Рис. 1.6. Различные виды костей: I – воздухоносная кость (решетчатая кость); II – длинная (трубчатая) кость; III – плоская кость; IV – губчатые (короткие) кости; V – смешанная кость
Основную роль в росте, развитии, форме, прочности костей играет движение. Чем активнее и интенсивнее деятельность мышц, прикрепляющихся к кости, тем прочнее кость и меньше вероятность ее перелома.
Интересные факты: сопротивление свежей кости на излом такое же, как у меди, и в 9 раз больше, чем у свинца. Например, у ребер этот показатель достигает 110 кг/см2. Живая кость выдерживает сжатие силой 10 кг/мм (подобно чугуну).
Высокая физическая активность укрепляет кости, малая способствует их истончению, уменьшению прочности, остеопорозу (разрежению костной ткани), в результате чего кости становятся хрупкими и ломкими. С возрастом эти изменения прогрессируют. Но, – и это очень важно! – так называемые возрастные изменения костей связаны не только и не столько с возрастом, но, в первую очередь, с бездействием мышц, отсутствием мышечной радости. Об этом мы подробнее расскажем далее (см. разд. «Движение – это жизнь, жизнь – это движение» главы 2).
Соединения костей. Скелет реализует свои функции благодаря тому, что все кости соединены между собой. Представьте себе детский конструктор – набор разрозненных разноцветных деталей. Но если соединить их определенным образом, можно получить конкретную модель: дом, животное, башенный кран или фигуру человека. Так и кости скелета. Каждая в отдельности совершенно бесполезна, но, будучи связанными между собой строго определенным образом, они создают устойчивую функциональную конструкцию. Концы костей, соединяющиеся между собой, отделены друг от друга щелью, либо хрящом, либо соединительной тканью. В зависимости от этого различают три основных вида соединений: сустав, в котором кости свободно двигаются относительно друг друга; симфиз – малоподвижное соединение с помощью хряща, в котором имеется щель; непрерывное неподвижное соединение.
Основные особенности скелета человека – расположенный вертикально позвоночный столб с четырьмя изгибами, широкая уплощенная грудная клетка; большой череп с выпуклой округлой крышей и преобладающим мозговым отделом, расположенным над лицевым; свободные верхние конечности, являющиеся органами труда; опорные нижние конечности для прямохождения.
Скелет туловища образован позвоночным столбом и грудной клеткой. Позвоночник человека состоит из 33–34 позвонков, лежащих один на другом, постепенно увеличиваясь в размерах в направлении сверху вниз: 7 шейных, 12 грудных, 5 поясничных, 5 крестцовых и 4 копчиковых. Крестцовые позвонки взрослого человека срастаются между собой, образуя треугольный крестец, прочно соединенный с последним (пятым) поясничным позвонком. Боковые части крестца сочленяются с тазовыми костями (рис. 1.7).
Позвонки разных отделов несколько отличаются по форме и величине, хотя все они похожи друг на друга. Каждый позвонок состоит из расположенного впереди тела и дуги, между ними находится широкое позвоночное отверстие. Все отверстия, накладываясь одно на другое, образуют длинный позвоночный канал, в котором расположен спинной мозг. От дуги позвонка отходят 7 отростков: назад направлен остистый, вверх и вниз – верхние и нижние суставные, вправо и влево – поперечные отростки (рис. 1.8). Первый и второй шейные позвонки сочленяются с черепом и между собой. Именно они несут тяжесть черепа. Позвонки соединяются друг с другом, образуя длинный прочный весьма подвижный изогнутый столб. Мощные связки увеличивают прочность позвоночного столба. Четыре позвоночных изгиба – два лордоза, обращенные дугой вперед (шейный и поясничный) и два кифоза, обращенные дугой назад, плавно переходят один в другой. Шейный лордоз сменяется грудным кифозом, в свою очередь, переходящим в поясничный лордоз, который продолжается в крестцово-копчиковый кифоз. Изгибы позвоночника пружинят, поэтому удары, сотрясения, толчки не передаются головному и спинному мозгу.
Позвоночный столб удивительно подвижен. Амплитуда сгибания и разгибания достигает 170–245°, боковое сгибание вправо и влево – около 165°, вращение – около 120°. Наибольший объем движений наблюдается в шейном отделе, меньший – в поясничном, подвижность в грудном отделе очень мала, т. к. ограничена ребрами и грудиной.
