Механические функции скелета: Какие функции выполняет скелет человека, из чего состоит скелет

Скелет — это… Что такое Скелет?

Скелет человека и лошади

Скеле́т (от др.-греч. σκελετός — «высушенный») — биологическая система, обеспечивающая опору в живых организмах. Старинный метод изготовления скелета — высушивание разделанной туши на солнце или в горячем песке^[1]. Древнейшим известным на сегодняшний день организмом, обладавшим скелетом, считается обитавшая на дне океана у южных берегов Австралии 550-560 миллионов лет назад губкоподобное существо Coronacollina acula. Внешним видом оно напоминало напёрсток, от которого радиально отходили прямые лучи, выполнявшие роль скелета^[2][3].

Типы

Скелеты обычно делят на три типа: внешние (экзоскелет), внутренние (эндоскелет) и жидкостные (гидростатический скелет, гидроскелет), хотя последний тип не всегда относят к скелетам из-за отсутствия отвердевших опорных структур.

Экзоскелет

Характерен для большинства беспозвоночных, у которых он представлен в виде раковины (многие простейшие, моллюски) или кутикулы (хитиновый панцирь членистоногих).

Характерной особенностью этих образований является то, что они не содержат клеточных организмов.

Эндоскелет

Эндоскелет (или просто скелет) позвоночных представляет собой комплекс плотных образований, развивающихся из мезенхимы. Состоит из отдельных костей, соединенных между собой при помощи хрящевой, костной или фиброзной ткани, вместе с которыми составляет пассивную часть опорно-двигательной системы.

Скелет принято разделять на:

Условно также деление на череп и посткраниальный скелет (в состав которого входят все части скелета, кроме черепа).

Значение скелета

Скелет — совокупность отдельных плотных образований, производных мезенхимальной ткани, соединённых между собой посредством хрящевой или костной ткани, выполняет ряд функций биологического и механического значения и составляет пассивную часть аппарата движения

[1].

Для всех позвоночных характерно наличие внутреннего скелета (эндоскелет), хотя и встречаются виды, у которых эндоскелет дополнен в той или иной степени развитым наружным скелетом (экзоскелет), возникающий в коже (например, костная чешуя у некоторых видов рыб). Появление твёрдого скелета (наружный скелет беспозвоночных) позволило защитить организм от вредных внешних влияний окружающей среды. Появление эндоскелета у позвоночных стало каркасом (опорой и поддержкой) для мягких тканей, а превращение отдельных частей скелета в рычаги, приводимые в движение с помощью мышц, дало новую функцию скелету — локомотивную. Таким образом, механическая функция скелета проявляется способностью осуществлять опору (прикрепление мягких тканей и органов к костной ткани), движение (определённое строение длинных трубчатых костей, соединённых подвижными сочленениями и приводимых в движение мышцами, управляемыми импульсами из нервной системы) и

защиту (образование из отдельных костей канала, коробки, костной клетки или костного вместилица). Позвоночный канал и черепная коробка защищают ткани и органы нервной системы, грудная клетка — жизненно важные органы грудной полости (сердце и лёгкие), а таз — репродуктивные органы и мочевой пузырь. Наряду с механической функцией скелет позвоночных осуществляет и биологическую функцию — участие в обмене веществ в организме, особенно минеральном (скелет является вместилищем фосфора, кальция, железа и других веществ), а также выполняет кроветворную функцию, не только являясь защитой для костного мозга, но и представляя её органическую часть^[1].

Развитие скелета

Скелет позвоночных

Скелет рыб

Дополнительные сведения: Рыбы

Позвоночник рыб состоит из отдельных, не сращенных в любом отделе, позвонков. Позвонки рыб амфицельные (то есть их обе торцевые поверхности вогнутые), между позвонками находятся хрящевая прослойка; нервная дуга сверху над телом позвонка защищает спинной мозг, который проходит сквозь неё. От позвонков, которые находятся в туловище, в стороны отходят рёберные отростки, к которым прикрепляются рёбра. В хвостовом отделе позвоночника боковых отростков на позвонках нет, вместе с тем кроме нервной дуги имеется сосудистая дуга, которая прикрепляется к позвонку снизу и защищает проходящий в ней большой кровеносный сосуд — брюшную аорту.

От нервных и сосудистых дуг вертикально вверх и вниз отходят заострённые отростки. По правую сторону и левую сторону от позвоночника отходит мембрана из соединительной ткани, которая называется горизонтальной перегородкой (септой) и разделяет мышцы тела рыбы на дорсальную (верхнюю) и вентральную (нижнюю) части, которые называются миомерами. В отличие от наземных позвоночных, у которых череп образован большим количеством сращенных костей, череп рыб содержит более чем 40 костных элементов, которые могут двигаться независимо. Это позволяет осуществлять вытягивание челюстей, раздвигание челюстей в стороны, опускать жаберный аппарат и дно ротовой полости. Подвижные элементы прикрепляются к более жёстко сочленённому нейрокраниуму, который окружает головной мозг. Нейрокраниум костных рыб эволюционно образовывается из хрящевого черепа хрящевых рыб, к которому прирастают кожные костные пластинки.

