Скелет человека, подготовка к ЕГЭ по биологии

Скелет человека

Функции скелета человека

Скелет человека – пассивная часть опорно-двигательного аппарата. Выделяют осевой скелет, кости поясов конечностей, кости верхних и нижних конечностей. Скелет выполняет ряд важных функций:

Защитная

Оберегает внутренние органы от механических воздействий. Череп – вместилище головного мозга и органов чувств: надежно защищает их. Соединяясь друг с другом, позвонки образуют позвоночный (спинномозговой) канал, в котором располагается хорошо защищенный спинной мозг.

Опорная функция скелета заключается в прикреплении мягких тканей, внутренних органов к различным частям скелета.

Рессорная (фр. ressort, буквально – упругость, пружина)

Эту функцию скелета также называют – амортизирующая (фр. amortir – ослаблять, смягчать, заглушать). Строение скелета (изгибы позвоночника, сводчатая стопа, межпозвонковые диски) обеспечивает смягчение толчков и сотрясений при передвижении, равномерное распределение нагрузки.

Кости в местах суставов (подвижных соединений) образуют рычаги, которые, сокращаясь, приводят в движение мышцы.

Кости активно участвуют в минеральном обмене: кости – депо кальция, фосфора. При нарушении минерального обмена возникает множество заболеваний, наиболее известное – рахит, мы обсудим данное заболевание в этой статье.

Изучив строение костей, вы отлично понимаете, что губчатое вещество – место расположения красного костного мозга, в котором появляются и дифференцируются клетки крови: эритроциты, лейкоциты и тромбоциты.

Внутри трубчатых костей расположен костномозговой канал, в котором находится желтый костный мозг. Он выполняет питательную функцию (накопление жиров), в случае кровопотери способен превращаться в красный костный мозг (резервная функция).

Осевой скелет

Осевой скелет – главная ось тела, опора всего скелета. Осевой скелет включает в себя позвоночник, грудную клетку (грудина и ребра) и череп. Позвоночник (позвоночный столб) состоит из 32-34 позвонков, имеет следующие отделы:

Шейный – 7 позвонков
Грудной – 12
Поясничный – 5
Крестцовый – 5
Копчиковый – 3-5

Каждый позвонок (за исключением первого шейного – атланта, который имеет только переднюю и заднюю дуги) образован телом и дугой, которые ограничивают отверстие позвоночного канала с проходящим в нем спинным мозгом. В составе позвонка также находятся отростки: суставные и поперечные, остистый отросток. Соединяясь друг с другом суставными отростками, позвонки образуют позвоночный столб со спинномозговым каналом внутри – надежным вместилищем спинного мозга.

У поясничных позвонков наиболее массивные и большие тела: соразмерно нагрузке, которую им приходится выполнять (по сравнению с шейными позвонками).

Строение шейных, грудных и поясничных позвонков отличается между собой. Первый шейный позвонок – атлант (лат. atlantus – несущий) соединяется с затылочной костью черепа и образует с ней сустав. Атлант не имеет тела, у него есть только передняя и задняя дуги. Второй шейный позвонок – аксис (осевой позвонок, эпистрофей) имеет вырост тела – зуб, участвует в повороте головы.

Вероятно, вы обратили внимание, что позвоночник человека непрямой: он имеет изгибы вперед и назад. Замечу, что позвоночник младенца этих изгибов не имеет – он абсолютно прямой. Эти изгибы начинают формироваться после того, как ребенок принимает вертикальное положение, начинает ходить.

В связи с прямохождением у человека формируются 4 физиологических изгиба, то есть у всех имеются в норме: шейный лордоз (изгиб вперед), грудной кифоз (изгиб назад), поясничный лордоз и крестцовый кифоз. Кифозы и лордозы позволяют равномерно распределить нагрузку на весь позвоночник.

Чтобы легко запомнить для себя два новых термина, рекомендую воспользоваться следующей ассоциацией: спросите себя, как ходит английский лорд? Представьте всю его важность и пафосность, выставленную вперед грудь и выгнутую вперед спину (вот и лордоз!). Ассоциируя слово лорд со словом лордоз, вы не будете путаться

Осанкой называют привычное положение спины. Часто у подростков возникают нарушения осанки из-за слабого развития мышц спины. Могут быть слишком сильно выражены лордозы и кифозы, либо, наоборот, очень плохо выражены, плоская спина. Возможно искривление позвоночника вправо или влево: в этом случае говорят о наличии сколиоза.

Формирование правильной осанки очень важная задача. Вам необходимо знать несколько основополагающих моментов, которые относятся к данной теме:

Не носить тяжелые предметы в одной руке, тяжелые сумки, портфели на одном плече
Правильно организовать учебное место – спина должна быть плотно прижата к спинке стула, слегка прогнута в пояснице
Плечи должны быть расположены на одном уровне, не напряжены
Девушкам следует избегать обуви на высоком каблуке – это приводит к возникновению поясничного гиперлордоза

Последствия неправильной осанки: нарушение кровоснабжения, смещение и сдавливание внутренних органов, деформация грудной клетки.

Скелет грудной клетки состоит из 12 пар ребер, грудины. Череп подразделяется на два отдела: лицевой и мозговой.

К лицевому отделу черепа относятся верхняя и нижняя челюсти, скуловая, носовая, слезная, небная и подъязычная кости. Единственная подвижная кость черепа – нижняя челюсть, с зубами, расположенными в зубных альвеолах, служит для измельчения пищи.

Парные кости лицевого отдела черепа: скуловая, носовая, слезная, небная кости и верхняя челюсть. Непарные кости лицевого отдела черепа: нижняя челюсть, подъязычная кость.

Мозговой отдел черепа включает в себя затылочную, лобную, височную и теменную кости, а также решетчатую и клиновидную кость.

Парные кости мозгового отдела черепа: височная и теменная кости. Непарные кости мозгового отдела черепа: лобная, затылочная, клиновидная, решетчатая.

Скелет поясов конечностей

Мы переходим к изучению поясов конечностей, хочу заметить одну деталь. В главе зоология мы с вами изучали пояса конечностей, пользуясь терминами – пояс “передних, задних” конечностей. Поскольку человек занимает вертикальное положение, то изучая анатомию человека, мы будем говорить о поясе “верхних, нижних” конечностей.

Скелет конечностей

Скелет нижней конечности включает в себя бедренную кость и надколенник (бедро), малоберцовую и большеберцовую кости (голень), предплюсну, плюсну и фаланги пальцев (стопа). Скелет верхней конечности состоит из плечевой кости (плеча), лучевой и локтевой кости (предплечья), запястья, пястья и фаланг пальцев (кисть).

Бедренная кость сочленяется с тазовым поясом с помощью головки бедренной кости, образующей тазобедренный сустав с вертлужной впадиной тазовой кости. Головка плечевой кости образует плечевой сустав с суставной поверхностью лопатки.

Иногда на рисунке нужно определить, где лучевая и локтевая кости, это довольно несложно сделать, если вы запомните, что лучевая кость всегда расположена ближе к большому пальцу кисти, а локтевая – к мизинцу. При любом расположении на схеме руки это правило будет действовать.

Особенности скелета человека

Мы уже изучили скелет человека, однако следует обратить внимание на некоторые его детали. Может быть, они покажутся вам незначительными и слишком очевидными, но именно они отличают человека от многих других животных. Некоторые из этих особенностей связанны с прямохождением и трудовой деятельностью.

Мозговой отдел черепа преобладает над лицевым (у обезьян – наоборот)
Слабо выражены надбровные дуги
Менее массивная челюсть, чем у обезьян
Хорошо развит подбородочный выступ, что указывает на возможность членораздельной речи у человека
Череп сверху насаживается на позвоночник, а не подвешивается спереди, как у животных
Позвоночный столб имеет 4 физиологических изгиба: 2 кпереди (лордоз) и 2 кзади (кифоз)
Масса позвонков сверху вниз (от шейного отдела к поясничному) увеличивается соразмерно нагрузке
Грудная клетка уплощенная (в спинно-брюшном направлении)
Массивные нижние конечности
Широкий, низкий таз (у обезьян – узкий, высокий и длинный)

Заболевания опорно-двигательного аппарата

Наиболее часто при слабости мышц голени и стопы, связочного аппарата, изменяется форма стопы, опускается ее поперечный и продольный свод: такое заболевание называется плоскостопием.

