Тест ЕГЭ Биология 11 класс Получить доступ за 75 баллов Опорно- двигательная система
Функции опорно- двигательной системы
Каждый день мы с вами совершаем огромное число движений.
Мы ходим, бегаем, приседаем, пишем, выполняем другие типы движений.
Движение- это основная приспособительная реакция организма к окружающей его среде.
Эту функцию у человека выполняет опорно- двигательная система (ОДС), которая состоит из скелетных мышц, костей и их соединений.
Нередко эту систему называют костно- мышечной.
Скелет считают пассивной частью, а мышцы, которые при сокращении изменяют положение тела в пространстве, считают активной частью опорно- двигательной системы.
Трудно представить себе человека без костей и мышц, скорее он был бы похож на беспомощную медузу, выброшенную на берег.
Сегодня мы рассмотрим, для чего человеку нужна опорно- двигательная система. Неужели только для передвижения?
Функции опорно- двигательной системы:
- опорная- поддержание систем и органов (к костям прикрепляются ткани и органы), сохранение формы тела
- двигательная- передвижение тела и его частей в пространстве: кости, как рычаги, с подвижными соединениями, которые приводят в движение мышцы при сокращении
- защитная- защищает внутренние органы от повреждений, образуя вместилище для жизненно важных органов: позвоночный канал для спинного мозга; черепная коробка для головного мозга; грудная полость для сердца и легких; тазовые кости для защиты органов мочеполовой системы
- минеральный обмен веществ- кости являются хранилищем для минеральных солей: кальция, фосфора, железа, меди; происходит постоянный обмен минеральных веществ между костью и кровью организма
- кроветворная- кости скелета содержат красный костный мозг, где располагаются стволовые клетки, из которых образуются клетки крови и иммунной системы
Химический состав и внутреннее строение костей
Кости содержат 30- 40% органических веществ и 60- 70% неорганических веществ.
Органические вещества придают костям гибкость и упругость, а неорганические вещества твердость.
Проверить это можно опытным путем.
Если поместить кость в соляную кислоту, то начнется вымывание из неё минеральных веществ. Она потеряет свою твердость, так как будет содержать лишь органические вещества, и мы сможем легко согнуть и даже связать эту кость в узел.
Если кость сильно прокалить на огне, то органические вещества под действием высоких температур разрушатся. В результате кость теряет свою эластичность и становится твердой и одновременно очень хрупкой, поэтому кость может легко раскрошиться.
Только правильное сочетание органических и неорганических веществ делает кость твердой и упругой.
В детском возрасте количество органических веществ в кости большое, поэтому кости детей упругие и эластичные и устойчивы к переломам, однако легко деформируются при сильных нагрузках.
С возрастом кости приобретают и твердость, и прочность, так как количество органических веществ уменьшается, а доля минеральных солей увеличивается.
У пожилых людей в костях уменьшается доля органических веществ, а минеральных возрастает из-за этого кости становятся более хрупкими.
Есть такое заболевание остеопороз. При нем из костей вымываются минералы - они становятся хрупкими, что приводит к переломам даже при незначительных травмах.
На рисунке вы видите нормальную кость и кость при остеопорозе.
Внутреннее строение костей
Кости состоят из костной ткани, имеющей пластинчатое строение.
Костная ткань- это особый вид соединительной ткани, которая образованна звездчатыми клетками и плотным межклеточным веществом, богатым коллагеном и минеральными веществами.
Костная ткань состоит из следующих клеток:
- остеобласты- это стволовые клетки, которые образуют клетки кости и межклеточное вещество
- остеоциты- клетки, которые полностью утратили способность образовывать органические компоненты межклеточного вещества, основные клетки костной ткани
- остеокласты- осуществляют контроль за количеством клеток, разрушают старые, поврежденные клетки костной ткани, выделяя специальные ферменты
В костях находится компактное (плотное) и губчатое вещество.
Под микроскопом видно, что кость состоит из множества трубочек, которые ученые назвали остеонами- это структурные единицы кости, которыми образовано компактное вещество.
Остеон состоит из 5- 20 цилиндрических пластинок, вставленных одна в другую, образованных промежуточным веществом, которое создают клетки остеобласты.
В центре остеона находится канал с кровеносными сосудами и нервные волокна- это гаверсов канал.
Губчатое костное вещество состоит из тонких костных пластинок трабекул, которые формируются преимущественно коллагеном соединительной ткани.
Трабекулы в кости как бы образуют сводчатые арки, что придает высокую механическую прочность и обеспечивает равномерное распределение напряжения в кости.
Губчатое вещество кости с трабекулами:
Снаружи кость покрыта слоем плотной соединительной ткани- надкостницей, которая богата кровеносными, лимфатическими сосудами и нервами.
