67

АНАТОМИЯ ЧЕЛОВЕКА

ВВЕДЕНИЕ В АНАТОМИЮ ЧЕЛОВЕКА

Анатомия человека - наука о строении организма человека, составляющих его органов и систем. Она изучает человеческий орга-низм в связи с выполняемой им функцией, развитием и окружаю-щей средой. Анатомия является частью биологии - науки о жизни и закономерностях ее развития. Биология, в свою очередь, делится на морфологию - науку, изучающую форму и строение организма человека, и физиологию - науку об его функциях. Различный подход к изучению строения организма человека и методы, использу-емые при этом, обусловили выделение в морфологии ряда наук, в том числе и анатомии. Долгое время анатомия оставалась описательной наукой, так как могла ответить лишь на один вопрос: как устроен организм? - поскольку располагала единственным мето-дом исследования - методом рассечения или препаровки (отсюда и название ее: anatemno - рассекаю). Современная анатомия стремится не только описать строение той или иной части организ-ма человека, но и объяснить, почему она так устроена, раскрыть закономерности ее развития с учетом окружающей среды, возраст-ных, половых и индивидуальных особенностей человека, что позво-ляет целенаправленно подойти к их управлению и изменению. Ис-пользуя методы исследования из других наук, современная анато-мия имеет возможность изучить организм человека более глубоко.

Современная анатомия является описательной, эволюционной, функциональной, действенной.

Описание и накопление фактов в современной анатомии - лишь один из методов, а не единственная цель, как было в описательной анатомии. Да и описание фактов происходит на новом уровне, с применением новых методов исследования.

Строение организма человека нельзя правильно понять без уче-та его исторического развития, его эволюции, поскольку природа, а, следовательно, и человек, как высший продукт природы, как наиболее высокоорганизованная форма живой материи, непрерывно изменяется. Изменения организма человека происходили и при становлении его в историческом плане, и при индивидуальном раз-витии от момента зарождения до смерти.

Нельзя себе представить строение организма человека и его от-дельных образований без связи с функцией. Форма и функция - две основные диалектические категории, существующие во взаимо-связи и взаимообусловленности, прослеживаются на всех уровнях строения организма. В организме нет образований, которые бы не выполняли ту или иную функцию; не может быть и функции без ма-териальной основы. Под влиянием функции изменяется строение образования, изменившееся строение обеспечивает качественно но-вую функцию. Поэтому современная анатомия изучает строение организма в функциональном аспекте и во взаимосвязи с внешней средой.

Призванная решать задачи теории и практики физической куль-туры, анатомия изучает не только строение организма человека, но и материалы из других, смежных с нею, дисциплин.

1. Материалы топографической анатомии, изучающей взаимное расположение органов, позволяющей установить взаимовлияние их друг на друга, как в обычных условиях, так и при выполнении фи-зических упражнений

2 Материалы пластической анатомии, устанавливающей особен-ности формы тела, соотношения отдельных частей - пропорции те-ла и их связь со спортивными достижениями.

3. Материалы возрастной анатомии, изучающей строение тела человека в различные возрастные периоды.

Эти материалы дают возможность научно обоснованно подойти к решению вопросов в ранней специализации, отбора по морфологи-ческим признакам в ДЮСШ, построения учебно-тренировочного процесса с учетом не только паспортного, но и биологического воз-раста занимающихся и др.

4 Материалы проекционной анатомии, рассматривающей проек-цию границ отдельных органов на наружную поверхность тела, что обеспечивает знание не анатомического препарата, а живого чело-века. Особую важность приобретают знания об изменении границ органов при выполнении упражнений, так как изменение положения органов влияет и на их функцию.

5. Материалы по спортивной морфологии, позволяющие узнать строение организма спортсмена. Важность их очевидна. Чтобы рекомендовать занятия спортом, надо знать, какие изменения проис-ходят в организме человека в процессе и в результате этих заня-тий.

6. Материалы теоретической анатомии, дающей возможность объединить разрозненные факты и явления единой теорией, общи-ми закономерностями, без которых нельзя подойти к управлению ни процессами, происходящими в организме под влиянием спортив-ной деятельности, ни материальной основой, которая их обеспечи-вает.

7. Материалы динамической анатомии, способствующие овла-дению методом анатомического анализа положений и движений спортсмена, приближающие анатомические знания к практике.

8. Материалы цитологии, гистологии и эмбриологии, знакомя-щие с микроскопическим строением организма человека, с ранними стадиями его развития. Без знания этих элементов нельзя осмыслить и понять многие процессы, происходящие в организме во время спортивной деятельности.

В подготовке тренеров и педагогов по физическому воспитанию анатомия имеет общеобразовательное (мировоззренческое), пропедевтическое (подготовительное) и практическое (прикладное) значение.

Общетеоретическое значение анатомии состоит не только в том, что она позволяет получить правильное представле-ние о строении организма человека, но и в том, что она дает воз-можность убедиться в материальности мира, в наличии материаль-ной основы, обеспечивающей все многообразие функциональных проявлений человека, в том числе двигательной деятельности и психики. Анатомия на большом фактическом материале убедитель-но подтверждает, что организм человека, все составляющие его элементы - это разнообразные формы живой материи, которой свойственны законы материалистической диалектики и виды движе-ния материи. Изучение материальной сущности строения организ-ма человека, его становления и развития способствует диалектико-материалистическому миропониманию.

КОСТИ И ИХ СОЕДИНЕНИЯ

Все многообразие функций, выполняемых скелетом, можно объединить в две большие группы - механические функции и биологические функции. К механическим функциям относятся защитная, опорная, локомоторная и рессорная.

Защитная функция скелета состоит в том, что он образует стенки ряда полостей (грудной полости, полости черепа, полости таза, позвоночного канала) и является, таким образом, надежной защитой для располагающихся в этих полостях жизненно важных органов.

Опорная функция скелета заключается в том, что он явля-ется опорой для мышц и внутренних органов, которые, фиксируясь к костям, удерживаются в своем положении.

