мышечный орган, который ритмически сокращается в те­чение всей жизни человека. Оно располагается в левой половине грудной полости, над диафраг­мой. Сердце заключено в околосердечную соединительнотканную сумку - перикард, который препятствует излишнему растяжению сердца и его переполнению кровью. Между перикардом и стенкой сердца находится специальная жидкость, снижающая трение при сокращении сердца.

Стенки самого сердца трехслойные - снаружи они по­крыты соединительнотканным эпикардом, изнутри выстланы эпителием - эндокардом, а между ними находится наиболее мощный средний слой - миокард, образованный сердечной поперечнополосатой мышечной тканью (рис. 5.34).

Сердце у человека четырехкамерное, оно делится перего­родкой на правую и левую половины. Левая половина запол­нена артериальной (обогащенной кислородом) кровью, а пра­вая - венозной (обедненной кислородом). Каждая половина делится на предсердие и желудочек, разграниченные клапана­ми. Между правым предсердием и правым желудочком рас­положен трехстворчатый клапан, а между левым предсер­дием и левым желудочком - двухстворчатый (митральный). К свободным краям клапанов прикреплены сухожильные ни­ти, другими своими концами присоединенные к сосочковым мышцам. Наличие сухожильных нитей и сосочковых мышц не препятствует попаданию крови из предсердий в желудоч­ки, но не позволяет клапанам выворачиваться обратно и вы­пускать кровь из желудочков в предсердия, тем самым сни­жая ее давление. Так как левый желудочек должен обеспечить движение крови по всем органам и испытывает большие на­грузки, его мышечные стенки развиты сильнее, чем у право­го (рис. 5.35).

Работа сердца. Сердце является своеобразным насосом кровеносной системы, который гонит кровь по сосудам. Цикл работы сердца состоит из чередующихся периодических со­кращений (систолы ) и расслабления (диастолы). Напол­ненные кровью предсердия сокращаются (систола предсер­дий - 0,1 с), впрыскивая кровь в желудочки. Затем стенки предсердий расслабляются, и они начинают постепенно на­полняться кровью. Приток крови в предсердия обусловлен разницей давлений в венах и предсердиях, сокращениями скелетных мышц, а также присасывающим действием груд­ной клетки и самих предсердий. Сокращение стенок желу­дочков (систола желудочков), которые выбрасывают кровь к внутренним органам, длится около 0,3 с. Возвращению кро­ви в желудочки мешают створчатые клапаны, поэтому вся кровь из левого желудочка устремляется в аорту, а из пра­вого - в легочный ствол. После выброса крови происходит общее расслабление стенок сердца (диастола - 0,4 с), после чего цикл повторяется. Кровь из сосудов не может вернуться в желудочки, поскольку в них также имеются клапаны (по­лулунные).

В норме частота сердечных сокращений (ЧСС) достигает 60-72 сокращений в минуту, однако при физической нагруз­ке даже у тренированных спортсменов она может возрастать до 180-200. С возрастом проявляется тенденция к уменьше­нию числа сокращений сердца.

За один цикл работы сердце выбрасывает в среднем 65- 75 мл крови, это количество крови называется систоличе­ским объемом. Соответственно, за минуту оно перекачивает 4-4,5 л крови (минутный объем крови).

Несмотря на то, что через сердце проходит постоянный поток крови, его бесперебойная работа обеспечивается благодаря движению крови по тесно оплетающим его коронарным сосудам.

Автоматия сердца. Благодаря свойствам миокарда - возбудимости, проводимости, сократи­мости и ритмичной автоматии - обеспечивается четкая работа сердца. Автоматией сердца назы­вается его способность сокращаться автономно, без внешних побуждений. Возбуждение возникает в специальных участках сердечной мышцы - узлах. Ведущий узел, расположенный в стенке правого предсердия у места впадения полых вен, задает частоту сердечных сокращений, поэтому его называют водителем ритма. От него возбуждение распространяется по всему сердцу, а также по особым участкам мышечной ткани. Одновременность сокращения предсердий или желудочков достигается за счет наличия особого типа клеточных контактов в сердечной поперечнополосатой мышечной ткани - нексусов.

Регуляция работы сердца. Несмотря на то, что сердце функционирует постоянно, перекачивая около Ют крови в сутки, оно всегда точно реагирует на потребности организма и подстраивается под них. Достигается это приспособление за счет сложной системы регуляции его деятельности: сердце находится под контролем не только нервной системы, но и отвечает на различные гумо­ральные влияния.