Внутренний слой надкостницы формируют молодые клетки- остеобласты. Благодаря постоянному образованию новых клеток кость растёт в толщину, а клетки остеокласты, контролируют этот процесс роста.
Функции надкостницы:
- трофическая- надкостница обеспечивает питание кости за счет сети кровеносных сосудов и капилляров
- регенерация и рост костей в толщину- обусловлена способностью внутреннего слоя надкостницы к образованию остеобластов
- механическая (опорная)- обеспечивает механическую связь кости с сухожилиями, связками, мышцами, которые прикрепляются к ней
Тест Химический состав и внутреннее строение костей
Внешнее строение кости. Суставы. Соединение костей
Если рассмотреть бедренную кость, то мы увидим, что ее концы утолщены и покрыты хрящевой прослойкой. Эти части костей называются эпифизы, они заполненный губчатым веществом с красным костным мозгом.
На эпифизе имеется хрящевая (эпифизарная) пластинка или зона роста (слой гиалинового хряща), которая обеспечивает рост костей в длину в детском и подростковом возрасте.
А средняя часть кости называется диафизом. Внутри неё находится костномозговая полость с жёлтым костным мозгом.
Костный мозг не относится к нервной системе человека, он не образован нейронами. Это мягкая ткань внутренней полости кости, главной функцией которого является образование клеток крови.
Он делится на красный (деятельный) и желтый (недеятельный) костный мозг.
Красный костный мозг- основной кроветворный орган человека, в нем находятся кровяные стволовые клетки.
В желтом костном мозге кроветворные элементы отсутствуют, по большей части он состоит из жировых клеток, в которых присутствует пигмент, из-за чего он имеет желтый цвет.
После больших кровопотерь на месте желтого костного мозга может образоваться красный костный мозг.
Типы костей
Название |
описание |
примеры |
Трубчатые длинные кости |
кости с длинным трубчатым диафизом: составляют в основном скелет конечностей |
бедренная, большая и малая берцовые, плечевая и кости предплечья |
Трубчатые короткие кости |
кости из губчатого вещества, покрытого снаружи тонким слоем компактного вещества; имеют множество мелких костномозговых полостей |
пястные и плюсневые кости, фаланги пальцев |
Губчатые короткие кости |
располагаются в тех участках скелета, где прочность костей сочетается с подвижностью |
кости запястья, предплюсна, позвонки, сесамовидные кости |
Губчатые длинные кости
|
ребра и грудина |
|
Плоские кости |
кости из тонкого слоя губчатого вещества, покрытого снаружи компактным веществом; выполняют защитную функцию, имеют большую поверхность для прикрепления мышц |
лопатка, кости таза, кости черепа |
Смешанные кости |
сочетают элементы разных типов костей- губчатых коротких и плоских костей |
позвонки, кости лицевой части черепа; короткие и трубчатые: кости фаланг пальцев |
Пневматические или воздухоносные, кости |
кости, которые имеют внутри полость, выстланную слизистой оболочкой и заполненную воздухом, что облегчает вес кости, не уменьшая ее прочности |
верхняя челюсть, лобная, клиновидная и решетчатая кости черепа |
Сесамовидные кости |
кости, расположенные в толще сухожилия и обычно лежат на поверхности других костей; они обеспечивают защиту сухожилий |
сесамовидные кости отмечаются в областях, где сухожилия перекидываются через суставы (например, в области запястья, коленного сустава, стопы) |
Типы соединения костей необходимы для того, чтобы одни кости могли двигаться относительно других или образовывали прочное соединения костей для защиты органов.
Выделяют три основных вида соединения:
- неподвижное соединение костей: образование шва- кости черепа; срастание костей- кости таза.
- полуподвижное соединение костей, соединение при помощи хрящевых прослоек: соединение позвонков, соединение ребер с грудиной
- подвижное соединение- сустав
Строение сустава:
Сустав- подвижное соединения костей скелета, разделённых щелью и покрытых синовиальной оболочкой и суставной сумкой.