Локомоторная функция скелета проявляется в том, что кости - это рычаги, которые приводятся в движение мышцами (че-рез нервную систему), обусловливая различные двигательные ак-ты - бег, ходьбу, прыжки и т. п.

Рессорная функция скелета обусловлена способностью его смягчать толчки и сотрясения (благодаря сводчатому строению стопы, хрящевым прокладкам между костями в местах их соедине-ния, связкам внутри соединений костей, изгибам позвоночника и др.).

Биологические функции скелета связаны с участием его в обмене веществ, прежде всего в минеральном обмене. Кости - это депо минеральных солей кальция и фосфора. 99% всего кальция нахо-дится в костях. При недостатке в пище солей кальция компенса-ция их в организме осуществляется за счет кальция костей.

Кроме того, кости скелета принимают участие и в кроветворе-нии. Находящийся в них красный костный мозг вырабатывает эритроциты, зернистые формы лейкоцитов и кровяные пластинки. При этом в кроветворной функции участвует не только костный мозг, но и кости в целом, так что усиленная мышечная деятельность, оказывая влияние на кость, способствует и улучшению кроветворения.

КОСТИ

Основной структурно-функциональной единицей скелета явля-ется кость. Каждая кость в организме человека - это живой, плас-тичный, изменяющийся орган. Кость как орган состоит из несколь-ких тканей, имеет свою определенную морфологическую структуру и функционирует как часть целостного организма. Основной тканью в кости является костная ткань, кроме нее имеется плотная соединительная ткань, образующая, например, оболочку кости, покрывающую ее снаружи, рыхлая соединительная ткань, одевающая сосуды, хрящевая, покрывающая концы костей или образующая зоны роста, ретикулярная ткань - основа костного мозга и элементы нервной ткани - нервы и нервные окончания. Каждая кость имеет определенную форму, величину, строение и находится в связи с соседними костями. В состав скелета входит 206 костей - 85 парных и 36 непарных. Кости составляют примерно 18% веса тела.

Химический состав костей. Кость состоит из двух видов хими-ческих веществ: неорганических и органических. К неорганическим веществам относятся вода и соли (главным образом соли кальция). Органическое вещество кости называется оссеином. В свежей кости около 50% воды, 22% солей, 12% оссеина и 16% жира. Обез-воженная, обезжиренная и отбеленная кость содержит приблизи-тельно ¹/₃ оссеина и ²/₃ неорганических веществ.

Особое специфическое физико-химическое соединение органи-ческих и неорганических веществ в костях и обусловливает их ос-новные свойства - упругость, эластичность, прочность и твердость. В этом легко убедиться. Если кость положить в соляную кислоту, то соли растворятся, останется оссеин, кость сохранит форму, но ста-нет очень мягкой (ее можно завязать в узел). Если же кость под-вергнуть сжиганию, то органические вещества сгорят, а соли оста-нутся (зола), кость тоже сохранит свою форму, но будет очень хрупкой. Таким образом, эластичность кости связана с органиче-скими веществами, а твердость и крепость - с неорганическими. Кость человека выдерживает давление на 1 мм² 15 кг, а кирпич всего 0,5 кг.

Химический состав костей непостоянен, он меняется с возрастом, зависит от функциональных нагрузок, питания и других факторов. В костях детей относительно больше, чем в костях взрослых, оссеина, они более эластичны, меньше подвержены переломам, но под влиянием чрезмерных нагрузок легче деформируются Кости, выдерживающие большую нагрузку, богаче известью, чем кости менее нагруженные. Питание только растительной или только животной пищей также может вызвать изменения химического состава костей. При недостатке в пище витамина D в костях ребенка плохо откладываются соли извести, сроки окостенения нарушаются, а недоста-ток витамина А может привести к утолще-нию костей, запустению каналов в костной ткани.

В пожилом возрасте количество оссеина снижается, а количество неорганических ве-ществ солей, наоборот, увеличивается, что снижает ее прочностные свойства, создавая предпосылки к более частым переломам кос-тей. К старости в области краев суставных поверхностей костей могут появляться раз-растания костной ткани в виде шипов, выростов, что может ограничивать подвиж-ность в суставах и вызывать болезненные ощущения при движениях. О механических свойствах кости можно судить на основании их крепости на сжатие, растяжение, разрыв, излом и т. п. На сжатие кость в десять раз крепче хряща, в пять раз прочнее железобетона, в два раза больше крепости свинца. На растяжение компактное вещество кости выдерживает нагрузку до 10-12 кг на 1 мм², а на сжатие - 12-16 кг. По сопротивлению на разрыв кость в продольном на-правлении превышает сопротивление дуба и равна сопротивлению чугуна. Так, напри-мер, для раздробления бедренной кости давлением нужно приблизительно 3 тыс. кг, для раздробления большеберцовой кости не менее 4 тыс. кг. Органическое вещество кости - оссеин выдерживает нагрузку на растяжение 1,5 кг на 1 мм², на сжатие - 2,5 кг, крепость же сухожилий составляет 7 кг на 1 мм², Несмотря на значительную крепость и прочность кость весьма пластичный орган и может перестраиваться на протяжении всей жизни че-ловека.

Форма костей. Форма костей в скелете человека очень разнооб-разна. Различают: длинные, короткие, плоские и смешанные кости. Кроме того, есть кости пневматические и сесамовидные. Располо-жение костей в скелете связано с выполняемой ими функцией при общей закономерности: «Кости построены так, что при наименьшей затрате материала обладают наибольшей крепостью, легкостью, по возможности уменьшая влияние толчков и сотрясений» (П.Ф. Лесгафт).

Длинные кости расположены на конечностях, где они, как рычаги, обеспечивают значительный размах движений. В этих кос-тях преобладает продольный размер. В каждой длинной или труб-чатой кости различают среднюю часть - тело (диафиз) и 2 конца (эпифизы) - проксимальный и дистальный.

Проксимальный эпифиз расположен ближе к оси туловища, а дистальный - дальше от нее. Эпифизы костей утолщены, что уве-личивает поверхность соединяющихся костей, а следовательно, соз-дает более прочную опору и увеличивает силу полезного действия мышц, изменяя ее угол подхода к кости.

