Предмет, цели и задачи анатомии

6 Лекция № 1 Тема: Введение в анатомию План Предмет, цели и задачи анатомии. Классификация анатомических наук. Современные принципы изучения анатомии. Методы изучения анатомии человека. Краткий исторический очерк развития анатомии. 1. Предмет, цели и задачи анатомии. АНАТОМИЯ ЧЕЛОВЕКА (от греч. anatemno – "рассекаю") -наука, изучающая форму и строение человеческого организма в связи с его функциями, развитием и влиянием на организм окружающей среды. Современная анатомия стремится не только описывать факты, но и обобщать их, выяснять не только как устроен организм, но и почему он имеет такое строение. Для ответа на этот вопрос она исследует как внутренние, так и внешние связи организма. Известно, что все в природе взаимосвязано. Также и живой организм человека является целостной системой. Поэтому анатомия изучает организм не как простую механическую сумму составляющих его частей, не зависимую от окружающей его среды, а как целое, находящееся в единстве с условиями существования. Анатомия изучает не только строение современного взрослого человека, но и исследует, как сложился человеческий организм в его историческом развитии. С этой целью: •изучается развитие человеческого рода в процессе эволюции животного мира – филогенез; •исследуется процесс становления и развития человека в связи с развитием общества – антропогенез; 7 8 •рассматривается процесс индивидуального развития человеческого организма – онтогенез; •учитываются индивидуальные и половые различия формы, строения и положения тела, составляющих его органов, а также их топографических взаимоотношений. Для всех позвоночных, в том числе и человека, характерно множество общих признаков строения. Главнейшими принципами или законами, проявляющимися в строении тела человека, являются следующие: 1. Полярность – наличие двух различно дифференцированныхконцов тела или полюсов. 2. Двубокая симметрия: обе половины тела являются сходными.З.Сегментарность, или метамерность, – деление той или иной части тела на сегменты (метамеры). Человек, пройдя длительный путь эволюции, сохранил метамерное строение не во всем теле, а только в туловище. 4.Корреляция – закономерное соотношение между отдельными частями организма. На основании закона корреляции, разработанного Кювье, по отдельным частям тела можно судить о других особенностях строения тела человека. ЗАДА ЧИ СОВРЕМЕННОЙ AHA ТОМИИ: 1.Описание строения, формы, положения органов и их взаимоотношений с учетом возрастных, половых и индивидуальных особенностей человеческого организма. 2.Изучение взаимозависимостей строения и формы органов с их функциями. 3.Выяснение закономерностей конституции тела в целом и составляющих его частей. Изучение анатомии в системе высшего физкультурного образования определяется следующими факторами: во-первых, анатомия, как одна из фундаментальных морфологических наук, имеет общеобразовательное, мировоззренческое и воспитательное значение; во-вторых, анатомия закладывает фундамент для изучения других медико-биологических и спортивных дисциплин; в-третьих, анатомия имеет прикладное значение для студентов и тренеров. 2. КЛАССИФИКАЦИЯ АНАТОМИЧЕСКИХ НАУК Принципы изучения анатомии Все биологические науки делятся на две большие группы: Морфологические науки (morphe – форма) – изучают форму и строение живых организмов. Физиологические науки (physis -природа) – исследуют функции этих организмов. Среди морфологических наук выделяют микроскопические, к которым относятся гистология и цитология; а также макроскопические науки, к которым относится анатомия. Анатомию подразделяют на нормальную, изучающую здоровый организм, и патологическую, изучающую структурные изменения в организме, возникающие в результате болезни. В свою очередь, нормальная анатомия подразделяется на: «Систематическую анатомию — рассматривает организм по системам, т.е. как бы расчленяя организм на части – системы (Андрей Везалий, 1514-1565); •Топографическую анатомию — исследует пространственные взаимоотношения органов в различных областях тела. Она имеет прикладное значение, особенно в хирургии (Н.И. Пирогов, 1810-1881). • Пластическую анатомию — излагает сведения о статике и динамике внешних форм тела человека. Внутреннее строение организма рассматривается только для понимания внешних форм тела. Пластическая 9анатомия служит изо- бразительному искусству (И.В. Буяльский, 1789-1866; Леонардо да Винчи, 1452-1519). * Динамическую анатомию – изучает спортивные, трудовые,художественные и другие движения человеческого тела (М.Ф. Иваницкий1895-1969). * Спортивную анатомию – исследует анатомические изменения ворганизме, происходящие при выполнении различных положений идвижений, т.е. как адаптационные изменения, так и в результатеспортивного отбора (П.Ф. Лесгафт, 1837-1908). ■Возрастную анатомию – рассматривает анатомические особенности человеческого организма с точки зрения его возрастных изменений (Н.П. Гундобин, 1860-1908). «Типовую анатомию – изучает соотношение между внутренним строением тела и его внешними формами. Все многообразие особенностей этого соотношения подразделяется на основные группы или типы (В.Н. Шевкуненко, 1872-1952). «Проекционную анатомию – исследует проекцию органов человеческого тела на его наружную поверхность. В конце XX в. возникли и развиваются новые направления в анатомии—экологическая анатомия, лучевая анатомия или анатомия живого человека (с использование методов ядерно-магнитного резонанса, ультразвуковой эхолокации, томографии и т.п.) Современные принципы изучения анатомии человека Форма и строение человеческого тела изучается: Во всем их многообразии (диалектический принцип); Неразрывно с функцией (принцип связи структуры и функции); В связи с развитием: А) индивидуальным (в онтогенезе); Б) эволюционным (в филогенезе). 4. В связи с практикой (принцип связи теории и практики); 10 5. В историческом аспекте (с учетом развития человеческого общества). 3. Методы изучения анатомии человека В анатомии применяют различные методы, которые можно разделить на 3 группы: только на трупном материале; как на трупном материале, так и на живом организме; только на живом организме. Методы исследования на трупном материале Метод рассечения (К. Гален) – для визуального осмотра органов при вскрытии. Метод мацерации ("вымачивания") – для получения и изучения целого скелета труп помещали в проточную воду, ткани вымывались, разлагались и оставался один скелет. Метод препарирования – это послойное отделение тканей. Сейчас выделяют микро- и макропрепарирование. Основоположником метода был А.Везалий (1514-1564). •Метод инъекций (Ф. Рюши, В.М. Шумлянский) – заполнениесосудов или протоков окрашенными затвердевающими массами(свинцовый сурик, китайская тушь на желатине, железный сурик, газоваясажа на мыльном спирте) с дальнейшим препарированием ипросветлением (глицерин, касторовое масло, ксилол). •Метод коррозии (И.В. Буяльский, , П.Ф. Лесгафт) – вытекает изпредыдущего метода. Разница в том, что полости органов или сосудовзаполняют окрашенной пластмассой, жидким металлом, которые затемзатвердевают. Далее мягкие ткани удаляют с помощью кислоты илищелочи, получая слепок органа (например, бронхиальное дерево, сосудыпочки и т.д.). Раньше для этой цели использовали воск, теперь -пластмассы, металлы. 11 12 • Метод просветления тканей (Ф. Рюиш) – сочетается с методоминъекции, после чего объект специально обрабатывается особымирастворами (глицерин, касторовое масло, ксилол) и становитсяпрозрачным, а сосуды контрастными. • Метод распила замороженных трупов (И.В. Буялъский, НИ.Пирогов)-показываегг взаимоотношение органов между собой(основоположник Н.И.Пирогов). Это так называемая ледяная анатомияили скульптурный метод. Методы исследования как на трупе, так и на живом человеке • Метод макро-мшрокопического исследования (В.П. Воробьев).Этот метод начал использоваться с момента открытия оптических линз. Он позволяет изучать структурные образования с помощью лупы на пограничном уровне: орган-ткань. • Метод проекционной и сканирующей электронной микроскопии— дает изображение клетки и ее субклеточных компонентов (ядра,комплекса Гольджи, лизосом, митохондрий и т.д.) • Рентгеновский метод – основан на задержке рентгеновских лучейсолями кальция. С помощью этого метода можно изучать процессыокостенения, форму костей, суставов и т.п. Иногда этот метод используютпри искусственном введении вещества, задерживающего лучи (например,при исследовании пищеварительного тракта). Его разновидности -рентгенография и рентгеноскопия. Методы исследования на живом организме /. Новейшие методы рентгеновского исследования: А) электрорентгенография получает изображение мягких тканей (хрящи, связки); разновидность его – рентгенокимография (изображение мышц); Б) томография позволяет получить изображение органа в заданной плоскости; В) компьютерная томография позволяет суммировать изображения множества томограмм, создавая объемное изображение объекта; Г) рентгеноденситометрия позволяет прижизненно определить количество минеральных солей в костях. 2.Соматоскопическийметод – это визуальный осмотр тела человека или его отдельных частей. Метод позволяет определить форму грудной клетки, степень развития отдельных групп мышц, подкожного жира, искривления позвоночного столба и др. В клинике наряду с соматоскопией производят ощупывание (пальпация), выстукивание (перкуссия), выслушивание (аускультация) отдельных областей тела. Ъ.Соматометрический метод (антропометрический) — заключается в измерении размеров человеческого тела и отдельных его частей, жирового, костного и мышечного компонентов, определении физического развития. Этот метод приобретает все большее значение в спортивном отборе, при контроле за тренировочным процессом и т.п. 4.Метод анатомического анализа положений и движений тела спортсмена (М.Ф.Иваницкий) лежит в основе динамической морфологии. 5. Метод биопсии – изучаются структурные элементы живых клеток и тканей. Этот метод часто сочетается с ультрамикроскопией. При этом можно определять композицию мышечных волокон, что важно для спортивной ориентации, а также выявлять различные патологические изменения в тканях и органах. б.Метод ультразвуковой эхолокации — основан на различной пропускной способности ультразвука органами и тканями. Метод позволяет определить прижизненные размеры органов, их взаимоотношения, недоступные прямому изучению. 13 7. Метод эндоскопии трубчатых органов (органов дыхательной, пищеварительной систем и т.д.). 8.Метод меченых атомов (радиометрия)-въедете веществ (радионуклиды Р, Тс (технеций-фосфат), содержащих малое количество какого-либо радиоактивного элемента. По его содержанию в том или ином органе определяют его массу и функциональную активность. 9. Метод магнито-резонансного изображения (магнито-ядерногорезонанса, 1987) – исследование костей, суставов, и их топография. С2003 г. развивается цветная МЯР. 10. Экспериментальный метод (В. Ру, П.Ф. Лесгафт) на животныхвбирает в себя несколько методик и заключается в моделировании наживотных различных внешних воздействий. Цель метода – изучитьмеханизмы приспособления организма на всех его уровнях кэкстремальным воздействиям, а затем экстраполировать полученныерезультаты на человека. В спортивной практике метод используетсяредко. Таким образом, в настоящее время строение человеческого организма изучается на разных уровнях: на уровне систем органов (системном); на уровне отдельных органов (органном); на уровне тканей (тканевом); на уровне клеток (клеточном); на уровне молекул (молекулярном). Следовательно, анатомия тесно связана с рядом биологических наук, таких как гистология, эмбриология, цитология и др. 4. Краткий исторический очерк развития анатомии. История анатомии – это история борьбы материализма и идеализма во взглядах на строение и развитие организма человека. Стремление получить новые, более точные сведения о строении тела человека в 14 течение многих веков часто встречало сопротивление со стороны реакционных властей и особенно церкви. Истоки анатомии уходят глубоко в древность. У древних людей сведения о строении животных и человека складывались из случайных наблюдений при жертвоприношениях, на охоте, во время приготовления пищи и т.д. Определенную роль в развитии анатомии сыграли успехи, достигнутые в Древнем Египте в связи с культом бальзамирования трупов. Ценные данные в области анатомии были получены в Античной Греции. Там под влиянием материализма Демокрита и диалектики Гераклита, высказавшего знаменитое положение "все течет", формируется материалистический взгляд на строение человеческого тела. Древним грекам принадлежит заслуга создания анатомической терминологии. Выдающимися представителями греческой медицины и анатомии были Гиппократ, Аристотель и Герофил. Гиппократ (460-377 гг. до н.э.) описал некоторые кости черепа, соединения их посредством швов, развитие цыпленка, образование алантоиса. Он считал, что основу строения организма составляют четыре "сока": кровь, слизь, желчь и черная желчь. Темперамент человека как одно из проявлений его душевной деятельности обусловлен состоянием соков тела, т.е. материи. В этом был материализм Гиппократа. Аристотель (384-322 гг. до н.э.) – великий древнегреческий врач и анатом оставил многочисленные труды, в которых изложил процесс внутриутробного развития и систематизировал около 500 видов животных; описал ряд черепных нервов (зрительный, обонятельный и др.), сосуды плаценты и желточного мешка, отличал нервы от сухожилий и пр. Герофил (род в 304 г. до н.э.) выделял анатомию как самостоятельную науку; описал оболочки мозга, венозные пазухи, желудочки мозга и сосудистые сплетения, двенадцатиперстную кишку, простату (предстательную железу) и др. 19вопросы функциональной анатомии применительно к спортивной практике, создал оригинальный курс динамической анатомии, заложил научные основы спортивной морфологии. Таким образом, анатомическая наука в нашей стране характеризуется стремлением рассматривать организм как морфологическое и функциональное целое, связанное с условиями окружающей среды. Вопросы для самоконтроля 1. Что изучает анатомия как наука. Сформулируйте цели и задачисовременной анатомии. 2. Представьте классификацию анатомических наук, ихособенности и взаимосвязи. Назовите основные принципы изучения анатомии человека. Перечислите методы анатомических исследований. Дайте характеристику методам исследования анатомии на трупном материале. Охарактеризуйте основные методы исследования анатомии на живом организме. Охарактеризуйте основные исторические вехи развития анатомии в Европе (Гиппократ, К.Гален, Леонардо да Винчи, А. Везалий и ДР-)-8. Опишите развитие отечественной анатомии (А.П. Протасов, М.И. Шеин, Н.И. Пирогов, П.Ф. Лесгафг, В.Н. Тонкое, М.Ф. Иваницкий и др.). 20 . Лекция № 2 Тема: Система скелета. Общие сведения о строении и соединениях костей План Система скелета. Функции скелета. Кость как орган. Классификация костей. Соединения костей, их разновидности. Влияние физических нагрузок на структуру костей и их соединений. 1. Система скелета. Функции скелета Одним из главных свойств животных организмов является приспособление к окружающей среде при помощи передвижения в пространстве и изменения положения частей тела. Движение организмов в процессе эволюции совершенствовалось от простого – амебоидного (с помощью протоплазмы) и мерцательного (с помощью ресничек) к наиболее сложному – мышечному, осуществляющемуся с помощью мышечной ткани. В организме человека имеются все три типа этих движений: амебоидное движение кровяных телец, мерцательное движение ресничек эпителия и движение с помощью мышц как основное. Кости, составляющие остов организма, приводятся в движение мышцами и вместе с ними образуют опорно-двигательный аппарат. Поэтому весь опорно-двигательный аппарат можно разделить на две части: пассивную (скелет и его соединения) и активную (мышцы). Обе эти части тесно связаны между собой функционально и развиваются из одного и того же зародышевого листка – мезодермы. В итоге аппарат движения состоит из трех частей: 1) костей; 2) их соединений и 3) мышц с их вспомогательными приспособлениями. У человека как и у всех позвоночных скелет является внутренним. 21СИСТЕМА СКЕЛЕТА (греч. "skeletos" – высушенный) представляет собой совокупность костей, образующих в теле человека твердый остов, который обеспечивает выполнение ряда важнейших функций. Костная система человека выполняет ряд функций, имеющих, преимущественно, механическое или, преимущественно, биологическое значение. Механические функции скелета 1.Опорная функция состоит в том, что кости поддерживаютприкрепляющиеся к ним мягкие ткани и внутренние органы (мышцы,фасции и другие органы), участвуют в образовании стенок полостей, вкоторых помещаются внутренние органы. Надо отметить, что толькокостный скелет позволил животным выйти из воды на сушу, поднять своетело над землей и прочно стать на ноги. 2. Рессорная функция обусловлена наличием в скелетеобразований, смягчающих толчки и сотрясения (хрящевые прокладки,суставной хрящ между соединяющимися костями и т.