Опорно-двигательный аппарат человека,его строение, функции и развитие в онтогенезе.Строение кости

Министерство образования  и науки Российской Федерации

Федеральное государственное  автономное  образовательное учреждение

 высшего профессионального  образования

 «Российский государственный  профессионально-педагогический университет»  филиал в г. Первоуральске

 

 

 

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по  дисциплине: «Возрастная физиология и психофизиология».

на тему: 

«Опорно-двигательный аппарат человека, его строение, функции и

развитие в онтогенезе. Строение кости».

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил студент

№ группы

Мосин. Д. В.

Проверил преподаватель

(Ф. И. О.)

 

 

 

 

 

 

Первоуральск

2013

Содержание

Введение 3

1. Опорно-двигательный аппарат человека, его строение, функции и развитие в онтогенезе. 4

1.1. Пассивный двигательный аппарат. 4

1.2. Активный двигательный аппарат 5

2.       Развитие опорно-двигательного аппарата в онтогенезе……………..6

2.1. Скелет и его возрастные особенности 7

2.2. Развитие мышечной системы 9

3. Строение костей 10

3.1. Классификация костей 12

3.2. Развитие и рост костей 13

3.3. Возрастные изменения костей 14

Заключение 17

    Список литературы  …………………………………………………………...18           

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

В данном реферате рассматривается строение и функции опорно-двигательного аппарата.

К опорно-двигательному аппарату относятся скелет и мышцы, объединенные в единую костно-мышечную систему. С  помощью опорно-двигательного аппарата осуществляется одна из важнейших функций  организма – движение. Движение – основное внешнее проявление деятельности организма и вместе с тем необходимый  фактор его развития. В условиях ограничения движений резко замедляется  как физическое, так и психическое  развитие. Двигательная активность играет также важнейшую роль в обменных процессах, положительно влияет на работу всех внутренних органов. Знание возрастных особенностей органов движения и  условий, способствующих их нормальному  развитию, необходимо для разработки эффективных средств и методов  физического воспитания, организации  режима дня.

 

Знание дисциплины «возрастная  физиология и психофизиология» необходимо при изучении педагогики и воспитания, так как психофизиологические особенности  человека неразрывно связаны с восприятием  им необходимой информации, а прежде всего со становлением личности в  целом.

 

 

 

 

 

 

1. ОПОРНО-ДВИГАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ ЧЕЛОВЕКА, ЕГО СТРОЕНИЕ, ФУНКЦИИ И РАЗВИТИЕ В ОНТОГЕНЕЗЕ.

 

Опорно-двигательный аппарат — комплекс структур, образующих каркас, придающий форму организму, дающий ему опору, обеспечивающий защиту внутренних органов и возможность передвижения в пространстве. Двигательный аппарат человека — это самодвижущийся механизм, состоящий из 600 мышц, 200 костей, нескольких сотен сухожилий. Составными частями опорно-двигательной системы являются кости, сухожилия, мышцы, апоневрозы, суставы и другие органы, биомеханика которых обеспечивает эффективность движений человека.

    Общие функции двигательного аппарата

• опорная — фиксация мышц и внутренних органов;
• защитная — защита жизненно важных органов (головной мозг и спинной мозг, сердце и др.);
• двигательная — обеспечение простых движений, двигательных действий (осанка, локомоции, манипуляции) и двигательной деятельности;
• рессорная — смягчение толчков и сотрясений;
• участие в обеспечении жизненно важных процессов, такие как минеральный обмен, кровообращение, кроветворение и другие.

Опорно-двигательный аппарат  человека включает пассивный двигательный аппарат - костную систему (скелет) и активный двигательный аппарат - систему скелетных мышц.

 

1. Пассивный двигательный аппарат

Эта часть двигательного  аппарата представлена скелетом. Скелет (от греч. skeleton -высушенный) - это совокупность костей и их соединений. Скелет человека состоит примерно 205 - 210 костей. Масса скелета взрослого человека составляет 1/7 - 1/5 массы тела.

