Опора та рух людського організму

Опорно-рухова система людини. Кістки і суглоби

Основні поняття і терміни: опорно-рухова система, мікроскопічна й анатомічна будова кісток, осеїн, остеоцити, остеон, хрящ, хондроцити, рухомі, напіврухомі та нерухомі з’єднання кісток, суглоби, зв'язки.

Опорно-рухова система забезпечує пересування тіла або його частин у просторі. Вона складається зі скелета й скелетних м’язів.

За допомогою скелета тіло зберігає певну ((юрму. Він забезпечує опору всій масі тіла. До нього прикріплені внутрішні органи. Скелет захищає їх від механічних та інших ушкоджень: наприклад, у черепі розміщуються головний мозок і органи чуттів, у хребті — спинний мозок; груднина й ребра захищають легені та серце.

Хімічний склад і мікроскопічна будова кісток. Кістки мають складну будову та хімічний склад. У живому організмі вони містять 50 % води, 28 % органічних речовин (у тому числі 15 % білків і 10 % жирів) і 22 % неорганічних — мінеральних речовин, представлених сполуками Кальцію (99 % усіх мінеральних речовин), Фосфору, Магнію та інших елементів. Знежирена та висушена кістка на ЗО % складається з органічних, на 00 % — з неорганічних речовин і на 10 % — з води. Кістки на третину складаються з клітин, а на дві третини — з міжклітинної речовини. Вони дуже міцні. Наприклад, стегнова кістка може витримати навантаження 1500 кг. Це зумовлено насамперед мінеральними речовинами, що входять до їх склад}'.

Водночас кістка не тільки тверда, а й пружна завдяки волокнистим білкам міжклітинної речовини. Існує певний віковий взаємозв'язок між кількістю білків і мінеральних речовин у кістках. Наприклад, у дітей кістки пластичніші, бо в них міститься більше білка осеїну (з латин, кістка), аніж мінеральних речовин. У літніх людей, навпаки, більший вміст мінеральних речовин, через це їхні кістки мають меншу пружність і частіше ламаються при травмах.

Клітини кістки (рис. 72), які називаються остеоцитами (з грецьк. кістка та клітина), беруть участь у побудові кісткової тканини. Остеоцити розміщені концентрично, утворюючи колові системи (остеоми), усередині яких є канал, де проходять кровоносні судини та нерви.

Анатомічна будова кісток. За своєю величиною та функціями кістки поділяються па трубчасті, короткі губчасті н плоскі (рис. 73).

Трубчасті кістки — кістки кінцівок — довгі, мають дві головки й тіло. На їхньому поздовжньому розпилі в центральній частині видно порожнину, яка в дітей заповнена червоним, а в дорослих — жовтим кістковим мозком.

Тіло трубчастої кістки складається зі щільної (компактної) тканини, а головки — із губчастої кісткової тканини, утвореної перетинками, розміщеними у взаємопернендикулярних напрямах. Така будова збільшує міцність і пружність кістки. Між перетинками губчастої речовини і в дітей, і в дорослих міститься червоний кістковий мозок — орган кровотворення. Головки трубчастих кісток мають суглобову поверхню, укриту хрящем, яка складається з клітин — хондроцитів (з грецьк. хрящ) і міцних сполучнотканинних волокон. Завдяки клітинам хряща кістка росте в довжину.

Плоскі (лопатка, груднина) й короткі губчасті (зап’ясток, хребці) кістки, як правило, складаються тільки з губчастої речовини, укритої топким шаром компактної речовини.

Зовні кістка вкрита окістям (рис. 72) — тонкою сполучнотканинною оболонкою, що містить багато суднії і нервів. Її внутрішній шар складається з клітин, які ростуть, розмножуються й забезпечують ріст кістки в товщину, а також загоєння її при переломі.

Живлення кістки відбувається завдяки кровоносним судинам окістя. У місцях прикріплення м’язів на тілі кістки є горбистості (нерівності), що роблять її шорсткою. Вони збільшені в людей, які з дитинства чи з юнацького віку займаються спортом.

Вікові особливості та ріст кісток. Кістки починають формуватися з третього місяця внутріш-

ньоутробного розвитку дитини. Процес скостеніння скелета в людини триває протягом усього її життя. Кістки ростуть нерівномірно, особливо в довжину. Найбільша швидкість росту кісток у довжину спостерігається на першому році життя, трохи менша — від 5 до 7 років (перший період витягування). Знову прискорюється ріст кісток у період статевого дозрівання: у дівчаток у 12-13, у хлопчиків — у 13-14 років. У цей період кістки можуть виростати в довжину на 6 10 см за рік. Ростуть вони тільки до 20-25 років: у товщину — за рахунок окістя, а в довжину — хряща.

Ріст кісток регулюється гормоном росту, який виробляє гіпофіз, і залежить від обміну мінеральних речовин, насамперед Кальцію і Фосфору та вітамінів О і А. Через нестачу вітаміну О діти хворіють на рахіт (рис. 14). На ріст, розміри й форму кісток впливає також тривала дія певного фізичного чинника. Активно працюючі скелетні м'язи стимулюють ріст кісток, до яких вони прикріплені.

З’єднання кісток. Розрізняють рухомі, иапіврухо-мі та нерухомі кісткові з'єднання.

Суглоби - це рухоме з'єднання кісток. Саме вони забезпечують їх рухливість у різних напрямах. Людина має майже 230 суглобів. У кожному з них є суглобові поверхні кісток, хрящ, сумка (капсула) і порожнина (рис. 74).

Суглобові поверхні кісток укриті хрящем. У здорової людини він пружний, рівний, і це зменшує тертя між кістками під час руху.

Форми обох суглобових поверхонь відповідають одна одній (рис. 75): якщо на одній кістці поверхня опукла (суглобова головка), то па другій вона відповідно ввігнута (суглобова впадина).

