Опорно-двигательный аппарат

Определения и обозначения

Опорно-двигательный аппарат — система, включающая скелет и скелетные мышцы. Скелет создаёт опору, а мышцы, сокращаясь, перемещают кости. Их совместная работа позволяет сохранять позу и выполнять движения.

Скелет — совокупность костей и их соединений. В нём выделяют скелет головы, туловища и конечностей. Скелет поддерживает тело, придаёт ему форму и защищает наиболее уязвимые органы.

Сустав — подвижное соединение костей. Его образуют суставные поверхности, покрытые хрящом, суставная капсула и полость с жидкостью; связки укрепляют соединение. Суставная жидкость уменьшает трение и облегчает движения костей.

Сухожилие — прочная соединительная ткань, с помощью которой мышца прикрепляется к кости. Оно передаёт усилие сокращённой мышцы на кость. Поэтому мышца может изменить положение части тела, хотя сама прикреплена к скелету.

Как это устроено

Кости образуют скелет, потому что твёрдая костная ткань способна выдерживать нагрузку. Благодаря этому тело не теряет форму под действием силы тяжести, а мышцы получают прочную опору. Одновременно кости защищают органы: череп окружает головной мозг, а грудная клетка прикрывает сердце и лёгкие.

Скелет делят на скелет головы, туловища и конечностей. Череп, позвоночник и грудная клетка образуют осевой скелет, расположенный вдоль центральной оси тела. Пояса конечностей и свободные верхние и нижние конечности относятся к скелету конечностей, потому что соединяют конечности с туловищем и обеспечивают их движение.

Кость является живым органом, а не безжизненным твёрдым предметом. В ней есть клетки, кровеносные сосуды и нервы, поэтому она получает питание, растёт и способна восстанавливаться. Органические вещества делают кость упругой, а минеральные соли — твёрдой; сочетание этих свойств помогает ей не ломаться от каждого сгибания и выдерживать нагрузку.

Кости могут соединяться неподвижно, полуподвижно или подвижно. При неподвижном соединении прочность важнее движения, как у костей мозгового отдела черепа; полуподвижное соединение допускает небольшие смещения и смягчает нагрузку, как между позвонками. Подвижное соединение образует сустав, поэтому конечности могут двигаться с большой амплитудой.

Движение возникает не от действия одной части аппарата, а от их последовательной работы. Сокращённая мышца через сухожилие тянет кость, а кость перемещается в суставе как рычаг. Для движения в обратную сторону сокращается другая мышца-антагонист, поскольку мышцы способны тянуть, но не толкать кости.

Части опорно-двигательного аппарата и их роль

Сначала определите, о какой части аппарата говорится: о твёрдой опоре, подвижном соединении, мышце или связующем элементе. Затем сопоставьте строение с функцией: например, жидкость уменьшает трение, а сухожилие передаёт тягу. Так таблица помогает не заучивать признаки разрозненно, а видеть работу всей системы.

Разбор задач

Почему череп защищает головной мозг?

Условие. Нужно объяснить, почему кости мозгового отдела черепа почти не смещаются, хотя череп должен защищать головной мозг. Следует связать функцию органа с типом соединения костей.

1. Определяем главную функцию мозгового отдела черепа: он образует прочную оболочку вокруг головного мозга и снижает риск его повреждения.
2. Сравниваем требования к защите и движению. Для конечности подвижность необходима, а для черепа большое количество движений создавало бы щели и уменьшало прочность.
3. Делаем вывод: кости черепа соединены преимущественно неподвижно, поэтому образуют устойчивую защитную конструкцию.

Ответ. Неподвижное соединение костей черепа повышает его прочность и позволяет надёжно защищать головной мозг. Подвижность здесь не нужна, поэтому она уступает место защите.

Какой сустав обеспечивает движение руки в локте?

Условие. Нужно определить тип соединения костей в локте и назвать две особенности, благодаря которым сустав работает. Важно указать не только название, но и связь строения с движением.

1. Локтевой сустав соединяет кости подвижно, значит, это сустав, а не неподвижное или полуподвижное соединение.
2. Суставные поверхности покрыты хрящом, а суставная жидкость уменьшает трение между ними, поэтому кости легче перемещаются.
3. Связки укрепляют сустав и не дают костям чрезмерно смещаться, сохраняя направленность движений руки.

Ответ. Движение руки в локте обеспечивает подвижное соединение — локтевой сустав. Его работе помогают суставная жидкость, уменьшающая трение, и связки, укрепляющие соединение.

Как мышцы перемещают предплечье?

Условие. При сгибании руки одна мышца сокращается, а другая расслабляется. Нужно проследить путь усилия от мышцы до предплечья и объяснить роль мышц-антагонистов.

1. Сократившаяся мышца укорачивается и натягивает своё сухожилие, прикреплённое к кости.
2. Сухожилие тянет кость предплечья, а она поворачивается относительно плечевой кости в локтевом суставе как рычаг.
3. Расслабление мышцы с противоположным действием позволяет предплечью согнуться. Для разгибания мышцы меняются ролями: сокращается антагонист.

Ответ. При сгибании сокращённая мышца через сухожилие тянет кость предплечья, и та перемещается в локтевом суставе. Мышцы-антагонисты обеспечивают возможность выполнить обратное движение.

Типичные ошибки

Ошибка 1. Считать скелет и опорно-двигательный аппарат одним и тем же. Так происходит из-за того, что скелет заметнее, но аппарат включает ещё и скелетные мышцы. Проверка простая: перечислите обе его основные части.

Ошибка 2. Называть суставом любое соединение костей. Суставом является только подвижное соединение, тогда как кости могут соединяться неподвижно или полуподвижно. Проверьте себя вопросом: допускает ли это соединение заметное движение?

Ошибка 3. Считать кость неживым материалом. Кость содержит клетки и сосуды, питается и способна изменяться, поэтому её нельзя сравнивать с камнем. Вспомните, какие свойства обеспечивают органические и минеральные вещества.

Ошибка 4. Думать, что мышцы толкают кости. При сокращении мышца только тянет кость через сухожилие, а обратное движение выполняет другая мышца-антагонист. Проверьте объяснение: назвали ли вы сокращение, сухожилие и противоположную мышцу?

Связь с другими темами

Для понимания темы нужны знания об основных тканях организма: кость, хрящ, мышцы и связки имеют разное строение и выполняют разные задачи. Опорно-двигательный аппарат связан с изучением мышечной ткани, потому что именно сокращение мышц создаёт движение. Эти знания применяют при изучении осанки, профилактики травм и первой помощи при повреждениях костей и суставов.

Что запомнить

• Опорно-двигательный аппарат состоит из скелета и скелетных мышц.
• Скелет поддерживает тело, придаёт ему форму и защищает органы.
• Кости — живые органы, сочетающие упругость и твёрдость.
• Кости соединяются неподвижно, полуподвижно или подвижно.
• Сустав обеспечивает подвижное соединение костей.
• Мышцы прикрепляются к костям сухожилиями и при сокращении тянут их.
• Мышцы-антагонисты обеспечивают движения в противоположных направлениях.