Центры регуляции сердечной деятельности находятся в спинном и продолговатом мозге, а также в гипоталамусе и коре больших полушарий переднего мозга. Контроль за деятельностью сердца осуществляется через посредство вегетативной нервной системы: ее симпатический отдел способствует увеличению частоты и силы сердечных сокращений, тогда как парасимпатический, наоборот, ослабляет их и урежает ритм, вплоть до остановки сердца.

Изменения работы сердца наблюдаются и под воздействием биологически активных веществ, циркулирующих в крови. Например, гормоны адреналин и норадреналин увеличивают силу и ча­стоту сердечных сокращений. Это имеет важное биологическое значение, поскольку сильные фи­зические нагрузки и эмоциональное напряжение связаны с выбросом адреналина в кровь, которое влечет за собой усиление сердечной деятельности.

Строение и функции кровеносных сосудов. Кровеносные сосуды являются своеобразными транспортными магистралями для движения крови по всему организму. Различают три вида сосудов: артерии, вены и капилляры. Артериями называют сосуды, несущие кровь от сердца к органам. Крупнейшими артериями организма че­ловека являются аорта, берущая начало от левого желудочка сердца, легочные и сонные артерии.

Вены - это сосуды, которые возвращают кровь от органов к сердцу. Самыми большими венами ор­ганизма человека являются верхняя и нижняя по­лая вены, собирающие кровь от верхней и нижней половины тела, а также легочные вены.

Стенки крупных сосудов образованы эластичной соединительной тканью и эпителием, однако арте­рии отличаются от вен тем, что у них имеется допол­нительный слой гладкой мышечной ткани, сокра­щение которой способствует продвижению крови по сосудам. В венах же есть клапаны, препятствующие движению крови в обратном направлении.

Капилляры - это мельчайшие сосуды, стенки которых образованы только эпителиальной тканью. Капилляры образуют сеть во внутренних органах, обеспечивая доставку крови в самые отдаленные точки организма.

Круги кровообращения. Кровеносная система человека имеет два круга кровообращения - боль­шой и малый (рис. 5.36). Большой круг кровообращения связывает сердце со всеми органами, кроме легких. Он начинается в левом желудочке, кровь из которого выбрасывается в аорту, растекается по всему телу, а затем собирается в верх­нюю и нижнюю полые вены, впадающие в правое предсердие. Артерии большого круга крово­обращения несут артериальную кровь, а вены - венозную. Малый круг кровообращения свя­зывает сердце только с легкими, он начинается в правом желудочке и заканчивается в левом предсердии. Легочные артерии малого круга кровообращения несут венозную кровь, а легочные вены - артериальную.

Пульс. Нагнетание крови в аорту вызывает волнообразное движение ее стенок вследствие кратковременного повышения давления. Продвижение крови по артериям сопровождается таки­ми же ритмическими колебаниями, которые называют пульсом. Пульс можно легко прощупать на артериях, которые лежат на кости, чаще всего на лучевой артерии ближе к запястью. По пульсу можно определить частоту и силу сердечных сокращений, что в некоторых случаях используют с диагностической целью. У здорового человека пульс ритмичный, тогда как при заболеваниях может наблюдаться нарушение ритма - аритмия.

Кровяное давление. Кровь выбрасывается из сердца под давлением, которое поддерживается в артериях, в капиллярах оно существенно падает из-за сопротивления их стенок току крови, но все же минимально кровяное давление в венах. Продвижению крови по венам способствуют вброс новых порций крови из артерий в капилляры, невозможность ее возврата из-за наличия клапа­нов, а также сокращение скелетных мышц, однако основным фактором движения крови является разность давлений в сосудах.

Артериальное давление является важным медицинским показателем, указывающим на со­стояние пациента, его определяют обычно в плечевой артерии при помощи специального при­бора - тонометра. У здоровых людей в возрасте от 15 до 50 лет максимальное (систолическое, или сердечное) давление составляет около 120 мм рт. ст., а минимальное (диастолическое, или сосудистое) - около 60-80 мм рт. ст. Артериальное давление обычно возрастает при физических нагрузках и эмоциональном напряжении, а в покое, наоборот, снижается.

