Развитие скелета человека

Скелет новорожденного. Первые островки, или центры, окостенения появляются уже в начале второго месяца внутриут­робного развития, а к моменту рождения они отсутствуют только в костях запястья, в некоторых костях предплюсны и в копчике. Многие кости имеют не один, а два или несколько центров окосте­нения. Так, в позвонке их три, в грудине — шесть, а нередко и боль­ше. Иными словами, будущая кость вначале развивается как несколько отдельных костей, которые впоследствии сливаются во­едино. ^В скелете новорожденного ребенка ептр много уряшрн^тх частей/Хрущевыми остаются/эпифизы j т. е. концы длинных костей конечностей. Во многих кос'1'ях сохраняются хрящевые участки между отдельными центрами окостенения.

У новорожденного плоские кости мозгового черепа еще не на всем протяжении соприкасаются друг с другом. Особенно велик промежуток между\ лобной и теменными ростями — так называе­мый лобный, или большой, родничок, (рис! 13). Он постепенно за­растает в первые годы жизни; как правило, к началу второго года он почти не прощупывается. Промежуток между Ьатылочной и дву-мя теменны ми костя ми (малый родничок) зарастает в течедйе-нер-вых^месяцев^жйзни ребенка, а чаще уже к его появлению на свет.

Даже незначительные ушибы не защищенных костью участком гол&вки грудного ребенка могут привести к опасным повреждени­ям мозговой оболочки и самого мозга. Вот почему надо проявлять особую осторожность при обращении с ребенком первых месяцев жизни, например при купании или пеленании.

Развитие скелета после рождения. После рождения скелет про­должает расти и развиваться. Появляются новые центры окосте­нения. Сроки их появления у здоровых детей довольно постоянны, что дает возможность в нужных случаях устанавливать возраст ребенка по рентгеновским снимкам определенных частей скелета (рис. 14).

Рис. 13. Роднички в черепе грудного ребенка:

/ — вид сбоку; 2 — вид сверху.

Рис. 15. Сравнительные размеры че­репа:

/ — новорожденного; 2 — годовалого; 3 — пятилетнего; 4—взрослого.

1 год 2 год 3 год 4 год Рис. 14. Окостенение кисти с возрастом (по рентгеновским снимкам).

В течение первого года жизяи в^длинных костях конечностей за-кянчидя^т^я пкпгтрнрние п,иафизов|Еще в период внутриутробного развития организма длинные кости. приобретают форму трубки вследствие начавшегося разрушения внутренних слоев костной ткани. После рождения кости продолжают расти в толщину путем наслаивания костной ткани снаружи и разрушаться изнутри. По­этому полость внутри кости, постепенно увеличивается. Однако на­ращивание кости с поверхности происходит быстрее, чем ее разру­шение внутри. В результате слой плотного костного вещества ста­новится более толстым, что увеличивает прочность кости. Лишь позднее, .после 4 лет интенсивность образования и разрушения уравнивается и толщина плотной костной ткани остается более или менее постоянной.

говорить, сокращается, если уколоть ее булавкой или подейство­вать электрическим током. В естественных условиях раздражите­лем служат импульсы, или волны возбуждения, приходящие к мышце из мозга по нервным волокнам. Возникающее при этом возбуждение мышцы ведет к внезапному изменению ее упругих свойств, в частности к развитию резкого напряжения, а тем самым К сокращению.

Способность мышцы под влиянием раздражения приходить в состояние возбуждения и развивать при этом сильное напряжение, которое проявляется в сокращении,— ее основное свойство.

Мышца состоит из большого количества волокон. Их толщина обычно менее 0,1 мм, а длина от 2 мм до 12 см (чаще всего 4— 8 см). На всем протяжении волокна чередуются светлые и темные участки. Поэтому скелетные мышцы названы поперечнополосаты-ми (цв. табл.I).

Количество волокон в различных мышцах очень различно: в са­мых мелких их может быть несколько сотен, а в наиболее круп­ных — несколько миллионов. Каждое мышечное волокно может укоротиться вдвое и даже сильнее, делая при этом усилие в 100— 200 мг. Понятно, что и сила отдельных мышц неодинакова. Неко­торые мышцы, например трехглавая мышца голени, могут сокра­щаться с силой, в шесть раз превышающей вес тела. •^""Основные группы мышц. Всего в теле человека насчитывают '"более 600 скелетных мышц (цв. табл. III и IV). Чаще всего своими сухожильными концами они прикрепляются к двум соседним, по­движно соединенным друг с другом костям скелета; иногда сухо­жилия тянутся очень далеко, проходя через два или несколько суставов.