Функции скелета

Скелет выполняет ряд  важных функций:

Механическая функция  опорная (опора для внутренних органов, мышц и тела в целом); защитная (предохранение внутренних органов от внешних механических воздействий); двигательная (благодаря подвижности соединений между костями); амортизационная (смягчение резких движений, толчков, ударов);

Биологическая функция кроветворная (в костях находится орган кроветворения – красный костный мозг); депо минеральных солей (при недостатке минеральных солей в других органах и крови они поступают из поддержание формы тела.

2. Активный двигательный аппарат

Движение является одним  из признаков и непременным условием жизни. Движение обеспечивается работой  мышц, которые могут быть образованы поперечно - полосатой скелетной, гладкой и сердечной мышечной тканью. Гладкая мышечная ткань образует мускулатуру внутренних органов, сердечная - мышцу сердца. Поперечно-полосатая скелетная мышечная ткань образует, скелетные мышцы и в образует некоторые внутренние органы, например, язык, верхнюю треть стенки пищевода и др.).

Скелетные мышцы входят в аппарат движения, они являются его активной частью.

Функции скелетных  мышц:

• обеспечивают движение тела в целом и отдельных его частей относительно друг друга;
• поддерживают позу;
• способствуют крово- и лимфообращению;
• обеспечивают специфические движения: дыхательные движения, жевание, глотание, мимику, артикуляцию звуков;
• оказывают влияние на форму и развитие костей;
• преобразуют химическую энергию в тепловую, являясь органами теплопродукции в организме;
• накапливают запасное энергетическое вещество - животный крахмал  гликоген.

Скелетная мускулатура человека по сравнению с животными претерпела глубокие изменения в связи с  прямохождением, способностью к труду и членораздельной речью.

Масса скелетных мышц взрослого мужчины равна в среднем 42%, женщин - 36% массы тела и насчитывает около 400 мышц.

 

2. развитие опорно-двигательного аппарата в онтогенезе

 

1. Скелет и его возрастные особенности

 

Закладка скелета происходит на 3-й неделе эмбрионального развития: первоначально как соединительнотканное образование, а в середине 2-го месяца развития происходит замещение ее хрящевой, после чего начинается постепенное  разрушение хряща и образование  вместо него костной ткани. Окостенение  скелета не завершается к моменту  рождения, поэтому у новорожденного ребенка в скелете содержится много хрящевой ткани.

За период роста в костях ребенка количество воды сокращается, а количество минеральных веществ  увеличивается. Содержание органических веществ при этом уменьшается. Развитие скелета у мужчин заканчивается к 20-24 годам. При этом прекращается рост костей в длину, а их хрящевые части заменяются костной тканью. Развитие скелета у женщин заканчивается к 18-21 году.

Позвоночный столб. Рост позвоночного столба наиболее интенсивно происходит в первые 2 года жизни. В течение первых полутора лет жизни рост различных отделов позвоночника относительно равномерен. Начиная с 1,5 до 3 лет замедляется рост шейных и верхнегрудных позвонков и быстрее начинает увеличиваться рост поясничного отдела, что характерно для всего периода роста позвоночника. Усиление темпов роста позвоночника отмечается в 7-9 лет и в период полового созревания, после завершения которого прибавка в росте позвоночника очень невелика.

Структура тканей позвоночного столба существенно изменяется с  возрастом. Окостенение, начинающееся еще во внутриутробном периоде, продолжается в течение всего детского возраста. До 14 лет окостеневают только средние  части позвонков. В период полового созревания появляются новые точки  окостенения в виде пластинок, которые  сливаются с телом позвонка после 20 лет. Процесс окостенения отдельных  позвонков завершается с окончанием ростовых процессов – к 21-23 годам.

Грудная клетка. Форма грудной клетки существенно изменяется с возрастом. В грудном возрасте она как бы сжата с боков, ее переднезадний размер больше поперечного (коническая форма). У взрослого же преобладает поперечный размер. На протяжении первого года жизни постепенно уменьшается угол ребер по отношению к позвоночнику. Соответственно изменению грудной клетки увеличивается объем легких. Изменение положения ребер способствует увеличению движений грудной клетки и позволяет эффективнее осуществлять дыхательные движения. Коническая форма грудной клетки сохраняется до 3-4 лет. К 6 годам устанавливаются свойственные взрослому относительные величины верхней и нижней части грудной клетки, резко увеличивается наклон ребер. К 12-13 годам грудная клетка приобретает ту же форму, что у взрослого. На форму грудной клетки влияют физические упражнения и посадка.

