Строение и функции опорно-двигательного аппарата человека

Длина позвоночного столба у взрослого мужчины колеблется от 60 до 75 см, у женщин — от 60 до 65 см, что составляет около 2/5 длины  тела взрослого человека. В старческом возрасте длина позвоночного столба уменьшается примерно на 5 см и больше вследствие увеличения изгибов позвоночного столба и уменьшения толщины межпозвоночных дисков.

Наибольший поперечник (11—12 см) позвоночный столб имеет на уровне основания крестца. Ширина позвонков  уменьшается снизу вверх, на уровне XII грудного позвонка она равна 5 см. Затем происходит постепенное увеличение ширины позвоночного столба до 8,5 см на уровне I грудного позвонка, что связано  с прикреплением на этом уровне верхних  конечностей. Далее снова наблюдается  уменьшение ширины позвоночного столба до I шейного позвонка. От основания  крестца книзу заметно уменьшение поперечника позвоночного столба в  связи с уменьшением силы тяжести  и передачи ее через тазовые кости  на головки бедренных костей.

Позвоночный столб не занимает строго вертикальное положение. Он имеет  изгибы в сагиттальной и фронтальной  плоскостях. Изгибы позвоночного столба, обращенные выпуклостью назад, называются кифозами, выпуклостью вперед —  лордозами, а выпуклостью вправо или влево — сколиозами. Выделяют физиологические изгибы позвоночного столба, наблюдаемые у здорового  человека, и патологические, которые  развиваются вследствие различных  болезненных процессов или в  результате неправильной посадки ребенка  за партой в школе. Различают следующие  физиологические изгибы: шейный и  поясничный лордозы, грудной и крестцовый кифозы, грудной (аортальный) сколиоз. Физиологические лордозы и кифозы являются постоянными образованиями, аортальный сколиоз встречается  в 1/3 случаев, расположен на уровне III—IV и V грудных позвонков в виде небольшой  выпуклости вправо и вызван прохождением на этом уровне грудного отдела аорты.

 

2.2 Возрастные  особенности позвоночника

 

Позвоночник новорожденного имеет вид пологой дуги, вогнутой спереди. Изгибы начинают формироваться только начиная с 3—4 месяцев жизни ребенка, когда он начинает держать голову. Вначале возникает шейный лордоз. Когда ребенок начинает сидеть (4—6-й месяцы жизни), формируется грудной кифоз. Позднее появляется поясничный лордоз, который образуется в то время, когда ребенок начинает стоять и ходить (9—12-й месяцы после рождения). Одновременно формируется крестцовый кифоз. Изгибы позвоночного столба становятся хорошо заметными к 5—6 годам, окончательное их формирование заканчивается к подростковому, юношескому возрасту.

При неравномерном развитии мышц правой или левой стороны  тела, неправильном положении учащихся за партой, у спортсменов как следствие  асимметричной работы мышц могут  возникать патологические изгибы позвоночника в стороны — сколиозы.

Длина позвоночного столба новорожденного ребенка составляет 40% длины его тела. В первые два  года длина позвоночника почти удваивается. Различные отделы позвоночного столба новорожденного ребенка растут неравномерно. На первом году жизни быстрее растет поясничный отдел, несколько медленнее  — шейный, грудной и крестцовый. Медленнее всего растет копчиковый отдел. К началу периода полового созревания рост позвоночного столба замедляется. Новое ускорение его  роста наблюдается у мальчиков  к 13—14, у девочек к 12—13 годам.

Межпозвоночные диски  у детей относительно толще, чем  у взрослых людей. С возрастом  толщина межпозвоночных дисков постепенно уменьшается, они становятся менее  эластичными, студенистое ядро уменьшается  в размерах. У пожилых людей  вследствие уменьшения толщины кифоза длина позвоночного столба уменьшается  на 3—7 см. Наблюдается общее разрежение костного вещества (остеопороз), обызвествление межпозвоночных дисков и передней продольной связки. Все это уменьшает рессорные свойства позвоночного столба, а также его подвижность и крепость.

 

2.3 Грудная клетка

 

Грудная клетка представляет собой костно-хрящевое образование, состоящее из грудных позвонков, 12 пар ребер и грудины, соединенных  между собой при помощи различных  видов соединений. У грудной клетки различают 4 стенки (переднюю, заднюю и  две боковые) и два отверстия (верхнюю  и нижнюю апертуры). Передняя стенка образована грудиной и реберными  хрящами, задняя — грудными позвонками и задними концами ребер, а  боковые — ребрами. Ребра отделены друг от друга межреберными промежутками. Верхняя апертура ограничена верхним краем грудины, первыми ребрами и передней поверхностью первого грудного позвонка.

Переднебоковой край нижней апертуры, образованный соединением  передних концов VII—X ребер, называется реберной дугой. Правая и левая реберные дуги ограничивают с боков подгрудинный угол, открытый книзу. По бокам сзади нижняя апертура ограничена двенадцатыми ребрами и двенадцатым грудным позвонком. Через верхнюю апертуру проходят трахея, пищевод, сосуды, нервы. Нижняя апертура закрыта диафрагмой, которая имеет отверстия для прохождения аорты, пищевода и нижней полой вены.