п.) Защитная функция состоит в том, что скелет образует вместилища для жизненно важных органов и защищает их от внешних воздействий. Локомоторная (двигательная) функция возможна благодаря строению костей в виде длинных и коротких рычагов, соединенных подвижными сочленениями и приводимых в движение мышцами, управляемыми нервной системой. 5. Антигравитационная функция проявляется в том, что скелетсоздает опору для устойчивости тела, приподнимающегося над землей.Кроме того, кости определяют направление хода сосудов, нервов и мышц,а также форму тела и его размеры. 22 Биологические функции скелета 1. Функции обмена веществ – скелет участвует в обмене веществ(особенно, в минеральном обмене), являясь депо минеральных солей -фосфора, кальция, железа и др. Кости регулируют постоянствоминерального состава жидкостей внутренней среды организма. Все этоважно учитывать для понимания болезней обмена веществ (рахит и др.) идля диагностики с помощью лучистой энергии (рентгеновские лучи,радиоактивные изотопы). 2. Кроветворная функция связана с тем, что внутри костейсодержится красный костный мозг – центральный кроветворный орган -органическая часть кости. Функция кроветворения принадлежит всейкости в целом. Определенное развитие и деятельность костного мозгаотражаются на строении костного вещества, и наоборот, механическиефакторы сказываются на функции кроветворения (например, усиленноедвижение способствует кроветворению, поэтому при разработкефизических упражнений необходимо учитывать единство всех функцийскелета). 3. Иммунологическая функция также связана с красным костныммозгом: последний содержит самоподдерживающуюся популяциюстволовых кроветворных клеток, из которых образуются клетки иммуннойсистемы (лимфоциты, плазмоциты, макрофаги). 2. Кость как орган. Классификация костей. Внешнее строение и рост кости удобнее рассматривать на примере трубчатой кости (например, плечевой или бедренной). В процессе роста человеческого организма кости претерпевают перестройку: наряду с образованием новых остеонов (структурная единица костной ткани) за 23 счет деятельности остеобластов идет параллельный процесс рассасывания костной ткани с помощью остеокластов (клетки-разрушители). В каждой трубчатой кости различают следующие части: 1. Диафиз (тело кости) представляет собой костную трубку,содержащую у взрослых желтый костный мозг и выполняющую,соответственно, функцию опоры и защиты. Стенка трубки состоит изплотного компактного вещества. 2. Метафизы (концы диафиза), прилегающие к метаэпифизарнымхрящам развиваются вместе с диафизом, но участвуют в росте кости вдлину и состоят из губчатого вещества. Впоследствии размножениеклеток метафизарного хряща прекращается, и он заменяется костнойтканью, т.е. метафизы сливаются с эпифизами и образуется костноесращение (синостоз). 3. Эпифизы (суставные концы каждой трубчатой кости)расположены по другую сторону метаэпифизарных хрящей. Они состоятиз губчатого вещества, содержащего красный костный мозг. Каждыйэпифиз имеет суставную поверхность, покрытую гиалиновым хрящом.Она служит для соединения с соседними костями. 4. Апофизы (костные выступы, расположенные вблизи эпифиза). Кним прикрепляются мышцы и связки. Апофизами являются бугры,отростки костей (например, большой вертел бедренной кости, большой ималый бугорки плечевой кости и др.). Строение кости Основу кости составляет костная ткань. Из курса биологии вспомним, что костная ткань включает три вида клеток: остеобласты (молодые клетки, образующие костную ткань); остеоциты (зрелые клетки); остеокласты (клетки-разрушители); а также межклеточное вещество (оссеин). 24Структурной единицей костной ткани является остеон, т.е. система костных пластинок (Гаверсова система), концентрически расположенных вокруг канала, содержащего сосуды и нервы. Направление каналов остеонов соответствует направлению сил натяжения и сил опоры, создающихся в кости при ее функционировании. Помимо каналов остеонов, в кости выделяют прободающие питательные каналы, которые пронизывают наружные общие костные пластинки и служат для прохождения сосудов из надкостницы внутрь кости. Надо отметить, что остеоны располагаются не беспорядочно, а соответственно функциональной нагрузке на кость: В трубчатых костях параллельно длиннику кости. В губчатых – перпендикулярно вертикальной оси. В плоских костях черепа – параллельно поверхности кости и радиально. Костные пластинки делятся на пластинки остеона, концентрически расположенные вокруг костного канала остеона, вставочные, расположенные между остеонами, и общие (наружные и внутренние), которые охватывают кость с наружной поверхности и по поверхности костномозговой полости. Из остеонов состоят более крупные элементы кости или перекладины костного вещества (балки). Из этих перекладин складывается двоякого рода костное вещество: 1) компактное костное вещество, если перекладины лежатплотно; 2) губчатое костное вещество, если перекладины лежат рыхло,образуя между собой костные ячейки наподобие губки. Распределение компактного и губчатого веществ зависит от функциональных условий кости. Компактное вещество находится в костях и в тех частях их, которые выполняют, преимущественно, 25 функцию опоры (стойки) и движения (рычаги), например, в диафизах трубчатых костей. В местах, где при большом объеме требуется сохранить легкость и прочность, образуется губчатое вещество, например, в эпифизах трубчатых костей. Перекладины губчатого вещества располагаются не беспорядочно, а соответственно функциональным условиям, в которых находится данная кость или ее часть, то есть они располагаются по линиям сил сжатия и растяжения. Губчатое вещество, расположенное между двумя пластинками компактного вещества в костях свода черепа, получило название промежуточного – диплоэ. Наружная пластинка компактного вещества у костей свода черепа довольно толстая, прочная, а внутренняя – тонкая, при ударе часто ломается, поэтому ее называют стеклянной пластинкой. Ячейки губчатого вещества и костномозговые каналы трубчатых костей заполнены костным мозгом. Различают три вида костного мозга: красный, желтый и слизистый. Красный костный мозг состоит из ретикулярной ткани, в петлях которой находятся клеточные элементы, имеющие непосредственное отношение к кроветворению и костеобразованию (костеобразователи – остеобласты и костеразрушители – остеокласты). Он пронизан нервами и кровеносными сосудами, питающими, кроме костного мозга, внутренние слои кости. Желтый костный мозг обязан своим цветом жировым клеткам, из которых он главным образом и состоит. В периоде развития и роста организма, когда требуется большая кроветворная и костеобразующая функция, преобладает красный костный мозг (у зародышей и новорожденных имеется только красный костный мозг). По мере роста ребенка красный мозг постепенно замещается мало активным жёлтым, который у взрослых полностью 26заполняет костномозговое пространство трубчатых костей, а у лиц в возрасте 90 лет и более -неактивным слизистым костным мозгом. Снаружи кость, за исключением суставных поверхностей, покрыта надкостницей. Надкостница – это тонкая, крепкая соединительнотканная плёнка бледно-розового цвета, окружающая кость снаружи и прикреплённая к ней с помощью соединительных пучков – прободающих волокон. Она состоит из двух слоев: наружного волокнистого (фиброзного) и внутреннего (костеобразующего). Она богата нервами и сосудами, благодаря чему участвует в питании и росте кости в толщину. Суставные поверхности кости, свободные от надкостницы, покрывает суставной хрящ, имеющий обычное строение гиалинового хряща. Таким образом, в понятие кости как органа входит костная ткань, образующая главную массу кости, а также костный мозг, надкостница, суставный хрящ и многочисленные нервы и сосуды. Химический состав: кость имеет не только сложное строение, но и сложный химический состав. В живом организме кость содержит 50% воды, 28,15% органических веществ, в том числе 15,75% жира и 21,85% неорганических веществ, представленных соединениями кальция, фосфора, магния и других элементов. Обезжиренные и высушенные кости содержат приблизительно 1/3 органических веществ и 2/3 неорганических. Эластичность кости зависит от органического вещества – оссеина, а твердость ее – от минеральных солей (например, Са, Р). Сочетание органических и неорганических веществ в живой кости придает ей необычайную крепость и упругость. В этом убеждают и возрастные изменения кости. У маленьких детей оссеина сравнительно больше, поэтому кости отличаются большой гибкостью и редко ломаются. Наоборот, в старости, когда соотношение органических и неорганических веществ изменяется в пользу последних, кости становятся менее эла­стичными и более хрупкими. 27 Классификация костей Число отдельных костей, входящих в состав скелета взрослого человека, больше 200 (200±6 костей). Кости разнообразны по величине и форме, занимают определенное положение в теле. По внешней форме различают кости длинные, короткие, широкие и смешанные. Однако правильнее различать кости на основании трех принципов, на которых строится любая анатомическая классификация – формы (строения), функции и развития. С этой точки зрения выделяются следующие группы костей. Трубчатые Губчатые Плоские Смешанные Воздухоносные \ * \ V ^\ Височная Кости лицевого черепа ^ т* Затылочная {решетчатая кость,) Длинные Длинные Короткие нижняя челюсть) Короткие Сесамовидные Кости поясов Кости черепа (лобнаядеменная) Трубчатые кости построены из губчатого и компактного веществ, образующего трубку с костномозговой полостью; выполняют все три функции скелета, т.е. опору, защиту и движение. Среди трубчатых костей выделяют длинные кости (плечевые, кости предплечья, бедренная и кости голени) и короткие кости (кости пясти, плюсны, фаланги пальцев). Губчатые кости построены в основном из губчатого вещества, покрытого тонким слоем компактного. Среди губчатых костей различают: -длинные кости – ребра, грудина; -короткие кости – позвонки, кости запястья, предплюсны; 28 -сесамовидные кости, т.е. кости с вспомогательными приспособлениями для работы мышц (надколенник, гороховидная кость, сесамовидные кости пальцев рук и ног. Сесамовидные кости располагаются около суставов, участвуя в их образовании и способствуя их движениям, но с костями скелета непосредственно не связаны). Плоские кости участвуют в образовании полостей тела и выполняют также функцию защиты. Одновременно они представляют поверхности для прикрепления мышц. Среди плоских костей выделяют: плоские кости черепа (лобная и теменные кости) – выполняют функцию опоры и защиты. плоские кости поясов (лопатки, тазовые кости) – выполняют функцию опоры и защиты. Смешанные кости (кости основания черепа) – сюда относятся кости, сливающиеся из нескольких частей, имеющих различную функцию, строение и развитие (височная, затылочная). К смешанным костям относится и ключица. Воздухоносные кости имеют в теле полость, выстланную слизистой оболочкой и заполненную воздухом. К этой группе можно отнести некоторые кости черепа: лобную, клиновидную, решетчатую, верхнюю челюсть. 3. Соединения костей, их разновидности. Все кости скелета соединены между собой различными способами. Соединения костей имеют различное строение и обладают такими физическими свойствами, как прочность, упругость, подвижность, что связано с выполняемыми ими функциями. Выделяют три вида соединений костей: 29 1) Непрерывные соединения (синартрозы), когда между костями имеется прослойка соединительной ткани или хряща. Щель или полость между соединяющимися костями отсутствуют. 2) Прерывные соединения (диартрозы, синовиальные соединенияили суставы), когда между костями имеется полость, ограниченнаясуставной капсулой. Рассмотрим каждый вид соединения подробнее. 1. Непрерывные соединения – синартрозы. В зависимости от строения ткани, соединяющей кости, выделяют следующие группы этих соединений: фиброзные или соединительнотканные; хрящевые; костные (синостозы); Фиброзные соединения – это прочные соединения посредством плотной волокнистой соединительной ткани. К ним относятся: а) связки (синдесмозы) – это крепкие фиброзные тяжи, состоящие из пучков коллагеновых волокон. Они могут быть короткими и длинными и находятся во всех суставах. Особым видом синдесмоза является зубоальвеолярный синдесмоз, т.е. соединение корня зуба с альвеолой челюсти; б) мембраны или межкостные перепонки (например, между костями предплечья и голени). Здесь соединительная ткань заполняет большой промежуток между костями; в) швы, когда промежуточная соединительная ткань имеет характер тонкой прослойки. По форме соединяющихся костных краев различают следующие швы: – схиндилез (расщепление)-соединение клиновидного гребняклиновидной кости с сошником; – зубчатый (например, соединение лобной и теменной костей); 30 зазубренный (лямбдовидный шов между затылочной и теменными костями); чешуйчатый (например, соединение височной кости с теменной); частным видом его является окаймленный шов; плоский (например, соединения между костями лицевого черепа). Хрящевые соединения представляют собой соединения костей с помощью хрящевой ткани. Эти соединения характеризуются прочностью, малой подвижностью и упругостью. Хрящевые соединения могут быть за счет волокнистых хрящей (например, межпозвоночные диски между телами позвонков) и за счет гиалинового хряща (например, реберные хрящи между ребрами и грудиной). Различают симфизы, эпифизарные хрящи и синхондрозы. Симфизы наблюдаются в позвоночном столбе-межпозвоночные симфизы, в области таза – лобковый симфиз, в грудине – симфиз рукоятки с телом грудины. Эпифизарные хрящи наиболее часто наблюдаются в детском и подростковом возрастах в трубчатых костях. Синхондрозы бывают: а) временные – существуют до определенного возраста, после чегозаменяются синостозами (например, между костями тазового пояса); б) постоянные — существуют в течение всей жизни (например,между пирамидой височной кости и соседними костями черепа). Костные соединения (синостозы): в промежутке между костями соединительная ткань переходит в костную или сначала в хрящевую, а затем в костную. Примерами синостозов могут служить соединения между отдельными костями основания черепа (затылочной и клиновидной), между крестцовыми позвонками, половинками нижней челюсти и др. 31 2. Прерывные соединения или суставы (диартрозы) являются наиболее совершенными видами соединения костей. В каждом суставе различают следующие основные элементы: суставные поверхности, покрытые гиалиновым хрящем; суставную капсулу или сумку; -суставную полость с небольшим количеством синовиальной жидко­сти. В некоторых суставах есть еще вспомогательные образования в виде суставных дисков, менисков и суставной губы. Суставные поверхности чаще всего соответствуют друг другу у сочленяющихся костей. Они покрыты суставным хрящем, за счет которого облегчается скольжение суставных поверхностей и смягчаются толчки. Суставная капсула прирастает к сочленяющимся костям по краю их суставных поверхностей или же несколько отступив от них и герметически окружает суставную полость. Капсула имеет 2 слоя: наружный фиброзный и внутренний синовиальный. Фиброзный слой местами образует связки – утолщения, которые укрепляют капсулу, а также выполняют роль пассивных тормозов, ограничивая движения в суставе. Синовиальный слой тонкий. Он изнутри выстилает фиброзный слой и продолжается на поверхности кости, не покрытой суставным хрящем. Синовиальная мембрана образует различные выросты: ворсинки, складки, иногда синовиальные сумки. Синовиальная мембрана выделяет в полость сустава прозрачную, липкую синовиальную жидкость. Эта жидкость смачивает суставные поверхности костей и устраняет их трение друг о друга. Суставная полость представляет собой герметически закрытое щелевидное пространство, ограниченное суставными поверхностями и 32 синовиальной мембраной. Суставная полость содержит небольшое количество синовиальной жидкости. Между суставными поверхностями имеется отрицательное давление (меньше атмосферного), препятствующее их расхождению. Суставы в организме человека играют важную роль: содействуют сохранению положения тела; участвуют в перемещении частей тела относительно друг друга; • -являются органами локомоции (передвижения) тела в пространстве. Классификация суставов В суставах в зависимости от строения сочленяющихся поверхностей (форма, изогнутость, размер) движения могут совершаться вокруг различных осей. В биомеханике суставов выделяют следующие оси вращения: 1) фронтальную, 2) сагиттальную и 3) вертикальную. Так тело, имеющее форму шара и закрепленное в одной точке имеет 3 степени свободы, форму эллипса – 2 степени, форму цилиндра – одну. Суставы также могут совершать движения вокруг 3-х, 2-х и 1-й оси. 1. Фронтальные (поперечные) оси идут в местах пересечениягоризонтальных и фронтальных плоскостей. Движения вокругфронтальной оси – сгибание (флексия) и разгибание (экстензия).