Зміни скелету під впливом фізичного навантаження

Під впливом посиленої фізичної діяльності в скелеті відбуваються суттєві зміни. На стан скелету впливають також фактори, які пов’язані із заняттями спортом: характерне положення тіла (у велосипедистів, ковзанярів, боксерів, гребців та ін.), сила тиску (у важкоатлетів), сила розтягування при висіння, при скручуванні тіла (у акробатів, гімнастів, фігуристів та ін.). При правильно дозованих навантаженнях зміни в скелеті, які правило, бувають позитивні.

Всі зміни в скелеті з’являються поступово. Через рік систематичних занять спортом в скелеті виявляються виражені морфологічні перебудови. У подальшому ці зміни стабілізуються, але внутрішня перебудова скелету відбувається впродовж всього тренувального процесу. При припиненні активної спортивної діяльності пристосувальні зміни кісток залишаються досить тривалий час.

Заняття спортом впливають на хімічний склад кісток, внутрішню їх будову, процеси росту і окостеніння. Кістки, які несуть велике навантаження, містять більше солей кальцію, ніж кістки, які несуть менше навантаження.

Під впливом занять спортом змінюється зовнішня форма кісток. Вони стають масивніші і товщі за рахунок збільшення кісткової маси. Всі виступи, гребні, шерехатості виражені краще. Ці зміни залежать, природно, від виду спорту. Так, у важкоатлетів кістки масивніші, ніж у гімнастів, у гімнастів масивніші, ніж у плавців, особливо у верхньому відділі скелету та верхніх кінцівках. При надмірному фізичному навантаженні в кістковій тканині поступово можуть формуватися зміни, які межують з передпатологічним і патологічним станом, спостерігаються явища зношування, з’являються крайові розростання кісток в ділянці суглобів, місця розпушування кісткової речовини та ін.

Зміни внутрішньої будови кісток під впливом занять спортом виявляються, зокрема, в потовщенні її компактної речовини. Причому потовщення, як правило, більше в тих місцях, на які падає найбільше навантаження. Воно може бути рівномірним по всій довжині кістки або більшим на одній стороні, частіше в місцях фіксації м’язів. Зміни компактної речовини бувають симетричними і асиметричними. Навіть на одній і тій же кістці вони можуть бути різними. У гімнастів вони більш виражені у плечовій кістці і кістках кисті; у тенісистів – в кістках правої верхньої кінцівки, особливо в променевій кістці, а також в ділянці 1-2 п’ясткових кісток (у зв’язку із захватом ракетки). Під впливом статичних навантажень відбуваються більш значні зміни скелету, ніж під впливом динамічних навантажень, хоча міцність кістки залишається високою за рахунок посилення остеонізування – збільшення кількості остеонів та їх сильного зв’язку з фібрилами. Встановлено, що остеонізована кістка є більш удосконаленою, більш міцною порівняно з пластинчастою кісткою, в якій остеонів менше. Тому, зміни компактної речовини можуть відбуватися і без його потовщення, без зміни діаметру кістки.

Губчаста речовина кістки також зазнає певних змін. Під впливом посиленого навантаження на кістку перекладини губчастої речовини стають товщі, крупніші, луночки між ними більші (у літньому вівці луночки також збільшуються, але перекладини стають тонші). Так, у людей, які не займаються спортом губчаста речовина кісток передплесні має середню будову луночок або навіть дрібну, а у футболістів і важкоатлетів – крупну будову. Губчаста речовина кісток зап’ястки у людей, які не займаються спортом, має дрібну будову луночок, а у гімнастів і акробатів луночки крупні.

Кістковомозкова порожнина у зв’язку з потовщенням компактної речовини зменшується, при великих статичних навантаженнях навіть до повного заростання. У осіб, які не займаються спортом ширина компактної речовини, як правило, менша ширини кістковомозкової порожнини на тому ж рівні кістки. У спортсменів це співвідношення може бути зворотнім. Очевидно, у зв’язку з характером рухової активності кількість жовтого кісткового мозку в кістках зменшується, а кількість червоного кісткового мозку, навпаки, збільшується. Оскільки червоний кістковий мозок є джерелом еритроцитів, збільшується і кількість гемоглобіну, який забезпечує організм спортсмену киснем, який необхідний йому для виконання фізичних вправ.

Окістя під впливом фізичних навантажень стає більш міцним – потовщується, особливо у футболістів і важкоатлетів, але одночасно приймає еластичність, в ній збільшується кількість судин і підвищується остеогенна функція.

Переломи у спортсменів зростаються швидше. Суглобовий хрящ, який покриває суглобові поверхні кісток, може потовщуватися, що посилює його амортизаційні властивості і зменшує тиск на кістку. Дозовані фізичні навантаження приводять до активізації зон росту, інтенсивному поділу хрящових клітин, швидкому росту трубчастих кісток. Наприклад, у гімнастів і боксерів кістки кисті довше. Процес синостозування у юних спортсменів триває повільніше, ніж у дітей того же віку, які не займаються спортом. Надмірні навантаження спочатку активізують ріст кісток, але зменшують тривалість процесів синостозування.

Зміни, що відбуваються у сполученнях кісток під впливом тренувань, виражаються у збільшенні рухливості у зв’язку з кращою розтягуванністю м’яких тканин сполучень, зв’язок і м’язів, які лежать на стороні, протилежній руху і у збільшенні сили м’язів, які обумовлюють даний рух. Рухливість в окремих суглобах залежить від специфіки виду спорту. Так, для гімнастів, акробатів характерна велика рухливість в усіх сполученнях, для тенісистів – в суглобах кисті, для гандболістів – в сполученнях кісток верхньої кінцівки, для пловців – кісток поясу верхньої кінцівки, для хокеїстів – кісток нижньої кінцівки, для легкоатлетів – в суглобах стопи та ін.

