Заболевания костно-мышечной системы

Основные симптомы, возникающие при заболеваниях опорно-двигательного аппарата – боли в суставах, мышцах, позвоночнике, которые могут усиливаться при движениях или «на погоду».

Основными заболеваниями костно-мышечной системы являются:

• Артрит
• Артроз
• Болезнь Бехтерева (хроническое системное заболевание суставов и мягких тканей вокруг позвоночника)
• Гигрома сустава
• Дисплазия тазобедренных суставов (врожденное, неполноценное, неправильное развитие вертлужной впадины суставов)
• Кокцигодиния (боль в копчике)
• Остеопороз костей
• Остеохондроз позвоночника
• Плоскостопие
• Подагра
• Рахит
• Сакроилеит (воспаление крестцово-подвздошного сустава)
• Синовит
• Сколиоз
• Спондилолистез ( смещение, соскальзывание позвонка относительно другого)
• Стеноз позвоночного канала
• Тендовагинит
• Туберкулез костей
• Шпора пяточная
• Эпикондилит локтевого сустава

Причины

До конца причины этих заболеваний не выяснены. Считается, что основной фактор, вызывающий развитие этих заболеваний, генетический (наличие этих заболеваний у близких родственников) и аутоиммунные нарушения (иммунная система вырабатывает антитела к клеткам и тканям своего организма).

Из других факторов, провоцирующих заболевания опорно-двигательного аппарата выделяют следующие:

• эндокринные нарушения;
• нарушения нормальных метаболических процессов;
• хроническая микротравма суставов;
• повышенная чувствительность к некоторым пищевым продуктам и лекарствам.

Кроме того, немаловажным является инфекционный фактор (перенесенная вирусная, бактериальная, особенно стрептококковая, хламидийные инфекции) и наличие хронических очагов инфекции (кариес, тонзиллит, синуситы), переохлаждение организма.

Симптомы

У всех организм разный и не одинаково реагирует на те или иные проблемы, поэтому симптоматика таких патологий достаточно разнообразна. Чаще всего болезни костной и мышечной систем проявляются такими симптомами:

• болевые ощущения;
• скованность в движениях, особенно после пробуждения;
• усиление боли при смене погодных условий;
• боль при физической нагрузке;
• боль в мышцах;
• бледность кожи пальцев под воздействием холода, переживаний;
• снижение температурной чувствительности;
• онемение определенных участков тела и «ползание мурашек;
• отечность и покраснение вокруг пораженного участка.

Большое влияние на симптоматику предоставляет течение заболевания. Есть болезни костной системы, которые протекают практически незаметно и прогрессируют достаточно медленно, значит, и симптоматика будет слабо выраженной. А острое начало заболевания сразу даст о себе знать явными признаками.

Лечение

Лечение костной-мышечной системы чаще всего ведется в нескольких направлениях:

• медикаментозная терапия;
• адекватная физическая активность;
• физиотерапевтические процедуры, особенно УВТ;
• рефлексотерапия;
• лечебный массаж;
• народные способы лечения;
• корректировка рациона питания.

Немаловажную роль в лечении заболеваний костно-мышечной системы играет отношение пациента к своему здоровью. Если больной уповает только на лекарства и не желает менять рацион и свой образ жизни, то эффективного лечения не получится.

Заболевания костно-мышечной системы Cанатории РЖД-ЗДОРОВЬЕ, отдых и лечение в санаториях АО РЖД-ЗДОРОВЬЕ

Ивушка

ул. Лучезарная, д. 14, г. Сочи, Краснодарский край, 354206

Еще
Еще

Волжские дали

пос. Пристанное, г. Саратов, Саратовская область, 410505

Еще
Еще

Долина Нарзанов

ст. Бештау, ул. Марко Вовчок, 4, г. Нальчик, Кабардино-Балкарская Республика, 360002

Еще
Еще

Дон

Кленовая аллея, д. 6, г. Воронеж, Воронежская область, 394070

Еще
Еще

Радон

ул. Коминтерна, д. 61, г. Лиски, Воронежская область, 397909

Еще
Еще

Черноморье

ул. Орджоникидзе, д. 27, г. Сочи, Краснодарский край, 354000

Еще
Еще

Долина Нарзанов

ст. Бештау, ул. Глинки, 1А, г. Железноводск, Ставропольский край, 357418

Еще
Еще

Долина Нарзанов

пл. Привокзальная, д. 1а, г. Ессентуки, Ставропольский край, 357600

Еще
Еще

Долина Нарзанов

ул. Урицкого, д. 1, г. Кисловодск, Ставропольский край, 357700

Еще
Еще

Жемчужина Зауралья

ул. Крайняя, д. 17, г. Шадринск, Курганская область, 641871

Еще
Еще

Мыс Видный

Корпуса «Салют» и «Олимп», ул. Новороссийское шоссе, 1. Корпус «Арена», ул. Шоссейная, 26, г. Сочи, Краснодарский край, 354037

Еще
Еще

Октябрьский

ул. Плеханова, д. 34 б, г. Сочи, Краснодарский край, 354053

Еще
Еще

Сосновый бор

Оричевский р-н, п. Сосновый бор, Кировская область, Приволжье, 610901

Еще
Еще

Янтарь

ул. Ленина, д. 50, г. Светлогорск, Калининградская область, 238590

Еще
Еще

Аквамарин

п. Витязево, ул. Горького/бульвар Шардоне, д. 42/1., г. Анапа, Краснодарский край, 353417

Еще
Еще

Болезни костно-мышечной системы и соединительной ткани « Санаторий «Нарочанка»

Болезни костно-мышечной системы и соединительной ткани « Санаторий «Нарочанка»

1. Остеохондроз позвоночника
2. Серопозитивный ревматоидный артрит
3. Серонегативный ревматоидный артрит
4. Псориатическая артропатия
5. Юношеский ревматоидный артрит
6. Идиопатическая подагра
7. Полиартроз
8. Коксартроз (артроз тазобедренного сустава)
9. Гонартроз
10. Другие артрозы
11. Сколиоз
12. Реактивные артропатии
13. Анкилозирующий спондилит
14. Спондилез
15. Миозит
16. Синовиты и теносиновиты
17. Фибробластические нарушения
18. Хронические тендиниты и энтезопатии нижних конечностей, исключая стопу
19. Другие энтезопатии
20. Нарушения целостности кости (при самостоятельном передвижении)
21. Остеомиелит хронический (при отсутствии функционирующих свищей)
22. Последствия термических и химических ожогов

1. Тяжелые формы поражения костей и суставов с обильным отделяемым, тяжелыми общими явлениями или амилоидозом внутренних органов.
2. Полиартриты с прогрессирующим процессом в суставах, с анкилозами, контрактурами и тому подобными при необратимых изменениях в суставах и при потере способности к самообслуживанию.
3. Тяжелые деформации суставов с вторичным синовиитом при потере возможности самостоятельного передвижения.
4. Хронические остеомиелиты при наличии крупных секвестров или крупного инородного металлического тела в остеомиелитическом очаге.
5. Септические формы ревматоидного артрита, ревматоидный артрит с системными поражениями.

×

Спасибо.

В ближайшее время мы свяжемся с Вами.

УП «Белпрофсоюзкурорт»

Дочернее унитарное предприятие

«САНАТОРИЙ «НАРОЧАНКА»

Р/с BY 08 AKBB 30120619001726100000,
в ЦБУ №619 ОАО «АСБ Беларусбанк»
БИК AKBBBY 2 X
УНН 690277827 ОКПО 29220751

E-mail: narochhotel@mail. ru- отдел маркетинга

Как оплатить картой

2019 © Санаторий «Нарочанка», Минская область. Официальный сайт

222395 Республика Беларусь,

Минская область, Мядельский район,

к.п. Нарочь, ул. Туристcкая, 12а

тел: +375 1797 23 208

+375 29 646 57 72

+375 44 778 70 05

+375 1797 23 208

+375 1797 23 209

+375 1797 23 2 05

+375 29 179 47 97

KDL. Костно-мышечная система. Анализы и цены

Алергология. ImmunoCAP. Индивидуальные аллергены, IgE

Аллергокомпоненты ImmunoCAP

Аллергокомпоненты деревьев

Аллергокомпоненты животных и птиц

Аллергокомпоненты плесени

Аллергокомпоненты трав

Пищевые аллергокомпоненты

Аллергология. ImmunoCAP. Комплексные исследования IgE (результат по каждому аллергену)

Аллергология. ImmunoCAP. Панели аллергенов IgE, скрининг (результат СУММАРНЫЙ)

Аллергология. ImmunoCAP. Фадиатоп

Аллергология. Immulite. Индивидуальные аллергены

Аллергены гельминтов, IgE

Аллергены грибов (кандида и плесневых), IgE

Аллергены деревьев, IgE

Аллергены животных и птиц, IgE

Аллергены клещей домашней пыли, IgE

Аллергены лекарств и химических веществ, IgE

Аллергены насекомых, IgE

Аллергены пыли, IgE

Аллергены ткани, IgE

Аллергены трав, IgE

Бактериальные аллегены (стафилококк), IgE

Пищевые аллергены, IgE

Пищевые аллергены, IgG

Аллергология. Immulite. Комплексы аллергенов, IgE (результат по каждому аллргену)

Аллергология. Immulite. Панели аллергенов, скрининг (результат СУММАРНЫЙ)

Аллергены деревьев, IgE (панель)

Аллергены животных и птиц, IgE (панель)

Аллергены трав, IgE (панель)

Ингаляционные аллергены, IgE (панель)

Пищевые аллергены, IgE (панель)

Аллергология. Immulite. Панели пищевых аллергенов IgG (результат СУММАРНЫЙ)

Аллергология. ImmunoCAP. Индивидуальные аллергены, IgE

Аллергены деревьев, IgE

Аллергены животных и птиц, IgE

Аллергены пыли, IgE

Аллергены трав, IgE

Пищевые аллергены, IgE

Аллергология. RIDA. Комплексы аллергенов, IgE

Аллергология. RIDA. Комплексы аллергенов, IgE (результат по каждому аллргену)

Аллергология. Местные анестетики, IgE

Биохимические исследования крови

Диагностика анемий

Липидный обмен

Обмен белков

Обмен пигментов

Обмен углеводов

Специфические белки

Ферменты

Электролиты и микроэлементы

Биохимические исследования мочи

Разовая порция мочи

Суточная порция мочи

Витамины, аминокислоты, жирные кислоты

Гематология

Гемостаз (коагулограмма)

Генетические исследования

HLA-типирование

Исследование генетических полиморфизмов методом пиросеквенирования

Исследование генетических полиморфизмов методом ПЦР

Молекулярно-генетический анализ мужского бесплодия

Гистологические исследования

Гистологические исследования лаборатории UNIM

Гормоны биологических жидкостей

Гормоны гипофиза и гипофизарно-адреналовой системы

Гормоны крови

Гормоны гипофиза и гипофизарно-адреналовой системы

Маркеры остеопороза

Пренатальная диагностика

Ренин-альдостероновая система

Тесты репродукции

Функция органов пищеварения

Функция щитовидной железы

Гормоны мочи

Диагностика методом ПЦР

COVID-19

Андрофлор, иследование биоценоза (муж)

Вирус герпеса VI типа

Вирус Варицелла-Зостер (ветряной оспы)

Вирус герпеса VI типа

Вирус простого герпеса I, II типа

Вирус Эпштейна-Барр

Вирусы группы герпеса

Возбудитель туберкулеза

ВПЧ (вирус папилломы человека)

Грибы рода кандида

Листерии

Парвовирус

Респираторные инфекции

Стрептококки (вкл. S.agalactie)

Токсоплазма

Урогенитальные инфекции, ИППП

Урогенитальные инфекции, комплексные исследования

Урогенитальные инфекции, условные патогены

Фемофлор, исследование биоценоза (жен)

Флороценоз, иследование биоценоза (жен)

Цитомегаловирус

Диагностика методом ПЦР, кал

Кишечные инфекции

Диагностика методом ПЦР, клещ

Клещевые инфекции

Диагностика методом ПЦР, кровь.

