Раздел 3 ФИЗИОЛОГИЯ ДВИГАТЕЛЬНОГО АППАРАТА ЧЕЛОВЕКА И РАЦИОНАЛИЗАЦИЯ ТРУДОВЫХ ПРОЦЕССОВ

31 Общие сведения о строении двигательного аппарата и его функции

Наиболее общим проявлением жизнедеятельности организма, основным средством приспособления его к внешней среде является двигательная деятельность Движения осуществляются с помощью двигательного аппарата Двигательным апа Аратом называется совокупность тканей и органов, обеспечивающих перемещение человека в пространстве и ее активные действия, направленные на предметы внешнего мирау. Двигательный аппарат человека в процессе труда рассматривается, с одной стороны, как источник энергии, а с другой - как рабочая машина, изменяющая благодаря движениям предмет труда

Функционально в состав двигательного аппарата входят нервные клетки головного и спинного мозга - мотонейроны и их аксоны, а также костно-мышечная система

В сложном двигательном аппарате человека руководящую и регулирующую функцию выполняет центральная нервная система Роль костно-мышечных органов является исполнительной

Костная система, или скелет, состоит из 208 костей, которые придают форму телу, служат опорой организма и защищают внутренние органы Связи и суставы соединяют концы двух костей и в местах подвижных соединений обеспечивают ре изни движения костей Кости при выполнении движений служат рычагами, т.е. играют пассивную роллль.

Активное функцию при движении выполняют скелетные мышцы, которые сухожилиями прикреплены к костям скелета Они состоят из мышечных клеток, которые называются волокнами В составе каждой мышцы наличует ться от сотни до десятков тысяч волокон Мышечное волокно имеет такие свойстваті:

• возбудимость - способность отвечать возбуждением на раздражение;
• проводимость - способность проводить возбуждение в обе стороны от места раздражения по всей своей длине;
• сократимость - способность во время возбуждения сокращаться или изменять уровень напряжения

При наличии противодействия сокращению мышцы развивают определенное напряжение, силу, под действием которой кости меняют свое положение Различают красные и белые мышечные волокна, которые отличаются функциональными свойствами В красных волокнах скорость проведения возбуждения вдвое меньше, а продолжительность возбуждения в пять раз больше, чем у белых Поэтому красные мышечные волокна называют медленными, или тонические ими, а белые - быстрыми, или тетаническихими.

Скелетные мышцы выполняют следующие функции:

• перемещают тело в пространстве (ходьба, бег);
• перемещают части тела относительно друг друга (движения ног, рук, головы);
• поддерживают позу тела

В мышцах, суставах и сухожилиях размещены двигательные рецепторы, возбуждаемые при движении и напряжений, воспринимают сокращение и расслабление мышечных волокон

Во время возбуждения мышцы происходят следующие процессы: механическая работа; биохимические превращения, в результате которых выделяется энергия и образуются продукты распада; теплообразования

Мышцы, выполняющие одновременно движения в одном направлении, называются синергистами, а мышцы, выполняют движения в противоположных направлениях, - антагонистами

Мышцы синергисты и антагонисты могут сокращаться одновременно или поочередно в разной последовательности в зависимости от конкретной задачи под влиянием нервных импульсов, поступающих из центральной нервно овой системы по центробежным нерва.

Основным функциональным элементом двигательного аппарата является двигательная единица

Она состоит из мотонейрона и иннервированные им мышечных волокон Аксон, отходящей от мотонейрона, при подходе к мышце разветвляется, образуя конечные веточки, каждая из которых с помощью синапса соединяется с мышечным волокном Передача возбуждения с нерва на мышечные ве волокно вызывает его сокращение Итак, одыин мотонейрон иннервирует целую группу мышечных волокон

Каждая двигательная единица вызывает сокращение только отдельных волокон мышцы мотонейроны, которые иннервируют волокна одной мышцы, образуют мотонейронного пул Его функция заключается в дозировке силы сокращения всей мышцы и выборе таких мотонейронов, деятельность которых необходима в данный моменнт.

Все двигательные единицы делятся на большие и малые Большая двигательная единица состоит из большого мотонейрона с толстым аксоном, который разветвляется на множество веточек и иннервирует сотни и нав вить тысячи мышечных волокон Малая двигательная единица состоит из маленького мотонейрона с тонким аксоном, образующей небольшое количество веточек и, соответственно, иннервирует небольшое количество мышечных вол окон (всего несколько десятков)).

Двигательные единицы различаются и по функциональным свойствам: возбудимостью, скоростью процесса возбуждения, частотой импульсов Так, возбудимость малых мотонейронов выше, чем больших Это означает, что возбуждение ния в них возникает при меньшей силы раздражителя по сравнению с крупными Скорость этого процесса в малых мотонейрона меньше и частота импульсов невелика (20-25 за 1 с) Большие мотонейроны способны посылать иннервированные мышечным волокнам до 50 импульсов в 1ів за 1 с.

Скорость сокращения мышечных волокон различных двигательных единиц также неодинакова В малых двигательных единицах время одного сокращения мышечного волокна составляет около 120 мс, а в больших - около 60 мс Итак е, большие двигательные единицы - быстрые, способные развивать кратковременно большую силу и выполнять быстрые движения Малые двигательные единицы - медленные, развивают небольшие усилия и способны к длительной роботї роботи.

Наличие различных двигательных единиц обеспечивает привлечение к работе тех, участие которых эффективная, а также способствует борьбе с усталостью

От режима активности двигательных единиц зависит мышечное напряжение Сама эта активность зависит от частоты импульсации, поступающей из мотонейрона Чем больше частота импульсов, тем больше акты ивнисть двигательной единицы и тем большее напряжение возникает в ее мышечных волокнах Мышечное напряжение осуществляется благодаря согласованию активности различных двигательных единиц Последние могут сокращаться одновре асно или поочередно Синхронное сокращение группы двигательных единиц обеспечивает большее напряжение В случае асинхронной работы двигательных единиц поддерживается постоянство напряжения, движения более плавные Поэтому в п роцеси труда большинство двигательных единиц работает асинхронно В случае утомления они начинают работать синхронно, что проявляется в нарушении точности движений, дрожанием руінні рук.

Сокращение мышц связано с преобразованием химической энергии в механическую и тепловую Основными веществами, которые обеспечивают сокращение, являются белки - актин и миозин, а источником химической энергии - аденозинтрифосфорная кислота (АТФ), углеводы, белки, жиры и кислород

Поскольку мышцы прикреплены сухожилиями к костям скелета, то под действием мышечной силы последние в суставах могут изменять свое положение

Подавляющее большинство работ выполняется мышцами пальцев руки, кисти, локтя, предплечья, реже - спины, и еще реже - ноги Итак, рука является основным рабочим органом человека Она представляет собой рабочий меха низм, т.е. когда привести ее в действие, дает соответствующий эффект Однако рабочий механизм человека отличается от технических систем, поскольку насчитывает относительно небольшое количество двигательных приспособлений и водно время способен выполнять самые движениеухи.