1.5.2.7. Опорно-двигательная система

Как избежать заболеваний опорно-двигательного аппарата. Строение и функции скелета человека. Строение кости. Формирование и развитие костной системы. Позвоночник – “основа” нашего здоровья. Мышечная система. Значение физических упражнений для здоровья организма.

Ох, как болит спина! Эту фразу хоть раз в жизни произносит практически каждый человек. Возможных причин болей в спине может быть много, мы не будем их обсуждать, а остановимся на рассмотрении вопроса о том, что в силах человека: что нужно делать и как себя вести, чтобы по возможности избежать заболеваний опорно-двигательного аппарата. В настоящее время в современном обществе большинство людей ведут малоподвижный образ жизни. Если в начале столетия человек за жизнь проходил пешком около 75 тысяч километров, то теперь едва осиливает 25 тысяч километров. Втрое меньше! Развитие городского, автомобильного транспорта и таких средств передвижения, как лифты, эскалаторы и другие достижения эпохи научно-технической революции приводит к появлению гиподинамии и гипокинезии (от греческого hypo – недостаточность и kinesis – движение). С медицинской точки зрения гипокинезия – это состояние малоподвижности. Между тем человеческий организм устроен так, что регулярно требует физической нагрузки. Действительно, вся жизнь человека связана с движением: если люди и не перемещаются в пространстве, в их органах, тканях и клетках все равно постоянно происходит движение атомов и молекул.

От повседневных нагрузок зависят и сила мышц, и эластичность связочного аппарата, прочность костей, активность обмена веществ, состояние и работа многих органов и систем нашего организма. Ограничение же физической активности неблагоприятно отражается на здоровье. Например, когда мышцы мало задействованы в работе, кровь с кислородом и питательные вещества в меньшем количестве поступают к ним, они становятся тоньше и слабее. Из-за уменьшения мышечной массы уменьшается емкость всей сосудистой системы, сокращается число работающих капилляров в скелетных и сердечной мышцах. Поэтому человек не в состоянии справиться даже с небольшой физической нагрузкой. Развиваются различные заболевания опорно-двигательного аппарата, слабость скелетных мышц и нарушения в работе сердечно-сосудистой системы. Одновременно происходит перестройка костей, деформация позвоночника, нарушение обмена веществ, накопление в организме жира, понижение устойчивости к инфекционным заболеваниям. У тех, кто мало находится в движении из костей и зубов вымывается кальций – кости становятся ломкими, а зубы приходится слишком часто лечить. Из-за гиподинамии ускоряется процесс старения организма.

Первым в истории народом, осознававшим роль физической активности в формировании здоровья человека, были древние греки. Они начали эпоху олимпийских игр, которые считались столь важными, что на время их проведения прекращалось ведение войн!

Теперь давайте рассмотрим опорно-двигательный аппарат, его структуру и функции, и определим, какое внимание надо уделять, чтобы обеспечить ему нормальное функционирование. Невозможно себе представить человека без опорно-двигательного аппарата. Скорее всего, он напоминал бы бесформенную массу неспособную к активному передвижению, а любая травма повреждала внутренние органы.

Значение скелета. Скелет человека (от греческого skeletos – высохший, высушенный) является опорой тела. Он выполняет опорную и защитную функции. Так, головной мозг защищен костями черепа, спинной мозг – позвоночником, внутри которого он находится, сердце и легкие – грудной клеткой. Если бы у человека не было ребер, то даже небольшие столкновения могли бы повредить легкие и сердце. Нижняя часть грудной клетки также защищает почки и верхнюю часть пищеварительной системы. Кости туловища и конечностей являются к тому же и рычагами, с помощью которых осуществляются движения тела в пространстве. Скелет создает структурную форму тела, определяя его размеры, а также выполняет и другие функции, например, участвует в обмене веществ. В нем сосредоточена основная часть минеральных веществ (до 90% кальция, имеющегося в организме человека, фосфор и другие соединения). Содержащийся в костях красный костный мозг служит основным источником клеточных элементов крови.

К опорно-двигательному аппарату человека относятся кости скелета, их мышцы и соединительная ткань. В скелете человека различают: скелет головы, туловища, верхних и нижних конечностей. Всего кости взрослого человека составляют около 18% массы его тела, а их количество равно 200. Каждая кость имеет определенную форму, величину и занимает определенное положение в скелете. Часть костей соединена между собой подвижными суставами. Они приводятся в движение прикрепленными к ним мышцами.

