Двигательный аппарат человека включает:
- — управляющую часть — участок коры головного мозга, отвечающий за моторную функцию (расположен в передней центральной извилине коры, так называемые клетки Бетца);
- — исполнительную, включающую пассивную часть — кости и активную — мышцы.
Костная система состоит из 14 звеньев (совокупности костей), из которых шесть парных (справа и слева) — кисть, предплечье, плечо, стопа, голень, бедро и два непарных — голова и туловище. Всего же скелет туловища, головы и конечностей включает 208 костей — 87 парных и 34 непарных (рис. 2.3).
Основой костной системы является позвоночный столб (позвоночник), состоящий из 33—34 коротких костей — позвонков. Его основные отделы: шейный (семь позвонков), грудной (12 позвонков), поясничный (пять позвонков), крестцовый (пять сросшихся между собой позвонков), копчиковый (четыре-пять сросшихся между собой костей, соответствующих хвостовому отделу млекопитающих животных). Соединение костей может быть:
непрерывным, т.е. сращение, которое является неподвижным (пример — крестец);
— прерывным — суставы и сочленения, которые обеспечивают скрепление концов костей, а также скольжение костей относительно друг друга.
Простейший элемент двигательного аппарата человека — кинематическая пара — сочленение двух звеньев, взаимно ограничивающих движение друг друга. Они связаны между собой суставом. Основной характеристикой кинематической пары является степень свободы подвижности сочленений двигательного аппарата, которая определяется формой сустава, соединяющего звенья. Форма сустава может быть эллипсовидной, блоковидной и т.д. Наибольшую подвижность сочленений, т.е. возможность их взаимного
Свободно подвижное тело может перемещаться максимально в шести направлениях: поступательное движение в трех взаимно перпендикулярных направлениях и вращательные движения также в трех взаимно перпендикулярных направлениях.
При этом могут совершаться движения: сгибание — разгибание; отведение — приведение; вращение вдоль продольной оси.
Выделяют три разновидности степеней подвижности:
- 1) двумя степенями свободы подвижности обладают одноосные суставы или одноосные кинематические пары. Они осуществляют движение сгиб — разгиб. Пример: межфаланговое сочленение пальцев;
- 2) четырьмя степенями свободы подвижности обладают двуосные суставы. Они осуществляют движения сгиб — разгиб, приведение — отведение. Пример: пястно-фаланговые, лучезапястные, плечелучевые сочленения;
- 3) шестью степенями свободы обладают трехосные суставы. К уже указанным движениям добавляется вращательное. Пример: лопаточно-плечевые, тазобедренные сочленения. Как трехосный сустав рассматривается и нижняя челюсть.
Если суммировать все степени свободы конечностей и головы относительно туловища, то общее число их составит свыше 200. Если бы организм использовал все степени свободы одновременно, было бы невозможно целенаправленное рабочее движение. Поэтому через центральную нервную систему осуществляется координация движений как способ ограничения избыточных степеней свободы.
Активной частью двигательного аппарата человека являются мышцы. У позвоночных животных и человека все мышцы делятся: на поперечно-полосатые мышцы скелета, которые прикрепляются к скелету. Их более 600. Они наиболее многочисленны и составляют примерно 40% веса человека;
- — поперечно-полосатые мышцы предсердий и желудочков сердца;
- - гладкие мышцы внутренних органов, сосудов и кожи.
Активность двигательного аппарата обеспечивается тем, что каждая мышца прикрепляется по крайней мере к двум костям, соединяя их. Работа совершается в момент сокращения мышцы, при котором происходит сближение костей.
Важнейшими характеристиками каждой мышечной группы являются такие показатели, как мышечная сила и мышечная выносливость.
Мышечная сила — это степень напряжения, которую мышца способна развивать. Другой показатель — мышечная выносливость это период, в течение которого мышца может поддерживать заданное усилие на постоянном уровне. Оба показателя можно замерить с помощью динамометра, причем первый — в килограммах, а второй — в секундах. Средние показатели мышечной силы для правой руки мужчины — 38,6 кг, а для левой — 36,2 кг; для женщины 22,2 и 20,4 кг соответственно.
Один из важнейших вопросов мышечной активности — виды мышечной работы. Проявление мышечной деятельности, при котором мышечное усилие сопровождается изменением длины мышцы и активным перемещением тела, его движением, называется динамической работой. Она является основой внешнего механического движения. Другое проявление мышечной деятельности, при котором усилие поддерживается без применения длины мышцы и без активного перемещения тела, его движения, получило название статической работы (статического н апряжения). Оно лежит в основе рабочей позы и позволяет поддерживать в неподвижном состоянии исполнительные органы. Например, рука может достаточно длительное время поддерживать инструмент без перемещения. Следует иметь в виду, что статическое напряжение поддерживать не легче, чем совершать динамическую работу, оно также требует больших энергозатрат организма.