Внутри тела кости находится костномозговая полость, не уменьшающая ее прочности.

Короткие кости находятся там, где вместе с подвижностью и разнообразием движений необходима прочность (позвоночный столб, кости запястья). Размеры коротких костей одинаковы в трех плоскостях.

Плоские кости не содержат полости; между двумя пластинками компактного вещества в них располагается губчатое вещест-во. Плоские кости участвуют в образовании полостей для защиты органов (кости черепа, таза и др.).

Смешанные кости - это такие, различные части которых имеют разную форму (височная кость).

Пневматические, или воздухоносные, кости имеют внутри полость, выстланную слизистой оболочкой и заполненную воздухом, что облегчает вес кости, не уменьшая ее прочности.

Сесамовидные кости -- это кости, вставленные в сухожи-лия мышц и увеличивающие поэтому плечо силы мышц, способст-вующие усилению их действия.

Строение костей. Каждая кость снаружи покрыта соединительнотканной оболочкой - надкостницей, в которой различают два слоя: наружный и внутренний. Наружный слой надкостницы состоит из плотной волокнистой соединительной ткани, внутренний - из рыхлой соединительной ткани, в которой имеются клетки (остео-бласты), продуцирующие костное вещество (в связи с чем этот слой называется остеогенным или костеобразующим). За счет внутреннего слоя происходит рост кости в толщину и сраста-ние после нарушения целости. Надкостница богата сосудами и нервами.

Надкостница выполняет защитную функцию, питательную - со-суды из надкостницы проходят в кость - и костеобразовательную. Отделение надкостницы приводит к омертвению кости.

За надкостницей следует компактное (плотное) вещество кости, а затем губчатое вещество, состоящее из отдельных костных пере-кладин, расположенных в виде сетки так, что между ними образу-ются ячейки - полости (что напоминает губку). Компактное веще-ство в теле длинных трубчатых костей толще; в эпифизах, коротких и плоских костях - тоньше. Оно толще в тех костях, которые не-сут большую нагрузку (в плечевой кости компактный слой тоньше, чем в бедренной).

Перекладины губчатого вещества расположены не беспорядоч-но, а в определенных направлениях в виде дуг, арок, соответствен-но действию сил сжатия и растяжения. Если действие силы направ-лено перпендикулярно кости (например, позвонку), то переклади-ны расположены почти под прямым углом друг к другу. Если силы действуют под острым углом (сила тяги мышц), то изменяется и направление перекладин, обеспечивая прочность и надежность кости.

Все пространство внутри кости заполнено костным мозгом. Он бывает двух видов: красный и желтый. Красный костный мозг на-ходится в ячейках губчатого вещества кости. Следовательно, его много в плоских, коротких, сесамовидных костях и эпифизах длин-ных трубчатых костей. Он выполняет кроветворную функцию. Жел-тый костный мозг расположен в костномозговой полости диафизов длинных костей. Он богат жировыми клетками. В период внутри-утробного развития все кости содержат только красный костный мозг, а после рождения в полости диафизов костей красный кост-ный мозг постепенно к 12-15 годам замещается желтым. Общее количество красного костного мозга около 1500 см³.

С возрастом компактное вещество утолщается, перекладины губчатого вещества становятся крупнее. Мозговая полость с 7 до 10 лет увеличивается мало. К 18-20 годам строение кости стано-вится аналогичным строению кости взрослого, однако внутренняя перестройка ее происходит на протяжении всей жизни человека. Рельеф поверхности кости формируется в основном после рожде-ния. Прилегающие к костям сухожилия, сосуды оставляют на кос-тях отверстия, вырезки, борозды. В местах прикрепления площадь прикрепления мышц и создает опору для них. Чем сильнее разви-ты мышцы, тем резче выражен рельеф костей.

Микроскопически кость состоит из костных пластинок: пласти-нок остеона, вставочных пластинок и общих пластинок. Плас-тинки остеона, в виде концентрических кругов окружая кост-ный канал, где проходят сосуды и нервы, образуют структурную единицу кости - остеон. Вставочные пластинки неправиль-ной формы располагаются между остеонами. Общие пластинок и (наружные и внутренние) охватывают кость с наружной поверхности и со стороны костномозговой полости.

Развитие и рост костей. Кости развиваются из среднего заро-дышевого листка - мезодермы, в их формировании принимает уча-стие зародышевая соединительная ткань - мезенхима.

Большинство костей в процессе развития проходят три стадии: соединительнотканную, или перепончатую, хрящевую и костную. И только кости крыши черепа, кости лица, часть ключицы проходят две стадии: перепончатую и костную, минуя хрящевую. Кости, ко-торые развиваются сразу на месте соединительной ткани, называ-ются первичными, а кости, которые развиваются на месте хря-ща, - вторичными.

Развитие первичных костей происходит довольно просто: на месте будущей кости в соединительной ткани возникает ядро окостенения (островок), которое увеличивается в размерах, образуя компактное вещество и губчатое вещество; из наружного слоя мезенхимных клеток формируется надкостница.

Развитие вторичных костей происходит более сложно. Вначале соединительная ткань, прообраз будущей кости, становится хря-щевой моделью кости. Надхрящница, покрывающая хрящевую мо-дель, превращается в надкостницу, которая начинает образовывать костное вещество с периферии (перихондральное окостенение). Вместе с этим внутри хряща также появляются остеогенные (костеобразующие) островки - ядра окостенения (энхондральное окосте-нение). Одновременно с продукцией кости идет и обратный процесс - процесс рассасывания с внутренней стороны костей (изнут-ри), в связи с чем образуется костномозговая полость и ячейки в губчатом веществе. Эти два процесса, обусловливая друг друга, протекают параллельно, формируя кость соответственно ее назна-чению.

К моменту рождения диафизы трубчатых костей уже являются окостеневшими. Окостенение эпифизов происходит после рождения. В проксимальном эпифизе ядро окостенения появляется обычно в первые месяцы после рождения, а в дистальном - на 2-м году жизни. Это основные ядра окостенения. У детей и юношей появ-ляются добавочные точки окостенения в тех местах кости, где прикрепляются мышцы, связки. Они называются апофизами. Меж-ду эпифизом и диафизом остается прослойка хряща, за счет кото-рой и осуществляется рост костей в длину. Полное синостозирование дистального эпифиза с телом кости происходит к 21 году, а проксимального - к 24 годам.

