© Copyright by PZWL Wydawnictwo Lekarskie, Warszawa 2018

Wszystkie prawa zastrzeżone.

Przedruk i reprodukcja w jakiejkolwiek postaci całości bądź części książki bez pisemnej zgody wydawcy są zabronione.

Autorzy i Wydawnictwo dołożyli wszelkich starań, aby wybór i dawkowanie leków oraz wybór i metodyka zabiegów terapeutycznych w tym opracowaniu były zgodne z aktualnymi wskazaniami i praktyką kliniczną. Mimo to, ze względu na stan wiedzy, zmiany regulacji prawnych i nieprzerwany napływ nowych wyników badań dotyczących podstawowych i niepożądanych działań leków oraz zabiegów terapeutycznych, Czytelnik musi brać pod uwagę informacje zawarte w ulotce dołączonej do każdego opakowania leku oraz informacje producenta sprzętu lub autorów metod, aby nie przeoczyć ewentualnych zmian we wskazaniach i dawkowaniu leku oraz we wskazaniach i zasadach stosowania zabiegów terapeutycznych. Dotyczy to także specjalnych ostrzeżeń i środków ostrożności. Należy o tym pamiętać, zwłaszcza w przypadku nowych lub rzadko stosowanych substancji oraz nowych lub rzadko stosowanych metod terapeutycznych.

Wydawca: Stella Nowośnicka-Pawlitko

Redaktorzy: Karolina Bożek, Dorota Kassjanowicz

Producent: Anna Bączkowska

Projekt okładki i stron tytułowych: Katarzyna Konior/bluemango.pl

Ilustracja na okładce: geraria/Shutterstock, Tuzemka/Shutterstock

Skład wersji elektronicznej na zlecenie PZWL Wydawnictwa Lekarskiego: Marcin Kapusta / konwersja.virtualo.pl

eBook został przygotowany na podstawie wydania papierowego z 2018 r., (wyd. I)

Warszawa 2018

ISBN 978-83-200-5466-8

PZWL Wydawnictwo Lekarskie

02-460 Warszawa, ul. Gottlieba Daimlera 2

tel. 22 695 43 21

www.pzwl.pl

Księgarnia wysyłkowa:

tel. 42 680 44 88; infolinia: 801 33 33 88

e-mail: wysylkowa@pzwl.pl

Autorzy

Dr inż. Władysław S. Brud – prof. nadzw. Wyższej Szkoły Zawodowej Kosmetyki i Pielęgnacji Zdrowia (WSZKiPZ), specjalista w zakresie chemii zapachów i aromaterapii. Członek zarządu Międzynarodowej Federacji Handlu Olejkami Eterycznymi i Aromatami (IFEAT), członek Komitetu Technicznego 110 ds. Surowców i Przetworów Zielarskich Polskiego Komitetu Normalizacyjnego, współzałożyciel Polskiego Towarzystwa Aromaterapeutycznego, doradca zarządu w Fabryce Substancji Zapachowych „Pollena-Aroma”. Współautor książek: Pachnąca apteka. Tajemnice aromaterapii, Aromaterapia dla każdego i Handbook of Essential Oils.

Dr Beata Cieślak – z wykształcenia: biolog, mikrobiolog, immunolog (UW), doktor nauk w zakresie technologii żywności i żywienia (SGGW). Posiada certyfikat MEN z zakresu dietetyki i dietetyki klinicznej, certyfikat stosowania programu dr. O. Horaka, w przygotowaniu certyfikowane uprawnienia psychobiologa.

Dr n. med. Robert Klimkiewicz – asystent w Uniwersytecie Medycznym w Łodzi, starszy asystent w Klinice Rehabilitacji i Medycyny Fizykalnej z Oddziałem Dziennego Pobytu Uniwersyteckiego Szpitala Klinicznego im. Wojskowej Akademii Medycznej w Łodzi.

Dr inż. Iwona Konopacka-Brud – specjalista w zakresie chemii kosmetyków i aromaterapii, wykładowca Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego. Współtwórca i obecnie prezes Polskiego Towarzystwa Aromaterapeutycznego, redaktor naczelny kwartalnika „Aromaterapia”, specjalista w Fabryce Substancji Zapachowych „Pollena-Aroma” i twórca serii wyrobów aromaterapeutycznych Dr Beta®. Współautorka książek Pachnąca apteka. Tajemnice aromaterapii i Aromaterapia dla każdego.

Mgr Tomasz Łopatka – przez wiele lat jako aktywny fizjoterapeuta specjalizował się w leczeniu zespołów bólowych dolnego odcinka kręgosłupa oraz w masażu leczniczym. Od kilku lat specjalizuje się w biomechanice kończyn dolnych oraz diagnostyce komputerowej stóp.

Prof. zw. dr hab. n. med. Sławomir Majewski – specjalista dermatolog i wenerolog oraz alergolog, kierownik Katedry i Kliniki Dermatologii i Wenerologii Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego. W latach 2000–2007 rektor Wyższej Szkoły Kosmetologii i Pielęgnacji Zdrowia, a w latach 2008–2016 prorektor ds. nauki i współpracy z zagranicą WUM.

Mgr Wojciech Matej – fizjoterapeuta, pedagog, terapeuta zajęciowy, instruktor sportu w dziedzinie lekkiej atletyki; fizjoterapeuta w przedszkolu Magiczny Świat Dziecka oraz stały współpracownik Wyższej Szkoły Zawodowej Kosmetyki i Pielęgnacji Zdrowia w Warszawie.

Dr n. med. Kamila Padlewska – prof. nadzw. Wyższej Szkoły Zawodowej Kosmetyki i Pielęgnacji Zdrowia, specjalista dermatolog. Prowadzi prywatną praktykę lekarską Oricea – Gabinety Dermatologii Estetycznej i Medycyny Anti-Aging.

Mgr Paulina Róg – dietetyk kliniczny, absolwentka Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego i SGGW, a także studiów podyplomowych z zakresu coachingu na SGH w Warszawie. Na co dzień prowadzi prywatną poradnię dietetyczną oraz serwis MamyPomyslNa.pl.

Mgr Grażyna Skalec – masażystka, kosmetolog, ekspert ds. pielęgnacji ciała, odnowy biologicznej, wellness i spa. Absolwentka uzupełniających studiów magisterskich o specjalizacji Psychologia w zarządzaniu w WSZiP. Prekursor specjalistycznych szkoleń z zakresu pielęgnacji ciała w Polsce. Od 2006 roku wykładowca Wyższej Szkoły Zawodowej Kosmetyki i Pielęgnacji Zdrowia.

Mgr Sonia Skalec – kosmetolog, specjalista ds. zarządzania, dyrektor działu Nova Care w firmie Nova Group Chmielewscy.

Mgr Dorota Szafarowska – specjalista podologii i kosmetologii estetycznej, należy do Stowarzyszenia Polskich Podologów. Ukończyła szereg licznych szkoleń branżowych z dziedziny podologii i kosmetologii. Współpracuje z placówkami medycznymi w Warszawie. Ma w swoim dorobku publiczne wystąpienia dotyczące poszerzenia świadomości ludzi na temat podologii.

Dr n. med. Jacek Szwedo – fizjoterapeuta, twórca autorskiego programu fizjoterapii po operacjach estetycznych. Pracuje w Klinice Chirurgii Plastycznej Dr Szczyt.

Lek. Oksana Zarewycz-Skórka – specjalista dermatolog. Pracuje w firmie Bellderma Lekarze Specjaliści – Gabinety Dermatologii Ogólnej i Estetycznej.

Przedmowa

Współczesna kosmetologia rozwija się bardzo dynamicznie od wielu lat. Jeszcze do niedawna główny nacisk kładziono przede wszystkim na pielęgnację i upiększanie twarzy. Obecnie obserwuje się bardzo duże zapotrzebowanie na różne zabiegi dotyczące ciała.

W niniejszej książce opisano wybrane zagadnienia z zakresu anatomii i fizjologii pomocne w pielęgnacji ciała. Wiele uwagi poświęcono wybranym jednostkom chorobowym, w tym nadwadze i otyłości. Opisano diety oraz różne rodzaje masażu – masaż klasyczny i orientalny. Cenne wiadomości znajdą Państwo w rozdziałach na temat aromaterapii, peloidoterapii oraz terapii ruchowej. W książce szeroko opisano zagadnienia dotyczące podologii kosmetycznej i medycznej. W pozycji na temat pielęgnacji ciała nie mogło również zabraknąć opisu zabiegów aparaturowych i z zakresu medycyny estetycznej.

Autorzy Kosmetologii ciała to specjaliści i autorytety w swoich dziedzinach: lekarze, fizjoterapeuci, chemicy, dietetycy oraz kosmetolodzy, którzy na co dzień, w pracy, zajmują się opisanymi przez siebie zagadnieniami.

Kosmetologia ciała przeznaczona jest dla kosmetologów, kosmetyczek, fizjoterapeutów, lekarzy różnych specjalności zajmujących się tematyką pielęgnacji ciała oraz dla szerokiego grona osób interesujących się i zajmujących tą tematyką.

Na koniec chciałabym podziękować za współpracę i poświęcony czas wszystkim Autorom podręcznika. Redaktorom PZWL biorącym udział w przygotowaniu tej pozycji dziękuję za cierpliwość i dokładność. Szczególnie dziękuję Pani Redaktor Stelli Nowośnickiej-Pawlitko za fachowość i pomoc, a mojemu mężowi i córkom za wyrozumiałość i wsparcie.

Kamila Padlewska

1
Podstawy anatomii wybranych części ciała
Robert Klimkiewicz

SKÓRA
—————
Wstęp

Jako synonimu pojęcia „skóra” potocznie używa się czasami nazwy „powłoka ciała” czy „powłoka wspólna”. Tymczasem termin „powłoka” odnosi się do znacznie szerszej grupy elementów anatomicznych ją tworzących. Powłoka wspólna składa się ze skóry oraz jej przydatków (gruczołów skóry, włosów i paznokci). Powłoką ciała określana zaś jest „osłona ciała człowieka i zwierząt, czyli skóra, sierść, łuski czy pióra”[1].

Niezależnie od różnic między poszczególnymi definicjami, struktura nazywana skórą stanowi odporną na ucisk i rozciąganie, mocną, elastyczną powłokę, oddzielającą nasz organizm od świata zewnętrznego. Pełni ona funkcję ochronną – jest barierą nieprzenikalną dla większości substancji gazowych i rozpuszczalnych. Zabezpiecza także organizm przed wnikaniem do jego wnętrza mikroorganizmów ze środowiska zewnętrznego.

Skóra w odniesieniu do masy jest największym organem ludzkiego ciała, a jej powierzchnię u osoby dorosłej szacuje się – zależnie od wzrostu i typu budowy – na 1,5 do 2,2 m². Grubość skóry wynosi od 0,5 do 4 mm, zależnie od okolicy ciała, a jej waga to około 16% osobniczego ciężaru ciała.

Szczegółowa budowa skóry

Skóra stanowi najbardziej powierzchowną warstwę ciała człowieka i jest tworem heterogennym o strukturze warstwowej. Pod względem zarówno anatomicznym, jak i histologicznym jej struktura nie jest jednakowa na całej swojej powierzchni. Zróżnicowanie dotyczy głównie grubości naskórka oraz skóry właściwej w różnych obszarach ludzkiego ciała. Z uwagi na to kryterium wprowadzono podział skóry na: cienką – pokrywającą znaczącą część ludzkiego ciała (mającą mniej gruczołów potowych i liczne zakończenia nerwowe) oraz grubą – pokrywającą nieowłosioną, naznaczoną liniami papilarnymi powierzchnię dłoni i stóp.

Kryterium grubości to nie jedyny parametr różnicujący skórę. Także stopień jej uwłosienia, gęstości i jakości włosów, zależnie od ich lokalizacji, jest zmienny. Mają na to wpływ zarówno czynniki genetyczne, jak i hormonalne ustroju.

Niejednorodna i złożona budowa skóry predestynuje ją do odgrywania w organizmie wielu ról i pełnienia funkcji wpływających na utrzymanie wewnętrznej homeostazy ustroju. Jest to możliwe dzięki jej połączeniu z różnymi układami organizmu człowieka. Do najistotniejszych zadań struktur tworzących skórę należą:

1. Ochrona mechaniczna organizmu

Z jednej strony jest to rola polegająca na amortyzowaniu działania sił zewnętrznych na organizm – dzięki dużej liczbie włókien sprężystych (elastynowych), klejorodnych (kolagenowych) i obecności tkanki tłuszczowej – co czyni ze skóry strukturę sprężystą i rozciągliwą. Z drugiej strony zaś rola ta polega na osłanianiu naskórka oraz włókien skóry przed zbyt wysoką lub niską temperaturą, wnikaniem z zewnątrz wody, promieni słonecznych, drobnoustrojów, gazów czy brudu i innych substancji.

2. Ochrona chemiczna organizmu

Łój i pot tworzą na powierzchni skóry kwasową warstwę stanowiącą barierę przeciwbakteryjną i przeciwgrzybiczą. Ów płaszcz chroni również organizm przed wpływem szkodliwych czynników chemicznych z zewnątrz.

3. Działanie percepcyjne

Dzięki obecności w skórze dużej liczby włókien i zakończeń nerwowych, odbiera ona liczne informacje stymulacyjne z otoczenia (poprzez dotyk, ból, ucisk, temperaturę).

4. Działanie termoregulacyjne ustroju

Proces ten odbywa się poprzez obfitą sieć powierzchownych splotów naczyniowych (dzięki funkcji owłosienia i gruczołów potowych).

5. Działanie wewnątrzwydzielnicze

Dzięki komórkom tucznym dochodzi do magazynowania heparyny i histaminy.

6. Działanie wydalnicze

Skóra bierze udział w usuwaniu z organizmu toksycznych substancji w postaci zbędnych produktów przemiany materii.

Ryc. 1.1. SCHEMAT BUDOWY SKÓRY:
1 – naskórek, 2 – warstwa jasna, 3 – warstwa zbita, 4 – warstwa rozłączna, 5 – warstwa ziarnista, 6 – komórki Langerhansa i warstwa kolczysta, 7 – warstwa podstawna, 8 – ujście gruczołu potowego, 9 – komórka Merkela, 10 – gruczoł łojowy, 11 – ciałko Meissnera, 12 – ciałko Golgiego, 13 – ciałko Krausego, 14 – mięsień prostujący włos, 15 – gruczoł potowy, 16 – ciałko Ruffiniego, 17 – ciałko Vatera–Paciniego, 18 – tętnica, 19 – żyła, 20 – zraziki tłuszczowe, 21 – opuszka włosa, 22 – korzeń włosa, 23 – komórki macierzyste, 24 – gruczoł potowy apokrynowy.