Грудная клетка человека по форме напоминает неправильной формы  усеченный конус. Она расширена  в поперечном направлении и уплощена в переднезаднем, спереди она короче, чем сзади.

2.4 Возрастные  особенности грудной клетки

 

У новорожденных грудная  клетка имеет конусовидную форму. Переднезадний  диаметр больше поперечного, ребра  расположены почти горизонтально. В первые два года жизни идет быстрый  рост грудной клетки. В возрасте 6—7 лет ее рост замедляется, а в 7—18 лет наиболее сильно растет средний  отдел грудной клетки.

Усиленный рост грудной клетки у мальчиков начинается с 12 лет, а  у девочек — с 11 лет. К 17—20 годам  грудная клетка приобретает окончательную  форму. У людей брахиморфного  типа телосложения грудная клетка имеет  коническую форму, у лиц долихоморфного типа телосложения грудная клетка более  плоская.

В старческом возрасте в  связи с увеличением грудного кифоза грудная клетка укорачивается  и опускается.

Физические упражнения не только укрепляют грудную мускулатуру, но и увеличивают размах движений в суставах ребер, что приводит к  увеличению объема грудной клетки при  дыхании и жизненной емкости  легких.

 

2.5 Строение черепа

 

Череп, образованный парными  и непарными костями, защищает от внешних воздействий головной мозг и органы чувств и дает опору начальным  отделам пищеварительной и дыхательной  систем.

Череп условно подразделяют на мозговой и лицевой. Мозговой череп является вместилищем для головного мозга.

С ним неразрывно связан лицевой череп, служащий костной  основой лица и начальных отделов  пищеварительного и дыхательного путей  и образующий вместилища для органов  чувств.

Мозговая часть черепа включает в себя: лобную кость, две  теменные кости, две височные кости, две клиновидные кости, затылочную кость Лицевая часть черепа состоит  из: верхней челюсти, двух носовых  костей, скуловой кости, нижней челюсти.

 

2.6 Возрастные  изменения черепа

 

Череп претерпевает существенные изменения в онтогенезе. Затылочная кость новорожденного ребенка состоит  из четырех частей: базилярной, двух латеральных и чешуи, разделенных  пластинками хряща. Сращение их начинается на втором году жизни. В первую очередь  происходит сращение чешуи с латеральными частями. Срастание базилярной части  с латеральными частями начинается в 3—4 года и заканчивается в 6—10 лет. Название частей сохраняются и  для кости взрослого, на которой  границ их, как правило, незаметны. В 16—17 лет затылочная кость срастается с лежащей впереди нее клиновидной, но след бывшего здесь хряща обычно остается заметным.

Клиновидная кость к моменту  рождения образована тремя частями: центральной, состоящей из тела и  малых крыльев; больших крыльев  с латеральной пластинкой крыловидного отростка и медиальной пластинки  крыловидного отростка, которые срастаются в течение 3—8-го годов жизни. У  новорожденного клиновидная пазуха представляет собой небольшую полость, которая растет, в теле клиновидной  кости. В возрасте 8—10 лет пазуха находится внутри тела этой кости, впоследствии (11 —15 лет) достигает размеров пазухи взрослого.

У новорожденного ребенка  лабиринты решетчатой кости наряду с хрящевой перпендикулярной пластинкой являются самостоятельными частями, которые  на 5—6-м году жизни срастаются в  единую решетчатую кость. У новорожденного выражены лишь 3—4 округлые передние ячейки решетчатого лабиринта, впоследствии их форма становится более многообразной, а окончательная устанавливается  в возрасте 12—14 лет.

Височная кость у новорожденного ребенка состоит из трех частей: чешуйчатой, барабанной и каменистой. Срастание частей височной кости  начинается еще до рождения и заканчивается  к 13—14 годам. Барабанная часть у  новорожденного имеет вид незамкнутого кольца, на котором натянута барабанная перепонка. В первые годы жизни поперечный размер кольца увеличивается, оно превращается в трубку и как бы оттесняет каменистую часть в медиальном направлении. Эта трубка расширяется и формирует задненижнюю часть наружного костного слухового прохода, крыша которого образована чешуйчатой частью. Нижнечелюстная ямка новорожденного сглажена, она формируется окончательно лишь в возрасте 6 лет, а в старости вновь уплощается. Суставной бугорок появляется в возрасте 7—8 мес, но принимает постоянную форму лишь после смены молочных зубов постоянными. Верхний край чешуи височной кости у новорожденного почти прямой.

У новорожденного лобная кость  состоит из двух половин, соединенных  лобным швом (метопическим). Процесс сращения обеих половин начинается в средней части шва на 6-м месяце после рождения, затем распространяется вверх и вниз, заканчиваясь концу 3-го года жизни. Лобная пазуха у новорожденного ребенка имеет вид полосы, которая к концу 4-го года достигает величины горошины, в возрасте 7—8 лет — несколько увеличивается, в 9—11 лет составляет 50% окончательной величины. Лишь в 12—14 лет устанавливается форма уплощенного спереди назад лепестка.

