Біологія. Комплексна підготовка до ЗНО і ДПА

Опорно-рухова система

Функції: забезпечує опору і рух тіла, захист внутрішніх органів, головного та спинного мозку.

Кісткова тканина є різновидом сполучної тканини. Вона утворена спеціалізованими клітинами і волокнами білкової природи, які оточені гелеподібним матриксом, що складається з води, мінеральних солей і вуглеводів. Кісткова тканина перебуває в стані постійної перебудови, змінюючи свою форму і пропорції в процесі росту чи після ушкодження. Кістки мають міцність сталі та легкість алюмінію.

Основною структурною одиницею кісткової тканини є остеон. Кожен остеон складається з 5-20 концентричних кісткових пластинок, що нагадують циліндри, вставлені один в одний. Кожна пластинка складається з міжклітинної речовини та клітин (остеобластів, остеоцитів та остеокластів). У центрі остеона міститься канал, через який проходять кровоносні судини та нерви.

Остеобласти — одноядерні, здатні до поділу клітини кістки. Вони виділяють міжклітинну речовину, просочуючись якою і тверднучи перетворюються на остеоцити. Розміщені переважно в ділянках росту та регенерації кістки.

Остеоцити — клітини невеликих розмірів, не здатні до поділу, мають численні довгі відростки, містяться у сформованій кістковій тканині.

Остеокласти — особливі багатоядерні клітини кісткової тканини, які виникають у процесі остеогенезу та під час регенерації кісткової тканини. Вони містять велику кількість лізосом і здатні розсмоктувати основну тканину кістки та зневапнювати хрящ під час морфологічної перебудови опорних тканин.

Хрящова тканина — спеціалізована сполучна тканина тварин і людини. Виконує опорну функцію, входить до складу скелета, а також деяких внутрішніх органів (трахей, бронхів). Хрящ позбавлений кровоносних судин, його живлення (окрім суглобового хряща) відбувається за рахунок охрястя. Розрізняють хрящі:

гіаліновий — вкриває суглобові поверхні кісток;
еластичний — має в міжклітинній речовині еластичні волокна, міститься в надгортаннику, вушній раковині;
волокнистий — містить у міжклітинній речовині колагенові волокна, утворює хрящові меніски деяких суглобів та міжхребцеві диски.

Зв’язки — щільні тяжі або пластинки сполучної тканини, що беруть участь у сполученні кісток скелета. До складу зв’язок входять здебільшого колагенові волокна або рідше — еластичні. Своїми кінцями зв’язки міцно зростаються з окістям або компактним шаром кістки. Більшість зв’язок розміщені поблизу суглобів. Зв’язками називають і подвоєння серозної оболонки порожнин тіла, що підтримують внутрішні органи.

Сухожилок — частина м’яза, за допомогою якої він прикріплюється до кістки і приводить її в рух. Складається сухожилок із щільної волокнистої сполучної тканини, пучки якої розміщені паралельно й об’єднані тонкими прошарками пухкої клітковини, у якій проходять кровоносні судини та нерви.

Будова кістки: окістя, компактна речовина (кісткові пластинки складені щільно й упорядковано), губчаста речовина (кісткові пластинки у вигляді пухких кісткових елементів), червоний та жовтий кістковий мозок, остеон як структурна одиниця трубчастих кісток.

Хімічний склад кісток: органічні речовини (28 %) надають кісткам гнучкості та пружності, а неорганічні (72%) — твердості.

Типи кісток організму людини: трубчасті, або довгі (стегнова), губчасті (ребра, грудина), короткі (хребці), плоскі (лопатки), змішані (кістки основи черепа).

Типи з ’єднання кісток: нерухоме (швом) — кістки черепа; напіврухоме (за допомогою хрящів) — хребці в хребті; рухоме (суглоб).

Будова кістки

Будова суглоба: суглобові поверхні кісток вкриті гіаліновим хрящем, суглобова сумка, суглобова рідина.

Типи суглобів: одноосьовий (ліктьовий), двохосьовий (колінний), трьохосьовий (кульшовий).

Скелет людини налічує приблизно 220 кісток і складається з таких відділів:

скелет голови: мозковий відділ (лобова, потилична, дві тім’яні, дві скроневі, основна і решітчаста кістки), лицевий відділ (дві верхньощелепні, нижньощелепна, дві виличні, дві носові, дві піднебінні, дві слізні, під’язикова кістка та леміш);
скелет хребта має 33-34 хребці (будова хребця: тіло, отвір, дуга, відростки) й складається з відділів: шийного — 7 хребців, грудного — 12 хребців, поперекового — 5 хребців, крижового — 5 хребців (зрослі, утворили крижову кістку), куприкового — 4-5 хребців (зрослі, утворили куприк);
грудна клітка має 12 пар ребер (11-та й 12-та — вільні, а 10-та, 9-та й 8-ма — з’єднані хрящем з ребрами, розміщеними вище; решта — із грудною кісткою (грудиною).
пояс верхніх кінцівок: ключиці, лопатки;
скелет верхньої кінцівки: плечова кістка, ліктьова і променева кістки, кістки зап’ястка (8 дрібних кісток), п’ястка (5 видовжених кісток), фаланг пальців рук (14 фаланг, великий палець містить 2 фаланги, інші пальці — по три);
пояс нижніх кінцівок: дві клубові кістки; дві лобкові кістки; дві сідничні кістки, які разом утворюють таз;
скелет нижньої кінцівки: стегнова кістка, надколінок, велика та мала гомілкові кістки, кістки передплесна (7 кісток), плесна (5 кісток), фаланг пальців ніг (14 фаланг).