7. Działanie chłonne

Skóra ma zdolność wchłaniania niektórych związków. Uczestniczy także w gospodarce witaminowej (wytwarzanie witaminy D), melanogenezie (produkcja melaniny), gospodarce wodno-mineralnej (gruczoły potowe i podścielisko tkanki łącznej) oraz gospodarce tłuszczowej (magazynowanie tłuszczu w tkance podskórnej).

Skóra zbudowana jest z naskórka i skóry właściwej, stanowiących zarówno pod względem anatomicznym, jak i biologicznym spójną całość, choć wyznaczonych w organizmie do pełnienia odmiennych ról.

Naskórek to wielowarstwowy płaski nabłonek. Jego grubość wynosi według jednych źródeł od 0,1 mm (na powiekach) do około 2 mm (na podeszwach stóp), według innych – od 0,04 do 1,5 mm. Średnia grubość to około 0,1 mm. Liczba warstw rogowaciejących komórek tworzących naskórek nie jest stała i waha się od kilku do kilkuset. Kompletna wymiana całego naskórka trwa około miesiąca.

Naskórek tworzą głównie żywe komórki – keratynocyty, które w procesie keratynizacji ulegają przekształceniu i tworzą kolejne z jego 4 podstawowych warstw (warstwę podstawną, kolczystą, ziarnistą, rogową). W niektórych opracowaniach mówi się o 5 warstwach. Poczynając od najgłębiej położonych, są to:

1. Warstwa podstawna – utworzona głównie z pojedynczej warstwy komórek walcowatych przylegających do błony podstawnej naskórka. Mniej niż 50% z nich jest w trakcie mitozy, w wyniku której tworzone są komórki leżące powyżej warstwy kolczystej.

2. Warstwa kolczysta – złożona z kilku warstw komórek wielobocznych, połączonych desmosomami.

3. Warstwa ziarnista – składająca się z 2–6 warstw ciasno przylegających, spłaszczonych komórek. W ich cytoplazmie znajdują się ziarnistości zawierające keratohialinę. W warstwie tej obecne są jeszcze komórki żywe z jądrami. Dopiero dalszy proces keratynizacji powoduje ich spłaszczenie, utratę jąder i przekształcenie się we wchodzące w skład warstwy rogowej korneocyty.

4. Warstwa jasna – utworzona przez 1–2 warstwy ściśle do siebie przylegających, bardzo płaskich komórek. Warstwa ta zawsze występuje w naskórku skóry grubej (zagłębienie dłoni, pięty), zaś brak jej czasem w naskórku skóry cienkiej.

5. Warstwa rogowa – w jej skład wchodzi wiele warstw martwych, zrogowaciałych, przybierających łuskowatą formę komórek.

W dolnych warstwach (bliżej warstwy ziarnistej) korneocyty przylegają do siebie. Na powierzchni są luźno ułożone i ulegają złuszczaniu.

Warstwa rogowa naskórka ma łącznie grubość około 0,01 mm lub, jak podają inni, od 0,015 do 0,15 mm. Czyni to warstwę rogową cieńszą od ludzkiego włosa.

Pomimo tak znikomej grubości, struktura ta z kosmetycznego, estetycznego punktu widzenia wyrasta na kluczową spośród wszystkich warstw skóry. Jest to podyktowane faktem, iż cechuje ją największa reaktywność na działania o charakterze oczyszczającym, nawilżającym czy pielęgnacyjnym, jakim poddaje się skórę w trakcie zabiegów kosmetycznych. Kondycja tej warstwy rzutuje na ocenę gładkości skóry.

Na stan powierzchni skóry wpływają:

1. Poziom nawilżenia skóry – średni poziom zawartej w niej wody wynosi około 13% (w innych komórkach organizmu jest to 80–90%). Wartość ta może ulegać wahaniom tylko w nieznacznym – wynoszącym 2% – stopniu. Większe odchylenia od normy wpływają znacząco i widocznie na stan kondycji skóry. Nadmierna ilość związanej w niej wody sprawia, że komórki skóry stają się napęczniałe, miękkie i w szybkim czasie odwadniają się. Taki stan skóry ułatwia przenikanie substancji hydrofilowych.

W sytuacji odwrotnej, gdy uwodnienie spada do poziomu poniżej 10%, skóra staje się sucha, szorstka, spękana. Powoduje to również, że szybciej się ona łuszczy i wygląda nieestetycznie.

W procesie nawadniania skóry aktywny udział mają substancje i struktury tworzące efekt bariery.

2. Zdolność złuszczania się w warstwie rogowej – jest ona zależna z jednej strony od czynników wewnątrzpochodnych, z drugiej zaś od procesu starzenia się skóry oraz występujących w niej stanów patologicznych.

Warstwa rogowa naskórka odgrywa także kluczową rolę w procesie ochrony organizmu przed czynnikami zewnętrznymi. Jeśli ta na pozór cienka i delikatna struktura zachowuje swoją ciągłość i integralność, to dzięki swej budowie i składowi chemicznemu tworzy niemalże nieprzenikalną barierę ochronną organizmu.

W znaczącej części warstwa ta utworzona jest ze zbudowanych z aminokwasów polipeptydów, tworzących włókniste białko (keratynę). Produkcja białek należy do jednej z kluczowych ról skóry, a ich odporność na działanie wody i licznych substancji chemicznych czyni skórę skuteczną barierą. Keratyna jest zasadniczym budulcem komórek, tzw. korneocytów, połączonych ze sobą za pomocą lipidowego spoiwa (mieszaniny nierozpuszczalnych w wodzie kwasów tłuszczowych wielonienasyconych, cholesterolu i ceramidów). Struktura utworzona przez korneocyty i lipidy przypomina zbudowany z cegieł mur lub pokryty dachówką dach – korneocyty to cegły, dachówki, a lipidy to zaprawa, spoiwo.

Na powierzchni warstwy rogowej naskórka znajduje się także płaszcz hydrolipidowy. Jest to emulsja wodno-tłuszczowa, zawierająca wodę z wydzieliny gruczołów potowych oraz lipidy z wydzieliny gruczołów łojowych i frakcji lipidów naskórkowych.

Do zadań płaszcza należą: utrzymywanie kwaśnego pH skóry, współudział w tworzeniu bariery naskórkowej oraz kształtowaniu walorów estetycznych skóry.

Struktura płaszcza hydrolipidowego wraz z wiekiem ulega przemianom. Do okresu dojrzewania gruczoły łojowe funkcjonują w małym zakresie.

U dzieci w wieku 8–10 lat gruczoły łojowe zwiększają swą produkcję, a jej apogeum zostaje osiągnięte w okresie dojrzewania, w efekcie czego w tym szczytowym czasie lipidy w płaszczu mają przede wszystkim pochodzenie łojowe.

Pełnoprodukcyjny okres funkcjonowania gruczołów łojowych kończy się około 50. rż., kiedy ich aktywność wydzielnicza maleje. Pociąga to za sobą zmianę pH skóry na bardziej kwaśne i zmianę struktury płaszcza hydrolipidowego, co prowadzi do obniżenia odporności na działania pochodzące ze środowiska zewnętrznego oraz mikroorganizmy.

Wśród licznych komórek naskórka należy wymienić:

• keratynocyty – komórki obumierające przy przejściu do zewnętrznych, rogowaciejących warstw naskórka; dzięki pokrywającej je zrogowaciałej kopercie cechują się one wodoszczelnością i odpornością na tarcie,

• melanocyty – stanowiące około 13% ogółu komórek naskórka, odpowiadają za zabarwienie skóry; zlokalizowane są w warstwie podstawnej naskórka, mnożą się bardzo wolno, a wytwarzany przez nie barwnik (melanina) zabarwia keratynocyty; od ich aktywności uzależniona jest karnacja skóry,

• komórki Langerhansa – komórki dendrytyczne stanowią 2–4% ogólnej liczby komórek naskórka i służą do ochrony immunologicznej skóry; rolą komórek Langerhansa jest wychwytywanie alergenów i prezentowanie ich limfocytom T,

• komórki Merkela – bardzo nieliczne (1% ogółu komórek naskórka); znajdują się w warstwie podstawnej naskórka, ale ich wypustki cytoplazmatyczne docierają pomiędzy keratynocyty; najliczniej zlokalizowane są na wargach, opuszkach palców i powierzchni dłoniowej rąk; pełnią funkcję receptorów czucia, przekazując do zakończeń nerwowych odbierane bodźce dotykowe.

Keratyna, tłuszcze oraz bariera hydrolipidowa wspólnie tworzą tzw. efekt bariery. Polega on z jednej strony na nieprzenikaniu przez skórę substancji zewnątrzpochodnych, a z drugiej – na spowolnieniu dyfuzji wody z głębszych warstw skóry właściwej. Wpływa to zarówno na wymiar estetyczny, jak i zdrowotny całego organizmu.

W tym kontekście jeszcze raz, jako jeden z kluczowych elementów skuteczności działania warstwy rogowej naskórka i efektu bariery, na czoło wysuwa się parametr właściwego uwodnienia. Jest to o tyle istotne, że woda, jako podstawowy czynnik zmiękczający keratynę, w sposób kluczowy wpływa na jej właściwości mechaniczne.

Pomiędzy naskórkiem a skórą właściwą znajduje się odpowiedzialna za właściwe przyleganie tych struktur granica skórno-naskórkowa. Tworzą ją błona podstawna i liczne substancje, m.in. fibronektyna, kolagen typu IV. W skórze młodej cienka granica wraz z warstwą podstawną naskórka mają układ falisty. Wraz z postępem procesu starzenia granica ta ulega spłaszczeniu, a skóra wiotczeje.

Skóra właściwa zlokalizowana pod naskórkiem stanowi ponad 90% masy skóry i ma grubość od 0,5 do 1 mm, a w opinii niektórych autorów – nawet 3 mm. Warstwa ta jest odpowiedzialna za odporność skóry i charakteryzuje się bardzo dużą wytrzymałością i giętkością, której nie jest w stanie osiągnąć żadne z wyprodukowanych przez człowieka tworzyw sztucznych. Swą wyjątkowość skóra właściwa zawdzięcza szczególnej budowie. Tworzą ją przeplatające się w różnych kierunkach pęczki włókien tkanki łącznej (kolagenowych i elastynowych).

Skóra właściwa zbudowana jest z dwóch głównych warstw: brodawkowej i siateczkowatej.

1. Warstwa brodawkowa jest zewnętrzną częścią skóry właściwej, leżącą tuż pod naskórkiem. Jej cienką warstwę tworzą utkane włókna kolagenowe. Rozciągliwy i elastyczny charakter nadaje im dodatek włókien elastynowych. W warstwie tej występują głównie fibroblasty, komórki dendrytyczne, makrofagi, komórki tuczne (mastocyty), pojedyncze limfocyty. Warstwa ta może także zawierać napinające włosy komórki mięśni gładkich. W niektórych obszarach (zwłaszcza okolica twarzy i szyi) tej warstwy skóry mogą być również zlokalizowane przyczepy mięśni poprzecznie prążkowanych. Występujące w warstwie brodawkowej naczynia krwionośne z jednej strony pełnią funkcję transportową dla substancji odżywczych, z drugiej zaś odgrywają bardzo ważną rolę w procesach termoregulacji ustroju. Obecne w niej także naczynia limfatyczne pomagają w odprowadzeniu produktów przemiany materii. Warstwa ta wpukla się w naskórek poprzez brodawkowate wyniosłości, tzw. brodawki skóry mające liczne naczynia i zakończenia nerwowe, np. ciałka Meissnera (te ostatnie głównie na rękach, stopach, patrz dalej). Stanowi ona także dla naskórka źródło składników odżywczych.

2. Warstwa siateczkowata stanowi około 80% całkowitej grubości skóry. Leży pod warstwą brodawkową i tworzy ją gęsta sieć włókien kolagenowych oraz sprężystych (grube włókna elastyny). W jej skład wchodzą również włókna mięśniowe gładkie w pobliżu mieszków włosowych. W warstwie siateczkowej występują licznie połączenia tętniczo-żylne, odgrywające ważną rolę w termoregulacji ustroju. Znajdują w niej swoją reprezentację także zakończenia nerwowe w postaci ciałek Vatera–Paciniego (patrz: s. 9). Jest ona również miejscem lokalizacji dla gruczołów potowych i łojowych oraz cebulek włosowych (przydatków skóry). To ta warstwa skóry właściwej odpowiada za fizyczną odporność całej powłoki skórnej, chroniąc ją przed rozdarciem.

Krew w układzie naczyń krwionośnych skóry właściwej stanowi aż 4,5% całkowitej objętości krwi. Wraz z gruczołami potowymi, receptorami ciepła, ośrodkowym oraz współczulnym układem nerwowym układ ten pozwala skórze spełniać rolę instrumentu odpowiadającego za gospodarkę termiczną naszego organizmu. Tętniczki tworzą podskórne łożysko naczyniowe. Końcowym ogniwem tej struktury są naczynia włosowate warstwy brodawkowej odżywiające naskórek. Gęsta sieć włośniczek tworzy szereg pętli wychodzących z tętniczek i zwężających się do rozmiaru naczyń o grubości kilku mikronów, a następnie formujących się w pętle przechodzące w naczynia żylne, którymi krew, płynąc w odwrotnym kierunku, powraca do skóry właściwej. Liczba tych pętli zależnie od okolicy ciała jest różna, na 1 mm² skóry twarzy jest ich średnio 150, na karku 100, na dłoniach 60, na palcach 20.

Skóra, jako najbardziej zewnętrzny organ, stanowi w organizmie człowieka największy narząd zmysłu, zdolny do odbierania ze swojego otoczenia wszelkich bodźców i wrażeń. Wyróżnia się 5 rodzajów czucia skórnego: dotyk–ucisk (ucisk definiowany jest jako długotrwały dotyk), zimno, ciepło, ból oraz świąd. Percepcja odbywa się na drodze przewodnictwa nerwowego, dzięki zakończeniom nerwowym skóry. Receptory odpowiedzialne za odbiór określonych rodzajów czucia w skórze rozlokowane są punktowo, zatem informację czuciową uzyskuje się jedynie pod wpływem stymulacji skóry bezpośrednio nad miejscami, w których rozmieszczone są narządy odbierające, rejestrujące określony rodzaj czucia.

Nerwy czuciowe wyrastają z gałęzi nerwów rdzeniowych (a w przypadku twarzy – z nerwu trójdzielnego). Zlokalizowane na powierzchni skóry gałęzie zaopatrują czuciowo poszczególne dermatomy ciała. Granicę pomiędzy obszarami zaopatrywanymi przez nerwy prawej i lewej połowy ciała stanowi jego linia pośrodkowa. Dermatomy na powierzchni tułowia rozkładają się poprzecznie, zaś w obrębie ramion i nóg ich układ jest bardziej nieregularny i równoległy do osi długiej kończyn.