Вирус Варицелла-Зостер (ветряной оспы)

Вирус герпеса VI типа

Вирус простого герпеса I, II типа

Вирус Эпштейна-Барр

ВИЧ

Возбудитель туберкулеза

Гепатит D

Гепатит G

Гепатит А

Гепатит В

Гепатит С

Листерии

Парвовирус

Токсоплазма

Цитомегаловирус

Жидкостная цитология

Изосерология

Иммуногистохимические исследования

Иммунологические исследования

Иммунограмма (клеточный иммунитет)

Интерфероновый статус, базовое исследование

Интерфероновый статус, чувствительность к препаратам

Оценка гуморального иммунитета

Специальные иммунологические исследования

Исследование абортуса

Исследование мочевого камня

Исследование парапротеинов. Скрининг и иммунофиксация

Исследования слюны

Исследования слюны

Комплексные исследования

Лекарственный мониторинг

Маркеры аутоиммунных заболеваний

Антифосфолипидный синдром (АФС)

Аутоиммунные заболевания легких и сердца

Аутоиммунные неврологические заболевания

Аутоиммунные поражения ЖКТ и целиакия

Аутоиммунные поражения печени

Аутоиммунные поражения почек и васкулиты

Аутоиммунные эндокринопатии и бесплодие

Диагностика артритов

Пузырные дерматозы

Системные ревматические заболевания

Эли-тесты

Микробиологические исследования (посевы)

Посев крови на стерильность

Посев на гемофильную палочку

Посев на грибы (Candida)

Посев на грибы (возбудители микозов кожи и ногтей)

Посев на дифтерию

Посев на микоплазмы и уреаплазмы

Посев на пиогенный стрептококк

Посев на стафилококк

Посевы кала

Посевы мочи

Посевы на микрофлору (конъюнктива)

Посевы на микрофлору (отделяемое)

Посевы на микрофлору (урогенитальный тракт женщины)

Посевы на микрофлору (урогенитальный тракт мужчины)

Посевы на микрофлору ЛОР-органы)

Ускоренные посевы с расширенной антибиотикограммой

Неинвазивная диагностика болезней печени

Программы неинвазивной диагностики болезней печени

Неинвазивный пренатальный ДНК-тест (НИПТ)

Неинвазивный пренатальный тест (пол/резус плода)

Общеклинические исследования

Исследование назального секрета

Исследование секрета простаты

Исследования кала

Исследования мочи

Исследования эякулята

Микроскопическое исследование биологических жидкостей

Микроскопия на наличие патогенных грибов и паразитов

Микроскопия отделяемого урогенитального тракта

Онкогематология

Иммунофенотипирование при лимфопролиферативных заболеваниях

Миелограмма

Молекулярная диагностика миелопролиферативных заболеваний

Цитохимические исследования клеток крови и костного мозга

Онкогенетика

Онкомаркеры

Пищевая непереносимость, IgG4

Полногеномные исследования и панели наследственных заболеваний

Пренатальный скрининг

Серологические маркеры инфекций

Аденовирус

Бруцеллез

Вирус HTLV

Вирус Варицелла-Зостер (ветряной оспы)

Вирус герпеса VI типа

Вирус Коксаки

Вирус кори

Вирус краснухи

Вирус эпидемического паротита

Вирус Эпштейна-Барр

Вирусы простого герпеса I и II типа

ВИЧ

Гепатит D

Гепатит А

Гепатит В

Гепатит Е

Гепатит С

Грибковые инфекции

Дифтерия

Кишечные инфекции

Клещевые инфекции

Коклюш и паракоклюш

Коронавирус

Менингококк

Паразитарные инвазии

Парвовирус

Респираторные инфекции

Сифилис

Столбняк

Токсоплазма

Туберкулез

Урогенитальные инфекции

Хеликобактер

Цитомегаловирус

Специализированные лабораторные исследования.

Дыхательный тест

Микробиоценоз по Осипову

Тяжелые металлы и микроэлементы

Тяжелые металлы и микроэлементы в волосах

Тяжелые металлы и микроэлементы в крови

Тяжелые металлы и микроэлементы в моче

Услуги

Выезд на дом

ЭКГ

Установление родства

Химико-токсикологические исследования

Хромосомный микроматричный анализ

Цитогенетические исследования

Цитологические исследования

Чекап

Лечение заболеваний костно-мышечной системы в санатории Красная Пахра

Жизнь в социуме подразумевает постоянную физическую активность. Общение, передвижение, занятия спортом – неотъемлемая часть комфортного существования. Однако это возможно только при отсутствии болезней опорно-двигательной системы. Именно неполадки в её работе могут привести к инвалидности или снижению социальной активности. Костно-мышечный аппарат первым реагирует на малоподвижный образ жизни, вредные привычки, недостаток витаминов и минералов.
Курортно-санаторное лечение способно оказать благоприятное воздействие на скелет, уменьшить патологические состояния позвоночника и суставов, и, как следствие, улучшить качество жизни человека. Самыми распространёнными болезнями являются артрит, подагра, остеопороз, сколиоз. Лечение заболеваний костно-мышечной системы в санатории «Красная Пахра» в Подмосковье помогает восстановить утраченное здоровье и вернуть былую активность.

Опорно-двигательный аппарат быстро «отзывается» на лечебные процедуры, разработанные специалистами санатория. В индивидуальную программу включены ванны (бишофитная, пароуглекислая, хвойная), души, грязевые аппликации, массаж. Хорошо зарекомендовала себя восстановительная физиотерапия с использованием аппаратов для электросна, магнитотерапии, лазеротерапии. Одна из приятных процедур – спелеотерапия также обладает целительным эффектом. Полезными для здоровья скелета и мышц станут плавание в бассейне и аквааэробика, а питьевое лечение (фиточай, кислородный коктейль) восстановит организм изнутри.

Врачи санатория, стаж работы которых, превышает 15 лет, аккуратно и точно воздействуют на проблемные зоны костно-мышечной системы. В результате чего уменьшаются боли, восстанавливается подвижность суставов, укрепляются ослабленные мышцы. Улучшение состояния тела после лечения в санатории отмечают 98% пациентов.

Если неполадки опорно-двигательного аппарата уже дают о себе знать, то не откладывайте посещение санатория «Красная Пахра». Приобретите путёвку, а мы вернём вам себе былую активность и молодость!

Реабилитация при болезнях костно-мышечной системы

Физиотерапевтические процедуры являются незаменимым этапом в лечении и реабилитации пациентов с болезнями костно-мышечной системы (остеоартриты, ревматоидный артрит, артрит травматический, остеохондроз позвоночника, сколиоз).

Назначаемые врачом в зависимости от показаний, они приносят облегчение в состоянии и помогают скорейшему выздоровлению.

Основными из них являются следующие процедуры:

1. Электро-светолечебные процедуры.

• Лечение постоянными и импульсными токами (гальванизация, лечебный электрофорез, амплипульс терапия, интерференцтерапия) – эти факторы усиливают обменные процессы, улучшают проводимость нервных волокон, улучшают регионарное кровообращение, ускоряют рассасывание воспалительных очагов. Обладают выраженным болеутоляющим эффектом, понижают чувствительных периферических болевых рецепторов, нормализуют процессы возбуждения и торможения в ЦНС, улучшают трофическую и нервно-мышечную функцию, улучшают венозный отток.
• Светолечение – обладают десенсибилизирующим болеутоляющим противоотечным, противовоспалительным, бактерицидным действием. Активирует функцию ретикуло-эндотелиальной системы, улучшает иммунологическую активность организма.
• Магнитотерапия – лечение постоянным и импульсным магнитным полем. Применяется местная и общая магнитотерапия. Обладает седативным, нейромиостимулирующим, вазоактивным, трофикорегинераторным, сосудорасширяющим, обезболивающим, противовоспалительным, противоотечным эффектом.
• Дарсенвализация – применяется на болевые и рефлексогенные зоны. Улучшает регинерацию, микроцеркуляцию, снижают тонус мелких и средних артерий, оказываеют болеутоляющее, противовоспалительное действие. Уменьшают выраженность вегетативно-трофических расстройств и гипоксию тканей.
• Ультразвуковая терапия (ультразвук и ультрафонофорез лекарственных веществ) – применяют на область пораженных суставов и паравертебрально. Умеренно расширяет кровеносные сосуды, усиливает кровообращение, ускоряет восстановление проводимости нервных волокон, оказывает болеутоляющее, спазмалитическое, противовоспалительное действие.
• Лазеротерапия (магнитолазеротерапия, лазеропунктура) – обладает противовоспалительным, десенсибилизирующим действием, снижает потогенность микрофлоры, стимулирует кроветворение, улучшает кровоснабжение, микроциркуляцию, повышает метаболическую активность и резистентность клеток, обладает обезболивающим и тровико-регинераторным действием.
• КВЧ-терапия (миллиметроволновая терапия) – улучшает трофику тканей, ускоряет репаративные процессы, повышает миоспецифическую резистентность организма, восстанавливает гомеостаз, стимулирует кроветворение и процессы иммуногенеза. Обладает противовоспалительным и обезболивающим действием.

2. Бальнеотерапия.

• Минерально-жемчужные ванны – понижает чувствительность периферических рецепторов, оказывает на организм седативное, болеутоляющее действие, нормализует сосудистыц тонус, улучшает микроциркуляцию, капилярный кровоток, ускоряет рассасывание воспалительных процессов, вызывет релаксацию мышц.

• Радоновые ванны (альфа-терапия) – обладают выраженным, аналгизирующим эффектом, понижает чувствительность периферических рецепторов, усиливают торможение ЦНС, улучшают нервно-мышечную проводимость, микроциркуляцию, стимулирет функцию симпатоадреналовой, эндокринной желез, ослабляет спазм периферических сосудов, способствует восстановлению нарушенных функций организма.

• Скипидарные ванны – оказывает на организм выраженное раздражающее действие, что проявляется интенсивным покраснением кожи при погружении в ванну. Улучшается мкроциркуляция, повышается метаболизм клеток и тканей, расширяются артериолы, понижается периферическое сосудистое сопротивление, рассасываются рубцы и спайки, повышается адаптационно-трофическая функция симпатической нервной системы.

• Бишофитные ванны – ванны из минералов, извлеченных из глубины 1000-1700 метров. Обладают антидепрессивным действием, противовоспалительным, обезболивающим, улучшают регионарное кровообращение, снимают чувство усталости.

3. Грязелечение.

Применяется общее, местное, пакетированное грязелечение. На болевые зоны, рефлексогенные зоны. Обладает противовоспалительным, рассасывающим, десенсибилизирующим, болеутоляющим, трофикорегинераторным действием, активирует нейро-эндокринную систему, ускоряет рассасывание спаек, рубцов, ослабляет болезненность нервных стволов, снимают спастичность и регидность мускулатуры, способствуют, восстановлению двигательной функции.

4. Лечебная физкультура.

5. Малогрупповые, индивидуальные занятия, занятия в тренажерном зале, лечебная физкультура в бассейне.

6. Рефлексотерапия.

Прочие препараты для лечения заболеваний костно-мышечной системы входит в группу M09AX

Анатомо-Терапевтически-Химическая (АТХ) система классификации (ATC)

Название:
Прочие препараты для лечения заболеваний костно-мышечной системы

Латинское название:
Other Drugs For Disord. Of The Musc.-Skeletal Syst

6.

1A: Обзор опорно-двигательного аппарата

Опорно-двигательный аппарат — это система органов, которая позволяет организму двигаться, поддерживать себя и сохранять стабильность во время передвижения.

Задачи обучения

• Объяснить назначение опорно-двигательного аппарата

Ключевые моменты

• Основные функции опорно-двигательного аппарата включают поддержку тела, обеспечение движения и защиту жизненно важных органов.
• Опорно-двигательная система состоит из костей тела (скелета), мышц, хрящей, сухожилий, связок, суставов и других соединительных тканей, которые поддерживают и связывают ткани и органы вместе.
• Скелет служит основной системой хранения кальция и фосфора.
• Скелет также содержит важные компоненты кроветворной (кроветворной) системы и хранения жира. Эти функции выполняются в красном и желтом костном мозге соответственно.
• Для обеспечения движения различные кости соединяются сочлененными суставами. Хрящ предотвращает трение концов костей друг о друга, в то время как мышцы сокращаются для перемещения костей, связанных с суставом.

Ключевые термины

• красный костный мозг : Красный костный мозг или medulla ossium rubra, состоит в основном из кроветворной ткани и дает начало эритроцитам (эритроцитам), тромбоцитам и большей части белых кровяных телец (лейкоцитов).
• костно-мышечная система : Система органов, которая дает животным (и людям) возможность двигаться, используя комбинированные действия мышечной и скелетной систем. Он обеспечивает форму, поддержку, стабильность и движение телу.
• гемопоэз : биологический процесс, в котором новые клетки крови образуются из гемопоэтических стволовых клеток (HSC) в костном мозге.Все клеточные компоненты крови происходят из HSC.

Опорно-двигательная система (также известная как опорно-двигательная система) — это система органов, которая дает животным (включая человека) способность двигаться, используя мышечную и скелетную системы. Он обеспечивает форму, поддержку, стабильность и движение телу.

Скелетно-мышечная система состоит из костей тела (скелета), мышц, хрящей, сухожилий, связок, суставов и других соединительных тканей, которые поддерживают и связывают ткани и органы вместе.

Его основные функции включают поддержку тела, обеспечение движения и защиту жизненно важных органов.
Кости скелетной системы обеспечивают устойчивость тела аналогично арматурному стержню в бетонных конструкциях.

Мышцы удерживают кости на месте, а также играют роль в их движении. Чтобы обеспечить движение, различные кости соединяются сочлененными суставами, а хрящ предотвращает трение концов костей друг о друга.

Скелетная система

Скелет человека : Изображение в виде обзора скелетной системы человека.

Скелетная часть системы служит основной системой хранения кальция и фосфора. Важность этого хранилища состоит в том, чтобы помочь регулировать минеральный баланс в кровотоке. Когда колебания минералов высоки, эти минералы накапливаются в костях; когда он низкий, минералы выводятся из кости.

Скелет также содержит важные компоненты кроветворной (кроветворной) системы. В длинных костях расположены две разновидности костного мозга: желтый и красный.Желтый костный мозг имеет жировую соединительную ткань и находится в полости костного мозга. Во время голода организм использует жир желтого костного мозга для получения энергии.

Красный костный мозг некоторых костей является важным местом для кроветворения или производства клеток крови, которые заменяют клетки, разрушенные печенью. Здесь все эритроциты, тромбоциты и большинство лейкоцитов образуются в костном мозге, откуда они мигрируют в кровоток.

Мышечная система

Мышцы сокращаются (укорачиваются) для перемещения кости, прикрепленной к суставу.Скелетные мышцы прикреплены к костям и расположены противостоящими группами вокруг суставов. Мышцы иннервируются — нервы проводят электрические токи от центральной нервной системы, которые заставляют мышцы сокращаться.

В организме существует три типа мышечной ткани. Это скелетная, гладкая и сердечная мышцы.

• Только скелетные и гладкие мышцы считаются частью опорно-двигательного аппарата.
• Скелетные мышцы участвуют в движении тела.
• Примеры гладких мышц включают те, что находятся в стенках кишечника и сосудов.
• Сердечные и гладкие мышцы характеризуются непроизвольным движением (не контролируемым сознанием).
• Сердечные мышцы находятся в сердце.

Сухожилия, суставы, связки и бурсы

Сухожилие — это жесткая гибкая повязка из волокнистой соединительной ткани, которая соединяет мышцы с костью. Суставы — это костные сочленения, позволяющие двигаться. Связка — это плотная белая полоса из фиброзно-эластичной ткани.