СКЕЛЕТ ТУЛУБА

Хребтовий стовп

Хребтовий стовп є осьовим скелетом тулубу і виконує роль твердої опори тіла. Він захищає спинний мозок, який знаходить всередині хребтового каналу і приймає участь у рухах тулубу і голови. Хребтовий стовп складається з окремих кісткових сегментів – хребців, які послідовно з’єднуються між собою. У людини розрізняють 7 шийних, 12 грудних, 5 поперекових, 5 крижових і 4-5 куприкових хребців (рис. 16). Крижові і куприкові хребці зростаючись між собою утворюють окремі кістки: крижу і куприк.

 

 

Рис. 16. Хребтовий стовп (спереду, збоку і ззаду):

І-шийний відділ (7 хребців), ІІ-грудний відділ (12 хребців), ІІІ-поперековий відділ (5 хребців), IV-крижовий відділ (5 зрощених хребців), V-куприк (4-5 зрощених хребців).

 

Хребець (vertebra) має спереду масивне тіло, а позаду дугу, від якої відходять відростки. Тіло хребця на зовнішній поверхні має щільну кісткову речовину, а всередині містить губчасту речовину, напрямок пластинок якої проходить вертикально і горизонтально. Своїми нижніми і верхніми поверхнями тіла вище і нижче розташованих хребців сполучаються за допомогою міжхребцевих дисків.

Передня поверхня тіла хребця, також як і бічні, має дещо увігнуту форму, задня поверхня повернута в сторону хребтового отвору, який розміщується між тілом хребця та його дугою.

Хребтові отвори у сукупності утворюють хребтовий канал, в якому знаходиться спинний мозок. Так як дуга хребця у місці прикріплення до його тілу має знизу і зверху вирізки, то кожні дві вирізки вище і нижче розташованих хребців утворюють міжребцевий отвір, через який проходять спинномозкові нерви і кровоносні судини.

Кожний хребець має сім відростків. Непарний відросток, який повернутий до заду називається остистим. Він служить для прикріплення зв'язок і м’язів. Інші відростки – парні. До них належать поперечні відростки, які направлені в сторони від хребців і лежать приблизно у фронтальній площині, і верхні і нижні суглобові відростки. Поперечні відростки служать для прикріплення м’язів, зв’язок, а суглобові – для сполучення з подібними відростками вище і нижче розташованих хребців і утворення міжхребцевих суглобів.

В різних відділах хребта хребці мають різні розміри, форму і величину відростків, що обумовлено особливостями рухів тулубу і силою тиску, яка діє на хребці.

Шийні хребці (vertebrae cervicales), починаючи з другого, мають порівняно невелике тіло, великий хребетний отвір, розщеплений на кінці остистий відросток (за винятком сьомого хребця) і отвори на поперечних відростках; верхня поверхня шийних хребців увігнута в поперечному направленні, а нижня – в передньозадньому. Поперечні відростки шийних хребців утворилися в результаті зростання зачатків шийних ребер з власне поперечними відростками (рис. 17). На поперечних відростках шийних хребців є передні бугорки, які у шостого шийного хребця мають назву правого і лівого сонних бугорків. Попереду від кожного з них проходить сонна артерія.

Перший шийний хребець, атлант, не має тіла, вирізок, остистого відростку і представляє собою кільце, яке утворено передньою і задньою дугами (рис. 18).

 

 

Рис. 17. Шийний хребець (вид знизу):

1-остистий відросток; 2-отвір поперечного відростка; 3-поперечний відросток; 4-тіло хребця; 5-хребцевий отвір; 6-передній бугорок; 7-задній бугорок; 8-нижній суглобовий відросток (рис. М.Ф.Іваницького).

 

Попереду на передній дузі і позаду на задній дузі знаходяться бугорки. На задній поверхні передньої дуги є невелика суглобова поверхня для сполучення зі зубоподібним відростком другого хребця. По боках атланта є масивні потовщення – латеральні маси, які мають зверху і знизу суглобові поверхні для сполучення з потиличною кісткою і другим шийним хребцем.

 

 

Рис. 18. Атлант (вид зверху):

1-задній бугорок; 2-борозна хребтової артерії; 3-отвір поперечного відростка; 4-бічні маси атланта; 5-ямка зуба; 6-передня дуга атланта; 7-передній бугорок; 8-поперечний відросток; 9-верхня суглобова площадка; 10-задня дуга атланта (рис. М.Ф.Іваницького).

 

Другий шийний хребець, осьовий хребець, має додатковий відросток, так званий зуб, який представляє собою частину тіла атланта, яка приросла до другого хребця. По боках від зубу є верхні суглобові площадки для сполучення з нижніми суглобовими поверхнями атланта (рис. 19).

 

Рис. 19. Осьовий хребець (вид збоку):

1-зуб хребця; 2-верхня суглобова площадка; 3-отвір поперечного відростка; 4-дуга хребця; 5-остистий відросток; 6-нижній суглобовий відросток; 7-поперечний відросток; 8-тіло хребця; 9-передня суглобова площадка (рис. М.Ф.Іваницького).

 

Сьомий шийний хребець, виступаючий хребець, має добре розвинутий остистий відросток, який різко вип’ячується під шкірою. Він легко прощупується і служить точкою відліку хребців. Остисті відростки вище розташованих хребців прощупуються значно слабше.