Rozkład sieci nerwów czuciowych nie ma charakteru utrwalonego i stałego. Zależnie od potrzeb organizmu dochodzi do zmiany struktury nerwów. W 1 mm³ nerwu zlokalizowanych jest około 57 000 włókien nerwowych, które – będąc m.in. połączonymi z receptorami w skórze – przekazują informacje do ośrodkowego układu nerwowego. Znakomita większość spośród receptorów oraz wolnych zakończeń nerwowych nie jest zaangażowana w odbiór selektywnych bodźców, lecz odpowiada za odczucie bólu i swędzenia.

Wśród wyspecjalizowanych jednostek znajdujących się w skórze wyróżniamy m.in.:

• komórki (tarczki, łąkotki) Merkela (opisane wcześniej receptory dotyku i ucisku) – zakończenia wolno adaptujących się włókien nerwowych, będące mechanoreceptorami rejestrującymi pobudzenie skóry i głębokość wywieranego dotyku/ucisku,

• ciałka Meissnera – zlokalizowane głównie na dłoniowej części rąk i podeszwowej stóp oraz palcach rąk i stóp, odbierają bodźce ucisku i dotyku,

• ciałka Vatera–Paciniego (blaszkowate receptory ucisku, wibracji) – leżą w głębszych warstwach skóry właściwej; zlokalizowane są w pobliżu kości, po wewnętrznej stronie dłoni i palców oraz na zewnętrznych narządach płciowych i piersiach; rejestrują one sygnały w postaci ucisku i wibracji przy pobudzeniu bodźcami przerywanymi o amplitudzie 30–200 Hz,

• ciałka opuszkowe (kolby Krausego) – są obecne w błonach śluzowych jamy ustnej, skórze twarzy, palców oraz w spojówkach oczu; ich rolą jest rejestracja zimna,

• ciałka Ruffiniego – są one uznawane za mechanoreceptory wolno adaptujące się, występują u ludzi w skórze nieowłosionej i tkance podskórnej; odbierają one temperaturę wyższą niż temperatura ciała człowieka; bodźce odbierane przez skórę z otoczenia pobudzają zwykle kilka rodzajów mechanoreceptorów jednocześnie, stąd też trudność przypisania określonego wrażenia tylko jednemu z nich,

• receptory bólu – rozlokowane są w skórze nierównomiernie; ich rolą jest nie tyle dostarczanie informacji o świecie zewnętrznym, ale ostrzeganie o zagrożeniu dla ciała, płynącym ze strony szkodliwych bodźców; pozwalają one na odbieranie bodźców bólowych somatycznych powierzchownych; w skórze tymi receptorami są wolne zakończenia nerwowe i jest ich znacznie więcej niż punktów rejestracji dotyku i temperatury.

Tak liczna reprezentacja wysoce wyspecjalizowanych receptorów obecnych w różnych obszarach skóry potwierdza kluczową rolę, jaką odgrywa skóra – poprzez swoje unerwienie – w procesie rejestrowania i przekazywania informacji ze środowiska zewnętrznego do ośrodkowego układu nerwowego człowieka.

Nerwy ruchowe skóry tworzą współczulne włókna zazwojowe, wchodzące w skład współczulnego układu nerwowego, będącego elementem niepodlegającego świadomej kontroli woli układu autonomicznego. Ich rolą jest sprzężenie z układem nerwowym gruczołów potowych, aparatu włosoruchowego, mięśni oraz błony zewnętrznej naczyń mikrokrążenia.

Tkanka podskórna powiązana jest ze skórą zarówno na podłożu anatomicznym, jak i czynnościowym. Tkanka ta bowiem łączy powłoki powierzchowne ze strukturami leżącymi głębiej (ścięgnami, mięśniami, kośćmi). Nie istnieje wyraźna granica oddzielająca skórę właściwą od tkanki podskórnej. Tkanka podskórna składa się ze zrazików tłuszczowych przedzielonych zbitą tkanką łączną włóknistą. Te włókniste przegrody łączą skórę właściwą z powięzią mięśni. Zrazik – jednostka czynnościowa tkanki tłuszczowej – jest to niewielkie skupisko komórek tłuszczowych, unaczynionych przez jedną tętniczkę. Nie ma on widocznego ograniczenia. Dopiero większa liczba zrazików jest przedzielona przegrodami z tkanki łącznej. Dzięki komórkom tłuszczowym – stanowiącym magazyn energii – tkanka podskórna nabiera walorów izolacyjnych oraz ma właściwości ochronne przed urazami mechanicznymi.

Przydatki skóry powstają z nabłonka tworzącego naskórek. Przybierają one rozmaite kształty i pełnią różne role. Do tej grupy zaliczamy włosy, paznokcie i gruczoły.

Włosy porastają skórę całego ciała z wyjątkiem dłoni, stóp, okolicy odbytu, ujść narządów moczowo-płciowych i warg. O ich gęstości i jakości w poszczególnych rejonach ciała decydują w głównej mierze czynniki hormonalne i genetyczne. Włosy zbudowane są ze zrogowaciałych komórek, w których skład wchodzi keratyna twarda.

Paznokcie to wytwory naskórka, podobnie jak włosy zawierające keratynę twardą. Paznokcie pokrywają grzbietowe powierzchnie paliczków dystalnych na palcach rąk i stóp.

Gruczoły łojowe należą do grupy gruczołów skóry. Znajdują się w skórze właściwej. Występują najliczniej w bezpośrednim otoczeniu włosów w okolicy klatki piersiowej, tułowia, części centralnej twarzy (400–900 cm² skóry). Najmniej jest ich w skórze kończyn dolnych i przedramion (100 cm²). Gruczoły te wydzielają łój skórny, którego rolą jest natłuszczanie włosów i skóry, co utrudnia wchłanianie wody po ich zwilżaniu. O ilości wydzielanego łoju decyduje wiele czynników, m.in.:

> płeć (większa produkcja u mężczyzn niż u kobiet),

> temperatura otoczenia (jej wzrost o 1°C podnosi poziom wydzielania łoju o 10%),

> wiek (najintensywniejsza produkcja w okresie dojrzewania),

> cykl miesiączkowy u kobiet (druga jego część).

Wielkość oraz kształt gruczołów łojowych zależą od okolicy ciała. Wyjątkowo duże zlokalizowane są w skórze nosa i policzków oraz w małżowinach usznych.

Gruczoły potowe to gruczoły typu cewkowego. Miejscem ich lokalizacji są najgłębiej położone warstwy skóry właściwej lub tkanka podskórna. Ujście dla produkowanego przez nie potu stanowią gruczoły znajdujące się na powierzchni naskórka. Łączną liczbę gruczołów potowych szacuje się na około 2–5 mln, zaś największe ich skupiska występują na czole, dłoniach, stronie podeszwowej stopy oraz grzbietowej powierzchni tułowia.

Rozróżnia się dwa typy gruczołów potowych.

1. Gruczoły potowe zwykłe o wydzielaniu ekrynowym

Zlokalizowane są w niemal całej skórze. Mają postać kanalików ciągnących się od tkanki podskórnej lub głębokich części skóry właściwej do naskórka. Ich lokalizacja nie jest równomierna. Najliczniejsza reprezentacja występuje w skórze grubej okolicy dłoni i stóp (620 ± 120 na cm²), znacznie mniejsze zagęszczenie dotyczy kończyn i tułowia (150 ± 15 na cm²). Jedyne obszary skóry, w których gruczoły te nie występują, to łoże paznokcia, brzeg czerwieni warg oraz otoczka brodawki sutka.

Do zadań gruczołów ekrynowych należy udział w procesach termoregulacyjnych ustroju poprzez pocenie oraz tworzenie płaszcza hydrolipidowego. Wydzielany przez nie bezbarwny pot w 99% stanowi woda. W jego składzie znajdują się również m.in.: chlorek sodu, lipidy, mocznik, amoniak, kwas mlekowy oraz część aminokwasów.

Pocenie się może mieć charakter „termiczny” i zachodzić w temperaturze otoczenia powyżej 25°C u osoby lekko ubranej będącej w stanie spoczynku lub powyżej 32°C u osoby rozebranej. Mechanizm ten jest jedyną formą wpływania na temperaturę ciała w warunkach otoczenia powyżej 35°C.

Termoregulacja może zachodzić również na drodze pocenia „psychicznego”, wywołanego przez czynniki emocjonalne, np. stres. Reakcja ta objawia się pojawieniem potu w okolicy dłoni, stóp, czoła i nie wiąże się – jak w procesie termicznym – z rozszerzeniem naczyń krwionośnych skóry.

Wydzielany poprzez gruczoły ekrynowe pot odpowiada też za charakterystykę płaszcza hydrolipidowego na powierzchni skóry (utrzymanie odpowiedniego pH, właściwe nawilżenie skóry, obecność mocznika i kwasu mlekowego).

2. Gruczoły potowe apokrynowe – wonne

Określa się je również mianem gruczołów potowych dużych, gdyż ich rozmiar jest znacznie większy niż gruczołów zwykłych. W reakcji na czynniki emocjonalne (gwałtowny wzrost poziomu adrenaliny) wydzielają one nieregularnie bladożółty, lekko wonny, obfity pot. Zapach, który występuje, jest skutkiem procesu błyskawicznego rozkładu tejże wydzieliny przez florę bakteryjną skóry.

Gruczoły te występują w skórze pach, otoczce brodawki sutka, w okolicy okołoodbytowej oraz w wargach sromowych większych. Do grupy tej zaliczamy także: gruczoły rzęskowe, gruczoły woskowinowe przewodu słuchowego zewnętrznego oraz przedsionka nosa.

Wpływ hormonów na skórę

Poziom hormonów produkowanych w ustroju również przekłada się swym oddziaływaniem na poszczególne warstwy i struktury powłoki skórnej.

Włosy Pierwszymi włosami u człowieka – jeszcze w życiu płodowym – są włosy typu lanugo (cienkie, miękkie, bezbarwne). Wypadają one około 7.–8. miesiąca ciąży i zostają zastąpione włosami typu vellus (miękkie, bezbarwne), które już występują przy porodzie. Po porodzie występują również na głowie pojedyncze włosy terminalne (grube, zawierające barwnik).

W trakcie dojrzewania płciowego włosy typu vellus w dużej większości są zastępowane przez włosy terminalne. W pierwszej kolejności, zarówno u dziewcząt, jak i chłopców, pojawiają się one w okolicy podbrzusza, po upływie kolejnych 2 lat wyrastają także pod pachami. U chłopców w tym wieku występuje także zarost na twarzy. W dalszych latach życia (zwłaszcza u mężczyzn) stopniowo włosy terminalne wypierają typ vellus z okolicy łydek, ud, brzucha, pośladków, klatki piersiowej, pleców, rąk i ramion. Liczniejsze owłosienie tych okolic u kobiet świadczy o wysokim poziomie androgenów. Nadmiar androgenów jest także powodem łysienia androgenowego (typowe dla mężczyzn, zwłaszcza starszych, rzadko występujące u kobiet). Na liczebność włosów wpływa wiele czynników, m.in. poziom hormonów czy rasa (np. znikome owłosienie mieszkańców Azji).

Naskórek Zarówno testosteron, jak i estrogen, poprzez proliferację komórek warstwy podstawnej, powodują wzrost liczby komórek i grubości naskórka. Estrogen ponadto wpływa na: zmniejszenie rozmiaru gruczołów łojowych, rozrzedzenie ich wydzieliny oraz redukcję wytwarzania sebum. Nadwyżka estrogenów objawia się cechami typowymi dla kobiet ciężarnych (u kobiet nieciężarnych rozszerzeniem naczynek oraz przebarwieniami na skórze, a u mężczyzn zniewieścieniem).

Działanie androgenów na skórę przejawia się wpływem stymulującym wzrost grubych włosów łonowych w okolicy narządów płciowych, pach i na brodzie. Zbyt wysoki ich poziom powoduje wzrost grubości naskórka, powiększenie gruczołów łojowych. Zarówno u kobiet, jak i u mężczyzn może to powodować także pojawianie się zakoli i trądziku. Z kolei niedobór androgenów u mężczyzn prowadzi do sytuacji, w której naskórek jest matowy, pokryty drobnymi zmarszczkami. Ze względu na mniej gęstą sieć naczyń krwionośnych i niższy poziom barwnika, skóra ma charakterystyczny białawy odcień. Okolica łonowa, pachy i twarz pozbawione są owłosienia. Rzadko u takich osób występują zmiany o charakterze trądzikowym.

Podobne, choć łagodniejsze objawy, wywołuje niedobór estrogenu u kobiet. Skóra jest cienka, matowa i zwiotczała, pojawiają się na niej niewielkie zmarszczki.

Skóra właściwa Estrogeny uczestniczą m.in. w angiogenezie, apoptozie, melanogenezie, w prezentacji antygenu oraz w wieloetapowym procesie gojenia ran. Postępujący spadek jakości skóry od okresu menopauzy wskazuje na istotną rolę, jaką estrogeny odgrywają dla skóry. Jej starzenie hormonalne jest następstwem zmniejszenia zawartości kolagenu oraz niekolagenowej macierzy pozakomórkowej (w tym kwasu hialuronowego i glikozaminoglikanów), a także spadku zawartości wody w skórze. W ciągu pierwszych 5 lat po menopauzie następuje zmniejszenie ilości kolagenu w skórze o 30–35%.

Różnice w budowie skóry kobiet i mężczyzn

Skóra kobiet w związku z mniejszą zawartością barwnika oraz kolagenu charakteryzuje się jaśniejszą barwą oraz mniejszą grubością aniżeli w przypadku mężczyzn. To właśnie ilość zawartego w skórze kolagenu i jego wpływ na grubość skóry sprawia, że chociaż progres w jego utracie jest porównywalny u obu płci, to kobiety wydają się starzeć szybciej (proporcjonalnie utrata kolagenu jest u nich większa). Na fakt wcześniejszego starzenia się kobiet wpływa także brak u nich owłosienia twarzy typowego dla mężczyzn. Obecność w męskiej skórze cebulek włosowych sprawia, że zajmując większą przestrzeń, kompensują one niejako ubytek wynikający z rozkładu kolagenu w procesie starzenia.

KRYTERIUM OCENY | KOBIETY | MĘŻCZYŹNI
Ilość barwnika w skórze | mniejsza | większa
Zawartość kolagenu | mniejsza | większa
Grubość skóry | mniejsza | większa
Tempo utraty kolagenu | równe | równe
Ilość podskórnej tkanki tłuszczowej | większa | mniejsza
Lokalizacja podskórnej tkanki tłuszczowej | rejon pośladków i ud | tułów
Występowanie cellulitu | większe | mniejsze
Tempo starzenia | większe | mniejsze

Tab. 1.1. RÓŻNICE W BUDOWIE SKÓRY KOBIET I MĘŻCZYZN.