Особливості будови скелета людини у зв'язку з прямоходінням:

S-подібний вигин хребта;
грудна клітка сплющена спереду назад, а не з боків, як у тварин;
кістки таза розширені, щоби підтримувати внутрішні органи;
високе склепіння стопи;

М’язи. Понад 600 скелетних м’язів становлять приблизно половину маси тіла людини.

Будова м’яза: посмугована м’язова тканина (м’язові волокна і пучки), фасція, сухожилки, кровоносні судини, нерви.

Мікроскопічна будова м’яза: м’яз утворений пучками м’язових волокон — міофібрил (клітин посмугованої м’язової тканини). Кожна міофібрила складається з товстих і тонких міофіламентів, яким властива поперечна посмугованість. Міофіламенти утворені актиновими та міозиновими волокнами.

Скорочення м’яза відбувається рефлекторно під дією імпульсів з центральної нервової системи. Місце контакту нервової та м’язової клітин називають нервово-м’язовим синапсом. Медіатором у цих синапсах є ацетилхолін. Під впливом ацетилхоліну стан актину та міозину змінюється і товсті нитки міозину починають заходити глибше між тонкі нитки актину. Товсті та тонкі міофіламенти перекривають один одного. Під час скорочення м’яза товсті міофіламенти ковзають поміж тонкими подібно до переплетених пальців. Цей процес забезпечують йони Кальцію та енергія АТФ, яка вивільняється у мітохондріях. Таким чином вкорочуються й міофіламенти, й міофібрили, тобто увесь м’яз. Довжина м’яза при цьому може зменшуватись майже втричі. Отже, скорочення м’язів відбувається з використанням енергії.

Скелет людини

Після скорочення обов’язково настає розслаблення м’яза, яке пов’язане з поверненням йонів Кальцію в ендоплазматичну сітку м’язового волокна. Актинові та міозинові волокна ковзають у зворотному напрямку і повергаються в попереднє місце.

Функції м’язів: скорочення (виконують статичну й динамічну роботу), захист внутрішніх органів.

Статична робота м’яза — це його напруження без зміни положення в просторі, а динамічна здійснюється під час переміщення тіла або його частин.

Величина роботи м’яза залежить від його довжини та сили й пропорційна до кількості м’язових волокон.

Втома — зниження працездатності м’язів. Після роботи м’язам потрібен час на відновлення працездатності. У випадку постійного чергування втоми та відновлення виникає надвідновлення, яке дає можливість м’язам виконувати більшу роботу, ніж раніше. Отже, для м’язів характерне вправляння (тренування). Втома настає тим швидше, чим більше навантаження на м’язи та швидкість їх скорочення. Під час статичної роботи м’язів втома настає раніше, ніж під час динамічної.

Тривала втома м’язів може виникати через нестачу кисню в повітрі, нетренованість або хворобливий стан людини, шкідливі звички, неправильний режим дня, недоїдання. Фізіологічно втома м’язів виникає тому, що під час м’язового скорочення витрачається багато енергії, а для окиснення глюкози й утворення АТФ потрібно багато кисню. Під час напруженої роботи м’язів кров у нетренованих людей або людей із хворим серцем не встигає постачати м’язи киснем. У цьому випадку глюкоза розкладається неповністю, утворюється проміжний продукт її окиснення — молочна кислота, яка накопичується в м’язах, спричиняючи біль у них протягом кількох днів.

Для запобігання надмірній втомі необхідні: чергування праці й відпочинку, правильний режим дня, раціональне харчування, достатній сон, відсутність шкідливих звичок.

Основні групи м’язів та основні м’язи організму людини:

м’язи голови: жувальні та мімічні (коловий м’яз рота, коловий м’яз ока, надчерепні м’язи, потиличні м’язи);

м’язи тулуба (м’язи шиї, спини, грудей і живота): прямий м’яз живота, косий м’яз живота, найширший м’яз спини, трапецієподібний м’яз, великий грудний м’яз, грудинно-ключично-соскоподібний м’яз;

м’язи верхніх кінцівок: дельтоподібний м’яз, двоголовий м’яз плеча, триголовий м’яз плеча, м’язи-згиначі кисті та пальців, м’язи-розгинаючі кисті та пальців, м’язи кисті;

м’язи нижніх кінцівок: кравецький м’яз, чотириголовий м’яз стегна, двоголовий м’яз стегна, великий сідничний м’яз, литковий м’яз.

Рухова активність необхідна для підтримання тонусу м’язів та їх вправляння. Розумова робота повинна чергуватись з фізичною або активним відпочинком. Від ступеня рухової активності значною мірою залежить розвиток опорно-рухової системи. Інтенсивне збільшення маси м’язів відбувається в період від 14 до 16 років. Це найкращий період для початку занять силовими видами спорту.

Гіподинамія — недостатній рівень рухової активності.

Викривлення хребта: сколіоз (викривлення вправо або вліво), кіфоз (викривлення хребта назад у грудному відділі), лордоз (викривлення хребта вперед у поперековому відділі).

Спорт і фізична праця мають визначальну роль для формування скелета і м’язів.

Запобігання викривленням хребта: