Особенности строения двигательного аппарата человека

Движения человека производятся мышцами тела, прикрепленными сухожилиями к костям скелета. Мышцы имеют способность при возбуждении сокращаться и при наличии сопротивлений сокращению развивать определенное напряжение (силу). Поддаваясь действию мышечной силы, кости, к которым прикреплена данная группа мышц, перемещаются, выполняя при этом роль своеобразных рычагов.

Основное свойство костной ткани, соответствующее опорной функции скелета,— крепость. Кость выдерживает давление, равное 16 кг на 1 мм². Это свойство костной ткани обусловлено особенностями ее строения. Костную ткань образуют костные пластинки, расположение которых в точности, соответствует направлениям сил сжатия. Костные пластинки состоят из костных клеток, окруженных промежуточным веществом.

Образуя скелет, кости соединяются между собой неподвижно, полуподвижно и подвижно. В месте подвижных соединений, иначе называемых суставами или сочленениями, есть суставная сумка из крепкой соединительной ткани, которая переходит с одной  сочленяющейся кости на другую, образуя герметически замкнутую полость. Внутри суставной полости концы сочленяющихся костей соприкасаются между собой гладкими суставными поверхностями, покрытыми слоем суставного хряща. Обычно суставная поверхность одной сочленяющейся кости выпукла и называется головкой, а другой вогнута и называется впадиной. В зависимости от формы суставных поверхностей) в суставе могут происходить различные вращательные движения.

Движения в суставах происходят вследствие того, что когда к мышце поступают нервные импульсы, она переходит в состояние возбуждения, причем возрастает ее упругость. Возбужденная мышца, рассматриваемая как упругое тело, стремится к укорочению так же, как закрепленная концами пружина при внезапном увеличении ее упругости. Развитие эластического (упругого) напряжения и стремление укорачиваться при возбуждении — специальная функция мышц. В связи с этой функцией мышечной ткани свойственны определенные особенности строения.

Механическая энергия мышц может расходоваться в организме по двум направлениям: на выполнение функций внутренних органов и на взаимодействие с внешней средой. В первом случае используется энергия так называемых гладких мышц, во втором — энергия поперечнополосатых мышц.

Клетки поперечнополосатой мышечной ткани, мышечные волокна вытянуты в длину и достигают иногда 10—12 см при толщине до 100 мкм. Каждое мышечное волокно скелетной мышцы состоит из тончайших волоконец, разделенных на отрезки (диски). В мышечном волокне содержится несколько ядер овальной формы, располагающихся под оболочкой. Мышечные волокна собираются в пучки, а последние —в более крупные соединения — мышцы. Это органы, выполняющие во время своего сокращения вполне определенные движения из числа тех, которые позволяют совершать строение соответствующего сустава. Мышцы покрыты соединительнотканной оболочкой. На концах они переходят в сухожилия, которыми прикрепляются к костям.

Поскольку мышечные сокращения приводят в движение костные рычаги, к движениям звеньев тела приложимы законы рычагов. В анатомии различают рычаги трех родов. Примером рычагов первого рода может служить сочленение между затылочной костью и первым шейным позвонком. Здесь точка опоры находится между точкой приложения мышечной тяги и точкой приложения уравновешиваемой мышцами силой тяжести головы. Пример рычага второго рода — ступня при ходьбе в момент отталкивания от опоры. Примером рычага третьего рода может быть локтевое сочленение при сгибании руки в локте (рис. 10). Здесь точка приложения силы мышц находится между точкой опоры и точкой приложения силы сопротивления (силы тяжести), ближе к точке опоры. Такое расположение сил в системе рычага обеспечивает большой выигрыш в скорости движения при небольших укорочениях мышц, но допускает большую потерю силы.

Рис. 10. Пример рычага третьего рода (рычага скорости) — локтевой сустав (по М. Ф. Иваницкому): аб — направление равнодействующей мышечной силы, сгибающей руку в локте, вг — направление силы тяжести или какого-либо другого сопротивления, де — плечо рычага силы мышечной тяги, аз — полезная составляющая силы мышечной тяги, ак — другая, составляющая мышечной тяги, е — поперечная ось вращения локтевого сустава, проходящая через точку опоры. Внизу представлена схема рычага