Окостение может нарушаться при недостатке в пище витаминов, понижении функции желез внутренней секреции (передней доли гипофиза, щитовидной) и т. п.

Таким образом, рост плоских костей происходит за счет над-костницы и соединительной ткани швов; рост трубчатых костей в толщину - также за счет надкостницы, а в длину - за счет эпифизарных хрящей, расположенных между эпифизом и диафизом. Рост трубчатых костей в основном заканчивается у женщин в 17-20 Лет, у мужчин в 19-23 года. Имеются наблюдения, указываю-щие на то, что рост костей может происходить и после окостенения эпифизарных хрящей, за счет хряща, покрывающего суставные по-верхности костей.

Соединения костей

Кости в организме человека расположены не изолированно друг от друга, а связаны между собой в одно единое целое. Причем характер их соединения определяется функциональными усло-виями: в одних частях скелета движения между костями выражены больше, в других - меньше. Еще П.Ф. Леосгафт писал, что «ни в одном другом отделе анатомии нельзя так «стройно» и последователь-но выявить связь между формой и отправлением» (функцией). По форме соединяющихся костей можно определить характер движе-ния, а по характеру движений - представить форму соеди-нений.

Основным положением при соединении костей является то, что они «соединяются между собой таким образом, что при наимень-шем объеме места соединения здесь существуют наибольшее разно-образие и величина движений при возможно большей крепости в наиболее выгодном противодействии влиянию толчков и сотрясе-ний» (П.Ф. Лесгафт).

Все многообразие соединения костей можно представить в виде трех основных типов. Различают непрерывные соединения - синартрозы, прерывные - диартрозы и полупрерывные - гемиартрозы (полусуставы).

Непрерывными соединениями костей называются та-кие, при которых между костями нет перерыва, они связаны спло-шной прослойкой ткани.

Прерывные соединения - это такие, когда между соеди-няющимися костями имеется перерыв - полость.

Полупрерывные соединения характеризуются тем, что в ткани, которая расположена между соединяющимися костями, имеется небольшая полость - щель (2-3 мм), заполненная жид-костью. Однако эта полость не разделяет полностью костей, и основные элементы прерывного соединения отсутствуют. Примером такого вида соединений может служить соединение между лобковыми костями.

Непрерывные соединения костей филогенетически более древ-ние. У низших животных исключительно непрерывные соединения. У человека большую часть составляют прерывные соединения ко-стей. Это более поздний, наиболее совершенный и наиболее под-вижный вид соединений, хотя и менее прочный. Происходят прерывные соединения из непрерывных путем их постепенного преобра-зования.

Возникновение различного характера соединений костей можно наблюдать и в онтогенезе человека. Аналогично стадиям развития костей происходит и развитие их соединений. На ранних стадиях образования скелета зачатки костей связаны друг с другом лишь зародышевой соединительной тканью. В зависимости от функци-ональной направленности там, где между соединяющимися костя-ми нет необходимости в движениях большого размаха, остается со-единительная ткань, которая может превращаться в хрящ для обеспечения подвижности и амортизации толчков или в кость. Так формируются непрерывные соединения. Там, где необходима боль-шая подвижность между костями, соединительная ткань рас-сасывается, возникает прерывное соединение, с полостью между костями. Полость появляется к концу 2-го месяца эмбриональной жизни.

Функциональная характеристика непрерывных соединений костей

В зависимости от характера ткани, расположенной между сое-диняющимися костями, различают соединения с помощью собст-венно соединительной ткани (синдесмозы), хрящевой (синхондро-зы) и костной (синостозы) (см. схему).

Синдесмозы. Если в соединительной ткани, находящейся между костями, преобладают коллагеновые волокна, такие соединения на-зываются фиброзными, если эластические - эластическими. Фиб-розные соединения в зависимости от величины прослойки могут быть в виде связок (между отростками позвонков), в виде перепо-нок шириной 3-4 см (между костями таза, предплечья, голени) или в виде швов (между костями черепа), где прослойка соедини-тельной ткани составляет всего 2-3 мм. Примером непрерывных соединений эластического типа могут служить желтые связки поз-воночника, находящиеся между дугами позвонков.

Синхондрозы. В зависимости от строения хряща эти соединения подразделяют на соединения с помощью волокнистого хряща (меж-ду телами позвонков) и соединения с помощью гиалинового хряща (реберная дуга, между диафизом и эпифизом, между отдельными частями костей черепа и т. д.).

Хрящевые соединения могут быть временными (соединения крестца с копчиком, частей тазовой кости и др.), которые затем превращаются в синостозы, и постоянными, существующими на протяжении всей жизни (синхондроз между височной костью и за-тылочной).

Гиалиновые соединения более упругие, но хрупкие по сравне-нию с волокнистыми.

Синостозы. Это соединения костей костной тканью - окостене-ние эпифизарных хрящей, окостенение швов между костями черепа.

Непрерывные соединения костей (кроме синостозов) подвижны. Степень подвижности зависит от величины прослойки ткани и ее

плотности. Более подвижными являются собственно-соединительнотканные соединения, менее подвижными - хрящевые. Непрерывные соединения обладают также хорошо выраженным свойством амор-тизации толчков и сотрясений.

Функциональная характеристика прерывных соединений костей

Прерывные соединения костей называют еще синовиальными соединениями, полостными соединениями или суставами. Сустав имеет свои специфические конструкцию, расположение в организ-ме и выполняет определенные функции.

В каждом суставе различают основные элементы и добавочные образования. К основным элементам сустава относятся: суставные поверхности соединяющихся кос-тей, суставная сумка (капсула) и суставная полость.