Грудні хребці (vertebrae thoracicae) сполучаються з ребрами, тому вони мають на бічній поверхні свого тіла, у місці з’єднання дуги хребця з його тілом, реберні ямки (рис. 20). Оскільки ребра сполучаються з двома поблизу розміщеними хребцями, то у більшості грудних хребців є по дві неповні реберні ямки: одна на верхньому краю тіла хребця, а друга – на нижньому. Дві такі півямки двох сусідніх хребців, доповнюючи одна одну, складають між тілами одне загальне поглиблення, з яким сполучається головка ребра. Виняток складає перший грудний хребець (він має ямку для першого ребра і півямку для другого), а також одинадцятий і дванадцятий (вони мають по одній ямці).

 

 

Рис. 20. Грудний хребець (вид збоку):

1-тіло хребця; 2-нижня реберна ямка; 3-нижня хребцева вирізка; 4-нижній суглобовий відросток; 5-остистий відросток; 6-поперечний відросток; 7-реберна ямка поперечного відростка; 8-верхній суглобовий відросток; 9-верхня хребцева вирізка; 10-верхня реберна ямка (рис. М.Ф.Іваницького).

 

На поперечних відростках всіх інших грудних хребців є також суглобові поверхні (поперечні реберні ямки) для сполучення з бугорками ребер. Остисті відростки грудних хребців розміщуються похило і налягають один на одного, особливо в ділянці середнього грудного відділу. Поверхні суглобових відростків, які сполучаються, розміщуються переважно у фронтальній площині.

Поперекові хребці (vertebrae lumbales) відрізняються масивністю тіл (рис. 21). Вони мають короткий, але товстий остистий відросток, який спрямований горизонтально до заду. Їх суглобові відростки розміщуються приблизно в сагітальній площині. Крім того, поперекові хребці мають також невеликі відростки, додаткові або соскові, які не визначаються на інших хребцях.

 

Рис. 21. Поперековий хребець ( вид зверху):

1-остистий відросток; 2-нижній суглобовий відросток; 3-верхній суглобовий відросток; 4-хребцевий отвір; 5-тіло хребця; 6-реберний відросток (рис. М.Ф.Іваницького).

 

Прощупування остистих відростків грудних і поперекових хребців краще всього виконувати при зігнутому положенні хребта, коли ці відростки дещо відходять один від одного. Орієнтовано можна вважати, що остистий відросток четвертого поперекового хребця розміщується на прямій, яка з’єднує гребні клубових кісток.

Крижа (os sacrum) утворюється від злиття 5 крижових хребців (рис. 22). Вона представляє собою масивне утворення трикутної форми, яке повернуте основою догори, а клиноподібною верхівкою донизу. Її передня, або тазова поверхня увігнута і спрямована в сторону порожнини тазу, задня, дорсальна поверхня шерехата і має гребні.

У крижі розрізняють також латеральні частини, які сформувалися завдяки зростанню поперечних відростків. На бічних сторонах крижі є вушкоподібні поверхні, які служать для з’єднання з правою і лівою клубовою кістками. На тазовій і дорсальній поверхнях крижі знаходяться тазові і дорсальні крижові отвори. Через них проходять спинномозкові нерви і кровоносні судини. Між цими отворами на тазовій поверхні крижі розміщуються поперечні лінії, які представляють собою залишки міжхребцевих дисків крижового відділу.

 

 

Рис. 22. Крижова кістка:

а-тазова поверхня: 1-основа крижової кістки; 2-верхній суглобовий відросток; 3-крила крижі; 4-поперечні лінії; 5-верхівка крижі; 6-передні крижові отвори.

б-спинна поверхня: 1-крижовий канал; 2-верхній суглобовий відросток; 3-вушкоподібна поверхня; 4, 5, 8-крижові гребні (присередній, серединний і бічний); 6-крижові рога; 7-верхівка крижі; 9-задні крижові отвори (рис. М.Ф.Іваницького).

 

Дорсальна поверхня крижі має по середній лінії серединний крижовий гребінь, який утворився в результаті злиття остистий відростків крижових хребців, і два бічних гребня, які виникли після злиття поперечних відростків. Крім того, між серединним і бічним гребнями проходить з кожної сторони невеличкий проміжний гребінь, який утворився на місці злиття суглобових відростків. У основи крижі попереду знаходиться мис, а позаду – суглобові відростки, які служать для сполучення зі суглобовими відростками п’ятого поперекового хребця. Через крижу проходить канал – крижовий канал. Його стінки утворилися в результаті злиття тіл і дуг крижових хребців між собою; крижовий канал є частиною загального хребетного каналу. Нижній отвір цього каналу називається крижовою щілиною.

Куприк (os coccygis) частіше складається з 4 хребців, з яких краще за всіх виражений перший, інші ж представляють собою кісточки кулястої форми, які подібні тілам хребців. Інших елементів хребці куприку не мають (рис. 23).

Рис. 23. Куприкова кістка (вид спереду і ззаду):

1-куприкові рога-рудименти верхніх суглобових відростків; 2-рудименти поперечних відростків (рис. М.Ф.Іваницького).

Сполучення хребців. Розрізняють сполучення: між тілами хребців, між їх дугами і між відростками.