Строение кости. Кость имеет сложный химический состав и представлена органическими и неорганическими веществами. Как видно из рисунка 1.5.11, основную массу составляют 65-70% неорганические вещества (соли фосфора и кальция) и 30-35% органические.

Минеральные вещества придают твердость, органические – эластичность и упругость. По твердости кость можно сравнить с чугуном или бронзой. Костная система очень динамична и в течение жизни человека претерпевает значительные изменения. Возрастные изменения костной системы столь характерны, что позволяют специалистам судить по обнаруженным в раскопках костям о возрасте людей, живших многие столетия назад. Изменчив и химический состав костей в зависимости от возраста. Так, в детском возрасте кости более эластичные и упругие, так как в них преобладают органические вещества. С возрастом же их становится меньше, и поэтому у пожилых людей костный аппарат более хрупкий и ломкий. Скелет как опора несет большой груз: в среднем 60-70 кг (это средняя масса взрослого человека).

Большинство костей состоит из наружного плотного вещества (располагается в местах, где требуется особая прочность) и внутреннего губчатого вещества (обеспечивает уменьшение массы кости). Их количественное соотношение и распределение зависит от участка скелета и выполняемых функций. Снаружи располагается надкостница – тонкая оболочка, прочно соединенная с костью, богатая нервами и сосудами, проникающими в глубь через особые отверстия. Она участвует в питании и росте костей в толщину за счет деления клеток надкостницы, тогда как в длину кости растут за счет хрящей (смотри рисунок 1.5.11, вид А). Развитие скелета у мужчин заканчивается к 20-25 годам, у женщин – в 18-21 год.

Каждая кость скелета – это активно функционирующая и непрерывно обновляющаяся структура. Для сохранения твердости кости нуждаются в регулярной нагрузке, так как под ее влиянием кости и весь скелет развиваются правильно. В случае недостаточности по какой-либо причине нагрузки кости подвергаются патологическим изменениям, к примеру, обездвиженность приводит к тому, что кости теряют механическую прочность. Этот быстротекущий процесс можно наблюдать, например, на загипсованной в течение месяца ноге. Содержание кальция в костях уменьшается также с возрастом, при этом отмечается и повышение их хрупкости. Хрупкость костей, обусловленная недостатком кальция, приводит к частым переломам у людей пожилого возраста при падении или других травмах. Подобное состояние называется остеопорозом (от греческого osteon – кость, poros – пора, отверстие).

Некоторые болезни также являются причиной декальцинации костей скелета. К ним относится ряд заболеваний кишечника, связанных с пониженной способностью организма получать кальций из продуктов питания, и почек, выделяющих ненормально большое количество кальция. При беременности также происходит некоторая потеря кальция костями скелета, что объясняется повышенным потреблением его организмом плода. Однако кальций из костей беременной женщины выводится в столь незначительных количествах, что это почти не сказывается на их прочности. Некоторые медикаментозные препараты, например гормональные, также влияют на содержание кальция в костях и поэтому могут способствовать его излишнему выведению.

Дефицит кальция в костях можно обнаружить при рентгенологическом обследовании. Кости скелета с низким его содержанием слабо выделяются на рентгенограмме, поэтому по контрасту между ними и окружающей тканью определяется уровень этого элемента в костях скелета. Бороться с недостаточностью кальция часто бывает очень сложно. Чтобы предотвратить ее развитие (при отсутствии заболеваний кишечника и почек, а также нарушения обмена веществ) и сохранить нормальную структуру костей, необходимо вести активный образ жизни.

	Для того чтобы быть здоровым необходима ежедневная физическая нагрузка. Физические упражнения должны стать постоянным атрибутом жизни.

Теперь рассмотрим позвоночник – основу скелетной, мышечной и нервной систем. Он придает телу нужную форму, обеспечивает определенное расположение тела в пространстве и удерживает его в вертикальном положении.

