Костная система

Отдельные кости, сочленяясь между собой, образуют в совокупности костную систему, представляющую собой опорный остов организма, на котором держатся все остальные ткани и органы. Костная система определяет внешний вид и форму тела человека и других позвоночных животных.

Кость – это сложное образование, которое состоит в основном из костной ткани, костного мозга, суставного хряща, нервных волокон и кровеносных сосудов. Поверхность кости покрыта особой соединительной тканью – тонкой, крепкой пленкой, богатой сосудами и нервами, которая называется надкостницей. Ею не покрыты поверхности суставов.

В зависимости от формы и структуры различают следующие основные виды костей: трубчатые, губчатые, плоские (широкие) и смешанные.

Трубчатые кости состоят из диафиза – компактной кости, расположенной в средней части, с костным мозгом внутри, и двух крайних эпифизов, имеющих суставную поверхность, покрытую хрящом. Примером трубчатых костей могут служить кости верхних и нижних конечностей.

Губчатые кости образованы губчатым веществом, которое покрыто тонким слоем компактного вещества. К губчатым относятся мелкие кости стопы и кисти, ребра и позвонки. Плоские (широкие) кости защищают от внешнего воздействия внутренние органы, образуя полости (кости черепа и таза). Смешанные кости состоят из нескольких частей. Таково основание черепа.

Кости скелета человека и позвоночных животных соединяются между собой при помощи суставов, связок, перепонок и швов.

Костная система в первую очередь служит в качестве средств опоры и движения. Она также защищает внутренние органы. Кости устроены по типу длинных и коротких рычагов, которые легко приводятся в движение прикрепляющимися к костям мышцами, благодаря чему возможны опорные и двигательные функции.

Образуя каналы и полости, кости защищают внутренние органы. Например, костный канал позвоночника служит для защиты спинного мозга, кости черепа – для защиты головного мозга, грудная клетка защищает сердце, легкие и пр.

Помимо механической, костная система выполняет ряд биологических функций. Так, костный мозг принимает активное участие в кроветворении. Накапливая в себе минеральные вещества, кости непосредственно участвуют в обмене минеральных веществ. В них находится 99% всего кальция, 87% фосфора и 50% магния, которые есть в организме.

Костная система изменяется с возрастом. Во внутриутробном периоде она состоит из хрящевой ткани.

Первые точки окостенения появляются на 7 – 8-й неделе внутриутробной жизни. Ребенок появляется на свет с полностью окостеневшими диафизами. Продолжается окостенение эпифизов в течение периода, различного для каждой кости. С возрастом изменяется общий вид кости, диаметр длинных трубчатых костей и костно-мозгового канала, а также толщина стенок диафиза коротких трубчатых костей и др. Изучая особенности костей скелета, антропологи устанавливают возраст человека.

В процессе жизнедеятельности изменяется и химический состав костей. У детей они гибкие и редко ломаются, потому что содержат больше органических компонентов. В пожилом возрасте, напротив, органических веществ в костях становится меньше, а минеральных больше, в результате кости у стариков легко ломаются.

Развитие костной системы связано с функцией эндокринных желез. В детстве важнейшую роль играет гипофиз, а после полового созревания – половые гормоны.

В большой степени состояние костной системы зависит от работы мышц. Физически активные люди имеют более массивные и крепкие кости, чем те, кто ведет малоподвижный образ жизни. Необходимое физическое воспитание в юные годы стимулирует лучшее развитие всех отделов скелета, в том числе грудной клетки, в результате лучше функционируют сердце и легкие. Физические упражнения позволяют направленно воздействовать на рост костей и способствовать гармоническому развитию тела человека. Лечебная физкультура помогает заживлению повреждений костной системы и исправлению различных дефектов скелета.

Значительно влияют на развитие костей условия питания. Особенно заметно это у маленьких детей. При недостатке витамина D развивается рахит, который приводит к деформированию костей. Дети, которые недополучают витамин А, отстают в росте.

Костеобразование нарушается также в том случае, если с пищей поступает недостаточное количество кальция. Причем важно, чтобы его поступление было пропорционально поступлению фосфора. Рациональное соотношение этих элементов имеется в молоке и продуктах из него. Грудные дети получают необходимое для формирования их скелета количество кальция с молоком матери, даже если она недополучает кальций с пищей. В таком случае в молоко поступает кальций из ее костей, ослабляя их.

Другие микроэлементы, белок и прочие питательные вещества также необходимы для развития и функционирования костной системы.

Заболевания костной системы

Разнообразных заболеваний костей известно множество. В результате травм кости могут ломаться. В некоторых случаях в них развивается воспалительный процесс (остеомиелит). Токсические, пищевые, эндокринные и другие факторы могут привести к нарушению питания костных тканей и дистрофическим заболеваниям костей (например, рахит, остеомаляция, паратиреоидная остеодистрофия и др.). Отдельную большую группу составляют диспластические заболевания, в основе которых лежат нарушения развития костной системы. К таким заболеваниям относятся укорочение и деформация отдельных костей или групп костей, иногда нарушается правильное соотношение между отдельными костями, в результате чего деформируется скелет.