Суставные поверхности соединяющихся костей должны в определенной мере соответство-вать друг другу по форме. Если поверхность одной кости выпукла, то поверхность другой несколько вогнута. Суставные поверхности покрыты обычно гиалиновым хрящом, который уменьшает тре-ние, облегчает скольжение кос-тей при движениях, является амортизатором и предотвращает срастание костей. Толщина хря-ща 0,2-4 мм. В суставах с огра-ниченной подвижностью сустав-ные поверхности покрыты волокнистым хрящом (крестцово-подвздошный сустав).

Суставная сумка - это соединительнотканная оболочка, герметически окружающая сус-тавные поверхности костей. Она имеет два слоя: наружный - фиброзный (очень плотный, креп-кий) и внутренний - синовиаль-ный (со стороны полости сустава покрыт слоем эндотелиальных клеток, которые вырабатывают синовиальную жидкость).

Суставная полость - небольшая щель между соединяющимися костями, заполненная синовиальной жидкостью, которая, смачивая поверхности соединяющихся костей, уменьшает трение, силой сцепления молекул с поверхностями костей укрепляет суставы, а также смягчает толчки.

Добавочные образования формируются в результате функциональных требований, как реакция на увеличение и специ-фичность нагрузки. К добавочным образованиям относятся внутри-суставные хрящи: диски, мениски, суставные губы, связки, выросты синовиальной оболочки в виде складок, ворсинок. Они являются амортизаторами, улучшают конгруентность поверхностей соединяю-щихся костей, увеличивают подвижность и разнообразие движений, способствуют более равномерному распределению давления одной кости на другую. Диски - это сплошные хрящевые образования, расположенные внутри сустава (в височно-нижнечелюстном); ме-ниски имеют форму полулуний (в коленном суставе); губы в виде хрящевого ободка окружают суставную поверхность (около суставной впадины лопатки); связки - это пучки соединительной ткани, идущие от одной кости к другой, они не только тормозят движе-ния, но и направляют их, а также укрепляют суставную сумку; вы-росты синовиальной оболочки - это вдающиеся в полость сустава складки, ворсинки, заполненные жиром.

Суставная сумка, связки, мышцы, окружающие сустав, атмос-ферное давление (внутри сустава давление отрицательное) и сила сцепления молекул синовиальной жидкости - все это факторы, ук-репляющие суставы.

Суставы выполняют в основном три функции: содействуют сохранению положения тела и его отдельных звеньев, участвуют в перемещении частей тела по отношению друг к другу и, наконец, участвуют в локомоциях - перемещениях всего тела в простран-стве. Эти функции определяются действием активных сил - мышц. В зависимости от характера мышечной деятельности в процессе эволюции и образовались соединения различной формы, имеющие различные функции.

Классификация суставов. По количеству соединяющихся костей суставы разделяются на простые и сложные. В простых суставах соединяются только две кости, в сложных - три и более.

По форме суставных поверхностей различают шаровидные (с разновидностью - ореховидным суставом), эллипсовидные, седловидные, цилиндрические, блоковидные и плоские суставы.

По количеству осей вращения - трехосные с тремя осями вра-щения, двуосные - с двумя осями вращения и одноосные - с одной осью вращения. К трехосным суставам относятся шаровидные и ореховидные, к двуосным - эллипсовидные и седловидные, к одосным - блоковидные и цилиндрические. Плоские суставы осей вращения не имеют, в них возможно лишь небольшое скольжение костей по отношению друг к другу. Чем больше осей вращения в суставе, тем больше в нем подвижность и разнообразнее движения, но крепость и прочность меньше. Различают еще комбинированные и двукамерные суставы. Два или несколько самостоятельных суста-вов, движения в которых происходят одновременно, называются комбинированными. Полость двухкамерных суставов разделяется внутрисуставным хрящом (диком) на две части (камеры).

Рассматривая суставные поверхности костей как геометрические отрезки тела вращения, можно полагать, что движения костей в суставах происходят вокруг осей вращения. Осью вращения *назы-вается линия, мысленно проводимая через центр сустава, вокруг которой одна кость вращается по отношению к другой. При этом следует помнить, что движения в суставе происходят перпендику-лярно оси вращения. Различают три взаимно перпендикулярные оси: поперечную, или фронтальную, передне-заднюю, или сагитталь-ную, и вертикальную. Все движения в суставах рассматриваются из анатомического положения тела. Вокруг поперечной оси в области конечностей возможны сгибание (когда угол между соединяющимися костями уменьшается) и разгибание (когда угол между ними увеличивается); в области головы и туловища - наклоны вперед и назад. Вокруг передне-задней оси в области конечностей возможны отведение (движение от срединной линии тела) и приведение (дви-жение к срединной линии тела); в области головы и туловища - на-клоны в стороны. Вокруг вертикальной оси в области конечностей возможны поворот наружу - супинация и поворот внутрь - пронация, а в области головы и шеи - повороты в сто-роны (скручивание).

Суставы шаровидной формы характеризуются тем, что по-верхность одной из соединяющихся костей имеет форму шара, а по-верхность другой - несколько вогнута. В этих суставах три взаим-но перпендикулярные оси вращения. Примером типичного шаро-видного сустава является плечевой. В ореховидном суставе поверх-ности костей очень конгруентны, головка одной кости больше чем на ¹/₂ входит в суставную впадину другой кости. Оси вращения здесь те же, что и в шаровидном суставе, но размах движений значитель-но меньше.

Суставы эллипсовидной формы имеют суставные поверх-ности (и выпуклую и вогнутую) в виде эллипса. Движения в этих суставах происходят вокруг двух осей вращения - поперечной (сгибание и разгибание), и передне-задней (отведение и приве-дение). К суставам эллипсовидной формы относятся: луче-запястный и атланто-затылочный.

В суставах седловидной формы поверхности соединяю-щихся костей напоминают часть поверхности седла. В них также две оси вращения - поперечная и передне-задняя - с соответст-вующими движениями. Примером такого сустава является сустав между запястьем и 1-й пястной костью. Здесь сгибание называется противопоставлением, а разгибание - отставлением. В эллипсо-видных и седловидных суставах возможны и круговые движения небольшого размаха.

Суставы цилиндрической формы имеют суставные по-верхности в виде отрезков цилиндра, причем одна из них выпук-лая, другая вогнутая. Движения в них происходят вокруг верти-кальной оси, идущей вдоль кости (сустав между лучевой и локтевой костями), - пронация и супинация.