Скелет конечностей. Ключицы относятся к стабильным костям, мало изменяющимся в онтогенезе. Лопатки окостеневают в постнатальном онтогенезе после 16-18 лет. Окостенение свободных конечностей начинается с раннего детства и заканчивается в 18-20 лет, а иногда и позже.

Кости запястья у новорожденного только намечаются и становятся ясно видимыми к 7 годам. С 10-12 лет появляются половые отличия процессов окостенения. У мальчиков они опаздывают на 1 год. Окостенение фаланг пальцев  завершается к 11 годам, а запястья в 12 лет. Умеренные и доступные  движения способствуют развитию кисти. Игра на музыкальных инструментах с  раннего возраста задерживает процесс  окостенения фаланг пальцев, что  приводит к их удлинению («пальцы  музыканта»).

В подростковом возрасте происходит постепенное срастание крестцовых позвонков в единую кость –  крестец. После 9 лет отмечаются различия в форме таза у мальчиков и  девочек: у мальчиков таз более  высокий и узкий, чем у девочек.

Стопа человека образует свод, который опирается на пяточную кость  и на передние концы костей плюсны. Свод действует как пружина, смягчая  толчки тела при ходьбе. У новорожденного ребенка сводчатость стопы не выражена, она формируется позже, когда ребенок начинает ходить.

Череп. У новорожденного черепные кости соединены друг с другом мягкой соединительнотканной перепонкой. Это – роднички. Роднички располагаются по углам обеих теменных костей; различают непарные лобный и затылочный и парные передние боковые и задние боковые роднички. Благодаря родничкам кости крыши черепа могут заходить своими краями друг на друга. Это имеет большое значение при прохождении головки плода по родовым путям. Малые роднички зарастают к 2-3 месяцам, а наибольший – лобный – легко прощупывается и зарастает лишь к полутора годам. У детей в раннем возрасте мозговая часть черепа более развита, чем лицевая. Наиболее сильно кости черепа растут в течение первого года жизни. С возрастом, особенно с 13-14 лет, лицевой отдел растет более энергично и начинает преобладать над мозговым. У новорожденного объем мозгового отдела черепа в 6 раз больше лицевого, а у взрослого в 2-2,5 раза.

Рост головы наблюдается  на всех этапах развития ребенка, наиболее интенсивно он происходит в период полового созревания. С возрастом  существенно изменяется соотношение  между высотой головы и ростом. Это соотношение используется как  один из нормативных показателей, характеризующих  возраст ребенка.

 

2. Развитие мышечной системы

 

Развитие мускулатуры  начинается на 3-й неделе. Начало почти  всем поперечно - полосатым мышцам дают миотомы. У 4-х недельного эмбриона миотомы состоят из одноядерных округлых клеток, позднее – из веретенообразных клеток, миобластов. Они интенсивно размножаются и мигрируют в прилегающие области, в том числе в зачатки конечностей. В возрасте 5-ти недель в миобластах начинается синтез мышечных белков – миозина, актина и др., из которых образуются сократительные нити – миофиламенты.

На 5-10-й неделе образуются многоядерные миотрубки. В них усиливается формирование миофиламентов, а затем и миофибрилл. В дальнейшем (20 недель) миотрубки превращаются в мышечные волокна. Миофибриллы заполняют их внутреннее пространство, а ядра оттесняются под сарколемму. Сокращение регистрируется после формирования миофибрилл (5 неделя) и отчетливо проявляются на 10-15 неделях. Сокращение мышц в данный период способствует правильному формированию скелета. Двигательная активность плода проявляется либо в кратковременных толчках, либо в мощных разгибательных движениях, вовлекающих в работу все группы мышц.