Причины: неправильная обувь, избыточный вес, длительное хождение или стояние (чрезмерно повышенная или пониженная нагрузка). Сопровождается болями в стопе, неестественной походкой. Из-за смещения центра тяжести организма плоскостопие может приводить к нарушению осанки.

Лечение: физические упражнения, ортопедические стельки (греч. orthos – прямой, правильный + paedos – ребенок).

Супинаторы (лат. supino – опрокидываю) – внутренняя деталь низа обуви, поднимающая внутренний край стопы, прикрепляемая к стельке, или между стелькой и полустелькой. Супинаторы предназначены для уменьшения нагрузки на свод стопы и формоустойчивости подошвы.

Рахит (греч. rhachis – позвоночник) – заболевание детей грудного и раннего возраста, связанное с нарушением костеобразования и недостаточностью минерализации костей.

Причины рахита: недостаточное получение витамина D с пищей, недостаточное нахождение на солнце (недостаточное облучение ультрафиолетом – необходимо для синтеза витамина D в организме), недоношенность ребенка.

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Скелет человека – виды костей, строение и функции

Лекция “Возрастная анатомия опорно-двигательного аппарата”

Стадии развития скелета в филогенезе.

У животных выделяют наружный и внутренний скелет.

Наружный скелет у разных животных (рис. 1) имеет разное строение и происхождение. У многих беспозвоночных он является продуктом выделения кожного эпителия: кутикула дождевого червя, хитин членистоногих, известковые раковины молюсков.

Наружный скелет у позвоночных появляется в форме чешуи у рыб. Из чешуй у высших рыб развиваются покровные кости головы и плечевого пояса.

Чешуя рыб и кожные окостенения наземных позвоночных всегда дополняются внутренним скелетом.

Внутренний скелет у низших животных (рис. 1) развит слабо и представляет собой систему соединительнотканных образований, иногда включающих рогоподобные волокна, кремниевые или известковые иглы.

Внутренний скелет у головоногих молюсков представлен хрящом.

У позвоночных животных внутренний скелет всегда хорошо развит.

У бесчерепных он перепончатый, у низших рыб – хрящевой, у высших рыб и наземных позвоночных он построен преимущественно из костной ткани.

Развитие скелета в онтогенезе у человека.

Согласно основному биогенетическому закону Геккеля-Мюллера онтогенез есть краткое повторение филогенеза. Онтогенез твердого скелета у человека не является исключением: в развитии костей у человека выделяются три последовательных стадии (рис. 2):

1. Соединительнотканная.
2. Хрящевая.
3. Костная.

Большинство костей в своем развитии последовательно проходят все три стадии – это вторичные кости. Ряд костей при развитии пропускают хрящевую стадию – это первичные кости. К первичным по развитию костям относятся: кости свода черепа, кости лицевого черепа, часть ключицы (акромиальный конец).

Первичные и вторичные кости.

По развитию кости человека делятся на две группы (рис. 3):

Первичные – проходят в своем развитии две стадии: соединительнотканная и костная.
Вторичные кости – проходят в своем развитии три последовательных стадии: соединительнотканную, хрящевую и костную.

Характеристика остеобластов и остеокластов развиваюшейся кости.

Для развития костной ткани в костях необходимо наличие популяций двух видов клеток (рис. 4):

Остеобласты.
Остеокласты.

Остеобласты представляют собой кубовидной формы клетки (20-30 мкм в диаметре) с одним крупным ядром, располагающиеся близко друг к другу на костном матриксе (межклеточном веществе). Фибробласты продуцируют все компоненты костного матрикса. Они имеют два разных эмбриональных источника:

нервные гребешковые клетки (выделяются из краев нервного желобка эмбриона при замыкании его в нервную трубку). Они дают начало волокнистой костной ткани костей черепа.
мезенхимальные клетки закладки кости. Они дают начало пластинчатой костной ткани.

Остеокласты – многоядерные (от 2 до 100 ядер в клетке), большие (от 20 до 100 мкм) клетки гемопоэтической природы. Заносятся в соединительнотканные и хрящевые закладки костей по кровеносным сосудам. Функция остеокластов – резорбция кости.

Для формирования кости как органа необходимо совместная работа двух видов клеток: остеобластов и остеокластов.

Cпособы развития костей (окостенения).

В зависимости от того где начинается формирование костной ткани в костях (включая их закладки) выделяют четыре способа окостенения (рис. 5):

Эндесмальное окостенение.
Перихондральной окостенение.
Энхондральное окостенение.
Периостальной окостенение.

При эндесмальном окостенении (рис. 5) первичная точка окостенения появляется в центре соединительнотканной закладки кости. Затем новообразующаяся костная ткань распространяется от цента органа к периферии. Таким способом окостеневают первичные кости. На месте первичной точки окостенения обычно наблюдается утолщение (например, теменной бугор, наружный затылочный выступ и т.п.).

Периходральное окостенение характерно для вторичных костей. Остеобласты выстраиваются на поверхности хрящевой закладки кости и начинают синтезировать костный матрикс. Это приводит с сдавливанию и нарушению трофика подлежащей хрящевой ткани, изменения которой активирует остеокласты. В результате этого на поверхности хрящевой закладки кости появляется и постепенно нарастает костная ткань (рис. 5). За счет перихондрального окостенения формируется компактное костное вещество. У длинных трубчатых костей так во внутриутробном периоде образуется диафиз.

При энхондральном окостенении точка (первичный очаг) окостенения появляется в центре хрящевой закладки кости. Затем костная ткань разрастается из центра к периферии (рис. 6). В результате этого формируется губчатое костное вещество. Этим способом развиваются вторичные кости: эпифизы и апофизы трубчатых костей, губчатые, плоские (кроме свода черепа) кости.

Периостальное окостенение происходит за счет надкостницы (periosteum, лат – надкостница). У детей за счет надкостницы кости растут в толщину (напоминаем, что рост кости в длину идет за счет метафизарного хряща)(рис. 6). У взрослых периостальное окостенение обеспечивает физиологическую регенерацию кости.

Развитие костей туловища (общие свойства). Развитие и аномалии развития позвонков.

Рис. 8. Развитие и аномалии развития позвонков.

Рис. 9. Расщелина дуг позвонков на протяжении всех грудных позвонков.

Кости туловища по развитию относятся к вторичным костям. Они окостеневают энхондрально (рис. 7).

Развитие позвонков:

У зародыша закладывается 38 позвонков: 7 шейных, 13 грудных, 5 поясничных, 12-13 крестцовых и копчиковых (рис. 8).

13-й грудной превращается в 1-й поясничный, последний поясничный – в 1-й крестцовый, Идет редукция большинства копчиковых позвонков.

Каждый позвонок имеет первоначально три ядра окостенения: в теле и по одному в каждой половинке дуги. Они срастаются лишь к третьему году жизни.

Вторичные центры появляются по верхнему и нижнему краям тела позвонка у девочек в 6-8 лет, у мальчиков – в 7-9 лет. Они прирастают к телу позвонка в 20-25 лет.

Самостоятельные ядра окостенения образуются в отростках позвонков.

Аномалии развития позвонков (рис. 8, 9):

– Врожденные расщелины позвонков:

– Spina bifida – расщелина только дуг.
– Рахишизис – полная расщелина (тело и дуга).

– Клиновидные позвонки и полупозвонки.

– Платиспондилия – расширение тела позвонка в поперечнике.

– Брахиспондилия – уменьшение тела позвонка по высоте, уплощение и укорочение.

