Опорно-двигательный аппарат
Основную массу тела человека, около 75 % общего веса, составляет опорно-двигательный аппарат, в который входят мышцы, кости, суставы, сухожилия, связки и хрящи. Опорно-двигательный аппарат придает телу человека определенную форму, благодаря ему он может стоять прямо и передвигаться.
Некоторые мышцы и кости человека
Костный скелет – часть опорно-двигательного аппарата – является остовом для различных органов и тканей, он защищает от повреждений такие жизненно важные органы, как головной и спинной мозг, сердце и легкие. В костях накапливаются необходимые организму минеральные вещества: кальций и фосфор. Кости содержат костный мозг, в котором образуются все клетки крови – эритроциты, лейкоциты и кровяные пластинки.
К костям прикрепляются мышцы, которые за счет сокращения и расслабления волокон делают возможными движения различных частей тела. Ряд мышц расположен внутри органов и не связан с костями. При сокращении этих мышц осуществляется работа основных внутренних органов и обеспечиваются жизненно важные процессы в организме: перекачивание крови из сердца в кровеносные сосуды, прохождение пищи через желудочно-кишечный тракт и др. Благодаря сокращению мышц выделяется тепло и поддерживается нормальная температура тела.
Кости
Скелет человека состоит из 206 костей. Процессы образования молодой костной ткани и рассасывания старой продолжаются в течение всей жизни человека, хотя с возрастом скорость первого снижается. Рост костей обычно завершается в позднем периоде юношеского возраста или в молодом возрасте. В позднем периоде среднего возраста кости утрачивают прежнюю прочность, потому что к этому времени процесс рассасывания старой ткани происходит быстрее, чем образование новой.
Внутри костной ткани проходят кровеносные сосуды и нервы. Кровеносные сосуды доставляют кислород и питательные вещества костным клеткам. Нервы обеспечивают связь клеток с головным мозгом, участвуя таким образом в восприятии боли и передаче импульсов в центральную нервную систему.
Основным неорганическим веществом кости является кальций. Кроме него, в состав плотного слоя входят и другие минеральные вещества: фосфор, магний и фтор. В случае необходимости эти элементы могут поступать в кровеносное русло. Так, например, при уменьшении содержания кальция в крови и нарушении равновесия химических процессов происходит высвобождение этого вещества из костей и восполнение его дефицита в крови.
Кость покрыта толстым плотным слоем соединительной ткани, называемой надкостницей. Надкостница пронизана кровеносными сосудами и нервами. К ней крепятся многие сухожилия и мышцы. Под надкостницей располагается компактное вещество кости – самый твердый слой, в котором содержится большое количество продуцирующих костное вещество клеток – остеоцитов. Внутренний слой кости – губчатое или решетчатое вещество – имеет меньшую плотность и по виду напоминает кружево или губку. В центре кости находится полость, называемая мозговой. Там располагается мягкое вещество – костный мозг. В костном мозге образуются клетки крови.
Кости в зависимости от формы и строения разделяются на несколько групп: трубчатые, губчатые, плоские, смешанные.
Хрящи
Хрящ представляет собой плотное соединительно-тканное образование, одновременно прочное и гибкое. Хрящи имеются в различных частях тела, в том числе в ухе, носу, между ребрами и грудиной, на концах трубчатых костей ног и рук, а также между отдельными позвонками. Хрящи, находящиеся на концах трубчатых костей, называются суставными. Эти хрящи позволяют кости расти в длину, постепенно превращаясь в костную ткань, в то время как хрящевые клетки – хондроциты – образуют новую хрящевую ткань. Хрящ также защищает кости от трения и износа, образуя прокладки внутри суставов.
Связки
Связки представляют собой прочные полоски плотной фиброзной ткани. Они соединяют кости скелета и обеспечивают устойчивость суставов. Связки также поддерживают и сохраняют положение внутренних органов – желудка, печени, почек, селезенки и матки.
Суставы и сочленения
Две или более костей, соединяясь, образуют сустав или сочленение. Сустав – это подвижное соединение, допускающее движение кости; сочленение является неподвижным соединением.
