El sistema musculoesquelético del hombre
Una de las funciones más importantes del cuerpo humano es el movimiento en el espacio. Lo realiza el sistema locomotor, que consta de dos partes: activa y pasiva. Pasivo se refiere a los huesos que se conectan por medio de varios tipos de conexiones, al activo: los músculos.
El esqueleto (del griego skeletos - secado, secado) es un complejo de huesos que realizan muchas funciones: de apoyo, de protección, locomotor, de construcción de formas, que superan la gravedad. La masa total del esqueleto es de 1/7 a 1/5 del peso corporal de una persona. El esqueleto humano incluye más de 200 huesos, 33-34 huesos del esqueleto no están emparejados. Estas vértebras, el sacro, el cóccix, algunos huesos del cráneo y el esternón, el resto de los huesos están emparejados. El esqueleto se subdivide condicionalmente en dos partes: axial y adicional. El esqueleto axial incluye una columna vertebral (26 huesos), un cráneo (29 huesos), un tórax (25 huesos); a lo adicional: los huesos de las extremidades superiores (64) y inferiores (62).
Los huesos del esqueleto son palancas impulsadas por los músculos. Como resultado, las partes del cuerpo cambian de posición en relación con la otra y mueven el cuerpo en el espacio. Los huesos, los músculos, los tendones y la fascia, que son elementos de un núcleo blando o un esqueleto blando, también se unen a los huesos, lo que también contribuye a mantener los órganos cercanos a los huesos formando un esqueleto rígido. El esqueleto forma un receptáculo para los órganos, protegiéndolos de influencias externas: el cerebro está ubicado en la cavidad craneal, la médula espinal en el canal vertebral, el corazón en el tórax, los vasos grandes, los pulmones, el esófago, etc., y los órganos urogenitales en la cavidad pélvica.
Los huesos representan un complejo de sistemas espaciales inusualmente complejo y muy fuerte, lo que llevó a los arquitectos a crear "estructuras perforadas".
Los huesos soportan cargas pesadas . Por lo tanto, la tibia sostiene un peso que es 2 mil veces mayor que su peso (1650 kg), el hueso del húmero - 850 kg, la tibia - hasta 1500 kg.
Los huesos están involucrados en el metabolismo mineral, son el depósito de calcio, fósforo, etc. El hueso vivo contiene vitaminas A, Z), C, etc. La actividad vital del hueso depende de las funciones de la glándula pituitaria, las glándulas tiroides y paratiroides, las glándulas suprarrenales y las gónadas.
El esqueleto está formado por variedades de tejido conectivo: hueso y cartilaginoso, que consisten en células y sustancia intercelular densa. Los huesos y los cartílagos están estrechamente relacionados entre sí por una estructura, origen y función comunes. La mayoría de los huesos (huesos de las extremidades, bases del cráneo, vértebras) se desarrollan a partir de los cartílagos, su crecimiento es proporcionado por la proliferación (un aumento en el número de células). Se desarrolla una pequeña cantidad de huesos sin la participación del cartílago (hueso del cráneo, mandíbula inferior, clavícula). Algunos cartílagos no están asociados con el hueso y durante toda la vida de una persona no cambian (cartílago de las aurículas, las vías respiratorias). Algunos cartílagos se asocian funcionalmente al hueso (cartílago articular, meniscos).
En un embrión humano y otros animales vertebrados, el esqueleto cartilaginoso es aproximadamente el 50% del peso corporal total. Sin embargo, gradualmente el cartílago se reemplaza por un hueso, en una masa de cartílago humano adulto alcanza aproximadamente el 2% del peso corporal. Estos son cartílagos articulares, discos intervertebrales, cartílago de nariz y oído, laringe, tráquea, bronquios y costillas. Los cartílagos realizan las siguientes funciones:
- cubrir las superficies articuladas, que debido a esta alta resistencia al desgaste;
- los cartílagos articulares y los discos intervertebrales, que son objeto de aplicación de fuerzas de compresión y estiramiento, llevan a cabo su transferencia y amortización;
- el cartílago de las vías respiratorias y el oído externo forman las paredes de las cavidades. Otros músculos están unidos a otros cartílagos, ligamentos, tendones.
El cartílago contiene aproximadamente 70-80% de agua, 10-15 - sustancias orgánicas, 4-7% de sales. Alrededor del 50-70% de la materia seca del cartílago se explica por el colágeno. Dependiendo de la composición del cartílago, hay fibras hialinas, elásticas y de colágeno. Al igual que otros tipos de tejido conectivo, el tejido cartilaginoso consiste en unas pocas células (condrocitos) y una sustancia intracelular densa producida por ellos. Los cartílagos no tienen vasos sanguíneos, su nutrición se debe a la difusión de los tejidos circundantes.