Надзвичайна доцільність будови та злагоджені функції суглобів тіла людини забезпечують найви-гідніші умови для руху. Наприклад, плечовий суглоб, який виконує широкі та вправні рухи в багатьох площинах і напрямах, має кулясту форму (рис. 76). Колінний суглоб, велика рухливість якого небезпечна (можна впасти при ходьбі), нагадує одноосний шарнір. Суглоби руки пристосовані до виконання тонких, управиих, складних рухів.

Капсула суглоба — міцна еластична сполучна тканина. Значення її подвійне: вона міцно тримає

з'єднання кісток і запобігає вивиху, а клітини Гі внутрішньої поверхні виробляють рідину, що змащує поверхню суглоба та зменшує тертя між хрящами суглобових поверхонь кісток. Якщо при запаленні суглоба вироблення цієї рідини зменшується або навіть припиняється, суглоб ніби висихає. Це спричиняє біль, обмежує рухи в ньому.

Напіврухоме з'єднання утворюється за допомогою хряща між тілами хребців. Еластичний хрящ захищає хребетний стовп від пошкоджень, надмірного розтягування та стискування.

Нерухоме з'єднання кісток — це таке, за якого між кістками є прошарок сполучної тканини або хряща. Щілина чи порожнина між ними відсутня. Вони мають велику пружність, але обмежену рухливість. Прикладом нерухомого з’єднання кісток за допомогою сполучнотканинного ирошарка є шви між кістками черепа.

З'єднання кісток також забезпечують зв’язки (рис. 77) — товсті пучки, утворені еластичною сполучною тканиною. Вони прикріплені перехресно від однієї кістки до іншої, що сприяє зміцненню суглобів і обмеженню їхньої надмірної рухливості та запобігає вивихам.

Думаємо, розуміємо, відповідаємо. 1. Обґрунтуйте значення опорно-рухової системи для організму людини. 2. Охарактеризуйте особливості будови опорно-рухової системи. Поясніть її функції. 3. Визначте взаємозв'язок мікроскопічної будови та функцій кісток. 4. Визначте взаємозв’язок анатомічної будови кісток з її фізіологічними функціями. 5. Поясніть, завдяки чому відбувається ріст кісток. 6. До якого типу тканин належать кісткова та хрящова тканини? 7. Які особливості будови та хімічного складу кісток людини надають їм міцності та пружності? 8. Поясніть, як хімічний склад кісток пов’язаний з їхніми функціями й віком людини. 9. Як фізична праця і спорт впливають на будову кісток? 10. Що ви знаєте про типи з’єднання кісток?

Домашнє завдання. Запишіть у вигляді таблиці приклади різних форм суглобів скелета людини. Скільки всього суглобів має людина?

Будова та функції скелета людини

Основні поняття і терміни скелет, череп, хребет, хребці, крижі, куприк, грудна клітка, пояс верхніх кінцівок, вільна верхня кінцівка, пояс нижніх кінцівок, вільна нижня кінцівка.

Скелет людніш поділяється па осьовий (голова, тулуб, грудна клітка) та додатковий (верхні та нижні кінцівки) (рис. 78).

Скелет голови, або череп (рис. 79, 80), має мозкову та лицеву чистини. На відміну від вищих тварин, у людини мозкова частина значно переважає

лицеву. Кістки черепа в дорослої людини з'єднані між собою нерухомо за допомогою швів (рис. 79, а). У новонародженої дитини цих з’єднань немає, кістки черепа мають певну рухливість (цьому допомагає тім’ячко), що дуже важливо під час пологів (рис. 79, б).

У мозковому відділі міститься головний мозок, органи слуху й рівноваги. Він складається з таких кісток (рис. 80): парні тім'яні та скроневі (в останніх розміщений слуховий отвір) і непарні — лобна й потіиична. На нижній частині останньої є великий потиличний отвір (рис. 81), через який порожнина черепа з’єднується зі спинномозковим каналом, тобто головний мозок — зі спинним.

Лицевий відділ черепа (рис. 80, 81) становлять 15 кісток, найбільшими з яких є парні верхньощелепні, виличні та непарна нижньощелепно — єдина рухлива кістка черепа. Щелепні кістки мають ямки (луночки), у яких розміщуються корені зубів.

У верхній частині лицевого черепа є очні ямки — орбіти.

Скелет тулуба становлять хребет і кістки грудної клітки.

Хребет (рис. 82), або хребетний стовп, — це головна вісь тіла, умістилище для спинного мозку. Вій має 33 34 хребці. У всіх п'яти відділах хребта — шийному, грудному, поперековому, крижовому й куприковому — вони мають приблизно однакову будову й складаються з тіла, дуги, поперечних відростків і поверненого назад остистого відростка. Посередині хребта є отвір для спинного мозку.

Перший шийний хребець - атлант — має особливу будову (рис. 83).

На його верхній поверхні знаходяться суглобові ямки для сполучення з потиличною кісткою черепа.

За рахунок цього суглоба здійснюється рух голови вперед — назад.

Другий шийний хребець — епістрофей — має зубоподібний відросток, який входить у спеціальний отвір атланта (рис. 83). Навколо цього відростка здійснюється обертання голови. Це місце хребта пай вразливіше щодо пошкоджень.

При переході хребта від шийного до крижового відділу маса та площа хребців збільшуються, а крижові навіть зрощуються, утворюючи міцну крижову кістку, або крижі. Закінчується хребет 4 5 зрощеними недорозвиненими хребцями - куприком. Це рудименті хвостові хребці.

Між собою хребці з'єднуються хрящами та зв’язками (рис. 84), які, з одного боку, запобігають зсуванню їх щодо один одного, а з іншого — забезпечують

певну гнучкість хребта. Хребці мають багато горбиків для прикріплення м'язів. Хребет людини має чотири невеликих вигини (рис. 85), які сприяють збереженню рівноваги, пружинять і пом’якшують поштовхи.

