Опорно-двигательная система
Опорно-двигательная система состоит из скелета и мышц. Скелет образует прочную основу тела, защищает внутренние органы и служит местом прикрепления мышц, а мышцы при сокращении перемещают кости и помогают сохранять позу.
Состав и функции опорно-двигательной системы
Скелет человека — совокупность костей, соединённых между собой. У взрослого человека обычно около 206 костей. Кости различаются по форме и выполняют разные задачи: длинные трубчатые кости участвуют в движении конечностей, плоские кости защищают органы, а короткие кости обеспечивают устойчивость и подвижность отдельных участков тела.
Опорно-двигательная система — совокупность костей, их соединений и скелетных мышц, обеспечивающая опору тела, движение, защиту органов и поддержание позы.
- Опорная функция: скелет поддерживает форму тела и принимает на себя нагрузку.
- Двигательная функция: мышцы действуют на кости через суставы как на рычаги.
- Защитная функция: череп защищает головной мозг, позвоночник — спинной мозг, грудная клетка — сердце и лёгкие.
- Постуральная функция: мышцы удерживают тело в определённом положении.
- Кроветворная и минеральная функции: красный костный мозг образует клетки крови, а костная ткань запасает соли кальция и фосфора.
Кость — живой орган. Она состоит из костной ткани, покрыта надкостницей, содержит кровеносные сосуды и нервы. Прочность кости связана с минеральными солями, а упругость — с органическими веществами, прежде всего белком коллагеном. В детстве кости растут и постепенно изменяют состав, поэтому питание и физическая активность особенно важны.
Скелет и соединения костей
В скелете выделяют осевой скелет и скелет конечностей. К осевому скелету относятся череп, позвоночник и грудная клетка. К скелету конечностей относятся пояса конечностей и свободные конечности. Скелет человека подробнее рассматривает отделы и отдельные кости.
Кости соединяются неподвижно, полуподвижно или подвижно. Неподвижные соединения характерны для костей черепа. Полуподвижные соединения находятся между позвонками. Подвижное соединение костей называется суставом. В суставе есть суставные поверхности, покрытые хрящом, суставная капсула и суставная полость с небольшим количеством жидкости. Хрящ уменьшает трение и смягчает толчки.
Мышца может только сокращаться и развивать силу тяги. Поэтому движение обеспечивается совместной работой мышц, расположенных по разные стороны сустава: одна мышца сгибает конечность, другая разгибает её.
Такие мышцы называют антагонистами. Например, двуглавая мышца плеча сгибает предплечье, а трёхглавая мышца плеча разгибает его. Мышцы, выполняющие одно и то же движение, называют синергистами.
Мышцы и движение
Мышца состоит из мышечных волокон. Скелетные мышцы прикрепляются к костям сухожилиями. При возбуждении мышца сокращается: её волокна становятся короче и толще, а сила передаётся на кость. Нервные импульсы управляют сокращением, поэтому связь с темой нервной и гуморальной регуляции важна для понимания движений.
В обычной жизни мышцы редко работают изолированно. Для точного движения одновременно сокращаются основные мышцы, мышцы-антагонисты и мышцы, фиксирующие соседние части тела. При длительном напряжении возникает утомление: уменьшается способность мышцы развивать прежнюю силу, изменяется обмен веществ и накапливаются продукты обмена.
В простом случае устойчивого движения сила тяги мышцы примерно уравновешивает силу сопротивления. Реальная сила зависит от площади поперечного сечения мышцы, длины мышцы, скорости сокращения и положения сустава.
Почему при сгибании руки в локтевом суставе разгибатель предплечья должен расслабляться или работать согласованно с сгибателем?
Поза, равновесие и осанка
Поза — положение тела или его частей в данный момент. Для её сохранения мышцы постоянно поддерживают небольшой уровень напряжения, называемый мышечным тонусом. Даже когда человек стоит неподвижно, тело слегка раскачивается, а мышцы автоматически меняют напряжение, чтобы сохранить равновесие.
Осанка — привычное положение тела в покое и при движении. На неё влияют состояние мышц, форма позвоночника, развитие скелета, зрение, положение головы, образ жизни и привычка сидеть. Правильная осанка не означает полную неподвижность: позвоночник сохраняет естественные изгибы, а нагрузка распределяется относительно равномерно.
Не путайте массу и вес тела: масса характеризует количество вещества, а вес — силу, с которой тело действует на опору или подвес. Не говорите, что мышцы «толкают» кости: мышцы создают тягу. Также неверно считать, что при любой боли в спине причина только в костях — значение могут иметь мышцы, суставы и нервная регуляция.
Сначала определите, какие кости соединены и где находится сустав. Затем установите, какая мышца сокращается, в какую сторону она тянет кость, и какие мышцы-антагонисты обеспечивают обратное движение или устойчивость.
Разобранный пример: действие мышц на предплечье
При сгибании руки в локте двуглавая мышца плеча сокращается, а предплечье поднимается. Объясните, почему движение возможно, и назовите роль трёхглавой мышцы плеча.
Ответ: двуглавая мышца, сокращаясь, тянет кости предплечья и вызывает их сгибание относительно плеча. Трёхглавая мышца является антагонистом: она обеспечивает разгибание и помогает точно остановить или изменить движение.
Профилактика нарушений
Для сохранения опорно-двигательной системы полезны регулярная физическая активность, постепенное увеличение нагрузки, полноценное питание и достаточный сон. При работе сидя важно менять положение тела, ставить стопы на опору и располагать экран примерно на уровне глаз. Тяжёлый предмет следует поднимать с прямой спиной, сгибая ноги, а не резко наклоняясь.
Развитие мышц связано не только с тренировкой, но и с восстановлением. Мышечная ткань способна изменять свои свойства под влиянием нагрузки; основные особенности описаны на странице мышечной ткани. Масса тела и действующие на него силы рассматриваются в теме масса и вес тела.
Проверь себя
Главное
- Опорно-двигательная система включает скелет, соединения костей и скелетные мышцы.
- Скелет обеспечивает опору и защиту, а также участвует в движении, кроветворении и запасании минеральных солей.
- Мышцы сокращаются и тянут кости; движения в суставах часто выполняются парами мышц-антагонистов.
- Поза и осанка поддерживаются мышечным тонусом, равновесием и нервной регуляцией.
- Для профилактики нарушений важны движение, правильная техника подъёма тяжестей, удобное рабочее место и восстановление.