УДК 611(07) ББК 28.860я73

А643

Составитель: Акопова Юлия Семеновна

А643 Анатомия: учебно-методическое пособие для самостоятельной работы [Электронный ресурс] / cост. Ю. С. Акопова. – Электрон. дан. – Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2012. – Систем. требования: PC

не ниже класса Pentium I; 128 Mb RAM; Windows 98/XP/7; Adobe Reader V8.0 и выше. – Загл. с экрана.

В пособии представлены методические указания для самостоятельных занятий студентов по вопросам остеологии, артрологии, миологии, анатомии внутренних органов (мочевыделительной, сердечно-сосудистой, дыхательной, нервной, лимфатической, эндокринной), а также темы, касающейся органов чувств человека.

Предназначено для студентов специальности 020208.65 «Биохимия».

УДК 611(07) ББК 28.860я73

© Сибирский Федеральный университет, 2012

Учебное издание

Подготовлено к публикации редакционно-издательским отделом БИК СФУ

Подписано в свет 01.11.2012 г. Заказ 10257. Тиражируется на машиночитаемых носителях.

Редакционно-издательский отдел Библиотечно-издательского комплекса Сибирского федерального университета 660041, г. Красноярск, пр. Свободный, 79

Тел/факс (391)206-21-49. E-mail rio@sfu-kras.ru http://rio.sfu-kras.ru

2

3

АННОТАЦИЯ

В учебном пособии представлены методические материалы, иллюстрации (источник - интернет-ресурсы: Medical-Enc.ru (медицинская энциклопедия); Meduniver.com; Wikipedia.org.), использование которых поможет студенту в самостоятельной работе при изучении некоторых вопросов из курса «Анатомия человека» (в соответствии с рабочей программой дисциплины). В конце каждой темы представлен список вопросов, позволяющих сосредоточиться на ключевых моментах. Кроме того, в заключение пособия представлен перечень литературных источников. Контроль уровня освоения материала возможен путем устного опроса в начале каждого практического занятия.

Курс предназначен для студентов второго курса очной формы обучения специальности 020208.65 – «Биохимия».

4

ОСТЕОЛОГИЯ

Тема 1.: Возрастные изменения костной системы. Факторы формирования костной массы. Адаптация костей к физическим нагрузкам. (2 часа)

Цели и задачи: Используя настоящий материал самостоятельно изучить изменения в костной системе человека, происходящие с возрастом, проанализировать особенности строения костей в условиях физических нагрузок.

Возрастные изменения костной системы

Результаты электронной микроскопии, рентгеноструктурного анализа, микрорентгенографии и других современных методов исследования показали, что костная ткань достаточно 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. Органические вещества и вода обеспечивают кости растяжимость, эластичность. Об этом свидетельствует следующий опыт: в сосуд с соляной кислотой кладут кусочек кости, и через некоторое время она становится мягкой настолько, что ее даже можно завязать узлом. 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. В длину кости растут за счет эпифизарных хрящей, расположенных между телом кости и ее головкой. Когда рост заканчивается (к 20—25 годам) хрящи полностью замещаются костной тканью. Рост кости в толщину происходит путем наложения новых масс костного вещества со стороны надкостницы.

Однако, после завершения формирования скелета, 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. В эксперименте было установлено, что в течение 50 дней обновляется примерно 29 процентов всего неорганического минерального состава кости в эпифизах и до 7 процентов в диафизах. Четко отлаженные, сбалансированные процессы перестройки обеспечивают постоянное обновле-

5

ние костной ткани, предотвращают изнашивание кости. Однако так продолжается до определенного возраста.

После 40 летнего возраста, в костной ткани человека 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. 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 межуточный 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.

Внорме 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. Другой пример: по состоянию костной системы человеку можно было бы дать все шестьдесят, а ему только сорок пять. Такое преждевременное старение костной системы, как правило, бывает у людей, ведущих малоподвижный образ жизни, пренебрегающих физической культурой, спортом.