Заболевания кровеносной системы. К основным патологиям кровеносной системы относятся гипотония и гипертония, инфаркт миокарда, инсульт, атеросклероз. Гипотонией называют стой­кое понижение давления крови в сосудах, гипертония же сопряжена с повышением давления.

Инфаркт миокарда - это нарушение проводимости мышечной стенки сердца вследствие от­мирания части клеток. Оно обусловлено зачастую кислородным голоданием сердечной мышцы вследствие уменьшения просвета или закупорки коронарного сосуда, которое может быть вызва­но, например, атеросклеротическими изменениями. При атеросклерозе происходит отложение холестериновых бляшек под эпителием сосудов, которые закрывают просвет и повышают лом­кость сосудов. Таким образом, атеросклероз может быть причиной и инсульта - кровоизлияния в головном мозге вследствие разрыва сосуда.

Основными причинами заболеваний кровеносной системы и крови являются пониженная под­вижность, или гиподинамия, эмоциональные стрессы, нерациональное питание, ожирение, за­грязнение окружающей среды, но особенно повышают их риск вредные привычки - курение и употребление алкоголя.

Строение и жизнедеятельность системы лимфообращения

Кроме кровеносной, в организме человека имеется еще одна сосудистая система - система лимфообращения, или лимфатическая (рис. 5.37). Она состоит из сосудов и лимфатических уз­лов, расположенных по ходу сосудов. К сосудам системы лимфообращения относятся капилляры и протоки, наиболее крупный из которых - грудной.

В отличие от кровеносной системы, сосуды лимфатической не образуют замкнутого круга, так как наиболее крупные из них, в конечном итоге, впадают в вены большого круга кровообращения вблизи правого предсердия. Кроме того, сосуды лимфатической системы не проникают в головной и спинной мозг, глаза, среднее ухо, хрящи, эпителии кожи и т. д. Да и несут они не кровь, а лимфу, движение которой обеспечивается ритмическим сокращением стенок крупных лимфатических сосудов, наличием клапанов в них, присасывающим действием грудного лим­фатического протока и грудной полости, а также сокращением ске­летных мышц. В связи с отсутствием специализированного мышеч­ного насоса наподобие сердца ток лимфы очень медленный, даже в крупных лимфатических сосудах он не превышает 0,01 м/мин, тог­да как в венах скорость движения крови может достигать 0,25 м/с.

Тем не менее это не мешает лимфатической системе выполнять ряд важнейших функций: защитную, дренажную и питательную. Защитная функция лимфатической системы связана с образованием в ее узлах лимфоцитов, выработкой антител и задержкой возбудите­лей различных заболеваний. Удаление избытка жидкости, выходя­щей в ткани из кровяного русла через неплотно прилегающие друг к другу клетки эпителия капилляров, обеспечивается капиллярами лимфатической системы, которые впадают в более крупные сосуды, и, в конечном итоге, в вены большого круга кровообращения. С лим­фой переносится также часть липидов, всасывающихся в тонком ки­шечнике.

Размножение и развитие человека

Несмотря на впечатляющие успехи биотехнологии, единственным способом продолжения рода человеческого является половое размножение, которое обеспечивается половой системой. Тем не менее она не является жизненно необходимой для выживания отдельно взятого человека. По­ловая система контролирует развитие структурно-функциональных различий между мужчинами и женщинами, что, в конечном итоге, влияет на их поведение.

Мужская половая система представлена наружными и внутренними половыми органами (рис. 5.38). К наружным мужским половым органам относятся половой член, или пенис, и мо­шонка, покрытые кожей. Их функцией является введение сперматозоидов в половые органы женщины.

Половой член имеет головку, тело и корень. Место перехода тела в головку называется шей­кой, а складка кожи на головке полового члена - крайней плотью. На вершине полового члена открывается мочеиспускательный канал, совмещенный с семявы- носящим протоком. Внутри полового члена находятся два пеще­ристых тела и одно губчатое. Пещеристые и губчатое тела состоят из губчатого вещества со множеством мелких полостей. В стенках этих полостей находятся гладкие мышцы, сокращение которых вызывает застой крови в полостях и напряжение полового члена, или эрекцию. Эрекция наблюдается в основном при половом воз­буждении.

Внутренними мужскими половыми органами являются яич­ки, семявыносящие пути и железы. Яички - это парный орган, расположенный в мошонке. В них в процессе сперматогенеза об­разуются сперматозоиды, дозревающие затем в придатках яичек. Для оплодотворения сперматозоиды должны пройти по семявы- носящим путям, которые имеют несколько желез, выделяющих семенную жидкость, которая вместе со сперматозоидами образует сперму. Кроме того, яички вырабатывают и мужские половые гор­моны - андрогены, в частности, тестостерон.

Женская половая система также состоит из наружных и вну­тренних половых органов (рис. 5.39). Наружными женскими по­ловыми органами являются большие и малые срамные губы, кли­тор и преддверие. Срамные губы являются складками кожи, закрывающими вход во влагалище.

Внутренние женские половые органы подразделяются на яич­ники, придатки яичников, маточные трубы, матку и влагалище. Яичники являются парными половыми железами, расположенны­ми в брюшной полости. В них в процессе овогенеза образуются яй­цеклетки, выходящие затем в маточные трубы и матку - полый мышечный орган, обеспечивающий развитие плода и рождение ребенка. Наружу матка открывается влагалищем. Помимо яйце­клеток, яичники также вырабатывают женские половые гормо­ны - эстрогены и прогестерон, регулирующие процесс овогенеза и протекание беременности.

Заболевания, передающиеся половым путем, представляют собой большую группу инфекционных болезней, заражение кото­рыми происходит при половом сношении. К ним относятся сифилис, гонорея, половой герпес, трихомоноз, ВИЧ и др. Многие из них проявляются только через длительное время и могут вы­звать серьезные нарушения функционирования половой системы и других систем органов, бес­плодие и даже смерть. Применение индивидуальных средств защиты не полностью гарантирует от проникновения возбудителей данной группы заболеваний, что еще раз подчеркивает опасность неразборчивых половых связей.

Особенности онтогенеза человека. Оплодотворение у человека происходит в маточных трубах, после чего дробящаяся зигота постепенно опускается в матку, где происходит прикрепление за­родыша к ее стенке - имплантация. Через формирующуюся в месте контакта матки и зародыша плаценту, или детское место, эмбрион получает от матери кислород и питательные вещества и выводит углекислый газ, а также ряд продуктов обмена веществ. Начиная с девятой недели раз­вития, когда зародыш человека имеет в основном сформированные ткани и органы, он называется плодом (рис. 5.40). Плодный период характеризуется быстрым ростом и развитием зародыша. Общая продолжительность беременности у человека составляет около 280 суток.

Процесс родов стимулируется гормоном окситоцином, который вызывает сильные сокращения стенок матки и раскрытие ее шейки.

Постэмбриональное развитие человека делят на период новорожденности (1-10 дней), грудной период (10 дней-1 год), раннее (1-3 года), первое (4-7 лет) и второе (8-12 лет у мальчиков, 8-11 лет у девочек) детство, подростковый период (13-16 лет у мальчиков, 12-15 лет у девочек), юность (17-21 год у юношей, 16-20 лет у девушек), молодость (22-35 лет у мужчин, 21-35 лет у жен­щин), зрелость (36-60 лет у мужчин, 36-55 лет у женщин), пожилой возраст (61-74 года у муж­чин, 56-74 года у женщин), старческий возраст (75-90 лет) и долгожительство (90 лет и выше).

В течение первых лет жизни и в подростковом возрасте, ког­да происходит половое созревание, быстро растут и развиваются опорно-двигательный аппарат, пищеварительная, дыхательная системы, мочеполовой аппарат. За первый год жизни ряд органов и систем достигает величины взрослого (глаз, внутреннее ухо, цен­тральная нервная система). В подростковом периоде быстро растут и развиваются половые органы, развиваются вторичные половые признаки. В юношеском возрасте рост и развитие организма в ос­новном завершаются. Строение тела в зрелом возрасте изменяется мало, а в пожилом и старческом прослеживаются характерные для этих возрастов перестройки, которые изучает наука геронтология. Следует особо подчеркнуть, что активный образ жизни, регуляр­ные занятия физической культурой замедляют процесс старения.

Существует древняя поговорка: «Человек молод настолько, насколько молод его позвоночник». О своем позвоночнике человек знает очень мало, несмотря на то, что его здоровье во многом определяется состоянием позвоночного столба. Нарушение функций позвоночного столба лежит в основе многих болезней. Но как показывает жизнь, люди беспечно относятся к опоре своего тела – позвоночнику. Врачи утверждают, что каждый третий страдает тем или иным заболеванием опорно-двигательного аппарата. Боль в пояснице, в грудном отделе, шее, ногах, может привести к инвалидности.