При переломах костей происходит усиленный распад тканевых белков, жиров и углеводов и изменение обмена костной ткани. Знание основных закономерностей обменных сдвигов при переломах позволяет направленно воздействовать на патологический процесс путем введения веществ, обмен которых нарушен.

Рахит – это довольно распространенное заболевание у детей раннего возраста. Как правило, его вызывает дефицит витамина D. При рахите поражается костная система, так как нарушается процесс отложения минеральных веществ, кости становятся мягкими, под тяжестью тела ноги искривляются. У ребенка, больного рахитом, долго не заживают роднички, увеличены теменные и лобные бугры, поздно прорезаются зубы, иногда происходит искривление позвоночника. На костно-хрящевой границе ребер образуются утолщения – т. н. рахитические четки. Дети худые, с кривыми ногами, крупной головой и большим животом.

Недостаток витамина D у взрослых, особенно у беременных и кормящих женщин, может привести к заболеванию, которое называется остеомаляцией. При этом кости теряют минеральные вещества и легко искривляются. Кроме остеомаляции, отсутствие витамина D может вызвать заболевание остеопорозом, при котором происходит разрежение костной ткани и кости становятся излишне пористыми.

D-авитаминоз бывает обусловлен недостаточным ультрафиолетовым облучением, неправильным соотношением между кальцием и фосфором в пище, нарушением всасывания минеральных веществ в связи с заболеваниями кишечника и почек. Витамин D образуется в организме под влиянием солнечных лучей, поэтому для предупреждения D-авитаминоза необходимы достаточно длительные прогулки на свежем воздухе. В качестве профилактики служат правильное питание, четкий режим дня, занятия спортом. Лечатся подобные заболевания ме-дикаментозно.

Раздел медицины, который изучает заболевания органов движения и опоры (верхних и нижних конечностей, позвоночника), методы и средства их лечения и профилактики стойкой деформации, называется ортопедией, а сами заболевания – ортопедическими. К ним относятся сколиоз, плоскостопие, косолапость, кривошея и остеохондропатии. Данная книга посвящена преимущественно таким заболеваниям.

Мышечная система

Мышечная система образует активную часть опорно-двигательного аппрата. Мышцы состоят преимущественно из мышечной ткани.

Различают гладкую и поперечно-полосатую мышечную ткань. Из гладкой мышечной ткани образуются мышечные оболочки стенок внутренних органов, кровеносных и лимфатических сосудов, а также мышцы кожи. Сокращение гладкой мускулатуры происходит непроизвольно.

Поперечно-полосатые (скелетные) мышцы образуют ткань, которая чаще всего прикрепляется к различным частям скелета. Сокращение поперечно-полосатой мышечной ткани подчинено воле человека. Скелетные мышцы образованы поперечно-полосатыми мышечными волокнами, которые расположены параллельно и связаны друг с другом в пучки посредством рыхлой соединительной ткани. Снаружи мышца окружена соединительно-тканной оболочкой.

Средняя утолщенная часть мышцы называется брюшком. По концам оно переходит в сухожильные части. Посредством сухожилий мышца прикрепляется к костям скелета. Мышцы имеют различную форму. По функциям они делятся на сгибатели, разгибатели, приводящие, отводящие и вращатели.

К вспомогательному аппарату мышц относятся фасции, фиброзно-костные каналы, синовиальные влагалища и сумки. Мышцы обильно снабжены кровеносными и лимфатическими сосудами. К каждой мышце подходят двигательные и чувствительные нервные волокна.

Мышцы, выполняющие противоположные движения, называются антагонистами. Работа каждой мышцы возможна только в то время, когда антагонистичная ей мышца расслаблена. В сложных движениях (например, при ходьбе) участвуют многие группы мышц.

Поперечно-полосатые мышцы подразделяют на мышцы туловища, головы и шеи, а также мышцы верхней и нижней конечностей.

Рис. 3. Мышцы спины

Мышцы туловища представлены мышцами спины, груди и живота. Мышцы спины (рис. 3) делятся на поверхностные и глубокие. К поверхностным относятся трапециевидная и широкая мышца спины; мышцы, поднимающие лопатку; большая и малая ромбовидные мышцы; верхняя и нижняя задние зубчатые мышцы. Мышцы спины поднимают, приближают, приводят лопатку, разгибают шею, тянут плечо и руку назад и внутрь, участвуют в процессе дыхания. Глубокие мышцы спины выпрямляют позвоночник.

Мышцы груди делятся на собственные наружные и внутренние межреберные и мышцы, связанные с плечевым поясом и верхней конечностью: большая и малая грудные, подключичная и передняя зубчатая. Наружные межреберные мышцы поднимают, а внутренние опускают ребра при вдохе и выдохе. Прочие мышцы груди поднимают, вращают внутрь верхнюю конечность, оттягивают лопатку вперед и вниз, тянут ключицу вниз.