Соответственно либо уменьшается, либо увеличивается угол междукостями. Сагиттальные оси идут в местах пересечения горизонтальных и сагиттальных плоскостей. Движения вокруг сагиттальной оси -приведение (аддукция), т.е. приближение к срединной плоскости и отведение (абдукция) – отдаление от срединной плоскости (наклоны в стороны). Движения вокруг вертикальной (продольной) оси – вращение кнаружи (супинация) или кнутри (пронация). 33 4. Кроме того, выделяют круговое движение, при котором совершается переход с одной оси на другую, причем один конец кости описывает круг, а вся кость – фигуру конуса. Классификацию суставов проводят по следующим признакам: по числу суставных поверхностей; по форме суставных поверхностей; по функции. Итак, рассмотрим разновидности суставов. I. По числу суставных поверхностей различают: а) простой сустав — имеет 2 суставные поверхности (напр.,плечевой, межфаланговые); б) сложный сустав – имеет более 2-х сочленовных поверхностей(напр., локтевой, коленный). Сложный сустав состоит из несколькихпростых сочленений, в которых движения могут совершаться отдельно; в) комплексный сустав – содержит внутри суставной сумкивнутрисуставной хрящ, который разделяет сустав на две камеры (напр.,височно – нижнечелюстной сустав, коленный); г) комбинированный сустав – представляет комбинацию несколькихизолированных суставов, расположенных отдельно друг от друга, нофункционирующих вместе (например, оба височно-нижнечелюстныхсустава, проксимальное и дистальное луче-локтевые сочленения и др.). II. По форме и по функциям классификация проводится следующимобразом: функция сустава определяется количеством осей, вокругкоторых совершаются движения. Количество же этих осей зависит отформы сочленовных поверхностей сустава. Таким образом, между числомосей и формой сочленовных поверхностей имеется полное соответствие изависимость. Исходя из этого различают суставы: 1. Одноосные суставы: а) цилиндрический или вращательный – суставная поверхность цилиндрическая, ее ось совпадает с длинной осью сочленяющихся костей 34 и обеспечивает движение вокруг одной – вертикальной оси, т.е. вращение (например, сочленение атланта с зубом осевого позвонка, лучелоктевые суставы); б) блоковидный сустав – на суставной поверхности цилиндрическойформы имеется костный гребешок, а на соответствующей суставнойвпадине – направляющая бороздка. Блоковидная поверхностьрасполагается поперечно по отношению к длиннику костей, образующихсустав (например, межфаланговые суставы кисти и стопы). Движениепроисходит вокруг фронтальной (поперечной) оси – сгибание иразгибание; в) винтообразный сустав – в нем борозда на сочленовойповерхности располагается под углом к оси вращения сустава.Движения в винтообразном суставе осуществляются вокруг поперечнойоси, но с некоторым винтообразным смещением сочленяющихсяповерхностей (например, локтевой и голеностопный суставы). 2. Двухосные суставы: а) эллипсовидный сустав – сочленовые поверхностипредставляют отрезки эллипса. Они обеспечивают движения вокругдвух осей: фронтальной оси – разгибание и сгибание, и вокругсагиттальной оси – отведение и приведение (лучезапястный сустав). б) седловидный сустав – образован двумя седловиднымисочленовыми поверхностями, сидящими "верхом" друг на друге, изкоторых одна движется вдоль и поперек другой. Поэтому в немсовершаются движения вокруг двух взаимно перпендикулярных осей -фронтальной и сагиттальной (например, сустав между пястной костью 1-го пальца кисти и костью – трапецией запястья); в) мыщелковый сустав – его выпуклая суставная поверхностьвсегда располагается на выступающем округлом отростке, называемоммыщелковым. Мыщелковый сустав можно рассматривать какразновидность эллипсовидного, представляющую переходную форму 35 от блоковидного сустава к эллипсовидному. В мыщелковом суставе возможны движения вокруг 2-х осей: фронтальной (сгибание и разгибание) и вертикальной (вращение). Пример – коленный сустав, атланто-затылочное сочленение. 3. Трехосные или многоосные суставы: а) шаровидный сустав – одна из суставных поверхностейобразует выпуклую шаровидной формы головку, а другая -соответственно вогнутую впадину. В нем возможны движения вокруг3-х осей: фронтальной (сгибание-разгибание), сагиттальной (отведение-приведение) и вертикальной-продольной (вращение). Эти суставыобладают наибольшей подвижностью (пример – плечевой сустав); б) чашеобразный или ореховидный сустав – это разновидностьшаровидного сустава, разница лишь в глубине суставной ямки, котораяохватывает головку больше чем наполовину. Поэтому движения втаком суставе менее свободны, чем в шаровидном. Пример -тазобедренный сустав; в) плоский сустав имеет почти плоские суставные поверхности,напоминающие поверхности шара большого диаметра. Движениясовершаются вокруг 3-х осей, но объем их ограничен из-занезначительной разницы кривизны и размеров суставных поверхностей.Пример – межпозвоночные суставы, сустав головки ребра; г) амфиартроз – по форме приближается к плоскому, однакохарактеризуется чрезвычайно малой подвижностью (пример – крестцово-подвздошный сустав). 4. Влияние физических нагрузок на структуру костей и их соединений Изменения, происходящие в скелете под влиянием физических нагрузок касаются химического состава костей, их структуры, процессов роста и окостенения. 36 При занятии спортом усиление физической нагрузки на аппарат движения вызывает рабочую гипертрофию костей, в результате чего меняются их форма, ширина и длина, а также толщина компактного вещества и размеры костномозговых полостей; меняется и структура губчатого вещества: ширина костей плюсны у футболистов, бегунов, т.е. в тех видах спорта, где имеется большая нагрузка на стопы, значительно больше, чем у людей, не занимающихся спортом. толщина компактного вещества: у футболистов компактное вещество больше всего утолщено в 1-ой плюсневой кости, у балерин, танцоров, гимнастов – во 2-ой и 3-й плюсневых костях, по сравнению с лицами, не занимающимися спортом. При динамических нагрузках увеличивается количество остеонов и их связь с окружающими волокнами. губчатое вещество – при усиленной физической нагрузке идет формирование крупноячеистой структуры губчатого вещества костей, на которые эта нагрузка направлена. Например, у футболистов и бегунов -это кости стопы. Перекладины губчатого вещества становятся толще, ячейки между ними больше, отсюда образование новых силовых линий. при физической нагрузке соответственно утолщению компактного вещества уменьшается костно-мозговая полость. Кроме того, уменьшается количество желтого костного мозга и увеличивается количество красного костного мозга. В связи с этим нарастает число эритроцитов, повышается количество гемоглобина в крови, а следовательно, усиливается снабжение организма кислородом. надкостница при динамических нагрузках становится эластичнее, усиливается её кровоснабжение. При статических нагрузках -она становится более прочной и малоэластичной. 6) при физических нагрузках увеличивается сопротивляемостькости на излом, изгиб, сдавливание и растяжение. 37 7) соединения костей также изменяются в зависимости от специфики нагрузки: статические нагрузки усиливают прочность связок, а динамические – улучшают их прочность и растяжимость. Как видим, занятия различными видами спорта влияют на костную систему человека. Например, в верхней конечности: у пловцов – в связи с гипертрофией дельтовидной мышцы диафиз плечевой кости в области прикрепления мышцы расширяется и хирургическая шейка становится слабо выраженной. Аналогичные явления наблюдаются в лучевой кости гребцов на байдарке. У них, вследствие гипертрофии двуглавой мышцы, резко утолщается лучевая бугристость и сглаживается шейка луча. у штангистов из-за общего утолщения лучевой кости сглаживается шейка кости и изгиб диафиза. В нижней конечности: у метателей диска резко утолщается дистальный конец диафиза бедра. у бегунов отмечается резкое утолщение болыпеберцовой кости в области её бугристости и малоберцовой кости в области её головки. у тех, кто занимается танцами, увеличиваются 1 -е и 2-е плюсневые кости; кроме того у них преобладает крупноячеистая структура губчатого вещества эпифизов и костей предплюсны. кроме того, если нагружать больше какую-то одну конечность по сравнению с другой, то и кости этой конечности будут утолщаться больше. Это наблюдается, например, у метателей диска. Таким образом, изменения костей под воздействием физической нагрузки является результатом функциональных условий. Этот момент необходимо учитывать для того, чтобы путем рациональной физической нагрузки направленно воздействовать на рост костей и способствовать гармоничному развитию тела человека. 38 АЛГОРИТМ ОПИСАНИЯ СУСТАВА 1 .Название сустава. 2.Простой он или сложный. 3.Суставными площадками каких костей образован. 4.Добавочные элементы, если они есть, их роль в суставе. 5.Су ставная сумка. б.Связки, укрепляющие сустав. 7.Форма сустава. 8.Движение в суставе, вокруг каких осей. ПРИМЕР ОПИСАНИЯ ПЛЕЧЕВОГО СУСТАВА: 1. Плечевой сустав. 2.Простой, т.к. образован 2-мя костями: лопаткой и плечевой костью. В образовании принимают участие суставная впадина лопатки и головка плеча. В суставе имеется хрящевая губа по краю суставной впадины лопатки, которая ограничивает подвижность. Суставная сумка тонкая, обширная, движениям не препятствует. Сустав укреплен одной связкой – ключевидно-плечевой. Сустав по форме шаровидный. 8.Движение вокруг 3-х осей: сгибание и разгибание вокруг поперечной оси, отведение и приведение вокруг сагиттальной, вращение вокруг вертикальной оси. Вопросы для самоконтроля Объясните основные функции скелета. Опишите строение кости как органа. Расскажите о строении костной ткани, составляющей основу кости. 39 Дайте классификацию костей. Опишите виды соединений костей. Перечислите непрерывные соединения костей (синартрозы). Дайте классификацию прерывных соединений костей (диартрозов). Опишите основные элементы сустава, их функциональную роль. Дайте характеристику одноосных, двухосных и многоосных суставов (с примерами). Ю.Объясните влияние физических нагрузок на структуру костей и их соединений. 40 Лекция № 3 Тема: Общие сведения о мышечной системе План 1 .Понятие о миологии. Функции мышечной системы. 2.Морфофункциональная характеристика мышечного во­локна. Механизм его сокращения. 3.Классификация мышц. В организме человека аппарат движения представлен костями, их соединениями и скелетными поперечнополосатыми мышцами. Раздел анатомии, изучающий мышцы, называется миологией (от лат.туоБ-Mbiunxa,logos-y4eHHe). Мышца как орган имеет специфическую форму и строение, выполняя присущую только ей функцию. В состав ее входят мышечная ткань, рыхлая и плотная соединительные ткани, сосуды и нервы. Существуют следующие разновидности мышечной ткани: 1) поперечно-полосатая или исчерченная (скелетная); 2) гладкая или неисчерченная; 3) сердечная (поперечно-полосатая). Поперечно- Гладкая Сердечная мышечная ткань полосатая мышечная мышечная ткань ткань 1 )состоит из волокон – 1) состоит из клеток – 1)состоит из клеток (кардиомиоцитов), миофибрилл (мно- миоцитов (с 1 ядром); образующих цепочки – сердечные гоядерных); 2) сокращается не- мышечные волокна; ядра 2 Сокращается произвольно; кардиомиоцитов занимают произвольно; 3) находится в стенках центральное положение, 3)покрывает скелет и внутренних органов и миофибриллы располагаются по приводит его в движе- сосудов. периферии клетки; ние. 2)сокращается непроизвольно; 3)образует миокард сердца. 41 Мышцы – это активная часть двигательного аппарата человека, т.к. они, как любая биологически активная ткань, обладают рядом физиологических свойств, таких как: 1) раздражимость; 2) возбудимость; 3) проводимость;4) сократимость. Именно благодаря способности сокращаться мышцы являются тем звеном в динамической цепи движения, которое, действуя на костные рычаги, изменяет положение тела человека или его частей в пространстве. В теле человека около 600 мышц; из них около 400 скелетных мышц (40-45% массы тела; у спортсменов -53%). В целом они составляют мышечную систему организма. Функции мышечной системы: 1) осуществление многообразия движений между частями тела(туловищем, головой, конечностями); 2) фиксация положения тела в пространстве (в частности,вертикального положения); перемещение тела в пространстве (ходьба, бег, прыжки); осуществление механизмов дыхания, жевания, глотания, речи; движение органов внутри организма (сердце, язык, кишечник, кровоток и лимфоток); участие в обмене веществ (в теплообмене); рецепция (термо- и хеморецепторы) сигналов внешней среды; 8) участие в поддержании гомеостаза.Поперечно-полосатая мышечная ткань, составляющая скелетную мускулатуру человека, весьма значительна. У взрослого человека она составляет 40% от массы тела (у мужчин – 40-45 %, у женщин -37-40%), у новорожденных – 20-22%, у пожилых и стариков ~ 25-30%. Внешнее строение мышцы /- брюшко; 2 – головка (фиксированная точка, начало); 3 – хвост (подвижная точка); 4 – сухожилие. Скелетная мышца образована поперечно-полосатыми мышечными волокнами или мионами, являющимися структурно-функциональными единицами мышцы. Среднюю, широкую часть мышцы, содержащую мышечные волокна, называют телом или брюшком. Различают 2 конца: один является началом мышцы и получил название головки (фиксированной точки), другой, противоположный называется хвостом мышцы (ее подвижная точка. У обоих концов мышцы соединительная ткань образует соединительнотканное сухожилие, которым мышца прикрепляется к кости. Плоское расширенное сухожилие называется апоневрозом (у мышц живота). Брюшко – это активно сокращающаяся часть мышцы, а сухожилие -это пассивная часть. Вначале мышечные волокна брюшка, идущие параллельно друг другу, связываются рыхлой соединительной тканью -эндомизием, в пучки 1-го порядка. Все пучки 1-го порядка объединяются соединительнотканной оболочкой – перимизием, составляя мышечное брюшко. Всю мышцу в целом одевает плотный соединительнотканный футляр – эпимизий или фасция. Фасции могут покрывать и группы мышц. Великий русский хирург и анатом Николай Иванович Пирогов назвал фасции "мягким скелетом тела". Мышца обильно снабжена кровеносными сосудами и нервами, которые проникают в нее в определенной области, называемой воротами, и распространяются по эндо- и перимизию. 43 Таким образом, мышца – это целостное образование, отдельный высокоспециализированный орган, имеющий определенную форму, строение и функцию. Когда речь идет о "месте начала" (неподвижная точка мышцы) и "месте прикрепления" (подвижная точка мышцы), то это деление условно, т.