Они обладают большой подвижностью и разнообразием движений (сгибание- разгибание, отведение- приведение, вращательные движения)
Сустав образован:
- суставными поверхностями эпифизов костей, покрытыми плотным, упругим гиалиновым хрящом
- суставной полостью, содержащей небольшое количество синовиальной (суставной)жидкости
- синовиальной оболочкой, которая выделяет синовиальную жидкость
- суставной сумкой (фиброзной капсулой)
- мениски- хрящевые образования - дополнительные амортизаторы, смягчающие действие толчков при ходьбе
Пояснение к рисунку:
- суставная головка и суставная впадина- эпифизы костей, образующих сустав
- суставные хрящи- гиалиновые хрящи, выстилающие суставные поверхности костей и уменьшающие силу трения
- суставная сумка- защищает сустав, состоит из соединительной ткани
- синовиальная оболочка- оболочка, выстилающая суставную сумку и образующая синовиальную (суставную) жидкость
- синовиальная (суставная) жидкость- жидкость, заполняющая полость сустава и уменьшающая силу трения
- околосуставные ткани- это ткани, окружающие сустав: мышцы, сухожилия, связки, сосуды и нервы
Характеристика двух соприкасающихся суставов по функциям движения, вращения и по форме
Тип |
Принцип движения |
Разновидности |
Пример сустава |
Одноосный |
Движение только вокруг единственной оси (сгибание и разгибание, либо вращение). Сустав очень стабилен и крепок. |
цилиндрический |
атлантоосевой |
блоковидный |
соединения фалангов пальцев, голеностопный |
||
винтообразный |
плечелоктевой |
||
Двуосный |
Движение вокруг двух осей вращения (сгибание, разгибание, приведение, отведение и вращение) |
седловидный |
Запястно- пястный Iпальца |
эллипсовидный |
лучезапястный |
||
мыщелковый |
коленный |
||
Многоосный |
Движение в трех и более осях (сгибание, разгибание, приведение, отведение и вращение и добавляется круговое движение) |
шаровидный |
плечевой |
чашеобразный |
тазобедренный |
||
плоский |
крестцово- подвздошный |
Тест Внешнее строение кости, суставы, соединение костей
Скелет
Скелет человека при рождении состоит примерно из 270 костей, но по мере роста они срастаются и их число сокращается до 206.
По весу скелет взрослого человека составляет примерно 15% от массы тела.
Человеческий скелет- это чудо инженерной работы, его можно сравнить с прочным каркасом здания, которое возводят строители.
Например, большая берцовая кость может выдержать нагрузку до 1,5 тонн.
Большинство людей живут в домах менее прочных, чем кости человеческого тела.
Скелет представляет собой единое прочное образование.
Помимо костей в него входят хрящи, связки, сухожилия, которые образованы прочной соединительной тканью.
Скелет подразделяется на:
- скелет головы- череп
- скелет туловища
- пояс верхних (плечевой) и нижних конечностей (тазовый)
- скелет свободных конечностей
Скелет головы
Скелет головы называют черепом.
Череп состоит из 23-25 костей, плотно соединенных швами, образуя прочный каркас, который защищает головной мозг, органы чувств от механических воздействий.
Шов- это прочное неподвижное соединение костей черепа.
Посмотрите, соединение костей черепа, и правда, похожи на шов:
Подвижно соединена лишь нижняя челюсть.
Череп дает опору для лица, начальным отделам дыхательной и пищеварительной систем.
Череп подразделяется на два отдела:
- мозговой отдел - образован неподвижно соединенными костями: лобной, решетчатой, клиновидной, затылочной, двух теменных, двух височных костей; кости мозгового отдела пронизаны многочисленными отверстиями, через которые проходят кровеносные сосуды; в этом отделе черепа находится головной мозг
- лицевой отдел - состоит из множества парных и не парных костей; самые крупные из них верхнечелюстная и нижнечелюстная кость, которые снабжены ячейками для зубов.
Нижнечелюстная кость может двигаться вверх- вниз, вправо- влево, вперёд- назад, что позволяет пережевывать пищу и членораздельно говорить.
Скелет туловища
Основным скелетом туловища является позвоночник, который защищает спинной мозг от повреждений.
Позвоночник состоит из 33-34 коротких костей- позвонков, последовательно соединённых друг с другом.
Между позвонками находятся межпозвоночные хрящевые диски, выполняющие функцию амортизаторов позвоночного столба (смягчают удары позвонков друг о друга при движении человека), придают гибкость позвоночнику.
Каждый позвонок имеет тело, дугу, отростки, позвоночное отверстие.
Позвоночные отверстия позвонков, располагаясь друг над другом, образуют позвоночный канал, в котором находится спинной мозг.
Позвоночник делится на следующие отделы:
- шейный отдел (7 позвонков, первый позвонок- атлант, второй- эпистрофей (от греч. ἐπιστρέφω- поворачиваюсь, вращаюсь, или а́ксис лат. axis)
- грудной отдел (12 позвонков, к которым прикрепляется ребра)
- поясничный (5 массивных позвонков, т.к. выдерживают основную тяжесть тела)
- крестцовый (5 сросшихся позвонков, которые образую крестец, прочно соединенный с тазовыми костями)
- копчиковый (4- 5 сросшихся позвонков)
С первым шейным позвонком череп соединён при помощи двух шейных мыщелков (выступов).
Благодаря этому сочленению можно поднимать и опускать голову.
У атланта нет тела позвонка и остистого отростка, а эпистрофей имеет зубовидный отросток, который сочленяется с атлантом (вокруг этого зубовидного отростка и совершаются повороты головы).
Зубовидный отросток от спинного мозга отделен лишь связкой из соединительной ткани.