Грудна клітка (рис. 86) складається з груднини й 12 нар ребер, які спереду кріпляться до груднини, а ззаду — до 12 грудних хребців. З’єднання ребер із грудниною та хребцями досить рухливе, тому грудна клітка може збільшувати свій об’єм під час вдиху й зменшувати на видиху. У людини вона, на відміну від інших ссавців, унизу розширена.

До скелета верхніх кінцівок (рис. 87) належать плечовий пояс — ключиці й лопатки, вільна верхня кінцівка, яка складається з плечової кістки, кісток передпліччя ліктьової та променевої, а також кисті. Остання складається із зап'ястка, п'ястка й кісток пальців (рис, 87, а). Усі частини кисті з’єднані між собою багатьма суглобами, що робить її дуже рухливою. Найрухливішим є великий палець руки, що має велике значення для трудової діяльності.

Скелет нижніх кінцівок (рис. 87). Нижні кінцівки людини — це єдиний орган опори та пересування, атому, на відміну від вищих хребетних тварин, вони мають найбільші та найміциіші кістки. До скелета нижніх кінцівок належить тазовий пояс, або таз, що складається з крижів і двох тазових кісток. Завдяки прямоходіншо в людини сформувався міцний і широкий таз. Скелет віїьної нижньої кінцівки утворений стегновою кісткою, двома кістками гомілки — великогомілковою й малогомілковою, а також кістками стопи (рис. 87, 6). Стопа людини, на відміну від вищих хребетних, має склепіння (рис. 88). Така її будова пом’якшує поштовхи під час руху.

Думаємо, розуміємо, відповідаємо. 1. Назвіть відділи скелета. 2. Визначте взаємозв’язок будови та функцій скелета голови. 3. Визначте взаємозв'язок будови та функцій скелета тулуба (хребта, грудної клітки). 4. Поясніть особливості будови та функцій скелета верхніх кінцівок.

5. Поясніть особливості будови та функцій скелета нижніх кінцівок. 6. Знайдіть ознаки подібності й відмінності між скелетами різних представників хребетних і людини. Поясніть, про що свідчить подібність між скелетами людини й вищих тварин. 7. Визначте особливості скелета людини, пов'язані з прямоходінням і працею.

Домашнє завдання. Опишіть відділи скелета людського організму та їх функції.

Це треба знати. Скелет людини складається з 206 кісток.

Мікроскопічна й анатомічна будова скелетних м’язів

Основні поняття і терміни: скелетний м'яз, мікроскопічна й анатомічна будова м’язів, міофібрили, актин, міозин, групи м’язів.

Значення скелетних м’язів. Людина має понад 600 скелетних м’язів, які дають їй змогу пересуватися в просторі — ходити, бігати тощо; приводити в рух окремі частини тіла; підтримувати його рівноваг)' та певне положення. Вони є місцем, де нагромаджується глікоген. Скелетні м’язи мають специфічні рецептори м’язового чуття, які дають змогу контролювати положення тіла. Одним із результатів м’язового скорочення є вироблення тепла. Основними фізіологічними властивостями м’язів є збудливість і скоротливість.

Мікроскопічна будова скелетних м’язів. Ми вже знаємо, що є три види м'язової тканини: посмугована, гладенька, або иепосмугована, і серцевий м’яз. Скелетні м’язи — посмуговані, складаються з величезної кількості м'язових волокон циліндричної форми, розташованих паралельно. їх діаметр 0,01- 0,1 мм, а довжина може досягати кількох сантиметрів (рис. 89).

Кількість таких волокон неоднакова в різних м’язах: у дрібних — декілька сотень, у великих — декілька тисяч. їх сила визначається площею поперечного перерізу всіх волокон м’яза, тобто їх кількістю та товщиною.

Уважається, що в дорослої людини чисельність м’язових волокон стала, а їх діаметр залежить від тренованості м’язів. Чим частіше й иапружепіше працює м'яз, тим його волокна товщі, а отже, м’яз міцніший. Постійні тренування, фізична праця

сприяють збільшенню діаметра м’язового волокна іноді навіть удвічі.

Багатоядерні клітини посмугованих м’язів — міоцити — мають специфічні органели — скорочувальні волоконця, або міофібрили (з грецьк. м'яз і латин, волоконце, нитка), двох видів — тов-сті й тонкі. Це вони надають м’язам смугастого вигляду, що можна побачити в мікроскоп. Міофібрили утворюють скоротливі білкові молекули надзвичайно складної будови, які називаються актином (утворює тонкі волоконця) і міозином (утворює товсті волоконця).

У клітинах м'яза є величезні запаси глікогену.

Вони потрібні йому як джерело енергії під час скорочення (після перетворення на глюкозу). Організм може використати ці запаси в надзвичайних ситуаціях. Оскільки робота м'язової клітини дуже напружена й потребує багато енергії та кисню, у ній міститься багато мітохондрій.

М'язові волокна утворюють пучки, оточені сполучнотканинною оболонкою — фасцією (з латин. пов'язка, зв'язка), що відокремлює різні групи м’язів, робить їх порівняно самостійними, забезпечуючи унікальні складні рухи різних частин тіла (рис. 90).

Анатомічна будова скелетних м’язів (рис. 91).

Скелетні м’язи становлять 30 -40 % маси тіла дорослої людини (у спортсменів — майже 50 %).

Вони повністю вкривають скелет людини; лише в деяких місцях кістки розміщені безпосередньо під шкірою. Тому не тільки скелет, а й м'язи визначають фігуру людини. Скелетні м’язи містять велику кількість нервів і кровоносних судин. Кожний скелетний м’яз приєднаний до окістя в місці горбкуватості кісток двома кінцями (рис. 90, 91). Початковий, нерухомий відділ м’яза називають головкою, а протилежний, перекинутий через суглоб до іншої кістки, - хвостом; між ними знаходиться потовщена частина м’яза — його тіло, або черевце. Є м'язи з однією головкою — прості. Якщо їх дві — це двоголові м'язи, або біцепси (з латин, двоголовий), три — триголові, трицепси (з латин. триголовий). Обидва кінці м’язів переходять у міцну й еластичну сполучну тканину, що утворює сухожилля. Ними м’язи прикріплюються до окістя в місці горбкуватості кісток.