к. оно зависит от конкретного случая, в котором происходит движение. Но обычно дистальное звено мышцы более подвижно, чем проксимальное. Откуда возникло название "поперечно-полосатая мышечная ткань"? Рассмотрим строение мышечного волокна под микроскопом. Строение мышечного волокна 1 – сарколемма (двухслойнаяг л оболочка), от слова «sarcosa-мясо; 2- саркоплазма (мышечнаяцитоплазма); 3- ядра (вытянутой формы,несколько десятков тысяч); форма длинного цилиндра 4- миофибриллы; (от 1-40 мм до 10-12 см) 5- митохондрии (с большим кол-вом крист на внутренней мембране) в саркоплазме, а а также другие органеллы. Каждое мышечное волокно состоит из сократимых нескольких десятков миофибрилл, заполняющих основную часть саркоплазмы и расположенных продольно, трофических (миоглобин, саркоплазма) и опорных (Z и М полоски, каналы Т-системы, сарколемма) структур. Строение миофибриллы Миофибрилла – это структурный сократительный элемент мышечного волокна. Поперечная исчерченность обусловлена наличием чередующихся полосок (дисков): 441)двоякопреломляющих проходящий через них свет (темные)- анизотропные диски (А-диски), длиной 1,5-2 мкм; 2) однопреломляющих свет (светлые)- изотропные диски (Y-диски), длиной 1 мкм. Под электронным микроскопом (при увеличении 200 000) установлено, что миофибрилла состоит из протофибрилл (миофиламентов). Миофиламеиты тонкие, диаметром 6-9 мкм толстые, диаметром 10-17 мкм, построены из сократительного построены из белка миозина,белка актина и образуют светлые образуют темные анизотроп-диски (I). ные диски (А). Для их прикрепления служат особые белковые структуры -диафрагмы (перегородки), к которым фиксируются вышеперечисленные миофиламеиты: телофрагма (Т) или Z-линия, за которую цепляются актиновые филаменты посредством белка – а-актинина и мезофрагма (М) или М-линия, к которой прикрепляются миозиновые филаменты (с помощью особого белка-миомезина). Филаменты актина объединены с Z-линией и нитями миозина фибриллярными нерастяжимыми молекулами небулина. Миозиновые филаменты не доходят до Z-линии, однако они фиксированы по отношению к ней растяжимыми белковыми молекулами коннектина (титана). В мышце, находящейся в расслабленном состоянии, в средней части А-диска различима светлая зона (Н-диски), в центре которой расположена М-полоска. Участок миофибриллы между двумя телофрагмами называется саркомером, который является структурно-функциональной единицей 45 миофибриллы (в состоянии покоя). На участке миофибриллы длиной 5 см насчитывается более 20 000 саркомеров. Трофические компоненты мышечного волокна обеспечивают его облик, питание и дыхание. Так, миоглобин – пигмент мышечного волокна, придающий мышцам красную окраску, депонирует кислород, необходимый для окислительно-энергетических процессов в мышечном волокне, лежащих в основе его сократимости. Саркоплазматическая сеть формирует сеть каналов или цистерн, симметрично расположенных по отношению к поперечным каналам (Т-каналам), проводящим возбуждение с нерва на мышечное волокно. В цистернах сети накапливаются ионы кальция, необходимые для инициации сократительного акта миофиламентов. Механизм сокращения мышечных волокон При мышечном сокращении картина несколько меняется. Шведский ученый А. Хаксли в 1957г. предложил теорию мышечного сокращения -теорию "скольжения" миофиламентов относительно друг друга. Когда мышца расслаблена, в канальцах Т-системы саркоплазмы миофибрилл аккумулируются ионы Са**, интенсивно синтезируется АТФ. Под влиянием возбуждающего нервного сигнала, который распределяется по цитолемме, ионы Са** освобождаются, поступают к миофиламентам и инициируют сократительный акт. Молекулы миозина имеют длинный хвост, на одном конце которого расположены две головки. При повышении концентраций ионов кальция в области присоединения головок (шарнирный участок) молекулы миозина изменяют свою конфигурацию. При этом, поскольку между миозиновыми филаментами расположены актиновые, головки миозина связываются с актином (при участии вспомогательных белков – тропомиозина и тропонина), затем головка миозина наклоняется и тянет за собой актиновую молекулу в сторону М-линии. 46 При этом актиновые и миозиновые миофиламенты скользят относительно друг друга. В результате взаимного встречного перемещения нитей актина и миозина Z-линии (телофрагмы) сближаются, при этом саркомер укорачивается, а вместе с ним и вся миофибрилла и, вследствие этого, все мышечное волокно (и, в целом, мышцы). При физической нагрузке светлые участки почти исчезают, становятся очень узкими. Наполовину укорачивается брюшко мышцы. 3 А СОКРАЩЕНА РАССЛАБЛЕНА Большую роль в сокращении играет нервно- мышечный аппарат. Двигательная единица – мотонейрон и иннервируемые им мышечные волокна. Нервный импульс мышца получает по веточкам аксона двигательного нейрона. В области мышечного волокна веточки (ва) аксона разделяются на вторичные веточки (вв), заканчивающиеся на волокне нервными окончаниями (в виде пуговок, бляшек). Таким образом, нейрон может иннервировать несколько мышечных волокон, координирует их работу и образует вместе с ними нейро-моторную (двигательную) единицу. 47 В расслаблении мышечного волокна большую роль играет сарколемма и внутримышечная соединительная ткань, через которую проникают капилляры, дающие питание мышечному волокну. Таким образом, мышца-это целостное образование, высокоспециализированный орган, имеющий определенную форму, строение и функцию. Известный российский ученый-анатом П.Ф. Лесгафт (1837-1909) исследовал строение мышц в связи с физическими нагрузками и предложил следующую классификацию: все мышцы подразделяются на 2 основных типа: Красные (сильные) Белые (ловкие) 1) имеют 2-3 капилляра на 1) имеют 1 капилляр наединицу площади; единицу площади; содержат много миоглобина; 2) мало миоглобина; способны к медленному.но 3) обладают быстрым длительному соращению; сокращением; мало миофибрилл, много 4) мало саркоплазмы, саркоплазмы; много миофибрилл; диаметр волокон небольшой; 5) диаметр большой; мало гликогена; 6) много гликогена; количество нервных окончаний 7) большое количество небольшое; нервных окончаний; энергообеспечение аэробного характера. 8) анаэробное обеспе- чение. Наряду с белыми и красными существуют и промежуточные волокна. Существуют также переходные типы волокон, например: сильные мышцы: 1) мышцы-разгибатели позвоночного столба; большая ягодичная мышца; четырехглавая мышца бедра; ловкие мышцы: мышцы глаза, лица. 48Вспомогательный аппарат мышц формируют: фасции; синовиальные влагалища; синовиальные сумки; мышечные блоки; сесамовидные кости. Их значение: образуют дополнительную опору для мышц; обусловливают направление тяги мышц; увеличивают силу мышц; способствуют кровообращению и лимфооттоку. Фасции – плотные фиброзные образования, которые покрывают отдельные мышцы и их группы. Функции: 1) создают опору для мышц и нервов, а также сосудов; 2) препятствуют смещению мышц в сторону; 3) определяют направление мышечной тяги. Синовиальные влагалища сухожилий — находятся в области кисти и стопы, там где повышенное трение; представляют из себя двухслойный замкнутый мешок, заполненный синовиальной жидкостью, через который проходит сухожилие; облегчают скольжение сухожилия при сокращении мышцы. Синовиальные сумки – замкнутые полости со слизистым содержимым (по расположению их делят на подсухожильные; суставные; подкожные), облегчают движение мышц вблизи суставов или сухожилий. Мышечные блоки – места, где сухожилия мышцы изменяют свое направление, перебрасываясь через костные или фиброзные образования, мышца при сокращении не смещается в сторону. Сесамовидные кости – располагаются в толще сухожилий, вблизи мест их прикрепления (надколенник); увеличивают плечо силы мышц. Классификация скелетных мышц Единой классификации скелетных мышц нет. Мышцы подразделяются по их форме, по положению в теле человека, по направлению мышечных волокон, по функции, по отношению к суставам. Ь По топографии: 1 )поверхностные (например грудино-_ключично-сосцевидная мышца); 49 глубокие (глубокие мышцы шеи); 2)наружные-внутренние (межреберные мышцы); Уулатеральные-медиальные (латеральная широкая мышца бедра, тонкая мышца бедра, полусухожильная мышца). 2. По величине: (размеру): 1) длинные (портняжная мышца); 2) короткие (квадратная мышца поясницы,межпоперечные, межостные мышцы стопы); 3) широкие (широчайшая мышца спины). 3. По форме: 1 )трапециевидная, 2) квадратная мышца бедра, 3)ромбовидная,4)треугольная,5)двубрюшная, 6)двуглавая, 3-х, 4-х главая и т.д. 4. По направлению мышечных волоки: 1) прямые (мышцы живота, мышцы бедра); косые (наружная косая мышца живота); поперечные (поперечная мышца живота); круговые (круговаяя мышца рта; наружный сфинктер заднего прохода). 5. По отношению 1) односуставные (дельтовидная, локтеваяк суставам:мышца); 2) двусуставные (двуглавая мышца плеча,квадратная мышца бедра); 3) многосуставные (поверхностный сгибательпальцев кисти, длинный сгибатель пальцев стопы). б.По Функции:1) мышцы-сгибатели-разгибатели (локтевой сги­батель запястья; длинный разгибатель большого пальца кисти); 2) мышцы отводящие-приводящие (отводящие мышцы большого пальца, приводящие мышцы бедра); 3) мышцы супинаторы-пронаторы (мышцы пред- плечья: круглый и квадратный пронаторы, супинатор); мышцы-вращатели (глубокие мышцы спины); противопоставляющие мышцы (мышца,проти-вопоставляющая большой палец кисти); сфинктеры (суживатели); 50 7) дилататоры (расширители). 7. По особенностям расположения мышечных пучков относительно сухожильной части: 1) одноперистые (их мышечныеволокна прикрепляются к одной поверхности сухожилия); 2) двуперистые (их мышечные волокна сдвух сторон под углом прикрепляются к сухожилию). Сухожилия у разных мышц неодинаковы. Так, у мышц конечностей они узкие и длинные. Мышцы, участвующие в формировании стенок брюшной полости, имеют широкие плоские сухожилия, называемые сухожильными растяжениями или апоневрозами. Изменчиво также и число сухожилий. Так, общие сгибатели и разгибатели пальцев кистей и стоп имеют по несколько сухожилий (до 4), благодаря чему сокращение одного мышечного брюшка вызывает движение сразу нескольких пальцев. Вопросы для самоконтроля. Дайте сравнительную морфофункциональную характеристику мышечных тканей в организме человека. Перечислите функции скелетных мышц. Дайте описание строения поперечно-полосатого мышечного волокна. Расскажите о строении миофибриллы как структурно-сократительном элементе мышечного волокна. Опишите вспомогательный аппарат скелетных мышц. Объясните механизм сокращения мышечного волокна. Представьте классификацию мышц по П.Ф. Лесгафту. Изложите современную классификацию скелетных мышц. ИЗОМЕТРИЧЕСКИЙ длина мышцы не изменяется 1) внешняя работа нулевая; 2) движение в суставеотсутствует, происходификсация сустава. 51 Лекция № 4 Тема: Функциональная характеристика мышц План 1. Двигательная функция мышц. Типы мышечного сокращения.Сила мышц и факторы, влияющие на ее величину. 2. Понятие о мышцах – антагонистах и мышцах-синергистах. Видыработы мышц. Работа мышц по принципу рычага. Адаптация мышечной системы к физическим нагрузкам. 1. Двигательная функция мышц. Типы мышечного сокращения. Сила мышц и факторы, влияющие на ее величину Поскольку каждая мышца фиксируется преимущественно к костям, то чисто внешне ее двигательная функция выражается в том, что она либо притягивает кости, либо удерживает, либо отпускает их. Таким образом, двигательная функция мышц внешне выражается в следующем: а) сближение костей (т.е. близлежащих костных звеньев). При этоммышца активно сокращается (за счет укорочения брюшка), местаприкреплений мышцы сближаются, расстояние между костями и угол всуставе уменьшаются в сторону тяги мышцы; б) удержание костных звеньев в определенном положении. Этопроисходит в результате относительно постоянного напряжения мышцыпри незаметном изменении ее длины; в) отдаление костных звеньев друг от друга. Это движениеосуществляется при эффективном действии внешних сил; при этоммышца удлиняется до определенного предела и отпускает кости, угол всуставе увеличивается (т.е. мышца находится в напряженном состоянии). Обладая способностью к укорочению и растягиванию, мышцы характеризуются также особым состоянием – так называемым тонусом, в силу которого мышца сопротивляется растягиванию. Даже в состоянии 52 относительного покоя мышца всегда находится в тонусе, т.к. постоянно активируется центральной нервной системой (в частности, для поддержания определенной позы). Мышечный тонус — это минимальное непроизвольное (рефлекторное) напряжение мышцы. Полностью мышечный тонус исчезает только после смерти. О степени тонуса обычно судят по консистенции мышцы. Тонус мышцы регулируется центральной нервной системой и имеет рефлекторный характер, т.е. зависит от импульсов, возникающих в самой мышце, особенно при ее растягивании. Тонус зависит от следующих факторов: от возраста (у детей тонус меньше, чем у взрослых); от пола (у женщин тонус меньше, чем у мужчин); от физического развития организма; от физиологического состояния мышц; 5) от эмоционального состояния (тонус ниже в подавленномсостоянии). Каждая мышца по морфологической характеристике может находиться в трех состояниях: исходном, удлиненном и укороченном. В зависимости от изменения длины мышц выделяют следующие типы мышечного сокращения: Типы мышечного сокращения ЭКСЦЕНТРИЧЕСКИЙ (плиометрический) КОНЦЕНТРИЧЕСКИЙ мышца удлиняется совершается отрицательная внешняя работа; движение в суставе происходит с замедлением. (миометрический) мышца укорачивается совершается положительная внешняя работа; движение в суставе происходит с ускорением. 53 Концентрический и эксцентрический типы мышечного сокращения, т.е. сокращения, при которых мышца изменяет длину, относятся к динамической форме сокращения. Изометрический тип мышечного сокращения, при котором мышца не изменяет своей длины, относится к статической форме сокращения. В естественных двигательных актах наблюдаются все три типа мышечного сокращения. Одной из главных характеристик мышцы является ее сила. Сила мышцы характеризуется величиной максимального напряжения, которое она способна развить при возбуждении. Для измерения силы мышцы определяют либо тот максимальный груз, который она может поднять, либо максимальное напряжение, которое она может развить при изометрическом сокращении. Сила мышцы зависит как от ее морфологических свойств, так и от ее физиологического состояния. Факторы, влияющие на величину силы мышцы: 1) длина мышцы: длинные мышцы сокращаются на большуювеличину, чем короткие (укорочение мышцы происходит на 1/3, иногда на 50%); 2) количество мышечных волокон (чем большее количество волоконвходит в состав мышцы, тем больше ее сила); 3) толщина мышечных волокон (толстые волокна развиваютбольшее напряжение, чем тонкие); 4) направления волокон, составляющих мышцу (с косыми волокнамисила мышцы больше, т.к. у них больше физиологическое поперечноесечение, большая подъемная сила); исходная длина мышцы (эффективнее работает мышца после ее умеренного растяжения); величина площади прикрепления мышцы (чем больше площадь прикрепления, тем большую силу может развить мышца); 54 1) плечо силы (чем больше плечо силы мышечной тяги, тем больше сила мышцы); 8) иннервация (чем большее количество мотонейронов, иннервирующих данную мышцу, возбуждено, тем больше двигательных единиц приведено в действие, тем больше величина напряжения или сокращения мышцы; при учащении нервных импульсов, приходящих к мышце, ее сократительная сила возрастает). Различают абсолютную и относительную силу мышц. Относительная сила мышцы – это отношение ее максимальной силы к анатомическому поперечнику (площади поперечного сечения мышцы, проведенного перпендикулярно ее длине). Абсолютная сила мышцы – это отношение ее максимальной силы к физиологическому поперечнику (сумме площадей поперечных сечений всех мышечных волокон, образующих мышцу). Рисунок 1. Рис. 1. Схема анатомического (сплошная линия) и физиологического (прерывистая линия) поперечников мышц различной формы: / — лентовидная мышца, // — веретенообразная мышца, /// — одноперистая мышца Для характеристики сократительной способности большое значение имеет определение абсолютной силы мышцы. Необходимо иметь в виду, что физиологический поперечник (т.е. площадь поперечного сечения всех волокон мышцы в целом) часто не совпадает с анатомическим поперечником (т.е. площадью поперечного сечения мышцы). Это Статическая это работа, при которой мышечные волокна развивают напряжение, но практически не укорачиваются; движения тела или его частей не происходит. 1) удерживающая работа при выполнении данной работы видимого действия не наблюдается, но мышца сокращена; происходит уравновешивание действия сопротивления, моменты силы тяги 55совпадение есть только у параллельноволокнистых и веретенообразных мышц, построенных из длинных мышечных волокон. У перистых мышц, по типу которых постороено большинство скелетных мышц человека, физиологический поперечник несколько больше анатомического. Благодаря этому перистые мышцы являются более сильными, чем параллельноволокнистые или веретенообразные. Абсолютная сила мышц человека выражается в среднем следующими величинами (в килограммах на 1 см2 ): икроножная + камбаловидная – 6,24; разгибатели шеи – 9,0; жевательные – 10,0; двуглавая плеча – 11,4; плечевая – 12,1; трехглавая плеча – 16,8. Между силой и скоростью сокращения мышцы существует определенное соотношение: чем выше сила, развиваемая мышцей, тем меньше скорость ее сокращения, и наоборот, с нарастанием скорости сокращения падает величина усилия (соотношение сила – скорость, по А. Хиллу). 2. Понятие о мышцах – антагонистах и мышцах-синергистах. Виды работы мышц Выполнение любого двигательного акта представляет собой результат содружественного действия ряда отдельных мышц, так как на любой сустав действует не одна, а несколько мышц. В функциональном отношении в зависимости от направления усилий, развиваемых теми или иными мышцами, их принято делить на синергисты и антагонисты. Под синергистами понимают такие мышцы, которые образуют содружественно работающие комплексы, обуславливающие возможность выполнения определенного движения. Например, мышцы живота, работая содружественно, осуществляют наклон туловища. Отдельные мышцы или группы мышц, участвующие в различных движениях, противоположно направленных, принято называть антагонистами. Например, группа мышц, которая сгибает стопу, является 56 антагонистом по отношению к той группе, которая ее разгибает, т.е. мышцы, расположенные на задней и на передней поверхностях голени, – антагонисты. Деление это условно, т.к. при определенных условиях мышцы-антагонисты могут работать как синергисты. Так, мышцы-сгибатели и мышцы-разгибатели туловища, работая совместно, осуществляют наклон туловища в сторону, т.