El cartílago hialino es liso, brillante, de color blanco azulado. A partir de él, se forma el esqueleto del embrión, en la persona adulta están los cartílagos costales, la mayoría de los cartílagos de la laringe, los cartílagos de la nariz, la tráquea, los bronquios y los cartílagos articulares (con la edad el cartílago hialino está calibrado).
El cartílago elástico es menos transparente, de color amarillento. El tejido cartilaginoso elástico consiste en la aurícula, los procesos vocales de los cartílagos aritenoides de la laringe y el tubo auditivo.
El cartílago fibroso forma discos intervertebrales, meniscos de la rodilla y articulaciones temporomandibulares. El cartílago fibroso está presente en las áreas de unión de ligamentos y tendones a huesos y cartílagos.
Los huesos están formados por tejido óseo, cuyas propiedades mecánicas determinan las funciones de los huesos. Por lo tanto, la resistencia del hueso fresco y cobre puro al estiramiento es la misma y 9 veces mayor que la resistencia del plomo. El hueso puede resistir la compresión de 10 kg / mm2 (similar al hierro fundido), mientras que el ladrillo solo mide 0,5 kg / mm2. La resistencia a la rotura de las costillas es de 110 kg / cm 2 . Esto se debe a las peculiaridades de la composición química, la estructura y la arquitectura de los huesos. El contenido de agua en el hueso alcanza el 50%. En el residuo seco del tejido óseo contiene aproximadamente 33% de sustancias orgánicas y 6-7% de sustancias inorgánicas.
El hueso se compone de células (osteoblastos y osteocitos) y sustancia intercelular. Los osteoblastos son poligonales, cúbicas, procesan células jóvenes, los osteocitos son células fusiformes maduras con forma de huso. Los osteoblastos sintetizan los componentes de la sustancia intercelular y los secretan desde la célula a través de toda la superficie en diferentes direcciones, lo que conduce a la formación de lagunas (espacios) en los que se superponen y se convierten en osteocitos.
Hay dos tipos de tejido óseo : reticulofibroso (grueso-fibroso) y laminar. El tejido óseo reticulofibroso se encuentra en las áreas de unión de los tendones a los huesos, en las costuras del cráneo después de su sobrecrecimiento. Consiste en haces gruesos desordenados de fibras de colágeno, entre los cuales se encuentra una sustancia amorfa. En las lagunas se encuentran los osteocitos.
El hueso de plaquetas es el más común en el cuerpo. Está formado por placas óseas de 4 a 15 micras de espesor, que consisten en osteocitos y sustancia básica ósea de fibra fina. Las fibras que forman las placas se encuentran paralelas entre sí y están orientadas en una cierta dirección. Al mismo tiempo, las fibras de las placas vecinas son multidireccionales y se cruzan casi en ángulo recto, lo que garantiza una mayor resistencia ósea.
El hueso del exterior, a excepción de las superficies articuladas, está cubierto por el periostio, que es una placa de tejido conectivo fuerte, rica en sangre y vasos linfáticos, nervios. La pústula está firmemente fusionada con el hueso con la ayuda de las fibras perforantes del tejido conectivo que penetran en el hueso. En la capa interna del periostio, se localizan células osteogénicas delgadas en forma de huso "en reposo", debido a lo cual se produce un crecimiento en el grosor y la regeneración de los huesos después del daño.
Los huesos de una persona viva son una estructura dinámica en la que hay un metabolismo constante, procesos anabólicos y catabólicos, la destrucción de los viejos y la creación de nuevas placas óseas. Los huesos se adaptan a las condiciones cambiantes de la vida del organismo, bajo la influencia de la cual hay una reorganización de su estructura macro y microscópica. La forma externa de los huesos cambia bajo la influencia del estiramiento y la presión, y los huesos se desarrollan mejor, más intensa es la actividad de los músculos conectados con ellos.
Columna vertebral
La columna vertebral está compuesta por 33 vértebras separadas. Existen cervicales (7 vértebras cervicales), torácicas (12 torácicas), lumbares (5 lumbares), sacras (5 sacras) y coccígeas (4 o 5 vértebras coccígeas). Las vértebras sacras y coccígeas se fusionan y forman un sacro y un cóccix.
Una vértebra típica tiene un cuerpo, un arco neural que rodea y protege la médula espinal, y siete procesos. El proceso invertido y sin emparejamiento se llama arista. Sirve para unir ligamentos y músculos. Los cuerpos vertebrales están interconectados por el cartílago intervertebral, que junto con los ligamentos y los músculos que corren a lo largo de la columna vertebral, mantienen el cuerpo en posición vertical.