Наиболее интенсивный  рост мышц происходит в 1-2 года. В процессе развития ребенка отдельные мышечные группы растут неравномерно. У грудных  детей, прежде всего, развиваются мышцы  живота, позднее – жевательные. К  концу первого года жизни в  связи с ползанием и началом  ходьбы заметно растут мышцы спины  и конечностей. За весь период роста  ребенка масса мускулатуры увеличивается  в 35 раз. В период полового созревания (12-16 лет) наряду с удлинением трубчатых  костей удлиняются и сухожилия мышц. Мышцы в это время становятся длинными и тонкими, и подростки  выглядят длинноногими и длиннорукими. В 15-18 лет продолжается дальнейший рост поперечника мышц. Развитие мышц продолжается до 25-30 лет. Мышцы ребенка бледнее, нежнее и более эластичны, чем  мышцы взрослого человека.

 

3. СТРОЕНИЕ КОСТЕЙ

Каждая кость как орган  состоит из всех видов тканей, однако главное место занимает костная  ткань, являющаяся разновидностью соединительной ткани.

Химический состав костей сложный. Кость состоит из органических и неорганических веществ. Неорганические вещества составляют 65% — 70% сухой массы кости и представлены главным образом солями фосфора и кальция. В малых количествах кость содержит более 30 других различных элементов. Органические вещества, получившие название оссеин, составляют 30—35% сухой массы кости. Это костные клетки, коллагеновые волокна. Эластичность, упругость кости зависит от ее органических веществ, а твердость — от минеральных солей. Сочетание неорганических и органических веществ в живой кости придает ей необычайные крепость и упругость. По твердости и упругости кость можно сравнить с медью, бронзой, чугуном. В молодом возрасте, у детей кости более эластичные, упругие, в них больше органических веществ и меньше неорганических. У пожилых, старых людей в костях преобладают неорганические вещества. Кости становятся более ломкими.

У каждой кости выделяют плотное (компактное) и губчатое вещество. Распределение компактного и губчатого вещества зависит от места в организме и функции костей.

Компактное вещество находится в тех костях и в тех их частях, которые выполняют функции опоры и движения, например в диафизах трубчатых костей.

Губчатое вещество находится также в коротких (губчатых) и плоских костях. Костные пластинки образуют в них неодинаковой толщины перекладины (балки), пересекающиеся между собой в различных направлениях. Полости между перекладинами (ячейки) заполнены красным костным мозгом. В трубчатых костях костный мозг находится в канале кости, называемом костномозговой полостью. У взрослого человека различают красный и желтый костный мозг. Красный костный мозг заполняет губчатое вещество плоских костей и эпифизов трубчатых костей. Желтый костный мозг (ожиревший) находится в диафизах трубчатых костей.

Вся кость, за исключением  суставных поверхностей, покрыта надкостницей, или периостом.

 

1. Классификация костей

Различают кости трубчатые (длинные и короткие), губчатые, плоские, смешанные и воздухоносные. в отделах скелета, где совершаются движения с большим размахом (например, у конечностей). У трубчатой кости различают ее удлиненную часть (цилиндрическую или трехгранную среднюю часть) — тело кости, или диафиз, и утолщенные концы — эпифизы. На эпифизах располагаются суставные поверхности, покрытые суставным хрящом, служащие для соединения с соседними костями. Участок кости, расположенный между диафизом и эпифизом, называется метафизом. Среди трубчатых костей выделяют длинные трубчатые кости (например, плечевая, бедренная, кости предплечья и голени) и короткие (кости пясти, плюсны, фаланги пальцев). Диафизы построены из компактной, эпифизы — из губчатой кости, покрытой тонким слоем компактной.

Губчатые (короткие) кости состоят из губчатого вещества, покрытого тонким слоем компактного вещества. Губчатые кости имеют форму неправильного куба или многогранника. Такие кости располагаются в местах, где большая нагрузка сочетается с большой подвижностью. Плоские кости участвуют в образовании полостей, поясов конечностей, выполняют функцию защиты (кости крыши черепа, грудина, ребра). К их поверхности прикрепляются мышцы.

 

Смешанные кости имеют сложную форму. Они состоят нескольких частей, имеющих различное строение. Например, позвонки, кости из основания черепа.