Связки соединяют концы костей вместе, образуя сустав.Это помогает ограничить вывих сустава и ограничить неправильное гиперэкстензию и гиперфлексию. Также из фиброзной ткани составляют бурсы. Они обеспечивают амортизацию между костями и сухожилиями и / или мышцами вокруг сустава.

Скелетно-мышечная система : Изображение мышечной системы человека (скелетные мышцы)

Артрит, боль в пояснице, кости, мышцы

Обзор

Что такое опорно-двигательный аппарат?

Ваша опорно-двигательная система включает кости, хрящи, связки, сухожилия и соединительные ткани.Ваш скелет обеспечивает основу для мышц и других мягких тканей. Вместе они поддерживают вес вашего тела, поддерживают осанку и помогают двигаться.

Широкий спектр заболеваний и состояний может привести к нарушениям опорно-двигательного аппарата. Старение, травмы, врожденные аномалии (врожденные дефекты) и болезни могут вызывать боль и ограничивать движение.

Вы можете сохранить здоровье опорно-двигательного аппарата, уделяя особое внимание своему общему здоровью. Придерживайтесь сбалансированной диеты, поддерживайте здоровый вес, регулярно занимайтесь спортом и обращайтесь к врачу для проверки.

Функция

Как работает опорно-двигательный аппарат?

Нервная система (командный центр вашего тела) контролирует ваши произвольные движения мышц. Произвольные мышцы — это те мышцы, которыми вы управляете намеренно. Некоторые задействуют большие группы мышц для выполнения таких действий, как прыжки.Другие используют более мелкие движения, например, нажатие кнопки. Движение происходит, когда:

1. Нервная система (мозг и нервы) посылает сообщение для активации ваших скелетных (произвольных) мышц.
2. Ваши мышечные волокна сокращаются (напрягаются) в ответ на сообщение.
3. Когда мышца активируется или собирается в пучок, она тянет за сухожилие. Сухожилия прикрепляют мышцы к костям.
4. Сухожилие тянет кость, заставляя ее двигаться.
5. Чтобы расслабить мышцы, ваша нервная система посылает другое сообщение.Это заставляет мышцы расслабляться или отключаться.
6. Расслабленная мышца снимает напряжение, переводя кость в положение покоя.

Анатомия

Какие части опорно-двигательного аппарата?

Опорно-двигательный аппарат помогает вам стоять, сидеть, ходить, бегать и двигаться.В теле взрослого человека 206 костей и более 600 мышц, соединенных связками, сухожилиями и мягкими тканями.

Части опорно-двигательного аппарата:

• Кости: Кости всех форм и размеров поддерживают тело, защищают органы и ткани, накапливают кальций и жир и производят клетки крови. Твердая внешняя оболочка кости окружает губчатый центр. Кости обеспечивают структуру и форму вашему телу. Они работают с мышцами, сухожилиями, связками и другими соединительными тканями, помогая вам двигаться.
• Хрящ: Тип соединительной ткани, хрящевая подкладка костей внутри суставов, вдоль позвоночника и в грудной клетке. Прочный эластичный хрящ защищает кости от трения друг о друга. У вас также есть хрящи в носу, ушах, тазу и легких.
• Суставы: Кости соединяются, образуя суставы. Некоторые суставы имеют большой диапазон движений, например, шаровидный плечевой сустав. Другие суставы, такие как колено, позволяют костям двигаться вперед и назад, но не вращаются.
• Мышцы: Каждая мышца состоит из тысяч эластичных волокон. Ваши мышцы позволяют вам двигаться, сидеть прямо и оставаться на месте. Некоторые мышцы помогают бегать, танцевать и поднимать тяжести. Вы используете других, чтобы написать свое имя, застегнуть пуговицу, поговорить и проглотить.
• Связки: Связки, изготовленные из прочных коллагеновых волокон, соединяют кости и помогают стабилизировать суставы.
• Сухожилия: Сухожилия соединяют мышцы с костями. Состоящие из фиброзной ткани и коллагена, сухожилия жесткие, но не очень эластичные.

Состояния и расстройства

Какие состояния и нарушения влияют на опорно-двигательный аппарат?

Сотни заболеваний могут вызвать проблемы с опорно-двигательным аппаратом. Они могут влиять на то, как вы двигаетесь, говорите и взаимодействуете с миром. Некоторые из наиболее частых причин скелетно-мышечной боли и проблем с движением:

• Старение: В процессе естественного старения кости теряют свою плотность.Менее плотные кости могут привести к остеопорозу и переломам костей (переломам костей). С возрастом мышцы теряют свою массу, а хрящи начинают изнашиваться, что приводит к боли, жесткости и уменьшению диапазона движений. После травмы вы можете не зажить так быстро, как в молодости.
• Артрит: Боль, воспаление и скованность суставов возникают в результате артрита. У пожилых людей больше шансов заболеть остеоартритом из-за разрушения хрящей внутри суставов, но это заболевание может затронуть людей любого возраста.Другие типы артрита также вызывают боль и воспаление в суставах, включая ревматоидный артрит, анкилозирующий спондилит и подагру.
• Проблемы со спиной: Боль в спине и мышечные спазмы могут быть вызваны растяжением мышц или травмами, такими как грыжа межпозвоночного диска. Некоторые состояния, включая стеноз и сколиоз позвоночника, вызывают структурные проблемы в спине, что приводит к боли и ограниченной подвижности.
• Рак: Несколько типов рака поражают опорно-двигательную систему, включая рак костей. Опухоли, которые растут в соединительной ткани (саркомы), могут вызывать боль и проблемы с движением.
• Врожденные аномалии: Врожденные аномалии, также известные как врожденные пороки, могут влиять на внешний вид, структуру и функции тела. Косолапость — одна из самых распространенных проблем с опорно-двигательным аппаратом, с которой рождаются дети. Это вызывает скованность и уменьшение диапазона движений.
• Болезнь: На работу костей, мышц и соединительных тканей влияет широкий спектр заболеваний.Некоторые из них, например остеонекроз, приводят к разрушению костей и их гибели. Другие заболевания, такие как фиброзная дисплазия и болезнь хрупкости костей (несовершенный остеогенез), вызывают легкое переломание костей. Состояния, которые влияют на скелетные мышцы (миопатии), включают более 30 типов мышечной дистрофии.
• Травмы: Сотни травм могут поражать кости, хрящи, мышцы и соединительные ткани. В результате чрезмерного использования могут возникать травмы, такие как синдром запястного канала, бурсит и тендинит. Растяжения, разрывы мышц, переломы костей и травмы сухожилий, связок и других мягких тканей могут возникнуть в результате несчастных случаев и травм.

Насколько распространены эти состояния?

У всех время от времени возникают боли в мышцах и суставах. Одним из наиболее распространенных заболеваний опорно-двигательного аппарата является боль в спине, особенно боль в пояснице. Более 80% людей в Соединенных Штатах в какой-то момент жизни испытывают боли в спине. Артрит также очень распространен. Более 54 миллионов взрослых жителей США.С. болеет артритом. Каждый год у миллионов людей случаются переломы, растяжения связок и растяжения. Большинство людей восстанавливаются после этих травм без длительных проблем со здоровьем.

Забота

Как сохранить здоровье опорно-двигательного аппарата?

Лучший способ заботиться о опорно-двигательном аппарате — поддерживать хорошее здоровье в целом. Чтобы ваши кости и мышцы оставались здоровыми, вам необходимо:

• Регулярно выполняйте физические упражнения, и обязательно включайте в себя сочетание упражнений с весовой нагрузкой и сердечно-сосудистой деятельности. Укрепление мышц может поддержать суставы и защитить их от повреждений.
• Высыпайтесь , чтобы ваши кости и мышцы могли восстановиться и восстановиться.
• Поддерживайте здоровый вес. Лишние килограммы оказывают давление на кости и суставы, вызывая ряд проблем со здоровьем.Если у вас избыточный вес, поговорите со своим врачом о здоровом плане похудания.
• Выбирайте здоровую пищу , включая сбалансированную диету из фруктов и овощей, нежирного белка и молока для крепких костей.
• Бросьте курить и воздержитесь от табака. Курение снижает кровоток по всему телу. Ваши кости, мышцы и мягкие ткани нуждаются в адекватном кровотоке, чтобы оставаться здоровыми.
• Проходите регулярные осмотры и проверки здоровья в соответствии с возрастом. Если вам больше 65 лет, поговорите со своим врачом о прохождении теста на плотность костной ткани.

###

Часто задаваемые вопросы

Когда мне следует позвонить своему врачу?

Поговорите со своим врачом, если у вас есть боль, отек, скованность, ограниченный диапазон движений или проблемы с движением.Немедленно обратитесь к своему провайдеру, если какие-либо из этих изменений произойдут внезапно. Внезапные проблемы могут быть признаком серьезного состояния.

Записка из клиники Кливленда

У всех время от времени возникают боли в мышцах и мышцах. Хотя, возможно, вы не сможете предотвратить все растяжения, растяжения и переломы костей, вы сможете сохранить здоровье опорно-двигательного аппарата. Поддержание хорошего общего состояния здоровья снизит риск заболеваний и травм. А сохранение здоровья поможет вам быстрее вылечиться, если вы все-таки получите травму.Регулярно посещая врача, контролируя свой вес и заботясь о себе, вы защитите свои кости и мышцы, чтобы они могли и дальше защищать вас.

Скелетно-мышечная система — обзор

2.11 Рефлекторные процессы при вертеброгенных дисфункциях

Несмотря на важность механического фактора для патогенеза, он не идентичен клиническому заболеванию. Пациенты обычно жалуются не на нарушения подвижности, а на боль , будь то в спине, конечностях, голове или внутренних органах.Они могут даже страдать от значительных ограничений передвижения, но не замечают этого. Осмотр может иногда даже выявить признаки ноцицептивного раздражения (скрытые триггерные точки или гипералгезирующие зоны на коже), но пациент не чувствует боли. Объяснение заключается в способности нервной системы реагировать. Теперь нам нужно знать, как дисфункция вызывает боль.

Прежде чем дать объяснение, я должен подчеркнуть, что целью этой книги не является рассмотрение чисто теоретических аспектов патогенеза боли; однако нам необходимо иметь дело с теоретическими выводами, которые можно сделать на основании клинической диагностики и терапии.Обследование до и после терапии позволяет нам прийти к определенным теоретическим выводам, как мы могли бы сделать из эксперимента, и результаты, полученные после терапии, показывают не только нормализацию подвижности, но также снижение напряжения в пораженных мышцах и то, что мягких тканей. Эффект наблюдается после манипуляции, местной анестезии, игл, расслабления триггерных точек и массажа. В каждом случае облегчается и боль. Если боль возникает из-за необходимости сохранять неудобное вынужденное положение, коррекции положения часто бывает достаточно, чтобы принести облегчение.То же самое и с напряженной работой; когда мы работаем сверх наших сил, мы сначала почти не замечаем этого, но в конце концов боль заставляет нас обратить на это наше внимание, и мы приостанавливаем деятельность. Через некоторое время боль утихает.

Общим знаменателем всего этого является тесная связь между напряжением и болью в опорно-двигательной системе. Об этом ежедневно свидетельствует постизометрическое расслабление напряженных мышц; по мере уменьшения напряжения боль утихает не только в самой мышце, но и в ее прикреплениях (см. главу 6).

Этот опыт фактически является общим принципом: любое нарушение функции обязательно вызовет повышенное напряжение : когда есть ограничение, будет повышенное напряжение, когда пациент попытается двигаться в ограниченном направлении; гипермобильность вызовет напряжение в конечном положении в результате чрезмерного диапазона движений; статическая перегрузка, напряженные движения или любой неправильный двигательный паттерн также должны в конечном итоге привести к увеличению напряжения. Мышечные TrP являются прямым доказательством этого, поскольку они включают тесную связь между напряжением и болью. Это соответствует биологической роли боли как предупреждающего знака: повышенное напряжение представляет собой угрозу, и именно боль является предупреждением. Ноцицептивный раздражитель — в виде перегрузки — предупреждает нас на этапе, когда нарушение еще функционально и обратимо. Как только мы исправляем позу или прекращаем деятельность, вызывающую боль, и как только мы лечим ограничение или мышечный ТрП, напряжение снимается и боль утихает. Если бы боль появлялась только при морфологических (патологических) изменениях, она не могла бы выполнять свою биологическую функцию.

Поскольку опорно-двигательная система контролируется нашей волей и прихотью, у нее нет другого способа защитить себя, кроме как причинять боль. Таким образом, произвольная деятельность опорно-двигательного аппарата удерживается в должных пределах с помощью боли. Таким образом, опорно-двигательная система является наиболее частым источником боли в организме человека; это больше, чем простое совпадение, что боль, отраженная от других органов или систем, воспринимается в опорно-двигательной системе, и что болевые рецепторы расположены в тех местах, где выражено напряжение в опорно-двигательной системе: в мышцах, суставных капсулах, местах прикрепления сухожилий и т. д. связки, корневые влагалища и фиброзное кольцо межпозвонковых дисков.

Боль — наиболее частый симптом дисфункции, а функциональные нарушения опорно-двигательного аппарата — наиболее частая причина боли.

Тесную связь между физическими и психологическими факторами в производстве боли легко понять: боль сама по себе является как физическим, так и психологическим феноменом. То же самое и с напряжением, и особенно с расслаблением: было бы трудно представить психологическое расслабление без расслабленных мышц или представить расслабление мышц без психологического расслабления.Эта тесная взаимосвязь верна для опорно-двигательной системы в целом, поскольку движение — это эффект произвольного движения, берущего начало в психике.

Поскольку движение является внешним эффектом психологической активности, верно также и то, что психологическая активность является фактором двигательной функции.