Вот почему так опасно резко отклонять голову назад, можно повредить эту связку.
Особенно непрочна она у грудных детей, поэтому их головку необходимо поддерживать во избежание травмы
Грудная клетка
Находится в верхней части туловища.
Ее образуют грудина, 12 пар ребер, грудной отдел позвоночника и суставные соединения.
Грудина- это продолговатая плоская кость, которая состоит из трех частей:
- рукоятка грудины, к которой прикрепляются ключицы
- тело грудины, к этой части прикрепляются ребра
- мечевидный отросток
У взрослых все части грудины срастаются в единую кость.
10 пар ребер подвижно соединены с позвонками, а с помощью хрящей с грудиной полуподвижно.
Две нижние пары ребер соединены только с позвонками, а к грудине не прикреплены.
При вдохе ребра немного расходятся в сторону и приподнимаются, что увеличивает объем грудной полости, а значит увеличивает и объем вдыхаемого воздуха легкими.
При выдохе ребра опускаются и это помогает выталкивать воздух из легких.
Грудная клетка ограничивает грудную полость, где располагаются главные органы человека: сердце, легкие, сосуды, трахея, пищевод и нервы.
Форма грудной клетки зависит от пола, телосложения, физического развития, возраста.
Ребра человека делят на 3 группы:
- истинные ребра, которые соединены хрящом с грудиной, это семь верхних пар (I-VII)
- ложные ребра, присоединенные своими хрящами не к грудине, а к хрящу предыдущего ребра (VII), их три пары (VIII-X)
- колеблющиеся ребра, которые не соединяются ни с грудиной, ни с другими ребрами, а соединены только с позвоночником, имеют свободный (плавающий или колеблющийся) конец, расположенный в мышцах спины, их две пары (XI-XII).
У некоторых людей может отсутствовать 11-я или 12-я пара ребер или быть дополнительная 13-я пара свободных рёбер.
Скелет конечностей и их поясов
Пояс верхних конечностей (также его называют плечевым) служит для соединения скелета руки с остальным скелетом.
Скелет плечевого пояса состоит из:
- двух лопаток, плоских треугольных костей, располагающихся на задней стороне грудной клетки; также лопатки имеют составную поверхность для соединения с плечевой костью
- двух ключиц, которые имеют изогнутую S-образную форму и соединенных с грудиной и лопаткой при помощи суставных поверхностей
Скелет свободной верхней конечности делится на:
- плечо (плечевая кость)
- кости предплечья: локтевая и лучевая
- кости кисти: кости запястья, пястные кости и фаланги пальцев
Скелет плечевого пояса и свободных верхних конечностей:
Пояс нижних конечностей (тазовый) служит для соединения скелета ноги с позвоночником.
Он состоит из двух тазовых костей, соединенных с крестцом, образующих практически неподвижное соединение.
Тазовые кости образованы тремя костями: подвздошной, лобковой и седалищной, которые до 16-18 лет соединены хрящами; потом это соединение окостеневает, кости срастаются и образуется тазовая кость.
Тазовые кости совместно с мощными мышцами образуют дно брюшной полости, на которое опираются все внутренние органы.
Также к тазовым костям прикрепляются свободные нижние конечности.
Скелет свободной нижней конечности
В скелет свободной нижней конечности входит:
- бедро (бедренная кость)
- кости голени: большая и малая берцовая кости
- кости стопы: кости предплюсны (пяточная кость самая крупная из всех костей предплюсны), плюсневые кости и фаланги пальцев
Скелет тазового пояса и свободных нижних конечностей
Скелет стопы:
Переломы костей
Перелом кости- полное или частичное ее повреждение и нарушение целостности структуры, возникшее в результате воздействия силы, превышающей порог естественной возрастной прочности кости.