– Аномалии суставных отростков: аномалии положения, аномалии величины, аномалии сочленения, отсутствие суставных отростков.

– Спондилолиз – дефект в межсуставной части дуги позвонка.

– Врожденные синостозы: полный и частичный.

– Os odontoideum – неслияние зуба с телом осевого позвонка.

– Ассимиляция (окципитализация) атланта – слияние атланта с затылочной костью.

– Сакрализация – полное или частичное слияние последнего поясничного позвонка с крестцом.

– Люмбализация – наличие шестого поясничного позвонка (за счет мобилизации первого крестцового).

Развитие и аномалии развития ребер и грудины.

Рис. 10. Развитие и аномалии развития ребер.

Рис. 11. Развитие и аномалии развития грудины.

Развитие ребер (рис. 10):

Закладывается 13 пар ребер. Затем 13-е ребро редуцируется и срастается с поперечным отростком 1-го поясничного позвонка.

Основных точек окостенения в ребре две: точка окостенения на месте будущего угла ребра (окостеневает тело ребра) и в головке ребра (на 15-20 году жизни). У 10 верхних ребер появляется точка окостенения в бугорке ребра.

Передние концы 9 пар верхних ребер образуют грудные полоски – источник развития грудины.

Развитие грудины (рис. 11):

Источником развития грудины являются грудные полоски – расширенные концы хрящевых концов девяти пар верхних ребер. В грудине бывает до 13 точек окостенения.

Аномалии развития ребер (рис. 10):

– Отсутствие ребра
– Отсутствие части ребра
– Дефект ребра
– Раздвоение ребра (вилка Лушки)
– Шейное ребро
– XIII ребро

Аномалии развития грудины (рис. 11):

– Аплазия рукоятки грудины
– Отсутствие отдельных сегментов тела грудины <
– Расщепление грудину
– Отсутствие тела грудины
– Воронкообразная деформация
– Куриная грудь

Развитие костей конечностей.

Рис. 14. Развитие эпифизов трубчатых костей.

Рис. 15. Развитие костей верхней конечности.

Рис. 16. Развитие тазовой и бедренной костей.

Кости конечностей по развитию относятся к вторичным костям. Исключение представляет собой ключица: ее тело и акромиальный конец окостеневают эндесмально (точка окостенения появляется на 6-7-й неделях внутриутробного развития.

Диафизы длинных трубчатых костей окостеневают перихондральными и энходральными способами. В диафизах первичная точка окостенения появляется на 2-м – начале 3-го месяцев внутриутробного развития и растет по направлению к проксимального и дистальному эпифизам.

Эпифизы и апофизы длинных трубчатых костей окостеневают энходральным способом. Они у новорожденных хрящевые. Вторичные точки окостенения появляются в течение первых 5-10 лет жизни. Исключение составляют эпифизы костей, образующих коленный сустав: точка окостенения в дистальном конце бедренной кости появляется на 6 месяце, а в проксимальном конце большеберцовой кости – на 7 месяце внутриутробного развития. Прирастают эпифизы к диафизам после 15-17 лет и позже.

Варианты и аномалии развитие костей конечностей.

Рис. 19. Аномалии развития костей верхней конечности.

Рис. 20. Аномалии развития костей нижней конечности.

Аномалии развития лопатки:

Глубокая вырезка, иногда отверстие
Несращение акромиона (синхондроз)

Аномалии развития ключицы:

Варьируют изгибы
Нет конусовидного бугорка и трапециевидной линии.

Варианты и аномалии развития плечевой кости

Processus supracondylaris – над медиальным надмыщелком.

Аномалии развития костей предплечья:

Локтевой отросток не срастается с телом локтевой кости
Отсутствие лучевой кости

Аномалии развития костей кисти:

Добавочные кости запястья, например, os centrale
Добавочный палец (полидактилия)

Варианты и аномалии развития тазовой кости:

Отверстие в центре подвздошной ямки
Удлинение подвздошных остей

Варианты и аномалии развития бедренной кости:

Увеличение ягодичной бугристости – третий вертел, trochanter tertius

Варианты и аномалии развития костей голени:

Уплощенное (не трехгранное) тело большеберцовой кости

Варианты и аномалии развития костей стопы

Добавочные кости предплюсны
Добавочные пальцы

Скелет человека – виды костей, строение и функции

Москва, ул. 2-я Песчаная, 8
+7 (495) 150-37-67, +7 (499) 157-37-67

Структура костной ткани и кровообращение

Кость представляет собой сложную материю, это сложный анизотропный неравномерный жизненный материал, обладающий упругими и вязкими свойствами, а также хорошей адаптивной функцией. Все превосходные свойства костей составляют неразрывное единство с их функциями.

Функции костей главным образом имеет две стороны: одна из них – это образование скелетной системы, используемой для поддержания тела человека и сохранения его нормальной формы, а также для защиты его внутренних органов. Скелет является частью тела, к которой крепятся мышцы и которая обеспечивает условия для их сокращения и движения тела. Скелет сам по себе выполняет адаптивную функцию путем последовательного изменения своей формы и структуры. Вторая сторона функции костей состоит в том, чтобы путем регулирования концентрации Ca 2+ , H + , HPO₄ + в электролите крови поддерживать баланс минеральных веществ в теле человека, то есть функцию кроветворения, а также сохранения и обмена кальция и фосфора.

Форма и структура костей являются различными в зависимости от выполняемых ими функций. Разные части одной и той же кости вследствие своих функциональных различий имеют разную форму и структуру, например, диафиз бедренной кости и головка бедренной кости. Поэтому полное описание свойств, структуры и функций костного материала является важной и сложной задачей.

Структура костной ткани

«Ткань» представляет собой комбинированное образование, состоящее из особых однородных клеток и выполняющих определенную функцию. В костных тканях содержатся три компонента: клетки, волокна и костный матрикс. Ниже представлены характеристики каждого из них:

Клетки: В костных тканях существуют три вида клеток, это остеоциты, остеобласт и остеокласт. Эти три вида клеток взаимно превращаются и взаимно сочетаются друг с другом, поглощая старые кости и порождая новые кости.

Костные клетки находятся внутри костного матрикса, это основные клетки костей в нормальном состоянии, они имеют форму сплющенного эллипсоида. В костных тканях они обеспечивают обмен веществ для поддержания нормального состояния костей, а в особых условиях они могут превращаться в два других вида клеток.

Остеобласт имеет форму куба или карликового столбика, они представляют собой маленькие клеточные выступы, расположенные в довольно правильном порядке и имеют большое и круглое клеточное ядро. Они расположены в одном конце тела клетки, протоплазма имеет щелочные свойства, они могут образовывать межклеточное вещество из волокон и мукополисахаридных белков, а также из щелочной цитоплазмы. Это приводит к осаждению солей кальция в идее игловидных кристаллов, расположенных среди межклеточного вещества, которое затем окружается клетками остеобласта и постепенно превращается в остеобласт.

Остеокласт представляет собой многоядерные гигантские клетки, диаметр может достигать 30 – 100 µm, они чаще всего расположены на поверхности абсорбируемой костной ткани. Их цитоплазма имеет кислотный характер, внутри ее содержится кислотная фосфотаза, способная растворять костные неорганические соли и органические вещества, перенося или выбрасывая их в другие места, тем самым ослабляя или убирая костные ткани в данном месте.

Костный матрикс также называется межклеточным веществом, он содержит неорганические соли и органические вещества. Неорганические соли также называются неорганическими составными частями костей, их главным компонентом являются кристаллы гидроксильного апатита длиной около 20-40 nm и шириной около 3-6 nm. Они главным образом состоят из кальция, фосфорнокислых радикалов и гидроксильных групп, образующих [Ca₁₀ (PO₄) (OH)₂], на поверхности которых находятся ионы Na + , K + , Mg 2+ и др. Неорганические соли составляют примерно65% от всего костного матрикса. Органические вещества в основном представлены мукополисахаридными белками, образующими коллагеновое волокно в кости. Кристаллы гидроксильного апатита располагаются рядами вдоль оси коллагеновых волокон. Коллагеновые волокна расположены неодинаково, в зависимости от неоднородного характера кости. В переплетающихся ретикулярных волокнах костей коллагеновые волокна связаны вместе, а в костях других типов они обычно расположены стройными рядами. Гидроксильный апатит соединяется вместе с коллагеновыми волокнами, что придает кости высокую прочность на сжатие.