Как же построен позвоночник? Это столб, состоящий из 33-34 позвонков, расположенных от основания черепа до таза. Он имеет 4 изгиба: шейный, грудной, поясничный и крестцовый, – обеспечивающих ему упругость, что особенно важно при ходьбе, беге и прыжках. При резких движениях позвоночник пружинит, чему способствуют физиологические изгибы вперед и назад, и предохраняет спинной мозг от сотрясения.

Позвоночник в организме человека выполняет следующие функции:

1. Является опорой нашего тела, поэтому он должен быть крепким, чтобы выдержать нагрузки.

2. Обеспечивает двигательную активность головы и шеи, а также верхних и нижних конечностей, то есть всего тела.

3. Обеспечивает статику, что связано с нервно-мышечным аппаратом.

4. Защищает спинной мозг, от которого отходят нервы, обеспечивающие согласованную работу скелетно-мышечной системы и внутренних органов. Все автоматические и рефлекторные действия контролируются спинным мозгом, за исключением тех, которые контролирует головной мозг. Поэтому при патологии позвоночника нарушается и работа нервной системы. Защита спинного мозга – наиболее важная функция позвоночника.

	Позвоночник играет важную роль в здоровье человека. Даже небольшие нарушения в позвоночнике могут отрицательно сказаться на состоянии других частей тела.

Причиной многих болезней, которые к нам приходят из детства, является неправильное положение (искривление) позвоночника у ребенка и подростка. При искривлении позвоночника уменьшается его подвижность, нарушается осанка (привычное положение тела при стоянии, ходьбе и сидении), изменяется форма грудной клетки. Со временем появляются жалобы на мышечные и межреберные боли, может измениться положение внутренних органов, что затрудняет их функционирование.

	Поэтому важно еще в раннем детском возрасте следить за осанкой, заниматься физическими упражнениями, чередовать режим труда и отдыха.

Нормальная осанка человека определяется воображаемой вертикальной линией, на которой расположен центр тяжести человеческого тела. Подбородок должен находиться под прямым углом к остальному телу, плечи – прямые, грудная клетка поднята вверх, живот подтянут, но не втянут глубоко внутрь. В этом положении спина сохраняет свои естественные изгибы. Прямо необходимо не только стоять, но и сидеть, и ходить.

Простое упражнение для поддержания правильной осанки: встаньте спиной к стене, ноги слегка расставлены, руки свободно опущены. Затылок, плечи, икры и пятки касаются стены. А теперь постарайтесь прислониться к стене так, чтобы расстояние между стеной и поясницей было не больше толщины пальца. Подберите живот, вытяните немного шею вверх и поднимите плечи. Выполняйте это упражнение как можно чаще в течение дня.

Правильная осанка. Если при ходьбе позвоночный столб сохраняет физиологические изгибы, то все удары, возникающие при соприкосновении ног с поверхностью опоры, поглощаются хрящевыми пластинками и дисками, которые выполняют роль пружины и защищают спинной и головной мозг от повреждения.

	Сама природа сделала ходьбу идеальным упражнением, которое омолаживает весь организм.

Как правильно сидеть. Сидеть надо так же правильно, как и стоять. Спину следует плотно прислонить к спинке стула, форма которого должна соответствовать кривой позвоночника. Живот не должен быть расслабленным, плечи следует держать прямо.

Обычная деятельность человека не дает полностью использовать возможности позвоночника. Природа создала его таким, что он может выдерживать огромные нагрузки. Ходьба, бег, повороты, наклоны, поднятие и перенос тяжестей в течение многих лет – все эти нагрузки выдерживает позвоночник. Однако большинство людей ускоряют процесс естественного угасания организма, нарушая законы природы. К примеру, у животных постоянной тренировкой позвоночника являются естественные повседневные движения. Понаблюдайте, например, за кошкой или собакой. Собака опускает переднюю часть своего тела, вытягивает передние лапы далеко вперед или извивается всем телом и крутит головой. Возможно, это является причиной того, что животные долгое время сохраняют двигательную активность.

	Позвоночник, как никакая другая часть тела, очень быстро реагирует на наше к нему внимание.

С помощью простых и ежедневных упражнений можно восстановить функции позвоночника. Например, правильная осанка “тренирует”, способствует удержанию позвоночника в “растянутом” состоянии, при этом создаются условия для нормального функционирования внутренних органов и систем.