Классификация переломов
I . По поврежденной кости - указывается поврежденная кость скелета и ее часть (например у трубчатых костей эпифиз, метафиз или диафиз)
II . По нарушению костью целостности кожных покровов:
1) Открытый или сложный (с нарушением целостности кожных покровов)
2) Закрытый или простой (без нарушения целостности кожных покровов)
III . По наличию осколков:
1) Безоскольчатый
2) Оскольчатый
IV . По тяжести и нарушению целостности кости:
1) Полный перелом (с разрывом надкостницы)
а) со смещением частей кости (по ширине, длине, под углом, в результате ротации (вращения одной кости против другой в нефизиологическом движении);
б) без смещения частей кости
2) Неполный перелом или надлом (без разрыва надкостницы)
а) по типу «зеленой веточки», часто у детей, когда надкостница не повреждена, а кость деформирована;
б) трещина кости
V . По вызванным осложнениям:
1) Осложненные
а) кровотечением;
б) жировой эмболией (выход жира костного мозга из полости кости в кровь с последующей эмболией (закупоркой) сосудов жизненно важных органов;
в) повреждением внутренних органов;
г) инфекцией (непосредственно раны и крови (сепсис))
VI . По отношению к суставам:
1) Внесуставные (область перелома не захватывает сустав и его сумку)
2) Внутрисуставные (область перелома полностью или частично находится внутри сустава и его сумки)
VII . По приложению повреждающей силы:
1) От удара
2) От сгибания
3) От сдвига
4) От скручивания
5) От компрессии (сжатия), характерно для позвоночника
Признаки перелома кости при осмотре:
1) Боль, болевой и травматический шок (чрезмерное возбуждение или потеря сознания)
2) Отек в месте поражения
3) Подкожная гематома, либо посинение конечности
4) Нарушение целостности кожных покровов и видимая кость или костные отломки (при открытом переломе)
5) Патологическая подвижность и измененная форма (неестественная для этого участка кости)
6) Крепитация (слышимый хруст)
Первая доврачебная помощь при переломах:
1) Очень важно тому, кто оказывает помощь, успокоиться, не паниковать и пресекать панику среди рядом находящихся, быть хладнокровным. Это бывает не легко, так как обстановка, состояние пострадавшего и сам вид перелома вызывают чувство сильного страха и беспомощности.
2) При наличии кровотечения немедленно его остановить жгутом или чем-либо подручным, наложив его выше уровня питающей артерии. Жгут необходимо ослаблять каждые 15 минут для предотвращения гибели ткани по причине отсутствия кровоснабжения. К жгуту приложить записку с указанием времени наложения.
3) При повреждении кости конечности наложить шину или использовать подручные средства - доски, палки и пр., здоровую конечность, часть туловища. При наложении иммобилизационной шины необходимо зафиксировать два близлежащих сустава, расположенных ближе и дальше от места перелома. Цель- исключить движение в месте перелома. Ни в коем случае, и ни при каких условиях, нельзя выправлять, вытягивать и трясти повредженную конечность - это может привести к кровотечению, эмболии и прочим смертельным осложнениям! Обувь и одежду снимать не стоит, при необходимости их можно разрезать.
4) Если есть уверенность, что медицинская помощь может быть оказана в данном месте, то пострадавшего не перемещать, накрыть теплым одеялом и ждать помощи. Если медработники не могут по каким-либо причинам оказаться рядом, то пострадавшего на носилках или подручных средствах желательно как можно скорее доставить к месту, где эта помощь может быть оказана.
5) Если повреждены кожные покровы, то их необходимо аккуратно промыть чистой водой и, при возможности, нанести асептическую (бактерицидную) повязку, либо смазать антибактериальным средством и забинтовать, не прикладывая усилий.
6) При наличии дать обезболивающие средства.
7) Вызвать врача.
Это интересно
Для человека характерно прямохождение.
В связи с этим имеются особенности строения скелета.
Позвоночник взрослого человека имеет волнообразную форму из четырёх изгибов:
- 2 кифоза, изгиб, направленный выпуклостью назад; грудной и крестцовый
- 2 лордоза, изгиб позвоночника, обращенный выпуклостью вперёд; формируется в шейном и поясничном отделах позвоночника
Это необходимо для амортизации- смягчения ударов, которые идут на позвоночник при ходьбе, беге.
С возрастом изгибы позвоночника меняются:
Сводчатая стопа, которая также играет функцию амортизации.
Произошло увеличение пяточного отдела стопы, коленного состава, тазобедренного сустава, позвонков поясничного отдела для поддержания равновесия при ходьбе и поддержания увеличившейся массы тела.
Массивные кости нижних конечностей человека толще и прочнее костей рук, так как ноги несут на себе всю тяжесть тела.
Чтобы у внутренних органов была опора увеличился и таз.
Сильно развилась мускулатура нижних конечностей.
Плюсы прямохождения:
- использование рук для трудовой деятельности
- вертикальное положение увеличивает обзор местности
Минусы прямохождения:
- открытый плохо защищенный живот
- большая нагрузка на позвонки, что может привести к их смещению, защемлению нервов
- развитие плоскостопия при ослаблении мышц стопы
Особенности строения скелета человека, связанные с прямохождением и трудом.