U kobiet zraziki tłuszczowe są większe niż u mężczyzn i porozdzielane włóknistymi przegrodami tworzącymi łukowate i promieniste struktury. Ponieważ przegrody położone są prostopadle do skóry, otoczone przez nie zraziki tłuszczowe wnikają pionowo w skórę właściwą, tworząc przepukliny tłuszczowe, czego objawem jest pofałdowana powierzchnia skóry. U mężczyzn mniejsze zraziki tłuszczowe są porozdzielane przegrodami ustawionymi skośnie, co zapobiega wgłębianiu się tkanki tłuszczowej w skórę właściwą, dlatego właśnie pofałdowanie skóry typowe dla cellulitu u mężczyzn praktycznie nie występuje.

Różnice w biochemii skóry u kobiet i mężczyzn

Skóra mężczyzny produkuje więcej łoju niż skóra kobiety. Jest to związane z faktem, że u mężczyzny poziom produkcji gruczołów łojowych po okresie dojrzewania jest większy i jednakowy przez całe życie. U kobiet po menopauzie poziom wytwarzania sebum gwałtownie spada. Tej obniżonej aktywności wydzielniczej gruczołów łojowych u kobiet towarzyszy również spadek poziomu lipidów w warstwie rogowej ich naskórka.

Kobiety pocą się mniej obficie. Intensywność pocenia, dłuższe utrzymywanie się potu na owłosionej skórze to sprzyjające warunki dla rozwoju bakterii na męskiej skórze, czego efektem jest często intensywna, charakterystyczna woń męskiego potu. Różnice w poceniu się wpływają również na poziom współczynnika pH na ciele – dla skóry żeńskiej jest on wyższy niż dla męskiej. W przypadku pH mierzonego na skórze pach wynik dla obu płci jest równy.

KRYTERIUM OCENY | KOBIETY | MĘŻCZYŹNI
Produkcja gruczołów łojowych | mniejsza | większa
Obfitość pocenia | mniejsza | większa
Tempo parowania potu | większe | mniejsze
Współczynnik pH skóry na ciele | wyższy | niższy
Współczynnik pH skóry pod pachą | równy | równy

Tab. 1.2. RÓŻNICE BIOCHEMICZNE W SKÓRZE KOBIET I MĘŻCZYZN.

Różnice w funkcjonowaniu skóry kobiet i mężczyzn

Skórę kobiet cechuje wolniejsze tempo przezskórnej utraty wody. Jest ona również delikatniejsza i bardziej wyczulona na działające na nią bodźce zewnętrzne niż skóra mężczyzn. Charakteryzuje się także niższą temperaturą niż u mężczyzn – szczególnie jest to widoczne na opuszkach palców (temperatura opuszków palców u kobiet wynosi 28°C, a u mężczyzn 33°C).

KRYTERIUM OCENY | KOBIETY | MĘŻCZYŹNI
Tempo przezskórnej utraty wody | mniejsze | większe
Wrażliwość na bodźce zewnętrzne | większa | mniejsza
Temperatura skóry | niższa | wyższa
Elastyczność skóry | równa | równa
Wysokość temperatury wywołującej wazodylatację | niższa | wyższa
Minimalna dawka rumieniowa | większa | mniejsza
Reakcja układu współczulnego | mocniejsza | słabsza

Tab. 1.3. RÓŻNICE W FUNKCJONOWANIU SKÓRY KOBIET I MĘŻCZYZN.

Przenikanie przez skórę

Termin „przenikanie” odnosi się do drogi, jaką pokonuje cząsteczka przez poszczególne warstwy skóry, by wniknąć do wnętrza ustroju. Znajomość mechanizmów rządzących tym procesem ma szczególne znaczenie w procesach terapeutycznych (leczniczych), ale również w kosmetyce czy pielęgnacji. Zdrowa skóra stanowi skuteczną barierę przed wnikaniem substancji.

Absorpcja substancji przez skórę odbywa się na drodze biernej dyfuzji zachodzącej we wszystkich warstwach skóry. Przenikające cząsteczki pokonują kolejno lipidową barierę skórną, uwodnioną warstwę naskórka i docierają do skóry właściwej. Tam też częściowo zostają wchłonięte przez naczynia włosowate, przez które docierają do krążenia ogólnego i wywierają działanie ogólnoustrojowe. Procesy dyfuzyjne mogą zachodzić również w tkance podskórnej i głębiej.

Ryc. 1.2. DROGI TRANSPORTU PRZEZSKÓRNEGO (opracowanie własne).

O skuteczności przezskórnej absorpcji decydują:

1. Stan skóry

Kluczem do powodzenia procesu przenikania przez skórę jest obniżenie lub usunięcie chroniącej ją bariery naskórkowej.

Może w tym pomóc:

> zastosowanie środków powierzchniowo czynnych lub rozpuszczalników,

> użycie opatrunków okluzyjnych w celu zwiększenia stopnia nawilżenia skóry,

> zastosowanie alkoholi lub glikoli w podłożach dla substancji niedających rozpuścić się w wodzie,

> użycie środków rozszerzających naczynia krwionośne skóry (np. nikotynian metylowy).

Wzrost parametrów absorpcyjnych skóry może być również podyktowany toczącymi się w niej procesami chorobowymi (takimi jak łuszczyca, inne choroby powodujące stan zapalny).

2. Parametry fizykochemiczne wprowadzanego związku

Należą do nich:

> wielkość cząsteczki – najłatwiej, gdy jej masa cząsteczkowa jest mała (500–1000 daltonów),

> kształt cząsteczki – im jest dłuższa i bardziej rozgałęziona, tym trudniej sforsować jej warstwę rogową naskórka,

> charakter chemiczny cząsteczki – najłatwiej przenikają cząsteczki amfi-filowe.

3. Podłoże

Podłoże cechuje przeważnie bardzo mała zdolność przenikania. Może jednak bądź ułatwić, bądź utrudnić przepuszczenie substancji czynnych. Szybkość procesu wnikania cząsteczki uzależniona jest od charakteru i postaci podłoża, w której dana cząsteczka się znalazła.

UKŁAD NARZĄDÓW RUCHU
——————————
Wstęp

W świecie przyrody istnieje wiele sił inspirujących ruch. Czynnikami wywołującymi ruch mechaniczny mogą być: siły grawitacji, pole elektryczne czy magnetyczne. W biologii najpopularniejszym jest tzw. ruch miogenny – wywołany poprzez siłę powstałą w wyniku skurczu mięśniowego. Wśród kręgowców praca wykonana przez jednostki kurczliwe przekazywana jest na zespoły ruchowe złożone z elementów kostnych i stawowych.

Z tego powodu układ narządów ruchu dzielimy na część bierną i część czynną.

1. Część bierna – układ szkieletowy:

> układ kostny,

> układ stawowo-więzadłowy.

2. Część czynna – układ mięśniowy.

Wśród nauk podejmujących zagadnienia dotyczące biernych struktur narządów ruchu wyróżniamy:

> naukę o kościach (osteologię),

> naukę o stawach (artrologię),

> naukę o więzadłach (syndesmologię).

W zakresie nauk o układzie mięśniowym mieści się nauka o mięśniach szkieletowych (miologia).

Układ szkieletowy

Układ szkieletowy zwany szkieletem lub kośćcem tworzy kilka rodzajów unaczynionej tkanki łącznej: kość, chrząstkę, szpik kostny oraz okostną. Masa kośćca w życiu człowieka ewoluuje. Największa jest między 2. a 3. dekadą życia: u mężczyzny wynosi wówczas około 12 kg, a u kobiety – około 10 kilogramów. Poziom ten utrzymuje się do około 40. rż., po czym zaczyna maleć.

Układ szkieletowy spełnia wiele istotnych dla funkcjonowania organizmu funkcji.

1. Funkcja podporowa

Układ szkieletowy stanowi swoistą mechaniczną ramę pozwalającą przyjąć ludzkiej sylwetce pozycję spionizowaną i nadającą jej charakterystyczny kształt i wielkość. Ponadto szkielet odgrywa rolę podstawy dla osadzonych na nim części miękkich organizmu.

Jest także punktem zaczepienia dla mięśni, więzadeł oraz powięzi otaczających narządy wewnętrzne.

2. Funkcja ochronna

Twarde elementy układu szkieletowego stanowią osłonę dla wrażliwych, miękkich narządów wewnętrznych organizmu. Kości czaszki chronią mózgowie, kości klatki piersiowej osłaniają serce i płuca, kręgosłup zabezpiecza rdzeń kręgowy, kości miednicy ochraniają narządy układów moczowego i płciowego.

3. Funkcja lokomocyjna

Stelaż kostny w połączeniu z układem stawowym składają się na bierne struktury narządu ruchu. W połączeniu z nałożonymi na nie mięśniami tworzą układ dźwigniowy odgrywający kluczową rolę w procesie poruszania się człowieka.

4. Funkcja magazynująca

Kości w swej strukturze zawierają związki mineralne (zwłaszcza wapń i fosfor), które – w sytuacji ich niedoboru w organizmie – mogą być pobierane właśnie z kości w celu uzupełnienia braków. O poziomie wapnia i innych elektrolitów w ustroju decyduje proces kościotwórczy i proces resorpcji. Nadzór nad ich prawidłowym przebiegiem sprawują zarówno liczne hormony (hormony płciowe, parathormon, kalcytonina), jak i witaminy. Szczególnie istotny jest wpływ witaminy D, która podnosi stężenie wapnia i fosforu w organizmie. Prawidłowy poziom tych związków mineralnych jest gwarantem właściwego rozwoju, wzrostu i składu mineralnego kości. Funkcję przejściowego magazynu – dla żelaza – spełnia również szpik kostny.

5. Funkcja wytwórcza

Zlokalizowany w jamach szpikowych trzonów kości długich oraz w istocie gąbczastej szpik kostny charakteryzuje się zdolnością produkcji ciałek krwi, komórek tucznych oraz przeciwciał.

6. Funkcja kumulacyjna

Zlokalizowane w szpiku kostnym żółtym komórki tłuszczowe magazynują energię dla ustroju.

Budowa kości

Kości, jako twarde i mocne twory, stanowią zasadniczy element układu szkieletowego. W ciele osoby dorosłej jest ich 206, a lokalizacja i kształt uzależnione są od przypisanej im roli. Cechuje je duża odporność na zgniatanie (15 kg/mm²) i rozciąganie (10 kg/mm²) oraz skłonność do złamania pod wpływem działania sił zginających. Fizycznej twardości kości służącej głównie celom podporowym i ochronnym towarzyszy jednocześnie biologiczna plastyczność pozwalająca na dopasowywanie kształtu i powierzchni kości odpowiednio do bieżącego zapotrzebowania, nawet po zakończeniu procesu kościotwórczego.

Tkankę kostną w 95% tworzy substancja międzykomórkowa, tzw. macierz, i stanowiące pozostałe 5% komórki. W ujęciu chemicznym na macierz składają się: w 30–50% związki organiczne, w 30–35% związki nieorganiczne (mieszanina soli wapnia) oraz w 15–40% woda.

Składniki organiczne nadają kości elastyczność, zaś substancje mineralne (fosforan wapnia i magnezu, węglan wapnia) wpływają na jej twardość. Wzajemna proporcja, zarówno jakościowa, jak i ilościowa związków organicznych i nieorganicznych, warunkuje właściwości mechaniczne kości. Przewaga w kościach składników organicznych (u dzieci) nadaje im dużą elastyczność i czyni odpornymi na złamanie. Przewaga komponenty mineralnej w składzie kości (u osób starszych) czyni je kruchymi, łamliwymi i mało elastycznymi.

W ujęciu mikroskopowym, pod względem budowy przestrzennej, kość zbudowana jest z następujących rodzajów tkanki kostnej:

1. Grubowłóknistej (splotowatej) – to postać niedojrzałej kości charakterystyczna dla okresu rozwoju. Jej pozostałość u dojrzałych, dorosłych osób występuje w okolicy przyczepów ścięgien, w wyrostkach zębodołowych, szwach i błędniku kostnym. Obecne w niej włókna kolagenowe mają nieregularną postać grubych pęczków.

2. Drobnowłóknistej (blaszkowatej) – charakterystycznej dla kości dojrzałej, zbudowanej z blaszek kostnych. Tworzy ona kości długie i płaskie.

Analiza przekroju poprzecznego dowolnej kości wskazuje na niejednorodny charakter jej budowy. Wyróżniamy w niej:

1. Istotę zbitą – ściśle utkaną, gęstą, powierzchowną warstwę kości. Zewnętrzną powłokę kości zbitej stanowią blaszki podstawowe zewnętrzne pokryte okostną. Wewnętrzną zaś – od strony jamy szpikowej – tworzą blaszki podstawowe wewnętrzne z obecną na nich śródkostną. Tkanka ta jest budulcem trzonów kości długich oraz zewnętrznej warstwy nasad innych kości.

2. Istotę gąbczastą – wewnętrzną warstwę kości zbudowaną z blaszek kostnych tworzących strukturę beleczkowatą, pomiędzy którą mieści się szpik czerwony. Tkanka ta występuje w kościach płaskich, nieregularnych oraz nasadach kości długich.

W kościach długich i większości przypadków innych kości istota zbita stanowi materiał budulcowy trzonów kości, tworząc w nich cieńszą bądź grubszą warstwę powierzchowną. W strukturze nasad zaś pod cienką warstwą istoty zbitej kryje się istota gąbczasta. Nieco inaczej wygląda sytuacja w przypadku płaskich kości czaszki. Tutaj istotę gąbczastą określa się mianem śródkościa.

Rozkład i przebieg obu tych warstw uzależniony jest od układu sił, tzw. głównych linii napięcia (ściskanie i rozciąganie) działających na kość. Niezależnie od stopnia zróżnicowania postaci obu istot ich funkcje oraz budowa są jednakowe. Rzec można, że istota zbita to zagęszczona istota gąbczasta bądź istota gąbczasta to rozrzedzona istota zbita.

Ryc. 1.3. ELEMENTY BUDOWY KOŚCI DŁUGIEJ.

W trakcie całego życia organizmu zarówno istota gąbczasta, jak i zbita podlegają stałemu procesowi przebudowy. Pojedynczy cykl przebudowy kości trwa 3–6 miesięcy. Wewnętrzna przebudowa odbywa się w ściśle określonych miejscach, tzw. jednostkach przebudowy szkieletu i składa się z czterech faz:

I: aktywacji – polegającej na przemieszczeniu osteoklastów z powierzchni do wnętrza kości,

II: resorpcji – gdy przez 1–2 tygodnie następuje resorbowanie przez osteoklasty danego obszaru tkanki kostnej i tworzenie w niej tzw. zatok poresorpcyjnych,

III: odwrócenia – kiedy to w powstałych zatokach pojawiają się komórki jednojądrzaste w celu przygotowania tego obszaru do tworzenia nowej tkanki kostnej,

IV: kościotworzenia – rozpoczynającej się od pobudzenia osteoblastów do tworzenia nowej macierzy kostnej i trwającej 25–35 dni jej mineralizacji.

