A mozgásszervekről I. rész Orvosi szógyűjtemény Tárgymutató  
  Tartalomjegyzék      

3. A mozgásrendszer anatómiai felépítése és működése

Az emberi test mozgásában, térbeli hely- és helyzetváltoztatásában résztvevő szervek együttesen alkotják a mozgásrendszert. A mozgásrendszer aktív és passzív részre osztható.
Az aktív, tevékeny elemek az izmok, melyeknek fejlettsége döntően az izomműködés nagyságától függ, de örökletes tényezők is meghatározzák.
A passzív elemekhez tartoznak a test szilárd vázát alkotó csontok és a csontokat összekapcsoló ízületek.

A csontrendszer

Majdnem minden élőlénynek rendelkeznie kell bizonyos vázrendszerrel, mely biztosítja sajátos, jellegzetes alakját, és egyben a mozgás passzív rendszereként funkcionál.
Érdemes röviden áttekinteni, hogy mi magyarázza a vázrendszer kialakulásának szükségességét.

  • Az élőlények méretének növekedése az evolúció folyamán

A parányi egysejtű szervezetek esetében az élő plazma és a lágy sejthártya fizikai tulajdonságai minden különösebb vázrendszer nélkül is elégségesek az élőlény alakjának és mozgásának fenntartásához.
Azonban számos egysejtű bír szilárdabb külső burokkal (pl. a növényi sejtfalban található cellulóz).
A nagyobb testű, de még alacsonyabb rendű állati szervezetekben az állat egész testét már védőburok (külsőváz vagy páncél) erősíti, ami egyúttal vázrendszer és mozgásrendszer is. Elsősorban kitinből és mészből áll. Ez statikailag igen kedvezőtlen az állat számára - a testarányokhoz viszonyított nagy önsúlya miatt - ráadásul rendkívül komótos, lassú közlekedést tesz csak lehetővé, továbbá egy bizonyos testnagyság felett a test mozgatása lehetetlenné válik a váz önsúlya és az izomerő arányának megbomlása miatt.
Ez a körülmény erőteljesen megszabja a szárazföldi, külső vázas állatok testméretének felső határát (pl. rovarok 10-15 cm körül tetőznek).
A mész-kitin páncél élettelen anyagból áll, nagy hátránya, hogy az állat növekedésével nem képes lépést tartani. Így időről időre az állat kénytelen kinőtt védőpáncélját ledobni, hogy nagyobbra cserélje (vedlés), ami erre az időszakra meglehetősen védtelenné teszi viselőjét.
Speciális a puhatestűek külső háza, mely spirálisan vagy koncentrikusan növekedve képes követni az állat növekedését.

  • Az élőlények szervezetének és környezetének eltérő sűrűsége.

A közeg sűrűsége miatt sok nagyobb testű vízi élőlény élhet speciális külső vagy belső szilárdító váz nélkül. A külső vázas élőlények testméretének felső határa is érthető okból (Archimédesz) eltolódik.
Az állatvilág törzsfejlődésében addig elképzelhetetlenül radikális evolúciós "ötlet" volt a belső csontváz megjelenése a gerincesekben. Előnyei a fentiekből adódnak:
- az egyed fejlődésével, növekedésével lépést tart a korai méhen belüli kialakulásától az egyed halálának pillanatáig,
- tölgyfa-szilárdságú és bambusz-hajlékonyságú, emellett kicsi az önsúlya, az ember esetében a test súlyának csak mintegy 10 %-a,
- sérülése, törése esetén heg nélkül gyógyul - e képesség szinte egyetlen más szövetére sem jellemző
- apró hátránya, hogy a külső felület védelméről másképp kell gondoskodni.
A test felső mérethatárát ebben az esetben a csontszövet teherbírási maximuma adja. A dinoszauruszok legnagyobbjainál a földtörténeti középkorban az állatok testtömege megközelítette a csontszövet teherbírásának felső határát. A vízi gerincesek (pl. bálnák) esetében ez a határ ismét feljebb tolódik.