В суставах блоковидной формы поверхность одной кости имеет углубление, а поверхность второй - направляющий, соответственно углублению, выступ. У этих суставов лишь одна ось вра-щения - поперечная, вокруг которой возможны сгибание и разги-бание. В качестве примера суставов блоковидной формы можно привести межфаланговые суставы.

В суставах плоской формы суставные поверхности костей хорошо соответствуют друг другу. Подвижность в них невелика (крестцово-подвздошное соединение).

С формой сустава связана подвижность, расположение связок и мышц. В блоковидных суставах связки боковые, в шаровидных они расположены вокруг сустава более или менее равномерно. Мышечные группы в одноосных суставах перекрещивают ось вра-щения почти под прямым углом, в многоосных - косо.

мышцы

Мышцы - активная часть двигательного аппарата. Благодаря им, возможны: все многообразие движений между звеньями скелета (туловищем, головой, конечностями), перемещение тела человека в пространстве (ходьба, бег, прыжки, вращения и т. п.), фиксация частей тела в определенных положениях, в частности сохранение вертикального положения тела.

С помощью мышц осуществляются механизмы дыхания, жева-ния, глотания, речи, мышцы влияют на положение и функцию внут-ренних органов, способствуют току крови и лимфы, участвуют в об-мене веществ, в частности теплообмене. Кроме того, мышцы - один из важнейших анализаторов, воспринимающих положение тела че-ловека в пространстве и взаиморасположение его частей.

В теле человека насчитывается около 600 мышц. Большинство из них парные и расположены симметрично по обеим сторонам тела человека. Мышцы составляют: у мужчин - 42% веса тела, у женщин - 35%, в пожилом возрасте - 30%, у спортсменов - 45-52%. Более 50% веса всех мышц расположено на нижних конеч-ностях; 25-30% - на верхних конечностях и, наконец, 20-25% - в области туловища и головы. Нужно, однако, заметить, что сте-пень развития мускулатуры у разных людей неодинакова. Она зависит от особенностей конституции, пола, профессии и других фак-торов. У спортсменов степень развития мускулатуры определяется не только характером двигательной деятельности. Систематические физические нагрузки приводят к структурной перестройке мышц, увеличению ее веса и объема. Этот процесс перестройки мышц под влиянием физической нагрузки получил название функциональной гипертрофии.

В зависимости от места расположения мышц их подразделяют на соответствующие топографические группы. Различают мышцы головы, шеи, спины, груди, живота; пояса верхних конечностей, плеча, предплечья, кисти; таза, бедра, голени, стопы. Кроме этого, могут быть выделены передняя и задняя группы мышц, поверхностные и глубокие мышцы, наружные и внутренние.

Строение мышцы. Мышца - это орган, являющийся целостным образованием, имеющим только ему присущие строение, функцию и расположение в организме. В состав мышцы как органа входят поперечно-полосатая скелетная мышечная ткань, составляющая ее основу, рыхлая соединительная ткань, плотная соединительная ткань, сосуды, нервы. Основные свойства мышечной ткани - возбу-димость, сократимость, эластичность - более всего выражены в мышце как органе.

Сократимость мышц регулируется нервной системой. И.М. Сеченов писал: «Мышцы суть двигатели нашего тела, но сами по себе, без толчков из нервной системы, они действовать не могут, по-этому рядом с мышцами в работе участвует всегда нервная система и участвует на множество ладов».

В мышцах находятся нервные окончания - рецепторы и эффек-торы. Рецепторы - это чувствительные нервные окончания (свобод-ные - в виде концевых разветвлений чувствительного нерва или несвободные - в виде сложно построенного нервно-мышечного ве-ретена), воспринимающие степень сокращения и растяжения мыш-цы, скорость, ускорение, силу движения. От рецепторов информа-ция поступает в центральную нервную систему, сигнализируя о со-стоянии мышцы, о том, как реализована двигательная программа действия, и т.п. В большинстве спортивных движений участвуют почти все мышцы нашего тела. В связи с этим нетрудно себе пред-ставить, какой огромный поток импульсов притекает в кору голов-ного мозга при выполнении спортивных движений, как разнообразны получаемые данные о месте и степени напряжения тех или других групп мышц. Возникающее при этом ощущение частей своего тела, так называемое мышечно-суставное чувство, является одним из важнейших для спортсменов.

Эффекторы - это нервные окончания, по которым поступают импульсы из центральной нервной системы к мышцам, вызывая их возбуждение. К мышцам подходят также нервы, обеспечивающие мышечный тонус и уровень обменных процессов. Двигательные нервные окончания в мышцах образуют так называемые моторные бляшки. По данным электронной микроскопии, бляшка не прободает оболочку, а вдавливается в нее, между бляшкой и мыш-цей образуется контакт - синаптическая связь. Место вхо-да в мышцу нервов и сосудов называют воротами мышц.

Каждая мышца имеет среднюю часть, способную сокращаться и называемую брюшком, и сухожильные концы (сухожи-лия), не обладающие сократимостью и служащие для прикрепле-ния мышц.

Брюшко мышцы содержит различной толщины пучки мышечных волокон. Каждое мышечное волокно, кнаружи от сарколеммы, окутано соединительнотканной оболочкой - эндомизием, содержащей сосуды и нервы. Группы мышечных волокон, объединяясь между собой, образуют мышечные пучки, окруженные уже более толстой соединительнотканной оболочкой, называемой перимизием. Снаружи брюшко мышцы одето еще более плотным и проч-ным покровом, который называется фасцией. Она построена из плотной соединительной ткани и имеет довольно сложное строение. Соответственно новым данным (В.В. Кованов, 1961; А.П. Сорокин, 1973), фасции делят на рыхлые, плотные, поверхностные и глубокие. Рыхлые фасции формируются под действием незначительных сил тяги. Плотные фасции образуются обычно вокруг тех мышц, которые в момент их сокращения производят сильное боковое давление на окружающий их соединительнотканный футляр. Поверхностные фасции лежат непосредственно под подкожным жировым слоем, не расщепляются на пластинки и «одевают» все наше тело, образуя для него своеобразный футляр. Следует заметить, что футлярный принцип строения характерен для всех фасций и был подробно изучен Н.И. Пироговым. Глубокие (собственные) фасции покрывают отдельные мышцы и группы мышц, а также образуют влагалища для сосудов и нервов.