Верхняя челюсть. Верхнечелюстная  пазуха у новорожденного развита  слабо. Ее окончательная неправильная округлая форма образуется в возрасте 7 лет. Альвеолярная дуга новорожденного ребенка имеет вид широкого короткого  желоба. После рождения альвеолярная дуга удлиняется, что связано с  прорезыванием зубов, а верхнечелюстной  бугор увеличивается.

К моменту рождения обе  половины нижней челюсти соединены  между собой фиброзной тканью. Их костное сращение начинается на третьем месяце после рождения и  оканчивается в 2-летнем возрасте. У  новорожденных и детей первого  года жизни нижняя челюсть имеет  более закругленную форму, ветвь короткая, квадратной формы, с возрастом она удлиняется, угол нижней челюсти тупой (140—150°). В зрелом возрасте размеры угла приближаются к прямому. В пожилом и старческом возрасте у людей, потерявших зубы, ветвь становитя короче, угол увеличивается, альвеолярная часть атрофируется. Срастание частей подъязычной кости в единую кость происходит в возрасте 25—30 лет.

У новорожденного между костями  не существует швов, пространство заполнено  соединительной тканью. В участках, где сходятся несколько костей, имеется 6 родничков, закрытых соединительно-тканными пластинками: 2 непарных (передний и  задний) и 2 парных (клиновидный и  сосцевидный). Самый крупный —  передний, или лобный, родничок имеет  ромбовидную форму. Он расположен там, где сближается правая и левая  половины лобной и теменные кости. Задний, или затылочный, помещается там, где сходятся теменные и затылочная кости. Клиновидный родничок находится сбоку в углу, образованном лобной, теменной и большим крылом клиновидной кости. Сосцевидный родничок расположен в том месте, где сходятся затылочная, теменная кости и сосцевидный отросток височной кости. Благодаря наличию родничков череп новорожденного очень эластичен, его форма может изменяться во время прохождения головки плода через родовые пути в процессе родов. Формирование швов заканчивается в основном на 3—5-м году жизни, к этому времени закрываются роднички. На 2—3-м месяце после рождения закрываются задний (затылочный) и сосцевидный роднички, к 1,5 годам — передний, лишь к 3-м годам окончательно исчезает клиновидный родничок.

Объем полости мозгового  черепа новорожденного в среднем  составляет 350—375 см3. В первые 6 месяцев жизни ребенка он удваивается, к 2 годам утраивается, у взрослого он в 4 раза больше, чем объем полости мозгового черепа новорожденного. Глабелла у новорожденного отсутствует, она образуется к 15-летнему возрасту. Соотношение мозгового и лицевого

черепа у взрослого  и новорожденного различны. Лицо новорожденного ребенка короткое и широкое. В  латеральной норме соотношение  площадей лицевого черепа к мозговому (граница между ними — линия, соединяющаяся назион, с задним краем суставного отростка нижней челюсти) у новорожденного равно 1:8, 2-летнего ребенка— 1:6, у 5-летнего— 1:4, 10-летнего— 1:3, взрослой женщины — 1:2,5, взрослого мужчины — 1:2.

После рождения рост черепа происходит неравномерно. В пост-натальном онтогенезе выделяют три периода роста и развития черепа.

 

1. Период энергичного  активного роста — от рождения до 7 лет. В течение первого года жизни череп растет более или менее равномерно. От года до 3 лет череп особенно активно растет сзади, это связано с переходом ребенка на 2-м году жизни к прямохождению. С 3 до 7 лет продолжается рост всего черепа, особенно его основания. К 7 годам рост основания черепа в длину в основном заканчивается и оно достигает почти такой же величины, как у взрослого человека.

2. Период замедленного роста — от 7 до 12—13 лет (начало полового созревания). В это время в основном растет свод мозгового черепа, объем полости последнего достигает 1200—1300 см3.

3. В третьем периоде — после 13 лет активно растут лобный отдел мозгового и лицевой череп. Проявляются половые особенности черепа: у мужчин лицевой череп растет в длину сильнее, чем у женщин, лицо удлиняется.Зарастание швов начинается в возрасте 20—30 лет, у мужчин несколько раньше, чем у женщин. Сагиттальный шов зарастает в возрасте 22—35 лет, венечный — в 24—41 год, ламбдовидный — в 26—42 года, сосцевидно-затылочный — в 30—81 год, чешуйчатый шов, как правило, не зарастает.

Целесообразно выделить и 4-й  период — период преобразования черепа, в пожилом и старческом возрасте. Альвеолярные отростки верхней и альвеолярная часть нижней челюстей уменьшаются, жевательная функция ослабевает, мышцы частично атрофируются, изменяется рельеф челюстей, они становятся менее массивными, рельеф костей черепа сглаживается, частично рассасывается губчатое вещество.

 

2. Скелет конечностей

 

3.1 Функции конечностей

 

Скелет конечностей в  процессе эволюции человека претерпел  существенные изменения. Верхние конечности стали органами труда, а нижние, сохранив функции опоры и передвижения, удерживают тело человека в вертикальном положении.