A csontvázrendszer szerepe és jelentősége

  • A szervezet szilárd vázát alkotja
  • A mozgások passzív szerve (az izmok a csontok egymáshoz viszonyított helyzetét változtatják)
  • Védőburkot képez életfontosságú szervek számára (agy- és gerincvelő, mellűri, medencei, hasűri szervek)
  • Üregébe zárja a vörös csontvelőt, mely a vérképzés szerve
 
1.ábra Az emberi csontváz  

Az emberi test a csontváz (1. ábra) szilárd keretére épül. Az egyes csontok speciális statikai szerkezete az aktuálisan fellépő erőhatások viszonyainak és megterheléseknek, igénybevételnek megfelelően alakul. Ez azt jelenti, hogy csontvázunk elemei egy dinamikusan változni képes szövetféleségből épülnek fel, melynek állománya, és ennek mennyiségi és minőségi viszonyai nincsenek örökletesen meghatározva, hanem a mindenkori megterhelésekhez idomulnak. Azaz, ahol a csont átlagosnál nagyobb erőhatásoknak van kitéve, ott alkalmazkodva a megterhelésekhez ellenállóbbá, erősebbé válik, ahol pedig erre nincs szükség ott gyöngébb marad. Tehát a csontépítés és a csontfelszívódás elemi szöveti mechanizmusa közvetlenül a csontot érő fizikai inger által is szabályozható. Elgondolkodhatunk például azon, hogy vajon az amerikaiak jellemző erőteljes állkapocsvonala a kevéssé sült, rágós húsok, vagy egyszerűen a jóltápláltság miatt alakul-e ki? Különféle művészeti- és sporttevékenység, munkavégzés nagyon sokoldalúan alakítják a csontok szerkezetét, nagy változatosságot kölcsönözve ezzel az illető testrészeknek. A zongorista kezének, az ácsok karjának vagy a szállítómunkások gerincének, vagy az artisták lábának csontjai pontos biológiai ökonómiával (minimális anyagfelhasználás és maximális terhelhetőség) idomulnak a rájuk nehezedő speciális feladatok elvégzéséhez. A fentiek szép megnyilatkozását magunk is észrevehetjük az építészet számos alkotásában gyönyörködve.
Testünk azonban nem olyan merev és mozdulatlan, mint egy építmény. Az egyes csontok találkozásánál ízületek biztosítják a mozgások pazar sokszínűségét. Bármennyire különös, a csontvázban található csontok számának meghatározása nehéz feladat. Ez a szám ugyanis egyéni különbségeket mutat: az emberek húsz százalékánál eltérések vannak a csigolyák számában. Minden huszadik embernek eggyel több bordája van. A férfiaknak háromszor gyakrabban van eggyel több bordájuk, mint a nőknek, az Ádámból kiemelt oldalborda bibliai legendájának ellenére. A csontok száma az életkorral is változik.

 
2.ábra 12 hetes magzat

A csontrendszer már különálló részei legkorábban a kb. 32 napos (5 hetes) 5 mm-es embrión ismerhetők fel. Ekkor az ébrény még annyira parányi, mintegy kis ribizli szem, de már rendelkezik a későbbi gerinchúrszerű kezdeményével. (A 2. ábrán egy 12 hetes magzat csontrendszere látható.)
A felnőtt csontvázat átlagosan 206 csont alkotja. A felső végtag 32 az alsó viszont "csak" 31 csontból épül fel. A különbséget az okozza, hogy míg a kézben 8, viszont lábban csak 7 tőcsont található. A koponyacsontok száma 29, a gerinc 26, a mellkas 25 csontból áll.
Valamennyi emberszabású majommal ellentétben az emberi fajnak nincsen a hímvesszőjében csontja; enélkül kell boldogulnia. Az emberben azonban élete folyamán keletkezhet csont életmódjától függően.
Voltak huszárok, akiknek tomporában a hagyományos csípőcsonttól és combcsonttól eltérő és egészen különálló csont keletkezett. És minthogy ezek a csontok kifejezetten az állandó lovaglás következtében keletkeztek, különösen csodálkozhatunk azon, hogy miért nincsen az emberben hímvesszőcsont?
Az emlősök csontváza a cickánytól a bálnáig terjedő - jelentős nagyságbeli különbségek ellenére - meglepő módon azonos. A legérdekesebb példa erre a nyakcsigolyák rendszere. Ezek a csontok merőben különböznek az alattuk lévő hátcsigolyáktól, mégis a hosszú nyakú zsiráfnak és a nyakatlan bálnának is egyaránt 7 nyakcsigolyája van, akárcsak az embernek. Egy ló mellső lábában viszont csak 20 csontja van, szemben az ember 32, ill. 31 csontjával. A csontváz, szaknyelven szkeleton, ami görögül annyit jelent, mint "kiszáradva". A csontokat többnyire száraznak tartjuk, de az élő csont ereje éppen azzal függ össze, hogy nem száraz.