К мышцам головы относятся .жевательные и мимические. Со­кращение жевательных мышц вызывает движения нижней челю­сти. Мимические мышцы одним, а иногда и обоими концами прикрепляются к коже. Сокращение их вызывает перемещение отдельных участков кожи, обусловливая то или иное выражение лица. Круговые мышцы глаза и рта, сокращение которых вызывает сжатие век и губ, представляют собой мышечные кольца, заложен­ные под кожей.

К мышцам туловища относятся мышцы грудной клетки, живота и спины. Мышцы грудной клетки, расположенные между ребрами, а также некоторые другие поднимают и опускают грудную клетку;

они называются/дыхательными.- Многочисденные.._мышцы Оспины расположены вдоль позвоночного столба, прикрепляясь главным образом к отросткам позвонков. Одни из них выпрямляют позво­ночник и выгибают его назад, другие сгибают в сторону. Некоторые мышцы спины одним концом прикрепляются к позвоночнику, а другим — К ребраы;„уакие мышцы принимают участие_в_движе_ ниях грудной клеткиуСгибание туловища вперед производится главным образом мышцами живота. По средней линии живота

~23

сверху вниз тянется очень плотный сухожильный тяж. Рядом с ним расположены правая и левая прямые мышцы живота, прикреплен­ные сверху к нижнему краю грудной клетки, а снизу — к месту со­единения тазовых костей. По обеим сторонам прямых мышц рас­положены наружные и внутренние косые мышцы живота. Если правые и левые косые мышцы сокращаются одновременно, они сгибают туловище вперед. При сокращении какой-нибудь одной косой мышцы происходит поворот туловища в сторону. Кроме то­го, брюшные мышцы, сокращаясь, сдавливают брюшную полость и тянут грудную клетку вниз.

Мышцы, расположенные на шее, запрокидывают голову, накло­няют ее и поворачивают; некоторые из них опускают нижнюю челюсть. При неподвижно укрепленной голове грудино-ключично-сосцевидные мышцы и еще некоторые мышцы шеи поднимают rpyi-ную клетку. Целая группа шейных мышц принимает участие в движениях подъязычной кости, которая сверху связана с языком, а снизу — с гортанью. Мышцы, прикрепленные к подъязычной ко­сти, другим своим концом соединены с одной из близлежащих костей (височной, нижней челюстью, грудиной). Сокращение этих мышц, приводя в движение подъязычную кость, изменяет положе­ние языка и гортани при глотании и произнесении различных звуков.

Разнообразные движения рук и ног совершаются при участии большого количества мышц конечностей, плечевого пояса и таза. К мышцам конечностей, помимо сгибателей и разгибателей, отно­сятся мышцы, сокращение которых вызывает вращательные дви­жения (например, повертывание предплечья таким образом, что­бы ладонь смотрела вперед или назад). Сокращение других мышц производит приведение и отведение конечностей. В движениях рук и ног принимают участие многие мышцы, которые одним концом прикреплены к конечности, а другим — к туловищу, как, например, широкая мышца спины, большая грудная мышца и др.

Работа мышц

Принцип рычага. Сокращаясь, мышцы выполняют рабо­ту, либо закрепляя положение костей в суставе и делая движение невозможным, либо, наоборот, изменяя их взаимное положение, т. е. производя движение. В первом случае говорят остатиче-__сксш, а во втором — о динамической работе мышц^И та~и другая работа в основном осуществляется по принципу рычага. В рыча­гах, которыми мы пользуемся в жизни, я-очка приложения дейст­вующей силы, как правило, находится на значительно, большем расстоянии от точки опоры, чем точка приложения противодей­ствующей силы. Такие рычаги позволяют даже при небольшом усилии преодолеть значительное сопротивление.

Рис. 16. 1. Схемы действия за­тылочных мышц (А), сгибате­лей руки в локте (5) и икро­ножной мышцы (В):

О—точка опоры, F—точка прило­жения силы (место прикрепления мышцы); Р — точка приложения противодействия Для сравнения по­казана схема поднятия крышки палкой при подобном же распо­ложении

В рычагах нашего тела точки приложения усилия и противо­действия обычно расположены иначе: ближе к точке опоры нахо­дится место прикрепления мышцы^ т. е. действующей силы. Поэто­му, чтобы преодолеть противодействие, мышцы должны развивать очень большую силу (рис. 16). Когда человек поднимает в согну­той руке гирю в 10 кг, соответствующие мышцы напрягаются с силой более 100 кг. Однако в размахе движения получается боль­шой выигрыш.. Таким образом, затрата огромных усилий компен­сируется возможностью измерять производимые движения не мил­лиметрами, а десятками сантиметров.