Костные волокна в основном состоит из коллагенового волокна, поэтому оно называется костным коллагеновым волокном, пучки которого расположены послойно правильными рядами. Это волокно плотно соединено с неорганическими составными частями кости, образуя доскообразную структуру, поэтому оно называется костной пластинкой или ламеллярной костью. В одной и той же костной пластинке большая часть волокон расположена параллельно друг другу, а слои волокон в двух соседних пластинках переплетаются в одном направлении, и костные клетки зажаты между пластинками. Вследствие того, что костные пластинки расположены в разных направлениях, то костное вещество обладает довольно высокой прочностью и пластичностью, оно способно рационально воспринимать сжатие со всех направлений.

У взрослых людей костная ткань почти вся представлена в виде ламеллярной кости, и в зависимости от формы расположения костных пластинок и их пространственной структуры эта ткань подразделяется на плотную кость и губчатую кость. Плотная кость располагается на поверхностном слое ненормальной плоской кости и на диафизе длинной кости. Ее костное вещество плотное и прочное, а костные пластинки расположены в довольно правильном порядке и тесно соединены друг с другом, оставляя лишь небольшое пространство в некоторых местах для кровеносных сосудов и нервных каналов. Губчатая кость располагается в глубинной ее части, где пересекается множество трабекул, образуя сетку в виде пчелиных сот с разной величиной отверстий. Отверстия сот заполнены костным мозгом, кровеносными сосудами и нервами, а расположение трабекул совпадает с направлением силовых линий, поэтому хотя кость и рыхлая, но она в состоянии выдерживать довольно большую нагрузку. Кроме того, губчатая кость имеет огромную поверхностную площадь, поэтому она также называется Костю, имеющей форму морской губки. В качестве примера можно привести таз человека, средний объем которого составляет 40 см 3 , а поверхность плотной кости в среднем составляет 80 см 2 , тогда как поверхностная площадь губчатой кости достигает 1600 см 2 .

Морфология кости

С точки зрения морфологии, размеры костей неодинаковы, их можно подразделить на длинные, короткие, плоские кости и кости неправильной формы. Длинные кости имеют форму трубки, средняя часть которых представляет собой диафиз, а оба конца – эпифиз. Эпифиз сравнительно толстый, имеет суставную поверхность, образованную вместе с соседними костями. Длинные кости главным образом располагаются на конечностях. Короткие кости имеют почти кубическую форму, чаще всего находятся в частях тела, испытывающих довольно значительное давление, и в то же время они должны быть подвижными, например, это кости запястья рук и кости предплюсны ног. Плоские кости имеют форму пластинок, они образуют стенки костных полостей и выполняют защитную роль для органов, находящихся внутри этих полостей, например, как кости черепа.

Кость состоит из костного вещества, костного мозга и надкостницы, а также имеет разветвленную сеть кровеносных сосудов и нервов, как показано на рисунке. Длинная бедренная кость состоит из диафиза и двух выпуклых эпифизарных концов. Поверхность каждого эпифизарного конца покрыта хрящом и образует гладкую суставную поверхность. Коэффициент трения в пространстве между хрящами в месте соединения сустава очень мал, он может быть ниже 0.0026. Это самый низкий известный показатель силы трения между твердыми телами, что позволяет хрящу и соседним костным тканям создать высокоэффективный сустав. Эпифизарная пластинка образована из кальцинированного хряща, соединенного с хрящом. Диафиз представляет собой полую кость, стенки которой образованы из плотной кости, которая является довольно толстой по всей ее длине и постепенно утончающейся к краям.

Костный мозг заполняет костномозговую полость и губчатую кость. У плода и у детей в костномозговой полости находится красный костный мозг, это важный орган кроветворения в человеческом организме. В зрелом возрасте мозг в костномозговой полости постепенно замещается жирами и образуется желтый костный мозг, который утрачивает способность к кроветворению, но в костном мозге по-прежнему имеется красный костный мозг, выполняющий эту функцию.

Надкостница представляет собой уплотненную соединительную ткань, тесно прилегающую к поверхности кости. Она содержит кровеносные сосуды и нервы, выполняющие питательную функцию. Внутри надкостницы находится большое количество остеобласта, обладающего высокой активностью, который в период роста и развития человека способен создавать кость и постепенно делать ее толще. Когда кость повреждается, остеобласт, находящийся в состоянии покоя внутри надкостницы, начинает активизироваться и превращается в костные клетки, что имеет важное значение для регенерации и восстановления кости.

Микроструктура кости

Костное вещество в диафизе большей частью представляет собой плотную кость, и лишь возле костномозговой полости имеется небольшое количество губчатой кости. В зависимости от расположения костных пластинок, плотная кость делится на три зоны, как показано на рисунке: кольцевидные пластинки, гаверсовы (Haversion) костные пластинки и межкостные пластинки.

Кольцевидные пластинки представляют собой пластинки, расположенные по окружности на внутренней и внешней стороне диафиза, и они подразделяются на внешние и внутренние кольцевидные пластинки. Внешние кольцевидные пластинки имеют от нескольких до более десятка слоев, они располагаются стройными рядами на внешней стороне диафиза, их поверхность покрыта надкостницей. Мелкие кровеносные сосуды в надкостнице пронизывают внешние кольцевидные пластинки и проникают вглубь костного вещества. Каналы для кровеносных сосудов, проходящие через внешние кольцевидные пластинки, называются фолькмановскими каналами (Volkmann’s Canal). Внутренние кольцевидные пластинки располагаются на поверхности костномозговой полости диафиза, они имеют небольшое количество слоев. Внутренние кольцевидные пластинки покрыты внутренней надкостницей, и через эти пластинки также проходят фолькмановские каналы, соединяющие мелкие кровеносные сосуды с сосудами костного мозга. Костные пластинки, концентрично расположенные между внутренними и внешними кольцевидными пластинками, называются гаверсовыми пластинками. Они имеют от нескольких до более десятка слоев, расположенных параллельно оси кости. В гаверсовых пластинках имеется один продольный маленький канал, называемый гаверсовым каналом, в котором находятся кровеносные сосуды, а также нервы и небольшое количество рыхлой соединительной ткани. Гаверсовы пластинки и гаверсовы каналы образуют гаверсову систему. Вследствие того, что в диафизе имеется большое число гаверсовых систем, эти системы называются остеонами (Osteon). Остеоны имеют цилиндрическую форму, их поверхность покрыта слоем цементина, в котором содержится большое количество неорганических составных частей кости, костного коллагенового волокна и крайне незначительное количество костного матрикса.

Межкостные пластинки представляют собой пластинки неправильной формы, расположенные между остеонами, в них нет гаверсовых каналов и кровеносных сосудов, они состоят из остаточных гаверсовых пластинок.

Внутрикостное кровообращение

В кости имеется система кровообращения, например, на рисунке показа модель кровообращения в плотной длинной кости. В диафизе есть главная питающая артерия и вены. В надкостнице нижней части кости имеется маленькое отверстие, через которое внутрь кости проходит питающая артерия. В костном мозге эта артерия разделяется на верхнюю и нижнюю ветви, каждая из которых в дальнейшем расходится на множество ответвлений, образующих на конечном участке капилляры, питающие ткани мозга и снабжающие питательными веществами плотную кость.

