klucz mięśniowo-szkieletowy

ramy i wsparcie: tkanki łączne

ogólną funkcją tkanki łącznej jest łączenie lub łączenie struktur w ciele i udzielanie wsparcia. Kość jest tkanką łączną, która zapewnia sztywne ramy dla wsparcia. Gdzie kości artykulują ze sobą gęsta włóknista tkanka łączna, bogata w włókna kolagenowe, otacza końce kości, umożliwiając ruch przy zachowaniu stabilności. Chrząstka, inna tkanka łączna, znajduje się również związane ze stawami, gdzie tworzy ściśliwe połączenie między dwiema kośćmi lub zapewnia powierzchnię o niskim tarciu dla płynnego ruchu jednej kości na drugiej. Tkanka łączna przywiązuje mięśnie do kości, w postaci sznurka (ścięgna) lub płaskiego arkusza (powięzi). Tkanki łączne można podzielić na:

• gęsta tkanka włóknista;
• chrząstka;
• kość.

gęsta tkanka włóknista

gęsta włóknista tkanka łączna łączy struktury w ciele, jednocześnie umożliwiając ruch. Ma wysoką wytrzymałość na rozciąganie, aby wytrzymać siły rozciągające. Ta tkanka łączna ma niewiele komórek i w dużej mierze składa się z włókien kolagenu i elastyny, które dają tkance dużą siłę. Włókna są wytwarzane przez komórki fibroblastów, które leżą pomiędzy włóknami(rysunek 1.1). Wytrzymałość tej tkanki można odczuć podczas cięcia stek duszenia tępym nożem. Włókna mięśniowe są łatwo przecięte, ale pokrycie białej tkanki łącznej jest bardzo twarde. Przykłady tej tkanki są następujące:

rysunek 1.1 gęsta włóknista tkanka łączna pokrywająca kość jako okostną i tworząca ścięgno mięśnia szkieletowego.

• kapsułka otaczająca ruchome (maziowe) stawy, które łączą kości (patrz rysunek 1.7).
• więzadła tworzą silne pasma, które łączą kość z kością. Więzadła wzmacniają torebki stawowe w określonych kierunkach i ograniczają ruch.
• ścięgna łączą włókna kurczliwe mięśni z kością.

w ścięgnach i więzadłach włókna kolagenowe leżą równolegle w kierunku największego stresu.

• rozcięgno jest silną płaską błoną, z włóknami kolagenowymi, które leżą w różnych kierunkach, tworząc arkusze tkanki łącznej. Rozcięgno może tworzyć przyłączenie mięśnia, takiego jak skośne mięśnie brzucha, które spotykają się w linii środkowej brzucha (patrz rozdział 10, rysunek 10.6). W dłoni i podeszwie stopy rozcięgno leży głęboko na skórze i tworzy warstwę ochronną dla ścięgien pod spodem (patrz rozdział 8, rysunek 8.21).
• retinakulum to pasmo gęstej tkanki włóknistej, które wiąże ścięgna mięśni i zapobiega cięciu podczas ruchu. Przykładem jest retinakulum zginacza nadgarstka, które utrzymuje ścięgna mięśni przechodzące do ręki w pozycji (patrz rozdział 6, rysunek 6.15).
• powięź to termin używany do dużych obszarów gęstej tkanki włóknistej, które otaczają muskulaturę wszystkich segmentów ciała. Powięź jest szczególnie rozwinięta w kończynach, gdzie zanurza się między dużymi grupami mięśni i przywiązuje się do kości. W niektórych obszarach powięź stanowi podstawę do mocowania mięśni, na przykład powięź piersiowo-lędźwiowa zapewnia mocowanie do długich mięśni pleców (patrz rozdział 10, rysunek 10.6).
• okostna to ochronne pokrycie kości. Ścięgna i więzadła łączą się z okostną wokół kości (patrz rysunek 1.3).
• Opura to gruba włóknista tkanka łączna chroniąca mózg i rdzeń kręgowy (patrz rozdział 3, Rysunek 3.21).

chrząstka

chrząstka jest tkanką, która może być ściśnięta i ma sprężystość. Komórki (chondrocyty) są owalne i leżą w substancji gruntowej, która nie jest sztywna jak kość. Nie ma dopływu krwi do chrząstki, więc istnieje ograniczenie jej grubości. Tkanka ma dużą odporność na zużycie, ale nie można jej naprawić po uszkodzeniu.

chrząstka hialinowa jest powszechnie nazywana chrząstką. Jest gładka i szklana, tworząc niskotarciowe pokrycie powierzchni stawowych stawów. U osób starszych chrząstka stawowa ma tendencję do erozji lub zwapnienia, dzięki czemu stawy stają się sztywne. Chrząstka hialinowa tworzy chrząstki żebrowe, które łączą przednie końce żeber z mostkiem (rysunek 1.2). U rozwijającego się płodu większość kości powstaje w chrząstce szklistej. Gdy model chrząstki każdej kości osiągnie rozmiar krytyczny dla przetrwania komórek chrząstki, rozpoczyna się kostnienie.