Все соединительнотканные образования мышцы с мышечного брюшка переходят на сухожильные концы. Они состоят из плотной волокнистой соединительной ткани, коллагеновые волокна которой лежат между мышечными волокнами, плотно соединяясь с их сарколеммой.

Сухожилие в организме человека формируется под влиянием ве-личины мышечной силы и направления ее действия. Чем больше эта сила, тем сильнее разрастается сухожилие. Таким образом, у каждой мышцы характерное для нее (как по величине, так и по форме) сухожилие.

Сухожилия мышц по цвету резко отличаются от мышц. Мышцы имеют красно-бурый цвет, а сухожилия белые, блестящие. Форма сухожилий мышц весьма разнообразна, но чаще встречаются сухо-жилия цилиндрической формы или плоские. Плоские, широкие су-хожилия носят названия апоневрозов (мышцы живота и др.). Сухожилия очень прочны и крепки. Например, пяточное сухожилие выдерживает нагрузку около 400 кг, а сухожилие четырехглавой мышцы бедра - 600 кг.

Сухожилия мышцы фиксируются или прикрепляются. В большинстве случаев они прикрепляются к надкостнице костных звеньев скелета, подвижных по отношению друг к другу, а иногда к фасциям (предплечья, голени), к коже (в области лица) или к органам (мышцы глазного яблока, мышцы языка). Одно из сухожилий мыш-цы является местом ее начала, другое - местом прикрепления. За начало мышцы обычно принимается ее проксимальный конец (проксимальная опора), за место прикрепления - дистальная часть (дистальная опора). Место начала мышцы считают неподвижной точкой (фиксированной), место прикрепления мышцы к подвижно-му звену - подвижной точкой. При этом имеют в виду наиболее часто наблюдаемые движения, при которых дистальные звенья тела, находящиеся дальше от тела, более подвижны, чем проксимальные, лежащие ближе к телу. Но встречаются движения, при кото-рых бывают закреплены дистальные звенья тела, и в этом случае проксимальные звенья приближаются к дистальным. Таким обра-зом, мышца может совершать работу или при проксимальной или при дистальной опоре. Следует заметить, что сила, с которой мыш-ца будет притягивать дистальное звено к проксимальному и, наобо-рот, проксимальное к дистальному, всегда будет оставаться одина-ковой (по третьему закону Ньютона - о равенстве действия и про-тиводействия).

Мышцы, будучи органом активным, характеризуются интенсив-ным обменом веществ, хорошо снабжены кровеносными сосудами, которые доставляют кислород, питательные вещества, гормоны и уносят продукты мышечного обмена и углекислый газ. В каждую мышцу кровь поступает по артериям, протекает в органе по много-численным капиллярам, а оттекает из мышцы по венам и лимфати-ческим сосудам. Ток крови через мышцу непрерывен. Однако коли-чество крови и число капилляров, пропускающие ее, зависят от характера и интенсивности работы мышцы. В состоянии относи-тельного покоя функционирует примерно ¹/₃ капилляров.

Сухожилия мышцы, в которых обмен веществ несколько мень-ше, снабжаются сосудами беднее тела мышцы. В тех участках су-хожилий, которые испытывают давление со стороны соседних обра-зований (костные блоки, костно-фиброзные каналы), сосудистое русло претерпевает перестройку и наряду с местами концентрации сосудов встречаются безсосудистые зоны.

Вспомогательный аппарат мышц. К вспомогательному аппарату мышц относятся фасции, фиброзные и костно-фиброзные каналы, удерживатели, синовиальные сумки и влагалища, а также сесамовидные кости. Фасции покрывают как отдельные мышцы, так и группы мышц. Межмышечные перегородки отходят от фасций вглубь, отделяя друг от друга группы мышц, и прикрепляются к ко-стям, образуя для них футляры, называемые фиброзными каналами. Если мышцы лежат между фасцией и костью, то канал называется костно-фиброзным.

Удерживатели - лентообразные утолщения фасций, располагаясь поперечно над сухожилиями мышц, подобно ремням фиксируют их к костям.

Синовиальные сумки, тонкостенные соединительнотканные мешочки, заполненные жидкостью, похожей на синовию, и расположенные под мышцами, между мышцами и сухожилиями или костью, уменьшают трение. Синовиальные влагалища раз-виваются в тех местах, где сухожилия прилегают к кости (т. е. в костно-фиброзных каналах). Это замкнутые образования, в виде муф-ты или цилиндра охватывающие сухожилие. Каждое синовиальное влагалище состоит из двух листков. Один листок, внутренний, охва-тывает сухожилие, а второй, наружный, выстилает стенку фиброз-ного канала. Между листками находится небольшая щель, заполненная синовиальной жидкостью, облегчающей скольжение сухожилия.

Сесамовидные кости развиваются в толще сухожилий, ближе к месту их прикрепления. Они изменяют угол подхода мыш-цы к кости и увеличивают плечо силы мышцы. Самой крупной сесамовидной костью является надколенник.

Вспомогательные аппараты мышц образуют дополнительную опору для мышц - мягкий скелет, обусловливают направление тя-ги мышц, способствуют их изолированному сокращению, не дают смещаться при сокращении, увеличивают их силу и способствуют кровообращению и лимфотоку.

Классификация мышц. В основу классификации мышц положен функциональный принцип, так как величина, форма, направление мышечных волокон, положение мышцы зависят от выполняемой ею функции и совершаемой работы.

По форме мышцы делятся на длинные, короткие, широкие. В длинных мышцах продольный размер превалирует над поперечным. Они всегда сокращаются целиком, имеют незначительную площадь прикрепления к костям, расположены в основном на ко-нечностях и обеспечивают значительную амплитуду их движений. У коротких мышц продольный размер лишь немного больше по-перечного. Они встречаются на тех участках тела, где размах дви-жений невелик (например, между отдельными позвонками, между затылочной костью, атлантом и осевым позвонком).

