Функциональные системы организма

Принято выделять следующие функциональные системы организма: костную (скелет человека), мышечную, кровеносную, дыхательную, пищеварительную, нервную, систему желёз внутренней секреции, анализаторов и др. Функционально объединённые системы образуют аппараты (например, опорно-двигательный, вестибулярный и др.). Опорно-двигательный аппарат как особое морфофункциональное образование состоит из костей, связок, мышц, мышечных сухожилий, суставов; большинство сочленяющихся костей соединяется между собой связками и мышечными сухожилиями, образуя суставы конечностей, позвоночника и других образований.

Движение – это основная приспособительная реакция организма к окружающей его среде. Движение осуществляется при участии костей, выполняющих функции рычагов; скелетных мышц, которые вместе с костями и их соединениями образуют опорно-двигательный аппарат. Постоянные движения происходят и во внутренних органах, также имеющих мышечную ткань в виде особых «гладких» мышц (перистальтика кишечника, поддержание тонуса артериальных кровеносных сосудов и т. д.). Сложное строение имеет сердечная мышца, которая непрерывно, на протяжении всей жизни человека, работает в качестве насоса, обеспечивая передвижение крови по кровеносным сосудам.

2.2.1. Костная система

Костная система образует скелет человека, состоящий из более 200 костей, соединяющихся между собой посредством суставов. В зависимости от формы и функции они делятся на трубчатые (кости конечностей), губчатые (выполняют в основном защитную и опорную функции – рёбра, грудина, позвонки и др.), плоские (кости черепа, таза, поясов верхних и нижних конечностей) и смешанные (основание черепа).

Скелет человека состоит из позвоночника, черепа, грудной клетки, поясов верхних и нижних конечностей и скелета свободных конечностей. Позвоночник, состоящий из 33–34 позвонков, делят на 5 отделов: шейный (7), грудной (12), поясничный (5), крестцовый (5), копчи­ковый (4–5). Позвоночный столб позволяет совершать сгибания вперёд и назад, в стороны, вращательные движения вокруг вертикальной оси.В норме он имеет два изгиба вперёд (шейный и поясничный – лордозы) и два изгиба назад (грудной и крестцовый – кифозы). Названные изгибы имеют большое функциональное значение при выполнении различных движений (ходьбы, бега, прыжков, кувырков). Они ослабляют толчки, удары, резкие приземления занимающегося, амортизируя ударыкак эластичная система.

Суставы– в основном подвижные соединения, область со­прикосновения костей в них покрыта специальной оболочкой – суставной сумкой из плотной соединительной ткани, срастающейся с надкостницей и сочленяющихся костей. Полость суставов герметически закрыта и имеет небольшой объём, зависящий от формы и размеров сустава. Суставная жидкость в суставной щели уменьшает трение между суставными поверхностями при движении как и гладкий хрящ, покрывающий эти поверхности. В простейшем случае в суставе осуществляются сгибание и разгибание, наиболее сложными суставами являются шаровидные (например, в тазобедренном суставе можно производить сгибание, разгибание, приведение, отведение ног, вращение).

Главная функция суставов– обеспечение возможности для осуществления движений. Вместе с этим они выполняют роль демпферов, своеобразных тормозов, гасящих инерцию движения и позволяющих производить мгновенную остановку после быстрого движения. Суставы при систематических занятиях физическими упражнениями и спортом развиваются и укрепляются, повышается эластичность их связок и мышечных сухожилий, увеличивается гибкость. Отсутствие достаточной двигательной активности приводит к разрыхлению суставного хряща и изменению суставных поверхностей, сочленяющихся костей, к появлению болевых ощущений, создаются условия для образования в них воспалительных процессов.

2.2.2. Мышечная система

В ходе учебного или тренировочного занятия мышечная работа физкультурника обеспечивается взаимодействием функций различных органов и систем органов в целостном организме.

Мышечная система человека делится на два вида мускулатуры: гладкую (непроизвольную) и поперечно-полосатую (произвольную). У человека насчитывается более 600 различных мышц. Они составляют у мужчин 35–40 % массы тела (у спортсменов 50 % и более), у женщин – несколько меньше. Механическая дея­тельность мышц осуществляется в результате способности мы­шечных волокон переходить в состояние возбуждения, т. е. в деятельное состояние под влиянием биотоков (импульсов), идущих к мышцам по нервным волокнам. Возбуждение мышечных волокон представляет собой сложную систему энергетических, химических, структурных и иных изменений в клетках, обеспечивающих специфическую работу мышечной ткани. Работа мышц реализуется за счёт их напряжения или сокращения. Напряжение может происходить без изменений длины мышцы (статическая работа), сокращение – с уменьшением её длины (динамическая работа). Чаще всего мышцы работают в смешанном режиме, одновременно напрягаясь и сокращаясь по длине. Сила мышц зависит от количества мышечных волокон и их поперечного сечения, а также от эластичности и исходной длины отдельной мышцы. Систематическая физическая тренировка увеличивает силу мышц, в том числе и за счёт увеличения их эластичности.

Гладкие мышцырасположены в стенках кровеносных сосудов и некоторых внутренних органах. Они обеспечивают сужение или расширение сосудов, осуществляют продвижение пищи по желу­дочно-кишечному тракту, сокращают стенки мочевого пузыря.

Поперечно-полосатые мышцы – это все скелетные мышцы, которые обеспечивают многообразные движения тела и отдельных его частей. К поперечно-полосатым мышцам относится также и сердечная мышца, обеспечивающая ритмическую работу сердца на протяжении всей жизни человека автоматически. Поперечно-полосатыми мышцы называются потому, что в поле зрения под микроскопом они имеют поперечнуюисчерченность. Основой мышц, как и всего живого вообще, являются белки. Они составляют 80–85 % мышечной ткани. Главным свойством мышечной ткани является сократимость, которая обеспечивается за счёт сократительных мышечных белков – актина и миозина. Строение мышечной ткани весьма сложно. Она имеет волокнистую структуру, совокупность этих волокон образует мышцу в целом.

В свою очередь, мышечное волокно состоит из миофибрилл. Каждая миофибрилла по длине делится на чередующиеся светлые и тёмные участки. Тёмные участки – протофибриллы, состоящие из длинных цепочек молекул миозина, светлые – образованы ещё более тонкими белковыми нитями актина. Когда мышца находится в несокращённом (расслабленном) состоянии, нити актина и миозина лишь частично продвинуты относительно друг друга, причём каждой нити миозина противостоят, окружая её, несколько нитей актина. Более глубокое продвижение относительно друг друга обусловливает укорочение всей мышцы в целом.

К мышце подходят и отходят многочисленные нервные волокна. Двигательные (эфферентные) нервные волокна передают импульсы от головного и спинного мозга, приводящие мышцы в рабочее состояние, чувствительные (афферентные) волокна пере­дают импульсы в обратном направлении, информируя централь­ную нервную систему о деятельности мышц. Каждую мышцу пронизывает разветвлённая сеть кровеносных капилляров, по которым с кровью поступают необходимые для жизнедеятельности мышц вещества и выводятся конечные продукты обмена.