Роль скелета, виды и структуры костей

Форма суставных поверхностей определяет число осей, вокруг которых происходит движение в данном суставе. Таким образом, выделяют одноосные, двуосные и многоосные суставы.

  ОДНООСНЫЕ СУСТАВЫ

Блоковидный сустав, ginglymus. На суставной поверхности цилиндрической формы имеется костный гребешок, а на соответствующей суставной впадине –  направляющая бороздка. Блоковидная поверхность располагается поперечно по отношению к длиннику костей, образующих сустав. Это, например, межфаланговые суставы кисти и стопы. Движение в блоковидном суставе происходит вокруг поперечной оси, расположенной во фронтальной плоскости. Вокруг нее возможны сгибание и разгибание. Разновидностью блоковидного сустава является винтообразный сустав. В нем гребешок и бороздка суставных поверхностей располагаются под углом к оси вращения сустава.  Движения в винтообразном суставе осуществляются вокруг поперечной оси (аналогичны движениям в блоковидном суставе) но с некоторым винтообразным смещением сочленяющихся поверхностей (например, локтевой сустав).

ДВУОСНЫЕ СУСТАВЫ

Эллипсовидный сустав, articulatio ellipsoidea. Суставные поверхности по форме представляют собой отрезки эллипса в виде головки и соответствующей ей ямки. Движения в суставе возможны вокруг двух взаимно перпендикулярных осей. Примером может служить лучезапястный сустав, имеющий две оси - фронтальную и сагиттальную. Вокруг фронтальной оси происходит сгибание и разгибание, а вокруг сагиттальной - приведение отведение.

Седловидный сустав, articulatio sellaris. Образован взаимозахватывающими суставными поверхностями седловидной формы. Выпуклость одной поверхности соответствует вогнутое другой. Движения аналогичны движениям в эллипсоидном суставе и осуществляются вокруг двух взаимно перпендикулярных осей. Пример - сустав между пястной костью I пальца кисти костью-трапецией запястья (art. carpometacdrpea pollicis).

Мыщелковый сустав, articulatio bicondylaris. Выпуклая суставная поверхность всегда располагается на выступающем округлом отростке, называемом мыщелком, condylus. Этот сустав представляет собой как бы переходную форму от блоковидного к эллипсоидному, однако, в блоковидном суставе меньше разность в величине и форме сочленяющихся поверхностей, чем в мыщелковом. Последний от эллипсоидного отличается количеством суставных головок: в эллипсоидном - одна, в мыщелковом - две.

В мыщелковом суставе возможны движения вокруг двух осей Пример - коленный сустав: вокруг фронтальной оси происходит, сгибание и разгибание, вокруг продольной - вращение.

МНОГООСНЫЕ СУСТАВЫ (С ТРЕМЯ ОСЯМИ ДВИЖЕНИЯ)

Шаровидный сустав, articulatio spheroidea. Выпуклая суставная поверхность (головка) имеет форму шара, а вогнутая - форму соответствующей ей впадины. Суставная впадина имеет меньшие размеры, чем головка, поэтому движения в таком суставе могут совершаться свободно и вокруг множества осей. В шаровидных суставах возможны различные движения: сгибание и разгибание (вокруг фронтальной оси), приведение и отведение (вокруг сагиттальной оси) и вращение (вокруг продольной оси). . Вследствие большой разницы в размерах сочленяющихся поверхностей шаровидный сустав является самым подвижным из всех суставов. Пример - плечевой сустав.

Чашеобразный сустав, articulatio cotylica. Это разновидность шаровидного сустава, разница лишь в глубине суставной ямки. Последняя охватывает головку больше чем наполовину. Следовательно, разность угловых размеров суставных поверхностей головки и впадины невелика, что в значительной степени ограничивает объем (размах) движений в этом суставе. Пример - тазобедренный сустав.

Плоский сустав, articulatio plana. Суставные поверхности сустава изогнуты мало и напоминают отрезки (участки) поверхности шара большого диаметра. Движения в суставе могут совершаться вокруг трех осей, но объем их ограничен вследствие  незначительной разницы кривизны и размеров суставных поверхностей.

СИМФИЗ.

К симфизам, symphysis, - переходным соединениям - относятся фиброзные или хрящевые соединения, в толще которых имеется небольших размеров полость в виде узкой щели. Такое соединение снаружи не покрыто капсулой, а внутренняя поверхность щели не выстлана синовиальной оболочкой. Переходные соединения могут быть укреплены (усилены) межкостными связками. В этих соединениях возможны небольшие смещения сочленяющихся костей относительно друг друга. Симфизы встречаются в грудине - симфиз рукоятки грудины, в позвоночном столбе - межпозвоночные симфизы и в тазу - лобковый симфиз.