Між тілами хребців розміщуються міжхребцеві диски (disci intervertebrales), які з’єднують їх в єдину тверду опору тулубу. В центрі кожного міжхребцевого диску розміщується студенисте ядро, яке представляє собою залишок спинної струни (дорсальної хорди), а по периферії – фіброзне кільце, яке утворене з волокнистого хряща, окремі елементи якого, його волокна, ідуть у горизонтальному і косому напрямку. На поперечному розрізі міжхребцеві диски за формою відповідають поверхням тіл хребців, які прилягають. Студенисті ядра дещо розширені, що пояснюється тим, що в силу своєї еластичності вони розширюються у вертикальному напрямку і тим самим сприяють деякому розсовуванню тіл хребців. Завдяки еластичності міжхребцевих дисків хребетний стовп має здатність дещо амортизуватися під час стрибків, бігу та інш.). Висота міжхребцевих дисків складає одну чверть висоти всієї рухливої частини хребта. Відомо, що величина рухливості між двома хребцями залежить від висоти міжхребцевих дисків та від поперечного і передньозаднього розмірів тіл хребців. У місцях, де диски вище, ця рухливість більша. Зокрема, у поперековому відділі висота кожного міжхребцевого диску дорівнює приблизно однієї третьої суміжного з ним тіла хребця, у шийному відділі – приблизно однієї четвертої, у верхній і нижній частині грудного відділу – однієї п’ятої, а в середній частині того же відділу – однієї шостої.

Основна механічна властивість міжхребцевих дисків полягає в їх високій еластичності, завдяки чому під впливом тиску вони збільшуються у поперечному і передньозадньому розмірах, дещо зменшуються у вертикальному розмірі. Якщо вони звільняються від тиску уздовж хребта, то приймають свої первинні розміри. Тому в положенні лежачи тіло людини довше на 2-3 см, ніж в положенні стоячи.

З віком відносна висота міжхребцевих дисків зменшується. У новонародженого вона складає понад 50% висоти всього хребта, у той час як у дорослих – до 25%. До старості зменшення висоти хребта може досягати 7 см.

По передній і задній поверхням тіл хребців і міжхребцевих дисків проходять передня і задня повздовжні зв’язки (рис. 24).

Між дугами хребців розміщуються досить міцні зв’язки, які складаються з еластичних волокон, які придають зв’язкам жовтий колір. Тому і самі зв’язки називаються жовтими (lig. flavum). При рухах хребта, особливо при згинанні, ці зв’язки розтягуються і напружуються.

Між остистими відростками хребців знаходяться міжостисті зв’язки, а між поперечними – міжпоперечні. Над остистими відростками по всій довжині хребта проходить надостиста зв’язка. Підходячи до черепу, вона збільшується в сагітальному напрямку. В цьому місці вона називається вийною.

Нижні суглобові відростки кожного хребця сполучаються з верхніми відростками нижчерозташованого хребця, утворюючи міжхребцеві суглоби (articulationes intervertebrales). Форма суглобових поверхонь цих відростків плоска, хоча у поперековому відділі вона наближається до циліндричної. Капсула суглобу прикріплюється до вільного краю суглобових відростків, а місцями вона укріплюється фіброзними пучками. Суглобові відростки парні, тому суміжні хребці сполучені двома суглобами, які працюють одночасно, тобто між суглобовими відростками утворюється комбінований суглоб.

 

Рис. 24. Сполучення хребців (грудний відділ хребта):

1-міжпоперечна зв’язка; 2-суглоб головки ребра (в розрізі); 3-жовта зв’язка; 4-міжхребцевий отвір; 5-міжостиста зв’язка; 6-надостиста зв’язка; 7-остистий відросток; 8-міжхребцевий диск; 9-тіло хребця; 10-передня повздовжня зв’язка (рис. М.Ф.Іваницького).

 

Сполучення черепа з хребтом має свої особливості і представляє собою комбінацію декількох сполучень між атлантом і потиличною кісткою (атланто-потиличний суглоб), а також атлантом і осьовим хребцем (атланто-осьовий суглоб) (рис. 25). Подібна комбінація сполучень обумовлює велику свободу рухів голови навколо трьох осей, як у кулястому суглобі.

Атланто-потиличний суглоб складається з двох анатомічно самостійних суглобів (лівого і правого) і тому в цілому є комбінованим суглобом. Форма суглобових поверхонь еліпсоподібна. В цьому суглобі можливе згинання і розгинання голови навколо поперечної осі, а також нахил голови вправо і вліво (тобто відведення і приведення) навколо сагітальної осі.

Три суглоби між атлантом і осьовим хребцем також об’єднуються в комбінований атланто-осьовий суглоб з однією вертикальною віссю обертання, з яких непарним є суглоб циліндричної форми між зубом осьового хребця і передньої дугою атланта, а парним – плоский суглоб між нижньою суглобовою поверхнею атланту і верхньою суглобовою поверхнею осьового хребця. При обертанні голови навколо вертикального осі атлант рухається разом з потиличною кісткою, відіграючи роль як би вставного меніску між черепом та іншою частиною хребта. В укріпленні цих суглобів приймає участь досить складно побудований зв’язковий апарат, до складу якого входять насамперед хрестоподібна зв’язка атланта і крилоподібні зв’язки. В свою чергу, хрестоподібна зв’язка складається з поперечної зв’язки атланта і двох пучків, верхнього і нижнього. Поперечна зв’язка проходить ззаду зубу і, укріплює атлант. Крилоподібні зв’язки, права і ліва, ідуть від бічних поверхонь зубу догори і зовні, прикріплюючись до потиличної кістки. Між атлантом і потиличною кісткою знаходяться дві мембрани, передня і задня, які затуляють щілини між цими кістками.

Сполучення крижі з куприком у молодому віці має суглобову порожнину, яка з віком перетворюється в синхондроз. Куприк в цьому сполучені може зміщуватися головним чином у передньозадньому напрямку. Амплітуда рухливості верхівки куприку у жінок, наприклад, дорівнює 2 см. В укріпленні цього хрящового сполучення приймає участь і зв’язковий апарат.