Движение — важнейшее условие нормальной жизнедеятельности организма в целом и опорно-двигательного аппарата в частности. Наблюдения показали, что рассасывание костных балок особенно интенсивно происходит в тех участках костей, которые испытывают наименьшую нагрузку. В то время как балки, расположенные по наиболее нагруженным силовым линиям, наоборот, утолщаются. Поэтому едва ли не главными факторами в профилактике патологических возрастных изменений костной ткани являются физкультура и физический труд.

Впервую очередь физическая нагрузка необходима людям так называемых сидячих профессий. Нуждаются в ней и те, кто прекратил свою производственную деятельность и ушел на заслуженный отдых.

6

Людям среднего и особенно пожилого возраста лучше всего заниматься в группах здоровья, где осуществляется постоянный врачебный контроль. Полезны также дозированная ходьба, плавание, ходьба на лыжах, теннис, бадминтон.

Таким образом, в процессе физической деятельности улучшается кровоснабжение костной ткани, активизируются обменные процессы. Приспосабливаясь к функциональным нагрузкам, костная ткань изменяет внутреннюю структуру, в ней особенно интенсивно идут процессы созидания; кости становятся массивнее, прочнее.

Факторы формирования костной массы Ремоделирование - процесс разрушения и восстановления костной

ткани. Костная ткань постоянно обновляется – одни клетки (остеокласты) располагаются на поверхности костей и секретируют кислоту, повреждая костную поверхность. Таким образом, на поверхности костей образуются полости. Затем появляются другие клетки (остеобласты), они секретируют остеоид, который минерализуется кальцием и кристаллами фосфора - заполняет полости новой костной тканью, восстанавливая поверхность костей. Ремоделироване является естественным и постоянным процессом, который происходит в здоровом организме, таким образом удаляется старая костная ткань и формируется новая.

Межклеточное вещество костной ткани имеет высокую минерализацию, что и придает костям такую прочность - на 67% межклеточное вещество состоит из неорганических веществ, в основном это соединения кальция и фосфора, а также магний, натрий, калий и другие вещества.

Костная ткань - самая прочная соединительная ткань организма. Из нее образованы кости, которые выдерживают растяжение почти такое же, как чугун, а по сопротивлению на сжатие вдвое превосходят гранит.

На протяжении первых 25 лет жизни происходит накопление костной массы. Количество накопленного зависит от пола (мужчины благодаря тестостерону набирают больше), от генов, от общего здоровья и от образа жизни: в особенности - от питания и физических нагрузок. Этот ранний период настолько важен для будущего здоровья костей, что некоторые эксперты считают остеопороз педиатрической болезнью с гериатрическим исходом.

Окончательно костная масса формируется между 20 и 30 годами, и какое-то время остается не изменой, но в последствии начинается естественная потеря массы костей. Мужчины ежегодно теряют около 1% костной массы, а у женщин после менопаузы потери составляют от 2% до 3% ежегодно. По мере старения новая костная ткань не образуется так быстро, как теряется старая, в результате чего кости истончаются и становятся хрупкими – процесс истончения костей называется остеопорозом.

7

Кости, подобно большинству тканей, снабжены специальными рецепторами эстрогена. Эстроген подавляет деятельность остеокластов по рассасыванию костной ткани. Кроме того, эстроген может стимулировать костеобразовательную деятельность остеобластов. В дополнение к этим формам прямого воздействия эстроген влияет на кость и опосредованно. Вот некоторые механизмы влияния эстрогена: стимулирует выработку витамина D, помогающего кишечнику усваивать кальций; способствует удержанию кальция почками, что уменьшает его выделение; дозирует выделение щитовидной железой кальцитонина, который, в свою очередь, снижает активность остеокластов, растворяющих кость; регулирует выделение гипофизом гормона роста, который стимулирует формирование костной массы и абсорбцию кальция в кишечнике.