Кровеносные сосуды в конечной части эпифиза соединяются с питающей артерией, входящей в костномозговую полость эпифиза. Кровь в сосудах надкостницы поступает из нее наружу, средняя часть эпифиза в основном снабжается кровью из питающей артерии и лишь небольшое количество крови поступает в эпифиз из сосудов надкостницы. Если питающая артерия повреждается или перерезается при операции, то, возможно, что снабжение кровью эпифиза будет заменяться на питание из надкостницы, поскольку эти кровеносные сосуды взаимно связываются друг с другом при развитии плода.

Кровеносные сосуды в эпифизе проходят в него из боковых частей эпифизарной пластинки, развиваясь, превращаются в эпифизарные артерии, снабжающие кровью мозг эпифиза. Есть также большое количество ответвлений, снабжающих кровью хрящи вокруг эпифиза и его боковые части.

Верхняя часть кости представляет собой суставный хрящ, под которым находится эпифизарная артерия, а еще ниже ростовой хрящ, после чего имеются три вида кости: внутрихрящевая кость, костные пластинки и надкостница. Направление кровотока в этих трех видах кости неодинаково: во внутрихрящевой кости движение крови происходит вверх и наружу, в средней части диафиза сосуды имеют поперечное направление, а в нижней части диафиза сосуды направлены вниз и наружу. Поэтому кровеносные сосуды во всей плотной кости расположены в форме зонтика и расходятся лучеобразно.

Поскольку кровеносные сосуды в кости очень тонкие, и их невозможно наблюдать непосредственно, поэтому изучение динамики кровотока в них довольно затруднительно. В настоящее время с помощью радиоизотопов, внедряемых в кровеносные сосуды кости, судя по количеству их остатков и количеству выделяемого ими тепла в сопоставлении с пропорцией кровотока, можно измерить распределение температур в кости, чтобы определить состояние кровообращения.

В процессе лечения дегенеративно-дистрофических заболеваний суставов безоперационным методом в головке бедренной кости создается внутренняя электрохимическая среда, которая способствует восстановлению нарушенной микроциркуляции и активному удалению продуктов обмена разрушенных заболеванием тканей, стимулирует деление и дифференциацию костных клеток, постепенно замещающих дефект кости.

Скелет человека – виды костей, строение и функции

§ 11. Скелет человека. Осевой скелет

1. Что такое скелет?

2. На какие части он подразделяется?

3. Почему череп и скелет туловища относят к осевому скелету?

4. Как скелет приспособлен к прямохождению?

5. Почему можно кивать и качать головой?

Скелетом называют совокупность костей, хрящей и укрепляющих их связок. Они определяют форму тела, служат опорой мягким частям, защищают внутренние органы от механических повреждений.

Осевой скелет. В скелете человека различают осевой скелет и добавочный скелет . Осевой скелет объединяет череп и скелет туловища. Добавочный скелет состоит из костей поясов конечностей и скелета свободных конечностей (рис. 26).

Рис. 26. Скелет человека: 1 — череп; 2 — плечевой пояс; 3 — рёбра, вместе с грудиной и грудным отделом позвоночника образующие грудную клетку; 4 — плечевая кость; 5 — лучевая кость; 6 — локтевая кость; 7 — позвоночник (поясничный отдел); 8 — таз; 9 — крестец; 10 — бедренная кость; 11 — большеберцовая кость; 12 — малоберцовая кость; 13 — кости стопы; 14 — кости кисти

Череп определяет форму головы, защищает головной мозг, органы слуха, обоняния, вкуса, зрения, служит местом прикрепления мышц, участвующих в мимике. В черепе различают мозговой и лицевой отделы (рис. 27). Верхняя часть мозгового отдела образована непарными лобными и затылочными костями и парными теменными и височными костями. Они образуют свод черепа. В основании мозгового отдела черепа находятся клиновидная кость и пирамидные отростки височных костей. В полостях височных костей расположены рецепторы слуха и органа равновесия. В мозговой части черепа находится головной мозг.

Рис. 27. Череп человека: А — вид в профиль: 1 — лобная кость; 2 — теменная кость; 3 — затылочная кость; 4 — височная кость; 5 — нижняя челюсть; 6 — верхняя челюсть; 7 — скуловая кость; 8 — глазница; Б — дно мозговой части черепа: 1 — чешуя лобной кости; 2 — решётчатая кость; 3 — клиновидная кость; 4 — пирамидный отросток височной кости; 5 — затылочная кость; 6 — затылочное отверстие

Лицевой отдел черепа состоит из 15 костей, самые крупные из которых это верхняя и нижняя челюсти, скуловые и носовые кости. Форму и размер носа определяют носовые кости. Сквозь отверстия непарной решётчатой кости проходят волокна обонятельного нерва.

Кости мозгового и лицевого черепа неподвижно соединены между собой, за исключением нижней челюсти. Она может двигаться не только вверх и вниз, но и влево-вправо, вперёд-назад. Это позволяет пережёвывать пищу и членораздельно говорить. Нижняя челюсть снабжена подбородочным выступом, к которому прикрепляются мышцы, участвующие в речи.

Скелет туловища. Основу скелета туловища составляет позвоночник (рис. 28, А). Он образован отдельными позвонками (рис. 28, Б, В, Г). Каждый позвонок имеет тело, дугу и отростки . Тело и дуга позвонка образуют кольцо. Позвонки расположены один под другим так, что их кольца образуют по зво ноч ный ка нал . В нём находится спинной мозг (рис. 29).

Рис. 28. Позвоночник: А — отделы позвоночника: 1 — шейный; 2 — грудной; 3 — поясничный; 4 — крестцовый; 5 — копчиковый. Позвонки: Б — шейного отдела; В — грудного отдела; Г — поясничного отдела; 1 — остистый отросток; 2 — тело позвонка; 3 — дуга; 4 — поперечные отростки; 5 — верхний суставной отросток

Между телами позвонков лежат межпозвоночные хрящевые диски . Они придают позвоночному столбу подвижность, упругость и смягчают сотрясения при беге, ходьбе, прыжках.

Рис. 29. Участок позвоночного столба (хрящевые диски не показаны): 1 — остистый отросток; 2 — тело позвонка

Позвоночник человека имеет четыре изгиба : шейный, грудной, поясничный, крестцовый (у млекопитающих животных — только шейный и крестцовый). Благодаря S-образной форме позвоночник способен пружинить и выполнять роль рессоры, уменьшая толчки при движении. Это является приспособлением к прямохождению.

В позвоночнике различают отделы : шейный, грудной, поясничный, крестцовый, копчиковый (см. рис. 28).

Как у всех млекопитающих, в шейном отделе позвоночника человека семь позвонков. С первым шейным позвонком череп сочленяется при помощи двух мыщелков. Благодаря этому сочленению можно поднимать и опускать голову. Любопытно, что первый шейный позвонок не имеет тела: оно приросло к телу второго шейного позвонка и образовало зуб — ось, вокруг которой в горизонтальной плоскости вращается первый шейный позвонок вместе с головой, когда жестом мы показываем отрицание (рис. 30). От спинного мозга зуб отделяет связка из соединительной ткани. Особенно непрочна она у грудных детей, поэтому, удерживая их в вертикальном положении, их головку необходимо поддерживать во избежание травмы.

Рис. 30. Два первых шейных позвонка: 1 — первый шейный позвонок (без тела); 2 — зуб второго шейного позвонка, образованный путём срастания тел первого и второго шейных позвонков; 3 — связка, разделяющая костный зуб и спинной мозг; 4 — второй шейный позвонок; 5 — суставная ямка для сочленения мыщелков черепа с первым шейным позвонком

Грудной отдел позвоночника состоит из 12 позвонков, к которым прикрепляются рёбра. Из них 7 пар рёбер подвижно крепятся к грудине, 3 пары через хрящи соединены с вышележащими рёбрами. Две нижние пары рёбер оканчиваются свободно. Грудной отдел позвоночника, рёбра и грудина образуют грудную клетку (рис. 31).