A csontszövet

Szervezetünk vegyileg legkeményebb szövete a csontszövet, 70 %-a szervetlen, 30 %-a szerves anyag. A szervetlen anyagokat elsősorban különféle mészsók kristályos formái képezik (hydroxylapatit, foszforsavas mész, foszforsavas magnézium, szénsavas mész, de a káliumnak és a nátriumnak a klórral és a fluorral alkotott vegyületei is megtalálhatók benne), a szerves állomány, (melyet a csontképző sejtek termelnek) részben enyvadó (kollagén) rostokból, részben a rostok közötti tereket kitöltő anyagból ál,l mely kémiailag glycoprotein természetű. Az enyv és a mész két egészen ellentétes tulajdonságú anyag. A csont esetében a dugóhúzószerűen csavarodó enyvadó rostok mészbe és kötőanyagba vannak ágyazva. (Ugyanígy készül az építkezéseknél használt vasbeton: rugalmas acélhuzalokat betonba ágyaznak.) A csont tehát speciális "enyvrostbeton"-nak fogható föl. Ha a csontjaink szerkezetét azonban összevetjük a vasbetonéval, mindjárt szembeötlik, hogy az előbbi mennyivel tökéletesebb konstrukció. Ezt a különböző anyagpróbák is bizonyítják: A csont 3-szor akkora terhet bír el, mint a vasbeton vagy a gránit, és 30-szor annyit, mint a tégla. Az emberi szervezet legerősebb csontja a sípcsont közel 2000 kg-ot bír el, vagyis kb. 40-szer annyit, mint amennyire rendes körülmények között (fél lábon állva) megterheljük. A csont azonban nemcsak igen szilárd és teherbíró, hanem lélegzetelállítóan rugalmas is: az emberi koponyát satuba fogva, szélességének 9/10-ed részére összepréselhetjük mielőtt elpattanna. Ennek a ténynek különös jelentősége van a szülés folyamán, és ezért a szűk szülőcsatorna sem jelent leküzdhetetlen akadályt a méh gyümölcse számára.
(Természetesen itt nemcsak az egyes csontok rugalmassága, hanem az ízesülő csontok elmozdulása is közrejátszik.) A biliárdgolyók is csontból készülnek, mégis ütközéskor úgy pattannak el egymástól, mintha gumiból volnának. A golflabda is speciális ötvözete a szilícium keménységének és a kaucsuk rugalmasságának, de ez meg sem közelíti a csont tulajdonságait. A csont tehát a keménységet nagyszerűen egyesíti a rugalmassággal.
Ha valamilyen savval kioldjuk a szervetlen alkotórészt: a meszet a csont olyan lesz, mint a kutyák játékaként készített gumicsont, a csöves combcsontot valósággal csomóra lehet kötni. Ha a szerves anyagokat: az enyvet távolítjuk el akár úgy, hogy megvárjuk, míg elbomlanak, az eredmény száraz, törékeny kemény, krétaszerű tárgy lesz, amelynek tulajdonságai leginkább az öntöttvaséra hasonlítanak.
Az újszülött csontjaiban sok az enyv, azaz a szerves anyag, és kevés a mész, azaz a szervetlen. Az életkor előrehaladtával a csont relatíve egyre mészdúsabb lesz. A kétéves gyermeknél a szerves/szervetlen, mész/enyv arány 1 : 8, a nyolcvanéves aggastyánnál éppen fordított: 8 : 1. A gyermekek a leglehetetlenebb ficamokat, zúzódásokat képesek törések nélkül elszenvedni. Az aggastyán azonban bordatörést szenvedhet, ha a székről óvatlanul felállva beleütközik az asztal sarkába. A gyermekek úgy gurulhatnak le óvatlanul a lépcsőről, mint egy gumilabda, az aggastyán sík terepen is olyan óvatosan tipeg, mintha üveglábakon vagy legalábbis krétapálcán járna. Az idősebb embereknél a combtörés gyakran halálos kimenetelű lehet a nehézkes gyógyulási hajlam miatt.