Скелет и мышцы образуют опорно-двигательную систему рыб — систему органов и тканей, которая позволяет рыбам осуществлять движения и корректировать своё положение в окружающей среде. Благодаря эволюционным видоизменениям части опорно-двигательной системы приспособлены для выполнения также и других специализированных функций.

Скелет земноводных

Скелет пресмыкающихся

Скелет птиц

Дополнительные сведения: Птицы

Скелет млекопитающих

Скелет человека

Скелет взрослого человека состоит приблизительно из 200—208 костей, соединенных различными видами суставов.

Скелет можно разделить на два отдела: осевой и добавочный. К первому относятся кости головы, лица, шеи и туловища; ко второму — кости верхних и нижних конечностей и их поясов — плечевого и тазового. Осевой скелет взрослого человека состоит из 80 костей, он включает череп, позвоночный столб, 12 пар ребер и грудину. Позвоночный столб состоит из 33-34 позвонков. Семь самых маленьких, подвижных шейных позвонков составляют наиболее подвижный, шейный отдел позвоночника, 12 более крупных, грудных позвонков вместе с ребрами образуют пространство, защищающее органы грудной клетки, а 5 мощных поясничных позвонков находятся в нижней части спины.

Пять крестцовых позвонков срослись в одну кость — крестец. Оставшиеся 4-5 позвонков составляют копчиковый отдел (наш недоразвитый хвост).

Плечи, предплечья, кисти и ладони состоят из 64 костей. Наиболее сложное строение имеет ладонь, в состав которой входят 8 костей запястья, 5 костей пясти, 2 — большого пальца и по 3 — каждого из остальных пальцев. Таз и нижние конечности состоят из 62 костей. Таз указывает на значительный половой диморфизм: у мужчин и женщин различается формой и размерами. С каждой стороны тела таз составляют кости: бедренная, седалищная и лобковая. Стопа состоит из: 7 костей предплюсны, 5 — плюсны, 2 — большого пальца ноги и по 3 — в каждом из остальных пальцев.

Скелеты приматов

Гидроскелет

Примером гидроскелета может служить образование в виде заполненной жидкостью гастральной полости у восьмилучевых полипов, которое поддерживает форму полипа.

См. также

Примечания

Ссылки

Биология для студентов — 04.

Скелет, как система органов защиты, опоры и движения

Функции, выполняемые

скелетом, можно разделить на две большие группы:

• механические функции,
• биологические функции.

Механические функции:

• защитная,
• опорная,
• локомоторная,
• рессорная.

Биологические функции скелета связаны с участием его в обмене веществ. Кости – это депо минеральных солей кальция и фосфора. 99 % всего кальция находится в костях. При недостатке в пище солей кальция компенсация их в организме осуществляется за счет кальция костей. Кости скелета также принимают участие в кроветворении. Красный костный мозг, находящийся в них вырабатывает:

• эритроциты,
• зернистые формы лейкоцитов,
• кровяные пластинки.

В кроветворной функции участвует не только костный мозг, но и кости в целом. Усиленная мышечная деятельность, оказывая влияние на кость, способствует и улучшению кроветворения.

Основной структурно-функциональной единицей скелета является кость. Основной тканью в кости является костная ткань. Так же имеется:

• плотная соединительная ткань, образующая оболочку кости, покрывающую ее снаружи,
• рыхлая соединительная ткань, одевающая сосуды,
• хрящевая, покрывающая концы костей или образующая зоны роста,
• ретикулярная ткань – основа костного мозга,
• элементы нервной ткани – нервы и нервные окончания.

В состав скелета входит 206 костей – 85 парных и 36 непарных. Кости составляют примерно 18 % веса тела.

Кость состоит из двух видов химических веществ:

• неорганических (вода и соли в основном кальция),
• органических.

Органическое вещество кости называется оссеином

. В свежей кости около 50 % воды, 22 % солей, 12 % оссеина и 16 % жира. Каждая кость снаружи покрыта соединительнотканной оболочкой – надкостницей, в которой различают два слоя: наружный и внутренний. Надкостница богата сосудами и нервами.

За надкостницей находится компактное (плотное) вещество кости, а далее губчатое вещество, состоящее из отдельных костных перекладин, располо­женных в виде сетки так, что между ними образуются ячейки – полости пластинок.

 

1– эпифиз; 2 – метафиз; 3 – апофиз; 4 – губчатое вещество; 5 – диафиз; 6 – компактное вещество; 7 – костномозговая полость.

Кости в организме человека связаны между собой в единое целое. Характер их соединения определяется функциональными условиями: в одних частях скелета движения между костями выражены больше, в других – меньше. Соединения костей можно представить в виде трех основных типов.

Различают:

• непрерывные соединения – синартрозы,
• прерывные – диартрозы,
• полупрерывные – гемиартрозы (полусуставы).

 

Непрерывными называются соединениями костей, при которых между костями нет перерыва, они связаны сплошной прослойкой ткани.