Ноцицептивный стимул вызывает реакцию в сегменте, и интенсивность реакции может сильно различаться. Это клинически значимо, потому что позволяет нам оценить способность к реакции в каждом конкретном случае.Это относится не только к вегетативным реакциям, но и к реакциям мышц, реакция которых может принимать форму TrP или спазма. Поэтому здесь уместна концепция Korr «Облегчение сегмента ». Между пациентами могут быть значительные различия, и реакции могут также значительно различаться у одного и того же человека при разных обстоятельствах. Если, например, острая боль была вызвана сквозняком, ее не следует просто приписывать только холодному воздуху, поскольку у таких пациентов мы обнаруживаем ограничения по крайней мере в одном сегменте с сильным мышечным спазмом.Клинически ограничения являются латентными, но образуют кожную гипералгезическую зону (HAZ) в сегменте. Холодный сквозняк, ударяющий в эту ЗТВ, является дополнительным стимулом, который усиливает реакцию пациента и вызывает мышечный спазм, что приводит к проявлению клинически скрытых поражений.

Ошибочно объяснять боль механическим раздражением нервных волокон, как это часто предполагается. Это будет своеобразная концепция нервной системы (системы, предназначенной для обработки информации), при которой она будет реагировать не на стимуляцию своих рецепторов, а на механическое повреждение своих собственных структур.Отнесенная боль из внутренних органов является типичной моделью или экспериментально вызванной отраженной болью от инфильтрации гипертонического солевого раствора в связочные структуры позвоночного столба, как это было выполнено Келлгреном (1939), а затем Файнштейном и др. (1954) и Хокадей & Whitty (1967), а в зигапофизарных шейных суставах — Pi’tha & Drobný (1972).

Как и в этих модельных экспериментах, боль, возникающая в глубоких структурах (суставах, мышцах, связках и внутренних органах), упоминается, особенно внутри пораженного сегмента, а также вызывает соответствующие HAZ, иногда даже парестезии, имитирующие корешковую боль и поэтому Брюггер (1962) назвал его «псевдорадикулярным».Другие часто используемые термины при сочетании боли в мышцах, сухожилиях и прикреплениях — это «миотендиноз» (Brügger, 1962) или «миофасциальная боль» (Travell & Simons, 1999).

Изменения мягких тканей , такие как HAZ в коже и подкожной клетчатке, в основном описываются как рефлекторные изменения или как вторичные явления. Обычно это верно в острых случаях, когда нет длительного анамнеза, и обычно обнаруживается, что эти изменения проходят после лечения суставов и позвоночника.Однако на более поздней, хронической стадии эти изменения — особенно фасций и мышц — могут стать хроническими; сопротивление обнаруживается в фасциях, мышцы укорачиваются и образуются хронические TrP. Некоторые авторы называют это «дистрофической стадией» (Попелянский, 1983, Попелянский, 1984). Однако в таких случаях присутствуют и патологические преграды, и добиться высвобождения возможно. При хронических TrP это можно сделать с помощью иглы. В таких случаях даже эти изменения могут оказаться функциональными и обратимыми.Тем не менее, важно отметить, что там, где есть «липкие» фасции (которые не смещаются), укороченные мышцы или хронические TrPs, они не исчезают после манипулятивного лечения суставных ограничений. Напротив, если они не получают специального лечения, они могут вызвать хронические рецидивирующие ограничения.

Описанная здесь модель представляет собой модель характерных болезненных нарушений в сегменте. Однако не следует забывать, что болевой порог , который находится под контролем центральной нервной системы, пересекается только тогда, когда ноцицептивный раздражитель достигает определенной интенсивности.Только тогда это действительно переживается как боль. Таким образом, при тщательном обследовании очень часто мы обнаруживаем клинические изменения, когда пациенты совсем не чувствуют боли.

Следовательно, можно видеть, что дисфункции опорно-двигательной системы вызывают ноцицептивную стимуляцию , эффекты которой ощущаются как надсегментарно, так и на уровне центральной нервной системы. Весь комплекс функциональных нарушений можно назвать «функциональной патологией опорно-двигательного аппарата».’

Комплекс преимущественно механических дисфункций и рефлекторных изменений можно назвать «функциональной патологией опорно-двигательной системы».

К сожалению, недостаток знаний, часто сочетающийся со скептицизмом, настолько широко распространен, что понятие «функциональная патология» становится неверным. рассматривается как своего рода предлог для незнания истинных причин или истинной патологии в большинстве случаев боли, затрагивающей опорно-двигательный аппарат и позвоночник. И все же, как еще можно объяснить тот факт, что после манипуляции боль не только прекращается, но и подвижность восстанавливается до клинической нормы, а мышечные TrP и HAZ мгновенно исчезают? Это не просто совпадение; Тщательное клиническое обследование позволяет прогнозировать быстрое появление эффекта.Если бы это были патоморфологические изменения, их нужно было бы лечить, а для этого нужно время.

Ситуацию лучше всего можно объяснить, сравнив ее с работой автомобиля: он может выйти из строя из-за лопнувшего цилиндра или поврежденного шарикоподшипника (патоморфологическое изменение), но другой причиной отказа может быть зажигание. вышел из строя или карбюратор требует регулировки; структура цела, нарушение функциональное, обратимое. После простой настройки проблема мгновенно решается.

Одна из причин непонимания того, что дисфункция является наиболее частой причиной боли в опорно-двигательной системе, заключается в том, что доказательства просто основаны на клинических данных, часто основанных на пальпации , и это отклоняется как «субъективное». В связи с этим мы видим систематическую недооценку клинической диагностики как научной дисциплины и пренебрежение ею на практике. Во многом то же самое применимо к решению «загадки боли» при дисфункции опорно-двигательной системы: боль тесно связана с напряжением, а снятие напряжения с облегчением боли, и ключ к пониманию этого лежит в пальпации.

Таким образом, при дифференциальной диагностике состояний, влияющих на опорно-двигательную систему, следует проводить принципиальное различие между состояниями, вызванными в основном патоморфологическими изменениями, и состояниями, вызванными дисфункцией. Тем не менее, даже при наличии морфологического поражения дисфункции могут играть значительную роль и требуют соответствующего лечения; сюда включена реабилитация.

Обзор скелетной системы

Обзор опорно-двигательного аппарата

Опорно-двигательный аппарат — это система органов, которая позволяет организму двигаться, поддерживать себя и сохранять стабильность во время передвижения.

Цели обучения

Объясните назначение опорно-двигательного аппарата

Основные выводы

Ключевые моменты

• Основные функции опорно-двигательного аппарата включают поддержку тела, обеспечение движения и защиту жизненно важных органов.
• Опорно-двигательная система состоит из костей тела (скелета), мышц, хрящей, сухожилий, связок, суставов и других соединительных тканей, которые поддерживают и связывают ткани и органы вместе.
• Скелет служит основной системой хранения кальция и фосфора.
• Скелет также содержит важные компоненты кроветворной (кроветворной) системы и хранения жира. Эти функции выполняются в красном и желтом костном мозге соответственно.
• Для обеспечения движения различные кости соединяются сочлененными суставами. Хрящ предотвращает трение концов костей друг о друга, в то время как мышцы сокращаются для перемещения костей, связанных с суставом.

Ключевые термины

• красный костный мозг : Красный костный мозг или medulla ossium rubra, состоит в основном из кроветворной ткани и дает начало эритроцитам (эритроцитам), тромбоцитам и большей части белых кровяных телец (лейкоцитов).
• костно-мышечная система : Система органов, которая дает животным (и людям) возможность двигаться, используя комбинированные действия мышечной и скелетной систем. Он обеспечивает форму, поддержку, стабильность и движение телу.
• гемопоэз : биологический процесс, в котором новые клетки крови образуются из гемопоэтических стволовых клеток (HSC) в костном мозге.Все клеточные компоненты крови происходят из HSC.

Опорно-двигательная система (также известная как опорно-двигательная система) — это система органов, которая дает животным (в том числе людям) возможность двигаться, используя мышечную и скелетную системы. Он обеспечивает форму, поддержку, стабильность и движение телу.

Скелетно-мышечная система состоит из костей тела (скелета), мышц, хрящей, сухожилий, связок, суставов и других соединительных тканей, которые поддерживают и связывают ткани и органы вместе.

Его основные функции включают поддержку тела, обеспечение движения и защиту жизненно важных органов.
Кости скелетной системы обеспечивают устойчивость тела аналогично арматурному стержню в бетонных конструкциях.

Мышцы удерживают кости на месте, а также играют роль в их движении. Чтобы обеспечить движение, различные кости соединяются сочлененными суставами, а хрящ предотвращает трение концов костей друг о друга.

Скелетная система

Скелет человека : Изображение в виде обзора скелетной системы человека.

Скелетная часть системы служит основной системой хранения кальция и фосфора. Важность этого хранилища состоит в том, чтобы помочь регулировать минеральный баланс в кровотоке. Когда колебания минералов высоки, эти минералы накапливаются в костях; когда он низкий, минералы выводятся из кости.

Скелет также содержит важные компоненты кроветворной (кроветворной) системы. В длинных костях расположены две разновидности костного мозга: желтый и красный.Желтый костный мозг имеет жировую соединительную ткань и находится в полости костного мозга. Во время голода организм использует жир желтого костного мозга для получения энергии.

Красный костный мозг некоторых костей является важным местом для кроветворения или производства клеток крови, которые заменяют клетки, разрушенные печенью. Здесь все эритроциты, тромбоциты и большинство лейкоцитов образуются в костном мозге, откуда они мигрируют в кровоток.

Мышечная система

Мышцы сокращаются (укорачиваются) для перемещения кости, прикрепленной к суставу.Скелетные мышцы прикреплены к костям и расположены противостоящими группами вокруг суставов. Мышцы иннервируются — нервы проводят электрические токи от центральной нервной системы, которые заставляют мышцы сокращаться.

В организме существует три типа мышечной ткани. Это скелетная, гладкая и сердечная мышцы.

• Только скелетные и гладкие мышцы считаются частью опорно-двигательного аппарата.
• Скелетные мышцы участвуют в движении тела.
• Примеры гладких мышц включают те, что находятся в стенках кишечника и сосудов.
• Сердечные и гладкие мышцы характеризуются непроизвольным движением (не контролируемым сознанием).
• Сердечные мышцы находятся в сердце.

Сухожилия, суставы, связки и бурсы

Сухожилие — это жесткая гибкая повязка из волокнистой соединительной ткани, которая соединяет мышцы с костью. Суставы — это костные сочленения, позволяющие двигаться. Связка — это плотная белая полоса из фиброзно-эластичной ткани.

Связки соединяют концы костей вместе, образуя сустав.Это помогает ограничить вывих сустава и ограничить неправильное гиперэкстензию и гиперфлексию. Также из фиброзной ткани составляют бурсы. Они обеспечивают амортизацию между костями и сухожилиями и / или мышцами вокруг сустава.

Скелетно-мышечная система : Изображение мышечной системы человека (скелетные мышцы)

Осевой скелет

Осевой скелет поддерживает и защищает органы дорсальной и вентральной полостей и служит поверхностью для прикрепления мышц и частей аппендикулярного скелета.

Цели обучения

Перечень компонентов осевого каркаса

Основные выводы

Ключевые моменты

• Осевой скелет — это часть скелета, состоящая из костей головы и туловища позвоночных животных, в том числе человека.
• Основными отделами скелетной системы являются голова, грудная клетка и позвоночник.
• Череп человека поддерживает структуры лица и образует полость мозга.
• Грудная клетка защищает жизненно важные органы грудной клетки, такие как сердце и легкие.
• Шейные позвонки образуют соединение между позвоночником и черепом, а кость образует соединение между позвоночником и костями таза.

Ключевые термины

• плоские кости : Тонкие кости (хотя часто изогнутые), которые служат точками прикрепления мышц и защищают внутренние органы (например, череп, грудину).
• свод черепа : пространство в черепе, занимаемое головным мозгом.
• швов : фиброзные суставы, которые встречаются только в черепе.

Осевой скелет — это часть скелета, состоящая из костей головы и туловища позвоночного животного, в том числе человека.

Осевой скелет : Изображение человеческого скелета с осевым скелетом.

Слово «осевой» происходит от слова «ось» и указывает на то, как кости осевого скелета расположены вдоль центральной оси тела.

Осевой скелет поддерживает и защищает органы дорсальной и вентральной полостей. Он также служит поверхностью для прикрепления мышц и частей аппендикулярного скелета.

Осевой скелет человека состоит из 80 костей и является центральным ядром тела. Основные подразделения скелетной системы:

• Голова, включая кости черепа (череп), лицо, слуховые косточки и подъязычную кость.
• Грудь, включая грудную клетку и грудину.
• Позвоночный столб.

Кости головы

Череп (Cranium)

Череп человека состоит из плоских костей черепа и включает лицевые кости. Череп защищает мозг, который находится в своде черепа. Череп образован из восьми костей, соединенных швами.

Четырнадцать лицевых костей образуют нижнюю переднюю часть черепа. Важные лицевые кости включают нижнюю челюсть или нижнюю челюсть, верхнюю челюсть или верхнюю челюсть, скуловую или скуловую кость и носовую кость.

Незрелый череп имеет отдельные пластины, обеспечивающие гибкость, необходимую новорожденному для прохождения через родовые пути и таз.

Эти пластины срастаются по мере созревания черепа (кроме нижней челюсти). Череп человека поддерживает структуры лица и образует полость мозга.

Косточка

Косточки (также называемые слуховыми косточками) состоят из трех костей (молоточка, наковальня и стремени), которые являются самыми маленькими в теле. Они расположены в среднем ухе и служат для передачи звуков из воздуха в заполненный жидкостью лабиринт.

Подъязычная кость

Подъязычная кость — это кость в форме подковы, расположенная на передней средней линии шеи между подбородком и щитовидным хрящом. Он обеспечивает прикрепление к мышцам дна рта, языку вверху, гортани внизу, а также к надгортаннику и глотке сзади.