 

 

Рис. 25. Зв’язки і суглоби І-ІІ шийних хребців та потиличної кістки (потилична луска та задня дуга атланта видалені):

1-зв’язка верхівки зуба; 2-крилоподібна зв’язка; 3-зуб; 4-атлант; 5-осьовий хребець; 6-бічний атлантоосьовий суглоб; 7-атлантопотиличний суглоб; 8-потилична кістка (рис. М.Ф.Іваницького).

 

Вигини і рухи хребта

Хребтовий стовп має вигини: у сагітальній і фронтальній площинах: уперед – лордози, назад – кіфози, в сторону – сколіози (рис. 26). Найбільш рано утворюється кіфоз у грудному відділі. У новонародженого, крім цього кіфозу, вигини хребта в передньозадньому напрямку мало помітні. Шийний лордоз з’являється по мірі того, коли дитина починає тримати голову прямо, а поперековий – коли вона починає стояти. При пересуванні дитини на рачки поперековий лордоз, як і у чотириногих тварин, непомітний. Вигини хребта виразно виявляються у 5-6 років, а остаточно формуються до 18-20 рокам. Якщо уявити собі вертикаль, яка проведена через загальний центр ваги тіла, коли людина стоїть цілком прямо, то поперековий лордоз виявляється спереду від цієї вертикалі приблизно на 5 см, грудний – ззаду приблизно на 2,5 см і, шийний – спереду на 1,5 см. Лордози, кіфози і сколіози найкраще вивчати по положенню остистих відростків при спостереженні ззаду і збоку.

По мірі формування вигинів хребта змінюється і форма міжхребцевих дисків. Якщо у новонародженого вона має однакову висоту як спереду, так і ззаду, то у дорослого на сагітальному розрізі приймає дещо клиноподібну форму. В ділянці лордозів найбільша висота клину повернута уперед, а найменша – назад, а в ділянці грудного кіфозу, навпаки. У крижовому і куприковому відділах хребтовий стовп має вигин, який повернутий назад. Міжхребцеві диски крижового відділу мають тимчасове значення і замінюються на 17-25 році життя кістковою тканиною, внаслідок чого рухливість крижових хребців стає неможливою.

 

Рис. 26. Вигини хребта:

1-шийний лордоз; 2-грудний кифоз; 3-поперековий лордоз; 4-крижовий кифоз.

 

Оскільки з віком еластичні волокна міжхребцевих дисків зменшуються, відновлення їх форми стає трудним. Тому прийнято вважати, що попередити сутуловатість, яка пов’язана з деформацією міжхребцевих хрящів, легше, ніж виправити. Вигини хребта, які повернуті уперед і назад, як вже відмічалося, намічаються ще у плода, але остаточно формуються після народження, під час росту організму в результаті впливу різних, головним чином зовнішніх, факторів онтогенезу. Особливо важливу роль ці фактори відіграють у розвитку бічних вигинів. Бічні вигини, як правило, утворюються у дитини в перші шкільні роки у зв’язку з асиметричним утриманням тіла, асиметричним напруженням м’язів при тривалому нерухливому сидінні.

До моментів, які впливають на розвиток всіх вигинів хребта, у тому числі і бічних, відносяться: тонус м’язів і асиметрія їх розвитку, дія сил тяжіння, а також вплив звичайного утримання тіла. Ступінь виразності поперекового лордозу тісно пов’язана з положенням тазу і нижніх кінцівок. Якщо людина сидить і ноги зігнуті, то поперековий лордоз згладжений; якщо ж він стоїть, то разом з напруженням клубово-поперекових м’язів, які йдуть від поперекової частини хребта та від клубових кісток до стегнових кісток, і клубово-стегнових зв’язок нахил тазу збільшується, одночасно збільшується і поперековий лордоз. До цього приєднується також вплив тонусу довгих м’язів, які йдуть позаду уздовж хребта і сприяють його утриманню у вертикальному положенні (м’яз, який випрямляє тулуб).

Фізичні вправи мають дуже великий вплив на розвиток хребта, попереджуючи розвиток сутулості, патологічних бічних скривлень, і є також могутнім засобом для виправлення дефектів, що є.

Вигини хребта збільшують його ресорні властивості. Під впливом зовнішніх впливів вигини можуть дещо змінюватися протягом одного і того же дня. У зв’язку з цим висота всього хребта, також як і ріст людини, не є величиною строго постійною. Добові коливання росту, як правило, спостерігаються в межах 1 см, але часто бувають і більші, достигаючи 2-2,5 см.

Завдяки міжхребцевим дискам і зв’язкам хребці утворюють гнучкий та еластичний стовп, при рухах якого дві еластичні системи протидіють одна одній: міжхребцеві диски не дають можливість сусіднім хребцям зблизитися, а зв’язки, які з’єднують дуги і відростки – віддалитися друг від друга. В силу невеликої рухливості в міжхребцевих суглобах рухи між двома сусідніми хребцями не може бути великим. Однак, завдяки тому, що хребет складається з великої кількості окремих кісткових сегментів, незначні рухи між хребцями, підсумовуючися, обумовлюють досить велику рухливість хребта в цілому.

Ця рухливість неоднаково виражена в різних відділах хребта. Найбільша рухливість відмічається в шийному і поперековому відділах, менша – у верхньому і нижньому ділянках грудного відділу, а найменша – в середній ділянці грудного відділу. Це пояснюється тим, що грудні хребці сполучаються з ребрами і беруть участь в утворенні грудної клітки, яка відрізняється невеликою рухливістю при рухах тулубу. Крижа практично нерухлива.

Рух хребта можливий навколо трьох осей:

- навколо поперечної осі – згинання (до 160˚) і розгинання (до 145˚);

- навколо сагітальної осі – відведення і приведення (нахили в сторону із загальною амплітудою руху 165˚);

- навколо вертикальної осі – скручування тулубу (поворот у сторони із загальною амплітудою руху 120˚).