е. работают как синергисты. Согласованная работа мышц-антагонистов и мыпщ-синергистов обеспечивает плавность движений и предотвращает травмы. В спортивной практике мышцы выполняют различные виды работ. В одних случаях работа приводит к движению, в других – к удержанию позы, фиксации какого-то положения. Виды работы мышц Динамическая это работа, при которой мышечные волокна укорачиваются или удлиняются, и происходит перемещение груза и движение костей в суставах. ^преодолевающая работа [2) уступающая работа в этом случае мышца, оставаясь напряженной, постепенно расслабляется, уступая действию силы [тяжести или работе мышц; момент силы тяги мышцы при этом меньше момента силы тяжести или заключается в преодолении [релаксация] мышцей какого-либо сопротивления или силы тяжести данного звена тела, когда момент силы тяги мышцы (группы мышц) больше момента силы тяжести. 58 57 сопротивления. мышц и силы тяжести баллистическая работа (как разновидность уступающей); здесь наблюдается быстрое сокращение мышц после предварительного их равны. растягивания. Например: на ладонь положили груз, который удерживается на вытянутой руке – это работа удерживающая. Если ладонь с грузом поднимается вверх, то это работа – преодолевающая, если ладонь под действием силы тяжести пошла вниз – уступающая работа. 3. Работа мышц по принципу рычага Мышцы, сокращаясь, приводят в движение кости и действуют при этом как рычаги. Рычаг – это всякое твердое тело, закрепленное в одной точке, вокруг которой происходит движение. Обязательными элементами рычага являются: точка опоры; точка приложения силы; плечо рычага – это расстояние от точки опоры до точки приложения силы; плечо силы – это кратчайшее расстояние от точки опоры до линии действия силы (рис. 2). Рис.2. Схема рычага. Плечи рычага (ОА и ОБ), плечи сил (ОА1 и ОБ1). Если сила тяжести действует под прямым углом, то плечо силы и плечо рычага совпадают по величине. Если речь идет о двигательном аппарате человека, то таким твердым телом является кость. Точкой опоры, вокруг которой происходят движения, является сустав. Само движение происходит за счет силы тяги мышц. Костные рычаги — х это звенья тела, подвижно соединенные в суставах под действием приложенных сил. Они служат для передачи движения и работы на расстояние. Различают два вида рычагов: первого и второго рода. Если две силы (сила тяжести и сила тяги мышц) приложены по разные стороны от точки опоры рычага и действуют в одном направлении, то тело является рычагом первого рода. Этот рычаг двуплечий, т.к. плечо силы тяжести и силы тяги мышц расположены по обе стороны от точки опоры, образуя соответственно два равных плеча. Такой рычаг является рычагом равновесия. Примером рычага первого рода является соединение позвоночника с черепом, т.е. атлантозатылочный сустав. Его еще называют суставом равновесия, так как сила тяжести черепа уравновешивается силой тяги мышц затылка (рис.3). 59 Рис. 3. Рычаг первого рода (рычаг равновесия). А- поперечная ось атлантозатылочного сустава; БГ- направление силы тяжести; ЕД- направление мышечной тяги; АВ- плечо рычага силы тяжести; аж- плечо силы мышечной тяги. Рычаг второго рода – одноплечий, т.к. плечо силы тяжести и плечо силы тяги мышц расположены по одну сторону от точки опоры и направлены в противоположные стороны. Различают две разновидности этого рычага. Первую разновидность обычно называют рычагом силы. Он характеризуется тем, что плечо силы мышечной тяги больше плеча силы тяжести. Примером такого рычага может служить стопа во время подъема на полупальцы (рис.4). Рис. 4. Рычаг второго рода (рычаг силы). А – точка опоры; БВ – направление силы тяжести; ДГ- направление равнодействующей силы мышечной тяги; АЕ – плечо рычага силы мышечной тяги; АЖ- плечо рычага силы тяжести. Местом опоры в данном случае являются главным образом головки плюсневых костей, через которые проходит ось вращения всей стопы. Сила мышечной тяги, если обозначить ее в виде прямой, идущей от пяточной кости в направлении тяги трехглавой мышцы голени, имеет большее плечо, чем сила тяжести. Сила тяжести передается на стопу через кости голени и давит непосредственно на таранную кость, способствуя опусканию стопы. Движения рычага этого вида довольно ограничены, здесь имеется выигрыш в силе за счет проигрыша в амплитуде и в скорости движения. Вторую разновидность рычага второго рода принято называть рычагом скорости. Он характеризуется тем, что сила мышечной тяги приложена вблизи оси вращения и имеет значительно меньшее плечо, чем противодействующая ей сила тяжести. Примером рычага скорости является локтевой сустав и двуглавая мышца плеча, производящая сгибание предплечья (рис.5). 61 Рис.5. Рычаг второго рода (рычаг скорости). АБ – направление равнодействующей мышц-сгибателей предплечья; ВГ- направление силы тяжести или сопротивления; ЖЕ – плечо рычага силы тяжести; ДЕ – плечо рычага силы мышечной тяги; A3 – «полезная» составляющая силы мышечной тяги; АК- другая составляющая этой силы; Е – поперечная ось вращения локтевого сустава. Этот рычаг имеет проигрыш в подъемной силе, но значительный выигрыш в амплитуде и скорости движения. Действительно, при сгибании в локтевом суставе можно кистью, а тем более концами пальцев, производить движения со значительно большей амплитудой и скоростью, чем движения пяткой стопы при подъеме на носки. 4.Адаптация мышечной системы к физическим нагрузкам Физические нагрузки при систематических тренировках оказывают значительное влияние на мышцы, изменяя их строение и функцию. В процессе тренировок мышца изменяется на органном, клеточном, субклеточном и молекулярном (биохимическом) уровнях. Эти изменения 62приводят к адаптации мышцы к физическим нагрузкам. Изменения в строении мышц определяются методом биопсии. Физические нагрузки вызывают неодинаковые морфофункциональные перестройки в мышцах, что зависит от характера двигательной деятельности. Нагрузки бывают преимущественно динамического и статического характера. Изменения в мышцах при статических и динамических нагрузках Статические нагрузки Динамические нагрузки 1. Резкое увеличение объема и веса мышц. 1. Умеренное увеличение объема и веса мышц. 2. Укорачивается мышечная часть, удлиняется сухожильная (т.е. увеличивается поверхность прикрепления мышц на костях). 2. Укорачивается сухожильная часть, удлиняется мышечная часть. 3. Увеличивается количество плотной соединительной ткани между мышечными пучками, что создает дополнительную опору. 3. Умеренное увеличение количества плотной соединительной ткани. В большей мере разрастается рыхлая соединительная ткань, где много эластических волокон. 4. Миофибриллы располагаются рыхло. 4. Увеличивается количество миофибрилл, которые «упакованы» очень плотно. 5. хорошо развита капиллярная сеть в виде петель 5. Ход капилляров прямолинейный. °. Количество нервных волокон в мышцах относительно небольшое. 6. Количество нервных волокон в 4-5 раз больше, чем в мышцах, 63 выполняющих преимущественно статическую работу. 7. Усиливается перистость мышцы, а значит и ее сила. 7. Отсутствие перехода в перистость. 8. Увеличение объема мышцы идет за счет миофибриллярной гипертрофии. 8. Увеличение объема мышцы идет за счет саркоплазматической гипертрофии и гиперплазии. Все указанные выше изменения в мышцах происходят на фоне процессов рабочей гипертрофии и гиперплазии. Гипертрофия – это утолщение мышечных волокон, т.е. увеличение объема и массы мышц (идет увеличение мышечного поперечника в результате мышечной тренировки). Выделяют 2 типа рабочей гипертрофии: 1) саркоплазматический тип связан с утолщением мышечных волокон за счет преимущественного увеличения объема саркоплазмы (т.е. несократительной части мышечных волокон). 2) миофибриллярный тип связан с увеличением объема миофибрилл (т.е. собственно сократительного аппарата мышечных волокон) и ведет к значительному росту максимальной силы мышц, а также и к росту абсолютной силы. Преимущественное развитие первого или второго типа рабочей гипертрофии определяется характером мышечной тренировки: а) длительные динамические упражнения с относительно небольшойнагрузкой вызывают гипертрофию первого типа; б) изометрические упражнения с большим мышечным напряжениемпри водят к развитию второго типа гипертрофии. 64 Гиперплазия – это процесс увеличения количества мышечных волокон. Механизм гиперплазии описал П.З. Гудзь. \V\ мышечные дочерние \\ЛГ^/^ волжна ^_ j ц_ ^L^yN^"*^.^ «цкпалочковндиые ядра / ^^~^-^^ II > мышечное волжно кровеносный СПСуд На определенном уровне тренированности исходное гипертрофированное мышечное волокно расщепляется на два новых волокна (отводки) из мышечных почек. В обычном мышечном волокне идет кровеносный сосуд, который питает мышцу. Потом этот сосуд раздваивается, и каждое новое мышечное волокно имеет свой сосуд. Расщеплению мышечных волокон предшествует перестройка их моторной иннервации, в результате чего в новые мышечные волокна прорастают нервы с соответствующими синапсами. К сожалению, у спортсменов возникают не только приспособительные изменения в мышцах, но и патологические, чаще всего травмы. Характер мышечной патологии, ее локализация, связь с видом спорта, возрастом спортсмена, его спортивным стажем и уровнем спортивной квалификации позволяют выявить основные причины поражения мышц: перенапряжение, микротравмы, нарушение координации движений, переутомление спортсменов, несоответствие между силовыми возможностями мышц и прочностью их сухожилий. Современный спорт предъявляет чрезвычайно высокие требования к организму спортсмена. Уже сегодня для повышения устойчивости опорно-двигательного аппарата к механическим воздействиям могут быть рекомендованы апробированные методы. Среди них – отбор будущих спортсменов с учетом их генетической предрасположенности к занятиям 66 65 определенным видом спорта. В отличие от костной системы, которая в значительной степени генетически детерминирована, мышечная система лабильна и во многом зависит от характера физической нагрузки. Поэтому необходим подбор и характера таких режимов нагрузки, которые направляли бы адаптационные процессы в костях, сухожилиях, суставных хрящах, связках, мышцах по рациональному пути в полном соответствии с возможностями морфологических структур и предъявляемыми к ним требованиями. Вопросы для самоконтроля В чем внешне выражается двигательная функция мышц? Что такое мышечный тонус? Факторы, влияющие на мышечный тонус. Охарактеризуйте типы мышечного сокращения. Перечислите факторы, определяющие "величину силы мышц. Что такое мышцы-синергисты и мышцы-антагонисты? Приведите примеры. 6. Дайте характеристику динамической (преодолевающей и уступающей) работе мышц. Дайте характеристику статической (удерживающей) работе мышц. Что такое костные рычаги? Их классификация. 9. Охарактеризуйте рычаг первого рода.Ю.Охарактеризуйте рычаг второго рода (рычаг силы и рычаг скорости). Дайте сравнительную морфофункциональную характеристику изменениям в мышцах при динамической и статической работах. В чем заключаются механизмы рабочей гипертрофии и рабочей гиперплазии? Лекция № 5 ТЕМА: Введение в общую динамическую морфологию План 1 Понятие о динамической морфологии и ее значение для специалистов физической культуры и спорта. 2. Характеристика схемы анатомического анализа положений и движений тела спортсмена. 1. Понятие о динамической морфологии и ее значение для специалистов физической культуры и спорта Динамическая морфология (греч. dynamis – сила) – раздел морфологии, изучающий анатомическую основу различных положений и движений человеческого тела. Развитие динамической морфологии тесно связано со становлением анатомии, возрастной и спортивной морфологии, биомеханики. В разработке научных основ динамической анатомии большая заслуга принадлежит П.Ф. Лесгафту и его ученикам. В 1874 г. П.Ф. Лесгафт опубликовал книгу «Теория телесных движений», а в 1888 г. – «Руководство по физическому воспитанию детей школьного возраста», где обосновал необходимость выбора физических упражнений, исходя из строения организма человека. В 1927 г. возник курс «Теория движений», а также «Биомеханика физических упражнений». Большой вклад в развитие и становление динамической морфологии внес М.Ф. Иваницкий, который в 1928 г. опубликовал «Записки по динамической анатомии», а в 1938 г. – «Движения человеческого тела». Именно он показал ведущую роль анатомического анализа положений и движений тела человека в решении теории и практики спорта. 67 Классификация динамической морфологии Динамическую морфологию условно подразделяют на три отдела: общая динамическая морфология – изучает деятельностное (т.е. в связи с выполняемыми движениями) строение тела человека на разных структурных уровнях организации (от ультрамикроскопического до организменного); частная динамическая морфология – дает анатомический анализ отдельных положений и движений тела человека, изучает влияние возрастного и полового факторов на эти движения. Этот раздел входит практически в каждую спортивно-педагогическую дисциплину; отдел, пограничный с биомеханикой – изучает положение центров тяжести (ЦТ) и общего центра тяжести (ОЦТ), виды и условия равновесия, устойчивость и ее показатели, действия сил при различных положениях и движениях тела. Динамическая морфология развивает основные принципы функциональной анатомии в их приложении к изучению движений тела. Она тесно связана с другими науками: 1) с возрастной и конституциональной морфологией, так как изучает возрастные, половые и соматотипологические особенности положений и движений тела человека; 2) со спортивной морфологией, так как изучаетморфофункциональные изменения (перестройки) организма в связи садаптацией к регулярной мышечной деятельности; 3) с биомеханикой, так как все движения человеческого телаподчиняются основным законам механики. Каково же значение этого раздела для тренеров и педагогов? Его можно рассматривать в двух аспектах: 68 j) педагогический состоит в том, что знания, приобретенные по динамической морфологии, систематизируются применительно к задачам спортивной практики; 2) прикладной заключается в том, что на основе полученных знаний Нормируются навыки самостоятельного анализа положений и движений тела спортсмена, что помогает будущему специалисту оценить качество их выполнения, совершенствовать спортивную технику и предупреждать спортивные травмы. 2. Характеристика схемы анатомического анализа положений и движений тела спортсмена Анатомический анализ положений и движений тела спортсмена целесообразно проводить в определенной последовательности. М.Ф. Иваницкий предложил для такого анализа использовать схему, включающую шесть разделов. СХЕМА АНАЛИЗА ПОЛОЖЕНИЙ И ДВИЖЕНИЙ ТЕЛА СПОРТСМЕНА Л МОРФОЛОГИЯ ПОЛОЖЕНИЯ ИЛИ ДВИЖЕНИЯ. Описание позы исполнителя: положение тела и его отдельных частей (туловища, головы, конечностей) в пространстве. При анализе движений дать общую характеристику, подразделение на фазы, описание отдельных фаз и т.д. 2. МЕХАНИКА ПОЛОЖЕНИЙ ИЛИ ДВИЖЕНИЙ. Рассмотреть анализируемое упражнение с точки зрения законов механики: действующие силы; положение ОЦТ; площадь опоры; 4) вид равновесия; условия равновесия; степень устойчивости. 69 3. РАБОТА ДВИГАТЕЛЬНОГО АППАРАТА. I. Состояние пассивного двигательного аппарата: а) положение звеньев тела в суставах; б) величина углов в суставах, амплитуда и направление движения; в) расположение вертикали OUT тела по отношению к осямвращения в суставах. И. Состояние активного двигательного аппарата: а) определение функциональных групп мышц, обеспечивающихданное положение или движение; б) состояние мышц (напряжены, расслаблены, укорочены,растянуты); в) характер опоры мышцы (проксимальная, дистальная); г) характер выполняемой работы (удерживающая, уступающая,преодолевающая, баллистическая); д) направление равнодействующей силы; е) особенности моментов сил мышечной тяги при данномположении звеньев тела в суставах; ж) отношение между мышцами – синергистами и антагонистами; з) роль двусуставных мышц. 4. ОСОБЕННОСТИ МЕХАНИЗМА ВНЕШНЕГО ДЫХАНИЯ. Состояние межреберных мышц; Положение и экскурсия диафрагмы; Состояние мышц живота; Положение грудной клетки (растянута, сдавлена); Тип дыхания (грудной и т.д.) 5. ВЛИЯНИЕ ДАННОГО УПРАЖНЕНИЯ НА ОРГАНИЗМ. На скелет, мышцы, на другие органы и системы, на координацию движения, осанку тела. Указать положительное влияние и отрицательное влияние (неравномерное развитие мышц, сколиозы, плоскостопие, необычные условия для функционирования внутренних органов, 70 особенности расположения и функции внутренних органов, состояние сердечно-сосудистой системы при выполнении физических упражнений). 6. ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ. Соответственно проведенному анализу даются практические советы по выполнению упражнения лицам различного пола и возраста. Разрабатываются комплексы упражнений для развития недостающих физических качеств: силы отдельных групп мышц, гибкости звеньев тела, предложения по совершенствованию технического выполнения упражнения. Механика положений и движений. Здесь надо дать характеристику определенного положения или отдельного движения с позиций основных законов механики. Это необходимо для понимания работы опорно-двигательного аппарата (ОДА). Действующие силы. Все силы, действующие на тело человека, разделяются на внешние и внутренние. Внешние силы приложены к телу извне и возникают при его контакте с внешними телами (спортивные снаряды, противник и т.д.) К внешним силам относятся: 1. Сила тяжести (сила гравитации) численно равная массе тела ивсегда направлена из ОПТ (где она приложена) вниз строгоперпендикулярно к плоскости, на которую опирается человек. Привыполнении упражнений с отягощением (штанга, ядро, и др.)необходимо учитывать силу тяжести всей системы «спортсмен-снаряд». Сила тяжести рассматривается как движущая (прыжки вводу); тормозящая (прыжки в высоту); нейтральная (работа соснарядом). Эта сила действует на тело: 1) на сжатие (стойки); 2) нарастяжение (висы). 2. Сила реакции опоры (численно равна силе тяжести привертикальном положении тела) прямо противоположна понаправлению силе тяжести (стойка). Физический смысл силы реакции 71 опоры основан на третьем законе механики: при взаимодействии двух тел (человека и опорной поверхности) сила действия всегда равна силе противодействия. Значит, пока сила тяжести и сила реакции опоры действуют по одной прямой, твердое тело сохраняет состояние равновесия (или покоя). При движении живого тела это взаимоотношение гораздо сложнее. Сила реакции опоры действует через плотные ткани человеческого организма и только вдоль костей скелета, так как они неспособны к пластической деформации. При различных локомоциях (бег, ходьба, прыжки) сила реакции опоры направлена к телу под углом от опорной поверхности. По правилу параллелограмма сила реакции опоры (F3) может быть разложена на две составляющие: вертикальную и горизонтальную F2 Сила реакции / опоры F1 F3 Сила трения Вертикальная составляющая (Fi) – это сила нормального давления, направленная вверх; горизонтальная (F2) – это сила трения, влияющая на перемещение. Сила трения обеспечивает сцепление опорной конечности с опорной поверхностью, поэтому без нее человек не мог бы перемещаться в пространстве. Сила лобового сопротивления. Она зависит от плотности среды и формы тела. Делится на: а) движущую (гребок в плавании); б) тормозящую (встречный ветер при беге). 72 5. Сила инерции противодействует силам, ускоряющим илизамедляющим движение. Она проявляется между толчками, сглаживаетих, делает движения более плавными. 6. «Живая» сила противника (борьба, бокс). Все указанные силы на протяжении движения изменяются, взаимодействуют и определяют в целом кинематическую структуру движения как целостного двигательного акта. Внутренние силы возникают внутри тела человека при взаимодействии его различных частей. Они делятся на активные и пассивные. К активным внутренним силам относится сила мышечной тяги, возникающая в результате напряжения скелетных мышц. Точкой приложения силы сокращения мышц является центр фиксации мышцы на подвижном (перемещаемом) звене. Ее величина зависит от анатомического и физиологического компонентов, а направление ее определяется равнодействующей. Пассивные внешние силы: 1) сила эластической тяги связок, суставных сумок, фасций; 2) сила молекулярного сцепления синовиальной жидкости в полости суставов; 3) сила сопротивления хрящей и костных образований. Общий центр тяжести (ОЦТ). Для решения вопросов механики спортивных упражнений определение ОЦТ имеет важное значение, так как: по положению ОЦТ судят о виде равновесия и рациональности движений; траектория ОЦТ является одной из важнейших характеристик любого движения; по взаиморасположению вертикали, опущенный из ОЦГ и ЦТ звеньев, можно получить представление о степени напряжения мышц; 734) положение ОЦТ зависит от распределения массы тела и служит одним из показателей телосложения (соматотипа) спортсмена. Центр тяжести (ЦТ) – это собственный центр тяжести отдельного звена. Общий центр тяжести (ОТЩ – это точка приложения равнодействующей сил тяжести составляющих его частей (звеньев) тела. Метод определения положения общего центра тяжести тела по принципу рычага второго рода точка в центре кружка с проходящей через нее вниз пунктирной линией показывает искомое положение общего центра тяжести Положение ОЦТ. Впервые его определил итальянский ученый Борелли в 1679г. Он использовал метод уравновешивания, основанный на принципе рычага первого рода. Выпрямленного, лежащего на доске человека уравновешивали на острие клина и положение последнего показывало топографию ОЦТ. По его данным ОЦТ находится между ягодицами и лобком. В конце XIX в. на замороженных трупах Брауне и Фишер определили ЦТ звеньев тела и ОЦТ, расположенный на уровне второго крестцового позвонка. М.Ф. Иваницкий определил местоположение ОЦТ в горизонтальной плоскости у 650 испытуемых с помощью 74 рентгенографии. Им было установлено, что проекция ОЦТ не является строго фиксированной точкой. В зависимости от процессов кровообращения, дыхания, пищеварения в каждый момент положение отдельных элементов, звеньев тела изменяется, что и сказывается на положении его ОЦТ. Происходит постоянное перемещение ОЦТ. Диаметр сферы, в которой происходит перемещение ОЦТ при спокойном положении, 5-10 мм. Находится эта сфера в пределах 1 -5 крестцовых позвонков. На переднюю поверхность тела ОЦТ проецируется несколько выше лобкового симфиза. Расположение центров тяжести отдельных частей тела Были также определены центры тяжести отдельных звеньев: ЦТ головы – сзади спинки турецкого седла клиновидной кости на 7 мм; ЦТ плеча – 0,47 расстояния от своего проксимального конца; ЦТ предплечья – на 0,42 расстояния от своего проксимального конца; ЦТ бедра – на 0,44 расстояния от своего проксимального конца; ЦТ голени – на 0,42 расстояния от своего проксимального конца. 76 75 Факторы, влияющие на положение ОЦТ: возраст (у новорожденного ОЦТ находится на уровне 5-6 грудных позвонков; в 2 года – на уровне первого поясничного позвонка и постепенно опускается и смещается кзади до 16-18 лет); пол (у женщин он расположен ниже, чем у Мужчин; у женщин на уровне 5 поясничного – 1 копчикового, у мужчин на уровне 3 поясничного – 5 крестцовых позвонков); конституция (соматотип); при долихоморфном типе ОЦТ располагается ниже, чем при брахиморфном; Положение общего центра тяжести тела А — у мужчин одинакового роста, но различного телосложения; Б — у мужчин разного роста; В — у мужчин и у женщин 4) осанка; время суток (утром человек выше на 2-3 см, а значит ОЦТ несколько выше). положения тела; Положение общего центра тяжести при различных положениях тела 7) спортивная специализация (у пловцов ОЦТ расположен выше, чем у теннисистов). Площадь опоры. Она определяется площадью опорных поверхностей тела и площадью пространства, заключенного между ними. Величина площади опоры при различных положениях тела варьирует. Проекция ОЦТ на площадь опоры называется вертикалью. Виды равновесия. Вид равновесия тела определяется по действию силы тяжести при случае малого отклонения тела относительно опоры. Различают следующие виды равновесия: безразличное, устойчивое, ограниченно устойчивое, неустойчивое. 77 78 3 5 Размеры площади опоры при положении стоя и исходных положениях, используемых в некоторых видах спорта 1 — положение "стоя"; 2 — исходное положение штангиста перед толчком; 3 — исходное положение штангиста перед "рывком"; 4 — исходная стойка фехтовальщика; 5 — положение боксера при прямом ударе левой рукой. 1. Безразличное равновесие характеризуется тем, что при любыхотклонениях сохраняется равновесие (шар на горизонтальнойплоскости). Положение ОЦТ не меняется. Действие силы тяжести неизменяется. Линия действия силы тяжести совпадает с линиейдействия силы реакции опоры. Обе силы уравновешивают другдруга. В спортивной практике этот вид равновесия практически не встречается. 2. Устойчивое равновесие. Это такое равновесие, при котором ОЦТнаходится ниже площади опоры и тело, выведенное из данного положения возвращается в него под действием собственной силы (например, гимнаст в висе на кольцах). Причины возврата тела спортсмена в исходное положение: 1) OUT поднимается выше, повышается потенциальная энергия; 2) линия силы тяжести не проходит через опору, возникает момент силы (момент устойчивости), возвращающий тело в исходное положение. 3. Неустойчивое равновесие характеризуется тем, что сколь угодно малое отклонение вызывает еще большее отклонение и тело само не может вернуться в прежнее положение. Нижней опорой служит точка или линия опоры. Причины возникновения неустойчивого равновесия: ОЦТ опускается ниже, убывает потенциальная энергия; линия силы тяжести удаляется от точки опоры, возникает момент опрокидывания. Неустойчивое равновесие в природе практически неосуществимо. Пример: жонглеры, цирковые гимнасты, эквилибристы только благодаря быстроте реакции способны удержать свое тело в этом положении очень короткий промежуток времени. В процессе спортивной тренировки часто используется это положение. Ограниченно устойчивое равновесие. Чаще всего встречается в спортивной практике. Здесь имеется нижняя площадь опоры. Это равновесие, при котором ОЦТ находится выше площади опоры и тело, выведенное из состояния равновесия, без действия внешних или внутренних сил, не может вернуться в исходное положение. Причины ограниченно устойчивого равновесия: при незначительном отклонении тела ОЦТ поднимается; возникает момент устойчивости, но это продолжается лишь до момента, когда линия силы тяжести не дойдет до края площади опоры. 79 Равновесие тела при выполнении стойки на кистях на параллельных брусьях * Условия равновесия. Равновесие в том или ином положении сохраняется при условии, что вертикаль ОЩ тела проходит внутри площади опоры. Равновесие нарушается, если вертикаль выходит за границы площади опоры. Степень устойчивости. Положения тела при ограниченно устойчивом виде равновесия имеют разную степень устойчивости. Устойчивость – это способность тела, противодействуя нарушению равновесия, сохранять положение. Степень устойчивости определяется следующими факторами: величиной площади опоры (чем больше площадь опоры, тем выше степень устойчивости); высотой расположения ОЦТ (чем выше ОЦТ относительно площади опоры, тем меньше степень устойчивости); 803) местом прохождения вертикали, опущенной из ОЦТ, внутри площади опоры (чем ближе к краю площади опоры проходит вертикаль, опущенная из ОЦТ, тем меньше степень устойчивости). Таким образом, чем ниже расположен ОЦТ тела, чем больше площадь опоры, чем дальше от края опоры проходит вертикаль, тем больше устойчивость тела. Показатели устойчивости делятся на статические и динамические. Статические показатели «говорят» о способности тела сопротивляться нарушению равновесия. К ним относится коэффициент устойчивости: Муст. Куст. = ,где М опрок. М уст. – момент устойчивости; М опрок. – момент опрокидывания. Если К 1, то тело не опрокидывается, если К 1, то нарушается равновесие. Динамические показатели « говорят» о способности тела восстанавливать равновесие. Угол устойчивости образован линией действия силы тяжести (вертикалью из ОЦТ в центр площади опоры) и прямой, соединяющей ОЦТ с краем площади опоры. Сумма двух углов устойчивости в одной плоскости рассматривается как угол равновесия в этой плоскости. Например: гимнастка, выполняющая упражнение на бревне; слаломист при спуске на лыжах. 81 Угол устойчивости. Передний (а) и задний (р4) углы устойчивости при выполнении упражнения "шпагат". Центр объема и удельный вес тела. Для анализа движений при плавании, для определения гидродинамических качеств пловцов надо иметь понятие о центре объема. Общий центр объема (ОЦО) — это точка приложения всех сил давления воды на тело человека. ОЦО у человека находится на 2-6 см выше ОЦТ. Если вертикаль ОЦО и вертикаль ОЦТ совпадают, то легко сохранять в воде горизонтальное положение. Чем ближе ОЦТ расположен к ОЦО, тем легче сохранять горизонтальное положение. Для приближения ОЦТ к ОЦО вытягивают руки вверх, закладывают их под голову и т.п. Зная объем и вес человека, можно определить его удельный вес (УВ), который служит для тонкой количественной характеристики физического развития и является показателем крепости организма. УВ (средний) у мужчин =1,0413±0,0011 У спортсменов он больше, чем у не занимающихся спортом: у лыжников: 1,0844±0,0005 у футболистов: 1,0791±0,0005 у пловцов: 1,0775±0,0005 По динамике удельного веса можно судить о степени тренированности. Повышение удельного веса указывает на усиление пластических процессов, происходящих в организме, в частности, на 82увеличение мышечной массы. Понижение удельного веса указывает на усиленное жироотложение. Работу опорно-двигательного аппарата характеризуют: положение или движение отдельных звеньев тела в суставах; мышечные группы, обеспечивающие это положение или движение; состояние и характер работы мышц. Морфологическаяхарактеристикапассивнойчасти двигательного аппарата в связи с особенностями двигательной деятельности учитывает положение звеньев тела и величину углов в суставах, размах и направление движения, моменты силы тяжести в отдельных звеньях тела, расположение вертикали ОПТ тела по отношению к осям вращения в суставах. Движения в суставах могут быть определены визуально на живом человеке, а также с помощью транспортира и гониометра. Положение костей в определенный момент движения определяется с помощью рентгенографии. Состояние активной части двигательного аппарата включает характеристику функциональных групп мышц, обеспечивающих данное положение или движение, функциональное состояние и характер работы мышц, отношение между мышцами – антагонистами и мышцами -синергистами, особенности моментов сил мышечной тяги. Для характеристики активной части двигательного аппарата используются различные методы: тонометрия, фотография, кинография, рентгенография, динамометрия, динамография, электромиография. Оценка особенностей внешнего дыхания включает определение состояния межреберных мышц, мышц живота, формы грудной клетки, типа дыхания. Для этой цели используются следующие методы: анторопометрия, фото- и кинография, гониометрия, рентгенография. Определение влияния положений или движений тела включает анализ как положительного, так и отрицательного (если оно имеет место) влияния на организм: на костную систему, подвижность в суставах, 83 неравномерное развитие мышц, развитие сколиозов, плоскостопия, смещения внутренних органов. Любой проведенный анатомический анализ должен содержать выводы и практические рекомендации. Таким образом, анатомический анализ положений и движений тела спортсмена должен способствовать оптимизации методов физического воздействия на организм, разработке эффективных методик по использованию резервных возможностей организма, совершенствованию спортивной техники и предупреждению спортивных травм. Вопросы для самоконтроля. 1. Что изучает динамическая морфология? Каково ее значение для специалистов физической культуры и спорта? Дайте краткую характеристику схеме анатомического анализа положений и движений тела спортсмена. Силы, действующие на тело человека, и их классификация. Внешние силы и их влияние на тело человека. 5. Внутренние силы, их классификация и влияние на тело человека. Что такое общий центр тяжести (центр масс) тела (ОЦТ) человека и центры тяжести отдельных частей тела? Топография ОЦТ и факторы, влияющие на его положение. Что такое центр объема тела человека? Что такое площадь опоры и чем она .определяется? Охарактеризуйте виды равновесия и перечислите условия сохранения равновесия тела. Что такое устойчивость? Факторы, определяющие степень устойчивости. Какие Вы знаете показатели устойчивости? Их определение. Что характеризует работу двигательного аппарата? 84 Лекция № 6 Тема: Общие сведения о внутренних органах План Понятие о внутренних органах и деление их на системы. Топография внутренних органов. Особенности строения внутренних органов. 3. Влияние физической нагрузки на топографию иморфофункциональное состояние внутренних органов. 1. Понятие о внутренних органах и деление их на системы. Топографиявнутренних органов.Спланхнология – раздел анатомии, изучающий строение и функциивнутренних органов.Внутренние органы (внутренности)- это органы, залегающие, главнымобразом, в полостях тела (грудной, брюшной, полости малого таза). Ноесть внутренние орга- ны, располагающиеся в области головы и шеи или по всему телу — сердечно-сосудистая система, эндокринные железы, нервная система. По строению и функциям все внутренние органы объединяются в системы внутренних органов: пищеварительная; дыхательная; мочевая; половые. 