Скорочення скелетних м’язів регулює кора головного мозку за допомогою соматичної нервової системи. Тому рухи людини переважно довільні.

Груші скелетних м’язів (рис. 92). До м'язів тулуба належать:

• м'язи спини, які допомагають людині утримувати вертикальне положення, вони беруть участь у диханні;

•    м'язи грудної клітки — це міжреберні м’язи та діафрагма;

•    м'язи живота, що беруть участь у згинанні тулуба вперед, убік. Вони утворюють черевний прес, основною функцією якого є утримування внутрішніх органів у певному положенні, участь у диханні, сприяння сечовипусканню, випорожненню, пологам;

•    м'язи верхніх кінцівок — особливо розвинені дрібні м’язи кисті, завдяки чому вона може виконувати найскладніші операції;

•    м'язи нижніх кінцівок — найміцніші; на них припадає найбільше навантаження. Вони виконують функцію опори та пересування;

•    м'язи обличчя за своїми функціями поділяють на жувальні та мімічні. Жувальні під час скорочення сприяють пережовуванню їжі, мімічні — змінюють вираз обличчя.

Думаємо, розуміємо, відповідаємо. 1. Обґрунтуйте значення скелетних м’язів в організмі людини. 2. Назвіть типи м’язової тканини. 3. Поясніть взаємозв’язок мікроскопічної будови скелетного м’яза з його функцією. 4. Які особливості будови міофібрил? 5. Поясніть особливості анатомічної будови скелетних м'язів, пов'язані з їхньою функцією. 6. Обґрунтуйте особливості м'язової системи людини, пов’язані з вертикальним положенням і працею. 7. Назвіть групи скелетних м'язів. 8. Що ви знаєте про м’язи обличчя?

Самостійна робота з підручником. Користуючись текстом параграфа, визначте, які м’язи людини найрозвиненіші. Обґрунтуйте, чим це зумовлено.

Домашнє завдання. Опишіть 4 групи скелетних м’язів та їх функції, користуючись рис. 92.

Це треба знати. Складні скорочення мімічних м’язів відображають емоційний стан людини: сум, радість, гнів, скорботу, здивування й захоплення. На відміну від інших скелетних м'язів, мімічні одним кінцем прикріплюються до кістки, а іншим — до шкіри або слизової оболонки. У ділянці прикріплення їхні пучки переплітаються з пучками інших м'язів. Скорочуючись, вони спричиняють утворення складок шкіри, піднімають губи, змінюють просвіт ніздрів. У мімічних рухах обличчя беруть участь майже 100 м’язів! Так, м'язи іронії відтягують кутики рота вгору, а м'язи суму, навпаки — униз.

Лабораторне дослідження № 4

ТЕМА. Мікроскопічна будова кісткової, хрящової та м'язової тканин МЕТА: навчитися визначати взаємозв'язок будови та функцій тканин організму людини.

ОБЛАДНАННЯ ТА МАТЕРІАЛИ: мікроскоп, мікропрепарати кісткової, хрящової та м’язової тканин, таблиці мікроскопічної будови цих тканин.

ХІД РОБОТИ

1.    Розгляньте готові мікропрепарати кісткової, хрящової та м'язової тканин.

2.    Порівняйте побачене під мікроскопом із рисунками на таблицях

3.    Дайте відповіді на запитання: який існує взаємозв'язок між будовою та функціями тканин, що вивчаються? У чому полягає фізіологічне значення цих тканин для організму?

ВИСНОВОК

Охарактеризуйте взаємозалежність будови та функцій тканин.

Функції скелетних м’язів. Робота і втома м’язів

Основні поняття і терміни: скелетні м’язи: скорочення, розслаблення, робота, сила, потужність, тонус, антагоністи, синергісти, втома.

Скорочення посмугованих м’язів — основна їх функція. Скорочення спричиняють нервові імпульси, що надходять руховими нервами з центральної нервової системи. Чим інтенсивніше збудження рухових нервів, тим сильніше скорочення. Якщо нерви уражені, м’яз стає нерухомим і атрофується.

Посмуговані м'язи ніколи не бувають у стані повного розслаблення, а завжди трохи скорочені, перебувають у тонусі (з грецьк. напруження).

Механізм м’язового скорочення (рис. 93). При збудженні м’язового волокна тонкі (актипові) скорочувальні волоконця, що орієнтовані паралельно до осі м’яза, починають ковзати вздовж товстих (міозипових), не змінюючи довжини. Цей процес забезпечують іони Кальцію та енергія АТФ, яку виробляють мітохондрії при окисленні глюкози. Довжина м’яза зменшується.

Після скорочення обов’язково настає розслаблення м’яза. Скорочувальні волоконця ковзають у зворотному напрямі й довжина м’яза збільшується.

Величина скорочення за даної сили подразнення залежить від анатомічної будови й фізіологічного стану м’яза. Довгі м'язи скорочуються па більшу величину, аніж короткі. Помірне розтягнення м’яза збільшує скорочувальну дію; при сильному перерозтягнеіші м'яза скорочення слабшає.

Робота скелетшіх м’язів відбувається за довільним (свідомим) принципом. При збудженні м’яза одночасно відбуваються два процеси — власне скорочення та напруження (рис. 94). Як правило, один із них переважає, що н зумовлює різні режими м'язової роботи. Перший — коли м’яз скорочується,

довжина його волокон зменшується, а напруження незначне; другий — коли м’яз напружений, але скорочення незначне.

Силу скорочення вимірюють у кілограмах па квадратний сантиметр поперечного перерізу м'яза. Наприклад, для литкового м’яза вона становить 5,9 кг/см², для біцепса плеча — 11,4 кг/см².