Воздухоносные кости имеют в своем теле полость, выстланную слизистой оболочкой и заполненную воздухом. Например, лобная, клиновидная, решетчатая кость, верхняя челюсть.

 

2. Развитие и рост костей

В онтогенезе человека большинство  костей скелета последовательно  проходит три стадии в своем развитии. Это перепончатая, хрящевая и костная стадии. Минуют хрящевую стадию так называемые покровные кости (кости свода черепа, лица, ключица).

Вначале в эмбриональной  соединительной ткани (мезенхиме) перепончатого  скелета на второй неделе развития появляются хрящевые зачатки будущих  костей (хрящевая стадия развития скелета). Затем, начиная с 8-й недели внутриутробной жизни, хрящевая ткань на месте будущих костей начинает замещаться костной тканью. Первые костные клетки, точки окостенения появляются в диафизах трубчатых костей. Образование костной ткани на месте хрящевых моделей костей может происходить тремя способами. Это перихондральное, периостальное и энхондральное окостенение. Периостапъное окостенение (образование кости) наблюдается тогда, когда сформировавшаяся надкостница продуцирует молодые костные клетки, Энхондральное окостенение имеет место, когда костная ткань образуется внутри хряща. В хрящ из надкостницы прорастают кровеносные сосуды и соединительная ткань. Хрящ в этих местах начинает разрушаться. Часть клеток проросшей в хрящ соединительной ткани превращается в остео-генные клетки, которые разрастаются в виде тяжей, формирующих в глубине кости ее губчатое вещество.

Диафизы трубчатых костей окостеневают во внутриутробном периоде. Появившиеся в них точки окостенения; называют первичными. Эпифизы трубчатых  костей начинают окостеневать или перед  самым рождением, или уже во внеутробном периоде жизни человека. Такие точки, образовавшиеся в хрящевых эпифизах, получили название вторичных точек окостенения. Костное вещество эпифизов образуется энхондральным, перихондральным и периостальным способами. Однако на границе эпифизов с диафизом довольно долго сохраняется хрящевая пластинка , которая замещается костной тканью в 16—24 года, и эпифизы срастаются с диафизами. За счет эпифизарной пластинки трубчатые кости растут в длину. После замещения этих пластинок костной тканью рост костей в длину прекращается.

 

3. Возрастные изменения костей

Костная ткань динамична, она обладает способностью постоянно обновляться, и на протяжении всей жизни человека в ней меняется количественное и качественное соотношение между органическими и неорганическими веществами. Причем для каждого периода жизни характерны свои соотношения (по ним, в частности, и определяется возраст).

У годовалого ребенка в  костной ткани органические вещества преобладают над неорганическими, что в значительной степени определяет мягкость, эластичность его костей. Ведь именно органические вещества да еще вода, обеспечивают кости растяжимость, эластичность. Вспомните школьный опыт: в сосуд с соляной кислотой кладут кусочек кости, и через некоторое время она становится мягкой настолько, что ее даже можно завязать узлом. А происходит это потому, что под действием соляной кислоты растворяются почти все минеральные вещества, а органические остаются.

По мере того, как человек  взрослеет, в костной ткани увеличивается  процент неорганических веществ, и растущие кости обретают все большую твердость. От 1 до 7 лет рост костей ускоряется в длину за счет эпифизарных хрящей, расположенных между телом кости и ее головкой, и в толщину — благодаря аппозиционному утолщению компактного костного вещества в связи с костеобразующей функцией надкостницы. После 11 лет вновь кости скелета начинают быстро расти , формируются костные отростки(апофизы), костномозговые полости приобретают окончательную форму. Когда рост заканчивается—а происходит это примерно к 20—25 года,— хрящи полностью замещаются костной тканью. Рост кости в толщину происходит путем наложения новых масс костного вещества со стороны надкостницы.