Скелет человека приспособлен:
- К прямохождению:
- S- образные изгибы позвоночника – пружинит и смягчает толчки, то есть выполняет функции амортизатора
- прикрепление черепа к позвоночнику вблизи от его центра тяжести
- широкий таз прочно связан с крестцом, опорой для органов брюшной полости служат тазовые кости
- грудная клетка плоская, сжата в спинно-брюшном направлении
- массивные кости нижних конечностей
- сводчатая стопа пружинит и смягчает толчки
- увеличение длины ног по мере развития прямохождения привело к изменениям в работе мышц
- К трудовой деятельности:
- подвижный плечевой пояс
- способность лучевой кости двигаться вокруг локтевой и вращать кисть
- противопоставление большого пальца остальным пальцам кисти, что обеспечивает прочный захват предметов
3. Развитие мозга и речи:
- у человека мозговой отдел черепа больше лицевого
- уменьшение челюстного аппарата и развитию подбородочного выступа, к которому крепятся мышцы, участвующие в речи
Отличия скелета головы человека от скелета головы человекообразных обезьян:
- мозговой отдел преобладает над лицевым
- не выражены надбровные дуги
- хорошо развит подбородочный выступ (что указывает на формирование членораздельной речи)
- нижняя челюсть менее массивная, чем у человекообразных обезьян
- череп человека не имеет костных гребней и сплошных надбровных дуг
- лоб высокий, челюсти слабые, клыки маленькие
Тест к разделу Скелет
Мышечная система
Выделяют три типа мышц:
- гладкие мышцы- находятся в стенках внутренних органов (пищеварительный канал, бронхи, кровеносные сосуды)
- поперечнополосатые мышцы (скелетные, прикрепляются к костям)
- сердечная мышца
Только скелетные мышцы являются составной частью опорно- двигательной системы (ОДС), совместно с костями и их соединениями.
Нередко эту систему называют костно- мышечной.
Скелет считают пассивной частью, а мышцы, которые при сокращении изменяют положение тела в пространстве, считают активной частью опорно- двигательной системы.
Мышцы человека не только участвуют в движении человека, но и выполняют другие функции:
- осуществляют дыхательные и глотательные движения
- формируют мимику
- участвуют в образовании ротовой, грудной, брюшной и тазовой полостей
- входят в состав стенок глотки, гортани и других органов
- осуществляют движение глаз
- оказывают влияние на кровообращение и развитие, форму костей
В организме человека насчитывается около 600 мышц.
Благодаря особому строению, мышцы могут сокращаться и приводить в движение скелет человека.
Давайте заглянем в микроскопический мир мышц.
Скелетные мышцы и строение мышечных клеток (волокон)
Мышцы, которые прикрепляются к костям, называются скелетными, они являются составной частью опорно- двигательной системы.
Состоят мышцы из поперечнополосатой мышечной ткани, а контролирует деятельность мышц соматическая нервная система, кровеносная система активно снабжает мышечную ткань кислородом и питательными веществами, также выводит углекислый газ и продукты распада обмена веществ.
Вот так выглядит поперечнополосатая мышечная ткань под микроскопом:
Мышечная ткань состоит из клеток- миоцитов, которые имеют вид длинного и тонкого волокна, поэтому эти клетки и называют мышечным волокном.
Миоцит имеет много ядер в клетке, что является результатом слияния большого количества клеток.
Клетки мышечной ткани способны к возбудимости и сократимости.
Возбудимость- способность клеток отвечать на внешние раздражители.
Сократимость- способность клеток менять свои размеры под действием раздражителей.
Выделяют два типа мышечных волокон:
Вдоль скелетных мышечных клеток идут нитевидные структуры- миофибриллы, которые являются функциональной единицей мышечного волокна.
Миофибриллы- это органеллы клеток поперечнополосатых мышц, обеспечивающие их сокращение, занимают практически всю цитоплазму клетки, при этом ядра клетки оттесняются на периферию.
Каждая миофибрилла состоит из параллельно расположенных саркомеров- составные и сократимые единицы мышечного волокна.
Саркомеры состоят из белков- миозина (толстые нити) и актина (тонкие нити), благодаря которым происходит сокращение мышечной клетки.
Границы саркомеров соседних мышечных волокон совпадают, в результате под микроскопом мы видим, что мышечные клетки имеют поперечную исчерченность.
Строение миофибриллы
Как вы уже прочитали, миофибриллы состоят из саркомеров.
Посмотрите подробное строение миофибриллы и саркомера:
Строение миофибриллы:
- А-диск состоит из множества темных нитей миозина
- I-диск состоит из множества светлых нитей актина
- Z-линия- это линия в центре I-диска, отделяющая один саркомер от другого.
Можно сказать, что саркомер- это участок между двумя Z-линиями.
На участке А-диска перекрываются тонкие актиновые и толстые миозиновые нити.
Мышечное сокращение
Работу скелетных мышц мы можем контролировать.
Нервный импульс, от середины мышц к ее концам, передают двигательные нейроны (мотонейроны), вызывая сокращение мышц.
Нервный импульс идет с огромной скоростью, быстро передавая сигнал от одной миофибриллы к другой.
При мышечном сокращении каждый саркомер укорачивается.
Обычно этот процесс описывается как скольжение актиновых и миозиновых нитей относительно друг друга.
Но фактически толстые миозиновые нити тянут актиновые нити по их длине, с помощью специальных «головок» миозина, которые как крючочки цепляются за нити актина.