Роботу м’язів вимірюють добутком маси піднятого вантажу на висоту. Вона дорівнюватиме нулю під час скорочення м’яза без навантаження або коли вантаж надто важкий. Найбільшу роботу м'яз виконує за середніх навантажень і середнього ритму скорочень.

Потужність роботи м’яза вираховують величиною роботи за одиницю часу. Максимальною вона будеза середніх навантажень. Роботу м’язів, завдяки якій пересувають вантаж за допомогою рухів кісток у суглобах, називають динамічною (з грецьк. сила).

Коли м’язи напружуються, але не скорочуються, то така робота називається статичною (з грсцьк. нерухомий). Показник ефективності роботи м'язів коефіцієнт корисної дії.

У скелетних м'язах він дорівнює 25-30 %; це та частина енергії, яка витрачається м’язом на скорочення. Решта 70 75 % енергії перетворюється на тепло. Тому при інтенсивній фізичній роботі людині стає жарко.

Узгодженість діяльності різних груп м’язів. М’яз діє на кістки, з’єднані суглобом, подібно до важеля (рис. 94). Щоб виконувати різні точні й часто протилежно спрямовані рухи, скелетні м'язи розміщені так, що дії одного м’яза протиставлені діям іншого. Скорочуючись, м’яз спричиняє рух певної частини тіла, а коли починає працювати протидіючий їй м’яз, вона повертається у вихідне положення. Такі м’язи називають антагоністами (з грсцьк. супротивник). Прикладом їх є згиначі, що згинають кінцівку в суглобі, і розгиначі, які випрямляють її. Якщо вони скорочуються одночасно, кінцівка ви-простовується. Наприклад, коли людина стоїть, згадані м’язи утримують тіло в урівноваженому вертикальному положенні.

Є в організмі людини й м’язи-синергісти (з грсцьк. ті, що діють разом), які працюють в одному напрямі. Як правило, у складних рухах водночас беруть участь і антагоністи, і синергісти.

Утома лі 'язів настає при виконанні важкої роботи тим швидше, чим більшими будуть навантаження па м’яз і швидкість його скорочення. За статичних умов вона настає раніше, аніж за динамічних. При ритмічному режимі праці втома настає пізніше.

Причиною швидкої втоми буває нестача кисню в повітрі, иетреиоваїгість або хворобливий стан людини, різні зловживання, неправильний розпорядок дня, недоїдання. Це відбувається тому, що при м'язовому скороченні витрачається багато енергії, а для окиспсипя глюкози потрібний кисень. У потренованих людей або таких, у кого хворе серце, кров не встигає постачати м'язи достатньою кількістю кисню, через що глюкоза розкладається не повністю, утворюється продукт її недоокиснешія — молочна кислота, яка накопичується в м’язах, спричиняючи біль у них протягом кількох днів.

Засобом запобігання втоми є чергування праці та відпочинку, раціональне харчування та нормальний сон, уникання різних зловживань.

Видатний російський фізіолог, засновник фізіологічної школи Іван Сеченов (1829 -1905) довів, що відновлення працездатності втомлених м’язів руки людини після тривалої роботи прискорюється, якщо в період відпочинку працюють інші м’язи, наприклад м’язи іншої руки або/і нижніх кінцівок. На відміну від звичайного стану спокою, І. Сеченов назвав такий відпочинок активним.

Порушення скелетшіх м’язів. Якщо м’язи з якихось причин не працюють (порушення іннервації, кровопостачання, тривала нерухомість тощо), вони атрофуються. М’язові волокна тоншають, частина з них перероджується на сполучну, зокрема жирову, тканину. М’яз зменшується в розмірах, його функція значно порушується, що веде до дистрофії м'язів. М’язи стають «неслухняними», неспроможними виконувати потрібну людині роботу. Дистрофія м'язів настає внаслідок малорухливого способу життя, неповноцінного харчування, особливо нестачі білків. Іноді вона трапляється в спортсменів через неправильний режим тренувань (перетренування), а також тоді, коли вони рантово припиняють заняття спортом. Дистрофію м’язів спричиняють куріння та постійне алкогольне або наркотичне отруєння.

Думаємо, розуміємо, відповідаємо. 1. Визначте взаємозв'язок скорочення м’язів із нервовим збудженням. 2. Поясніть фізіологічний механізм збудження м’язового волокна. 3. Поясніть фізіологічний механізм скорочення та розслаблення м’яза. Проаналізуйте й обґрунтуйте взаємозв'язок між цими процесами.

4.    Поясніть поняття »тонус», «робота», «сила скорочення» та «потужність м'яза».

5.    Визначте, у чому полягає значення статичної та динамічної роботи м'язів.

6.    Обґрунтуйте, як в організмі узгоджується діяльність різних груп м’язів. 7. Поясніть причини виникнення та фізіологічні механізми втоми м'язів. 8. Обґрунтуйте значення ритму й навантаження для роботи м'язів.

Домашнє завдання. Користуючись текстом параграфа, складіть пам'ятку запобігання розвиткові втоми м’язів.

Це треба знати. Важливу роль у виникненні втоми м'язів відіграє центральна нервова система. Доказом цього слугують досліди з гіпнозом (навіюванням), проведені на добровольцях. Так, перебуваючи в стані гіпнозу, досліджуваний може тривалий час ритмічно й швидко піднімати важку гирю, якщо йому навіювати, що в руках у нього легенький кошик. Навпаки, за навіювання досліджуваному, що в його руці — важка гиря, замість легкого кошика, у нього швидко настає втома м’язів.

Лабораторне дослідження /V* 5 ТЕМА. Розвиток втоми при статичному та динамічному навантаженнях. Вплив ритму й навантаження на розвиток втоми

МЕТА: навчитися вимірювати силу м’язів ручним динамометром; продемонструвати залежність між типом скорочення м'яза, ритмом його скорочення й розвитком втоми; оцінити роботи м’язів при різних навантаженнях.