Ребристая клетка

Грудная клетка состоит из 25 костей, включая 12 пар ребер плюс грудину. Он действует как защита жизненно важных органов грудной клетки, таких как сердце и легкие.Закругленные концы прикрепляются в суставах к грудным позвонкам сзади, а уплощенные концы сходятся у грудины спереди.

Первые семь пар ребер прикрепляются к грудине реберным хрящом и известны как настоящие ребра. Длина каждой пары ребер увеличивается с единицы до семи. После седьмого ребра размер начинает уменьшаться. Ребра с 8-го по 10-е имеют нереберный хрящ, который соединяет их с ребрами выше.

Последние два ребра называются плавающими, потому что они не прикрепляются к грудине или другим ребрам.

Позвоночный столб

В позвоночнике человека обычно тридцать три позвонка. Верхние двадцать четыре членятся и не срослись, нижние девять — слиты. Сросшиеся позвонки — пять в крестце и четыре в копчике.

Шарнирные позвонки названы по регионам:

• Шейные позвонки (семь позвонков).
• Грудной (двенадцать позвонков).
• Поясничный (пять позвонков).

Первый и второй шейные позвонки — это атлас и ось, соответственно, на которые опирается голова.Шейные позвонки образуют соединение между позвоночником и черепом, а кость составляет соединение между позвоночником и костями таза.

Аппендикулярный скелет

Аппендикулярный скелет включает скелетные элементы конечностей, а также поддерживающий грудной и тазовый пояса.

Цели обучения

Перечислите компоненты скелета отростка

Основные выводы

Ключевые моменты

• Аппендикулярный скелет состоит из 126 костей и участвует в передвижении и манипулировании объектами в окружающей среде.
• Кости аппендикулярного скелета делятся на две группы: кости, которые расположены внутри самих конечностей, и кости пояса, которые прикрепляют конечности к осевому скелету.
• Кости грудного пояса прикрепляют верхнюю конечность к грудной клетке осевого скелета.
• Тазовый пояс состоит из одной кости и служит точкой крепления каждой нижней конечности.

Ключевые термины

• Пояс : Группа костей, которые соединяют отростки с осевым скелетом.
• фаланги : пальцевые кости кистей и стоп (единственная фаланга).
• придатки : части тела, которые отходят от осевого ствола.

Аппендикулярный скелет позвоночных животных, включая человека, состоит из костей, которые поддерживают и составляют придатки (например, руки и ноги человека). Слово «аппендикуляр» является прилагательным от существительного «придаток».

Аппендикулярный скелет включает скелетные элементы конечностей, а также поддерживает грудной и тазовый пояса.

Аппендикулярный скелет состоит из 126 костей и участвует в передвижении и манипулировании объектами в окружающей среде. Он не закреплен, что обеспечивает больший диапазон движений.

Отделы аппендикулярного скелета

Схема апендикулярного скелета : Изображение, изображающее человеческий скелет с аппендикулярным скелетом, окрашенным в красный цвет.

Аппендикулярный скелет делится на шесть основных областей:

1. Грудной пояс состоит из 4 костей: левой и правой ключицы (2) и лопатки (2).
2. Плечи и предплечья состоят из 6 костей: левой и правой плечевой кости (верхняя часть руки, 2), локтевой кости (2) и лучевой кости (предплечье, 2).
3. На руках 54 кости: левая и правая запястья (запястье, 16), пястные кости (10), проксимальные фаланги (10), промежуточные фаланги (8) и дистальные фаланги (10).
4. В тазу 2 кости: левая и правая бедренная кость (2).
5. Бедра и голени состоят из 8 костей: левой и правой бедренной кости (бедро, 2), надколенника (колено, 2), большеберцовой кости (2) и малоберцовой кости (ноги, 2).
6. Стопы и лодыжки состоят из 52 костей: левой и правой предплюсневых костей (голеностопный сустав, 14), плюсневых костей (10), проксимальных фаланг (10), промежуточных фаланг (8) и дистальных фаланг (10).

Грудной ремень

Кости грудного пояса состоят из двух костей (лопатки и ключицы) и прикрепляют верхнюю конечность к грудной клетке осевого скелета.

Три области верхней конечности: рука (плечевая кость), предплечье (локтевая кость медиально и лучевая кость сбоку) и кисть.

Основание кисти содержит восемь костей (запястные кости), а ладонь образована пятью костями (пястные кости). Пальцы и большой палец содержат в общей сложности 14 костей, называемых фалангами.

Тазовый ремень

Тазовый пояс образован одной костью, тазобедренной или тазобедренной костью, и служит точкой прикрепления каждой нижней конечности. Каждая бедренная кость присоединяется к осевому каркасу путем прикрепления к крестцу позвоночного столба. Правая и левая тазобедренные кости прикрепляются друг к другу спереди.

Нижняя конечность состоит из 30 костей и разделена на три области: бедро, нога и ступня. Они состоят из бедренной кости, надколенника, большеберцовой кости, малоберцовой кости, костей предплюсны, плюсневых костей и фаланг.

• Бедренная кость — единственная кость бедра.
• Надколенник (коленная чашечка) сочленяется с дистальным отделом бедренной кости.
• Большеберцовая кость расположена на медиальной стороне голени,
• Малоберцовая кость — тонкая кость боковой части ноги.

Кости стопы делятся на три группы: предплюсневые кости, плюсневые кости и фаланги стопы.

Сетевая структура опорно-двигательного аппарата человека формирует нейронные взаимодействия в различных временных масштабах.

Резюме.

Управление моторикой человека требует координации мышечной активности в соответствии с анатомическими ограничениями, налагаемыми опорно-двигательной системой. Взаимодействия внутри центральной нервной системы имеют фундаментальное значение для координации движений, но принципы функциональной интеграции остаются плохо изученными. Мы использовали сетевой анализ, чтобы исследовать взаимосвязь между анатомической и функциональной связностью между 36 мышцами.Анатомические сети определялись физическими связями между мышцами, а функциональные сети основывались на межмышечной когерентности, оцениваемой во время постуральных задач. Мы обнаружили модульную структуру функциональных сетей, которая была сильно сформирована анатомическими ограничениями опорно-двигательного аппарата. Изменения постуральных задач были связаны с частотно-зависимой реконфигурацией связи между функциональными модулями. Эти данные раскрывают различные паттерны функционального взаимодействия между мышцами, участвующими в гибкой организации мышечной активности во время постурального контроля.Наш сетевой подход к двигательной системе предлагает уникальное окно в нейронные схемы, управляющие опорно-двигательной системой.

ВВЕДЕНИЕ

Человеческое тело представляет собой сложную систему, состоящую из множества подсистем и регуляторных путей. Опорно-двигательный аппарат придает структуру тела и дает возможность двигаться. Он состоит из более чем 200 костей скелета, соединительной ткани и более 300 скелетных мышц. Мышцы прикрепляются к костям через сухожильные ткани и при сокращении могут создавать движение вокруг сустава.Центральная нервная система контролирует эти движения через двигательные нейроны спинного мозга, которые служат последним общим путем к мышцам ( 1 ). В то время как анатомические и физиологические компоненты опорно-двигательного аппарата хорошо изучены ( 2 , 3 ), организационные принципы нейронного контроля остаются плохо изученными. Здесь мы выясняем взаимосвязь между анатомической структурой опорно-двигательного аппарата и функциональной организацией распределенных нейронных цепей, из которых возникают двигательные поведения.

Традиционная идея о том, что кора головного мозга контролирует мышцы взаимно однозначно, была опровергнута несколькими линиями доказательств ( 4 ). Например, широко признано, что множество степеней свободы (DOF) опорно-двигательного аппарата запрещают простое однозначное соответствие между двигательной задачей и конкретным двигательным решением; скорее, мышцы связаны и контролируются вместе ( 5 ). Связь между мышцами — механическими или нервными — уменьшает количество эффективных степеней свободы и, следовательно, количество потенциальных моделей движения.Таким образом, эта муфта снижает сложность управления двигателем ( 6 ).

Споры о природе сцепления мышц продолжаются. Механическое соединение в опорно-двигательной системе ограничивает модели движения, которые могут быть созданы ( 7 , 8 ). Например, биомеханика конечности ограничивает относительные изменения в длине мускульно-сухожильных мышц субпространством с низкой размерностью, что приводит к коррелированным афферентным входам в двигательные нейроны спинного мозга ( 9 ).Связь между мышцами также может быть результатом дублирования нейронной схемы, которая управляет двигательными нейронами спинного мозга ( 10 ). Электрофизиологические исследования показывают, что комбинация всего лишь нескольких последовательных паттернов мышечной активации — или мышечной синергии — может генерировать широкий спектр естественных движений ( 11 ). Некоторые из этих паттернов уже присутствуют с рождения и не меняются в процессе развития, тогда как другие паттерны усваиваются ( 12 ). Такое расположение поддерживает представление о том, что нервно-мышечная система имеет модульную организацию, которая упрощает задачу управления ( 13 ).Спинальная схема состоит из сети премоторных интернейронов и двигательных нейронов, которые могут генерировать основные паттерны движения, опосредуя синергетический драйв множеству мышц ( 14 ). Эти спинномозговые сети могут кодировать программы скоординированных моторных выходов ( 15 ), которые могут использоваться для преобразования нисходящих команд для многосуставных движений в соответствующие скоординированные мышечные синергии, которые лежат в основе этих движений ( 3 ).

Теория сетей может предложить альтернативный взгляд на модульную организацию опорно-двигательного аппарата.Сообщества или модульные структуры, которые относятся к плотно связанным группам узлов с редкими связями между этими группами, являются одной из наиболее важных особенностей сложных сетей ( 16 ). Исследование структур сообщества широко используется в различных областях, таких как сети мозга ( 17 ). Этот подход недавно был применен для исследования структуры и функции опорно-двигательного аппарата: анатомическая сеть может быть построена путем картирования происхождения и прикрепления мышц ( 18 , 19 ).Ранее мы показали, как можно построить функциональные мышечные сети, оценивая межмышечную когерентность с помощью поверхностной электромиографии (ЭМГ), записанной с разных мышц ( 20 ). Эти функциональные сети обнаруживают функциональную связь между группами мышц во многих частотных диапазонах. Согласованность между ЭМГ указывает на коррелированные или общие входы в двигательные нейроны спинного мозга, которые генерируются общими структурными связями или синхронизацией в двигательной системе ( 10 , 21 , 22 ).Таким образом, паттерны функциональной связности позволяют оценивать структурные пути в двигательной системе с помощью неинвазивных записей ( 23 ).

Здесь мы исследуем организационные принципы, управляющие человеческим моторным контролем, сравнивая структуру сообщества анатомических и функциональных сетей. Мы используем мультиплексный анализ модульности ( 24 ) для оценки структуры сообщества функциональных мышечных сетей по частотам и постуральным задачам. Поскольку биомеханические свойства опорно-двигательного аппарата ограничивают модели движений, которые могут быть созданы, мы ожидаем аналогичной структуры сообщества для анатомических и функциональных мышечных сетей.Отклонения в структуре сообщества указывают на дополнительные ограничения, налагаемые центральной нервной системой. Мы также сравниваем функциональную связь между модулями во время выполнения различных задач, чтобы исследовать изменения в функциональной организации во время поведения. В то время как средняя функциональная связность ограничена анатомическими ограничениями, мы ожидаем, что функциональные мышечные сети переконфигурируются для обеспечения зависимых от задач моделей координации между мышцами. Эти модуляции задач указывают на то, что функциональные взаимодействия между мышцами не являются жесткими, а регулируются динамическими связями в центральной нервной системе, которые формируются анатомической топологией опорно-двигательного аппарата.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Мы оценили взаимосвязь между анатомической и функциональной связностью ключевых мышц, участвующих в задачах контроля позы (36 мышц, распределенных по всему телу). Мы исследовали мышечно-ориентированную сеть, в которой узлы представляют мышцы, а края сети представляют собой анатомические связи или функциональные отношения между мышцами.

Анатомическая мышечная сеть

Анатомическая мышечная сеть была определена путем картирования физических связей между мышцами ( 19 , 25 ) на основе общей анатомии человека ( 2 ).Анатомическая сеть представляет собой плотно связанную симметричную сеть (плотность сети 0,27; рис. 1). Анализ модульности выявил пять модулей, которые разделили анатомическую мышечную сеть на основные части тела (правая рука, левая рука, туловище, правая нога и левая нога) с модульностью 0,39.

Рис. 1 Сообщество анатомической мышечной сети.

( A ) Топологическое представление анатомической сети. Узлы сети представляют мышцы, а края представляют собой анатомические связи между мышцами, которые прикреплены к одной и той же кости или соединительной ткани.Пять модулей имеют цветовую кодировку. ( B ) Пространственное представление анатомической мышечной сети, отображаемой на теле человека ( 53 ). Размер каждого узла представляет собой количество других узлов, к которым он подключен.

Функциональная мышечная сеть

Функциональная мышечная сеть была определена путем сопоставления коррелированных входных сигналов с различными мышцами. Чтобы составить карту функциональных сетей, мы измерили поверхностную ЭМГ тех же 36 мышц, в то время как здоровые участники выполняли разные постуральные задачи.Был использован полнофакторный план, в котором мы варьировали контроль позы (нормальное положение и нестабильность в передне-заднем или медиально-латеральном направлении) и поведение при указании (не указывать и указывать доминирующей рукой или обеими руками; см. Материалы и методы. подробнее). Мы использовали эти задачи, чтобы экспериментально манипулировать необходимой координацией между мышцами и вызвать изменения в функциональной мышечной сети. Мы оценили функциональную связность посредством межмышечной когерентности между всеми мышечными комбинациями и использовали неотрицательную матричную факторизацию (NNMF), чтобы разложить эти спектры когерентности на частотные компоненты и соответствующие веса краев.Это дало набор взвешенных сетей с соответствующими спектральными отпечатками (частотными компонентами).

