Кости скелета - Учебное пособие по биологии для учеников 8 класса

Кости скелета

Трудно себе представить, как выглядел бы человек без опорно‑двигательного аппарата. Скорее всего, он напоминал бы медузу, вытащенную на берег. Он не смог бы активно передвигаться, а любая, даже незначительная травма повреждала бы внутренние органы, вызывала сотрясение головного мозга.

Опорно‑двигательный аппарат  человека составляют кости скелета, их соединения и мышцы.

ЗНАЧЕНИЕ СКЕЛЕТА.  Давайте рассмотрим скелет человека (от греч. «скелетон» – высохший, высушенный). Он служит опорой телу и его органам. Кости туловища и конечностей являются рычагами, с помощью которых осуществляются движения тела в пространстве. Скелет создаёт и структурную форму тела, определяет его размеры. Части скелета, такие как череп, грудная клетка, таз, образуют вместилища для жизненно важных органов (головного мозга, сердца, лёгких, половых и других органов). Выполняет скелет и другие функции, например участвует в обмене веществ.

Скелет состоит из более 200 соединённых между собой костей.

ФОРМА КОСТЕЙ.  Кости взрослого человека составляют около 18 % массы его тела. Они неодинаковы по форме и выполняемым функциям.

Скелет человека

Различают трубчатые кости,  они могут быть длинными (например, плечевая, бедренная) или короткими (кости пясти, плюсны, фаланги пальцев). Эти кости состоят из удлинённой средней части (тела, или диафиза) и двух утолщённых концов (головок, или эпифизов). Внутри тела кости имеется полость. Губчатые кости  расположены там, где необходимо сочетание прочности и подвижности (кости запястья, предплюсны). Широкие,  или плоские, кости  участвуют в образовании стенок полостей, содержащих внутренние органы (кости мозгового отдела черепа, кости таза). Их ширина и длина значительно преобладают над толщиной. Смешанные кости  имеют сложную форму и состоят из нескольких частей, имеющих различное строение и очертания. Это позвонки, кости основания черепа.

Строение кости

Компактное (плотное) вещество

Красный костный мозг

Губчатое вещество

СТРОЕНИЕ КОСТИ.  Скелет как опора несёт большой груз: в среднем 60–70 кг (это масса тела взрослого человека). Поэтому кости должны быть прочными.

Кость имеет сложный химический состав, она состоит из органических и неорганических веществ. Основную массу сухой кости составляют неорганические вещества (65–70 %). Это главным образом соли фосфора и кальция. Костные клетки состоят из органических веществ (30–35 % сухой массы кости). От органических веществ зависит эластичность и упругость кости, а от минеральных – твёрдость. Сочетание этих веществ обеспечивает живой кости высокую прочность. По твёрдости её можно сравнить с чугуном, бронзой.

В молодом возрасте и у детей кости более эластичные и упругие, так как в них преобладают органические вещества. С возрастом органических веществ становится меньше, поэтому у пожилых людей кости более хрупкие и ломкие.

Каждая кость состоит из нескольких видов тканей, основная среди них – костная. Это особый тип соединительной ткани. Костная ткань построена из костных клеток и межклеточного вещества и имеет у человека пластинчатое строение.

У каждой кости выделяют компактное (плотное) и губчатое вещество. Их количественное соотношение и распределение зависит от места кости в скелете и от её функции.

Особенно хорошо развито компактное вещество  в тех костях и их частях, которые выполняют функции опоры и движения. Например, из компактного вещества построено тело длинных трубчатых костей.

В плотном веществе костные пластинки образуют сложные структуры цилиндрической формы, как бы вставленные одна в другую. Такое трубчатое строение компактного костного вещества обеспечивает костям большую прочность и лёгкость. Через особые каналы в кости проникают питающие их кровеносные сосуды.

Губчатое вещество  образовано множеством костных пластинок, которые располагаются по направлениям наибольшей нагрузки. В плоских и губчатых костях, а также в концевых утолщениях (эпифизах) длинных трубчатых костей между пластинками находится красный костный мозг. В нём образуются клетки крови. Полости длинных трубчатых костей у взрослых людей заполнены жёлтым костным мозгом, содержащим жировые клетки.

Снаружи каждая кость (кроме суставных поверхностей) покрыта надкостницей.  Это тонкая соединительнотканная оболочка, которая прочно сращена с костью. Она богата нервами и сосудами, проникающими в глубь кости через разветвляющиеся каналы.

РОСТ КОСТЕЙ.  В процессе роста человека его кости растут в длину и толщину. Рост костей в толщину происходит за счёт деления клеток внутреннего слоя надкостницы. В длину молодые кости растут за счёт хрящей, расположенных между телом кости и её концами. Развитие скелета у мужчин заканчивается к 20–25 годам, у женщин – в 18–21 год.