ОБЛАДНАННЯ ТА МАТЕРІАЛИ: ручний динамометр, ручний еспандер або тенісний м'ячик, гирі різної ваги — від 50 г до 1 кг

ХІД РОБОТИ

1.    Візьміть динамометр розігнутою в лікті рукою. Якомога сильніше стисніть його (рука в лікті при цьому випростана). Цифра на нижній частині циферблата динамометра покаже силу м’язів у кілограмах.

2.    Візьміть ручний еспандер (тенісний м’ячик) у руку та зробіть 20 стискань з частотою 1 раз за секунду (динамічне навантаження). Повторіть стискання динамометра.

3.    Виміряйте силу на іншій руці. Стисніть еспандер (тенісний м’ячик) і утримайте його в такому стані 20 с (статичне навантаження). Повторіть стискання динамометра. Порівняйте результат із попереднім дослідом

4.    Покладіть руку на стіл, долонею догори. Приєднайте мотузкою до вказівного пальця вантаж і спустіть його зі столу (бажано через блок). Змінюючи вантаж, піднімайте його на максимальну висоту. Розрахуйте, яку роботу виконали м'язи пальця при різних навантаженнях

5.    Виберіть вантаж середньої ваги. З частотою 1 раз за секунду піднімайте його до повної втоми м'язів. Підрахуйте кількість підйомів.

6.    Дайте м’язам відпочити 5 хв. Підраховуючи кількість підйомів, піднімайте той самий вантаж із максимальною частотою до повної втоми м’язів. Порівняйте результат із попереднім дослідом.

ВИСНОВОК

Зробіть висновки з проведених дослідів.

Гіподинамія. Порушення функцій скелета та їх профілактика

Основні поняття і терміни: гіподинамія, постава, сутулість, викривлення хребта, сколіоз, кіфоз, лордоз, плоскостопість.

Гіподинамія (з грецьк. під, нижче та сила) — обмеження рухової активності, спричинене особливостями способу життя, професійної ДІЯЛЬНОСТІ, тривалим постільним режимом, перебуванням людини в стані невагомості. Її можна ще назвати малорухливим способом життя.

Розвиток техніки та пов’язане з ним полегшення умов праці й побуту значно скоротили навантаження на м'язи людини. Гіподинамія може наставати в шкільному віці через неправильний розпорядок дня учня, нехтування уроками фізичної культури, недостатнє перебування на свіжому повітрі. Вона є небезпечним станом для організму людини.

Чим небезпечна гіподинамія. Нам уже відомо, що основна маса тіла людини — це посмугована скелетна мускулатура, яка має велику мережу периферичних і соматичних нервів і кровоносних судин. Завдяки цьому вона впливає на кістки, суглоби, кровообіг, дихання, обмін речовин, залози внутрішньої секреції, на діяльність усіх відділів нервової та інших систем. Тому достатній рівень рухової активності сприяє гармонійному анатомічному та функціональному розвиткові організму, підсиленню його опірності неспри-

ятливим умовам довкілля. І навпаки, малорухливий спосіб життя дуже шкідливий для організму, особливо дитячого.

У добровольців, які протягом 70 діб перебували в стані повної нерухомості (так званого рухового голодування), знижувався обмін речовин та енергії; погіршувалися постачання тканин поживними речовинами й киснем; виникало кисневе голодування головного мозку, серця та інших життєво важливих органів; погіршувалася робота дихальної та серцево-судинної систем; збільшувалася кількість жирової тканини в організмі; відбувалося відкладення холестерину в кровоносних судинах, що порушувало кровообіг, тощо. Загалом можна вважати, що в організмі досліджуваних виникав хворобливий (тин.

Постава — це звичне положення тіла людини в стані спокою та під час руху (рис. 95). Правильна постава робить фігуру людини гарною, забезпечує нормальну діяльність внутрішніх органів.

За наявності порушення постави, особливо в дитячому віці, можуть сформуватися стійкі деформації скелета, погіршується діяльність органів дихання (виникає схильність до застудних хвороб), порушується кровообіг, виникають проблеми з травленням, настає розлад нервової діяльності (погіршується нам’ять, сон, виникає підвищена втомлюваність, головний біль), погіршується зір.

Ознаки правильної постави: природні вигини хребта виражені помірно; спина рівна; лопатки розміщені симетрично, не випинаються; плечі — на одному рівні; живіт утягнутий; ноги прямі; хода нормальна.

Якщо людина не виконує фізичні вправи, м’язи спини та живота в неї стають млявими, і виникає сутулість’, спина стає «круглою», голова нахилена вперед, грудна клітка сплющена, плечі зведені, ноги постійно зігнуті в колінах. До сутулої постави, окрім малорухливого способу життя, можуть призводити неправильно підібрані меблі (рис. 96), спання на надто м'якому ліжку, неправильне носіння портфеля чи рюкзака (рис. 97).

Запобігти порушенню постави легше, аніж виправити цей недолік. Важливе значення для цього має повноцінне харчування, прогулянки на свіжому повітрі, рухливі ігри, гімнастика, плавання, загартовуючі процедури, правильно підібрані меблі. Одяг має бути вільним, щоб не заважав рухам. Треба звертати увагу на освітлення, оскільки за його недостатності діти починають сутулитися.

Викривлення хребта — це такі порушення, коли посилюються фізіологічні вигини хребта або з'являються нові, нефіяіологічні. Вони бувають наслідками захворювання на рахіт, травм хребта, слабкості м’язів, неправильної постави.

Частіше трапляється бічне викривлення хребта — сколіоз (рис. 95,98), коли під час занять дитина сидить неправильно й м’язи спини навантажені нерівномірно. У спині виникає ниючий біль, особливо під час сидіння; одне плече стає нижчим за інше; одна з лопаток випинається більше, аніж друга, спотворюється постава.