По многочисленным наблюдениям специалистов, одним из важных компонентов, влияющих на работу нашего организма, является гимнастика. Полезно делать утреннюю гимнастику. Подойдет все: бег, танцы, аэробика. Главное, чтобы движение доставляло радость. Основная цель гимнастики – способствовать нормализации тонуса мышц, увеличению подвижности позвоночника, созданию “мышечного корсета” (как естественного стабилизатора позвоночного столба), улучшению общего состояния и восстановлению трудоспособности. Не стоит забывать, что только осознанное и активное использование физических упражнений дает видимый эффект: сохраняет жизненный тонус, усиливает активность эмоционально-волевого фона, улучшает общее состояние организма.

Однако ни один комплекс упражнений не может заменить самую универсальную нагрузку, предписанную нам природой. Речь идет о ходьбе.

	Ходьба ежедневно, ежечасно и ежеминутно тренирует все группы мышц нашего тела, стимулирует деятельность всех систем организма, является естественным и обязательным фактором нормальной жизнедеятельности человека.

Во время ходьбы активируется дыхание, повышается обмен веществ, улучшается кровообращение в больших мышечных группах, в том числе в сердечной мышце. Укрепляются мышцы ног, туловища, увеличивается подвижность в суставах нижних конечностей. Формируется правильная осанка и свободная походка. Вследствие регулярной тренировки вырабатывается выносливость, в частности со стороны нервно-мышечного аппарата, увеличивается сила мышц ног.

	Ходьба – прекрасное, простое и общедоступное средство для тренировки мышц и развития двигательного аппарата.

Ходьба на свежем воздухе по красивой местности создает благоприятный психоэмоциональный фон, улучшает настроение, сон. Она также является одним из методов лечебной физкультуры. Ходьба должна быть ритмичной и сопровождаться глубоким, спокойным дыханием через нос с удлиненным выдохом. Дыхание следует сочетать с ритмом шагов, то есть на определенное количество шагов рассчитывается определенное количество дыхательных движений: на 2-3 шага – вдох, на 3-4 шага – выдох.

Положительное влияние физических упражнений, водных процедур на организм человека известно с древних времен. Регулярная мышечная деятельность улучшает кровообращение, задерживает развитие склеротических изменений в сердце, сосудах, легких, повышает обмен веществ, понижение которого неизбежно происходит в пожилом возрасте. Полезны медленная езда на велосипеде по ровной местности, пешеходные прогулки, плавание. Начинать занятия физкультурой необходимо с малых нагрузок, постепенно их увеличивая. И еще одно условие: мышечные нагрузки должны быть дозированными, особенно на начальном этапе.

Значение физических упражнений для поддержания опорно-двигательного аппарата. Что бы ни делал человек: шел, бежал, – все свои действия он совершает при помощи скелетных мышц. Они удерживают тело в вертикальном положении, участвуют в выполнении произвольных движений, позволяют принимать разнообразные позы, выполняют опорную и защитную функции, обеспечивают дыхательные и глотательные движения и многие другие функции.

Мышцы прочно прикреплены к костям с помощью сухожилий – беловатых тяжей соединительной ткани, сросшихся с костью.

	Мышцы – это активная часть опорно-двигательного аппарата.

Каждая мышца состоит из параллельных пучков мышечных волокон, которые представлены тонкими сократительными нитями (миофибриллами) с большим количеством ядер (смотри рисунок 1.3.1). Миофибриллы, в свою очередь, состоят из тончайших нитей двух типов – толстых и тонких, которые под микроскопом видны как чередующиеся темные и светлые полосы. Отсюда и название скелетной мышечной ткани – поперечно-полосатая.

Знаете ли вы, что...
масса скелетной мускулатуры у взрослого человека составляет 30-35% массы тела. У человека более 600 скелетных мышц, образованных поперечно-полосатой мышечной тканью.

Мышцы выполняют большую работу, поэтому они богаты кровеносными сосудами, по которым кровь снабжает их кислородом, питательными веществами, выносит продукты обмена веществ. В зависимости от расположения на человеческом теле и их функций мышцы подразделяются на мышцы головы и шеи, туловища и конечностей (рисунок 1.5.12).

Работа мышц. Основным свойством всех видов мышц является их способность сокращаться. Способность активно уменьшать свою длину при работе зависит от свойства мышцы менять степень своей эластичности под влиянием нервных импульсов.