W dzieciństwie i młodości kościotworzenie przeważa nad resorpcją kości. Szczyt masy kostnej dla organizmu człowieka przypada na trzecią dekadę życia, by już po 45. rż. zarysowała się tendencja do przewagi procesów resorpcji nad syntezą kości. Zjawisko utraty masy tkanki kostnej jest nieodwracalne, postępujące i dotyczy zarówno kobiet, jak i mężczyzn. Za fizjologiczny przyjmuje się roczny ubytek masy tkanki kostnej w wysokości około 1%. W przypadku kobiet 2 lata przed menopauzą proces ten zaczyna przebiegać gwałtowniej i trwa około 10 lat.

Kości zbudowane są według zasady: największa wytrzymałość przy najmniejszym nakładzie budulca. Stąd też rozmaite formy i kształty kości pozwalające na przenoszenie działających na nie sił. Utkanie beleczek kostnych zgodne jest z trajektorią działających na kość sił. W obszarach silniej obciążonych beleczki są grubsze i gęściej utkane. W polach mechanicznie martwych jest ich mniej i są cieńsze. Nawet po zakończeniu procesu formowania się szkieletu, w przypadku zmiany warunków biomechanicznych, np. po złamaniu, możliwe są zmiany architektoniki kości mające na celu dostosowanie jej do nowo powstałych warunków.

Z tego powodu jednym z kryteriów podziału kości jest ich kształt, na który składają się z jednej strony uwarunkowania dziedziczne, z drugiej zaś zadania przypisywane danej kości w szkielecie.

Ze względu na kształt wyróżniamy następujące rodzaje kości:

1. Kości długie – ich większość składa się na kościec kończyn (obojczyk, kość ramienna, udowa, kości przedramienia i podudzia, śródręcza, śródstopia i palców), pełniąc rolę układu dźwigniowego dla mięśni. W wymiarze przestrzennym cechą charakterystyczną kości długich jest to, że jeden z jej wymiarów (długość) wyraźnie góruje nad pozostałymi (grubością i szerokością). Kości te zbudowane są z trzonu – wewnątrz którego znajduje się wypełniona szpikiem kostnym jama szpikowa – zakończonego po obu stronach grubszymi od niego nasadami. Trzon kości tworzy istota zbita, nasady zaś istota gąbczasta.

W okresie rozwoju kostnego trzon od nasad oddziela chrząstka nasadowa będąca obszarem przyrastania kości na długość. Część trzonu przylegającą bezpośrednio do chrząstki określa się mianem przynasady. Powierzchnia nasad kości długich w całości lub znacznej części pokryta jest chrząstką stawową, która będąc obszarem wzrostu nasad, jednocześnie daje możliwość wykonywania swobodnych ruchów w stawach.

2. Kości krótkie – ich przestrzenna budowa we wszystkich wymiarach jest zrównoważona, a kształt przybiera formę nieregularnych brył, często pokrytych guzkami, bruzdami czy wyrostkami. Najczęściej w szkielecie zlokalizowane są w miejscach, gdzie ich silna i masywna budowa połączona jest z niewielką ruchomością, dzięki czemu tworzą sklepienia bądź sprężyste człony. Stąd ich obecność w nadgarstku i okolicy stępu. Kości krótkie zbudowane są z istoty gąbczastej powleczonej cienką warstwą istoty zbitej.

3. Kości płaskie – charakteryzują się znacznym spłaszczeniem jednego z wymiarów i wydłużeniem dwu pozostałych. Stąd też przybierają one najczęściej formę cienkich lub grubszych, zwykle powyginanych, płyt (kości sklepienia czaszki, łopatka, mostek, żebra, talerz kości biodrowej) pełniących głównie funkcję ochronną. Z uwagi na obecność szpiku kostnego czerwonego uczestniczą również w procesie krwiotwórczym organizmu. Zewnętrzna i wewnętrzna warstwa kości płaskich to tkanka kostna zbita, przestrzeń pomiędzy nimi wypełnia szpik kostny oraz istota gąbczasta – śródkoście. Nieliczne kości płaskie (łopatka, kość łzowa) tworzy wyłącznie tkanka zbita. W okresie wzrostu niektóre kości płaskie, np. łopatka, mają dodatkowe punkty kostnienia (zwykle na obwodzie). Odseparowane są one od właściwej tkanki kostnej chrząstką nasadową.

4. Kości różnokształtne – zalicza się do nich wszystkie te kości, które z racji swojej nieregularnej formy nie pozwalają zaszeregować się w żadnej innej grupie (np. kręgi, kości podstawy czaszki – klinowa, skroniowa). Zbudowane są one głównie z istoty gąbczastej pokrytej cienką warstwą tkanki kostnej zbitej.

5. Kości pneumatyczne – w ich strukturze występują wypełnione powietrzem przestrzenie wyściełane błoną śluzową. Ich rolą z jednej strony jest zwiększenie przestrzeni powietrznej jamy nosowej – stanowią bowiem zatoki przynosowe (trzon kości klinowej, kość czołowa, sitowa, szczęka, z drugiej zaś zmniejszenie ciężaru czaszki.

6. Kości trzeszczkowate – to małe kości włączone w torebkę stawową lub zlokalizowane w utkaniu ścięgien czy więzadeł, np. rzepka.

Ryc. 1.4. PODZIAŁ KOŚCI ZE WZGLĘDU NA KSZTAŁT: 1 – kość długa (ramienna), 2 – kość płaska (łopatka), 3 – kość różnokształtna (kręg), 4 – kości krótkie (nadgarstka).

Według innej klasyfikacji, przyjmującej za kryterium podziału parametry rozwoju, budowy i czynności kości, dzielą się one na:

1. Kości rurowate – powstałe w wyniku kostnienia chrzęstnego, zbudowane z istoty zbitej i gąbczastej. Kształtem przypominają różnej długości rury wypełnione szpikiem kostnym. Ich rola w organizmie polega na działaniu podporowym, ochronnym, krwiotwórczym. Stanowią również ważny i niezbędny element w układzie dźwigniowym.

2. Kości gąbczaste – powstałe w wyniku kostnienia chrzęstnego, zbudowane z istoty gąbczastej i pokrywającej ją istoty zbitej. Dzielą się one na długie (np. żebra, mostek), krótkie (np. kręgi) oraz trzeszczki. W organizmie pełnią funkcję krwiotwórczą, stanowią także miejsca przyczepów dla mięśni.

3. Kości płaskie – powstałe w wyniku kostnienia chrzęstnego lub łącznotkankowego, zbudowane z istoty gąbczastej lub zbitej. Pełnią one funkcję krwiotwórczą i osłonową.

Budowa chrząstki

Tkanka chrzęstna to również rodzaj tkanki łącznej. Tworzą ją komórki, włókna oraz substancja podstawowa. Dzięki obecności w niej kwasu chondroitynosiarkowego i chondromukoidu cechuje ją mniejsza przepuszczalność, zwiększona spoistość, rozciągliwość, a także wytrzymałość na kompresję. Wytrzymałość tkanki chrzęstnej na rozciąganie to zasługa obecnych w niej włókien kolagenowych, zaś odporność na ściskanie zapewniają jej proteoglikany mające zdolność wiązania i zatrzymywania wody.

Chrząstkę na zewnątrz pokrywa ochrzęstna, czyli rodzaj tkanki łącznej włóknistej zwartej. W ochrzęstnej mieszczą się naczynia krwionośne i chłonne, dostarczające chrząstce produkty odżywcze i ewakuujące produkty przemiany materii. W strukturze samej tkanki chrzęstnej nie występują naczynia krwionośne, co powoduje, że dostarczenie substancji odżywczych do struktur macierzy międzykomórkowej oraz odprowadzenie na zewnątrz odpadów z procesu przemiany materii musi odbywać się na innej drodze niż przez układ krwionośny. Przepompowywanie wody i innych składników dokonuje się poprzez kompresję i dekompresję powierzchni stawowych. Odciążanie i obciążanie stawów maziowych jest zatem warunkiem niezbędnym do ich prawidłowego funkcjonowania.

Sama chrząstka w niewielkim stopniu podlega regeneracji. Zdolność tworzenia chrząstki ma natomiast ochrzęstna. Dochodzi do tego na drodze przekształcenia fibroblastów w chondroblasty – komórki chrząstkotwórcze.

Zależnie od dominacji określonego rodzaju włókien chrząstkę dzielimy na:

1. Chrząstkę szklistą, której zarówno włókna kolagenowe, jak i substancję podstawową cechuje taki sam współczynnik załamywania światła. Występuje ona najczęściej na powierzchniach stawowych kości długich, w ścianie oskrzeli czy tchawicy. Z podłożem kostnym łączą ją zaczepy i wypustki. Proces jej regeneracji przebiega powoli i jest nierównomierny, przez co zaburzona zostaje pełna integralność stawu. W przypadku urazu chrząstkę tę może zastępować chrząstka włóknista, charakteryzująca się gorszymi parametrami mechanicznymi.

2. Chrząstkę włóknistą, w której przeważają włókna kolagenowe. Występuje ona rzadziej, np. w krążkach międzykręgowych, spojeniu łonowym czy przyczepach ścięgien i więzadeł do kości.

3. Chrząstkę sprężystą z przewagą włókien sprężystych. Pojawia się ona najrzadziej i współtworzy np. ścianę trąbki słuchowej, małżowinę uszną, niektóre chrząstki krtani, łąkotki. Chrząstka ta nie ulega nigdy skostnieniu. Dzięki specyfice ułożenia włókien tkankę sprężystą cechuje podatność na działanie sił rotacyjnych i zginających. W łąkotkach stawu kolanowego pełni ona funkcję amortyzującą, ale również stabilizującą staw (poprzez powiększenie jego powierzchni roboczej).

Szpik kostny

Szpik kostny jest to silnie ukrwiona, miękka, gąbczasta masa, wypełniająca swą treścią jamy szpikowe trzonów kości długich, kości płaskich oraz jamki istoty gąbczastej. Jego ilość rośnie wraz z wiekiem. Przestrzeń, w której jest on produkowany, wynosi około 70 cm³ u noworodka, około 3000 cm³ u 20-latka i powyżej 4000 cm³ u osoby 55-letniej, by finalnie dać ilość około 2600 g, co w przybliżeniu stanowi 5% masy ciała.

Wyróżniamy dwie zasadnicze postaci szpiku:

1. Szpik czerwony występujący zawsze u płodów i noworodków oraz miejscowo u osób dorosłych: w kręgach, mostku, żebrach, kościach czaszki, kości miednicznej, łopatce i częściowo w jamach kości długich. Szpik ten u dorosłych jest jedynym miejscem produkcji krwinek czerwonych (erytrocytów) i krwinek białych ziarnistych (granulocytów).

2. Szpik żółty obecny w pozostałych kościach u osób dorosłych. Powstaje on w efekcie zaniku hemopoezy, związanym z przyrostem liczby komórek tłuszczowych, czego wynikiem jest przekształcenie się szpiku czerwonego w żółty.

W warunkach homeostazy ustroju proporcja obu rodzajów szpiku jest podobna. W przypadku osób starszych bądź chorych może pojawić się trzecia postać szpiku, tzw. szpik galaretowaty, często przezroczysty lub o brunatnoczerwonej barwie.

Okostna

Okostna ma postać silnie unerwionej i unaczynionej włóknistej błony, która pokrywa zewnętrzną powierzchnię kości (z wyjątkiem powierzchni stawowych). Bogata sieć naczyń krwionośnych i chłonnych odgrywa istotną rolę w procesie odżywczym kości. Do zadań okostnej należy także ochrona kości przed urazem oraz uczestnictwo w procesach rozwoju i regeneracji kości.

Okostną tworzą:

> warstwa zewnętrzna – złożona z licznych włókien kolagenowych, bogato unaczyniona warstwa włóknista,

> warstwa wewnętrzna (rozrodcza, kościotwórcza) – zbudowana z wielu elementów komórkowych, wśród których kościotwórcze osteoblasty uczestniczą w procesach budowy kości i jej regeneracji poprzez tworzenie blizny po złamaniu. Komórki warstwy rozrodczej zaś decydują o wzroście kości na grubość.

W okresie wzrostu osteoblasty stopniowo przekształcają się w osteocyty (komórki kostne), powodując przez to tzw. apozycję – nakładanie się nowych warstw i grubienie kości.

Łączność okostnej z podłożem zapewniają wnikające do powierzchownej warstwy kości (najczęściej w punktach przyczepów ścięgien mięśni) włókna klejodajne, tzw. włókna Sharpeya. Oprócz nich do kości docierają także drobne naczynia krwionośne, zapewniające unaczynienie powierzchownej warstwy kości.

Odpowiednikiem okostnej pokrywającym elementy chrzęstne kości – z wyjątkiem chrząstek stawowych – jest ochrzęstna. Ta włóknista, jędrna błona zbliżona jest budową do okostnej i odgrywa dla chrząstki taką samą rolę, jak okostna dla kości. W procesie rozwoju kości, w miejscach gdzie chrząstka ewoluuje w tkankę kostną, ochrzęstna przeistacza się w okostną.

Układ stawowy

Układ stawowy wspólnie z układem kostnym, stanowiąc element układu szkieletowego, współtworzą część bierną układu narządu ruchu. Połączenia kości występujące w organizmie człowieka dzielą się na:

1. Połączenia ścisłe:

więzozrosty – zespolenia, w których strukturą zespalającą jest tkanka łączna; występują cztery rodzaje więzozrostów:

> włóknisty – utworzony z klejodajnych pasm łącznotkankowych, np. błona międzykostna przedramienia,

> sprężysty – stworzony przez pasma łącznotkankowe sprężyste, np. więzadła żółte pomiędzy łukami kręgów; więzozrost ten cechuje stosunkowo największa ruchomość spośród wszystkich typów więzozrostów,

> szew – w którym materiał łączący to bardzo mocna, cienka warstwa tkanki łącznej; szwy (zależnie od kształtu łączących się kości) dzielą się na: piłowate, łuskowe i gładkie,

> wklinowanie – dotyczy ono utwierdzenia korzeni zębów w zębodołach przy użyciu tkanki łącznej (tzw. ozębnej),

chrząstkozrosty – połączenia, w których spoiwem jest chrząstka; u osób dorosłych jest to chrząstka włóknista (wyjątek stanowi połączenie pierwszego żebra z mostkiem, w którym jest chrząstka szklista); u dzieci i młodzieży chrząstkozrosty występują w większej ilości (w chrząstkach nasadowych); wraz z wiekiem chrząstka szklista całkowicie lub częściowo ulega przemianie w chrząstkę włóknistą; ruchomość chrząstkozrostów jest niewielka i wprost proporcjonalna do grubości chrząstki,

kościozrosty – połączenia całkowicie nieruchome, utworzone przez tkankę kostną; występują one u osób starszych, u których powstają poprzez skostnienie więzo- i chrząstkozrostów.