Рис. 31. Грудная клетка: 1 — грудной отдел позвоночника; 2 — рёбра; 3 — грудина

Поясничный отдел состоит из 5 позвонков, достаточно массивных, поскольку им приходится выдерживать основную тяжесть тела.

Следующий отдел состоит из 5 сросшихся позвонков, составляющих одну кость — крестец (рис. 32). Если поясничный отдел обладает высокой подвижностью, то крестцовый неподвижен и очень прочен. При вертикальном положении тела на него падает значительная нагрузка.

Рис. 32. Крестцовый и копчиковый отделы позвоночника: 1 — пятый поясничный позвонок; 2 — крестец; 3 — копчик

Наконец, последний отдел позвоночника — копчик . Он состоит из 4—5 сросшихся маленьких позвонков.

Осевой скелет, добавочный скелет, мозговой и лицевой отделы черепа, позвонок, межпозвоночный диск, отделы позвоночника: шейный, грудной, поясничный, крестцовый, копчиковый; грудная клетка, рЁбра, грудина.

1. Какие части скелета относят к осевому скелету, а какие — к добавочному?

2. Каково значение межпозвоночных хрящевых дисков?

3. Какое значение имеет неподвижное соединение костей черепа, за исключением нижней челюсти?

4. Как череп прикрепляется к позвоночнику? Почему головку новорождённого надо придерживать?

1. Объясните значение S-образного изгиба позвоночника человека.

2. Расскажите о строении и функциях грудной клетки.

3. Нагните голову и прощупайте на границе шейного и грудного отделов седьмой шейный позвонок.

4. Используя материал предыдущих курсов биологии, сравните форму грудной клетки человека и других млекопитающих, например собаки. В чём их отличия? Как вы думаете, с чем это связано?

5. Владимирский князь Андрей Боголюбский, живший в XII в., по свидетельству современников, был человеком гордым: ни перед кем главы не клонил и никому чести не оказывал. И только через 800 лет учёные, восстанавливая облик князя по его костным останкам, установили то, о чём не догадывались приближённые князя. Используя дополнительные источники информации, выясните, почему Андрей Боголюбский всегда ходил с высоко поднятой головой.

Скелет человека – виды костей, строение и функции

Опорно-двигательная система (опорно-двигательный аппарат или костно-мышечная система)— комплекс образований, придающий форму и дающий опору телу человека, обеспечивающий защиту внутренних органов и передвижение организма в пространстве. Система образована скелетом и мышцами.

Скелет человека составляет основу тела, определяет его размеры и форму и совместно с мышцами образует полости, в которых располагаются внутренние органы. Скелет состоит примерно из 200 костей. Кости выполняют функцию рычагов, приводимых а движение мышцами, и защищают органы от травм. Кости участвуют в обмене фосфора и кальция.

Скелет человека включает шесть отделов:

череп,
позвоночник (осевой скелет),
пояс верхних конечностей,
пояс нижних конечностей,
верхние конечности,
нижние конечности.

Состав и строение костей.

В состав костной ткани входят неорганические и органические вещества. Живые кости человека содержат 22 % воды, 5 °% белка, 21,8 °% неорганических веществ и 15,7 °% жира. Органические вещества, входящие в состав костей (главным образом, оссеин и оссеомукоид), обеспечивают кости гибкость и упругость, а минеральные вещества (преимущественно карбонат и фосфат кальция) — твёрдость и прочность. С возрастом соотношение органических и минеральных веществ в кости меняется. Так, у детей в кости больше органических веществ, поэтому их скелет эластичен; кости пожилых людей, содержащие больше минеральных веществ, более твёрдые, но хрупкие, что повышает вероятность переломов в этом возрасте.

Снаружи кость сращена с надкостницей (обеспечивает рост кости в толщину), состоящей из плотной соединительной ткани и пронизанной большим количеством кровеносных, лимфатических сосудов и нервов. Она обеспечивает питание кости, а также рост кости в толщину. Кость содержит два вида костного вещества: снаружи — плотное компактное, а внутри — губчатое. Структурной единицей компактной костной ткани является остеон. Каждый остеон состоит из 5—20 цилиндрических костных пластинок, вставлённых одна в другую. В центре остеона проходит центральный (Гаверсов) канал, содержащий кровеносные, лимфатические сосуды и нервы. Губчатое вещество кости состоит из сети тонких взаимно перекрещивающихся костных перекладин, между которыми находятся мелкие полости, заполненные красным костным мозгом. Расположение перекладин отражает направление наибольшего растяжения и сжатия кости. Распределение компактного и губчатого веществ в разных костях зависит от функции, которую эти кости выполняют в организме.

Различают трубчатые, губчатые, плоские и смешанные кости. Трубчатые кости (плечевая, бедренная) имеют вид трубки с полостью, заполненной желтым костным мозгом. Концы этих костей утолщены и заполнены губчатой тканью, содержащей красный костный мозг. Трубчатые кости способны выдерживать большие нагрузки. Плоские кости (лопатки, ребра, тазовые, черепные) состоят из двух пластинок плотного вещества и тонкой прослойки губчатого вещества между ними.

Типы соединения костей

Подвижное соединение костей обеспечивается суставами, которые образованы впадиной на конце одной из сочленяющихся костей и головкой на конце другой. Суставы укреплены внутрисуставными связками, а суставные поверхности покрыты хрящом и заключены в суставную сумку. Синовиальная жидкость, находящаяся внутри сустава, играет роль смазки, уменьшающей трение.

Полуподвижное соединение обеспечивается хрящевыми прослойками между костями. Например, между позвонками находятся хрящевые диски. Ребра с грудиной соединяются тоже посредством хряща. Эти соединения обеспечивают относительную подвижность.

Неподвижные соединения образуются благодаря срастанию костей и образованию костных швов (кости черепа).

Скелет человека

В скелете человека различают следующие отделы: осевой скелет и скелет конечностей (верхних и нижних). Осевой скелет, в свою очередь, подразделяется на скелет головы (череп) и скелет туловища (позвоночник и грудная клетка).

Череп состоит из мозгового и лицевого отделов. Кости черепа (за исключением нижней челюсти) неподвижно сочленены между собой. У новорождённых детей пространство между костями заполнено соединительной тканью (роднички), благодаря чему череп очень эластичен. Формирование швов между костями завершается к 3—5 годам.

Позвоночник (позвоночный столб) — опора туловища, он состоит из 33—34 позвонков: 7 шейных, 12 грудных, 5 поясничных, 5 крестцовых (срастающихся в единый крестец) и 4—5 копчиковых. Позвонок состоит из тела, дуги, замыкающей позвоночное отверстие, и семи отростков: остистого, двух поперечных, двух верхних суставных и двух нижних суставных.

Скелет грудной клетки образован грудиной, 12 парами рёбер и грудными позвонками. Рёбра — плоские, дугообразно изогнутые кости, спереди переходящие в хрящ. Сзади они сочленены с грудными позвонками. Спереди 7 пар верхних рёбер (истинные рёбра) непосредственно соединены грудиной — плоской костью, лежащей по средней линии груди. Три следующие пары (ложные рёбра) своими хрящами присоединяются к хрящам вышерасположенных рёбер. Две последние пары (колеблющиеся рёбра) не имеют хрящей и свободно располагаются в мышечной стенке туловища. Приподнимаясь и опускаясь, рёбра обеспечивают изменения объёма грудной клетки при дыхании.

Скелет верхних конечностей состоит из плечевого пояса и скелета свободных верхних конечностей (рук). В состав плечевого пояса входят две парные кости — лопатка и ключица. Лопатка — плоская кость треугольной формы, прилегающая к задней поверхности грудной клетки и сочленяющаяся с плечевой костью и ключицей. Ключица (тонкая изогнутая кость) одним концом соединена с грудиной, другим — с лопаткой. Скелет свободной верхней конечности состоит из плеча, предплечья и кисти. Плечевая кость, образующая плечо, соединена с лопаткой (плечевой сустав) и костями предплечья (локтевой сустав). Предплечье состоит из двух костей — локтевой и лучевой. В состав кисти входят 8 коротких костей запястья, 5 длинных костей пясти и фаланги пальцев (большой палец имеет две фаланги, все остальные — по три). Нижний конец лучевой кости с тремя верхними костями запястья образуют лучезапястный сустав.