Rysunek 1.2 mikroskopowa struktura hialiny i fibrocartilage, lokalizacja w szkielecie pnia.

Fibrocartilage składa się z komórek chrząstki leżących pomiędzy gęsto upakowanymi włóknami kolagenowymi (rysunek 1.2). Włókna zapewniają dodatkową wytrzymałość tkanki, zachowując jednocześnie jej sprężystość. Przykłady gdzie fibrocartilage znajduje się dyski między kośćmi kręgosłupa, spojenie łonowe łączące dwie połówki miednicy przednio i łąkotki w stawie kolanowym.

kość

kość jest tkanką, która tworzy sztywne podpory dla organizmu, zawierając dużą część soli wapnia (fosforanu wapnia i węglanu). Należy pamiętać, że kość jest żywą tkanką złożoną z komórek i obfitego dopływu krwi. Ma większą zdolność do naprawy po uszkodzeniu niż jakakolwiek inna tkanka w ciele, z wyjątkiem krwi. Siła kości tkwi w cienkich płytkach (lamelach), złożonych z włókien kolagenowych z solami wapnia osadzonymi pomiędzy nimi. Blaszki leżą równolegle, trzymane razem przez włókna, a komórki kostne lub osteocyty znajdują się pomiędzy nimi. Każda komórka kostna leży w małej przestrzeni lub Luce i łączy się z innymi komórkami i naczyniami włosowatymi krwi za pomocą drobnych kanałów zwanych kanalikami (rysunek 1.3).

w zwartej kości blaszki ułożone są w koncentrycznych pierścieniach wokół centralnego kanału zawierającego naczynia krwionośne. Każdy system koncentrycznych lameli (znany jako system Haversian lub osteon) leży w kierunku podłużnym. Wiele z tych systemów jest ściśle upakowanych, tworząc gęstą zwartą kość znajdowaną w trzonie kości długich (rysunek 1.3).

rysunek 1.3 odcinek trzonu kości długiej.

w kości ramiennej lub beleczkowatej blaszki tworzą płytki ułożone w różnych kierunkach, tworząc siatkę. Płytki są znane jako trabeculae, a przestrzenie między nimi zawierają naczynia włosowate. Komórki kostne leżące w trabeculae komunikują się ze sobą i z przestrzeniami kanalikami. Rozszerzone końce kości długich wypełnione są kością kanciastą pokrytą cienką warstwą zwartej kości. Centralna Jama trzonu kości długich zawiera szpik kostny. Ta organizacja dwóch rodzajów kości tworzy strukturę o dużej sztywności bez nadmiernego ciężaru (rysunek 1.4). Kość ma zdolność do przebudowy kształtu w odpowiedzi na naprężenia na nią, tak, że linie struktury beleczek na końcach kości podążają za liniami siły na kości. Na przykład linie beleczków na końcach kości obciążonych, takich jak kość udowa, zapewniają maksymalną siłę, aby utrzymać ciężar ciała przed grawitacją. Przebudowa kości jest osiągana przez aktywność komórek tworzących kości znanych jako osteoblasty i komórek niszczących kości znanych jako osteoklasty; oba typy komórek znajdują się w tkance kostnej. Sole wapnia w kościach stale wymieniają się z jonami wapnia we krwi, pod wpływem hormonów (parathormonu i tyrokalcytoniny). Kość jest żywą, stale zmieniającą się tkanką łączną, która zapewnia sztywną strukturę, na której mięśnie mogą wywierać siły do wytwarzania ruchu.

rysunek 1.4 ogólna struktura kości długiej: podłużne i poprzeczne.

artykulacje

gdzie spotykają się sztywne kości szkieletu, tkanki łączne są zorganizowane w celu połączenia kości i utworzenia stawów. To stawy umożliwiają ruch segmentów ciała względem siebie. Stawy lub przeguby między kośćmi można podzielić na trzy typy w oparciu o konkretne tkanki łączne zaangażowane. Trzy główne klasy stawów są włókniste, chrzęstne i maziowe.

stawy włókniste

tutaj kości są połączone gęstą włóknistą tkanką łączną.

szwy czaszki są stawami włóknistymi, które nie pozwalają na ruch między kośćmi. Krawędź każdej kości jest nieregularna i łączy się z sąsiednią kością, warstwą tkanki włóknistej łączącą je (rysunek 1.5 a).