2. Połączenia półścisłe, zwane stawami płaskimi – tworzą swoistą strukturę pośrednią pomiędzy połączeniami ścisłymi, z którymi łączy je mała ruchomość, a stawami, do których bliżej im z racji budowy.

3. Połączenia wolne – stawy – połączenia kości niezespolone ze sobą żadnym rodzajem tkanki; wśród elementów stawowych wyróżniamy te stałe – obecne we wszystkich stawach – oraz niestałe – charakterystyczne tylko dla części, zwłaszcza tych bardziej złożonych, stawów.

Do stałych składowych stawu należą:

torebka stawowa – forma osłony łącznotkankowej oddzielającej wnętrze stawu od otoczenia zewnętrznego; składa się z zewnętrznej, mocnej błony włóknistej oraz wewnętrznej, cienkiej błony maziowej wydzielającej maź stawową,

jama stawowa – szczelina pomiędzy powierzchniami stawowymi kości, jej przestrzeń ograniczona jest torebką stawową, którą wypełnia maź stawowa,

powierzchnie stawowe – przynajmniej dwie powierzchnie pokryte chrząstką stawową, zwykle szklistą. Wypukła powierzchnia tworzy głowę, wklęsła zaś panewkę stawową.

Niestałe składniki stawu to:

więzadła stawowe – mocne pasma tkanki łącznej włóknistej wkomponowane w torebkę stawową lub tworzące niezależne od niej struktury; ich rolą jest wzmacnianie zwartości stawu i ograniczenie jego zakresów ruchu,

obrąbek stawowy – chrzęstna struktura występująca na brzegach panewek stawowych w celu ich pogłębienia i ochrony główki stawowej przed uderzeniami,

chrząstka śródstawowa lub krążek stawowy – dzieli jamy stawów na dwie części, łącząc się na swym obwodzie z torebką stawową,

łąkotka stawowa – struktura analogiczna do krążka stawowego, niecałkowicie dzieląca jamę stawu na dwa poziomy,

ciało tłuszczowe – wypełnione tkanką tłuszczową fałdy błony maziowej,

kaletka maziowa – uwypuklenie błony maziowej na zewnątrz błony włóknistej,

trzeszczki – drobne kości wpuklone w ścięgna mięśni tam, gdzie są one zrośnięte z błoną włóknistą torebki stawowej.

Jednym z kryteriów klasyfikacji połączeń stawowych jest liczba elementów kostnych je tworzących. Według tej klasyfikacji wyróżniamy:

stawy proste – złożone z dwóch kości,

stawy złożone – utworzone przez nie mniej niż trzy kości.

Ryc. 1.5. SCHEMAT TYPOWEGO POŁĄCZENIA STAWOWEGO.

Funkcje elementów połączenia stawowego

Kość korowa:

• struktura nośna stawu.

Torebka stawowa:

• elastycznie łączy kości,

• odżywia i smaruje staw,

• chroni staw przed rozciąganiem,

• ogranicza nadmierne ruchy,

• poprzez mechanoreceptory informuje o ruchach i położeniu stawu.

Chrząstka stawowa:

• minimalizuje tarcie,

• chroni staw przed małymi przeciążeniami.

Tkanka gąbczasta:

• biernie chroni staw przed przeciążeniami.

Przyjmując za kryterium rodzaje ruchów wykonywanych w poszczególnych stawach, dzieli się je na:

1. Stawy jednoosiowe:

zawiasowe – zachodzą w nich ruchy zgięcia i wyprostu; przykładem jest staw międzypaliczkowy,

obrotowe – zachodzą w nich ruchy obrotowe (odwracanie, nawracanie); przykładem jest staw promieniowo-łokciowy bliższy,

śrubowe – zachodzą w nich również ruchy obrotowe, ale z dodatkową komponentą zbliżania lub oddalania powierzchni stawowych (tak jak przy wkręcaniu śruby); przykładem są stawy zęba kręgu obrotowego.

2. Stawy dwuosiowe:

eliptyczne (elipsoidalne) – określane również mianem kłykciowych; zachodzą w nich ruchy zgięcia, wyprostu, odwodzenia, przywodzenia oraz ich wypadkowa, czyli ruch obwodzenia; przykładem jest staw promieniowo-nadgarstkowy,

siodełkowe – ruchy, jakie w nich mogą zachodzić, to: przywodzenie, odwodzenie, przeciwstawianie oraz odprowadzanie; przykładem jest staw nadgarstkowo-śródręczny kciuka.

3. Stawy wieloosiowe:

kuliste wolne – płytka panewka zapewnia w nich duży zakres możliwości ruchowych: przywodzenie, zginanie, prostowanie, rotację (zewnętrzną, wewnętrzną),

kuliste panewkowe – mają głębszą panewkę i dlatego ruchy, które w nich zachodzą (identyczne jak w stawach kulistych wolnych), mają mniejszy zakres,

nieregularne – zachodzą w nich ruchy wielokierunkowe, podobnie jak w stawach kulistych; przykładem jest staw mostkowo-obojczykowy,

płaskie – charakteryzuje je mała ruchomość; to np. staw krzyżowo-biodrowy.

Ryc. 1.6. PODZIAŁ STAWÓW ZE WZGLĘDU NA WYKONYWANY W NICH RUCH:
1 – staw kulisty, 2 – staw eliptyczny, 3 – staw siodełkowaty, 4 – staw zawiasowy, 5 – staw obrotowy.

Układ mięśniowy

Układ mięśniowy to czynna składowa układu narządów ruchu, stanowiąca nawet 40–50% całkowitej masy ciała człowieka. Tworzące go mięśnie charakteryzują:

pobudliwość – zdolność do reakcji na działające na nie bodźce,

kurczliwość – zdolność do skracania się i wykonywania pracy dzięki wygenerowanej sile,

rozciągliwość – zdolność do wydłużania się,

elastyczność – zdolność do przyjęcia pierwotnego kształtu po wydłużeniu lub skróceniu.

Liczbę mięśni poprzecznie prążkowanych szacuje się na 300–500. Rozbieżności wynikają z kłopotów z kwalifikacją niektórych ich części do poszczególnych mięśni.

Do podstawowych funkcji spełnianych w organizmie przez mięśnie należą:

1. Funkcja motoryczna – zarówno ruchy dowolne, jak i odruchowe zachodzą z udziałem biernych oraz czynnych struktur układu narządów ruchu (kości, stawy, mięśnie). Żaden ruch nie jest efektem pracy pojedynczego mięśnia, lecz ich grup (mięśni synergistycznych i przeciwstawnych do nich mięśni antagonistycznych). Dopiero harmonijna współpraca tych grup mięśni pozwala na wykonywanie płynnych, kontrolowanych i precyzyjnych ruchów.

W odróżnieniu od mięśni poprzecznie prążkowanych praca mięśni gładkich jest mniej widoczna i skoncentrowana głównie na motoryce narządów wewnętrznych, np. perystaltyce jelit czy skurczu pęcherza moczowego.

2. Funkcja utrzymująca postawę ciała – praca mięśniowa (np. mięśni antygrawitacyjnych) pozwala na przyjęcie i utrzymanie przez człowieka określonej pozycji (siedzącej, stojącej).

3. Funkcja związana z termogenezą – pracy mięśniowej towarzyszy wytwarzanie ciepła. Przyjmuje się, że mięśnie poprzez swój skurcz produkują około 85% całej energii cieplnej wygenerowanej w organizmie człowieka, dzięki czemu jest on istotą stałocieplną.

Budowa mikroskopowa mięśni

Tkankę mięśniową zalicza się do grupy tkanek o wyższym stopniu zróżnicowania, której cechą charakterystyczną jest czynna zmiana kształtu komórek ją tworzących (ich znaczne skrócenie) w odpowiedzi na dowolny bodziec. Wysoce zaawansowana specjalizacja tej czynności wymaga zaangażowania w jej realizację dodatkowych środków pomocniczych w postaci struktur zbudowanych z tkanki łącznej i nerwowej. W ten sposób z zespołu tkanek powstaje narząd w postaci mięśnia.

Mięśnie mają wybitną umiejętność kurczenia się. Dochodzi do tego pod wpływem różnorodnych bodźców (mechanicznych, chemicznych, elektrycznych). W naturalnych warunkach praca mięśniowa odbywa się pod wpływem impulsacji płynącej ze strony komórek nerwowych mózgowia lub rdzenia kręgowego.

Tkankę mięśniową tworzą komórki o zróżnicowanej budowie mikro- i makroskopowej. Różnice w budowie stanowią podstawę do podziałów tkanki mięś-niowej oraz mięśni.

Ze względu na różnice w budowie mikroskopowej w organizmie człowieka występują trzy rodzaje tkanki mięśniowej:

1. Tkanka mięśniowa gładka – zbudowana jest z wydłużonych komórek o wrzecionowatym kształcie. Ich długość jest zróżnicowana i zależna od miejsca ich lokalizacji (np. w ścianie naczyń krwionośnych – do 20 µm, w ścianie macicy kobiety ciężarnej – do 600 µm). Niezależnie od długości średnica komórek jest stała i wynosi około 5–10 µm. W sarkoplazmie komórek mięśniowych gładkich mieszczą się kurczliwe miofibryle (średnica około 0,2 µm) zbudowane z cieńszych miofilamentów. W mięśniówce gładkiej brak jest widocznego poprzecznego prążkowania. Cechą charakterystyczną dla skurczu komórki mięśni gładkich jest to, że cała sieć miofilamentów ma zdolność jednoczesnego kurczenia się. Tkanka mięśniowa gładka jest elementem budulcowym ścian naczyń krwionośnych i chłonnych oraz ściany przewodu pokarmowego (np. jelit). Występuje również w innych narządach wewnętrznych, m.in. układu moczowo-płciowego oraz w skórze. Wszędzie tworzy różnej grubości błony bądź wielojednostkowe mięśnie gładkie.

Praca mięśniówki gładkiej odbywa się niezależnie od woli człowieka, pod kontrolą układu autonomicznego i hormonów. Siła jej skurczu w porównaniu z innymi typami tkanki mięśniowej jest mniejsza, skurcz ma powolny i długotrwały charakter, przy niskim wydatku energetycznym, co sprawia, że zmęczenie następuje bardzo wolno.

2. Tkanka mięśniowa sercowa – zlokalizowana jest przede wszystkim w ścianach serca oraz dużych naczyń zlokalizowanych w jego pobliżu. Tkankę tę tworzą komórki mięśniowe sercowe oraz komórki układu przewodzącego przedsionkowo-komorowego. Funkcja tego mięśnia jest automatyczna i nie podlega woli człowieka. Pewien wpływ na częstotliwość i siłę skurczów serca mogą wywierać bodźce nerwowe i hormony.

Na specyfikę budowy mięśnia sercowego składają się (odmienne od mięś-ni szkieletowych) połączenia rozwidleń włókien mięśniowych utworzone za pomocą tzw. wstawek (podwójnych poprzecznych błonek). Taka budowa ma niezmiernie ważne znaczenie dla czynności serca, zwłaszcza dla funkcji przewodzenia pobudzenia i sprawia, że cały mięsień sercowy kurczy się w sposób zsynchronizowany. Dzięki swej strukturze łączącej cechy zarówno tkanki mięśniowej gładkiej, jak i mięśniówki poprzecznie prążkowanej, mięsień ten charakteryzuje się również dużą trwałością i wytrzymałością na długotrwałe wysiłki.

3. Tkanka mięśniowa poprzecznie prążkowana szkieletowa rozwija się z mioblastów, z których różnicują się włókna mięśniowe poprzecznie prążkowane. Podstawową jednostką tej tkanki jest miocyt poprzecznie prążkowany. Długość miocytów waha się od 1 mm do kilkunastu centymetrów, a grubość wynosi od 10 do 150 µm. Miocyt poprzecznie prążkowany z zewnątrz pokrywa błona, tzw. sarkolema, wewnątrz tworzą go liczne jądra, sarkoplazma i włókienka kurczliwe (miofibryle). Miofibryle niemal w całości wypełniają wnętrze miocytu. Włókienka te zbudowane są z naprzemiennie ułożonych prążków ciemnych anizotropowych (prążki A) oraz prążków jasnych izotropowych (prążki I). Ścisłe przyleganie do siebie miofibryli oraz jednakowy – na tych samych poziomach – układ znajdujących się w nich prążków tworzą wrażenie poprzecznego prążkowania miocytu. Stąd też nazwa tkanki.

Ryc. 1.7. SCHEMAT UŁOŻENIA MIOFILAMENTÓW W MIOCYCIE:
(a) faza rozkurczu, (b) faza skurczu.

Żadne z prążków nie mają całkowicie jednorodnej budowy i na ich przebiegu, poprzecznie przez środek odcinków izotropowych, przebiegają cienkie prążki stanowiące linie podziału. Z tego powodu prążki A dzieli na pół błona środkowa M (po obu jej stronach znajdują się jaśniejsze prążki H), natomiast prążki I dzieli linia graniczna Z. Błonki graniczne Z z jednej strony dzielą całość każdej miofibryli na jednostki budowy włókienka kurczliwego, jakimi są sarkomery, z drugiej zaś łączą ze sobą sąsiadujące miofibryle.

Sarkomery = Z + ½I + ½A + ½H + M + ½H + ½A + ½I + Z

Włókienka kurczliwe zbudowane są z jeszcze drobniejszych od nich włókienek, tzw. miofilamentów.

Występują dwa typy tych włókienek:

miofilamenty grube o średnicy 15 nm, zbudowane z białka (miozyny) – obecne wyłącznie w prążkach A,

miofilamenty cienkie o średnicy około 5 nm, zbudowane z aktyny, tropomiozyny i troponiny – występują w prążkach A oraz I.

Oba rodzaje miofilamentów połączone są ze sobą poprzecznymi mostkami. Stąd też podczas skurczu mięśnia miofilamenty cienkie, wnikając pomiędzy włókienka grube, doprowadzają do skrócenia sarkomeru i całego mięśnia, jest to tzw. ślizgowa teoria skurczu. Podczas rozkurczu włókienka aktynowe ulegają wydłużeniu, gdyż wysuwają się spomiędzy włókienek miozynowych.