Todas las vértebras difieren en forma y tamaño, especialmente las dos primeras vértebras cervicales: el atlas y la epistrofia. La conexión móvil de estas vértebras facilita el movimiento de la cabeza. Las vértebras restantes, cuanto menor sea la ubicación, más masivas, ya que experimentan una mayor gravedad. Dentro de la columna vertebral en el canal vertebral, formado por agujeros en las vértebras, se encuentra la médula espinal. Está protegido de forma fiable desde todos los lados.
La columna vertebral tiene curvas hacia adelante - lordosis, hacia atrás (hacia atrás) - kefoses, en los lados - escoliosis. Las curvas de la columna vertebral aumentan sus propiedades de elasticidad, es decir contribuir a los movimientos de salto de la columna vertebral. Bajo la influencia de influencias externas, las curvas pueden variar a lo largo del día. Por lo tanto, la altura de la columna vertebral y, en consecuencia, la altura de una persona puede fluctuar durante el día en promedio de 1 a 2-2.5 cm.
La columna vertebral del recién nacido no tiene dobleces, aparecen en el proceso de crecimiento del cuerpo. Al principio, el recién nacido tiene lordosis cervical (cuando el niño comienza a sostener la cabeza), luego la quefosis torácica (el bebé comienza a sentarse), y luego la lordosis lumbar (comienza a ponerse de pie) y la kefosis sacra. En cinco o seis años, las curvas son claramente visibles. En niños en edad escolar, a menudo se puede observar una marcada escoliosis.
Tórax
El tórax es sostenido desde atrás por una columna vertebral. En ambas direcciones, los huesos planos se alejan de él, costillas que representan placas curvas óseas. En la costilla, se distinguen la parte media (cuerpo) y los dos extremos (frontal y posterior). El extremo posterior de la costilla tiene un engrosamiento: la cabeza, que por medio de una superficie compuesta se articula con el cuerpo de la columna vertebral. Detrás de la cabeza de la costilla está la parte media, el cuello y detrás el tubérculo.
Cada costilla está articulada con dos vértebras simultáneamente. La excepción es el noveno (no siempre), 10. Y, la duodécima vértebra torácica, cada una de las cuales se conecta a una costilla. Los extremos anteriores de las costillas están dirigidos hacia el esternón. Los cartílagos de los siete pares superiores de costillas crecen hasta el esternón (verdadero, o pectoral, costillas). Los siguientes tres pares de costillas (8, 9, 10) crecen cada uno con su cartílago hasta el cartílago del par suprayacente, formando un arco costal. Estas son las llamadas costillas falsas. Los dos últimos pares (11º, 12º) no alcanzan el esternón y tienen una longitud muy variable (costillas libres).
A las costillas se unen los músculos respiratorios y el diafragma. Al inhalar, las costillas se eliminan por los extremos frontales de la columna vertebral y van hacia arriba.
Tubo de hombro
La cintura humeral consiste en dos pares de huesos: escápula y clavículas. Los huesos y las articulaciones de la cintura escapular le dan al brazo un soporte y lo conectan firmemente con el tronco.
La cintura pélvica está formada por tres pares de huesos: ciático, pubiano e ilíaco. Los huesos pélvicos soportan todo el peso del tronco.
El esqueleto de los miembros superiores está formado por: el húmero, los huesos radiales y cubitales del antebrazo, ocho huesos pequeños de la muñeca, cinco huesos metacarpianos delgados y falanges de los dedos. Cada dedo tiene tres falanges, excepto una grande, que tiene solo dos falanges.
El esqueleto de las extremidades inferiores consiste en el fémur (fémur), la tibia (en la parte inferior de la pierna), 7 tarso (en el tobillo y el talón), 5 huesos del metatarso (en la parte anterior del pie) y 14 falanges del maltés.
Cráneo
El cráneo tiene dos partes: el cerebro y el facial. El cráneo del cerebro protege el cerebro. Las placas óseas, de las cuales está compuesta, son muy fuertes. El cráneo está formado por los siguientes huesos: frontal, dos temporales, occipital, dos maxilares, dos cigomáticos, dos nasales, vómer, dos lagrimales, hioides, palatinos. El único hueso craneal móvil es la mandíbula inferior.
Algunos huesos del cráneo están impregnados de senos paranasales que contienen aire (mandíbula, frontal, senos paranasales y huesos enrejados).
Esto reduce el peso total del cráneo. Con la columna vertebral, está conectada por dos cóndilos occipitales.
Conexiones de huesos
Las articulaciones entre los huesos del cráneo son fijas y fuertes debido a la presencia densa de los dientes de un hueso en los huecos del otro. Estos compuestos se llaman suturas. Por el contrario, las articulaciones son móviles. Por ejemplo, la articulación entre el fémur y los huesos de la pelvis, entre el húmero y el omóplato, se asemeja a una articulación esférica en forma. Se llaman articulaciones esféricas. Esta forma hace que los movimientos avancen y retrocedan completamente libres, movimientos suficientemente amplios hacia los lados, rotación hacia dentro y hacia fuera.