В костной ткани продолжают протекать взаимосвязанные процессы созидания и разрушения. Одни остеоны  под влиянием крупных многоядерных клеток—остеокластов разрушаются, образуя полости, называемые резорбционными лакунами. Параллельно другие клетки—остеобласты «возводят» новые остеоны. О том, насколько велика скорость обновления костного вещества, говорят хотя бы такие цифры. В эксперименте было установлено, что в течение 50 дней обновляется примерно 29 процентов всего неорганического минерального состава кости в эпифизах (расширенных концевых участках длинных костей) и до 7 процентов в диафизах (средних участках длинных костей). Четко отлаженные, сбалансированные процессы перестройки обеспечивают постоянное обновление костной ткани, предотвращают изнашивание кости. Однако так продолжается до определенного возраста.

Когда человек перешагивает сорокалетний рубеж, в костной ткани  начинаются так называемые инволютивные процессы, то есть разрушение остеонов идет более интенсивно, чем их созидание. Эти процессы в дальнейшем способны привести к развитию остеопороза, при котором костные перекладины губчатого вещества истончаются, часть их рассасывается полностью, межбалочные пространства расширяются, и в результате уменьшается количество костного вещества, плотность кости снижается.

С возрастом становится не только меньше костного вещества, но и  процент органических веществ в  костной ткани снижается. И кроме того, уменьшается содержание воды в костной ткани, она как бы высыхает. Кости становятся ломкими, хрупкими, и даже при обычных физических нагрузках в них могут появиться трещины.

Для костей пожилого человека характерны краевые костные разрастания. Обусловлены они возрастными  изменениями, которые претерпевает хрящевая ткань, покрывающая суставные  поверхности костей, а также составляющая основу межпозвоночных дисков. С возрастом  промежуточный слой хряща истончается, что неблагоприятно сказывается  на функции суставов. Как бы стремясь компенсировать эти изменения, увеличить  площадь опоры суставных поверхностей, кость разрастается. Краевые костные разрастания могут быть незначительными, но иногда достигают больших размеров.

В норме возрастные изменения  в костях развиваются очень медленно, постепенно. Признаки остеопороза обычно выявляются после 60 лет. Однако нередко  приходится наблюдать людей, у которых  в 70/75-летнем возрасте они выражены незначительно.

 

 

 

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проблема оптимизации  обучения — центральная для педагогики. Многочисленные школы и концепции  обучения отражают непрерывный поиск  и усилия, предпринимаемые педагогами и психологами в этом направлении. Однако существует чисто психофизиологический аспект решения данной проблемы. В  настоящее время управление процессом  обучения осуществляется главным образом  с учетом результатов успеваемости, на основе тестирования успешности обучения. При этом вне поля внимания остается вопрос о том, является ли выбранный  педагогом режим обучения оптимальным  с точки зрения биологических  критериев. Другими словами, учитывается ли «биологическая цена», которую ученик платит за усвоение, приобретение знаний, т.е. те энергетические затраты, которые сопровождают процесс обучения и которые могут быть оценены через изменения функционального состояния учащегося. Большинство людей достаточно осведомлены о влиянии стресса и его отрицательных последствиях. Мы хорошо знаем, что острый и хронический стресс любой этиологии не только снижает результаты производственной и учебной деятельности, но и влияет на развитие и протекание когнитивных процессов, вызывает задержку в развитии ребенка, влияет на становление его как личности, на формирование его индивидуального стиля деятельности.

Поведение человека формируется  в течение жизни на основе обучения и приобретения определенных навыков  под влиянием социальной среды, культуры и традиций общества, к которому принадлежит субъект. Вместе с тем  оно имеет и свои биологические  корни, психофизиологические механизмы, которые являются промежуточной  переменной между воздействием социума  и поведением человека.

 

СПИСОК   ЛИТЕРАТУРА

1. Анатомия, физиология, психофизиология человека: Ил. крат. слов./Под ред. А.С. Батуева. СПб.:Лань, 1999.
2. Возрастная физиология и психофизиология: учебн. справ./авт.-сост. Т.Ф. Турова, Е.А. Югова, Е.А. Шипулин, Г.П. Селиверстова. Екатеринбург: Изд-во ГОУ ВПО «Рос.гос.проф.-пед. ун-т», 2008.
3. Данилова Н.Н., Крылова А.Л. Физиология высшей нервной деятельности. М.:Учебн. лит., 2005.
4. Роль темперамента в психическом развитии. Стреляу. Я., М., 2001.