Каждая миозиновая головка "шагает" вдоль актиновой нити.
Она упирается в актиновую нить и заставляет ее смещаться относительно толстой нити миозина.
Внешнее строение скелетных мышц
Мышца, как орган состоит из мышечной и соединительной ткани, сосудов и нервов, имеет определенную форму и выполняет соответствующую ей функцию.
Мышечные волокна собраны в пучки.
Множество пучков образуют мышцу, которая покрыта общей соединительнотканной оболочкой фасцией.
На концах мышц эта фасция превращается в сухожилия, которые прикрепляют мышцу к костям.
В мышце выделяют:
- брюшко, которое может активно сокращаться, оно образовано мышечными волокнами и переходит в сухожилия
- головку- начальную часть мышцы
- хвост- концевая часть мышцы
Большинство мышц человека имеют одну головку и один хвост.
По форме строения тела мышцы бывают:
1) Веретенообразные
Веретенообразные мышцы располагаются на конечностях, осуществляя их работу (сгибание, разгибание локтевых, коленных суставов). По числу входящих в состав тела брюшков могут быть одно- и двубрюшные.
а) однобрюшные, в свою очередь, могут иметь несколько головок и прикрепляться к разным костям
б) двубрюшные
2) Лентовидные (прямые)
Лентовидные мышцы образуют стенки туловища, стенки брюшной и грудной полостей, также на шее и голове (пример: грудино-ключично-сосцевидная мышца).
3) Косые (перистые)
Перистые мышцы: одноперистые, двуперистые, многоперистые мышцы. Перистая форма расположения мышечных пучков характерна для сильных мышц. Чаще они короткие и могут развивать большую силу и выносливость.
4) Параллельные
Параллельные мышцы называют ловкими, т.к. могут выполнять более тонкую работу.
По сравнению с перистыми они имеют большую длину, при этом менее выносливы.
5) Круговые
Круговые мышцы располагаются вокруг отверстий тела.
- круговая мышца рта закрывает отверстие рта, служит для стягивания и выдвижения вперед губ.
- круговая мышца глаз- смыкает веки, производит зажмуривание глаза, расширяет слёзный мешок и влияет на отведение слёзной жидкости через слёзные канальцы
6) Конвергентные мышцы
Конвергентные мышцы образуются путем сближения рядом лежащих мышц, например, большая грудная мышца, которая выполняет сгибание плеча, приведение его к туловищу и приподнимает ребра, участвуя в акте вдоха.
По длине и ширине мышцы можно разделить на:
- длинные мышцы встречаются там, где размах движения велик (например, на конечностях)
- короткие мышцы залегают там, где размах движения мал (например, между отдельными позвонками)
- широкие мышцы располагаются преимущественно на туловище, в стенках полостей тела (например, мышцы живота); поверхностные мышцы спины и груди идут в разных направлениях, и мышцы не только обеспечивают большое разнообразие движений, но и способствуют укреплению стенок полостей тела
Классификация мышц
По строению тела |
По направлению волокон |
По отношению к частям тела |
По расположению в теле человека
|
По отношению к суставам |
|
|
|
|
|
Работа мышц
Для работы мышц требуется немало энергии, которая образуется в результате распада питательных веществ, поступающих с пищей.
А для совершения движений необходима работа нескольких групп мышц.
Мышечное волокно способно сократиться лишь после того, как получит нервный сигнал от нейрона (исполнительного мотонейрона).
Наши мышцы находятся в тонусе, находясь под влиянием постоянных нервных импульсов.
Если мышцы длительное время интенсивно работают, то в них происходит истощение запасов энергии и накопление вредных веществ, а также утомление нервных центров, которые контролируют работу мышц, все это приводит к утомлению мышц.
Утомление мышц- это временное снижение работоспособности мышц в результате работы.
После некоторого периода отдыха мышцы восстанавливают свою работоспособность.
Поэтому важно при работе чередовать статическую работу мышц на динамическую.
Статическая работа связана с длительным удержанием определённой позы в пространстве (удерживание какого-нибудь предмета на вытянутых руках, стойка «смирно»)
Динамическая работа связана с перемещением тела и его частей в пространстве (бег, прыжки).