Мы наблюдали четыре отдельных частотных компонента (компонент 1, от 0 до 3 Гц; компонент 2, от 3 до 11 Гц; компонент 3, от 11 до 21 Гц; компонент 4, от 21 до 60 Гц; рис. 2A), которые служат отдельными слоев мультиплексной сети и объяснил большую часть дисперсии спектров когерентности ( R ² = 0,90). Для получения минимально связанной двоичной сети между уровнями и сохранения постоянного количества ребер между уровнями (относительный порог, 0.035). Используя мультиплексный анализ модульности, мы получили фиксированную структуру сообщества по всем четырем частотам и девяти состояниям, которые выявили шесть модулей: правое плечо, двусторонние предплечья, туловище, правое бедро, левое плечо и двусторонние нижние ноги (рис. 2B). . На рис. 2С показано, как эти модули распределяются по телу. Отчетливые топологии сети наблюдались на разных уровнях с более широко подключенной сетью на более низких частотах и ​​более разделенной сетью на более высоких частотах: плотность сети равнялась 0.10, 0,09, 0,08 и 0,06, а модульность составляла 0,46, 0,60, 0,64 и 0,75 для компонентов 1, 2, 3 и 4 соответственно (рис. 2D).

Рис. 2 Структура сообщества мультиплексных функциональных мышечных сетей.

( A ) Частотные спектры четырех компонентов, полученные с помощью NNMF. ( B ) Мультиплексная структура сообщества функциональной мышечной сети в зависимости от частот и условий. Доминирующая рука всех участников отображается на правой стороне человеческого тела.( C ) Пространственное представление средней мышечной сети, отображаемой на теле человека ( 53 ). Размер узлов представляет собой количество других узлов, к которым они подключены, а ширина ребер — количество ребер по слоям. ( D ) Бинарные мышечные сети для каждого слоя.

Сравнение анатомических и функциональных сетей

Сообщества анатомических и функциональных мышечных сетей были очень похожи (индекс Рэнда, 0.80; скорректированный индекс Rand — 0,36; P <0,001). Связи между двусторонними мышцами предплечья и двусторонних мышц голени в функциональных сетях, которые отсутствовали в анатомической сети, представляют собой заметное различие между анатомической и функциональной сетями. Это отражено в структуре сообщества функциональных сетей, где двусторонние мышцы голени и двусторонние мышцы предплечья были сгруппированы в отдельные модули (рис. 2C).

Сравнение анатомического расстояния (длины пути) и функциональной связности показало, что анатомически близкие узлы с большей вероятностью получат общий ввод (рис.3). Сначала мы исследовали процент всех возможных краев, то есть количество краев выше порога, которое уменьшалось в зависимости от анатомического расстояния: 11,3, 0,9, 0,6 и 0,0% для анатомических расстояний 1, 2, 3 и 4, соответственно. Это снижение с расстоянием было еще более заметным для более высокочастотных компонентов (рис. 3B). Затем мы исследовали распределение функционального веса в зависимости от анатомического расстояния. Наибольший вес наблюдался для ребер, соединяющих мышцы в одном модуле.Края в большинстве модулей имели анатомическое расстояние 1. Лишь несколько ребер имели анатомическое расстояние 2 или 3, и все эти края находились в модулях предплечья и голени. В частности, края, соединяющие двусторонние мышцы голени, имели относительно большой вес на анатомическом расстоянии 3 (рис. 3C).

Рис. 3 Взаимосвязь между функциональной связностью и анатомическим расстоянием.

( A ) Матрица смежности и расстояния анатомической мышечной сети.Максимальное анатомическое расстояние (длина пути) составляет 4. ( B ) Процент функциональных границ пороговых сетей в экспериментальных условиях как функция анатомического расстояния. ( C ) Распределение веса краев функциональных сетей в зависимости от анатомического расстояния для каждого слоя. Веса были усреднены по условиям эксперимента. Края, соединяющие мышцы в одном модуле, имеют цветовую кодировку (rUA, правое плечо; FA, двусторонние предплечья; T, торс; rUL, правая верхняя нога; lUL, левая верхняя нога; и LL, двусторонние нижние ноги) и серые точки. представляют ребра между модулями.

Модуляции, зависящие от задачи

Далее мы попытались изучить влияние задачи на эту взаимосвязь структуры и функции. Это было достигнуто за счет использования кластерных графиков для сравнения функциональных мышечных сетей в разных условиях выполнения задачи. Функциональные модули, идентифицированные с помощью предыдущего анализа модульности мультиплексирования, образуют узлы этих кластерных графов. На рис. 4А показаны сгруппированные графики для девяти экспериментальных условий и для четырех частотных составляющих. Кластеризованные графы были очень разреженными, поскольку модули имели плотные внутримодульные связи, но разреженные связи между узлами в других модулях.Большинство краев наблюдались между модулями мышц ног (голень, правая верхняя часть ноги и левая верхняя часть ноги) при самых низких частотных компонентах (от 0 до 3 и от 3 до 11 Гц), что согласуется с нижними показателями модульности, в частности, когда постуральная стабильность вызвана нестабильностью в передне-заднем или медиально-латеральном направлении. Края между мышечными модулями руки (правое плечо и предплечье) и туловищем в основном наблюдались на более высокочастотных компонентах (от 11 до 21 и от 21 до 60 Гц) во время наведения (одно- и бимануальное).

Рис. 4 Кластерные графики функциональных мышечных сетей в зависимости от условий.

( A ) Кластерные графики для девяти экспериментальных условий (столбцы) и четырех частотных компонентов (строки). Узлы — это модули, идентифицированные с помощью анализа модульности мультиплексирования. Размер узла представляет собой плотность сети внутри, а ширина краев представляет плотность соединения между модулями. ( B ) Пространственное представление функциональных модулей на теле человека: правое плечо (rUA), двусторонние предплечья (FA), туловище (T), правое плечо (rUL), левое плечо (lUL) и двустороннее голени (LL).Мы использовали наборы инструментов для обработки геометрии, чтобы создать цветные сетки ( 54 ) и отобразить их на теле человека ( 53 ). ( C ) Значительные различия в связности кластерных графиков между условиями стабильности. Оценивали два контраста: нормальная стабильность — передне-задняя нестабильность и нормальная стабильность — медиально-латеральная нестабильность. Был использован тест перестановки, и семейный контроль ошибок поддерживался с помощью поправки Бонферрони (84 сравнения).Значимые различия ( P _{скорректировано,} <0,05) имеют цветовую кодировку: красный цвет означает увеличение, а синий - уменьшение среднего веса. Цветные ребра и узлы отображают значительные изменения в связях между модулями и внутри них соответственно. ( D ) Значительные различия в связности сгруппированных графиков между условиями наведения. Оценивались два контраста: отсутствие указания — однозначное наведение и отсутствие указания — бимануальное наведение.

Эффект от задач на устойчивость в основном ограничивался модулями ног (рис.4С). Повышенная связность наблюдалась во время постуральной нестабильности (передне-задней и медиально-латеральной) по сравнению с нормальным стоянием в большинстве частотных компонентов. На самом низком частотном компоненте (от 0 до 3 Гц) возможность соединения увеличилась внутри и между большинством модулей ног ( P _{скорректировано,} <0,01). Только небольшие различия наблюдались при частоте от 3 до 11 Гц: повышенная связь между модулями туловища и голени во время передне-задней нестабильности [+ 25% (диапазон от -9 до 46%), P _{скорректировано} = 0.01] и снижение связности в модуле туловища во время медиально-латеральной нестабильности [-21% (диапазон от -50 до 0,3%), P _{исправлено} = 0,01]. Связность снова увеличилась на самых высоких частотных компонентах (от 11 до 21 и от 21 до 60 Гц) внутри и между модулями туловища и ног (правая верхняя нога, левая верхняя нога и голень; P _{скорректировано} <0,02).

Задания по наведению показали другую схему по сравнению с заданиями позы, но эффекты одно- и бимануального наведения были очень похожими (рис.4D). Во время наведения связь в модуле туловища снизилась на самых низких частотных компонентах [от 0 до 3 Гц, −61% (диапазон от −90 до −1%), P _{скорректировано} <0,005; От 3 до 11 Гц, −59% (диапазон от −86 до 2%), P _{с поправкой} <0,02] и между туловищем и правым модулем плеча только при самой низкой частотной составляющей [от 0 до 3 Гц, - 67% (диапазон от -93 до -9%), P _{исправлено} <0,005]. В отличие от этого, во время одноручного наведения наблюдалось значительное увеличение возможности соединения в правом верхнем модуле руки по сравнению с отсутствием наведения на высокочастотные составляющие [от 11 до 21 Гц, + 64% (диапазон, от -4 до 95%), P _{исправлено} = 0.005; От 21 до 60 Гц, + 66% (диапазон от –12 до 93%), P _{скорректированный} = 0,015]. Кроме того, увеличилась связь между модулями туловища и предплечья [+ 41% (диапазон от -8 до 82%), P _{исправлено} <0,01] и между правым плечом и модулями предплечья [+44 % (диапазон от 0 до 82%), P _{скорректировано} <0,005] во время наведения (одно- и двуручное) по сравнению с отсутствием наведения на частотную составляющую 3 (от 11 до 21 Гц).

ОБСУЖДЕНИЕ

Мы использовали сетевой подход для изучения взаимосвязи структура-функция опорно-двигательного аппарата человека.Было выявлено несколько принципов, регулирующих функциональные взаимоотношения между мышцами: (i) паттерны функциональной связи между мышцами в значительной степени определяются анатомическими ограничениями опорно-двигательного аппарата, причем функциональная связность наиболее сильна в анатомических модулях и уменьшается в зависимости от анатомического расстояния; (ii) двусторонняя связь между гомологичными верхними и между гомологичными нижними конечностями является ключевой характеристикой функциональных мышечных сетей; (iii) функциональные отношения зависят от задачи, при этом постуральные задачи по-разному влияют на функциональную связность в разных частотных диапазонах.Использование мультиплексного подхода позволяет интегрировать функциональные мышечные сети на разных частотах и ​​обеспечивает объединяющее окно в распределенную схему центральной нервной системы человека, которая контролирует движения, иннервируя двигательные нейроны спинного мозга.

Определение взаимосвязей между анатомическими и функциональными мышечными сетями имеет решающее значение для понимания того, как координируются движения. Предыдущие исследования изучали либо то, как биомеханические свойства опорно-двигательного аппарата ограничивают модели движения, которые могут быть созданы ( 8 , 9 ), либо как модели активации мышц можно объяснить комбинацией только нескольких согласованных моделей активации мышц ( 11 ).Наш комбинированный анализ анатомических и функциональных мышечных сетей показывает сильную взаимосвязь между анатомическими связями в опорно-двигательном аппарате и коррелированными входами в двигательные нейроны спинного мозга. Этот вывод основан на предыдущих исследованиях, показывающих, что общий входной сигнал наиболее силен для спинномозговых мотонейронов, которые иннервируют пары мышц, которые анатомически и функционально тесно связаны ( 10 , 21 ). Сходство между структурными и функциональными сетями было характерным признаком исследования сетей мозга ( 26 ), а топология сетей мозга зависит от пространственного встраивания мозга ( 27 ).Настоящие результаты предполагают, что принципы, управляющие воплощенными структурными и функциональными сетями, также применимы к нейронным цепям, которые контролируют движения, и, следовательно, могут отражать общий принцип центральной нервной системы.

Сходство между анатомической и функциональной связностью может указывать на то, что анатомическая структура ограничивает функциональные взаимодействия между мышцами. Анатомические связи между мышцами остаются в основном неизменными на протяжении всей жизни ( 28 ), и более вероятно, что быстро меняющиеся функциональные сети ограничены гораздо более медленными изменениями анатомических сетей, чем наоборот.Эти ограничения могут быть наложены посредством афферентной активности. Скелетно-мышечные свойства человеческого тела ограничивают постуральную динамику ( 9 ), и эти механические связи приводят к коррелированной проприоцептивной обратной связи с двигательными нейронами спинного мозга. Ожидается, что влияние биомеханики на функциональные мышечные сети будет наиболее выражено на более низких частотных компонентах, поскольку мышцы действуют как фильтр нижних частот для нейронных входов, а кинематика опорно-двигательного аппарата разворачивается в медленном временном масштабе.Это генерирует коррелированную активность на низких частотах, которая возвращается к моторным нейронам спинного мозга через сенсорные афференты. Пространственное распределение общих входных сигналов, возможно, отражает топологию опорно-двигательного аппарата.

Анатомические ограничения также могут быть наложены во время развития нервной системы. Во время раннего развития изменения в топографическом распределении окончаний аксонов нисходящих проектов зависят от паттернов двигательной активности и анатомической связи между мышцами ( 29 ).Аналогичным образом, большие изменения функциональной связи наблюдаются у младенцев в возрасте от 9 до 25 недель, что отражает чувствительный период, когда функциональные связи между волокнами кортикоспинального тракта и спинномозговыми мотонейронами подвергаются зависимой от активности реорганизации ( 30 ). Анатомия опорно-двигательного аппарата ограничивает модели двигательной активности, которые могут быть выполнены.

Анатомическая и функциональная связь между мышцами также может зависеть от внешних факторов. Например, паттерны связности нисходящих путей частично определяются генетически ( 31 ).Соматотопическая организация наблюдается во всей нервно-моторной системе, а структура сообщества анатомической мышечной сети отражает организацию модулей управления первичной моторной корой ( 19 ). Точно так же пространственная организация мотонейронов спинного мозга также связана с анатомической организацией мышц ( 32 ), и мышцы, которые анатомически близко расположены друг к другу, также иннервируются теми же спинными нервами (рис. S2). ( 2 ).Топографическая организация спинномозговых мотонейронов сходна для разных видов ( 33 ) и, следовательно, может быть результатом эволюционной консервации ( 34 ). Таким образом, анатомия опорно-двигательного аппарата и нейронные пути находятся под определенным генетическим контролем.