 

A csontszövetben háromféle sejt van:

Csontképző sejtek, amelyek maguk köré sejtközötti állományt termelnek.
Csontsejtek, amelyek az előbbiekből fejlődő, finom nyúlványos, szilvamaghoz hasonlító sejtek
Csontfaló sejtek (több magvú óriás sejtek). Szerepük a felesleges vagy elpusztult csontszövet eltakarításában van, valamint a csont fejlődésében és növekedésében bírnak rendkívüli fontossággal.

3. ábra Csontszövet  

A csontszövet kétféle elrendeződésben jelenik meg: tömör és szivacsos formában.
Tömör csont építi fel a csontok felszínén lévő kompakt réteget, a kérget. A tömör csont tűhegynyi vastagságú megannyi csontoszlopocskából tevődik össze. Ezek az oszlopok tulajdonképpen egymásba tolt csövecskék, melyeknek közepében egy véredény fut s minden véredény egy spirálisan tekeredő kollagén rostokból és nyúlványos sejtekből font koszorúval gyűrűszerűen övezte magát körül. Ezek a gyűrűk, ill. kis csövecskék aztán elmeszesedtek és merev falrétegeket vontak a véredény köré. A koncentrikus falrétegek lemezeibe ágyazódott sejtek - mint korall-állatkák a korallszirtben - finom szívócsápokat bocsátanak a csontot tápláló véredényekbe és így szerzik meg a tápanyagokat. A tömör csontállományt alkotó lemezes csontoszlopocskákat Havers-féle rendszereknek nevezzük. A combcsont kompakt kérge kb. 30000 ilyen oszlopocskából áll.

 
4. ábra Szivacsos csont

A szivacsos csont a csontok belső, lazább, porózusabb állománya. Hálózatos csontgerendákból áll, melynek lépsejtes szerkezete leginkább a szivacsra emlékeztet (4. ábra). A nagyon szilárd, de mégis szembetűnően finom, kecses, tüskés gerendázat anélkül képes nagy erők felfogására és átvitelére, hogy nehézzé tenné a csontot. A leheletfinom, levegős vázszerkezet és tartópillérei nem szabálytalan elrendeződésben, hanem a csontra ható erők hatásának megfelelő erővonalak irányába rendeződtek. A combcsont vagy a medencecsont mágneses erővonalakra emlékeztető gerendázata nagyon hasonlít a egyes építészeti megoldásokhoz: a Nyugati pályaudvar, az Eiffel-torony vagy a Szabadság-híd klasszikus vasszerkezeteihez. A járás közben talajon gördülő sarokcsont erővonalai pedig, mint egy kerék küllői funkcionálnak. Külső és belső szilárdságra és rugalmasságra egyaránt szükség van. Amikor az ejtőernyős földet ér, vagy ha valaki fáról leugrik a csontozatát érő megterhelés a megszokottnak sokszorosa (még 1 tonnánál is több lehet). Viszont a menstruáció elmaradása után idősödő nőkön a combcsont nyaka gyakran válhat még a mérsékelt, véletlenszerű megterhelés áldozatává.
A gerendák és pillérek közötti térség összefüggő üregrendszert a csontvelő üreget képezi. A bordák, a szegycsont, a csigolyák, a medence, a felkar-, comb- és a koponyacsontok belsejében helyezkedik el a vörös csontvelő. A szervezet biológiailag talán legaktívabb, legértékesebb szövete. Az összes tömege egy felnőttben mindössze 25 dkg. Naponta mégis 200 milliárd vörösvértestet küld az érpályába. Ez minden másodpercben közel 2,5 millió vörösvértestet jelent. És ez még nem minden, mert ezek mellett nagyszámú vérlemezkét és fehérvérsejtet is juttat az érpályába. A hosszú csöves csontokat zsírsejtekben gazdag sárga csontvelő tölti ki. Ez az állomány stratégiai energiaraktárként szolgál olyan esetekre, amikor a szervezet zsírtartalékai pl. hosszantartó éhezés vagy nélkülözés kapcsán kimerülnek. Vérszegénység kialakulásakor, amikor a vörösvértestek száma a kritikus értékek alá apad a sárga csontvelő gyorsan vörös csontvelővé alakul át és vörösvértesteket kezd termelni.