Суставы и сочленения разделяются на три больших типа: фиброзные, хрящевые и синовиальные. Фиброзные сочленения – это неподвижные соединения костей, образованные с помощью плотной фиброзной ткани. Примером фиброзных сочленений является соединение костей черепа.
Строение сустава
Хрящевые суставы обладают легкой подвижностью. Кости, входящие в эти суставы, соединены с помощью хрящевой ткани. Таким образом соединены кости таза, ребра и грудина.
Синовиальные суставы допускают свободные движения костей. Объем движений ограничивается только формой костей и прикрепляющимися к ним связками, мышцами и сухожилиями. Большинство суставов тела человека, включая суставы плеча, локтя, колена и бедра, являются синовиальными.
Концы костей, сходящиеся вместе и образующие синовиальный сустав, покрыты хрящом, а сам сустав окружен тканевым мешком, который называется суставной сумкой. Сумка выстлана синовиальной оболочкой, в ней образуется особая синовиальная жидкость, заполняющая полость сустава. Синовиальная жидкость обеспечивает смазку поверхности костей в суставе, а также выполняет роль амортизатора, когда сустав подвергается нагрузкам и ударам, например во время ходьбы, бега, прыжков.
Существует несколько разновидностей суставов синовиального типа. Их названия связаны с особенностями структуры и степенью подвижности. Так, выделяются суставы, устроенные по типу сетки с мячом, например плечевой и тазобедренный. Есть суставы шарнирные (локтевой, суставы пальцев рук и ног, коленный), осевые (например, часть локтевого сустава, благодаря которой возможны вращательные движения ладони вверх и вниз), скользящие (например, суставы запястья и межпозвоночные сочленения), седловидные (например, в основании большого пальца кисти), кондилоидные (например, суставы запястья и основания указательного пальца).
Мышцы
Мышцы образованы мышечной тканью, называемой мышечными волокнами. При сокращении мышечных волокон мышцы укорачиваются, благодаря чему осуществляются движения частей тела и органов. Мышечные волокна получают кислород и питательные вещества из кровеносных сосудов, проходящих внутри и вокруг мышц.
Различают гладкую и поперечно-полосатую мышечную ткань. Гладкая мышечная ткань формирует непроизвольную мускулатуру: мышечные оболочки полых внутренних органов, стенок кровеносных сосудов и т. д. Движения этих мышц происходят рефлекторно и не контролируются сознанием.
Поперечно-полосатые мышцы образуют скелетную мускулатуру. Они обеспечивают движения костной системы. В организме человека существует более 600 скелетных мышц. Они прикрепляются к костям, другим мышцам и коже. Движения этих мышц подчиняются сознательному контролю.
Волокна скелетных мышц сгруппированы в пучки. Несколько пучков вместе образуют мышечную массу. Снаружи мышцы покрыты слоем плотной гладкой ткани – фасцией, которая может выходить за пределы мышечной массы, образуя сухожилие. Скелетные мышцы могут прикрепляться к надкостнице непосредственно или посредством сухожилия.
Особое место занимает сердечная мышца. Она состоит из сердечной поперечно-полосатой мышечной ткани и сокращается непроизвольно.
Эндокринная система
Эндокринная система регулирует деятельность всего организма за счет выработки особых веществ – гормонов, образующихся в железах внутренней секреции. К этим железам относятся: гипофиз, щитовидная железа, паращитовидные (околощитовидные) железы, надпочечники, поджелудочная железа и половые железы – яички у мужчин и яичники у женщин. Поступающие в кровь гормоны вместе с нервной системой обеспечивают регуляцию и контроль жизненно важных функций организма, поддерживая его внутреннее равновесие (гомеостаз), нормальные рост и развитие.