syndesmoza to staw, w którym kości są połączone więzadłem, które umożliwia pewien ruch między kośćmi. Syndesmoza znajduje się między promieniem a łokciem (rysunek 1.5 b). Błona międzykostna umożliwia ruch przedramienia.

gomphoza jest wyspecjalizowanym stawem włóknistym, który mocuje zęby w gniazdach szczęki (rysunek 1.5 c).

ryc. 1.5 stawy włókniste: (a) szew między kośćmi czaszki; (b) syndesmoza między promieniem a łokciem; (c) gomphosis: ząb w gnieździe.

stawy chrzęstne

w stawach tych kości są połączone chrząstką.

synchondroza lub pierwotny staw chrzęstny to staw, w którym związek składa się z chrząstki szklistej. Ten rodzaj stawu jest również nazywany pierwotną chrząstką. Artykulacja pierwszego żebra z mostkiem następuje przez synchondrozę. Podczas wzrostu kości długich szkieletu występuje synchondroza między końcami a trzonem kości, gdzie tymczasowa chrząstka tworzy płytkę nasadową. Płytki te znikają, gdy wzrost zatrzymuje się, a kość staje się skostniała (rysunek 1.6 a).

spojenie lub wtórny staw chrzęstny to staw, w którym powierzchnie stawowe są pokryte cienką warstwą chrząstki szklistej i połączone dyskiem fibrocartilage. Ten typ stawu (czasami nazywany wtórne chrząstki) pozwala na ograniczoną ilość ruchu między kośćmi przez ściskanie chrząstki. Ciała kręgów artykulują przez dysk fibrocartilage (rysunek 1.6 b). Ruch między dwoma kręgami jest mały, ale gdy wszystkie krążki międzykręgowe są ściśnięte w określonym kierunku, występuje znaczny ruch kręgosłupa. Niewielki ruch występuje w spojeniu łonowym, stawie, w którym spotykają się prawa i lewa połowa miednicy. Ruch jest prawdopodobnie zwiększony w spojeniu łonowym w późnym stadium ciąży i podczas porodu, aby zwiększyć rozmiar kanału rodnego.

rysunek 1.6 stawy chrzęstne: (a) synchondroza w kości śródręcza dziecka, jak widać na zdjęciu rentgenowskim; (b) spojenie między ciałami dwóch kręgów.

rysunek 1.7 typowy staw maziowy.

stawy maziowe

stawy maziowe są ruchomymi stawami ciała. Istnieje duża liczba tych stawów, które wykazują różnorodność formy i zakresu ruchu. Wspólne cechy wszystkich z nich są pokazane w sekcji typowego stawu maziowego (rysunek 1.7) i wymienione w następujący sposób:

• chrząstka hialinowa pokrywa końce dwóch kości przegubowych, zapewniając powierzchnię o niskim tarciu do ruchu między nimi.
• kapsułka z gęstej tkanki włóknistej jest przymocowana do marginesów stawowych lub w pewnej odległości od każdej kości. Kapsułka otacza staw jak rękaw.
• wewnątrz kapsułki znajduje się jama stawowa, która umożliwia swobodny przepływ między kośćmi.
• więzadła, opaski lub sznury gęstej tkanki włóknistej łączą się z kośćmi. Więzadła mogą mieszać się z kapsułką lub są przymocowane do kości w pobliżu stawu.
• błona maziowa łączy torebkę stawową i wszystkie powierzchnie niestawowe wewnątrz stawu, tj. każda struktura w obrębie stawu nie pokryta chrząstką szklistą.

jeden lub więcej bursae znajdują się związane z niektórych stawach maziowych w punkcie tarcia, gdzie mięśni, ścięgna lub skóry ociera się o wszelkie struktury kostne. Bursa to zamknięty worek tkanki włóknistej wyłożony błoną maziową i zawierający płyn maziowy. Jama Bursy czasami komunikuje się z jamą stawową. W niektórych stawach występują również podkładki tłuszczowe, płynne w temperaturze ciała. Obie konstrukcje pełnią funkcję ochronną.

wszystkie duże ruchome stawy ciała, na przykład ramię, łokieć, nadgarstek, biodro, kolano i kostka, są stawami maziowymi. Kierunek i zakres ich ruchów zależą od kształtu powierzchni stawowych oraz obecności więzadeł i mięśni blisko stawu. Różne rodzaje stawu maziowego są opisane w rozdziale 2, gdzie kierunki ruchu w stawach są brane pod uwagę.