Функциональная взаимосвязь не полностью определялась анатомией; мы наблюдали несколько ключевых различий между анатомическими и функциональными мышечными сетями. Двусторонние модули, состоящие из мышц верхних или нижних конечностей, были ключевой характеристикой функциональной мышечной сети, которая отсутствовала в анатомической сети.Две двусторонние мышцы предплечья (поверхностный сгибатель пальцев и разгибатель пальцев) показали когерентную активность в диапазоне от 3 до 11 Гц, что согласуется с предыдущими исследованиями, показывающими бимануальное сцепление на частоте ~ 10 Гц между гомологичными мышцами кисти и предплечья ( 35 , 36 ). Наблюдаемая бимануальная связь на частотах от 3 до 11 Гц может быть вызвана оливоцеребеллярной системой, которая, как известно, производит колебания в этом частотном диапазоне и участвует в формировании функциональных мышечных коллективов ( 35 ).Двусторонние мышцы предплечья были слабо связаны с другими мышцами (рис. 2), что может отражать относительно высокую долю прямых кортикоспинальных проекций — и, таким образом, относительно низкую долю расходящихся выступов — к моторным нейронам, иннервирующим мышцы рук и предплечий ( 37 ).

Напротив, двусторонний модуль мышц голени показал сильную связь во многих частотных диапазонах, что согласуется с предыдущими анализами функциональных мышечных сетей ( 20 ), и показал самые сильные дальнодействующие связи, наблюдаемые в настоящем исследовании (рис.3С). Двусторонняя связь между мышцами руки и ноги во время балансировки может быть вызвана вестибулоспинальным трактом, который, как известно, участвует в постуральной стабильности и иннервирует серое вещество спинного мозга с обеих сторон ( 21 ). Двусторонняя связь наблюдалась на всех уровнях кортикоспинальной оси ( 38 ) и имеет первостепенное значение для функциональных сетей мозга, особенно между гомологичными лево-правыми кортикальными областями ( 39 ). Настоящие результаты предполагают, что двустороннее сцепление также является определяющим признаком функциональных мышечных сетей.Различия в функциональной связности между двусторонними мышцами руки и двусторонними мышцами ног указывают на то, что функциональная мышечная сеть, такая как анатомическая мышечная сеть ( 25 ), не обнаруживает последовательной гомологии.

Функциональная связность отображала отчетливые зависимые от задачи модуляции, которые были связаны с задачей, которую выполняли субъекты: функциональная связность была увеличена внутри и между модулями ног во время постуральной нестабильности и увеличилась внутри и между модулями руки и верхней части тела в условиях наведения.Таким образом, функциональная связь между мышцами зависит от задачи ( 21 , 36 ), что может свидетельствовать о наличии многофункциональных цепей, в которых данный паттерн анатомической связи может генерировать различные паттерны функциональной активности в различных условиях ( 40 ). Такая распределенная схема создает основу для поддержки множества вариантов поведения, которые управляются согласованными действиями большой распределенной сети, а не простыми выделенными путями. Таким образом, лежащая в основе сетевая связность ограничивает возможные паттерны популяционной активности низкоразмерным многообразием, охватываемым несколькими независимыми паттернами — нейронными режимами — которые обеспечивают основные строительные блоки нейронной динамики и моторного контроля ( 41 ).Опять же, это обнаруживает сходство с недавними исследованиями функциональных принципов когнитивных сетей в мозге ( 42 ).

Изменения, зависящие от задачи, происходили с разной частотой, что указывает на функционирование организации мультиплексной сети, при этом четыре частотных компонента отражают разные типы взаимодействий между мышцами. Четыре различных частотных компонента (от 0 до 3, от 3 до 11, от 11 до 21 и от 21 до 60 Гц) были извлечены с помощью NNMF. Эти полосы частот полностью соответствуют найденным ранее ( 20 ), что демонстрирует надежность этого открытия.Интересная возможность состоит в том, что эти частотные компоненты отражают спектральные отпечатки различных путей, которые проецируются на двигательные нейроны спинного мозга. Было высказано предположение, что эти разные частоты могут играть определенную роль в кодировании моторных сигналов ( 43 ). Функциональная связность на низкочастотных компонентах может быть результатом афферентных путей, в то время как функциональная связность на более высоких частотах может отражать коррелированный вход от нисходящих путей. Например, функциональная связность в β-диапазоне (от 15 до 30 Гц), скорее всего, отражает кортикоспинальные проекции ( 10 , 36 ).Компоненты с самой высокой частотой, наблюдаемые в этом исследовании (от 21 до 60 Гц), показали наиболее локальные схемы подключения. Эти локальные паттерны связности могут отражать проприоспинальные пути ( 3 , 15 ). Эти функциональные паттерны связности могут быть использованы для раскрытия вклада структурных путей в формирование паттернов скоординированной активности в двигательной системе ( 23 ). Эти результаты отражают наблюдения в корковых сетях, где частотно-зависимые сети обнаруживают разные топологии и по-разному выражаются в разных состояниях мозга ( 44 ).Различия в частотном содержании функциональной связи, наблюдаемой между мышцами верхней и нижней конечностей, предполагают наличие различных нейронных цепей, контролирующих эти части тела.

Таким образом, наш сетевой анализ выявил широко распространенную функциональную связь между мышцами, что свидетельствует о коррелированных входах в спинномозговые двигательные нейроны на разных частотах. Коррелированные входные данные указывают на расходящиеся проекции или латеральные связи в нервных путях, которые иннервируют двигательные нейроны спинного мозга и, следовательно, могут использоваться для оценки спинномозговых сетей ( 23 ).Эти результаты согласуются с сопоставлением «многие ко многим», а не с сопоставлением «один к одному» между мозгом и мышцами ( 4 ), в котором сложные движения возникают за счет относительно тонких изменений в коактивации различных распределенных функциональных режимов. Мы представляем новый подход, который объединяет нейробиологию движений с текущими исследованиями сетей мозга, показывая, как центральная нервная система взаимодействует с опорно-двигательной системой человеческого тела. Этот подход вписывается в более широкие рамки сетевой физиологии, исследуя взаимодействия мозга и тела ( 45 ).Подобно текущим результатам, исследования сетевой физиологии показали, что динамические взаимодействия между системами органов опосредуются через определенные полосы частот ( 46 ). Мы расширили этот подход, исследуя топологию сети функциональных взаимодействий между мышцами, которые опосредуются нервными путями в спинном мозге. В будущих исследованиях может быть увеличено количество исследуемых мышц, включая электроэнцефалографию для картирования сетей мозг-тело и изучение кортикального контроля мышечных сетей, а также рассмотрение индивидуальных различий в анатомии.

С точки зрения системной биологии, головной и спинной мозг переплетены с телом — они «воплощены» ( 7 ) — и, таким образом, сетевой анализ мозга может быть расширен для исследования внутренней организации функциональных сетей в позвоночнике человека. шнур ( 47 ). Функциональные взаимодействия между надспинальными, спинными и периферическими регионами могут быть интегрированы с использованием сетевого анализа в качестве общей основы. Такая интегрированная структура хорошо подходит для обеспечения новых взглядов и вмешательств при неврологических расстройствах ( 48 ).

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Сбор данных

Четырнадцать здоровых участников (7 мужчин и 7 женщин; средний возраст 25 ± 8 лет; 10 правшей и 4 левши) без каких-либо неврологических или моторных расстройств или сахарного диабета и с в это исследование были включены индексы массы тела ниже 25. Эксперименты были одобрены Комитетом по этике Human Movement Sciences Vrije Universiteit Amsterdam (ссылка ECB 2014-78) и выполнены в полном соответствии с Хельсинкской декларацией.Все участники были письменно и устно проинформированы о процедуре и подписали информированное согласие перед участием.

Участникам было предложено выполнить девять различных заданий позы. Был использован полнофакторный план, в котором устойчивость позы (нормальное положение, нестабильность в передне-заднем направлении и нестабильность в медиально-латеральном направлении) и поведение при указании (отсутствие указания, указание доминирующей рукой и указание обеими руками) варьировались. . Постуральной стабильностью манипулировали с помощью балансира с одной степенью свободы, которая позволяла движение в передне-заднем или медиально-латеральном направлении.В задаче наведения участники держали лазерную указку доминирующей рукой (одноручная) или двумя руками (двуручная) и наводили ее на белую мишень (25 см ² ), расположенную на расстоянии 2,25 м, параллельно поперечной оси. ось тела на высоте акромиона участника. Таким образом, эксперимент состоял из девяти (3 × 3) экспериментальных условий. Продолжительность испытания составляла 30 с, каждое условие повторялось шесть раз.

Биполярная поверхностная ЭМГ была записана для 36 мышц, распределенных по всему телу (18 двусторонних мышц; Таблица 1).Мы выбрали репрезентативную группу антагонистических пар мышц, участвующих в постуральном контроле, которые можно правильно измерить с помощью поверхностной ЭМГ из-за их расположения и размера. ЭМГ регистрировали с использованием трех 16-канальных систем Porti (TMSi), с онлайн-фильтром верхних частот с частотой 5 Гц и дискретизацией с частотой 2 кГц.

Анатомическая мышечная сеть

Анатомическая мышечная сеть была определена путем картирования физических связей между мышцами. Узлы представляют 36 мышц (18 слева и 18 справа), а края сети представляют собой сухожильные прикрепления мышц к костям и соединительной ткани.Структурные связи были определены на основе происхождения и прикрепления мышц ( 2 ). Кости, которые не показывают или почти не двигаются в суставе между ними, считались одной жесткой костной структурой, то есть тазом, грудным скелетом или ossa cranii ( 25 ). Связи между мышцами и костями, перечисленные в таблице 2, обозначают двудольную сеть C , с мышцами как одной группой и костями как второй группой. Затем мы создали сеть, ориентированную на мышцы, как одномодовые проекции C : B = CC ^T ( 19 ).Это дало взвешенную матрицу смежности, где веса отражают количество прикреплений, с помощью которых связаны две мышцы. Мы преобразовали это в бинарную сеть, установив для всех ненулевых весов значение 1.

Таблица 2 Начало координат и вставка мышц.

Происхождение и введение основаны на общей анатомии человека, как описано Martini et al . ( 2 ), таким образом игнорируя потенциальные индивидуальные различия между участниками.

Функциональная мышечная сеть

Мы отразили данные левшей, чтобы создать доминирующую и недоминантную стороны.Данные ЭМГ были предварительно обработаны для удаления артефактов движения и электрокардиографии (ЭКГ). ЭМГ подвергалась полосовой фильтрации (от 1 до 400 Гц), а анализ независимых компонентов использовался для удаления загрязнения ЭКГ ( 49 ). Для каждого участника были удалены один или два независимых компонента. Затем данные ЭМГ подвергались высокочастотной фильтрации (20 Гц) для удаления низкочастотных артефактов движения. После предварительной обработки огибающие ЭМГ были извлечены с помощью амплитуды Гильберта ( 22 ).

Мы следовали процедуре, описанной Boonstra et al .( 20 ) для извлечения функциональных мышечных сетей из поверхностной ЭМГ. Сначала была оценена комплексная когерентность и усреднена по испытаниям в каждом условии для каждого участника. Абсолютное значение когерентности было возведено в квадрат, чтобы получить согласованность в квадрате величины. Межмышечная связность оценивалась между всеми 630 парами мышц. Затем NNMF использовался для разложения этих спектров когерентности по всем комбинациям мышц, состояниям и участникам на четыре различных частотных компонента и соответствующие веса.Это дало набор весов для каждого частотного компонента, который определял неориентированную взвешенную сеть для каждого условия и участника.

Эти функциональные сети были преобразованы в бинарные сети для облегчения сравнения с анатомической сетью. Для получения минимально связной сети по условиям и частотным компонентам были выбраны веса. Эта процедура определения порога дает единственное уникальное пороговое значение, которое соответствует порогу перколяции ( 50 ).Это приводило к разреженным сетям, в которых каждый узел был подключен по крайней мере к одному другому узлу ребром на одном из уровней мультиплексной сети.

Структура сообщества

Для извлечения модулей из анатомических сетей использовался алгоритм Лувена. Поскольку алгоритм Лувена является стохастическим, мы использовали консенсусную кластеризацию, чтобы получить стабильное разбиение на 1000 итераций ( 51 ). Мультиплексный анализ модульности ( 24 ) использовался для идентификации модулей функциональной мышечной сети в зависимости от условий и частотных компонентов.Мы использовали MolTi, автономное графическое программное обеспечение, для обнаружения сообществ в мультиплексных сетях путем оптимизации модульности мультиплекса с помощью адаптированного алгоритма Лувена (https://github.com/gilles-didier/MolTi). Модули были извлечены по 36 двоичным сетям (9 × 4). Мы использовали индекс Rand и скорректированный индекс Rand для сравнения модулей анатомических и функциональных мышечных сетей ( 16 ).

Сравнение функциональных сетей в разных условиях

Чтобы упростить сравнение функциональных сетей в разных условиях задачи, мы грубо обработали сети ( 52 ).Мы использовали набор функциональных модулей, оцененных по условиям и частотным компонентам, в качестве основы для грубой оценки 36 бинарных сетей, а затем сравнили силу меж- и внутримодульных соединений в сетях с использованием границ этих модулей. В кластерных сетях узлы представляют модули (группы мышц, указанные выше), а края представляют связи между модулями. Недиагональные элементы результирующей взвешенной матрицы смежности представляют собой средние веса ребер между двумя модулями, а диагональные элементы представляют средние веса ребер внутри модуля.