Гипоталамус
В значительной степени деятельность эндокринной системы управляется нервной системой через гипоталамус. Гипоталамус представляет собой образование, расположенное в основании головного мозга и отвечающее за автономные функции организма. Гипоталамус получает информацию практически из всех отделов головного мозга и использует ее для управления многими процессами. Он управляет эндокринной системой за счет выделения особых химических веществ, называемых рилизинг-гормонами. Эти вещества через кровеносное русло попадают в гипофиз, где под их влиянием происходят образование, накопление и выделение гипофизарных гормонов.
Железы внутренней секреции
Гипофиз
Хотя железа, называемая гипофизом, имеет размер не более 1,5 см в диаметре, она выделяет важные гормоны, от которых зависят функции многих органов и тканей. Благодаря гипофизу в организм поступают такие гормоны, которые регулируют деятельность других эндокринных желез. Гипофиз расположен в нижнем отделе головного мозга, рядом с его стволовой частью. Он разделяется на две доли – переднюю и заднюю. В каждой доле образуются свои, специфические, гормоны.
Гипофиз выделяет жизненно важные гормоны, регулирующие деятельность других желез внутренней секреции, а также гормоны, влияющие на весь организм. В гипофизе образуется и гормон роста, стимулирующий нормальный рост и развитие тканей.
Щитовидная железа
Щитовидная железа расположена в передней части шеи, кнаружи от дыхательного горла (трахеи), сразу же под адамовым яблоком. В щитовидной железе образуются гормоны, необходимые для нормального развития организма и обмена веществ. Для выработки гормонов щитовидной железе необходим йод.
Паращитовидные железы
Эти четыре железы размером приблизительно с рисовое зерно каждая расположены позади щитовидной железы, к которой они прикреплены с помощью связок. Паращитовидные железы выделяют гормон, который регулирует содержание кальция и фосфора в крови и процесс их использования организмом. Снижение содержания кальция в крови вызывает поступление определенного количества гормона в кровеносное русло. Этот гормон вызывает также усиление обратного всасывания кальция почками и аналогичный процесс в кишечнике.
Поджелудочная железа
Поджелудочная железа находится в верхней части живота, позади желудка. Поскольку она выполняет важную функцию в процессе пищеварения, рассматривается в качестве органа пищеварительной системы. Однако некоторые клетки поджелудочной железы, так называемые островковые клетки, выполняют эндокринные функции. В островковых клетках образуется несколько гормонов, в том числе инсулин, глюкагон и соматостатин. Эти гормоны обеспечивают постоянный уровень глюкозы в крови, а глюкоза – основной источник энергии в организме.
Повышение содержания глюкозы в крови приводит к выделению островковыми клетками инсулина. Инсулин способствует проникновению глюкозы в клетки тканей, где она немедленно преобразуется в энергию или откладывается для последующего использования. Таким образом происходит снижение содержания глюкозы в крови.
Глюкагон действует противоположным образом. В отличие от инсулина, он вызывает повышение содержания глюкозы в крови в ответ на снижение ее уровня. Глюкагон заставляет печень вырабатывать глюкозу и выделять некоторое ее количество из имеющихся запасов в кровеносное русло.
Соматостатин снижает уровень глюкозы в крови за счет подавляющего действия, которое он оказывает на выделение гормонов, способствующих увеличению содержания глюкозы, в том числе на выход глюкагона.
Надпочечники
Каждая из этих двух желез расположена на верхушке соответствующей почки. Надпочечник состоит из двух слоев, образующих и выделяющих гормоны: наружного слоя, называемого корой надпочечника, и внутреннего – мозгового слоя.
В коре надпочечников образуется три типа кортикостероидных (стероидных) гормонов: глюкокортикоиды, минералкортикоиды и андрогены.
Кортизол, основной гормон группы глюкокортикоидов, способствует усвоению клетками организма сахара, крахмала, жиров и белков для своего роста и образования энергии. Кортизол также играет важную роль в реакциях организма на травмы и стресс. Он способствует уменьшению воспалительных процессов в тканях и помогает организму в борьбе с инфекцией. Выделение кортизола и других глюкокортикоидов корой надпочечников регулируется адренокортикотропным гормоном, который, в свою очередь, выделяется гипофизом.