mięsień szkieletowy

mięsień szkieletowy jest przymocowany do kości szkieletu i wytwarza ruch w stawach. Podstawową jednostką mięśni szkieletowych jest włókno mięśniowe. Włókna mięśniowe są połączone ze sobą w wiązki, tworząc cały mięsień, który jest przymocowany do kości przez włóknistą tkankę łączną. Gdy napięcie rozwija się w mięśniu, końce są przyciągane do środka mięśnia. W tym przypadku mięsień kurczy się na długość i porusza się część ciała. Alternatywnie, część ciała może być poruszana grawitacyjnie i / lub przez dodatkowy ciężar, na przykład przedmiot trzymany w dłoni. Teraz napięcie rozwinięte w mięśniu może być wykorzystane do oparcia ruchu i przytrzymania obiektu w jednej pozycji.

podsumowując, rozwinięte napięcie pozwala na:

• aby skrócić do produkcji ruchu;
• aby oprzeć się ruchowi w odpowiedzi na siłę grawitacji lub dodatkowe obciążenie.

co więcej, mięśnie mogą rozwijać napięcie, gdy są one zwiększenie długości. Zostanie to rozważone w rozdziale 2, w sekcji dotyczącej rodzajów pracy mięśni.

zarówno mięśnie, jak i włóknista tkanka łączna mają elastyczność. Można je rozciągnąć i powrócić do pierwotnej długości. Unikalną funkcją mięśni jest zdolność do aktywnego skracania.

struktura i forma

struktura całego mięśnia jest połączeniem mięśni i tkanek łącznych, które przyczyniają się do funkcji aktywnego mięśnia. W całym mięśniu grupy kurczliwych włókien mięśniowych są połączone ze sobą włóknistą tkanką łączną. Każdy pęczek nazywa się fasciculus. Dalsze pokrycia tkanki łącznej wiążą fasciculi razem i zewnętrzna warstwa otacza cały mięsień (rysunek 1.8).

rysunek 1.8 mięśnie szkieletowe: organizacja włókien mięśniowych w cały mięsień oraz sarkomere w stanie rozluźnionym i skróconym (co widać za pomocą mikroskopu elektronowego).

rysunek 1.9 elastyczne składniki mięśni.

całkowity element tkanki łącznej leżący pomiędzy kurczliwymi włóknami mięśniowymi jest znany jako równoległy Składnik elastyczny. Napięcie, które buduje się w mięśniu podczas jego aktywacji, zależy od napięcia w włóknach mięśniowych i w równoległej składowej elastycznej. Włóknista tkanka łączna, na przykład ścięgno, które łączy cały mięsień z kością, jest znana jako składnik elastyczny serii. Początkowe napięcie, które buduje się w aktywnym mięśniu, napina elastyczny Składnik serii, a następnie mięsień może się skrócić. Model sprężystych i kurczliwych części mięśnia przedstawiono na rysunku 1.9. Jeśli składniki tkanki łącznej tracą swoją elastyczność, z powodu braku użycia w urazie lub chorobie, mięsień może przejść do przykurczu. Żywe szyny są używane do utrzymania elastyczności i zapobiegania przykurczom, podczas gdy mięśnie odzyskują siły.

poszczególne włókna mięśniowe leżą w mięśniu na jeden z następujących sposobów:

• włókna równoległe widoczne są w mięśniach prążkowanych i wrzecionowatych(ryc. 1.10 A, b). Mięśnie te mają długie włókna, które są zdolne do skracania się na całej długości mięśnia, jednak rezultatem jest mięsień mniej silny.
• ukośne włókna są widoczne w mięśniach pennate. Włókna mięśniowe w tych mięśniach nie mogą skracać się w takim samym stopniu jak włókna równoległe. Zaletą takiego układu jest jednak to, że w cały mięsień można zapakować więcej włókien mięśniowych, dzięki czemu można osiągnąć większą moc.

mięśnie o skośnych włóknach są znane jako unipennate, bipennate lub multipennate, w zależności od konkretnego sposobu ułożenia włókien mięśniowych (rysunek 1.10 c, d). Niektóre z dużych mięśni ciała łączą równoległe i ukośne układy. Mięsień naramienny ramienia (patrz rozdział 5, rycina 5.9) ma jedną grupę włókien, które są wielonienasycone i dwie grupy, które są wrzecionowate, co łączy siłę do podnoszenia ciężaru ramienia z szerokim zakresem ruchu. Forma konkretnego mięśnia odzwierciedla dostępną przestrzeń oraz wymagania dotyczące zasięgu i siły ruchu.

rysunek 1.10 forma całego mięśnia: włókna równoległe (a) pasek i (b) wrzecionowate; włókna skośne (c) wielonienkowe I (d) jednonienkowe i dwunienkowe.