Текст книги "Возрастная анатомия и физиология. Основы профилактики и коррекции нарушений в развитии детей"

К скелетным тканям относятся хрящевая и костная ткань, составляющие опорно-двигательный аппарат и принимающие участие в минеральном обмене.

Хрящевая ткань состоит из специализированных клеток (хондроцитов и хондробластов) и межклеточного вещества. Межклеточное вещество обладает высокой гидрофильностью (впитывают жидкость). Хондробласты (молодые клетки) и хондроциты имеют округлую или овальную форму, расположены в особых полостях, вырабатывают все компоненты межклеточного вещества. За счет хондробластов идет периферический рост хряща. Строение хряща неоднородно, в нем выделяют несколько слоев. Наружный слой фиброзный, состоящий из плотной ткани и содержащий кровеносные сосуды и нервы. Внутренний слой содержит хондробласты, кровеносные сосуды и поддерживает обменные процессы.

Гиалиновый хрящ отличается прозрачностью. Наблюдается гиалиновый хрящ в местах сращения ребер с грудиной, на суставных поверхностях кости, в скелете гортани, в стенках трахеи и бронхов. Гиалиновый хрящ очень плотный и гладкий, образует суставную поверхность, обеспечивающую движение сустава.

Эластический хрящ состоит из коллагеновых и эластических волокон. Из эластического хряща построены ушные раковины, некоторые мелкие хрящи гортани, надгортанник.

Волокнистый хрящ содержит большое количество коллагеновых волокон, из него образованы фиброзные кольца межпозвоночных дисков, суставные диски и мениски.

Костная ткань построена из костных клеток и межклеточного вещества, содержащего минеральные соли и соединительнотканные волокна. Кость должна быть плотной и твердой. Такое состояние кости обеспечивается сочетанием костных клеток, ориентацией волокон и распределением солей.

Различают органические и неорганические вещества, располагающиеся в кости.

Органические вещества получили название оссеины («ос» – кость). Неорганическими веществами кости являются соли кальция, фосфора, магния и других химических веществ. Сочетание органических и неорганических веществ обеспечивает плотность и эластичность кости. В детском возрасте в костях преобладают органические вещества, поэтому у детей реже встречаются переломы. С возрастом неорганические химические вещества выщелачиваются, кости становятся хрупкими, ломкими.

Клетками костной ткани являются остеоциты, остеобласты, остеокласты. Остеоциты – это зрелые клетки костной ткани, не подлежащие делению. Остеобласты – это молодые клетки, формирующиеся нз клеток надкостницы. Остеокласты – это крупные многоядерные клетки, принимающие участие в обызвествлении кости в старческом возрасте.

Костная ткань имеет различное строение и располагается в плоских и трубчатых костях. Плоские кости – это кости черепа, лопатки, ребра, кости грудины и таза. Трубчатые кости (рис. 7) – это кости верхних и нижних конечностей. Плоские кости образованы костными пластинками, состоящими из минерализованного межклеточного вещества и коллагеновых волокон. В плоских костях сосредоточено губчатое вещество. В трубчатых костях выделяют эпифиз и диафиз. В эпифизарных («эпифиз» – крайняя часть) частях трубчатой кости губчатое вещество состоит из отдельных пластинок, в которых зарождаются красные кровяные тельца. В средней части («диафиз») трубчатой кости развиваются белые кровяные тельца. Таким образом, костная ткань выполняет не только функцию опорно-двигательного аппарата, но и кроветворения.

Рис. 7. Строение трубчатой кости: 1 – надкостница; 2 – компактное вещество кости; 3 – слой наружных окружающих пластинок; 4 – остеоны; 5 – слой внутренних окружающих пластинок; 6 – костномозговая полость; 7 – костные перекладины губчатой кости.

Мышечная ткань представляет собой группу тканей, различных по происхождению и структуре, но имеющих общие качества сокращаться и расслабляться. По своей структуре различают поперечнополосатую и гладкую мышечную ткань. Поперечнополосатая мускулатура (рис. 8), прикрепляющаяся к скелету и выполняющая отдельные двигательные акты, называется скелетной, в отличие от сердечной мышцы, постоянно сокращающейся.