Дозирование мышечных усилий. Максимальное напряжение мышцы далеко не всегда необходимо. Чаще всего движения требу­ют небольших усилий. Каждая мышца может строго дозировать

усилие путем вовлечения в сокращение разного количества воло­кон. Если бы сократилось только одно волокно, напряжение мыш­цы практически не изменилось бы. При сокращении 10% всех во­локон мышца может развить силу, достаточную, чтобы произвести движение.

Как правило, количество одновременно сокращающихся воло­кон невелико. Обычно различные группы волокон сокращаются поочередно, благодаря чему мышца может работать без устали в течение длительного времени: одни волокна сокращаются, дру­гие отдыхают.

Нервная система, управляя движениями тела, заставляет мыш­цы работать в той мере, как это необходимо в каждый данный мо­мент. Мышцы работают экономно и очень производительно. Об этом свидетельствует их высокий коэффициент полезного действия (как известно, в паровых машинах в работу превращается при­мерно 15% затраченной энергии, остальное ее количество превра­щается в тепло). У человека коэффициент полезного действия мышц, подобно двигателям внутреннего сгорания, может дости­гать 25% и даже 35%.

Статическая и динамическая работа мышц. Человек может дли­тельное время стоять или сидеть, сохраняя одну и ту же позу_^а-тическсс нппрл;ггттир которое обеспечивает ее поддержание, при­нято называть мы.щр.чны.м гпнуг.пм При такой работе напряжение мышц обычно невелико, но оно должно поддерживаться в течение длительного времени. Это возможно потому, что одновременно со­кращается относительно небольшая_ часть мыш'ёчн^П!~'"во.1ик'Он, а остальные отдыхают.

"Однако в некоторых случаях статическая работа мышц может быть очень напряженной, н&нрГимер при удержании штанги, при некоторых упражнениях на кольцах или параллельных брусьях Такая работа требует одновременного сокращения всех или почти всех волокон мышц^ и "может продолжаться лишь очень короткое время, например одну или несколько секунд,^

При динамической работе поочередно сокращаются различные группы мышц, причем некоторые мышцы работают то динамиче-" ски, производя движение в суставе, то статически, обеспечивая на некоторое время неподвижность костей того же сустава. Степень напряжения мышц может быть очень различной.

Оптимальные условия работы мышц. Работоспособность мыш­цы в сильной степени зависит от условий ее деятельности. Опыт показывает, что работа мышц достигает максимума при некоторой средней (оптимальной) нагрузке, снижаясь при слишком большой нагрузке. Работа мышцы снижается и в том случае, когда сокра­щения становятся слишком частыми. Пользуясь специальным при­бором (эргографом), можно зарегистрировать мышечную работу при сгибании пальца руки. При каждом сгибании пальца мышцы производят раооту по поднятию перекинутого через

^

блок груза. На шнуре неподвижно укреплен специальный писчик, заостренный конец которого ходит по закопченной поверхности движущегося барабана — кимографа. При частых движениях паль­ца (2 раза в секунду)- быстро наступает утомление мышц: высота сокращения постепенно падает, а через короткое время груз совсем перестает подниматься. При более редких движениях мышцы успе­вают после каждого сокращения отдохнуть, и'в результате даже через 10 минут незаметно каких-либо признаков утомления.

Выполняя ту или иную мышечную работу, мы можем по жела­нию менять силу и быстроту движений. При этом будет меняться и количество выполненной работы. Чрезмерная нагрузка или чрез­мерное учащение темпа ведут к быстрому утомлению работающих мышц и резкому уменьшению количества выполненной работы.

Для каждой физической работы можно подобрать темп и на­грузку так, чтобы получить наибольшую производительность при наименьшем утомлении. Для многих физически здоровых и креп-еких людей ходьба со скоростью 5—5,5 км.1час наиболее благопри­ятна, так как дает наибольшую работу при наименьшем утомле-Мии. При ходьбе с грузом или при подъеме в гору оптимальный, т. е. наилучший, темп ходьбы оказывается более медленным,