Скелет нижних конечностей состоит из тазового пояса и скелета свободных нижних конечностей (ног). Тазовый пояс образован парой массивных тазовых костей, которые сзади неподвижно сочленены с крестцом, а спереди соединены между собой с помощью полусустава (лобковый симфиз). Каждая тазовая кость образована тремя сросшимися костями (подвздошной, седалищной и лобковой). По бокам тазовых костей расположены круглые впадины для сочленения с головками бедренных костей. Скелет свободной нижней конечности состоит из бедра, голени и стопы. Бедро образует крупная массивная бедренная кость, головка которой с тазовой костью образует тазобедренный сустав. В состав голени входят большеберцовая и малоберцовая кости. Большеберцовая кость сочленяется с бедренной, образуя коленный сустав. Спереди от коленного сустава, в толще сухожилий, расположен небольшой треугольный надколенник (коленная чашечка). Кости голени образуют с таранной костью предплюсны голеностопный сустав. Стопа состоит из 7 коротких костей предплюсны, 5 длинных костей плюсны и фаланг пяти пальцев (первый палец имеет две фаланги, остальные — по три). Стопа имеет вид свода.

Это конспект по теме «Опорно-двигательная система. Скелет». Выберите дальнейшие действия:

Строение и функции костей. Соединение костей скелета человека

Форма, строение и виды костей. Кости скелета отличаются размерами, формой и строением. Всего в скелете человека 204—208 костей.

Различают трубчатые, губчатые, плоские и смешанные кости (рис.). Форма и функции костей тесно взаимосвязаны и взаимообусловлены.

Трубчатые кости образуют скелет конечностей (кости плеча, предплечья, бедра и голени). Они являются прочными рычагами, при участии которых возможно передвижение организма или перемещение его частей, поднятие тяжестей.

Все трубчатые кости имеют вид полых цилиндров с утолщенными концами — эпифизами (среднюю часть называют диафизом) (рис.). В полостях трубчатых костей находится богатая жиром ткань — желтый костный мозг. Сверху кости покрыты соединительнотканной оболочкой — надкостницей.

Надкостница прочно сращена с костной тканью. За надкостницей следует слой компактного вещества. На конечных участках кости компактное вещество переходит в губчатое.

И компактное, и губчатое вещества образованы костными пластинками, которые состоят из клеток (остеоцитов) и тонковолокнистого межклеточного вещества. В компактном веществе костные пластинки образуют сложные системы, состоящие из вставленных друг в друга цилиндров, по которым проходят кровеносные сосуды и нервы.

В губчатом веществе костные пластинки и перекладины образуют множество ячеек. Направление перекладин сводчатых конструкций совпадает с линиями основных напряжений. Это позволяет костям выдерживать очень большие нагрузки. Бедренная кость человека в вертикальном положении выдерживает давление до 1,5 т, а большеберцовая — 1,8 т.

Это интересно. В 1889 г. по проекту инженера Эйфеля в Париже была сооружена трехсотметровая башня, ставшая символом города. В основу ее конструкции инженер положил строение кости. Так пример высокой прочности естественных структур был воплощен талантливым конструктором в архитектурном шедевре.

Распределение компактного и губчатого веществ и их количественное соотношение зависят от места кости в скелете и ее функции. В костях, которые выполняют функцию опоры и движения, компактное вещество преобладает.

Между перекладинами губчатого вещества (в плоских и на концах трубчатых костей) содержится особый вид ткани внутренней среды — красный костный мозг. В нем происходит образование клеток крови — кроветворение.

Губчатые кости (надколенник и кости запястья) образованы губчатым веществом. Снаружи они покрыты тонким слоем компактного вещества. Такие кости расположены там, где необходима одновременно большая прочность и высокая подвижность.
Плоские, или широкие, кости (лопатка, тазовая кость, кости мозгового отдела черепа) образуют стенки полостей: грудной, брюшной, черепа — и выполняют функции опоры и защиты.
Смешанные кости (позвонки, кости основания черепа и др.) состоят из нескольких частей, имеющих различное строение и форму. Они также выполняют функции опоры и защиты.

Рост костей

Кость представляет собой живое образование, в котором происходят процессы роста и обмена веществ. В толщину кость растет за счет деления клеток внутреннего слоя надкостницы. Рост костей в длину осуществляется за счет пластинок (зон) роста, которые расположены ближе к концам костей (вернитесь к рисунку 22). Здесь хрящевая ткань непрерывно растет и замещается костной тканью. Если эта прослойка хряща окостеневает, то рост кости прекращается (это происходит, как правило, к 18—20 годам).

Соединения костей скелета

В скелете человека существует три типа соединения костей (рис.): неподвижное (непрерывное), полуподвижное (полупрерывное) и подвижное (прерывное, или сустав).

Неподвижные соединения костей осуществляются посредством швов или путем срастания костей. В первом случае многочисленные выступы одной кости входят в соответствующие углубления другой (например, кости черепа). Такой способ соединения обеспечивает большую прочность. Примером срастания костей является соединение позвонков копчика. Неподвижные соединения обеспечивают надежную защиту и опору для внутренних органов и мозга.

В полуподвижных соединениях кости связаны между собой небольшими хрящевыми дисками, в толще которых находится полость. Такие диски расположены между телами позвонков. Полуподвижные соединения смягчают толчки и удары. Они работают как биологические амортизаторы.

Подвижные соединения (суставы) представляют собой подвижные соединения костей. Благодаря особенностям конструкции они обеспечивают подвижность костей в различных плоскостях (рис.). В одноосевых суставах (например лучелоктевом) движения возможны только в одной оси (плоскости) — сгибание и разгибание. В двухосевом (например, лучезапястном) суставе движения можно производить в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, т. е., кроме сгибания-разгибания, возможно и приведение-отведение кисти. В трехосевых суставах (плечевой), наряду со сгибанием и разгибанием, отведением и приведением, можно производить и вращения в противоположных направлениях.

Суставы являются «слабым звеном» скелета. Именно здесь происходят вывихи из-за возможности разрыва или растяжения связок.

Скелет. Строение, состав и соединение костей скелета человека

Урок 10. Биология 8 класс ФГОС

В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.

Получите невероятные возможности

Конспект урока “Скелет. Строение, состав и соединение костей скелета человека”

Если бы в теле человека не было костей, то оно напоминало бы бесформенный студенистый мешок, как у медузы.

Кости придают нашему телу форму. Они твёрдые и прочные. Все кости в теле человека образуют скелет. Слово «скелет» происходит от греческого слова «скелетос», что в переводе означает «высохший», вероятно, из-за того, что ткани скелета кажутся совсем безжизненными.

В скелете человека выделяют три отдела: скелет головы, скелет туловища и скелет конечностей. Масса скелета составляет около 11 килограммов. Он играет большую роль в жизни человека: является опорой тела и защищает внутренние органы от повреждений. Например, кости головы защищают головной мозг, а кости позвоночника – спинной мозг, который находится внутри него.

Мышцы – это двигатели нашего тела, благодаря которым мы передвигаемся и работаем. Они позволяют заниматься спортом, быть ловкими, сильными и быстрыми. Они осуществляют дыхательные движения, движения глаз, глотание, обеспечивают образование звуков. Мышцы вместе с костями придают телу форму.

Строение и форма мышц зависят от той работы, которую им приходится чаще всего выполнять. Они, словно канаты, состоят из тонких волокон. Своими концами мышцы крепятся к костям. Они способны сокращаться и расслабляться. За счёт этого происходит движение костей, а значит, и нашего тела. Все этими процессами управляет головной мозг.