Рис. 8. Исчерченная (поперечнополосатая, скелетная) мышечная ткань: 1 – мышечное волокно; 2 – сарколемма; 3 – миофибриллы; 4 – ядра.

Поперечнополосатая, скелетная мускулатура образована мышечными волокнами, содержащими миофибриллы, проводящие нервный импульс, и белковые диски, располагающиеся поперек клетки. Белковые структуры, окрашенные серебром, под микроскопом выглядят черными дисками со светлыми промежутками. Такое строение мышечной ткани обеспечивает возможность ее растяжения. Отдельные мышечные волокна объединены в группы, имеют свою волокнистую оболочку и прикрепляются к костям скелета. Важным свойством скелетной мышцы является ее свойство сокращаться. Сокращение возможно благодаря тому, что белковые структуры – диски – отстоят друг от друга на определенном расстоянии. Они то сближаются, то растягиваются, что обуславливает возможность движения. Деятельность поперечнополосатой мускулатуры подчинена воле человека и зависит от наших желаний. Скелетные мышцы сокращаются быстро и проводят возбуждение с большой скоростью.

Источником развития поперечно-полосатой (скелетной) мускулатуры являются клетки миотомов сомитов. На ранних стадиях развития зародыша из мезодермы миотомов одноядерные веретенообразные клетки – миобласты. Быстро размножаясь, миобласты в соответствующих местах образуют закладки будущих мышц. Быстрое деление ядер приводит к утрате миобластами клеточного строения, и они превращаются в крупные многоядерные комплексы – мышечные волокна. В формирующихся мышечных волокнах увеличивается количество миофибрилл, появляется поперечная исчерченность. Во второй половине внутриутробного развития и в постнатальном онтогенезе мышечные волокна растут в длину и в толщину путем увеличения числа содержащихся в них фибрилл. Вместе с ростом и дифференцировкой мышечных волокон происходит слияние их с клетками-сателлитами, располагающимися под сарколеммой мышечных волокон и являющимися источником новых волокон. Клетки-сателлиты способны делиться и давать начало миобластам после мышечной травмы.

Сердечная поперечнополосатая мышечная ткань образована плотно прилежащими друг к другу мышечными клетками – кардиомиоцитами. В сердечной мышце различают типические и атипические волокна. Основная масса сердечной мышцы представлена типическими для сердца волокнами, которые обеспечивают сокращение отделов сердца. Их основная функции – сократимость. С деятельностью атипических волокон связано возникновение и проведение возбуждения от предсердий к желудочкам. Волокна атипической мускулатуры отличаются от сократительной мускулатуры: как по строению, так и по физиологическим свойствам. В них слабее выражена поперечная исчерченность, зато она лучше проводит возбуждение по сердцу, в связи с чем ее называют проводящей системой сердца. Скопление клеток атипической мускулатуры называют узлами. Один из таких узлов расположен в правом предсердии, вблизи места впадения (синуса) верхней полой вены. Это синусно-предсердный узел. В этом узле у здорового человека возникают импульсы возбуждения, определяющие ритм сокращений сердца. Второй узел расположен на границе между правым предсердием и желудочками в перегородке сердца – предсердно-желудочковый (атриовентрикулярный узел). С этого места возбуждение распространяется на желудочки. Из предсердно-желудочкового узла возбуждение распространяется по предсердно-желудочковому пучку (пучок Гисса) волокон проводящей системы, располагающегося в перегородке между желудочками. Ствол предсердно-желудочкового пучка разделяется на две ножки, одна из них направляется в правый желудочек, другая – в левый. Возбужденне с атипической мускулатуры передается волокнам сократительной мускулатуры сердца с помощью волокон, относящихся к атипической мускулатуре. В отличие от скелетной мускулатуры, сердечная мышца сокращается автоматически, подчиняясь ритму проводящей системы сердца от сердечного вегетативного узла. Кардиомиоциты образуют в функциональном и структурном отношении целостную сократительную систему. Между кардиомиоцитами располагаются вставочные диски, прочно соединяющие между собой мышечные клетки и обеспечивающие быстрое прохождение нервных импульсов, что дает возможность всем сердечным миоцитам сокращаться одновременно. С помощью вставочных дисков обеспечиваются не только структурные, но и функциональные объединения кардиомиоцитов в целостную сердечную мышцу – миокард.