Поряд з цим хребет приймає участь у колових рухах тулубу, коли відбувається пересікання осей обертання (сагітальної і поперечної). При скороченні і розслабленні мускулатури тулубу можливі пружні рухи – коли спостерігаються збільшення і згладжування вигинів хребта.

Ступінь рухливості хребта багато в чому залежить від еластичності міжхребцевих дисків та орієнтації суглобових щілин міжхребцевих суглобів. Під час рухів хребта міжхребцеві диски не тільки деформуються, приймаючи дещо клиноподібну форму, але і виступають у напрямку, протилежному даному руху.

Через те, що суглобові щілини міжхребцевих суглобів у верхньому шийному відділі орієнтовані в горизонтальній площині, а в нижньому шийному відділі навіть у фронтальній площині, переважними рухами у шийному відділі є: обертання шиї і голови навколо вертикальної осі і нахили їх в сторону навколо сагітальної осі. У грудному відділі хребта суглобові щілини міжхребцевих суглобів орієнтовані переважно у фронтальній площині, це означає, що найбільш вільно будуть виконуватися рухи навколо сагітальної осі (нахили тулубу в сторони). В міру переходу від грудного відділу хребта до поперекового напрямок суглобових щілин міжхребцевих суглобів наближається до сагітальної площини, забезпечуючи тим самим згинання і розгинання тулубу навколо поперечної осі. Завдяки циліндричної поверхні суглобових відростків у поперековому відділі хребта можливі рухи достатнього об’єму і навколо сагітальної осі – нахили в сторони.

В усіх рухах тулубу хребет приймає участь як єдине ціле утворення, тому ступінь його рухливості визначається особливостями будови всіх видів сполучень хребців: суглобів, синхондрозів і синдесмозів.

В залежності від індивідуальних особливостей розрізняють два типи рухливості хребта при нахилі в сторони. Один тип характеризується тим, що остисті відростки хребців утворюють досить рівномірно вигнуту лінію, другий тип – тим, що рухи відбуваються головним чином, у нижньому шийному і верхньому поперековому відділах, у той час як середній шийний і середній грудний відділи навіть не приймають участь в них. У меншій мірі нерівномірність рухливості спостерігається при рухах хребта в сагітальній площині. При його згинанні грудний кіфоз збільшується, а шийний і поперековий лордози зменшуються; навпаки, при розгинанні шийний і поперековий лордози збільшуються, а грудний кіфоз зменшується.

Для більшості положень тіла характерний тиск на хребет, який направлений – до крижі. Тиск має сплющуючу дію на міжхребцеві диски. При стійці на кистях також відбувається стискування дисків, однак спрямоване у зворотну сторону, тобто від крижі до поперекових і грудних хребців. При різних висах (наприклад, при висі на кистях), а також при упорах (наприклад, на кільцях або на паралельних бруссях) сила тяжіння не здавлює, а, навпаки, розтягує міжхребцеві диски грудних і поперекових хребців. Здавалось би, що при цьому слід очікувати збільшення довжини грудного і поперекового відділів хребта. Однак, вимірювання його довжини, проведенні по прямій між такими розпізнавальними точками, як остистий відросток сьомого шийного хребця і перший крижовий хребець, показують, що при висі ця пряма не тільки не більше, але навіть менше, ніж при звичайному положенні тіла стоячи. Це пояснюється тим, що при висі в упорі збільшується поперековий лордоз, в результаті чого остисті відростки хребців, зокрема поперекових, зближуються.

 

Грудна клітка

Грудна клітка (thorax) є частиною скелету тулубу. Вона захищає органи, які розміщуються всередині порожнини – серце, легені і приймає безпосередню участь в акті дихання. Грудна клітка складається з грудного відділу хребта, дванадцяти пар ребер і грудини, які звані між собою за допомогою різних видів сполучень в єдине ціле утворення.

Ребро (costa) складається з кісткової частини ребра, яка розміщується ззаду, і передньої частини – реберного хряща (рис. 27, 28). Верхні сім пар ребер прикріплюються своїми хрящами до грудини і називаються стернальними ( або справжніми) ребрами, нижні п’ять пар ребер до грудини не доходять і називаються астернальними (або несправжніми) ребрами. Восьме, дев’яте і часто десяте ребра прикріплюються своїми хрящами до хряща вищерозташованого ребра, утворюючи реберну дугу. Одинадцяте і дванадцяте ребра не сполучаються з вищерозміщеними ребрами, а вільно закінчуються серед м’язів і носять назву коливаючих ребер.

Кожне ребро представляє собою вузьку вигнуту кісткову пластинку. В ньому розрізняють середній відділ, тіло, і два кінця, задній і передній. На задньому кінці ребро має потовщення, головку, на якій знаходиться суглобова поверхня, яка розділена гребінцем на дві площадки для з’єднання з тілами двох суміжних хребців. Головки першого, одинадцятого і дванадцятого ребер прикріплюються до тіла тільки одного хребця, тому їх суглобова поверхня не розділяється на дві частини. Попереду і зовні від головки розміщується дещо звужена частина ребра, його шийка. За нею – бугорок, який має суглобову поверхню для сполучення ребра з поперечним відростком хребця. На одинадцятому і дванадцятому ребрах ці бугорки відсутні.

 

 

Рис. 27. Ребро:

1-головка ребра; 2-суглобова площадка головки ребра; 3-шийка ребра; 4-хребтовий кінець; 5-борозна ребра; 6-тіло ребра; 7-передній кінець, який з’єднується з реберним хрящем (рис. М.Ф.Іваницького).