У человека выделяют мышцы головы, шеи, туловища, верхних и нижних конечностей. Всего в теле человека насчитывается более 600 мышц.

Например, 200 из них используются при ходьбе, 43 – для того, чтобы наморщить лоб, и 17 – для того, чтобы улыбнуться.

Скелет и мышцы образуют опорно-двигательную систему. Её главная роль – обеспечение опоры и движения организма.

Так как кости не могут сами выполнять движения, они являются пассивной частью опорно-двигательной системы. Активной частью опорно-двигательной системы являются скелетные поперечно-полосатые мышцы. Именно они, сокращаясь, обеспечивают движение костей скелета, как рычагов.

Для человека характерно прямохождение и вертикальное положение тела, в связи с этим в опорно-двигательной системе имеется ряд особенностей. Например, изгибы позвоночника придают ему упругость во время совершения различных движений.

В скелете взрослого человека насчитывается от 204 до 208 костей. Они отличаются друг от друга по размерам, форме и выполняемым функциям. Различают трубчатые, губчатые, плоские и смешанные кости.

Трубчатые кости входят в скелет верхних и нижних конечностей. Например, кости плеча, предплечья, бедра и голени. Они являются прочными рычагами, с помощью которых возможно передвижение организма или перемещение его частей.

Все трубчатые кости имеют вид полых цилиндров с утолщёнными концами – эпифизами. Средняя часть кости называется диафизом. Сверху кости покрыты соединительнотканной оболочкой – надкостницей. Она состоит из двух слоёв. В наружном слое много сосудов и нервных окончаний. К нему прикрепляются сухожилия и мышцы. Внутренний слой – тонкий и нежный, он состоит из живых клеток.

Надкостница прочно срастается с костной тканью. За ней располагается слой компактного вещества. В эпифизах компактное вещество переходит в губчатое. Оно заполняет всю головку.

Компактное и губчатое вещество образованы костными пластинками и межклеточным веществом. В компактном веществе костные пластинки образуют сложные системы ─ остеоны, которые состоят из вставленных друг в друга цилиндров. В центре каждого остеона расположен канал, по которому проходят кровеносные сосуды и нервы.

В губчатом веществе костные пластинки и перекладины перекрещиваются между собой и образуют множество ячеек.

Губчатые кости состоят из губчатого вещества, которое покрыто тонким слоем компактного. К губчатым костям относится надколенник и кости запястья. Кости такого типа расположены там, где необходимы одновременно большая прочность и подвижность.

К плоским, или широким, костям относятся тазовая кость, лопатка, кости мозгового отдела черепа. Их ширина и длина значительно превышают толщину. Они образуют стенки грудной, брюшной полостей и черепа. Плоские кости выполняют функцию опоры и защиты.

Смешанные кости состоят из нескольких частей, имеющих различное строение и форму. К этому типу костей относятся позвонки и кости основания черепа. Они выполняют функцию опоры и защиты.

Кость состоит из нескольких тканей, важнейшей из которых является костная. К какому бы типу не относилась кость, она имеет сложный химический состав. Живая кость содержит 50% воды, 12,5% белков, 15,7% жиров и углеводов и 21,8% неорганических соединений. Это различные соединения, в состав которых входят кальций, фосфор, магний и в незначительном количестве – алюминий, фтор, марганец, свинец, молибден, железо и другие элементы.

В костях содержится 99% всего кальция, имеющегося в теле человека. Кости – своеобразное депо этого элемента.

Органические вещества придают кости эластичность и упругость, а неорганические, или минеральные, вещества придают твёрдость. Сочетание этих веществ делает кость очень прочной. В детском возрасте в костях преобладают вода и органические вещества. С возрастом содержание органических веществ уменьшается и увеличивается содержание неорганических. Поэтому у пожилых людей кости более хрупкие и часто ломаются.

Кость представляет собой живое образование, в котором происходят процессы роста и обмена веществ. В детстве и юности кости людей растут в длину и утолщаются.

Рост костей в длину происходит за счёт зон роста, которые расположены на границе диафиза и эпифизов. Здесь хрящевая ткань непрерывно растёт и замещается костной тканью. Если прослойка хряща подвергается окостенению, то рост кости прекращается. В толщину кость растёт за счёт деления клеток внутреннего слоя надкостницы.

В возрасте 22–25 лет формирование скелета заканчивается.

Между перекладинами губчатого вещества кости содержится особая ткань – красный костный мозг. В нём происходит образование клеток крови – кроветворение. До младшего школьного возраста (7–9 лет) красный костный мозг находится как в губчатом веществе, так и в полостях трубчатых костей. В дальнейшем в диафизах он заменяется жировой тканью, которую называют жёлтым костным мозгом. Он является накопителем жировой ткани и не участвует в кроветворении.

Кости соединяются между собой по-разному. Существует три типа соединения костей: неподвижное (непрерывное), полуподвижное (полупрерывное) и подвижное (прерывное, или сустав).

Неподвижное соединение костей осуществляется хрящевой или соединительной тканью. У новорождённого ребёнка тазовая кость образована тремя костями (седалищной, лобковой и подвздошной). Они соединены хрящевыми прослойками. С возрастом хрящ постепенно заменяется костной тканью, и кости срастаются, образуя таз.

Неподвижное соединение костей может осуществляться с помощью швов. Так соединяются между собой кости черепа. В этом случае многочисленные выступы одной кости входят в соответствующие углубления другой кости. Непрерывные соединения обеспечивают надёжную защиту и опору для внутренних органов и мозга.

Большинство костей тела человека не сращены между собой, так как если бы кости нашего тела срастались, то движения были бы невозможны.

В полуподвижных соединениях кости связаны между собой хрящевыми дисками. Такие хрящевые диски расположены между телами позвонков. Они позволяют позвонкам менять своё положение в пространстве, и человек может совершать наклоны в разные стороны. С помощью таких хрящевых образований рёбра прикрепляются к грудине. Полупрерывные соединения смягчают толчки и удары. Они работают как биологические амортизаторы.

Подвижные (прерывные) соединения костей – суставы – облегчают скольжение костей относительно друг друга, одновременно плотно скрепляя их между собой. Скольжение достигается благодаря тому, что соединяющиеся концы костей имеют соответствующую форму.

Например, если на одной кости есть головка, то на другой – ямка.

Приведём несколько примеров суставов: это тазобедренный, коленный, локтевой суставы.

Строение коленного сустава. В его состав входят суставные поверхности сочленяющихся костей, капсула, полость, суставная жидкость, а также вспомогательные элементы – связки и мениски.

Сочленяющиеся концы костей покрыты гладким хрящом, который уменьшает трение между ними и облегчает движение. Прочность скрепления костей обеспечивается с помощью суставной капсулы, которая состоит из соединительной ткани, натянутой между концами костей по всей окружности сустава. Края капсулы прирастают к костям и прочно закрывают полость сустава. Полость сустава заполнена суставной, или синовиальной, жидкостью. Она постоянно выделяется внутренней поверхностью суставной капсулы. Синовиальная жидкость необходима для питания хряща и уменьшения трения костей. Наружный слой суставной капсулы переходит в надкостницу.

Капсула делает суставную полость герметичной. Герметичность способствует сближению костей и обеспечивает суставу достаточную прочность.

В создании герметичности принимают участие связки.

Связки – это пучки плотной волокнистой ткани, которые соединяют кости.

В состав опорно-двигательной системы входят свыше 230 суставов и около 700 связок.

В состав опорно-двигательной системы входит свыше 230 суставов и около 700 связок.

Итог урока. Основу организма человека составляет скелет. В его состав входит более 200 костей. Различают трубчатые, плоские, губчатые и смешанные кости. Между собой они могут соединяться по-разному. Существует три типа соединения костей: неподвижное, полуподвижное и подвижное (сустав).

Скелет и мышцы человека образуют опорно-двигательную систему. Она обеспечивает опору и движение организма.