Опорно-двигательная система образована скелетом и мышцами. С ее деятельностью связана ведущая функция в организме – движение. При этом скелет и его соединения относят к пассивной части аппарата движения, а скелетные мышцы, прикрепленные к костям – к активной.

Человеческий скелет состоит из костей и соединений. Он выполняет опорную и защитную функции. Кости, словно рычаги, приводятся в движение прикрепленными к ним мышцами, в результате чего и осуществляется двигательная функция. Кости участвуют в обмене минеральными веществами и содержат красный костный мозг, орган кровотворения. Ткань, из которой состоит кость, представлена костными клетками со множеством отростков и межклеточным веществом. Структурной единицей костной ткани является остеон – система костных пластинок, которые концентрически расположены вокруг канала, содержащего сосуды и нервы. Промежутки между остеонами заполнены вставочными пластинками, которые вкупе с остеонами образуют более крупные кости – перекладины.

Соединения костей обеспечивают подвижность и устойчивость частей скелета. Эти соединения делятся на две основные группы: непрерывные и прерывистые. К непрерывным соединениям как раз и относятся хрящевые соединения – межпозвоночные диски между телами позвонков, из которых состоит позвоночник.

Прерывистые соединения – это суставы, полостные подвижные соединения костей.

Сам человеческий скелет насчитывает более 200 костей и состоит из скелета туловища, к которому относят позвоночный столб и грудную клетку, скелет головы – мозговой и лицевой отделы, скелет конечностей. Рассмотрим позвоночный столб.

Позвоночник – главный орган, с помощью которого осуществляется движение, но он в то же время выполняет ряд и других функций. Он служит опорой для всего тела, стержнем, к которому крепятся все остальные органы. Поэты сравнивают позвоночник с флейтой, медики называют его футляром для спинного мозга, корешков спинномозговых нервов и кровеносных сосудов. Он, словно рессора, предохраняет от повреждений другие органы – головной мозг, легкие, печень, сердце. На него ложатся большие нагрузки, поэтому он должен быть достаточно крепким. Позвоночник прекрасно справляется с возложенными на него как на орган человеческого тела функциями благодаря своему уникальному строению.

Он содержит 33–34 позвонка. Они небольшие: 7 шейных, 12 грудных, 5 поясничных, крестец и копчик, которые удерживаются на одной вертикальной линии связками и межпозвонковыми дисками – эластичными хрящевыми прокладками. Позвонок состоит из тела, дуги и отростка. Дуги позвонка замыкают отверстия, образующие позвоночный канал, в котором помещается спинной мозг. Соединяются дуги между собой за счет связок и суставов. Еще раз повторим, что тела самих позвонков соединены непрерывно хрящевыми дисками. Эти хрящевые прокладки стремятся оттолкнуть позвонки друг от друга, а связки этому препятствуют. Внутри межпозвонковых дисков имеется особая жидкость – студенистое ядро. Для чего нужна эта жидкость? Медики объясняют, что она «питает» позвоночник, забирает из кровотока необходимые для его жизнедеятельности элементы. Она наполняет межпозвоночные диски в то время, например, когда мы спим и наш позвоночник отдыхает. Врачи утверждают, что за ночь каждый человек «вырастает» на 2–3 сантиметра, а к вечеру он как бы «усыхает». Когда тело принимает вертикальное положение, позвонки сближаются, диски сплющиваются, и жидкость выходит. Межпозвонковые прокладки, а их 23–24, обеспечивают гибкость и подвижность позвоночника, предохраняют костные образования, многочисленные кровеносные сосуды, нервные окончания от травм.

Сопротивляемость диска силам сжатия может удивить любого. При нагрузке в 100 кг диск сжимается лишь на 1,4 мм. Хорошая осанка, способность человека наклоняться, поворачиваться, разгибаться в большой мере обусловлены состоянием межпозвоночных дисков.