Работой мышц управляет нервная система, она обеспечивает согласованность их действий, приспосабливает их работу к реальной обстановке, делает ее экономичной. Ученые установили, что вся мышечная деятельность человека имеет рефлекторный характер. Непроизвольное отдергивание руки от горячего предмета, дыхательные движения, ходьба – все это двигательные рефлексы разной сложности. Мышцы, сокращаясь или напрягаясь, производят работу. Она может выражаться в перемещении тела или его частей. Такая работа совершается при поднятии тяжестей, ходьбе, беге. Это динамическая работа. При удерживании частей тела в определенном положении, удерживании груза, стоянии, сохранении позы совершается статическая работа. Одни и те же мышцы могут выполнять и динамическую, и статическую работу.

Сила мышц зависит от количества миофибрилл в мышечных волокнах. Так, в хорошо развитых мышцах их больше, в менее развитых – меньше.

	Систематические физические упражнения, постоянные занятия спортом, физический труд способствуют увеличению объема мышц, возрастанию мышечной силы и работоспособности.

Почему же так важно поддерживать себя “в форме” и заниматься физическими упражнениями? Следует отметить, что человек постоянно наблюдает за состоянием своего организма. При самоконтроле учитываются субъективные показатели (сон, аппетит, настроение и многое другое). Прежде всего, следует сказать о самочувствии и настроении. Самочувствие может оцениваться как хорошее, удовлетворительное и плохое. Рациональные физические нагрузки, соразмерные возможностям организма, способствуют хорошему самочувствию и настроению, вызывают ощущение жизнерадостности, улучшают сон и аппетит. Как уже было сказано выше, без работы, в связи с малой физической активностью, мышцы со временем атрофируются, то есть их волокна постепенно уменьшаются в объеме и в них развиваются такие же процессы, аналогичные старению.

С возрастом в мышечных клетках уменьшается содержание калия и повышается концентрация натрия и хлора в связи со снижением активности ионных насосов. Ухудшается способность к связыванию и высвобождению кальция. Число рецепторов гладкомышечных клеток ко многим гормонам и медиаторам уменьшается. Но при этом сродство, а, следовательно, и чувствительность ряда рецепторов к гормонам повышается.

Волокна поперечно-полосатых мышц истончаются и уменьшаются в объеме, в них понижается число пучков миофибрилл, менее четко выявляется поперечная исчерченность. Увеличивается доля коллагеновых волокон в межмышечной соединительной ткани, что является причиной снижения эластичности мышц. Падает сократительная способность мышечных клеток.

Однако при регулярных двигательных нагрузках активируется синтез многих белков, а размеры клеток не только скелетных, но и сердечной мышц, а также митохондрий увеличиваются. Это приводит к улучшению сократительной активности миокарда, наполнения камер сердца и улучшению кровоснабжения тканей.

Наблюдения в течение многих лет за 120 000 мужчинами семи стран (США, Япония, Финляндия и др.) показало, что физические упражнения в часы досуга на 1/3 уменьшают риск развития болезней сердца и кровеносных сосудов.

Одновременно такие нагрузки приводят к поддержанию умственной работоспособности, преобладанию положительных эмоций. Эти механизмы лежат в основе профилактического действия регулярных физических нагрузок на организм человека.

	Для того чтобы не превратиться в людей, чьи руки и ноги могут лишь нажимать кнопки и педали различных технических устройств, необходимо регулярно заниматься физическим трудом. Давайте себе физическую нагрузку!

Движение (бег, ходьба, физические упражнения) должно занимать не менее 2 ч в день. Это очень важно, поскольку при физической активности усиливается кровоток, открываются сосуды разных органов и систем. Выделяются биологически активные вещества, необходимые для клеток сердца и мозга. Активизируется деятельность нервной и эндокринной системы.

Можно сказать, что за счет активации обменных процессов организм “проходит” своеобразный курс лечения. Таким образом, ни одно лекарственное средство не заменит двигательную активность человека, и медицина не защитит организм, который не будет много двигаться. Пока не поздно, стоит последовать совету Гиппократа: “Гимнастика, физические упражнения, ходьба должны прочно войти в повседневный быт каждого, кто хочет сохранить работоспособность, здоровье, полноценную и радостную жизнь”.