Рис. 1.7. Позвоночный столб: а – вид сбоку; б – вид спереди; в – вид сзади. Отделы: I – шейный; II – грудной; III – поясничный; IV – крестцовый; V – копчиковый; 1,3 – шейный и поясничный лордозы; 2, 4 – грудной и крестцовый кифозы; 5 – мыс
Рис. 1.8. Позвонок: а – вид сверху; б – вид сбоку. 1 – тело; 2 – позвоночное отверстие; 3 – остистый отросток; 4 – верхний суставный отросток; 5 – поперечный отросток; 6 – нижний суставный отросток
Грудная клетка. Скелет грудной клетки образуют 12 пар ребер, грудина и грудной отдел позвоночника. Каждое ребро представляет собой изогнутую костную пластинку, которая впереди переходит в хрящ. Ребра соединены суставами с позвонками, передние концы хрящей II–VII ребер также соединены с грудиной суставами. Хрящи VIII–X ребер срастаются между собой и с хрящами VII пары ребер, образуя реберные дуги. Благодаря суставам ребра поднимаются и опускаются при дыхании, вместе с ними движется и грудина. При вдохе передние концы ребер и грудина поднимаются, расширяются промежутки между ребрами, размеры грудной клетки увеличиваются. При выдохе передние концы ребер и грудина опускаются, промежутки между ребрами суживаются, объем грудной клетки уменьшается. У мужчин грудная клетка длиннее и шире в нижнем отделе и менее круглая, чем у женщин.
Это интересно! За один год ребра совершают около 5 млн движений.
Череп человека – одна из самых распространенных тем в литературе и искусстве. Это даже дало основание ввести термин «черепизм». В трех крупнейших художественных галереях Европы (Эрмитаж, галерея Уффици и Лувр) один из авторов книги насчитал более 700 картин, в которых изображен череп. Череп – символ разума, интеллекта и суетности. Многие картины так и называются «Суета» («Vanitas»).
Череп защищает головной мозг, органы чувств и создает опору для многих органов пищеварения и дыхания. Череп, образованный 23 костями, состоит из двух отделов: мозгового и лицевого (рис. 3 и 4 на цв. вклейке). Восемь костей (лобная, две теменные, две височные, затылочная, клиновидная и решетчатая), связанные между собой неподвижными соединениями, формируют мозговой отдел. Лицевой отдел образован 15 костями, из них парные кости: носовые, слезные, нижние носовые раковины, верхние челюсти, скуловые, небные; непарные кости: сошник, отделенная от черепа подъязычная кость и нижняя челюсть, подвижно соединенная с черепом височно-нижнечелюстным суставом. Остальные кости неподвижно соединены между собой. В некоторых костях черепа (лобная, клиновидная, решетчатая, верхние челюсти и височные) имеются воздухоносные полости, которые значительно уменьшают массу черепа, не изменяя его прочность. Эти полости обеспечивают тепловую изоляцию органов чувств, расположенных на лице. Кроме того, они участвуют в фонации (окраске звука).
На черепе расположены многие важные образования: глазницы, полость носа, височная, подвисочная и крылонебная ямки, костное небо. В основании черепа находится большое затылочное отверстие, через которое проходит спинной мозг.
Форма черепа во многом зависит от развития мышц, прикрепляющихся к костям черепа. Мышцы оказывают моделирующее влияние. Как правило, череп мужчины крупнее, чем у женщин, средняя вместимость черепа мужчины – 1560 см (женщины 1350 см3), у мужчин сильнее развит лицевой отдел (у женщин – мозговой). Рельеф черепа лучше выражен у мужчин, сильнее выступают надбровные дуги и наружный затылочный бугор, крупнее глазницы и воздухоносные полости, толще кости.
Кости конечностей. В отличие от других животных, у человека верхние и нижние конечности выполняют различные функции: верхние осуществляют трудовые процессы, нижние – прямохождение, передвижение и опору. Функциональная спецификация обусловлена особенностями анатомического строения руки и ноги. Свободная верхняя конечность соединена с костями туловища длинной ключицей, которая далеко отодвигает руку от тела и создает возможность большого объема движений в плечевом суставе. Характер костей и их соединений, большое количество мышц позволяют выполнять тонкие сложные движения. Только рука человека способна играть на скрипке и фортепиано, рисовать, сшивать мельчайшие кровеносные сосуды и нервы, подковать блоху. Более крупные, толстые, массивные кости нижних конечностей, соединенные между собой весьма прочными и менее подвижными суставами, пружинящая стопа, мощные мышцы – все это создает предпосылки для устойчивой опоры тела, сохранения его равновесия и стремительного передвижения.