En cada articulación hay tres elementos básicos : superficies articulares, bolsa articular y cavidad articular. Las superficies articulares están cubiertas con cartílago. La cápsula articular (bolsa) se estira entre los huesos articulados; está unido a los bordes de las superficies articulares y pasa al periostio. En la bolsa articular distinguen dos capas: la externa - la fibrosa y la vaginal - sinovial. La superficie articular es de forma cliciforme y se encuentra en la bolsa articular. En la cavidad articular hay una pequeña cantidad de líquido sinovial (interarticular) que lubrica los cartílagos articulares, lo que reduce la fricción en las articulaciones durante el movimiento.
Las articulaciones se dividen en globulares, elipsoidales, en forma de silla de montar, en forma de bloque, planas, etc. Dependiendo de las superficies articulares, en una articulaciones son posibles movimientos alrededor de un eje (articulaciones uniaxiales), en otras alrededor de dos (articulaciones biaxiales), en otras alrededor de tres ejes (articulaciones triaxiales). Los uniaxiales son en forma de bloque y cilíndricos. Por ejemplo, la articulación de la rodilla tiene forma de rotación de bloque, y la articulación del tobillo tiene forma de bloque. La articulación se llama simple si está formada por dos huesos, por ejemplo, un húmero, y compleja si está formada por tres huesos y más.
El esqueleto no solo desempeña la función musculoesquelética, sino que también participa en el metabolismo: participa activamente en el mantenimiento de un cierto nivel de la composición mineral de la sangre. Varias sustancias que componen el hueso (fósforo, calcio, ácido cítrico) pueden entrar en reacciones de intercambio.
El esqueleto es el depósito principal de calcio y fósforo. El compuesto principal del componente mineral del tejido óseo es el fosfato de calcio. Además de los elementos básicos (calcio, fósforo y magnesio), varios microelementos están contenidos en el tejido óseo. El número de ellos es muy pequeño, pero, sin embargo, juegan un papel importante como catalizadores biológicos de hormonas, vitaminas y enzimas. En la actualidad, se encuentran más de 30 microelementos en el tejido óseo (cobre, estroncio, zinc, bario, etc.). El contenido de oligoelementos en el tejido óseo varía con la edad. Poco a poco hay una acumulación de algunos de ellos, que es la causa del aumento de la fragilidad y la fragilidad del hueso con la edad. Hay una sustitución de estos microelementos de iones de calcio en la red cristalina, lo que conduce a una pérdida de la resistencia mecánica del hueso.
Si el calcio se excreta más del cuerpo que los alimentos, la enfermedad del sistema óseo se desarrolla en niños y adultos, que se manifiesta en cambios y distorsiones del esqueleto en los niños y el ablandamiento de los huesos en los adultos. Se puede desarrollar una enfermedad similar y con una baja absorción de calcio en el intestino (raquitismo). La enfermedad se trata con grandes dosis de vitaminas del grupo I). El raquitismo puede ocurrir con exceso en el suelo, el agua y el aire de ciertos elementos traza. Así, por ejemplo, el exceso en el suelo de berilio conduce a su acumulación excesiva en el tejido óseo, al desplazamiento de calcio y a la aparición de "raquitismo de berilio", que no se cura con vitamina D. El consumo excesivo de aluminio conduce a la formación en el estómago de compuestos insolubles de aluminio con fosfatos. lo que resulta en una cantidad insuficiente de fósforo en el esqueleto.
Normalmente, dos procesos opuestos fluyen continuamente al tejido óseo: reproducción y disolución de la sustancia ósea. A temprana edad, hay una formación ósea y una reabsorción intensas del costado del conducto medular, por lo que el grosor de las paredes del hueso no cambia durante este período. A la edad de 12 años, el proceso de formación de hueso y engrosamiento de las paredes óseas es predominante. Después del período de estabilización (más de 40 años), el proceso de resorción comienza a predominar. Las paredes del hueso se reducen, se vuelven quebradizas y se lesionan fácilmente. La fuerte mineralización de los osteocitos, que se desarrolla con la acumulación de sustancias minerales en el tejido óseo, también contribuye a un cambio en las propiedades mecánicas del hueso. Por lo tanto, con la edad, el contenido de sales minerales aumenta y el contenido de agua y sustancias orgánicas disminuye.
El recién nacido tiene una médula ósea roja dentro del hueso, cuyo objetivo es producir glóbulos rojos (eritrocitos). Después del nacimiento, la médula ósea, que se encuentra en las cavidades de los tubos óseos, pierde la función de la hematopoyesis y se convierte en la médula ósea amarilla, una acumulación del tejido adiposo intraóseo. Pero en todos los planos (esternón, etc.) y en los extremos de los huesos largos hay una médula ósea roja.