Pojedyncze włókna mięśnia poprzecznie prążkowanego spajane są luźną tkanką łączną, tzw. śródmięsną, i grupowane w tzw. pierwotne pęczki mięśniowe. Pomiędzy siatką luźno utkanej śródmięsnej przeplatają się liczne włosowate naczynia krwionośne i chłonne oraz włókna nerwowe. Pierwotne pęczki mięśniowe oplata i łączy w zwarte, jednolicie działające jednostki czynnościowe omięsna wewnętrzna. W przypadku większych mięśni występuje ponadto omięsna zewnętrzna tworząca jeszcze bardziej zwartą strukturę włóknistą. W przegrodach utworzonych przez nią rozgałęziają się większe naczynia oraz nerwy mięśnia. Wszystkie powyższe warstwy otoczone są włóknistą błoną, tzw. namięsną, którą z kolei zwykle pokrywa łącznotkankowa błona, czyli powięź. Jej elastyczna struktura odgrywa rolę swoistej powłoki oddzielającej dany mięsień od sąsiadujących z nim innych mięśni. Oprócz pojedynczych mięśni powięzie okalają również całe grupy mięśniowe, wytwarzając przegrody międzymięśniowe.

W zależności od sposobu, w jaki komórki mięśni szkieletowych wydatkują energię na swój skurcz, dzieli się je – biorąc pod uwagę skład mioglobiny – na: białe, czerwone i pośrednie.

Inny podział to:

1. Włókna mięśniowe typu 1 (wolnokurczliwe) – wykorzystują energię wytworzoną podczas fosforylacji tlenowej. Zaliczane są do włókien czerwonych, charakteryzują się dużą zawartością mioglobiny i mitochondriów. Cechują je wolny skurcz i duża odporność na zmęczenie. W znacznej części stanowią one skład mięśni posturalnych, osiowych, zwłaszcza w obrębie szyi.

2. Włókna mięśniowe typu 2A – korzystają z energii powstałej podczas procesów glikolizy i fosforylacji oksydatywnej. Należą one do włókien białych, zawierających mniejszą liczbę mitochondriów od włókien typu 1. Mają zdolność szybkiego kurczenia się, lecz jednocześnie szybko ulegają zmęczeniu.

3. Włókna typu 2B – wykorzystują głównie energię wytworzoną w procesie glikolizy. Mają w swym składzie dużo glikogenu. Są to włókna białe, charakteryzuje je zdolność szybkiego kurczenia się, lecz szybciej niż włókna 2A dosięga je zmęczenie.

Proporcja rozkładu różnych typów włókien w poszczególnych mięśniach jest kwestią indywidualną. Wśród sportowców ich rozkład uzależniony jest od charakteru wysiłku wykonywanego przy uprawianiu określonych dyscyplin. W mięśniach osób uprawiających sporty wytrzymałościowe przeważają włókna czerwone. W mięśniach sportowców, u których dominują krótkie intensywne wysiłki o charakterze siłowym, widoczna jest przewaga włókien białych.

Zróżnicowanie włókien mięśniowych na poszczególne typy może w trakcie życia ulegać zmianie. Transformacja ta możliwa jest przez zmianę unerwienia bądź charakteru wysiłków, jakim poddawany jest układ mięśniowy – np. zwiększenie wysiłków poprzez uprawianie intensywnego biegania, pływania itp. Prowadzi to do przeistoczenia włókien typu 2B we włókna 2A.

Stopień zaangażowania poszczególnych typów włókien w danym mięśniu szkieletowym zależy również od intensywności i stopnia wysiłku, jakiemu poddawany jest mięsień w poszczególnych aktach ruchowych. Gdy czynność wymaga słabego skurczu, aktywacji podlegają jedynie włókna typu 1. Przy silnym skurczu włączają się włókna typu 2A, zaś przy wysiłku maksymalnym uaktywniają się także włókna 2B.

Budowa makroskopowa mięśni

Mięśnie poprzez swoje końce przytwierdzają się bezpośrednio do różnorodnych powierzchni za pośrednictwem ścięgna lub rozcięgna. Mięśnie skórne przymocowane są do wewnętrznej powierzchni skóry, mięśnie warg i języka do błony śluzowej, inne mięśnie do powięzi, chrząstek, więzadeł czy torebek stawowych.

Największą grupę mięśni poprzecznie prążkowanych stanowią te zbudowane w części środkowej z kurczliwych włókien mięśniowych, zwanych brzuścem, oraz z jednego lub dwóch zwężonych końców z tkanki łącznej włóknistej zbitej. Są to tzw. ścięgna, którymi przyczepiają się do kości. Punkty mocowania określa się terminami:

przyczepu początkowego (bliższego) – przyjmuje się, że na tułowiu jest to przyczep bliższy głowy lub linii pośrodkowej ciała, na kończynach zaś bliższy tułowia,

przyczepu końcowego (dalszego) – leżącego dystalnie w stosunku do przyczepu początkowego.

W organizmie człowieka zdarzają się również mięśnie, w których występuje ścięgno pośrednie dzielące mięsień na części, np. mięsień prosty brzucha.

Praca mięśnia odbywa się najczęściej w kierunku przyczepu początkowego (lub ustabilizowanego), a jednym z jej widocznych efektów jest wykonanie ruchu kątowego w jednym lub kilku stawach. Stąd też istnieje podział mięśni na: jedno-, dwu- lub wielostawowe.

Innym kryterium podziału jest kształt mięśni, pozwalający wyróżnić:

mięśnie długie – reprezentowane głównie w kończynach; typowa dla nich jest obecność jednej, dwu lub większej liczby głów (np. mięsień dwu- i trójgłowy ramienia, czworogłowy uda),

mięśnie szerokie – często wymiennie określa się je jako mięśnie płaskie, z racji ich cienkiej budowy; tworzą one głównie ściany klatki piersiowej, jamy brzusznej i miednicy,

mięśnie krótkie – cechuje je niewielka amplituda ruchu przy relatywnie dużej sile (np. część mięśni kręgosłupa),

mięśnie mieszane – ich przykładem są mięśnie okrężne, tzw. zwieracze, czy mięsień prosty brzucha.

Kryterium przebiegu włókien mięśniowych w stosunku do włókien ścięgnistych pozwala podzielić mięśnie na:

płaskie – kierunek przebiegu włókien ścięgna stanowi prostolinijne przedłużenie kierunku przebiegu włókien mięśniowych (np. mięśnie brzucha, międzyżebrowe),

wrzecionowate – kierunek przebiegu włókien jest równoległy (mięsień dwugłowy ramienia),

półpierzaste – włókna mięśniowe po krótkim przebiegu dochodzą z jednej strony do ścięgna,

pierzaste – włókna mięśniowe po krótkim przebiegu dochodzą z dwóch stron do ścięgna,

dwubrzuścowe – oprócz przyczepu początkowego i końcowego w części środkowej są podzielone ścięgnem pośrednim,

całkowicie lub częściowo podzielone przez krótkie ścięgna zwane smugami ścięgnistymi,

okrężne – tworzą pierścienie mięśniowe dookoła otworów ciała (oczu, ust, odbytu),

wielogłowe (dwu-, trój-, czworogłowe) – ich brzusiec dzieli się na jednym ze swoich końców na wiele części, czyli tzw. głowy.

Ryc. 1.8. TYPY MIĘŚNI ZE WZGLĘDU NA PRZEBIEG WŁÓKIEN: 1 – mięsień płaski, 2 – mięsień wrzecionowaty, 3 – mięsień półpierzasty, 4 – mięsień pierzasty, 5 – mięsień dwubrzuścowy, 6 – mięsień ze smugami ścięgnistymi, 7 – mięsień okrężny, 8 – mięsień dwugłowy (wielogłowy).

Na efektywność pracy mięśniowej składają się również wzajemny stosunek i przebieg brzuśca mięśnia do jego ścięgna. Występujący najczęściej w mięśniach płaskich lub wrzecionowatych układ, w którym ścięgno stanowi przedłużenie przebiegu włókien mięśniowych, pozwala zwykle na wykonywanie ruchów rozległych, lecz nienacechowanych dużą siłą.

Odwrotna sytuacja występuje w przypadku mięśni, w których przebieg włókien mięśniowych w stosunku do ścięgien jest skośny (mięśnie półpierzaste, pierzaste). Liczne i krótkie włókna tych mięśni pozwalają wygenerować większą siłę, lecz przy mniejszej obszerności ruchu.

Ścięgna to obok brzuśca zasadnicze elementy typowego mięśnia poprzecznie prążkowanego. Stanowią one strukturę, za pomocą której mięśnie przytwierdzają się do innych składowych układu narządów ruchu i przenoszą wygenerowaną przez nie w trakcie skurczu siłę na człony bierne tego układu (kości, więzadła) oraz inne tkanki łączne (skórę). Zasadniczymi składowymi ich budowy są włókna kolagenowe pogrupowane w pęczki. Włókna te wzmacniają macierz utworzoną przez uwodniony żel proteoglikanowy. Kolagen stanowi przynajmniej 30% masy ścięgna. Względnie sztywny charakter włókien kolagenowych czyni ścięgno statycznie wytrzymałym na rozciąganie. Włókna kolagenowe są utkane równolegle zarówno w stosunku do siebie nawzajem, jak i do kierunku działania siły wygenerowanej w czasie skurczu mięśnia. Ścięgna w swej strukturze zawierają także elastynę (białko włókniste), pod względem mechanicznym przypominającą zachowaniem gumę. Włókna elastyny mają zdolność sprężystego odkształcania się nawet 2,5-krotnie (wydłużenie względne o 250%). Cechą elastyny jest jej powrót (po zaprzestaniu działania siły rozciągającej) do długości początkowej. Powrotowi temu towarzyszy uwolnienie (oddanie) zgromadzonej we włóknach energii sprężystej. Co cenne, długotrwałe obciążenie (rozciągnięcie) elastyny nie skutkuje wystąpieniem w niej zjawiska pełzania, co potwierdza jej odporność na odkształcenia i utratę sprężystości. Wzajemna proporcja zawartości kolagenu i elastyny w strukturze ścięgna decyduje o jego charakterystyce mechanicznej. Ścięgna mięśniowe swym kształtem odwzorowują w pewien sposób wygląd mięśni, do których należą. Niekiedy ich przekrój zbliżony jest do walca, innym razem są bardziej spłaszczone.

Formą ścięgna jest również szeroka, płaska błona, zwana rozcięgnem.

Ścięgna charakteryzują się dużą wytrzymałością i odpornością na uszkodzenie. Szacuje się, że zdolne są wytrzymać obciążenia ponad dwukrotnie przewyższające te, z którymi zmagają się w trakcie skurczu mięśniowego. Obok dużej trwałości cechuje je również stosunkowo niewielki stopień sprężystości wynoszący do 4% ich długości.

Niektóre ze ścięgien, np. ścięgno Achillesa czy ścięgno zginaczy palców, otoczone są ościęgnem wyściełanym od wewnątrz błoną maziową. Zadaniem tej struktury anatomicznej jest zarówno dbałość o obniżenie współczynnika tarcia i nawilżenie ścięgna, jak i ukierunkowanie ustawienia ścięgna do określonego punktu kostnego, stanowiącego przyczep kostny. Obecność i struktura budowy ościęgna sprzyjają stworzeniu optymalnych warunków do ślizgu ścięgna w jego wnętrzu. Obszar, w obrębie którego dochodzi do połączenia tkanki mięśniowej z tkanką ścięgna, nazywany jest przejściem mięśniowo-ścięgnistym. To miejsce, w którym struktury je stanowiące mogą podlegać destrukcyjnemu działaniu występujących w tym rejonie sił rozciągających.

Narządy pomocnicze mięśni

Składają się na nie różnorodne w swej postaci struktury anatomiczne powiązane czynnościowo z funkcjonowaniem mięśni. Do narządów pomocniczych mięśni zaliczamy:

1. Powięzie – błony łącznotkankowe włókniste otaczające pojedyncze mięśnie, ich grupy i wreszcie mięśniówkę całego ciała. Powięzie pełnią w organizmie wiele istotnych funkcji:

> stanowią punkt zaczepienia dla włókien mięśniowych,

> tworząc elastyczną osłonę wokół pojedynczego mięśnia czy jego grup, chronią tkankę mięśniową przed potencjalnymi urazami,

> dzięki obecnej w nich tkance tłuszczowej pełnią funkcję termoizolacyjną, zabezpieczając osłaniane przez nie tkanki przed utratą ciepła,

> ułatwiają przesuwalność pomiędzy mięśniami,

> tworzą pochewki włókniste ścięgien,

> stanowią drogę, przez którą wnikają do mięśni naczynia i nerwy,

> ograniczają możliwość rozprzestrzeniania się ropnych stanów zapalnych.

Cechą charakterystyczną powięzi jest ich różnorodna grubość. Najcieńsze z nich utworzone są z niewielkiej warstwy tkanki łącznej, grubsze mają budowę silnie włóknistą, najgrubsze zaś cechuje charakter typowo ścięgnisty, np. pasmo biodrowo-piszczelowe powięzi szerokiej uda.

W organizmie człowieka występują trzy rodzaje tkanki powięziowej: powierzchowna, głęboka i podsurowicza.

Powięź powierzchowna pokrywa całe ciało, jest bardzo wiotka i zlokalizowana bezpośrednio pod skórą, pod warstwą tkanki łącznej podskórnej, z którą jest połączona włóknami. W zależności od umiejscowienia na ciele, odznacza się ona różną grubością. Na grzbietowej powierzchni tułowia i rąk jest ona cienka, zaś na brzuchu – zwłaszcza jego dolnej części – znacząco grubsza.

Budulcem powięzi powierzchownej są siateczkowa tkanka łączna oraz tkanka tłuszczowa. Komórki tej drugiej dominują w warstwie zewnętrznej powięzi, która od wewnątrz jest cienka i sprężysta. Przestrzeń pomiędzy obiema warstwami zajmują naczynia krwionośne i chłonne, nerwy, mięśnie wyrazowe twarzy, mięsień szeroki szyi oraz gruczoł sutkowy.

Powięź głęboka nazywana również powięzią otaczającą, leży bezpośrednio pod powięzią powierzchowną, otacza także narządy głowy, tułowia i kończyn. Ma ona zbitą i wytrzymałą strukturę, zbudowana jest z dwóch warstw pokrywających całe grupy mięśni oraz swymi odnogami pojedyncze mięśnie, z których część przyczepia się bezpośrednio do niej. Najgłębiej położone warstwy tej powięzi to okostna, omięsna i ochrzęstna. Oddziela ona od siebie grupy mięśni wyspecjalizowane w podobnych, chociaż przeciwstawnych funkcjach, np. prostowniki od zginaczy kończyny dolnej.