Физическая нагрузка как фактор развития кости

Физическая активность усиливает выделение гормона роста и других гормонов, побуждающих кость и мышцы к росту. Этот механизм в действии хорошо наблюдается у высококлассных спортсменов. Например, в одном из исследований сравнивались кости правой и левой руки профессиональных теннисистов. Кости руки, в которой игрок держит ракетку, имели плотность на 15-20% выше, чем кости другой руки. Другой эксперимент, в котором сравнивались показатели плотности костной ткани у бегунов кросса по пересеченной местности и не бегунов того же возраста, показал, что у спортсменов плотность на 10-20% выше. Результаты еще более поздних исследований говорят о том, что позвоночные и бедренные кости мужчин и женщин, занимающихся атлетизмом, на 10% плотнее, чем у бегунов. В то время как у людей прикованных к постели и у космонавтов, находящихся в невесомости (в условиях ограничения движений), быстро теряется костная масса.

Наиболее полезной физической нагрузкой для костной ткани, является ходьба и упражнения с умеренным отягощением. А так же любые подвижные виды спорта, направленные на поддержание нормального веса тела (футбол, волейбол, танцы, городки и т.д.)

Однако физические упражнения увеличат костную массу только в том случае, когда в рацион питания будут включены продукты с большим содержанием кальция, фосфора, магния, калия и других микроэлементов - молочные продукты, твердые сыры, яйца, сельдь, лосось, скумбрия и другая морская рыба.

Таким образом, на развитие костной ткани оказывают решающее значение как физические нагрузки, так и сбалансированное питание.

8

Адаптация костей к физическим нагрузкам

Адаптация организма к постоянно изменяющимся условиям cреды (внешним и внутренним) - безостановочно происходящий процесс приспособления организма к данным изменениям, призванный сохранять в нем гомеостатическое равновесие. Физиологический смысл адаптации организма к внешним и внутренним воздействиям заключается именно в поддержании гомеостаза и, соответственно, жизнеспособности организма практически в любых условиях, на которые он в состоянии адекватно реагировать.

Тренировочный эффект определяется направленностью и величиной физических и биохимических изменений, происходящих под воздействием применяемых нагрузок.

Процесс адаптации к физическим нагрузкам имеет фазный характер. Выделяют два этапа адаптации: срочный и долговременный (хронический).

Срочный этап сводится преимущественно к изменению энергетического обмена и представляет собой непосредственный ответ организма на однократное воздействие физических нагрузок.

При многократном повторении физических воздействий и суммировании многих нагрузок постепенно развивается долгосрочная адаптация. В процессе долгосрочной адаптации к физическим нагрузкам активируется синтез нуклеиновых кислот и специфических белков, в результате чего происходит увеличение возможностей опорно-двигательного аппарата.

Таблица 1. Скорость адаптации различных отделов опорно-двигательного аппарата к физическим нагрузкам.

9

В условиях предельно напряженной мышечной деятельности происходят значительные изменения практически во всех системах организма. Происходит вовлечение больших резервных мощностей организма, повышается обмен веществ и энергии.

Таблица 2. Повышение уровней гормонов при значительной физической нагрузке

Повышается выделение адре- Повышается возбудимость нервной системы, увеличивается налина и норадреналина мозговочастота и сила сердечных сокращений, увеличивается частота дыго вещества надпочечников. хания, расширяются бронхи, расширяются кровеносные сосуды мышц, головного мозга, сердца, сужаются кровеносные сосуды неработающих органов (кожи, почек, пищеварительного тракта и др.), увеличивается скорость распада веществ, освобождая энергию

для мышечного сокращения.

Повышается выделение глюко- Под влияние глюкокортикоидов увеличивается скорость обра- кортикоидов и минералокорти- зования углеводов в печени и выход углеводов из печени в кровя- коидов коркового вещества надпоное русло. Из крови углеводы могут поступить в работающие чечников. мышцы, обеспечивая их энергией.

Под влиянием минералокортикоидов происходит задержка воды и натрия в организме и увеличивается выделение калия из организма, что предохраняет организм от обезвоживания и поддерживает ионное равновесие внутренней среды.

Повышается выделение глюка- Облегчается распад углеводов и жиров в клетках, выход угле- гона внутрисекреторных клеток водов и жиров из мест их хранения в кровь, откуда они могут быть поджелудочной железы. использованы мышечными клетками в качестве источника энергии.

10