 

 

Рис. 28. Перше (справа) і друге (зліва) ребра:

1-головка ребра; 2-шийка ребра; 3-бугорок ребра; 4-тіло ребра; 5-борозна артерії ребра; 6-бугорок переднього драбинчастого м’язу (рис. М.Ф.Іваницького).

 

У нижнього краю внутрішньої поверхні ребра знаходиться борозна, по якій проходять кровоносні судини і нерви. Від першого до сьомого ребра довжина ребер збільшується. А від восьмого до дванадцятого зменшується.

Грудина (sternum) представляє собою плоску подовжену кістку, яка розміщується в передньому відділі грудної клітки. Ця кістка складається з рукоятки, тіла і мечоподібного відростка (рис. 29). Рукоятка є найбільш широкою і разом з цим найбільш потовщеною частиною грудини, має одну непарну вирізку (яремну) і дві парні (ключичну і реберну). Тіло грудини донизу розширюється і має по боках суглобові поверхні для сполучення з хрящами третього – сьомого ребер. Мечоподібний відросток, як і вся грудина плоскої форми. Він сполучається з тілом грудини за допомогою синхондрозу, який переходить у синостоз після 30 років життя.

Вікові особливості скелету грудноїкліткипов’язані з ростом і розвитком кісткової системи – грудини і ребер, а також зі зміною її форми. Окостеніння ребер закінчується приблизно до 20 рокам. Грудина розвивається з численних парних точок окостеніння, при цьому окостеніння рукоятки і тіла грудини відбувається до 21-25 рокам, а мечоподібного відростка – до 30 рокам. Зростання всіх частин грудини відбувається значно пізніше.

Відлік ребер легше за все вести по їх переднім кінцям, так як тут ребра покриті лише тонким шаром м’яких тканин. Починаючи з п’ятого ребра відлік ведеться по косій лінії донизу і дозаду до розміщення передніх відділів міжреберних проміжків. При цьому необхідно не втрачати точки дотику з поверхнею шкіри і, прощупуючи кожне ребро, ставити кінці пальців в міжреберні проміжки. У зв’язку з тим, що перше ребро на великому протязі покрите ключицею, замість першого ребра прощупують ключицю, ставлячи великий палець у перший міжреберний проміжок.

Легко прощупується також передня поверхня всієї грудини, включаючи і поверхню мечоподібного відростка. При підніманні ребер і втягуванні передньої стінки живота нижній край реберної дуги і окремі ребра. А часто і мечоподібний відросток різко виступають під шкірою.

 

Рис. 29. Грудина (вид спереду):

1-яремна вирізка; 2-ключична вирізка; 3, 6, 7, 8-реберні вирізки; 4-рукоятка грудини; 5-кут грудини; 9-мечоподібний відросток; 10-тіло грудини (рис. М.Ф.Іваницького).

 

 

Рис. 30. Сполучення ребер з хребтом:

1-дуга хребця; 2-ребро; 3-суглоб головки ребра; 4-тіло хребця; 5-реберно-поперечний суглоб; 6-суглобовий відросток хребця (рис. М.Ф.Іваницького).

 

Сполучення ребер з хребтом (рис. 30). З хребцями ребра сполучаються за допомогою суглобів: суглобу головки ребра – з тілом хребця і реберно - поперечного суглобу – з поперечним відростком. В одинадцятого і дванадцятого ребер реберно-поперечний суглоб відсутній. Форма суглобу головки ребра – плоска, а реберно-поперечного – циліндрична. Капсула обох суглобів укріплена зв’язками. Під час рухів ребер обидва суглоби функціонують одночасно, утворюючи комбінований реберно-хребетний суглоб. Вісь обертання його проходить паралельно шийці ребра. В момент вдиху задні кінці ребер обертаються на місці, а передні піднімаються догори і віддаляються вперед, сприяючи тим самим збільшенню об’єму грудної клітки. Скрученість ребер по осі у верхніх і нижніх відділах грудної клітки неоднакова, тому при вдиху розміри її у верхніх відділах збільшуються переважно у передньозадньому напрямку, а нижні – в поперечному. При видиху передні кінці ребер опускаються, що також пов’язано з їх обертанням на місці.

Сполучення ребер з грудиною (рис. 31). Справжні ребра (з першого по сьоме) сполучаються з грудиною за допомогою реберних хрящів. Хрящ першого ребра зростається з грудиною, а хрящі інших шести ребер з’єднуються з нею за допомогою невеликих грудинно-реберних суглобів плоскої форми.

Форма грудної клітки

Форма грудної клітки залежить від віку і статті (рис. 32). На момент народження поперечний і повздовжній розміри її стають приблизно однаковими, так що на поперечному розрізі вона має округлу форму, яка наближається до чотирикутної. У новонароджених грудна клітка конусоподібної форми, що пов’язано з відносно слабким розвитком легень і сильним розвитком печінки. Поступово в процесі постнатального розвитку відбувається зменшення передньозаднього розміру грудної клітки і збільшення нахилу ребер (він особливо збільшується до старості). У жінок грудна клітка дещо коротша і вужча, ніж у чоловіків.

 

 

Рис. 31. Грудино-ключичний суглоб і сполучення ребер з грудиною:

1-ключиця; 2-реберно-ключична зв’язка; 3-променева грудино-реберна зв’язка; 4-реберно-мечоподібна зв’язка; 5-реберна дуга; 6-грудино-реберний суглоб; 7-третій реберний хрящ; 8-третє ребро; 9-суглобовий диск; 10-міжключична зв’язка (рис. М.Ф.Іваницького).