A csonthártya

A porccal fedett csontvégek kivételével a csontok felszínét a bőrszerű csonthártya borítja. Erei összeköttetésben állnak a csontokat tápláló vérerekkel. Idegelemei, receptorai érzékszervi feladatokat látnak el (mozgásérzéseket közvetítenek), és ezeknek köszönhető az ütődések utáni csont fájdalom. Kötőszöveti rostjai védő funkciót végeznek, bizonyos rostjai az inakkal fonódnak össze, így biztosítva az izmok tapadását a csonthoz. Csontképző sejteket is tartalmaz, és így részt vesz a csont növekedésében, valamint a törések utáni gyógyulási folyamatban. A csonthártyájától megfosztott csont - csakúgy, mint a fiatal fácska ha levonják a kéreghártyáját - elpusztul. A hosszú csöves csontok kérgének belső felszínét a csont belhártya borítja. Működése a csonthártyáéhoz hasonló.

A csontok alakja és részei

Csontvázunk "alapterve"és csontjaink formája nagyon is emlékeztetnek klasszikus épületek építészeti elemeire. A lábtól a koponyaboltozatig úgyszólván valamennyi építészeti stílust felfedezhetjük rajta. A lábak boltíven nyugvó egyiptomi gúlákra, a sípcsont dór, a combcsont ion oszlopokra emlékeztet. A két combcsont tartja a medence barokk-portálját. A medence a keresztcsont zárókövével a mykenei kőkaput idézi. A mellkast gót csúcsívekben összefutó bordák alkotják, az agykoponyát pedig a koponyatető reneszánsz kupolája fedi.
A csontok alakjuk szerint több csoportba oszthatók:
Hosszú csontok: pl. a felkarcsont, mely testből és két végrészből áll. A végrészek belsejét szivacsos csont a középdarabot vagy testet egységes tömör csontkéreg építi fel.
Lapos vagy sima csontok: két kompakt lemezből és köztük lévő szivacsos állományból épülnek fel. Ide sorolható pl. a lapocka vagy a falcsont, melynek belsejében vörös csontvelő van.
Rövid vagy köbös csontok: ide tartoznak a kéz - és lábtőcsontok.
Szabálytalan csontok: az előző három egyikébe sem sorolható csontok, ilyenek pl. a csigolyák.
Légtartalmú csontok: ilyen az arckoponya rostacsontja vagy a felső állkapocscsont. Feladatuk a szerkezet könnyítése mellett elsősorban a hangadással kapcsolatos rezonáló terek létesítése.

A csontok fejlődése

Az ember egyedfejlődésében többféle csontosodási mód ismeretes:
Kötőszöveti csontosodás: A csontok kötőszövetes telepből közvetlenül fejlődnek ki. A csontosodás kötőszövetes lemezeken csontosodási gócpontokból indul ki. Így keletkeznek a koponyatető, a kulcscsont és az arckoponya csontjai.
Porcos csontosodás: A kötőszövetes telep először porccá alakul, majd a porcszövet csonttá épül át. Így fejlődnek a végtagcsontok, a bordák, a szegycsont.
Elsődleges csontosodás: Ebben a formában a csontszövet helyén nincs előzetes alapszövet. A folyamat kisebb erek burjánzásával kezdődik, amelyeket övező sejtek termelik a csontállományt s közben csontsejtekké alakulnak át. E formának felfedezése magyar tudós, Krompecher István érdeme, aki először a koponyacsont varratok tájékán figyelte meg. Jelentősége, hogy keskeny csonthézagban is tartós nyugalomban közvetlen csontképződés történhet.
A csontszövet kifejlődésében speciális éretlen kötőszöveti sejtek (ún. mesenchyma) sejtek játsszák a fő szerepet. Ezek a későbbiek folyamán csontképző sejtekké alakulnak át. Az általuk kiválasztott anyag szolgálhatja a csont szerves anyagát. A csontképző sejteket ettől kezdve a csontsejteknek nevezzük. A csontsejteket övező sejtközötti állományba aztán mészsók rakódnak le. A csont végleges szöveti szerkezetének kialakításában a csontpusztító sejtek is döntő fontosságúak a csontok vastagságának és növekedésének befolyásolásával. A törött csontok regenerálódása nem hegszövet, hanem élő csont segítségével történik. Ez kulcsszerepet játszik abban, hogy csontsérüléseinkből felgyógyulhassunk, sőt ez a képesség az egész emberi faj túlélésében is nélkülözhetetlen. A csont újratermelődésének, összeforradásának döntő tényezője a csontformázó fehérje, amely a kötőszöveti rostképző sejteket arra készteti, hogy inkább porcképző sejtekként viselkedjenek. Az így keletkező porc aztán az ismert módon csonttá alakul a "keményítő faktorok" (mészsók, ásványi kristályok) segítségével.
Napjainkban széleskörű klinikai vizsgálatokat végeznek annak érdekében, hogy a csontformázó fehérjét felhasználhassák a csonttörések gyógyításában és a csontplasztikában a hiányzó csontrészek pótlására.