Различают пять отделов позвоночника: шейный, грудной, поясничный, крестцовый и копчиковый. Позвоночник (это может видеть каждый) не представляет собой прямую линию, он изогнут. В грудном и крестцовом отделах изгибы направлены выпуклостью назад, а в шейном и поясничном – вперед. Изгибы помогают смягчать толчки, возникающие при ходьбе, беге, прыжках и выдерживать большие физические нагрузки. У здорового человека спина закругляется к центру позвоночника. Кожа ее плотная, малоподвижная по центру и хорошо смещаемая на боках. Под кожей отчетливо определяются мышцы. Появившиеся ограничения в подвижности позвоночника, а значит и в спине, нарушают кровообращение не только нервных стволов и позвонков, но и мышц. Поэтому состояние мышц при заболеваниях позвоночника также имеет большое значение.

Мышцы обеспечивают все многообразие движений, которые совершаются в организме. Благодаря им тело удерживается в равновесии и перемещается в пространстве, а также осуществляется работа диафрагмы, грудной клетки, движения глаз, голосообразование, глотание, работа сердца и других внутренних органов.

Мышцы классифицируют как гладкие и поперечнополосатые. Последние составляют примерно 40 процентов массы тела. Скелетные мышцы, которые имеют значение для работы опорно-двигательного аппарата, относят как раз к группе поперечнополосатых. Всего насчитывается 400 скелетных мышц. Развитие скелетных мышц в значительной степени определяет рельеф тела, его формы, особенно у мужчин.

Скелетная мышца образована мышечными волокнами и прослойками соединительной ткани. К каждой мышце подходят один или несколько нервов и кровоснабжающие ее сосуды. Кровь поступает в мышцу по нескольким артериям. Вместе с артериями в мышцу входят один или несколько нервов и вообще деятельность скелетных мышц регулируется центральной нервной системой. Под влиянием нервных импульсов, поступающих из центральной нервной системы, мышцы сокращаются рефлекторно.

Мышечные волокна соединяются в пучки. Они обладают большой упругостью, способны растягиваться и укорачиваться. Мышца действует на кости, соединенные между собой суставами, наподобие рычага. В конечностях длинные кости образуют систему рычагов. В рычагах нашего тела точка приложения силы (место прикрепления мышцы) часто находится близко к точке опоры (суставу). Поэтому мышцы вынуждены развивать большую силу. Медицинские источники приводят пример: для того чтобы поднять в вытянутой руке груз весом 10 килограммов, мышцы руки должны развить усилие в 100 килограммов.

По выполняемой ими функции мышцы делятся на сгибатели, разгибатели, приводящие и отводящие и т. д.

Еще нам следует знать, что выделяют мышцы туловища, верхних конечностей, головы, шеи. К мышцам туловища относятся мышцы спины, груди и живота. Различают поверхностные мышцы спины и глубокие мышцы спины. Поверхностные мышцы обеспечивают движение конечностей и отчасти головы и шеи. Глубокие мышцы располагаются между позвонками и ребрами. При своем сокращении они вызывают разгибание и вращение позвоночника, поддерживают вертикальное положение тела.

Мышцы груди подразделяются на прикрепляющиеся к костям верхних конечностей, которые осуществляют их движение, и собственно мышцы груди – наружные и внутренние межреберные.

Мышцы живота – косые наружные и внутренние, прямая, поперечная и т. д. участвуют в образовании стенок брюшной полости, брюшного пресса. При сокращении этих мышц позвоночник сгибается вперед и происходят повороты туловища в стороны. Изменяется также и объем грудной клетки.

Мышцы верхних конечностей подразделяют на мышцы плечевого пояса и свободной верхней конечности.

Мышцы нижних конечностей подразделяют на мышцы таза и мышцы свободной нижней конечности – мышцы бедра, голени, стопы. К мышцам таза относят повздошно-поясничную, большую, среднюю и малую ягодичные и т. д. Они обеспечивают сгибание и разгибание в тазобедренном суставе, помогают сохранять вертикальное положение тела.

Среди мышц шеи нас интересуют глубокие группы мышц, которые наклоняют или поворачивают голову.

При интенсивной мышечной нагрузке может наступать утомление мышц, возникающее в результате работы, которое исчезает после отдыха. При тренировке мышц повышается их работоспособность, быстрее происходят восстановительные процессы после их нагрузки, чем у нетренированных. Чем крепче у человека мышечный корсет, тем на более поздние строки отодвигаются проявления старения позвоночника.

Поначалу возрастные изменения в позвоночнике мало выражены. А они проявляются прежде всего в утрате былой подвижности позвоночника вследствие потери упругости и эластичности межпозвонковых дисков.