Рис. 4. Мышцы задней стенки груди и живота

Мышцы живота (рис. 4) представлены наружной и внутренней косыми, поперечной и прямой мышцами живота, а также квадратной мышцей поясницы. Прямые мышцы живота участвуют в сгибании туловища вперед, косые мышцы обеспечивают наклон в сторону. Эти мышцы образуют брюшной пресс, главная задача которого заключается в удержании внутренних органов в наиболее физиологичном положении. Сокращением мышц брюшного пресса сопровождаются акты мочеиспускания, дефекации и родов. Эти же мышцы принимают участие в дыхательных, рвотных и других движениях.

Мышцы живота покрыты наружной фасцией. По средней линии передней брюшной стенки проходит сухожильный мышечный тяж – белая линия живота.

Все мышцы лица и головы подразделяются на мимические и жевательные. Мимические мышцы – это тонкие мышечные пучки, не имеющие фасций. Одним концом они вплетаются в кожу и при сокращении приводят в движение части лица (глаза, нос, рот). К жевательным мышцам относятся две поверхностные (височная и жевательная) и две глубокие (внутренняя и наружная крыловидная) мышцы. Они двигают нижней челюстью, обеспечивая акт жевания.

К мышцам шеи относятся подкожная, грудино-ключично-сосцевидная и некоторые другие.

Мышцы верхней конечности подразделяются на мышцы плечевого пояса и свободной верхней конечности. К мышцам плечевого пояса относятся дельтовидная, надостная, подостная, малая и большая круглые и подлопаточная мышцы. Они окружают плечевой сустав, обеспечивая разнообразные движения в нем. Мышцы руки включают в себя мышцы плеча (двуглавая, клювовидно-плечевая, плечевая и трехглавая), мышцы предплечья и мышцы кисти. Мышцы предплечья расположены на задней, передней и боковой поверхностях, мышцы кисти – на ладонной. Эти мышцы позволяют производить движения в локтевом и лучезапястном суставе, суставах кисти и пальцев.

Мышцы нижней конечности делятся на мышцы тазобедренной области и мышцы свободной нижней конечности. Движения в тазобедренном суставе осуществляют следующие мышцы: внутренние подвздошно-поясничная, грушевидная, внутренняя запирательная; наружные большая, средняя, малая ягодичные, наружная запирательная, квадратная и напрягающая широкую фасцию бедра.

Мышцы свободной нижней конечности (ноги) состоят из передних, задних и внутренних мышц бедра; передних, задних и наружных мышц голени; мышц стопы. При помощи этих мышц производятся движения в коленном, голеностопном суставах и в суставах стопы.

Все мышцы обладают способностью сокращаться, т. е. активно уменьшать свою длину при работе. Сокращения вызываются нервными импульсами. Систематическая тренировка, физическая работа способствуют возрастанию мышечной силы.

Почти все скелетные мышцы приводят в движение кости в суставах по принципу рычагов. Начало мышцы находится на одной кости (это неподвижная точка прикрепления). Периферический конец мышцы прикреплен к другой кости (это подвижная точка). Роль этих двух точек может меняться, что зависит от того, какая часть тела в данный момент более подвижна. Любое движение осуществляется при участии нескольких мышц, в частности мышц-анагонистов. Каждая мышца работает с наиболее полной отдачей, если одновременно напряжены почти все мышцы туловища. Поэтому гармоничное развитие всей мускулатуры тела способствует более эффективной мышечной работе и помогает избежать раннего утомления.

У человека насчитывается 327 парных и 2 непарные скелетные мышцы. Все произвольные движения взаимно связаны и регулируются центральной нервной системой.

Заболевания мышечной системы

Среди заболеваний мышечной системы встречается омертвение (некроз) мышц, причиной которого могут быть нарушения обмена веществ, воспалительные процессы, воздействие близко расположенной опухоли, травмы, закупорка крупных артерий.

Липоматоз – избыточное отложение жира в мышцах – отмечается при общем ожирении. Отложение в мышцах извести обуславливается нарушениями общего или местного известкового обмена.

Атрофия мышц проявляется истончением мышечных волокон. Мышечные атрофии могут возникать под влиянием самых разных факторов: заболеваний нервной системы, общего истощения, нарушения функции мышц, бездействия. Мышцы физиологически атрофируются у стариков.

Гипертрофия мышц (утолщение мышечных волокон) чаще всего вызвана активной работой этих мышц и в таком случае не является патологией. Иногда при атрофии и гибели части мышечных волокон оставшиеся волокна берут на себя всю работу и гипертрофируются вследствие этого. Некоторые наследственные болезни также приводят к гипертрофии мышц. Новообразования встречаются в мышцах относительно редко.

Распространенным мышечным заболеванием является миозит (асептическое воспаление мышц). Воспалительные процессы в мышцах возникают при некоторых системных и инфекционных заболеваниях. Абсцесс (гнойное воспаление) – это тяжелое поражение мышечной системы, оно требует немедленного хирургического вмешательства.

Повреждения мышц бывают в виде их ушибов или разрывов. И в том и в другом случае место повреждения припухает, уплотняется, в нем ощущается болезненность. В соответствующей главе вы найдете, как делать массаж при ушибах. При полных разрывах мышц необходима операция – сшивание разорванных отрезков; при неполных мышцы срастаются сами при предоставлении им длительного покоя.