A csontok növekedése

A csontváz sohasem csontosodik el teljesen. Egyes részei porcogósak maradnak: pl. a bordák, mert csak így képesek rugalmasan követni a mellkas légző mozgásait, de porcosak maradnak a szomszédos csontok találkozásainál érintkező felszínek is: itt keletkeznek az ízületek.
Érdekes, hogy a csontváz elcsontosodásához szükséges idő, vagyis a növekedés ideje mindig meghatározott arányban áll az élőlény élettartamával. Magasabbrendű emlősöknél ez az arány: 1 : 6. A nyúl, a ló, a macska, a kutya, de még az elefánt is hatszor annyi ideig él, mint ameddig növekszik.
Az emberi csontok növekedése a 18-22. életévben fejeződik be, tehát az ember várható természetes élettartama 120 év lenne. Ha ez reményeink szerint meg is valósul a nem is a túl távoli jövőben, akkor teljesül az evangéliumi jóslat: "Százhúsz év lesz az ember napja".
Az egyes csontok fejlődése, növekedése eltérő ütemben halad, még egyazon csont két végének fejlődési üteme is különböző lehet.
A csöves csontok középdarabja és két végrésze között az ún. növekedési porckorongok találhatók. A növekedési porckorong jellegzetes felépítésű képződmény: aktívan és szakadatlanul porcszövetet képez, amiben a porctelepű csontosodás folytatódik. A két végdarab között így a távolság növekszik, vagyis a csont hosszabb lesz, hiszen egyazon csöves csonton belül a két porckorong a végrészek felé, tehát egymással ellentétes irányban csontosodik. A csont addig növekszik hosszában amíg ezek a porckorongok megvannak. Ha ez a porckorong eltűnik, a csont középdarabja összenő a végrészekkel a csont hossznövekedése befejeződik.
A csontosodás nem egyszerre indul meg a porctelep egész terjedelmében, hanem kitüntetett centrumokból: csontosodási magvakból indul ki. Ezekből a magvakból következtethetünk a csontváz aktuális fejlettségi fokára, az egyén valódi, biológiai életkorára. A csontosodási magok szám, helye, megjelenési ideje - csekély individuális ingadozásoktól eltekintve - állandó. A csípőcsont magja a 3. magzati hónapban, az ülőcsont tövisének magja pedig csak 16-20 évvel a születés után keletkezik. A később egységes medencecsonton belül láthatjuk, hogy mennyire eltérő időkben jelenhetnek meg a csontosodási gócpontok. A csontváz növekedését az agyalapi mirigy, a pajzsmirigy, a mellékvese és a nemi mirigyek által elválasztott nedvek, különféle hormonok szabályozzák. A helyes táplálkozás és életmód, az elfogyasztott D-, A- és C-vitamin erősíti a csontokat. A csontok végére gyakorolt nyomás, sportolástól fejlődő izomműködésből adódóan szintén hatással van a növekedésre.

előző fejezet következő fejezet

Az oldalon olvasható információk nem helyettesítik a szakember véleményét, tanácsát. Ezért az olvasottak alapján ne kísérletezzen az öngyógyítással! Ha egészségi állapotában kedvezőtlen változást észlel, forduljon orvoshoz! vitalitas.hu Nyilatkozat