До інших порушень належить кіфоз — викривлення хребта назад і лордоз — викривлення хребта вперед (рис. 98).

Щоб запобігти викривленням хребта, треба:

•    постійно тренувати своє тіло, робити ранкову гімнастику; грати в рухливі ігри на свіжому повітрі, плавати в річці чи басейні, загартовуватися;

•    добре харчуватися;

•    спати на твердому ліжку, на різних боках, подушка має бути невисокою;

•    запобігати плоскостопості;

•    правильно сидіти за партою або за столом;

•    стежити за своєю поставою, не сутулитися.

Якщо у вас виник сколіоз або інші викривлення хребта, обов’язково зверніться до лікаря. Він запропонує спеціальну лікувальну фізкультуру, масаж.

Плоскостопість. Як ми знаємо, стопа людини має бути пружною, нагадувати склепіння. Якщо вона рівна, це ознака плоскостопості, яка буває вродженою або набутою внаслідок носіння надто тісного чи просторого взуття, на дуже ви-

соких підборах або без них (рис. 99). Причиною цього захворювання може стати нетренованість м’язів ніг чи велике навантаження на стопу в людей, які тривалий час перебувають на ногах (продавці, перукарі). Для плоскостопості характерні болі в ногах і хребті, підвищена втомлюваність ніг, спотворення постави й ходи. Щоб дізнатися, чи є у вас плоскостопість, уважно роздивіться свій слід на піску (рис. 100). Щоб запобігти плоскостопості, обов’язково треба стежити за поставою — тримати голову прямо, не розводити широко носки під час ходьби; ходити босоніж но нерівній поверхні, піску — це рефлекторно спричинить напруження м'язів, які підтримують склепіння стопи. Якщо плоскостопість уже є, треба звернутися до лікаря, який призначить спеціальне взуття й лікувальні фізичні вправи.

Думаємо, розуміємо, відповідаємо. 1. Поясніть походження терміна «гіподинамія». 2. Проаналізуйте причини виникнення гіподинамії. 3. Обґрунтуйте негативний вплив гіподинамії на опорно-рухову систему. 4. Обґрунтуйте порушення обміну речовин при гіподинамії. 5. Дайте визначення поняття «постава». Розгляньте в підручнику рис. 95 і порівняйте види постав. 6. Назвіть ознаки правильної постави. 7. Поясніть причини виникнення сутулості. Назвіть її ознаки. 8. Поясніть причини викривлення хребта. 9. Розгляньте рис. 96. Поясніть, чому в хлопчика виник сколіоз. 10. Які заходи профілактики сколіозу ви знаєте? 11. Поясніть причини виникнення плоскостопості. 12. Які порушення в організмі спричиняє неправильно підібране взуття?

Самостійна робота з підручником. 1. Користуючись текстом параграфа, складіть програму запобігання плоскостопості. 2. Поясніть, як правильно підібрати взуття.

Домашнє завдання. Поясніть причини виникнення сутулості та сколіозу й методи лікування цих захворювань.

Значення фізичних вправ для організму людини. Перша допомога при ушкодженнях опорно-рухової системи

Основні поняття і терміни: фізкультура, спорт, фізичний самоконтроль, травма, переломи, вивихи, удар м’яких тканин, розтягнення зв'язок, струс мозку.

Фізична культура і спорт. Фізична культура об'єднує певні заходи, основним елементом яких є спеціально підібрані вправи та їх комплекси, спрямовані на загальне зміцнення організму, його фізичний розвиток, засвоєння потрібних для життя рухових навичок, відновлення здоров’я в хворих та ослаблених людей. Це ранкова та лікувальна гімнастики, загартовування організму, рухливі спортивні ігри (волейбол, теніс, футбол тощо).

Спорт - це система фізичних вправ і постійних тренувань. Йому властивий змагальний характер, боротьба за перемогу, спортивні досягнення. Спорт не тільки загартовує тіло, а й розвиває вольові якості — сміливість, витримку, почуття колективізму, надзвичайну дисциплінованість. Спортивні заняття потребують від людніш значного фізичного та психічного навантаження, які можуть зашкодити потренованому організму. Тому перед тим як розпочати займатися спортом, обов'язково пройдіть спеціальне медичне обстеження.

Фйгичний самоконтроль — це регулярне спостереження за станом свого здоров’я. Він дає змогу людині, яка займається фізкультурою чи спортом, оцінювати ефективність фізичних вправ або спортивних тренувань, дотримуватися правил особистої гігієни.

Для здійснення самоконтролю треба вести щоденник. Результати тренувань, записані в ньому, допоможуть виявити відхилення в стані здоров'я й вирішити, збільшити чи зменшити фізичне навантаження. Перевтома може спричинити безсоння чи сонливість. Тому в щоденнику варто записувати тривалість сну та його характер (міцний, переривчастий, неспокійний).

Часто після перших занять, особливо в нетреиованої людини, виникає біль у м'язах через накопичення в них молочної кислоти, який триває кілька днів. Продовження занять, масаж, теплий душ сприяють його зникненню. У деяких людей під час виконання фізичних вправ або після них може виникати біль у правому або лівому підребер'ї. За таких обставин необхідно знизити інтенсивність рухів і глибоко подихати. Якщо біль триватиме, треба звернутися до лікаря.

Про успішність занять фізкультурою або спортом свідчить частота пульсу. У спокійному стані частота пульсу дорослої людини становить 60-85 ударів за хвилину. Залежно від темпу виконання спортивних вправ вій може

прискорюватися до 120-180 ударів. Нормальна частота пульсу має відновитися через 5-10 хв при помірному навантаженні та через 15-30 хв — після інтенсивних тренувань.

Зміну м'язової сили під дією фізичних вправ або тренувань можна визначити за показниками сили м'язів кисті, які вимірюються ручним динамометром. Середні показники ручної сили: у чоловіків — 35-40 кг, у жінок — 20 25 кг.