СОЕДИНЕНИЯ КОСТЕЙ.  Отдельные кости скелета человека соединены между собой.

Способ соединения костей зависит от их функций. Различают непрерывные (неподвижные и полуподвижные) и прерывные (подвижные) соединения костей.

Непрерывные соединения  имеются между костями черепа, таза (неподвижные). Между соединяющимися костями расположена тонкая прослойка соединительной ткани или хряща. Соединения костей крыши и лицевого отдела черепа называют швами.  Выделяют зубчатые швы, когда зубчатой формы край одной кости крыши черепа соединяется с аналогичным краем другой кости.

Непрерывные (полуподвижные) соединения имеются между телами позвонков позвоночного столба, между берцовыми костями голени. Небольшая подвижность этих соединений достигается при помощи хрящевых пластинок и упругих связок.

Прерывные соединения  с щелью между соединяющимися костями называют суставами.  Суставы позволяют человеку производить различные движения.

Сустав образуется концами соединяющихся костей, заключёнными в суставную сумку.  Концы костей покрыты гладким эластичным хрящом,  наличие которого облегчает движение сустава. Уменьшению трения также способствует и выделяемая внутренней поверхностью суставной сумки специальная суставная жидкость,  которая действует как смазка. Форма соединяющихся костей позволяет выполнять определённые виды движений. Так, в плечевом суставе головка плечевой кости имеет форму шара, а соответствующая поверхность у лопатки образует ямку. Снаружи сумки, а иногда и внутри сустав укреплён связками.  Движение в суставах осуществляется мышцами.

Строение коленного сустава

Виды суставов

Хрящевая ткань

Типы соединения костей

• Наши кости способны выдерживать огромные напряжения. Например, бедренная кость прыгуна в длину в момент приземления испытывает нагрузку в 9 т! Но сломать можно всё, в том числе и абсолютно здоровые кости. Эксперименты показали, что кости разрываются при растяжении до 3600 кг/см2 и ломаются при сжатии в 5400 кг/см2.

• Практически любой вид спорта может привести к травмам. Большая часть этих травм связана с повреждением суставов. Чаще всего страдают коленные суставы – 25 % травм, суставы локтя – 13, плеч – 10, таза – 9, лодыжек и стоп – 5, запястий – 4 %. Очень частой травмой является разрыв мениска. Мениски – два хряща, имеющие форму полумесяца, расположенные в коленном суставе между концами бедренной и берцовой костей. При неловких движениях эти хрящи могут разрушаться. Иногда они сильно изнашиваются в процессе многолетних спортивных нагрузок и рвутся даже при самых обычных движениях.

• Между сухожилиями и костями располагается синовиальная сумка  – мягкая прокладка, уменьшающая трение. При постоянных нагрузках на сустав возникает отёк синовиальной сумки, сопровождающийся сильной болью. Это заболевание называют бурситом . Например, часто возникающий бурсит локтевого сустава у теннисистов так и называют «теннисным локтем». Конечно, повреждения локтевого сустава могут возникать и у спортсменов, занимающихся другими видами спорта. А теннис – далеко не самое травматичное занятие. Очень часто суставы повреждаются у горнолыжников.

Вывих межфалангового сустава

Перелом большой берцовой кости

Проверьте свои знания

1. Из чего состоит опорно‑двигательный аппарат?

2. Какие функции выполняет скелет?

3. Каков химический состав костей?

4. Какая ткань образует кость?

5. Какие бывают кости по форме? Приведите конкретные примеры.

6. Как особенности строения губчатого и компактного вещества связаны с их функциями?

7. Большая берцовая кость при небольшой массе (около 0,5 кг) может выдерживать нагрузку до 1500 кг. Благодаря чему это возможно?

8. Обобщите, чем определяется лёгкость костей; прочность костей.

9. Сравните строение, расположение и значение красного и жёлтого костного мозга.

10. Как кости растут в длину и толщину?

11. Какие бывают соединения костей?

12. Каково строение сустава?

13. Известно, что у детей кости более эластичные и упругие, чем у взрослых. Каковы причина и значение этой особенности?

Опорно‑двигательный аппарат состоит из скелета и мышц. Скелет образован костями, хрящами, связками, суставами. Он выполняет опорную и защитную функции. Химический состав, особенности строения костей обеспечивают их прочность и лёгкость. Различают трубчатые, плоские, смешанные кости. Соединения костей могут быть непрерывными и прерывными. Рост костей в толщину осуществляется за счёт деления клеток надкостницы, в длину – за счёт клеток хрящей между телом и концами кости.