14. Что включает в себя оценка механизма внешнего дыхания? 85 86 ПЕРЕДНЕЕ (между перикардом и грудиной) располага ются: 1) трахея; 2)бронхи. Основные функции внутренних органов: 1) участие в обмене веществ (пищеварительная – белки, жиры,углеводы), дыхательная (02, СО), мочевая (удаление продуктовобмена); репродуктивная (продолжение рода) – половые системы; регуляторная (гормональная, эндокринные железы); защитная (иммунная система). • Топография внутренних органов Область головы: 1) часть верхних дыхательных путей (наружный нос, носовая полость, носоглотка); 2)начальный отдел пищеварительной системы (ротовая полость: зубы, язык, слюнные железы, глотка). Область шеи: 1) глотка (часть), гортань, трахея. 2) верхний отдел пищевода; 3) щитовидная и околощитовидныежелезы. Грудная полость: 1) легкие; 2)средостение – это комплекс органов, расположенных между левым и правым легкими (левым и правым листками висцеральной плевры). По современной международной анатомической номенклатуре вьщеляют верхнее и нижнее средостение, в последнем различают переднее, среднее и заднее средостение. Верхнее средостение (выше сердца): здесь залегает дуга аорты и ее ветви, верхняя полая вена, трахея, пищевод, блуждающие нервы, грудной проток, тимус и др. НИЖНЕЕ СРЕДОСТЕНИЕ СРЕДНЕЕ ЗАДНЕЕ (сердце с перикардом, между перикардом сосуды, диафрагмальные и позвоночным нервы) столбом: располагаются: нисходящая часть аорты; пищевод; блуждающие нервы; грудной проток; 5) пограничныесимпатическиестволы; 6) собственныевены груднойполости; 7) непарная иполунепарнаявены. Брюшная полость: здесь лежит большая часть всех внутренних органов. 87 правая подреберная область, правое подреберье правая боковая область правая паховая область надчревная область диафрагма надчревная область или надчревье пупочная область пупок подреберная плоскость (X ребра) чрево (собственная брюшная полость) межостевая плоскость подчревная область лобковая область Полость малого таза: 1) половые органы; 2) мочевой пузырь; Особенности строения полых (полостных) внутренних органов Все они имеют общий план строения. Их стенка состоит их трех слое&; слизистая оболочка – внутренний слой; мышечная оболочка – средний слой; соединительнотканная оболочка (адвентиция или серознац) – наружный слой. Функции слизистой оболочки: 1) защитная; секреторная; всасывательная; экскреторная; гормональная. Слизистая оболочка состоит из: 1) эпителия; собственной пластинки слизистой оболочки; мышечной пластинки слизистой оболочки; подслизистой основы. 3) прямая кишка. 2. Особенности строения внутренних органов. По строению внутренние органы можно разделить на две группы: I) Эпителий непосредственно контактирует с содержимым полостного органа. ВНУТРЕННИЕ ОРГАНЫ ПАРЕНХИМАТОЗНЫЕ (не имеющие полости) легкие; почки; железы; печень; поджелудочная железа и ПСЕ1ЫЕ (имеющие внутри полость) трахея, бронхи; пищеварительная трубка (пищевод, желудок, тонкая и толстая кишки); мочеточник; ДР- мочевой пузырь; матка, маточные трубы, влагалище и др; кровеносные сосуды. Эпителий однослойный— ► многослойный плоский кубический эизматический (полость рта)Однослойныймногорядныйоднослойный (канальцы почки) (тонкая кишка, желудок) реснитчатый (носовая(легочные альвеолы полость, бронхи, трахея) брюшина, плевра) Важным элементом слизистой оболочки являются железы, образованные эпителием. 89 ЖЕЛЕЗЫ Внешней секреции (экзокринные) Внутренней секреции t (эндокринные) Смешанной секреции (амфикринные) Морфологически экзокринные железы по форме концевых секреторных отделов делятся на три группы: 1) альвеолярные секреторные отделы в виде колбочки, пузырька (веко). трубчатые (матка) альвеолярно-трубчатые (поднижнечелюстная железа). ЭКЗОКРИННЫЕ ЖЕЛЕЗЫ (по количеству секреторных клеток) •4-" ~~* Простые (одиночные) Сложные (бокаловидные железы) (крупные слюнные железы) стенки трахеи Эпителий внутренних органов обладает способностью к быстрой регенерации. Деление его клеток осуществляется с помощью митоза. 2) Собственная пластинка слизистой оболочки состоит из рыхлойволокнистой соединительной ткани, богатой кровеносными сосудамии нервами, а также железами. Она является опорой для эпителия. 3) Мышечная пластинка слизистой оболочки состоит израсположенных клеток в 1-2 слоя, которые, сокращаясь, собирают слизистую в складки. 4) Подслизистая основа состоит из рыхлой соединительной ткани, вкоторой много кровеносных и лимфатических сосудов, образующих 90 подслизистые сплетения, нервов, скоплений лимфоцитов (лимфоидных фолликулов) и многочисленных желез. Мышечная оболочка Состоит, в основном, из гладкой мышечной ткани, которая сокращается медленно и непроизвольно. Поперечно-полосатая мышечная ткань находится в стенках ротовой полости, глотке, верхней 1/3 части пищевода, нижней трети (наружный сфинктер) прямой кишки. Мышечная оболочка внутренних органов состоит из двух слоев: 1) кругового, или циркулярного внутреннего (ближе кслизистой); 2) продольного наружного (ближе к серозной оболочке). В результате одновременного сокращения обоих слоев возникает пери­стальтическая волна или перистальтическое сокращение, с помощью которого по ходу трубчатого органа передвигается пищевой комочек (кашица), моча, кровь, слюна и др. Редко наблюдаются три слоя в мышечной оболочке (желудок, матка), где есть еще косой слой. Круговой слой может образовывать утолщения -сфинктеры (сжиматели) по ходу пищеварительного тракта. 42 91 Наружная оболочка Соединительнотканная или СерЪзная с подсерозной основой адвентициальная t покрывает малоподвижные органы (глотка, пищевод, на своей свободной большая часть двенадцатиперстной поверхности выстланакишки, нижний отдел прямой кишки), плоским однослойным, эпителием, который выделяет серозную жидкость, облегчающую скольжение одного органа относительно другого а (брюшина, плевра, сердечная сумка). Серозная оболочка очень прочная и выполняет ряд функций: 1) защитную; 2) фиксирующую (прикрепляет орган к стенкам брюшной полости); 4) рецепторную (содержит очень много интерорецепторов). Плевра и брюшина имеют сходное строение: они состоят их двух листков: 1) листок, выстилающий полость – париетальный (пристеночный); 2) листок, покрывающий внутренние органы -висцеральный (внутренностный). Между ними находится узкое щелевидное пространство, заполненное серозной жидкостью, обладающей смазывающими и антисептическими свойствами. Плевра – это серозная оболочка грудной полости (два листка и полость с серозной жидкостью). В плевральной полости условно отрицательное (ниже атмосферного) давление, что дает возможность легким находиться в расправленном состоянии. Она герметична. Брюшина – это серозная оболочка брюшной полости и полости малого таза, она также состоит из 2-х листков, между которыми находится брюшинная полость, заполненная небольшим количеством прозрачной жидкости. Поскольку органы закладываются в эмбриогенезе за брюшиной и по мере выпячивания в брюшную полость в большей или меньшей степени оттягивают за собой брюшину, то они оказываются покрытыми ("одетыми") брюшиной по-разному: 1) со всех сторон "♦ желудок (внутрибрюшинное тонкая кишка положение), т.е. слепая кишка с червеобразным отростком расположенные поперечная ободочная кишка интраперитонеально сигмовидная ободочная кишка яичники верхняя треть прямой кишки, маточные трубы, селезенка 2) с трех сторон ► печень (расположенные мезоперитонеально) матка мочевой пузырь (полный) восходящая и нисходящая ободочные кишки 3) с одной стороны поджелудочная железа (расположенные двенадцатиперстная кишка экстраперитонеально нижняя треть прямой кишки (забрюшинные органы) почки мочеточники Полость брюшины у женщин не замкнутая, а у мужчин – замкнутая. 93 У мужчин – замкнутый брюшинный мешок. У женщин – сообщается с внешней средой (через маточные трубы – матку и влагалище). Переходя со стенок брюшинной полости на орган и с органа на другой орган, брюшина образует: 1) связки, функция которых: фиксация органов с одновременным предоставлением относительной подвижности. сальники (большой и малый); брыжейки (брыжейка тонкой кишки, поперечноободочной кишки, яичников). ЯМКИ; карманы. Паренхиматозные органы Главную (функциональную) часть этих органов составляет паренхима, которая состоит из различных функциональных элементов -структурно-функциональных единиц паренхиматозного органа ( в каждом органе своя единица- печеночная долька, ацинус легкого, нефрон и т.д.). Основу паренхиматозного органа составляет строма – плотная неоформленная соединительная ткань, «посылающая» внутрь, в паренхиму органа перегородки (трабекулы и септы), которые делят его на доли, дольки и сегменты. 4. Влияние физической нагрузки на топографию и морфофункциональное состояние внутренних органов. Большой вклад в изучение вопроса о влиянии физической нагрузки на топографию и морфофункциональное состояние внутренних органов внесли отечественные ученые (П. Ф. Лесгафт, Г.Ф. Иванов, М.А. Джафаров и др.). При физической нагрузке наблюдаются: 94 1) Некоторое смещение органов от обычного положения; установлено, что наибольшие изменения в топографии внутренних органов наблюдаются: а) при стойке на кистях, висе прогнувшись, гимнастическоммосте (когда значительно смещается ОЦТ); большую роль здесьиграет "движение диафрагмы"; б) при прыжках с шестом, прыжках с места (в силу инерциивнутренние органы дважды меняют свое положение – сначала нижеисходного уровня, при приземлении – выше исходного уровня). 2. Деформация органов. Она вызывается изменениембиодинамики органов, что приводит к незначительным изменениямих топографии. Изменяется скорость движения (сокращения) органов. При динамической работе топография внутренних органов изменяется больше, чем при статической. Исследования также показали, что передняя брюшная стенка является местом приложения больших внешних сил, что находит отражение в работе внутренних органов, особенно, печени, желчного пузыря, органов малого таза. Морфо-функциональные изменения .органов пищеварительной системы при физических нагрузках 1. Регулярная мышечная деятельность способствует развитиюмышц брюшного пресса и их активность способствует выполнениюмоторной функции пищеварительного тракта. 2. Легкая и непродолжительная физическая нагрузкаспособствует активизации процесса пищеварения. 3. Интенсивная мышечная деятельность способствуетактивизации моторной функции пищеварительного тракта, но резко 95 угнетает секреторную и всасыва- тельную функцию. Например: секреторная функция желудка снижается до 40% от исходного уровня. В чем же причина? При интенсивной, субмаксимальной мышечной нагрузке наблюдается: торможение пищеварительных центров в коре больших полушарий со стороны возбужденных двигательных центров; – угнетающее действие оказывает адреналин (из мозгового слоянадпочечников), который выделяется в больших количествах; изменяется соотношение между активностью парасимпатических и симпатических отделов АНС в сторону преобладания последних; – наблюдается перераспределение крови: так, если в покоекровоток через пищеварительный тракт и пищеварительные железысоставляет 25-35% от всего сердечного выброса, то при мышечнойдеятельности он снижается до 3,5 %; -скорость кровотока – в покое -1,2 – 1,5 л/мин; – при мышечной деятельности – 0,9 л/мин. Часто спортсмен переживает стресс, который является причиной изменения слизистой желудка и кишечника: образуются эрозии и язвы. Можно сказать, что желудок – это зеркало стрессовых состояний организма. Морфо-функционалъные изменения органов мочевой системы при физических нагрузках 1. Значительно изменяются условия кровообращения в органах мочевой системы: уменьшается кровоснабжение почек, резко сужаются почечные артерии, уменьшается образование мочи, в 96 результате увеличивается реаб- сорбция воды (обратное всасывание) и уменьшается диурез. 2. При интенсивной мышечной деятельности структура нефрона может функционально изменяться, что приводит к появлению белка в моче (норма и патология). При стрессах в моче наблюдается сахар. Морфо-функциональные изменения органов дыхательной системы при физических нагрузках Мышечная деятельность всегда сопровождается повышением потребления кислорода. Легкая физическая нагрузка – увеличением потребления кислорода в 2-3 раза, при субмаксимальной мышечной нагрузке – в 20-30 раз. 1. Увеличиваются дыхательные объемы: ЖЕЛ, РОвд и РОвыд -это достигается увеличением количества действующих структурно-функциональных единиц.(ацинусов). Плевральная полость значительно изменяет свой объем, больше выделяет серозной жидкости. Как итог, увеличивается МПК, % утилизации кислорода резко возрастает. В результате адаптации к физической нагрузке происходит увеличение и ускорение процессов газообмена в альвеолах. Значительно увеличивается количество рецепторов в легких, что повышает иннервацию легких и, значит, регуляцию газообмена в целом. Таким образом, адаптация органов дыхательной системы к большому объему работы происходит за счет процессов клеточной и внутриклеточной регенерации. 97 Вопросы для самоконтроля Какие органы организма человека относятся к внутренним? Топография внутренних органов. Понятие о полых и паренхиматозных органах (примеры). Особенности строения полых (полостных) органов. Особенности строения паренхиматозных органов. Понятие о структурно^ушодионалытой единице паренхиматозных органов. Как влияет физическая нагрузка на топографию и морфофункциональное состояниа внутрешшх органов. 98 Лекция №7 Тема: Железы внутренней секреции План Структура эндокринной системы (ЭС) и ее значение в жизнедеятель­ности организма. Классификация эндокринных желез. Гормоны, их свойства и биологическая роль. 3. Морфофункциональная характеристика отдельных желез внутреннейсекреции (ЖВС) и их роль в адаптации организма к регулярной мышечной деятельности. Эндокринология («endo» – внутрь, «crino» – выделяю) – это учение о железах В1гутренней секреции. Все железы в организме подразделяются на: -ЖЕЛЕ31 Железы внешней секреции Железы внутренней секреции Железы смешанной секреции (ЭКЗОКРИННЫЕ) имеют выводной проток (слюнные, потовые) (ЭНДОКРИННЫЕ) (АМФИКРИННЬШ) не имеют выводных прото- имеют выводные протоки, ноков (щитовидная, надпо- и выделяют вещества в кровьчечник) (поджелудочная железа, печень) ЖВС – это железы, которые не имеют выводных протоков и свой секрет выделяют непосредственно в кровь, лимфу или спинно-мозговую жидкость. Все ЖВС образуют эндокринную систему (ЭС). Впервые термин "эндокринный" ввел французский ученый Клод Бернар в 1885г. Эпиталамо–эпифизарная система В настоящие время все ЖВС подразделяют на: I. Центральные органы: } 1 .Шишковидная железа или эпифиз мозга. 2.Эпиталамус (парные медиальные и латеральные ядра поводков, субкомиссуральный орган, субфор-никальный орган, сосудистый мешок). } 3. Гипоталамус (нейросекреторные ядра: Гипоталамо — гипофизарная система рилизинг-гормоны: либерины, статины, вазопрессин, окситоцин). 4. Гипофиз. П. Периферические органы: 1 .ЖВС, зависимые от передней доли гипофиза: щитовидная железа, кора надпочечников, гонады. 100 ГОРМОНЫ 99 ЖВС, независимые от передней доли гипофиза: околощитовидные железы, мозговая часть надпочечников. Группы клеток, расположенные в паренхиме некоторых органов (островки Соболева – Лангерганса в поджелудочной железе, клетки Лейдига в яичке и т.д.). 4. Гормонпродуцирующие клетки внутренних органов, которыеобъединяют в ДЭС – диффузную эндокринную систему (APUD – систеЛорганизма В эмбриогенезе все ЖВС закладываются и формируются в первые 3 I сяца внутриутробной жизни. Они развиваются из трех зародышевых листкоГ из эктодермы ► гипофиз, шишковидная железа, мозговое вещество надпочечников и хромаффинные тельца. из мезодермы »- корковое вещество надпочечников, эндокринные клетки половых желез. из энтодермы ► щитовидная железа, околощитовидные железы] эндокринная часть поджелудочной железы. Общее в строении ЖВС Шебольшая величина (самая крупная – щитовидная железа, ее масса ~ 35 г.). Не имеют выводных протоков. Обладают хорошо развитой сетью кровеносных сосудов (фенестированнь| капилляры). Все покрыты капсулой, от которой внутрь отходят соединитеД нотканные прослойки, образующие строму органов. Имеют тесную связь с нервной системой (единая нейрогуморальная регуляция): а) железы получают богатую иннервацию со стороны ЦНС; б) секрет желез действует через кровь на нервные центры (обратная св)Ц 6. Расположены в разных частях тела, т.е. морфологически разделены, но образуют функционально связанную группу. 7.