Гладкая мышечная ткань выстилает оболочку всех внутренних органов, кровеносных и лимфатических сосудов. Строение гладкой мышечной ткани представлено клетками – миоцитами. Своеобразием строения является веретенообразной формы клетки небольшой длины и толщены, палочковидное ядро которых располагается в центре клетки, а ближе к полюсам располагаются митохондрии, аппарат Гольджи и другие включения. Гладкие мышцы не имеют поперечнополосатой исчерченности, сокращаются они помимо усилий воли, их функции находятся под контролем автономной (вегетативной) части нервной системы. Гладкие мышцы объединяются в пучки, в образовании которых участвуют коллагеновые и эластические волокна.

Нервная ткань является основным структурным элементом нервной системы и состоит из нервных клеток (нейроцитов или нейронов) и связанных с ними клеток глии, обеспечивающих их питание и защиту. Нейроны способны воспринимать раздражение, перерабатывать, хранить и проводить импульс к другой клетке (нервной или мышечной).

Особенности нервных клеток состоят в том, что каждая из них имеет короткие (воспринимающие) и длинные (передающие) отростки. Нейроны имеют разную форму и располагаются в центральной нервной системе – головном и спинном мозге. В теле клетки находятся ядро и ядрышко, а также мембранные органеллы (эндоплазматическая сеть, рибосомы, митохондрии, комплекс Гольджи, лизосомы) и немембранные органеллы (микротрубочки и другие включения). Для нейронов характерно наличие специальных включений хроматофилъного вещества (субстанция Ниссля) и нейрофибрилл. Хроматофилъное вещество состоит из скопления зернистой эндоплазматической сети, присутствие которых свидетельствует о высоком уровне синтеза белка Нейрофибриллы представляют собой пучки микротрубочек и нейрофиламентов, участвующих в транспорте различных веществ. Нейрофибриллы переносят импульс от одной клетки к другой по длинному отростку (аксону).

Короткие, ветвистые отростки нервных клеток называются дендритами. По ним приходит импульс от других нервных клеток. У нервной клетки один длинный отросток – аксон, по которому идет переработанный импульс от одной клетки к другой (рис. 9).

Аксон заканчивается разветвлением – метелочкой, соединяющейся с дендритами другой клетки. Место соединения клеток называется «синапс». Здесь происходит химическая и электрическая передача импульса. Отростки нервных клеток, покрытых оболочками, называются нервным волокном. Нервные волокна, покрытые миелином (жироподобным веществом), называются мякотными; волокна, не имеющие в своей оболочке миелина, называются безмякотными. Аксон, связывающий нервную систему со скелетной мускулатурой, состоит из осевого цилиндра, заполненного нейрофибриллами, покрыт двумя оболочками: миелиновой и нейролеммой. Миелин – жировое вещество, обеспечивает ускорение прохождения нервного импульса. Через нейролемму проходят питательные вещества к нервному волокну. Безмякотные волокна, покрытые неврилеммой, переносят импульс к внутренним органам.

Все нервные волокна подразделяются на две группы: 1) эфферентная (центробежная или двигательная) проводит возбуждение из центральной нервной системы к работающим органам; 2) афферентная (центростремительная или чувствительная) проводит возбуждение с разных участков нашего тела и от разных органов в центральную нервную систему. Оба вида нервных волокон часто идут в одном стволе, поэтому большинство наших нервов являются смешанными. Окончания эфферентных нервных волокон являются концевыми аппаратами нейронов в органах и тканях (мотонейроны в мышечной ткани), при участии которых нервный импульс передается тканям рабочих органов.