Широкие мышцы находятся преимущественно в области тулови-ща и поясов конечностей. Эти мышцы имеют пучки мышечных воло-кон, идущих в разных направлениях, сокращаются как целиком, так и своими отдельными частями; у них значительная площадь прикрепления к костям. В отличие от других мышц они обладают не только двигательной функцией, но также опорной и защитной. Так, мышцы живота помимо участия в движениях туловища, актах дыхания, натуживания укрепляют стенку живота, способствуя удер-жанию внутренних органов.

Существенное значение для работы мышц имеет направление их волокон. По направлению волокон выделяют мышцы с параллельными волокнами, идущими вдоль брюшка мышцы (длин-ные, веретенообразные и лентовидные мышцы), с поперечными во-локнами и с косыми волокнами. Если косые волокна присоединя-ются к сухожилию под углом к длине брюшка с одной стороны, то такие мышцы называются одноперистыми, если же с двух сторон - двуперистыми. Одноперистые и двуперистые мышцы имеют корот-кие многочисленные волокна и при своем сокращении могут разви-вать значительную силу

Мышцы, имеющие круговые волокна, располагаются вокруг от-верстий и при своем сокращении суживают их (например, круговая мышца глаза, круговая мышца рта). Эти мышцы называются сжимателями или сфинктерами. Иногда мышцы имеют веерообразный ход волокон. Чаще это широкие мышцы, располагающиеся в области шаровидных суставов и обеспечивающие разнообразие движений.

Мышцы скелета имеют различную сложность устройства. Мышцы с одним брюшком и двумя сухожилиями - это про-стые мышцы. Сложные мышцы в отличие от них имеют не одно, а два, три или четыре брюшка, называемые головками, и несколько сухожилий. В одних случаях эти головки начинаются проксималь-ными сухожилиями от разных костных точек, а затем сливаются в брюшко, которое прикрепляется одним дистальным сухожилием. В других случаях мышцы начинаются одним проксимальным сухо-жилием, а брюшко заканчивается несколькими дистальными сухожилиями, прикрепляющимися к разным костям. Встречаются мышцы, где брюшко разделено одним промежуточным сухожилием или несколькими сухожильными перемычками.

По положению в теле человека мышцы делятся на поверх-ностные, глубокие, наружные, внутренние, медиальные и лате-ральные.

Выполняя многочисленные функции, мышцы работают согла-сованно, образуя функциональные рабочие группы. Мышцы включаются в функциональные группы по направлению движения в суставе, по направлению движения части тела, по из-менению объема полости и по изменению размера отверстия. При движениях конечностей и их звеньев выделяют функциональные группы мышц - сгибающие, разгибающие, отводящие, приводящие, пронирующие и супинирующие. При движении туловища различают функциональные группы мышц - сгибающие и разгибающие, на-клоняющие вправо или влево, скручивающие вправо или влево. По отношению к движению отдельных частей тела выделяют функцио-нальные группы мышц, поднимающие и опускающие, осуществляю-щие движение вперед и назад; по изменению объема полости - функциональные группы, увеличивающие, например, внутригрудное или внутрибрюшное давление или уменьшающие его; по изменению размера отверстия - суживающие и расширяющие его.

В процессе эволюции функциональные группы мышц развива-лись парами: сгибающая группа формировалась совместно с разгибающей, пронирующая - совместно с супинирующей и т. п. Это наглядно выявляется на примерах развития суставов. Оказывается, что каждая ось вращения в суставе, выражая его форму, имеет свою функциональную пару мышц. Такие пары состоят, как прави-ло, из противоположных по функции групп мышц. Так, одноосные суставы имеют одну пару мышц, двуосные - две пары, а трехосные - три пары или соответственно две, четыре, шесть функциональных групп мышц.

Синергизм и антагонизм в действиях мышц. Мышцы, входящие в функциональную группу, характеризуются тем, что проявляют одинаковую двигательную функцию. В частности, все они или при-тягивают кости - укорачиваются, или отпускают - удлиняются, или же проявляют относительную стабильность напряжения, раз-меров и формы.

Мышцы, совместно действующие в одной функциональной группе, называются синергистами. Синергизм проявляется не только при движениях, но и при фиксации частей тела и их отпускании. Мышцы противоположных по действию функциональных групп мышц называются антагонистами. Так, мышцы-сгибатели бу-дут антагонистами мышц-разгибателей, пронаторы - антагониста-ми супинаторов и т. п. Однако истинного антагонизма между ними нет. Он проявляется лишь в отношении определенного движения или определенной оси вращения.

Следует отметить, что при движениях, в которых участвует од-на мышца, синергизма может не быть. Вместе с тем антагонизм имеет место всегда, и только согласованная работа мышц-синергистов и мышц-антагонистов обеспечивает плавность движений и пре-дотвращает травмы. Фиксация частей тела достигается лишь путем синергизма всех мышц, окружающих тот или иной сустав. По отно-шению к суставам различают мышцы одно-, двух- и многосу-ставные. Односуставные мышцы фиксируются к соседним костям скелета и переходят через один сустав, а многосуставные мышцы переходят через два и более суставов, производят движения в них.

Двигательная функция мышц. Поскольку каждая мышца фиксируется преимущественно к костям, то внешне двигательная функ-ция ее выражается в том, что она либо притягивает кости, либо удерживает, либо отпускает их.

Мышца притягивает кости, когда она активно сокращается, брюшко ее укорачивается, места прикреплений сближаются, рас-стояние между костями и угол в суставе уменьшаются в сторону тяги мышцы.

Удержание костей происходит при относительно постоянном напряжении мышцы, почти незаметном изменении ее длины.

Если движение осуществляется при эффективном действии внешних сил, например силы тяжести, то мышца удлиняется до оп-ределенного предела и отпускает кости; они отдаляются друг от друга, причем движение их происходит в обратном направлении по сравнению с тем, которое имело место при притягивании костей.