Чтобы сравнить сгруппированные сети по условиям, мы использовали простые различия между условиями задач и количественные различия в количестве соединений между модулями и внутри них. Мы протестировали четыре контраста: (i) однообразное и (ii) бимануальное наведение по сравнению с отсутствием наведения и (iii) переднезаднее и (iv) медиально-латеральное наведение по сравнению с нормальным стоянием. Чтобы проверить статистическую значимость этих контрастов, мы выполнили парные перестановочные тесты отдельно для каждого из элементов матрицы ( 52 ).Кластерные сети имели гораздо меньшую размерность по сравнению с исходными функциональными мышечными сетями (21 ребро вместо 630). Контроль ошибок на уровне семьи поддерживался с помощью поправки Бонферрони для корректировки множественных сравнений (4 × 21 = 84 сравнения).

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Дополнительные материалы к этой статье доступны по адресу http://advances.sciencemag.org/cgi/content/full/4/6/eaat0497/DC1

раздел S1. Альтернативная анатомическая мышечная сеть

сечение S2.Сеть спинномозговых нервов

участок S3. Весовые функциональные сети

рис. S1. Матрица смежности анатомических мышечных сетей.

рис. S2. Структура сообщества спинномозговой нервной сети.

рис. S3. Структура сообщества взвешенной функциональной сети.

таблица S1. Иннервация спинномозгового нерва.

Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями некоммерческой лицензии Creative Commons Attribution, которая разрешает использование, распространение и воспроизведение на любом носителе, при условии, что конечное использование составляет , а не для коммерческих целей и при условии, что оригинальная работа правильно процитирована.

ССЫЛКИ И ПРИМЕЧАНИЯ

1. ↵

   К. Шеррингтон, Интегративное действие нервной системы (архив CUP, 1910).

2. ↵

   Ф. Х. Мартини, М. Дж. Тиммонс, М. П. МакКинли, Анатомия человека (3-е издание) (Прентис Холл, 2000).

3. ↵

   E. Pierrot-Deseilligny, D. Burke, Схема человеческого спинного мозга: его роль в двигательном контроле и двигательных расстройствах (Cambridge Univ. Press, 2005).

4. ↵
5. ↵

   N.Бернштейн, Координация и регулирование движений (Пергамон, 1967).

6. ↵
7. ↵
8. ↵
9. ↵
10. ↵
11. ↵
12. ↵
13. ↵
14. ↵

000

18. ↵
19. ↵
20. ↵
21. ↵
22. ↵
23. ↵
24. ↵
25. ↵
26. ↵
27. ↵
28. ↵
31. ↵
32. ↵
33. ↵
34. ↵
35. ↵
36. ↵
37. ↵
38. ↵
39. ↵
41. ↵
43. 000
44. 000
45. 000
46. 000Н. Макаров, Г. М. Ноэтчер, А. Назарян, Низкочастотное электромагнитное моделирование электрических и биологических систем с использованием MATLAB (Wiley, 2015), стр. 89–130.

47. ↵

Благодарности: Мы благодарим D. Marinazzo, S. Farmer, S. Bruijn, H. Schutte и N. Dominici за их проницательные комментарии. Финансирование: Эта работа была поддержана Нидерландской организацией научных исследований (NWO 45110-030 и 016.156.346), Центром передового опыта в области интегративной функции мозга ARC (Австралийский исследовательский совет) и Австралийским национальным советом по исследованиям в области здравоохранения и медицины. (APP1037196 и APP1110975).Финансирующие организации не играли никакой роли в дизайне исследования, сборе и анализе данных, принятии решения о публикации или подготовке рукописи. Вклад авторов: J.N.K., A.D. и T.W.B. задумал исследование. Все авторы разработали эксперименты. J.N.K. получил данные ЭМГ. J.N.K. и T.W.B. провели оценку анатомической сети. J.N.K., L.L.G. и T.W.B. провели оценку функциональной сети. T.W.B. провели статистический анализ. J.N.K. и T.W.B. написал рукопись.Все авторы редактировали рукопись. Конкурирующие интересы: Авторы заявляют, что у них нет конкурирующих интересов. Доступность данных и материалов: Все данные, необходимые для оценки выводов в статье, представлены в документе и / или дополнительных материалах. Дополнительные данные, относящиеся к этой статье, могут быть запрошены у авторов. Данные ЭМГ, использованные в этом исследовании, доступны на сайте Zenodo (http://doi.org/10.5281/zenodo.1185196).

• Copyright © 2018 Авторы, некоторые права защищены; эксклюзивный лицензиат Американской ассоциации содействия развитию науки.Нет претензий к оригинальным работам правительства США. Распространяется по некоммерческой лицензии Creative Commons Attribution 4.0 (CC BY-NC).

Опорно-двигательная система и заболевания

Опорно-двигательный аппарат — это общий термин, который, как следует из названия, относится к мышцам и скелету тела. В частности, опорно-двигательная система включает кости, мышцы, суставы, хрящи, связки, сухожилия и сумки. Опорно-двигательный аппарат обеспечивает стабильность, а также позволяет телу двигаться.

Анатомия опорно-двигательного аппарата

Кости — В теле взрослого человека 206 костей. Структура кости состоит из твердой внешней части, состоящей из белков (в основном коллагена) и гидроксиапатита (в основном кальция и других минералов). Внутренняя часть кости, называемая губчатой ​​костью, мягче, чем твердая внешняя кортикальная кость, но все же необходима для поддержания прочности кости. Хотя структура всех костей одинакова, кости выполняют различные функции в организме:

• Кости обеспечивают структурную поддержку тела (т.е.е., скелетный каркас для прикрепления органов и тканей) и защиты определенных органов (например, грудная клетка защищает сердце).
• Кости хранят большую часть кальция в организме.
• Кости имеют внутреннюю полость, которая содержит костный мозг, в котором вырабатываются эритроциты, лейкоциты и другие компоненты крови.

Кости подвергаются процессу, известному как ремоделирование. Ремоделирование кости — это непрерывный процесс, при котором старая кость постепенно заменяется новой.Каждая кость полностью реформируется примерно за 10 лет. Ежегодно заменяется 20% кости тела.

Мышцы — Есть два типа мышц, которые являются частью опорно-двигательного аппарата — скелетные и гладкие. Третий тип мышц, сердечная, не является частью опорно-двигательного аппарата. Скелетные мышцы — это пучки сократительных волокон. Действие сокращающихся мышц — это то, что движет различными частями тела. Скелетные мышцы прикрепляются к костям и располагаются противостоящими группами вокруг суставов (например,g., мышцы, сгибающие локоть, располагаются напротив мышц, выпрямляющих локоть). Скелетные мышцы контролируются мозгом и действуют добровольно под сознательным руководством человека. Гладкие мышцы играют роль в определенных функциях организма, которые не находятся под контролем человека. Гладкие мышцы расположены вокруг некоторых артерий, сокращаясь для регулирования кровотока. Гладкие мышцы также окружают кишечник, сокращаясь, чтобы перемещать пищу и фекалии по тракту. Хотя гладкие мышцы также контролируются мозгом, это не является произвольным.Включение гладкой мускулатуры основано на телесных потребностях, а не на сознательном контроле.

Суставы — Суставы — это места соединения концов двух или более костей. Хотя есть суставы, которые не двигаются (например, между пластинами черепа), большинство суставов способны облегчить движение. Есть два типа суставов, которые облегчают движение: хрящевые и синовиальные. Синовиальные суставы знакомы большинству людей. Синовиальные суставы человека бывают нескольких разновидностей: шарнирно-гнездовые, кондиллоидные, скользящие, шарнирные, шарнирные и седловидные.Концы костей в этом типе сустава покрыты хрящом. Суставы заключены в суставную капсулу, имеющую выстилку (синовиальную оболочку). Клетки синовиальной оболочки производят синовиальную жидкость, которая питает хрящи и помогает уменьшить трение во время движения.

Хрящ — Концы кости, образующие сустав, покрыты хрящом. Нормальный хрящ гладкий, прочный и защищает концы кости. Хрящ состоит из коллагена, воды и протеогликанов.Хрящ служит амортизатором и снижает трение при движении сустава.

Связки — Связки представляют собой жесткие фиброзные тяжи или полосы ткани, соединяющие кость с костью. Связки состоят из коллагеновых и эластичных волокон. Эластичные волокна придают связкам некоторую растяжимость. Связки окружают и поддерживают суставы, позволяя двигаться в определенных направлениях.

Сухожилия — Сухожилия представляют собой жесткие волокнистые ткани, соединяющие мышцы с костью.Сухожилия в основном состоят из коллагена. Сухожилия обычно находятся внутри оболочки (то есть оболочки сухожилия), которая позволяет сухожилиям двигаться без трения. Оболочка сухожилия состоит из двух слоев: синовиальной оболочки и фиброзной оболочки сухожилия.

Бурсы — Бурсы — это небольшие наполненные жидкостью мешочки, которые служат подушкой и скользящей поверхностью с низким коэффициентом трения между соседними движущимися частями тела, такими как кости, мышцы, сухожилия и кожа. Бурсы встречаются по всему телу. Бурсы различаются по размеру в зависимости от их расположения в теле.По всему телу насчитывается около 160 бурс.

Заболевания опорно-двигательного аппарата

Заболевания опорно-двигательного аппарата, среди прочего, включают артрит, бурсит и тендинит. Основные симптомы заболевания опорно-двигательного аппарата включают боль, скованность, отек, ограниченный диапазон движений, слабость, утомляемость и снижение физических функций. Ревматолог является специалистом по артриту и ревматическим заболеваниям. Врачи-ортопеды также лечат заболевания опорно-двигательного аппарата.

процедур для опорно-двигательного аппарата | Университет Де-Мойна

Ортопед — «Чтобы выправить детей.«Ортопедия — это хирургическая специальность, которая в прошлом уделяла много времени лечению деформаций опорно-двигательного аппарата у детей. Теперь, благодаря улучшенной пренатальной диагностике и лучшему питанию, ортопеды по-прежнему лечат детей с деформациями позвоночника и конечностей, а также взрослых со сложными переломами костей, поврежденными сухожилиями или связками или нуждающимися в операции по замене поврежденного тазобедренного или коленного сустава.

Ревматолог — «Для изучения потока жидкостей». Чего-чего? Ревма — это старый медицинский термин, обозначающий водянистые выделения.Помимо других заболеваний, ревматологи лечат заболевания суставов, такие как различные формы артрита, включая ревматоидный артрит. Воспаленные суставы, помимо других признаков и симптомов, накапливают «жидкость» и опухают. Эта медицинская специальность также занимается оценкой и лечением остеопороза, тендинита, подагры и волчанки среди многих других хронических заболеваний опорно-двигательного аппарата.

Врач-остеопат / остеопат (D.O.) — Название звучит как специальность, ограниченная заболеваниями костей, но на самом деле врачи-остеопаты — это одно из двух направлений медицинской профессии, различающихся историей и философией.Когда-то существовало множество медицинских школ, основанных на различных философиях; аллопатические, остеопатические, гомеопатические. Остеопатия возникла в 1890-х годах в ответ на отчаяние по поводу неэффективности многих форм тогдашнего примитивного лечения. Остеопатия разработала акцент на влиянии опорно-двигательного аппарата и его взаимосвязи с другими системами организма. D.O. используют остеопатические манипуляции (кости, связки, суставы), а также лекарства, операции и все другие виды лечения, используемые М.Д. врачей. Кроме того, профилактика всегда была основным направлением остеопатической помощи. Доктора медицины и доктора имеют лицензии всех государственных медицинских комиссий. Узнайте о программе доктора остеопатической медицины в Университете Де-Мойна.

Ортопеды , традиционно известные как «ножные врачи», являются хирургами узкими специалистами по заболеваниям и структурным проблемам стопы. Они не только лечат натоптыши, мозоли, вросшие ногти на ногах и пяточные шпоры, но также лечат травмы, деформации и заболевания стопы и лодыжки.Многие системные заболевания проявляются признаками и симптомами на внешнем виде стоп, например, при диабете плохо заживают раны. Они также могут прописать специальную обувь и вкладыши для лечения хронической боли в ногах и проблем с ходьбой. Ортопеды могут дополнительно специализироваться на спортивной медицине, гериатрии или уходе за диабетической стопой. Узнайте о программе доктора ортопедической медицины в Университете Де-Мойна.

Физиотерапевт — Этот специалист в области здравоохранения имеет не менее двух лет специализированной подготовки после окончания колледжа.Специалисты по реабилитации занимаются лечением множества медицинских проблем, включая пациентов, восстанавливающихся после хирургических операций на суставах, ампутации конечностей, инсульта, сердечного приступа и страдающих хроническими нервно-мышечными заболеваниями. В дополнение к другим методам лечения они обучают пациентов упражнениям, которые укрепляют их тело, увеличивают подвижность и как предотвратить повторение травм. Узнайте о программе доктора физиотерапии в Университете Де-Мойна.

Артроскопия — оптоволоконный инструмент вводится в полость сустава для визуализации поверхностей костей, входящих в сустав, обнаружения разрывов во внутренних структурах сустава и оценки источников воспаления.

Сканирование костей — Радиоактивный элемент в очень малых количествах, недостаточных для радиационного поражения пациента, вводится в кровоток. Специально подобранный элемент накапливается в кости, и при использовании более сложной версии старого прибора счетчика Гейгера распределение элемента используется для диагностики потенциальных опухолей костей среди других костных патологий.

Электромиография — Большое, страшное слово! Но вы уже имеете опыт их разборки.Мне нравится начинать с конца и работать в обратном направлении: «запись электрической активности мышц». В мышцы вводятся тонкие иглы для регистрации сократительной активности. Эта процедура полезна для оценки причин паралича, диагностики мышечной дистрофии и других нервно-мышечных расстройств.

Биопсия мышцы — Вырезание небольшого образца ткани мышцы для исследования под микроскопом. Эта процедура может быть полезна при диагностике мышечной дистрофии и других нервно-мышечных расстройств.