Рис. 9. Нервные клетки: А. 1 – нервное окончание; 2 – дендриты; 3 – аксон; 4 – тело нейрона; Б. 1 – нервное окончание; 2 – дендриты; 3 – аксон; 4 – тело нейрона.

Совокупность нейронов, по которым осуществляется передача нервного импульса, формирует рефлекторную дугу. Рефлекторная дуга представляет собой цепь нейронов, соединенных между собой синапсами. Первый нейрон – чувствительный и последний – двигательный. Между ними находится один или несколько вставочных нейронов (ассоциативных). Синапс передает возбуждение только в одном направлении.

Необходимо подчеркнуть, что нервное волокно обладает особыми свойствами: возбудимостью и проводимостью. Для проведения возбуждения необходима анатомическая целостность нервного волокна. При его повреждении (на уровне клетки или на протяжении всего волокна), нарушаются возбудимость и проводимость нервного импульса.

Проведение возбуждения по нерву подчиняется двум основным законам:

1. Закон двухстороннего проведения. Нервное волокно обладает способностью проводить возбуждение по двум направлениям: центростремительном и центробежном.

2. Закон изолированного проведения. Периферический нерв состоит из большого количества отдельных нервных волокон, которые идут в одном и том же нервном стволе. В нервном стволе могут одновременно проходить самые разнообразные центростремительные и центробежные волокна. Однако возбуждение, которое передается по одному нервному волокну, не передается на соседние волокна. Благодаря такому изолированному проведению возбуждения по нервному волокну возможны отдельные весьма тонкие движения человека (музыканта, хирурга и т. п.). Если бы возбуждение могло переходить с одного волокна на другое, стали бы невозможным отдельные мышечные сокращения, каждое возбуждение сопровождалось бы сокращением самых разнообразных мышц.

2.3. Органы и системы

Различные ткани, сочетаясь между собой, образуют органы, системы и аппараты органов. Орган – это часть тела, занимающий определенное положение в организме, имеющий свойственные ему форму и конструкцию, выполняющий присущую ему функцию. В образовании каждого органа принимают участие все ткани, но одна из них является ведущей.

Органы, имеющие общее происхождение, единый план строения, выполняющие общую функцию, образуют систему органов. Выделяют пищеварительную, дыхательную, выделительную, моче-половую, сердечно-сосудистую, нервную системы.

В теле человека выделяют так же аппараты (системы) органов, в каждом из которых органы объединены единой общей функцией, но могут иметь разное происхождение и строение. Например, опорно-двигательный аппарат, образованный костной и мышечной тканью, имеющие различное происхождение и разное строение, выполняющие общую функцию опоры и движения. То же можно сказать и о моче-половой и эндокринной системах, включающих в определенные аппараты различные по расположению органы и системы. Системы и аппараты органов образуют человеческий организм.

1. Назовите функции клеток.

2. Расскажите о структуре клетки.

3. Из каких элементов состоит ядро клетки и включения в клетку?

4. Какие виды соединения клеток вы знаете? Что такое синапс?

5. Что такое мейоз и его циклы?

6. Что такое митоз и его особенности?

7. Что такое хромосомы и их значение.

8. Что значит клеточный цикл?

9. Какие особенности структуры мужской и женской половой клетки?

10. Дайте определение понятия «клетка».

11. Перечислите структуры клетки и их значение.

12. Какие виды тканей вы знаете?

13. Что такое «эпителиальная ткань»? Дайте характеристику эпителиальной ткани. В каких органах встречается эпителиальная ткань?

14. Что такое «соединительная ткань»? Какие функции выполняет соединительная ткань? Какие формы соединительной ткани вы знаете? Дайте каждой из них морфологическую и функциональную характеристику.

15. Перечислите виды мышечной ткани и их значения. Дайте морфологическую и функциональную характеристику различных форм мышечной ткани. Как устроена иннервация сердечной мышцы?

16. Как устроена нервная клетка? Назовите ее части и выполняемые функции.

17. Дайте определение рефлекторной дуги. Из каких структур она состоит и их значение?