Поняття про травму. Травмою називають порушення цілісності та функцій тканин (органів) унаслідок зовнішнього виливу.

Травми на виробництві виникають тоді, коли людина нехтує правилами техніки безпеки або через професійну необізнаність. Водії, пасажири, пішоходи (здебільшого діти) травмуються, коли порушують Правила дорожнього руху. Побутові травми виникають унаслідок неправильного користування домашньою технікою. У дітей травми часто трапляються під час проведення спортивних ігор, через пустощі, агресивні вчинки.

Травми бувають закритими та відкритими. Закриті травми не супроводжуються порушенням цілісності зовнішніх покривів тіла. До них належать закриті переломи, вивихи, удар м'яких тканин, розтягнення зв'язок. При відкритих травмах порушується цілісність зовнішніх покривів тіла, виникає кровотеча.

Переломи кісток і надання першої допомоги. Переломи кісток бувають закритими та відкритими. При відкритому переломі пошкоджуються ще й м'які тканини та шкірні покриви, виникає кровотеча; зламані кістки видно з-під шкіри. Будь-який перелом кістки небезпечний своїми ускладненнями. Уламки кісток можуть пошкодити кровоносні судини, нерви та внутрішні органи. При переломі виникає сильний біль, який може спричинити непритомність травмованого, тяжкі порушення в серцево-судинній системі аж до больового шоку та зупинки серця.

Як розпізнати перелом і надати першу допомог}* потерпілому. У ділянці перелому відчувається сильний біль, з'являється набряк, деформується ушкоджене місце. Якщо перелом відкритий, не можна видаляти уламки кісток або вправляти їх. Треба зупинити кровотечу, змастити шкіру навколо рани розчином йоду та накласти стерильну пов’язку, дати знеболюючі ліки.

Обов’язково потрібно іммобілізувати (з латин, нерухомий), тобто знеру-хомити місце перелому. Щоб не зміщувалися уламки кістки, застосовують стандартні шини або лижі, палиці, дошки, парасольки тощо. Шини накладають так, щоб захопити не тільки місце перелому, а й два суглоби, прилеглі до нього (рис. 101). Після надання першої допомоги треба доставити хворого в лікарню, викликавши «швидку допомогу», або використати для цього будь-які придатні для транспортування засоби: нопгі, двері, стільці.

Вивих і перша допомога при ньому. Під час вивиху зміщуються кістки, з яких складається суглоб, перерозтягуються м'язи, зв’язки, які часто рвуться, що спричиняє сильний біль. Рухи в суглобі обмежені й болісні. Його форма змінюється.

Перша допомога полягає в тому, щоб забезпечити нерухомість суглоба: хвору руку необхідно підвісити на хустці, а на йогу накласти шину з допоміжних засобів. Для зменшення болю на травмований суглоб треба покласти міхур із льодом або холодний компрес. Після цього потерпілого необхідно доставити в лікувальну установу.

Це треба пам'ятати! Не можна самим управляти вивих, аби не завдати людині непоправної шкоди.

Перша допомога при ударі м’яких тканин і розтягненні зв’язок. Удар м’яких тканин (шкіри, підшкірної основи, м'язів) часто є наслідком побутової травми. При ньому шкірні покриви залишаються непошкоджепими, а в м'яких тканинах утворюється крововилив, виникає відчуття болю, набряк.

Щоб послабити біль і зменшити набряк, прикладіть до місця удару чисту серветку або рушник, змочені холодною водою. Після того як вони нагріються, міняйте їх на холодні. Можна застосовувати гумовий міхур або поліетиленовий пакет, наповнені льодом чи снігом. Зменшенню набряку й крововиливу також сприяє накладання стискуючої пов’язки.

Розтягнення зв’язок - травма, яка часто трапляється в ділянці гомілко-востоиних суглобів. Після неї виникають набряк, крововилив і біль. Відразу після травми треба трохи підняти ногу, забезпечити нерухомість суглоба, прикласти до нього міхур із льодом або змочений холодною водою рушник. Після цього накласти стискуючу пов’язку. Якщо через кілька годин набряк не спаде, необхідно звернутися до лікаря.

Закрита черепно-мозкова травма дуже небезпечна у зв’язку з пошкодженням головного мозку. До найпоширеніших закритих черепно-мозкових травм належить струс мозку, який супроводжується непритомністю від декількох секунд до кількох хвилин. Може виникати головний біль, нудота, блювання, порушення пам’яті. При струсі мозку необхідно прикласти холодний компрес до голови та негайно доставити хворого в лікарню на ношах.

думаємо, розуміємо, відповідаємо, і. Охарактеризуйте механізми фізіологічної дії фізкультури та спорту на організм людини. 2. Чому в спортсменів розвинуті не тільки м’язи кінцівок, а й серця та грудної клітки? 3. Поясніть значення фізичного самоконтролю. 4. Назвіть показники фізичного самоконтролю. 5. Поясніть поняття «травма». 6. Які види травм вам відомі? 7. Назвіть ознаки перелому кісток. Обґрунтуйте заходи першої допомоги при переломах різних кісток. 8. Опишіть заходи надання першої допомоги при вивихах суглобів і розтягненні зв’язок. 9. Обґрунтуйте ознаки удару м’яких тканин і способи надання першої допомоги при ньому. 10. Поясніть, чому струс мозку — небезпечна травма.

Самостійна робота з підручником. Користуючись текстом параграфа, складіть «рекламу» та «антирекламу» малорухливого способу життя (гіподинамії).

Домашнє завдання. 1. Складіть «Щоденник здоров’я» на основі показників свого фізичного стану організму. 2. Складіть і запишіть у зошит пам’ятку «Перша допомога при ушкодженнях скелета». 3. Користуючись підручником і додатковою літературою, розробіть проект на тему «Гіподинамія — ворог сучасної людини» або «Рухова активність — основа фізичного здоров’я».

 

Це матеріал з підручника Біологія 8 клас Страшко