Взаимодействие  костей скелета происходит благодаря наличию мышц, приводящих в движение отделы скелета.

Скелетная мышца - образована поперечнополосатыми мышечными волокнами. Их поперечная исчерченность обусловлена наличием чередующихся двоякопреломляющих проходящий свет дисков - анизотропных, более темных, и однопреломляющих свет - изотропных, более светлых. Каждое мышечное волокно состоит из недифференцированной цитоплазмы, или саркоплазмы, с многочисленными ядрами, которая содержит множество дифференцированных поперечно-полосатых миофибрилл. Периферия мышечного волокна окружена прозрачной оболочкой, или сарколеммой, содержащей фибриллы коллагеновой природы. Небольшие группы мышечных волокон окружены соединительнотканной оболочкой - эндомизием, endomysium; более крупные комплексы представлены пучками мышечных волокон, которые заключены в рыхлую соединительную ткань - внутренний перимизий, perimysium internum; вся мышца в целом окружена наружным перимизием, perimysium externum.

Все соединительнотканные структуры мышцы, от сарколеммы до наружного перимизия, являются продолжением друг друга и непрерывно связаны между собой. Всю мышцу одевает соединительнотканный футляр -фасция, fascia.

У большинства мышц различают брюшко, venter, и два конца, из которых один является началом мышцы и получает название головки, caput, а другой, противоположный конец, называется хвостом мышцы, cauda. У концов мышцы соединительная ткань образует соединительнотканное сухожилие, tendo, которым мышца прикрепляется к кости. Сухожилия образованы пучками коллагеновых волокон, которые вытянуты по длиннику мышцы и располагаются параллельно друг другу. Отдельные пучки различного порядка окружены соединительнотканной оболочкой - эндотендинием, переходящей непосредственно в наружную оболочку, окружающую все сухожилие в целом, - перитендиний, peritendineum.

Плоское сухожилие получает название сухожильного растяжения, или апоневроза, aponeurosis. По направлению мышечных пучков и их отношению к сухожилиям различают три основных типа мышц: а) параллельный тип - мышечные пучки располагаются параллельно длинной оси мышцы (например, портняжная мышца, m. sartorius);б) перистый тип - параллельно идущие мышечные пучки располагаются под углом к длиннику мышцы. Различают мышцы одноперистые, mm. unipennati, мышечные пучки которых прикреплены по одну сторону сухожилия (например, длинный сгибатель большого пальца кисти, m. pleхог pollicis longus); двуперистые мышцы, mm. bipennati, где мышечные пучки прикрепляются по обеим сторонам сухожилия (например, длинный сгибатель большого пальца стопы, m. flexor hallucis longus); многоперистые мышцы, mm.  multipennati, в которых мышечные пучки в виде многих перистых групп примыкают друг к другу (например, дельтовидная мышца, m. deltoideus); в) треугольный тип мышц - мышечные пучки с различных направлений сходятся к одному общему концевому сухожилию (например, височная мышца, m. temporalis). Некоторые мышцы имеют две или несколько головок. Мышца, имеющая две головки, получает название двуглавой, т. biceps, три головки - трехглавой, т. triceps,четыре головки - четырехглавой, т. quadriceps. Встречаются мышцы, имеющие два брюшка, разделенных промежуточным сухожилием. Такие мышцы получают название двубрюшных, mm. digastrici. Некоторые мышцы имеют на своем протяжении несколько сухожильных перемычек, intersectio tendineae.

  К вспомогательным аппаратам мышц, способствующим их работе, относят фасции, синовиальные и фиброзные влагалища сухожилий, синовиальные сумки и сесамовидные кости.

Фасции, fasciae, образуют соединительнотканные футляры, которые окружают отдельные мышцы или целые группы мышц. Фасции представляют собой различной протяженности, толщины и слоистости соединительнотканные пластины с множеством коллагеновых и эластических волокон, ориентация которых обусловлена теми функциональными особенностями, которые несет мышца или группа мышц, связанных с данной фасцией. В ряде мест фасции, располагаясь между мышцами в виде межмышечных перегородок, septa intermuscularia, срастаются с надкостницей, образуя костно-фиброзные влагалища, к стенкам которых прикрепляются мышцы.