18. Что представляет собой миелин. Его значение.

19. Что обозначает понятие «нервное волокно»?

Глава 3. Опорно-двигательный аппарат

Опорно-двигательный аппарат состоит из костей (ост) и мышц (мио) – костно-мышечная система. Кости составляют опору человека (животного), мышцы выполняют определенную двигательную функцию, т. е. обеспечивают перемещение человека в пространстве, выполняют трудовую деятельность. Скелет служит опорой и защитой всего тела и отдельных органов и, вместе с тем, его отдельные части (кости) являются рычагами для выполнения определенных двигательных актов. Скелет выполняет не только функцию опоры, но и участвует в обмене веществ и поддерживает на определенном уровне минеральный состав крови. Внутри костей располагается костный мозг, дающий начало клеткам крови и иммунной системы. Кроме того, кости определяют направление хода сосудов, нервов, а также определяют форму тела и его размеры. Большинство мышц прикрепляются к костям скелета, обеспечивая его движение и совершая работу. Многие мышцы прикрывают и защищают внутренние органы.

3.1. Костная система. Скелет

Скелет у взрослого человека состоит из большого количества костей (206) – длинных и коротких, трубчатых и плоских, парных и непарных (рис. 10).

Длинные трубчатые кости находятся в составе верхних и нижних конечностей, короткие трубчатые кости составляют кисти и стопы. Плоские кости образуют стенки полостей, в которых находятся внутренние органы. К ним относятся: кости черепа, тазовые кости, лопатки, ребра, грудина. Смешанные кости (позвонки) имеют различную форму.

Рис. 10. Скелет человека (вид спереди): 1 – череп; 2 – позвоночный столб; 3 – ключица; 4 – ребро; 5 – грудина; 6 – плечевая кость; 7 – лучевая кость; 8 – локтевая кость; 9 – кости запястья; 10 – пястные кости; 11 – фаланги пальцев кисти; 12 – подвздошная кость; 13 – крестец; 14 – лобковая кость; 15 – седалищная кость; 16 – бедренная кость; 17 – надколенник; 18 – большеберцовая кость; 19 – малоберцовая кость; 20 – кости предплюсны; 21 – плюсневые кости; 22 – фаланги пальцев стопы.

Каждая кость состоит из большого количества различных тканей, но преимущественно из костной ткани, являющейся разновидностью соединительной ткани. Сама костная ткань состоит из органических (костные клетки, коллагеновые волокна), неорганических соединений (соли фосфора и кальция) и других химических веществ. Твердость кости обеспечивают минеральные соли, а эластичность кости зависит от органических веществ. Эти качества придают кости необычайную твердость и упругость.

В детском возрасте кости более эластичные, упругие, в них больше органических веществ, чем неорганических, в связи с чем они легко деформируются, искривляются при неправильном положении во время сидения за партой или подъема тяжестей. У детей реже наблюдаются переломы костей при травмах. С возрастом органические вещества выщелачиваются, кости становятся более хрупкими и чаще подвергаются травме с переломами.

В структуре костей выделяют 1) компактное вещество, образующее среднюю часть кости (диафиз), обеспечивающее плотность и опору, и 2) губчатое вещество, располагающееся в концевых частях длинных трубчатых костей (эпифиз) и заполняющее полностью короткие трубчатые и плоские кости. Губчатая кость имеет определенное строение и состоит из отдельных пластинок, пересекающихся между собой. Полости между перекладинами (ячейки) заполнены красным костным мозгом (место зарождения эритроцитов). В полости длинных трубчатых костей располагается желтый костный мозг, место образования лейкоцитов. В некоторых костях с возрастом кости расслаиваются, образуются полости, заполненные воздухом. К ним относится Гайморова полость (пазуха) в скуловой кости лицевой части черепа, лобная пазуха в лобной кости (кости черепа), основная пазуха в основной кости (кости основания черепа), кости сосцевидного отростка. Вся костная поверхность покрыта надкостницей (периост), богатой кровеносными сосудами, питающими кость.