 

Про форму грудної клітки судять по трьом її розмірам: вертикальному, поперечному і передньозадньому. Вертикальний розмір визначають за допомогою антропометру як найкоротша відстань між двома рівнями – верхнього краю грудини і переднього краю десятих ребер. Поперечний і передньозадній розміри визначають за допомогою товстотного циркулю. Однак, найбільш точний розмір грудної порожнини на живій людині можна визначати за допомогою рентгенологічного методу дослідження.

Розрізняють грудну клітку конічної, циліндричної і плоскої форми. Конічна грудна клітка, як правило, коротка, а плоска – довга. Зустрічаються також проміжні форми.

 

 

 

Рис. 32. Грудна клітка – вид спереду (а) і ззаду (б):

1-верхня апертура грудної клітки; 2-рукоятка грудини; 3, 13-міжкістковий простір; 4-реберний хрящ; 5-мечоподібний відросток; 6-нижня апертура грудної клітки; 7-нижньогрудинний кут; 8-несправжні ребра; 9-справжні ребра; 10-тіло ребра; 12-реберний кут.

 

На форму грудної клітки впливають фізичні вправи. Загальновизнано, що збільшення життєвої місткості легень під впливом систематичних занять спортом має пряму залежність із збільшенням рухливості ребер і діафрагми.

З формою грудної клітки пов’язані також деякі особливості форми і положення внутрішніх органів. Наприклад, при вузькій і довгій грудній клітці серце часто має витягнуту у вертикальному напрямку форму (крапельне серце), дуга аорти розміщується досить низько, у той час як при широкій грудній клітці серце займає більш горизонтальне положення (лежаче серце), дуга аорти менш вигнута і розміщується значно вище, досягаючи в деяких випадках рівня верхнього краю рукоятки грудини.

1. Частини та ділянки тіла людини, анатомічна термінологія. 2. Які площини тіла і терміни для позначення розміщення органів та частин тіла Ви знаєте? 3. Функції скелета. 4. Стадії розвитку кісток. 5. Форми кісток. 6. Основні види з’єднань кісток. 7. Основні елементи суглоба. 8. Види суглобів залежно від кількості осей. 9. Види суглобів залежно від форми суглобових поверхней. 10. Види рухів у суглобах. 11. Допоміжні елементи суглоба. 12. Які фактори сприяють зміцненню суглобів? 13. Які кістки складають скелет тулуба? 14. Основні відмінності шийних, грудних і поперекових хребців. 15. Будова крижової кістки. 16. Види з’єднань хребців у хребті. 17. Вигини хребта. 18. Причини появи патологічних вигинів хребта. 19. Будова грудної клітки. 20. Які вирізки є на груднині і для чого вони? 21. З яких центрів скостеніння утворюється кістковий хребець? 22. З яких центрів скостеніння утворюється ребро і груднина? 23. Які аномалії розвитку хребців, ребер і груднини вам відомі? 24. Особливості з’єднань ребер з хребцями і грудниною. 25. Чим обмежені верхній і нижній отвори грудної клітки?

ЛІТЕРАТУРА

1. Аршавский И.А. Физиологические механизмы и закономерности индивидуального развития. – М.: Наука, 1982. – 238 с.

2. Головацький А.С., Черкасов В.Г., Сапін М.Р., Федонюк Я.І. Анатомія людини. – К.: Нова книга, 2006. – 367 с.

3. Иваницкий М.Ф. Анатомия человека. – М.: ФиС, 1985. – 544 с.

4. Козлов В.И. Анатомия человека. – М.: ФиС, 1978. – 464 с.

5. Козлов В.И., Гладышева А.Л. Основы спортивной морфологии.– М.: ФиС, 1977.–103 с.

6. Колесников Л.Л. Международная анатомическая терминология. – М.: Медицина, 2003. – 424 с.

7. Кубатько Б.И. Физиология человека и животных. – Херсон: ХДУ, 2000.–Ч.I-2. – 244 с.

8. Мак-Комас А.Дж. Скелетные мышцы. – К.: Олимпийская литература, 2001. – 408 с.

9. Мартиросов Э.Г. Методы исследования в спортивной антропологии. – М.: ФиС, 1982. – 199 с.

10. Никитюк Б.А. Интегративные подходы в возрастной и спортивной антропологии. – М.: Институт психологии РАН, 1999. – 219 с.

11. Привес М.Г., Лысенков Н.К., Бушкевич В.И. Анатомия человека. – СПб: Издательский дом СПбМАПО, 2004. – 720 с.

12. Рожков І.М., Олейник В.П. Основи остеології. – Миколаїв: МДУ, 2008. – 248 с.

13. Сапин М.Р., Билич Г.Л. Анатомия человека: - М., 2004. – 465 с.

14. Сапин М.Р., Никитюк Д.Р. Карманный атлас анатомии человека. – М.: АПП «Джангар», 2004. – 720 с.

15. Свиридов О.І. Анатомія людини. – К.: Вища школа, 2000. – 399 с.

16. Синельников Р.Д. Атлас анатомии человека.– М.: Медицина, 2004, ТІ-ІV.

17. Туманян Г.С., Мартиросов Э.Г. Телосложение и спорт. – М.: ФиС, 1976. – 240 с.

18. Фомин Н.А. Морфофункциональные основы адаптации школьников к физическим нагрузкам. - Челябинск: ЧГПИ, 1984. – 88 с.

19. Чайченко Г.М., Цебенко В.О., Сокур В.Д. Фізіологія людини і тварин: Підручник. – К., Вища школа, 2003. – 442 с.

20. Хоменко В.Г. Анатомия человека // Практикум. – К., 1991. – С.14-33