Фиброзные влагалища сухожилий, vaginae fibrosae tendineae, находятся в наиболее подвижных местах конечностей в области кисти и стопы, способствуя скольжению сухожилий в строго определенных направлениях. Волокнистая соединительная ткань образует фиброзные и костно-фиброзные влагалища и каналы, внутри которых залегают синовиальные влагалища. vaginae synoviales tendinum. Каждое синовиальное влагалище состоит из двух переходящих один в другой листков: наружного, париетального, lamina parietalis, сращенного с внутренней поверхностью фиброзного влагалища, и внутреннего, висцерального, lamina visceralis, сращенного с наружной оболочкой сухожилия, peritendineum. В месте перехода одного листка в другой образуется дубликатура, или так называемая брыжейка сухожилия, мезотендиний, mesotendineum, в которой проходят к сухожилию сосуды и нервы. Обращенные друг к другу листки синовиального влагалища гладки и смазаны синовией, что способствует скольжению и свободному движению сухожилия.

Синовиальные сумки, bursae synoviales, представляют собой полости, заполненные жидкостью, они располагаются в местах наибольшей подвижности сухожилия, мышцы, кожи, способствуя уменьшению трения. Сумки, залегающие под сухожилиями мышц, называются bursae synoviales subtendinea, а сумки, находящиеся в тех местах, где создается значительное трение между выступающей костью и покрывающей ее кожей, bursae synoviales subcutaneae. Некоторые сумки, расположенные вблизи суставов, сообщаются с их полостью.                               Сесамовидные кости, ossa sesamoideri, представляют собой небольшие плоскоокруглые образования, залегающие в толще некоторых сухожилий. Одна из поверхностей такой кости покрыта хрящом и сочленяется с суставной поверхностью на кости. Сесамовидные кости располагаются вблизи прикрепления сухожилия к костям и увеличивают рычаг действия мышечной тяги, а также удерживают сухожилие от соприкосновения с суставной поверхностью.

Суставы, соединяя части тела человека в одно целое, в то же время позволяют осуществлять движения этих частей в значительном объеме. Для характеристики движений частей тела и их перемещения в пространстве применяется понятие степеней свободы тела. Свободно перемещающееся в пространстве тело имеет шесть степеней свободы, а у закрепленного в одной точке тела остаются три степени. Тело, закрепленное в трех точках, не подвижно.

Кости скелета, соединенные суставами, образуют кинематические цепи. Если кинематические цепи заканчиваются свободно, они называются открытыми. Примером открытой кинематической цепи может служить любая конечность. Если же кинематическая цепь замыкается, т.е. последний ее элемент замыкается с первым, она превращается в замкнутую. Замкнутая кинематическая цепь представлена в соединении ребер с позвоночником и грудиной.

Подвижность кинематических цепей обеспечивается работой мышц. Мышцы, действуя на кости, вращают их вокруг осей суставов. Такая система представляет собой особый рычаг. Примером рычага может служить работа мышц при удержании головы или тела в тазобедренном суставе. Другим примером рычага является удержание груза в руке, согнутой в локтевом суставе. Для равновесия рычага необходимо, чтобы действующие на него моменты сил были раны по величине и противоположны по знаку. Моментом  силы называется произведение силы на его плечо. Чем длиннее одно плечо рычага, тем меньшую силу надо приложить для сохранения равновесия в этом рычаге. Иначе говоря, по “золотому правилу” механики, если на одном плече рычага есть выигрыш в силе, то на другом – проигрыш в расстоянии. В двигательном аппарате человека мышцы проигрывают в силе, но выигрывают в расстоянии. Это создает значительные нагрузки на костно-мышечный аппарат, которые могут в несколько раз превышать перемещаемый или поднимаемый груз. При различных движениях и положениях туловища возникают нагрузки на растяжение и кручение. Возможность обеспечения нормальной работы опорно-двигательного аппарата обеспечивается механическими свойствами тканей. При испытании костной ткани на сжатие и растяжение установлено, что компактное вещество кости в пять раз прочнее железобетона и при растяжении выдерживает такое же придельное напряжение, как латунь.

Создаваемые работой мышц силы передаются на кости посредством сухожилий, которые облаладают значительной прочностью главным образом на разрыв. Так ахиллово сухожилие взрослого человека выдерживает нагрузку от 270 – 500 кг.

Большое значение имеют биомеханические исследования для профилактики деформаций опорно-двигательного аппарата. Изучение распределения нагрузок по стопе позволяет создать рациональную норму. Биомеханические обоснования конструкции мебели формирует правильную осанку. Специальные стулья, предназначенные для работников сидячих профессий, позволяют уменьшить нагрузку на межпозвоночные диски почти в 2 раза.

Подробнейшее изучение скелета человека играет важнейшую роль в изучении, лечении и предотвращении многих болезней связанных с различными травмами, нарушением развития скелета и его функционирования. А правильное питание и постоянные физические тренировки позволяют  надолго сохранить организм человека сильным и здоровым.