Помимо механической, костная система выполняет ряд биологических функций. Так, костный мозг принимает активное участие в кроветворении. Накапливая в себе минеральные вещества, кости непосредственно участвуют в обмене минеральных веществ. В них находится 99% всего кальция, 87% фосфора и 50% магния, которые есть в организме.
Костная система изменяется с возрастом. Во внутриутробном периоде она состоит из хрящевой ткани.
Первые точки окостенения появляются на 7 – 8-й неделе внутриутробной жизни. Ребенок появляется на свет с полностью окостеневшими диафизами. Продолжается окостенение эпифизов в течение периода, различного для каждой кости. С возрастом изменяется общий вид кости, диаметр длинных трубчатых костей и костно-мозгового канала, а также толщина стенок диафиза коротких трубчатых костей и др. Изучая особенности костей скелета, антропологи устанавливают возраст человека.
В процессе жизнедеятельности изменяется и химический состав костей. У детей они гибкие и редко ломаются, потому что содержат больше органических компонентов. В пожилом возрасте, напротив, органических веществ в костях становится меньше, а минеральных больше, в результате кости у стариков легко ломаются.
Развитие костной системы связано с функцией эндокринных желез. В детстве важнейшую роль играет гипофиз, а после полового созревания – половые гормоны.
В большой степени состояние костной системы зависит от работы мышц. Физически активные люди имеют более массивные и крепкие кости, чем те, кто ведет малоподвижный образ жизни. Необходимое физическое воспитание в юные годы стимулирует лучшее развитие всех отделов скелета, в том числе грудной клетки, в результате лучше функционируют сердце и легкие. Физические упражнения позволяют направленно воздействовать на рост костей и способствовать гармоническому развитию тела человека. Лечебная физкультура помогает заживлению повреждений костной системы и исправлению различных дефектов скелета.
Значительно влияют на развитие костей условия питания. Особенно заметно это у маленьких детей. При недостатке витамина D развивается рахит, который приводит к деформированию костей. Дети, которые недополучают витамин А, отстают в росте.
Костеобразование нарушается также в том случае, если с пищей поступает недостаточное количество кальция. Причем важно, чтобы его поступление было пропорционально поступлению фосфора. Рациональное соотношение этих элементов имеется в молоке и продуктах из него. Грудные дети получают необходимое для формирования их скелета количество кальция с молоком матери, даже если она недополучает кальций с пищей. В таком случае в молоко поступает кальций из ее костей, ослабляя их.
Другие микроэлементы, белок и прочие питательные вещества также необходимы для развития и функционирования костной системы.
Заболевания костной системы
Разнообразных заболеваний костей известно множество. В результате травм кости могут ломаться. В некоторых случаях в них развивается воспалительный процесс (остеомиелит). Токсические, пищевые, эндокринные и другие факторы могут привести к нарушению питания костных тканей и дистрофическим заболеваниям костей (например, рахит, остеомаляция, паратиреоидная остеодистрофия и др.). Отдельную большую группу составляют диспластические заболевания, в основе которых лежат нарушения развития костной системы. К таким заболеваниям относятся укорочение и деформация отдельных костей или групп костей, иногда нарушается правильное соотношение между отдельными костями, в результате чего деформируется скелет.
При переломах костей происходит усиленный распад тканевых белков, жиров и углеводов и изменение обмена костной ткани. Знание основных закономерностей обменных сдвигов при переломах позволяет направленно воздействовать на патологический процесс путем введения веществ, обмен которых нарушен.
Рахит – это довольно распространенное заболевание у детей раннего возраста. Как правило, его вызывает дефицит витамина D. При рахите поражается костная система, так как нарушается процесс отложения минеральных веществ, кости становятся мягкими, под тяжестью тела ноги искривляются. У ребенка, больного рахитом, долго не заживают роднички, увеличены теменные и лобные бугры, поздно прорезаются зубы, иногда происходит искривление позвоночника. На костно-хрящевой границе ребер образуются утолщения – т. н. рахитические четки. Дети худые, с кривыми ногами, крупной головой и большим животом.
Недостаток витамина D у взрослых, особенно у беременных и кормящих женщин, может привести к заболеванию, которое называется остеомаляцией. При этом кости теряют минеральные вещества и легко искривляются. Кроме остеомаляции, отсутствие витамина D может вызвать заболевание остеопорозом, при котором происходит разрежение костной ткани и кости становятся излишне пористыми.
D-авитаминоз бывает обусловлен недостаточным ультрафиолетовым облучением, неправильным соотношением между кальцием и фосфором в пище, нарушением всасывания минеральных веществ в связи с заболеваниями кишечника и почек. Витамин D образуется в организме под влиянием солнечных лучей, поэтому для предупреждения D-авитаминоза необходимы достаточно длительные прогулки на свежем воздухе. В качестве профилактики служат правильное питание, четкий режим дня, занятия спортом. Лечатся подобные заболевания ме-дикаментозно.
Раздел медицины, который изучает заболевания органов движения и опоры (верхних и нижних конечностей, позвоночника), методы и средства их лечения и профилактики стойкой деформации, называется ортопедией, а сами заболевания – ортопедическими. К ним относятся сколиоз, плоскостопие, косолапость, кривошея и остеохондропатии. Данная книга посвящена преимущественно таким заболеваниям.
Мышечная система
Мышечная система образует активную часть опорно-двигательного аппрата. Мышцы состоят преимущественно из мышечной ткани.
Различают гладкую и поперечно-полосатую мышечную ткань. Из гладкой мышечной ткани образуются мышечные оболочки стенок внутренних органов, кровеносных и лимфатических сосудов, а также мышцы кожи. Сокращение гладкой мускулатуры происходит непроизвольно.
Поперечно-полосатые (скелетные) мышцы образуют ткань, которая чаще всего прикрепляется к различным частям скелета. Сокращение поперечно-полосатой мышечной ткани подчинено воле человека. Скелетные мышцы образованы поперечно-полосатыми мышечными волокнами, которые расположены параллельно и связаны друг с другом в пучки посредством рыхлой соединительной ткани. Снаружи мышца окружена соединительно-тканной оболочкой.
Средняя утолщенная часть мышцы называется брюшком. По концам оно переходит в сухожильные части. Посредством сухожилий мышца прикрепляется к костям скелета. Мышцы имеют различную форму. По функциям они делятся на сгибатели, разгибатели, приводящие, отводящие и вращатели.
К вспомогательному аппарату мышц относятся фасции, фиброзно-костные каналы, синовиальные влагалища и сумки. Мышцы обильно снабжены кровеносными и лимфатическими сосудами. К каждой мышце подходят двигательные и чувствительные нервные волокна.
Мышцы, выполняющие противоположные движения, называются антагонистами. Работа каждой мышцы возможна только в то время, когда антагонистичная ей мышца расслаблена. В сложных движениях (например, при ходьбе) участвуют многие группы мышц.
Поперечно-полосатые мышцы подразделяют на мышцы туловища, головы и шеи, а также мышцы верхней и нижней конечностей.
Рис. 3. Мышцы спины
Мышцы туловища представлены мышцами спины, груди и живота. Мышцы спины (рис. 3) делятся на поверхностные и глубокие. К поверхностным относятся трапециевидная и широкая мышца спины; мышцы, поднимающие лопатку; большая и малая ромбовидные мышцы; верхняя и нижняя задние зубчатые мышцы. Мышцы спины поднимают, приближают, приводят лопатку, разгибают шею, тянут плечо и руку назад и внутрь, участвуют в процессе дыхания. Глубокие мышцы спины выпрямляют позвоночник.