Все ЖВС выделяют биологически активные вещества – гормоны. Гормоны (греч. -"horman" – "возбуждаю") – биологически активные вещества, участвующие в единой нейро-гуморальной регуляции функций организма. По химическому строению гормоны делятся на три группы: Стероиды Белки и пептиды Аминокислоты (на основе холестерина) (белково-пептидные) и их производные Общие свойства гормонов 1. Выделяются в небольших количествах, но обладают большой биологи -ческой активностью (например, достаточно 1 г инсулина, чтобы понизить уровень сахара в крови у 125 тыс. кроликов; адреналин выделяется примерно 5 мг. в сутки). 2. Обладают дистантным действием, т.е. могут оказывать влияние на весьорганизм и на отдельные ткани и органы, расположенные вдали от железы, гдеони образуются. 3,Быстрое распространение по кровеносной и лимфатической системам. 4.Сравнительно быстро разрушаются в тканях (печени), поэтому они постоянно выделяются эндокринной железой. 5.0бладают видовой специфичностью (имеют свои органы – мишени). ‘функции гормонов 1. Регулируют процесс роста и развития организма. Регулируют процессы обмена веществ и энергии. Участвуют в координации всех физиологических функций организма. Участвуют в молекулярных механизмах передачи генетической инфор­мации. 5. Участвуют в регуляции биологических ритмов.б.Участвуют в поддержании гомеостаза. Центром регуляции эндокринных функций является гипоталамус. Он объ­единяет нервные и эндокринные регуляторные механизмы в общую нейроэндокринную систему. Гипоталамус занимает базальную область промежуточного мозга и окаймляет нижнюю часть Ш желудочка головного мозга. Гипоталамус, являясь высшим центром эндокринных функций, контролирует и обьединяет все висцеральные функции орга­зма, объединяет эндокринные механизмы рефляции с нервными, будучи мозговым 101центром симпатического и парасимпатического отделов вегетатив нервной системы. В сером веществе гипоталамуса выделяют более 30 пар ядер, группируются в передней, промежуточной и задней гипоталамических областях. ядер представляет собой скопление нейросекреторных клеток, другие образо сочетанием нейросекреторных клеток и обычных нейронов. В передней гипоталамической области располагаются парные супраоптическо! паравентрикулярное ядра, образованные крупными нейросекреторными клетка] I Аксоны этих клеток проходят через гипофизарную ножку в заднюю долю гипофиза, Ы и заканчиваются на кровеносных капиллярах утолщенными терминалями. В яцрам передней гипоталамической области вырабатываются нейрогормоны вазопрессм (аятидиуретический гормон) и окситоцин, которые накапливаются в задней дод4 гипофиза. В ядрах среднего (медиобазального и туберального) гипоталамуса, образованных I мелкими нейросекреторными клетками, вырабатываются аденоптофизотропЯ гормоны, которые либо стимулируют (рилизинг-факторы, или либерины), либо угнетЯ (ингибирующие факторы или статины) соответствующие гормонообразовательЯ функции аденогипофиза. Важнейшие ядра этой части гипоталамуса локализуютсЯ сером бугре: аркуатное или инфундибулярное, дугообразно охватывающее гипоф» зарную ножку, вентромеднальное и дорсомеди альное ядра. Регуляция секреции ядер гипоталамуса со стороны ЦНС осуществляЯ лимбической системой (миндалевидные ядра и гиппокамп), ретикулярной формации среднего мозга и шишковидной железой. Нейрогормоны гипоталамуса Вазопрсссин (антидиуретический гормон) 1) повышает артериальное давление; Окситоцин 2)уменыпает диурез (мочеотделение); 1) повышает артериальное давление за счет сужения кровеносных сосудов; 2) усиливает сокращения mi стенки матки при родах; 102 3)регулирует содержание воды в организме. 3) способствует отделению молока при лактации (вызывая сокращение миоэпителиальных клеток секреторных отделов молочной железы). Гипоталамус и гипофиз образуют единую гипоталамо-гипофизарную си­стему, где гипоталамус играет регулирующую, а гипофиз – эффекторную роли. Гипофиз (hypophysis) – расположен в гипофизарной ямке турецкого седла клиновидной кости, имеет овальную форму, выделяет ряд гормонов. Масса у мужчин – 0,5 – 0,6 г; у женщин ~ 0,6 – 0,7 г. Покрыт соединительнотканной капсулой. Соединяется с гипоталамусом с помощью гипофизарной ножки. Различают две доли: переднюю (ПД, аденогипофиз) и заднюю (ЗД, нейрогипофиз). Передняя доля составляет 70 – 80 % всей массы гипофиза и подразделяется на дистальную, промежуточную и бугорную части. Аденогипофиз состоит из трабекул, между которыми лежит рыхлая соеди­нительная ткань, в которой располагаются аде ног fu ты – клетки (хорошо окрашиваемые – хромофильные аденоциты, плохо окрашиваемые -хромофобные аденоциты), которые вырабатывают гормоны: Тройные гормоны: тиреотропныйгормон (ТП) регулирует деятельность щитовидной железы) адренокортикотропный гормон АКТГ (регуляция коры надпочечников); гонадотропные гормоны – влияет на половые железы; фолликулостимулирующий гормон – (ФСГ) фоллитропин; лютеинизирующий гормон – (ЛГ) лютропин. Лактогенный гормон – пролактин (регуляция молокообразования). Сомаiогромный гормон (СТГ, гормон роста). стимулируег размножение клеток хрящей в зонах роста трубчатых костей, участвует в биосинтезе белка. Недостаток секреции СТГ вызывает в детском возрасте карликовость (лилипуты); избыток – гигантизм. Повышенное выделение СТГ в кровь после окончания роста тела вызывает акромегалию – непропорциональное увеличение ди стальных частей тела. Узкая промежуточная доля образована тонкой полоской аденоцитов, которые выделяют гормон меланотропин, регулирующий образование коричневого пигмента кожи и липотропин – который усиливает метаболизм жировых веществ. Нейрогипофиз гормонов не синтезирует (но накапливает), состоит нервных клеток. Нейрогормоны вырабатываются клетками гипоталамических ядер и поступают в нейрогипофиз. Гипофиз – "дирижер" эндокринной системы, т.к. стимулирует развит» и функции других ЖВС. – Шишковидная железа располагается над верхними холмиками крыЛ среднего мозга и с помощью поводков связана с таламусом. Напоминав кедровую шишку, длина -8-10 мм, масса ~ 0,2 г. Покрыта соединители натканной капсулой, от которой внутрь идут трабекулы, делящие ее на долыЯ состоящие из клеток двух типов: железистых (в центре дольки) и глиальных (Л периферии дольки). Эта железа крупнее в раннем детстве, чем у взрослых. Но I еще до наступления половой зрелости наблюдаются признаки инволюции (yj на 7- м году жизни): железистые клетки замещаются соединительной тканью) которой откладываются известковые конкреции («мозговой песок»). Функции: 1) Гормон антигонадотрогаш регулирует половое созревание (воздействие на гипофиз), угнетая преждевременное половое созревание (при недостатке наступает раннее половое созревание в 8-9 лет); 2)Шишковидная железа регулирует состояние сон – бодрствов (серотонин – день, +мелатонин – ночь), т.к. его секреторная функция подиы циркадианным ритмам (обратная связь с освещенностью), 3) Мелатонин регулирует пигментный обмен. Кроме того, железа выделяет вазопрессин, вазотоцин, гормон контролирую] концентрацию ионов калия в крови. До конца функция железы не выяснена. Щитовидная железа – располагается на шее впереди и на бок стенках гортани, прилегая к щитовидному хрящу. Масса ~ 30 -50 г. Она со* из двух долей: правой и левой и перешейка между ними, а также непосто пирамидальной доли, идущей вверх к подъязычной кости. Железа покрыта соединительнотканной капсулой с большим количеством коллагеновых волокон . Внутрь от нее идут трабекулы, которые делят желез}И дольки. Паренхима железы состоит из фолликулов (пузырьков) – структурно1 функциональных единиц органа. Имеется ~ 30-40 млн. фолликулов. Стен* фолликула образована одним слоем кубических клеток – тироцитов. В полоса фолликула имеется вязкий коллоид (с йодсодержащим вещество! тироглобулином). Между фолликулами находятся соединительная ткань и капилляры. В соединительной ткани встречактгся С – кла (кальцитониноциты). Форма и размеры фолликулов зависят от интенсивности происходящих в ] процессов: повышение секреции тироцитами сопровождается увеличен! I высоты секреторных клеток, понижение – их уплощением. 104 Щитовидная железа обильно кровоснабжается. Через ее ткань в течение 1 часа протекает до 5 л крови (вся кровь контактирует с железой). Клетки фолликулярного эпителия выделяют два гормона (с большим количество йода): тироксин (65% йода) и трийод тиронин (35 % йода). Этя гормоны регулируют: рост, развитие и дифференцировку тканей; обмен веществ и энергии; повышают TOiryc ретикулярной формации; регулируют работу сердца; регулируют синтез АТФ в митохондриях; участвуют в регенерации тканей; участвуют в адаптации организма к мышечной нагрузке. Гипофункция (птосегсреция) железы вызывает: у детей – кретинизм (нарушение пропорций тела, задержка полово­го созревания и умственного развития); у взрослых – микседему (уменьшение веса, сонливость, отечность, падение работоспособности). Гиперсекреция железы: базедову болезнь (пучеглазие, повышенный обмен веществ, тахикардия, у подростков эмоциональная возбудимость, потливость). В восстановительном периоде у спортсменов гормоны шишковидной железы стимулируют образование миозина, уменьшают количество холестерина в крови. К(С)-клетки вырабатывают тиреокальцитонин. Он регулирует обмен кальция (при переломах стимулирует срастание костей). Околощитовидные железы. Их обычно 4 штуки (две верхние и две нижние), иногда – до 8 шт. Расположены на задней поверхности боковых долей щитовидной железы. Размеры: длина ~ 6 мм; ширина ~ 4 мм, толщина ~2 мм. Общий вес 0,2 – 0,35 г. Эти железы покрыты капсулой из соединительной ткани, от которой внутрь отходят трабекулы, делящие ткань железы на неполные дольки. Паренхима образована паратироцитами трех видов: 105 Светлые – Промежуточные Ацидофильные главные (с базофильной цитоплазмой, содержат много рибосом). 1 II Темные Светлые (активно секретируют гормон) (неактивные, осуществляют синтез – гормона). Главные клетки секретируют белковый паратгормон (паратирин), который регулирует (повышает) концентрацию кальция и фосфора (опосредованно) в крови, а значит, влияет на возбудимость нейро – мышечных синапсов. Он и тиреокальцитонин – антагонисты. Второй гормон – глютаурин, контролирует метаболизм витамина А, усиливает синтез протеогликанов, контролирует активность лизосом клеток. Гипофукция желез: уменьшение кальциия в крови, расстройство вегетативных функций, ненормальное формирование скелета.. Гиперфункция желез: декальцинация ("размягчение") скелета. Экстирпация желез ведет к смерти при явлениях судорог (тетании) скелетных мышц. Надпочечник (парная железа) – лежит в забрюшинной области (клетчатке) над верхним концом соответствующей почки. Масса каждого ~ 4-12 г. Окраска желтоватая или коричневатая. На передней поверхности заметна одна (или несколько) борозд – это ворота через которые выходит надпочечная вена и входит надпочечная артерияЛадпочечник покрыт фиброзной капсулой, дающей внутрь отдельные трабекулы. Паренхима состоит из двух слоев: коркового и мозгового. Корковый слой (желтого цвета) составляет 70-80% массы органа, состоит из 3-х зон: 1)клубочковой (наружной); 2)пучковый (средней); 3) сетчатый (на границе с мозговым веществом). Мозговой (бурого цвета) формирует 30-20% массы железы,образован скоплением крупных округлых или многоугольных клеток,разделенных капиллярами и венулами. Эго хромаффинные клетки (т.к.хорошо окрашиваются солями хрома в коричневый цвет) двух видов: А-клетки или эпинефроциты (секретируют адреналин) и НА – клетки норэпинефроциты (секретируют норадреналин). Также имеются поддерживающие и ганглиозные клетки. 106 Хяубочковая зона коркового слоя надпочечника образована мелким призматическими клетками, расположенными в виде клубочков, которые оКруясены извитыми канальцами. Выделяют минералокортикоиды (альдостерон), регулирующие минеральный и водный обмены (не зависит от гипофиза). Пучковая зона коркового слоя надпочечника (самая широкая часть) обра­зована крупными клетками, располагающимися длинными тяжами, имеет много капилляров. Продуцирует гормоны: глюкокортикоиды — гидрокортизон, кортикостерон, кортизон, а также андрогены. функции: 1) регулируют углеводный, жировой, белковый обмены; 2) оказывают противовоспалительное действие;, 3)влияют на клеточный и гуморальный иммунитет. Секреция глюкокортикоидов находится под контролем гипофиза и гипо­таламуса. По-видимому, в гипоталамусе и гипофизе есть рецепторы глюко­кортикоидов, осуществляющие эту связь. Сетчатая зона коркового слоя надпочечника состоит из мелких кубических клеток, образующих скопления в различных направлениях. Клетки и капилляры образуют сеть. Выделяет гормоны: андроген (мужской половой горомон) и эстроген (женский половой гормон), а также (вероятно) глюкокортикоиды. Функции: гормонов сетчатой зоны: влияют на развитие вторичных половых признаков; влияют на функцию половых органов; Заказывают анаболическое действие (синтез белка). Сетчатая зона связана с гипофизом. В мозговом слое надпочечников вырабатываются катехоламины (КА)адреналин (А) и норадреналин (НА), а также хромогранины(стабилизируют осмотическое факторы роста). Мозговое вещество выделяет70-90% А и 10-30% НА; симпатические окончания – адреналин).Функции катехоламиновАдреналин Норадреналин (быстродействующий гормон) 1) сужение сосудов (кроме сосудов головного мозга) ) расширяет сосуды мышц и рабочих 2) повышает и Tw?*51^1108′ систолическое и диастолическое АД; ^повышает систолическое АД (не изменяя диастолическое АД или 3) активирует энергетический обмен; 107 снижая его); 4) позволяет длительно сохранять 3)вызывает распад гликогена – по- высокую работоспособность вышается уровень сахара в крови; (гормон "уверенности"). 4)обеспечивает быструю реакцию по Г.Селье – это гормон "тревоги". Оба гормона метаболические, адаптогенные. Количество их зависит от уровЛ физической нагрузки и от физической тренированности. Регулярная физически нагрузка вызывает повышенное содержание гормонов – повышаются защитим функции – оптимальное развитие организма. Эндокринная часть половых желез Половые железы (яичко и яичник) вырабатывают половые гормоны: мужские половые гормоны – тестостерон (андроген); женские половые гормоЛ – эстроген (фолликулин), геста гены (прогестерон). В яичке гормоны выделяют интерстициальные эндокриноциты (клетки I Лейдига). Это крупные клетки, расположенные скоплениями между семенными канальцами около кровеносных капилляров. Функции: мужского гормона: дифференциация тканей при эмбриогенезе; регулируют развитие вторичных половых признаков; контролируют развитие гортани, голоса, мускулатуры; участвуют в синтезе белка; 5)активируют сперматогенез; 6)регулируют сексуальную активность (либидо) мужчин. В яичнике два типа клеток вырабатывают гормоны: Фолликулярный эпителий Клетки желтого тела I.’ V ЭСТЮГЕНЫ ГЕСТАГЕНЫ (фолликулин) (прогестерон) Также в яичнике образуется небольшое количество андрогенов. Функции: женских половых гормонов: эмбриональная дифференцировка тканей; регулируют развитие вторичных половых признаков; сохранение беременности; 108 41 вызывают снижение сексуальной активности женщины в период беременности; 5") регулируют развитие молочных желез. Эндокринная часть поджелудочной железы Паренхима поджелудочной железы, содержит группы панкреатических клеток – островки Соболева – Лангерганса – (их число 1-2 млн.), наибольшее скопление их в хвостовой части железы. Клетки этих островков делятся на В -клетки, А -клетки, Д -клетки, Д1 – клетки, РР – клетки и др. В-клетки (60-80 %) занимают внутреннюю часть островка и секретируют инсулин, функции: инсулина: способствует превращению глюкозы в гликоген; регулирует содержание сахара в крови (снижает его избыток и переводит из крови в ткань); анаболическое действие; оказывает тормозит распад гликогена в печени. А-клетки (10-30%) распределены по всему островку и секретирует глюкагон. Функции глюкагона – обратные инсулину. Д-клетки (10%) вырабатывают соматостатин. Функции: соматостатина: угнетает выработку гипофизом гормона роста; угнетает выделение инсулина и глюкагона. Д1-клетки секретируют ВИП (вазоактивный интестинальный пептид)который : 1)вызывает снижение артериального давления; 2)усиливает выделение панкреатического сока. РР- клетки секретируют панкреатический полипептид, который угнетает деятельность панкреацитов. Вопросы для самоконтроля. 1 • Какова современная классификация желез внутренней секреции (ЖВС). Общие принципы строения ЖВС. Виды гормонов, их свойства и функции. Гипоталамус: ядра, гормоны, функция. 109 Гипофиз: топография, строение, виды клеток органа. Гормоны гипофиза, их воздействие на организм. Шишковидная железа: топография, строение. Основные виды клеток органа, их гормоны и пути воздействия на организм. Щитовидная железа: топография, виды клеток, их гормоны. Роль щитовидной железы в организме. Околощитовидные железы: топография, строение, роль в организме. Надпочечник: топография, строение, гормоны и их воздействие на организм. Эндокринные отделы поджелудочной железы и половых желез, виды клеток, их гормоны и функциональное значение в организме.