Функции некоторых мышц
- функция двуглавой мышцы руки- сгибание руки в локтевом суставе (двуглавая мышца сокращается), сгибание плеча
- функция трехглавой мышцы руки- разгибание руки в локтевом суставе, при разгибании двуглавая расслабляется, а трехглавая сокращается; осуществляет разгибание плеча
- функция двуглавой мышцы бедра- разгибает бедро, сгибает голень, вращая ее кнаружи
- четырехглавая мышца сокращается при разгибании ноги в коленном суставе, принимает участие в сгибании бедра
- трапециевидная мышца спины поднимает и опускает лопатку, способствует откидыванию головы назад
- дельтовидная мышца- мышцы рук и плечевого пояса. При сокращении этой мышцы рука поднимается до горизонтального уровня
- портняжная мышца- мышцы ног и тазового пояса. При её сокращении происходит сгибание бедра и голени, голень поворачивается внутрь
- икроножная мышца- мышцы ног и тазового пояса. Сгибает стопу и поднимает пятку над землёй
- ягодичные мышцы- мышцы ног и тазового пояса. Закрепляют тазобедренный сустав и играют большую роль в сохранении вертикального положения тела
- грудино-ключично-сосцевидная мышца- мышцы спины и шеи. При одностороннем сокращении мышцы, голова наклоняется в сторону сократившейся мышцы. При двустороннем сокращении голова наклоняется назад
- широчайшая мышца спины- мышцы спины и шеи. При сокращении широчайшей мышцы спины рука поднимается вверх, осуществляется вращение плеча внутрь. При фиксированных руках мышца подтягивает туловище к рукам
- большая грудная мышца- участвует в движении рук и в дыхательных движениях
- диафрагма- разделяет грудную и брюшную полости, принимает участие в дыхании
- внутренние и наружные межрёберные мышцы- приводят в движение грудную клетку: опускают и поднимают рёбра
- жевательные мышцы- обеспечивают движение нижней челюсти
- мимические мышцы- обеспечивают мимику лица
Также есть ряд мышц, которые отвечают за вдох и за выдох, вот названия этих мышц приведены ниже.
Для подготовки к ЕГЭ вы должны помнить, какие мышцы у человека работают при выдохе, а какие мышцы отвечают за вдох.
Мышцами, работающими при выдохе, являются:
- мышцы живота- непосредственные антагонисты диафрагмы
- внутренние и наружные межреберные
- подреберные
- поперечная мышца грудной клетки
- нижняя задняя зубчатая мышца
- квадратная мышца поясницы
- подвздошно-реберная мышца
Основными мышцами вдоха являются:
- диафрагма, при сокращении которой происходит уплощение ее купола и вместе с тем увеличение объема грудной полости в вертикальном направлении
- наружные и внутренние межреберные мышцы; первые имеют большее плечо силы и больший момент вращения при вдохе, а вторые, наоборот, при выдохе
- мышцы, поднимающие ребра
- верхняя задняя зубчатая мышца
- нижняя задняя зубчатая мышца (при диафрагмальном и при полном дыхании)
- квадратная мышца поясницы (при том же условии)
- подвздошно-реберная мышца (при том же условии)
Гладкие и сердечная мышцы
Гладкие и сердечная мышцы не относятся к опорно- двигательной системе.
Гладкие мышцы образует гладкая мышечная ткань.
В отличие от поперечнополосатых мышц, они не являются отдельными мышцами, а составляют только часть органов.
Гладкие мышцы находятся в стенках органов пищеварительного канала, бронхов, кровеносных и лимфатических сосудов, мочевого пузыря, в матке, а также в радужной оболочке глаза, коже и железах.
Для них характерно очень медленное сокращение, которое может длиться многие минуты и даже часы.
Они способны работать долго и с большой силой, причем практически без утомления мышц.
Например, мышцы стенок артерий, находятся в сокращенном состоянии всю жизнь человека.
Гладкие мышцы, в отличие от скелетных, сокращаются произвольно, т.е. человек не может их контролировать, потому что они иннервируются вегетативными нервными волокнами.
Сокращение мышц происходит под действием химических веществ: ацетилхолина и адреналина.
Поперечный срез артерии:
Сердечная мышца
Данный тип мышцы расположен только в среднем слое стенки сердца- миокарде. Больше нигде этот вид мышц вы не встретите.
Эта мышца также имеет поперечную исчерченность, поэтому схожа со скелетными мышцами. Однако своей выносливостью она имеет сходство и с гладкими мышцами.
Сердечная мышца относится к непроизвольным мышцам, хотя бывали случаи, когда человек мог контролировать биение своего сердца.
Строение сердечной мышечной ткани:
Клетки сердечной мышечной ткани чаще одноядерные.
В клетках находятся миофибриллы, которые сходны по строению с миофибриллами поперечнополосатых мышц.
Мышцы сердца сами подают себе сигналы к сокращению.
Это называется автоматия сердца.
Автоматия сердца- это его способность к ритмическому сокращению без всяких видимых раздражений под влиянием импульсов, возникающих в самом органе.
Неслучайно врачи заставляют забиться остановившееся сердце, пропустив через него электрические разряды тока, которые могут вызвать сокращение сердечной мышцы и восстановление автоматии сердца.
Тест к разделу Мышечная система
В бесплатной версии урока недоступны:
- Видео
- Изображения
- Дополнительная информация
- Таблицы
- Тесты