Функциональные системы организма

Костная система

Костная система образует скелет человека, состоящий из бо­лее 200 костей, соединяющихся между собой посредством суста­вов. В зависимости от формы и функции они делятся на трубчатые (кости конечностей), губчатые (выполняют в основном защитную и опорную функции – ребра, грудина, позвонки и др.), плоские (кости черепа, таза, поясов конечностей) и смешанные (основание черепа). Скелет человека состоит из позвоночника, черепа, грудной клетки, поясов конечностей и скелета свободных конечностей. По­звоночник, состоящий из 33-34 позвонков, делят на 5 отделов: шейный (7), грудной (12), поясничный (5), крестцовый (5), копчи­ковый (4-5). Позвоночный столб позволяет совершать сгибания вперед и назад, в стороны, вращательные движения вокруг вертикальной оси.

В норме он имеет два изгиба вперед (шейный и пояс­ничный – лордозы) и два изгиба назад (грудной и крестцовый – кифозы). Названные изгибы имеют большое функциональное зна­чение при выполнении различных движений (ходьба, бег, прыжки, кувырки и т.д.): они ослабляют толчки, удары и т.п., амортизируя как эластичная система.

Суставы – в основном под­вижные соединения, область со­прикосновения костей в них по­крыта специальной оболочкой -суставной сумкой из плотной со­единительной ткани, срастающей­ся с надкостницей и сочленяю­щихся костей. Полость суставов герметически закрыта и имеет небольшой объем, завися­щий от формы и размеров сустава. Суставная жидкость в суставной щели уменьшает трение между суставными поверхностями при движении, как и гладкий хрящ, покрывающий эти поверхности. В простейшем случае в суставе осу­ществляются сгибание и разгибание, наиболее сложными сустава­ми являются шаровидные (например, в тазобедренном суставе можно производить сгибание, разгибание, приведение, отведение ног, вращение). Главная функция суставов – обеспечение возмож­ности для осуществления движений. Вместе с этим они выполня­ют роль демпферов, своеобразных тормозов, гасящих инерцию движения и позволяющих производить мгновенную остановку по­сле быстрого движения. Суставы при систематических занятиях физическими упражнениями и спортом развиваются и укрепляют­ся, повышается эластичность их связок и мышечных сухожилий, увеличивается гибкость. Отсутствие достаточной двигательной активности приводит к разрыхлению суставного хряща и измене­нию суставных поверхностей, сочленяющихся костей, к появле­нию болевых ощущений, создаются условия для образования в них воспалительных процессов.

Мышечная система

Мышечная система человека делится на два вида мускулату­ры: гладкую (непроизвольную) и поперечно-полосатую (произ­вольную). У человека насчитывается более 600 различных мышц. Они составляют у мужчин 35-40 % массы тела (у спортсменов -50 % и более), у женщин – несколько меньше. Механическая дея­тельность мышц осуществляется в результате способности мы­шечных волокон переходить в состояние возбуждения, т.е. в дея­тельное состояние под влиянием биотоков (импульсов), идущих к мышцам по нервным волокнам. Возбуждение мышечных волокон представляет собой сложную систему энергетических, химиче­ских, структурных и иных изменений в клетках, обеспечивающих специфическую работу мышечной ткани. Работа мышц реализует­ся за счет их напряжения или сокращения. Напряжение может происходить без изменений длины мышцы (статическая работа), сокращение – с уменьшением длины ее (динамическая работа). Чаще всего мышцы работают в смешанном ре­жиме, одновременно напрягаясь и сокращаясь по длине. Сила мышц зависит от количества мышечных волокон и их поперечного сечения, а также от эластичности и исходной длины отдельной мышцы. Систематическая физическая тренировка увеличивает си­лу мышц, в том числе и за счет увеличения их эластичности.

Гладкие мышцы расположены в стенках кровеносных сосудов и некоторых внутренних органах. Они обеспечивают сужение или расширение сосудов, осуществляют продвижение пищи по желу­дочно-кишечному тракту, сокращают стенки мочевого пузыря.

Поперечно-полосатые мышцы – это все скелетные мышцы, которые обеспечивают многообразные движения тела и отдельных его частей. К поперечно-полосатым мышцам относится также и сердечная мышца, обеспечивающая ритмическую работу сердца на протяжении всей жизни человека автоматически. Поперечно-полосатыми эти мышцы называются потому, что в поле зрения под микроскопом они имеют поперечную исчерченность. Основой мышц, как и всего живого вообще, являются белки. Они составля­ют 80-85 % мышечной ткани. Главным свойством мышечной тка­ни является сократимость, которая обеспечи­вается за счет сократительных мышечных белков – актина и миозина. Строение мышечной ткани весьма сложно. Она имеет волок­нистую структуру, совокупность этих волокон образует мышцу в целом.

В свою очередь, мышечное волокно состоит из миофибрилл. Каждая миофибрилла по длине делится на чередующиеся свет­лые и темные участки. Темные участки – протофибриллы, состоя­щие из длинных цепочек молекул миозина, светлые – образованы еще более тонкими белковыми нитями актина. Когда мышца нахо­дится в несокращенном (расслабленном) состоянии, нити актина и миозина лишь частично продвинуты относительно друг друга, причем каждой нити миозина противостоят, окружая ее, несколько нитей актина. Более глубокое продвижение относительно друг друга обусловливает укорочение всей мышцы в целом.

К мышце подходят и отходят многочисленные нервные во­локна. Двигательные (эфферентные) нервные волокна передают импульсы от головного и спинного мозга, приводящие мышцы в рабочее состояние, чувствительные (афферентные) волокна пере­дают импульсы в обратном направлении, информируя централь­ную нервную систему о деятельности мышц. Каждую мышцу пронизывает разветвленная сеть кровенос­ных капилляров, по которым с кровью поступают необходимые для жизнедеятельности мышц вещества и выводятся конечные продукты обмена.

Силовые качества мышцы принято оценивать весом груза, который она при максимальном возбуждении способна удержи­вать, не изменяя своей длины (так называемая «общая сила мыш­цы»). Сила мышц зависит от суммы сил мышечных волокон (их сократительной способности); количества мышечных волокон в мышце и количества функциональных единиц, одновременно воз­буждающихся при развитии напряжения; исходной длины мышцы (предварительно растянутая мышца развивает большую силу); ха­рактера регуляторных влияний; условий взаимодействия с костями скелета.