Od powięzi głębokiej wnikają pomiędzy grupy mięśni tzw. przegrody międzymięśniowe, które przyczepiają się do kości, tworząc przestwory mięśniowe. Zlokalizowane w przestworach grupy mięśni objęte są komorą kostno-włóknistą.

Powięź głęboką cechuje względnie mała elastyczność, dzięki temu i swej ciągłości odgrywa ona rolę swoistego przekaźnika – transmitera napięcia pomiędzy często odległymi od miejsca skurczu grupami mięśni.

Cechą charakterystyczną dla budowy struktury powięziowej jest układ włókien, które zasadniczo przebiegają prostopadle do włókien mięśniowych i jednocześnie równolegle w stosunku do siebie nawzajem. Zdarzają się jednak sytuacje, w których układ ten jest odmienny i włókna powięzi przebiegają równolegle, skośnie lub łukowato w stosunku do włókien mięśniowych. Tak specyficzne utkanie, różnorodna grubość powięzi oraz obecność w tkance łącznej powięzi włókien sprężystych sprawiają, że podczas skurczu mięśni układ powięziowy ustala wzajemne położenie włókien pojedynczych mięśni oraz ich grup. Swym utkaniem włókna powięzi wpływają także na przebieg bądź przytwierdzenie do podłoża ścięgien mięśniowych.

Ruchomość pomiędzy warstwą otaczającej mięsień powięzi a jego namięsną zapewnia cienka, przesuwalna warstwa luźnej tkanki łącznej. Dzięki jej obecności i specyfice budowy w trakcie skurczu mięsień ślizga się w opasającej go strukturze powięziowej.

Powięzie są silnie unaczynione i wyposażone w naczynia chłonne, a ich unerwienie pochodzi od gałązek sąsiadujących mięśni.

2. Kaletki maziowe – swą budową zbliżone są do struktury torebki stawowej. Ścianę kaletki tworzy zewnętrzna warstwa włóknista oraz wewnętrzna błona maziowa. Mają one rozmaitą wielkość i budowę jednorodną bądź podzieloną częściowo lub całkowicie na komory. Kaletki maziowe występują wszędzie tam, gdzie poruszające się względem siebie elementy anatomiczne znajdują się w bezpośredniej wzajemnej bliskości. Stąd ich obecność pomiędzy kością a skórą, kością a mięśniem czy ścięgnem, torebką stawową a ścięgnem mięśnia. Ich rolą jest minimalizowanie zjawiska tarcia i ułatwianie ruchu pracującym elementom różnych układów organizmu. Te zadania spełnia przede wszystkim błona maziowa, która oprócz zmniejszania efektu tarcia zajmuje się również wchłanianiem produktów rozpadu tkanek.

3. Pochewki ścięgien – budową przypominają cewy, w których wnętrzu poruszają się ścięgna mięśni. Strukturą i funkcją przypominają kaletki maziowe. Cewa pochewki składa się z zewnętrznej warstwy włóknistej oraz wewnętrznej maziowej. W budowie tej drugiej wyróżniamy dwie blaszki: ścienną i trzewną. Ich wzajemne przenikanie się powoduje uszczelnienie stworzonego układu i niedopuszczenie do wycieku cieczy maziowej z pochewki. Dla zminimalizowania oporu także powierzchnia ścięgna wyściełana jest błoną maziową.

W celu wzmocnienia wytrzymałości całości struktury czasem zewnętrzna pochewka włóknista powlekana jest tzw. więzadłami pochwowymi, utworzonymi z tkanki włóknistej.

Pochewki ścięgien pełnią dwie zasadnicze funkcje: ułatwiają ślizg ścięgna na kości oraz zapewniają właściwe jego ustawienie względem kości. Wszystko to jest możliwe dzięki ich działaniu na rzecz zmniejszenia tarcia pomiędzy współpracującymi elementami anatomicznymi.

4. Bloczki mięśni – stanowią, zależnie od swej budowy, swoiste włókniste, chrzęstne lub kostne punkty podparcia dla – owijających się na nich – ścięgien mięśni, czego czynnościowym skutkiem jest zwykle zmiana kierunku przebiegu włókien mięśniowych i w dalszej konsekwencji zmiana działania ścięgna mięśni.

5. Trzeszczki – elementy zbudowane z tkanki kostnej, wkomponowane w strukturę ścięgien mięśniowych w niewielkiej odległości od ich przyczepu. Rozmiar trzeszczki decyduje o stopniu zmiany kierunku przebiegu ścięgna, a tym samym działaniu całego mięśnia.

Unaczynienie i unerwienie mięśni szkieletowych i gładkich

Mięśnie szkieletowe, będące narządami o bardzo wysokim stopniu aktywności, cechuje silne unaczynienie. Ilość dostarczanej do nich krwi jest zmienna i zależy od natężenia wysiłku, jakiemu są poddawane. Przepływ krwi przez mięśnie szkieletowe w warunkach spoczynku wynosi 1,5–4,5 ml/100 g tkanki/min, co stanowi około 20% pojemności minutowej serca. Charakterystyczne jest, że wielkość przepływu krwi w spoczynku jest większa w mięśniach o przewadze włókien wolnokurczących się typu 1 (tlenowych) aniżeli we włóknach wolnokurczących się typu 2B (glikolitycznych). Podczas wysiłku fizycznego wartości krążenia mięśniowego krwi mogą ulec nawet dwudziestokrotnemu wzrostowi. Wzrost krążenia ma wartość wprost proporcjonalną do zapotrzebowania pracujących mięśni na tlen.

Licznym tętniczkom zaopatrującym mięśnie towarzyszą zwykle dwie żyły. Tętniczki te rozgałęziają się w omięsnej, tworząc sieć naczyniową. Od nich też odchodzą tętniczki końcowe biegnące prostopadle do włókien mięśniowych, które – poprzez swe odgałęzienia w śródmięsnej – tworzą siatkę naczyń oplatających włókna mięśniowe. Ścięgna mięśni, w odróżnieniu od ich brzuśców, cechuje słabe unaczynienie (zwłaszcza warstw głębokich).

Mięśnie szkieletowe unerwione są przede wszystkim ruchowo – przez neurony ruchowe (motoneurony alfa) obecne w rogach przednich rdzenia kręgowego i jądrach (niektórych) nerwów czaszkowych. Aksony motoneuronów alfa wnikają do mięśnia w tzw. punkcie nerwowym i dzielą się na gałęzie końcowe, którymi łączą się z pojedynczymi włóknami mięśniowymi, tworząc tzw. płytki motoryczne (płytki końcowe). Włókna mięśniowe w 98% przypadków są unerwione indywidualnie przez pojedyncze odgałęzienia motoneuronów alfa.

Mięśnie szkieletowe zaopatrują także motoneurony gamma, które unerwiają ruchowo włókna intrafuzalne wrzeciona mięśniowego. Ich zadaniem jest kontrola progu pobudliwości tych wrzecion.

Pojedynczy neuron ruchowy wraz z unerwianymi przez niego komórkami mięśniowymi tworzą podstawową jednostkę czynnościową mięśnia, tzw. jednostkę motoryczną. Układ ten powoduje, że wszystkie miocyty należące do określonej jednostki motorycznej odpowiadają jednoczesnym skurczem na impulsację nerwową płynącą z zaopatrującego je motoneuronu alfa. Fakt, iż poszczególne aksony mają różną długość, a poszczególne jednostki motoryczne przeplatają się, sprawia, że jednoczesne pobudzenie wszystkich miocytów danej jednostki nie skutkuje ruchem o eksplozywnym, gwałtownym charakterze, lecz ma płynny przebieg.

Liczba włókien mięśniowych wchodzących w skład pojedynczej jednostki ruchowej (unerwianych przez jeden neuron ruchowy) waha się od 8 do 1000 (średnio 150). W skład takiej jednostki mogą wchodzić tylko włókna tego samego typu (1, 2A, 2B). Istnieje także zależność pomiędzy wielkością motoneuronu a liczbą zaopatrywanych przez niego włókien.

Od dużych motoneuronów odchodzą najgrubsze aksony, unerwiające największe jednostki ruchowe. Stopień rozbudowania jednostki zależy od roli, jaką odgrywa dany mięsień w ustroju. Im bardziej złożone i precyzyjne jest to zadanie, tym liczebność włókien w jednostce jest mniejsza. Najmniejsze jednostki zaopatrują mięśnie krtani, oka, ręki. Największe zespoły (nawet po 1000 włókien mięśniowych) cechuje niewielka precyzja działania, np. w przypadku roli posturalnej mięśni grzbietu.

Unerwienie czuciowe mięśni szkieletowych odbywa się poprzez dwa rodzaje receptorów:

1. Wrzecionko nerwowo-mięśniowe – receptor czucia głębokiego (proprioceptor) utworzony z przekształconych włókien mięśniowych (od 2 do 10) otoczonych torebką łącznotkankową. Wrzecionka te określa się mianem komórek intrafuzalnych (wewnątrzwrzecionowych). Istnieją dwa typy tych włókien: włókna z torebką jąder (receptory fazowe) oraz włókna z łańcuszkiem jąder (receptory toniczne). Receptory te wykazują reaktywność na rozciąganie i napięcie mięśniowe. Liczba wrzecionek wzrasta w mięśniach odpowiadających za precyzyjne ruchy.

2. Wrzecionko nerwowo-ścięgnowe, inaczej narząd ścięgnisty Golgiego – zlokalizowane w ścięgnach mięśni proprioreceptory. W odróżnieniu od wrzecionek nerwowo-mięśniowych nie mają włókien mięśniowych i unerwienia ruchowego.

Są mechanoreceptorami wrażliwymi na odpowiedniej siły skurcz mięśni. Ich pobudzenie w czasie skurczu mięśnia prowadzi do hamowania tej czynności.

Mięśnie gładkie z uwagi na gęstość unerwienia przez gałęzie autonomicznego układu nerwowego, pod względem czynnościowym dzielą się na:

1. Mięśnie gładkie skąpo unerwione, typu jednostkowego (miogenne) – zlokalizowane są głównie w ścianach dużych naczyń krwionośnych jelit i macicy. Ze względu na obecne w nich komórki rozrusznikowe cechuje je duży automatyzm. Mięśnie te to typowe mięśnie trzewne charakteryzujące się: mniej precyzyjnym działaniem, licznymi połączeniami pomiędzy komórkami, wyraźną odpowiedzią skurczową na rozciąganie mechaniczne. Odpowiedź ta w nieznacznym stopniu podlega regulacji przez autonomiczny układ nerwowy, zaś reakcja na pobudzenie utrzymuje się dłużej – w porównaniu z mięśniami wielojednostkowymi – i ma bardziej rozlany charakter.

2. Mięśnie gładkie obficie unerwione, wielojednostkowe (neurogenne) – nie mają własnego automatyzmu i podlegają precyzyjnej kontroli autonomicznego układu nerwowego. Typowym ich przedstawicielem jest mięsień zwieracz (i rozwieracz) źrenicy.

Tkankę mięśniową gładką unerwiają zakończenia autonomicznego układu nerwowego. Większość mięśni gładkich jest podwójnie unerwiona, zarówno przez gałęzie układu współczulnego, jak i przywspółczulnego. Skutkuje to ograniczeniem wpływu tylko jednej gałęzi autonomicznego układu nerwowego.

Rodzaje skurczów mięśni szkieletowych

Istnieje kilka klasyfikacji skurczów mięśni szkieletowych.

Przyjmując za punkt odniesienia parametr częstotliwości odpowiedzi mięśnia na bodziec pobudzający, wyróżniamy:

1. Skurcz pojedynczy (seria skurczów pojedynczych) – polega on na pojedynczym skurczu komórki mięśniowej w odpowiedzi na pojedynczy potencjał błony komórkowej miocytu. Jego cechą charakterystyczną jest wystąpienie po wywołanym skurczu fazy rozkurczu pobudzonego włókna mięśniowego. Aby skurcz pojedynczy mógł zaistnieć, niezbędne jest spełnienie określonych warunków. Siła pobudzająca musi mieć wartość przynajmniej progową i (przy serii skurczów pojedynczych) czas między pojawianiem się kolejnych bodźców stymulujących nie może być krótszy niż suma czasów skurczu i rozkurczu pobudzanych włókien.

2. Skurcz tężcowy niezupełny – występuje w sytuacji, gdy dochodzi do wzrostu częstotliwości bodźców stymulujących i włókno mięśniowe nie jest w stanie osiągnąć fazy rozluźnienia, gdyż kolejny skurcz następuje w fazie niecałkowitego rozkurczu (sumowanie się skurczów). Siła, jaką rozwija włókno mięśniowe w skurczu tężcowym niezupełnym, jest większa aniżeli w trakcie skurczu pojedynczego.

3. Skurcz tężcowy zupełny – stan odwracalnego i nierozprzestrzeniającego się stałego skurczu, występujący w sytuacji, gdy kolejny stan pobudzenia błony komórkowej miocytu pojawia się w fazie skurczu włókna mięśniowego. Dochodzi do sumowania się skurczów, bez fazy rozkurczu. Siła, jaką generuje mięsień w trakcie skurczu tężcowego zupełnego, jest większa aniżeli w trakcie skurczu tężcowego niezupełnego i jest odzwierciedleniem jego siły maksymalnej.

Przyjmując za kryterium podziału rodzaj pracy wykonywanej przez włókna mięśniowe, wyróżniamy:

1. Skurcz izometryczny – pojawia się w sytuacji, gdy przyczepy mięśniowe są unieruchomione, a opór zewnętrzny przekracza wielkość siły maksymalnego skurczu. W takim przypadku w mięśniu pobudzonym wzrasta napięcie, natomiast jego długość nie ulega zmianie. Stopień napięcia mięśniowego jest tym większy, im bardziej rozciągnięte są elementy sprężyste.

2. Skurcz izotoniczny – pojawia się w sytuacji, gdy jeden z przyczepów mięśnia jest wolny i pobudzenie powoduje jego skracanie się (swobodnie, bez obciążenia) z maksymalną, stałą prędkością. Długość mięśnia skraca się, a jego napięcie nie ulega zmianie.

W fizjologii skurcze izometryczny i izotoniczny rzadko występują w czystej postaci. Najczęściej obie formy wzajemnie się przeplatają i uzupełniają, tworząc skurcz auksotoniczny.

3. Skurcz auksotoniczny – w skurczu tym w początkowej fazie wzrasta napięcie, nie zmienia się długość mięśnia. Dopiero z chwilą zrównania i pokonania siły działającej przeciwnie do kierunku skracania się mięśnia następuje jego ruch ze zbliżeniem przyczepów. Zależnie od wielkości oporu, który mięsień ma pokonać, jedna z form skurczu przeważa.