Прерывные соединения – это такие, когда между соединяющимися костями имеется перерыв – полость.

Суставы разделяются на простые и сложные. В простых суставах соединяются только две кости, в сложных – три и более.

По форме суставных поверхностей различают:

• шаровидные (с разновидностью – ореховидным суставом),
• эллипсовидные,
• седловидные,
• цилиндрические,
• блоковидные,
• плоские суставы.

По количеству осей вращения:

• трехосные (шаровидные и ореховидные), с тремя осями вращения,
• двуосные (эллипсовидные и седловидные ), с двумя осями вращения,
• одноосные (блоковидные и цилиндрические ) – с одной осью вращения.

Плоские суставы осей вращения не имеют, в них возможно лишь небольшое скольжение костей по отношению друг к другу. Чем больше осей вращения в суставе, тем больше в нем подвижность и разнообразнее движения, но крепость и прочность меньше.

Два или несколько самостоятельных суставов, движения в которых происходят одновременно, называются комбинированными. Полость двухкамерных суставов разделяется внутрисуставным хрящом (диском) на две части (камеры).

 

Травмы скелета: виды и характеристика

Сегодня мы расскажем вам о переломах, вывихах, разрывах и ушибах костей скелета человека. Наш скелет состоит более чем из 206 костей, обеспечивая опорную функцию и защищая наши внутренние органы. Кость – это сложное образование, представляющее собой совокупность костной ткани, суставного хряща, костного мозга, нервов и сосудов. Практически полностью кость состоит из белка и коллагена и лишь небольшой процент состава кости занимают углеводы, жиры и неколлагеновые волокна. Прочность кости напрямую зависит от содержания в ней различных минеральных и органических волокон, а, в частности, кальция и фтора.

Травмы скелета – достаточно часто явление современного общества. Увлечения экстремальными видами спорта, высокая популяризация здорового образа жизни, активный отдых, туризм. Все это создает предпосылки для учащения случаев травматизации, и, как следствие, высокого шанса получения травм различной степени тяжести и этиологии. Наиболее серьезная травма – перелом.

Виды травм

Типы переломов кости

Перелом – это вид травмы костей с нарушением их целостности с силой, в несколько раз превышающей прочность костной ткани. В результате переломов могут повреждаться близлежащие ткани, мышцы, сухожилия, сосуды и даже внутренние органы.

Все переломы принято делить на две большие группы:

открытые – с повреждением целостности кожного покрова, наличием открытой раны, наружным кровотечением.

закрытые – когда происходит только нарушение целостности самой кости, без каких – либо внешних повреждений.

Вывих – всегда происходит в подвижных суставах (плечевые, бедренные, локтевые, коленные). При вывихе происходит смещение суставных концов костей относительно друг друга. Это, как правило, непрямая травма, в результате которой объем движений в суставе превышает физиологический. Встречается гораздо реже, чем другие виды травм костей.

Виды вывихов

Ушиб – это повреждение ткани и близлежащих кровеносных сосудов в результате удара или сдавления без нарушения кожного покрова.

Ушиб мягких тканей

Общие причины травм скелета человека

Травматические

Так как тема нашей с вами беседы – это переломы, ушибы, вывихи и растяжения, то из всех существующих причин получения травм, нас будут интересовать только воздействие механических внешних факторов.

Среди них:

• Рывок;
• Падение с высоты;
• Удар;
• Толчок;
• Контузия;
• Сдавление.
• Сжатие.

Наибольшую опасность представляют собой последствия механической травмы, в результате которой может произойти обширная кровопотеря, а также нарушение иннервации органа или ткани. Это ведет к развитию целого ряда общих нарушений в работе организма.

Более подробно про анатомию человека – Строение скелета

Паталогические

Так же причиной получения травмы может стать и воздействие внешних факторов на патологически измененную, в следствие какой – либо болезни, кость.

Чаще всего это происходит при таких заболеваниях, как:

• Остеомиелит;
• Фиброзная дисплазия;
• Остеопетроз;
• Болезнь Педжета.

При этом, даже самые незначительные воздействия на кость могут вызвать серьезные переломы, приводящие, в последствии, к инвалидизации человека, с утратой функций органа. Для того, чтобы нам с вами научиться грамотно оказывать неотложную доврачебную помощь при различных травмах костей скелета, необходимо рассмотреть некоторые травмы отдельно, в частном порядке. Для этого весь скелет человека мы поделим на четыре большие группы и рассмотрим в каждой группе наиболее часто встречающиеся травмы и необходимую доврачебную помощь при каждой из них. Ссылки на каждую статью вы сможете получить здесь..

Напоминаем, мы с вами рассматриваем только те виды травм, которые получены в результате воздействия механических внешних факторов. Таких травм очень много. В наших следующих статьях мы подробно рассмотрим наиболее часто встречающиеся повреждения.

Очень часто люди задают такой вопрос: «Первая помощь при переломе рук», «Доврачебная помощь при переломе ноги». Постановка такого вопроса не совсем корректна. Рука – это верхняя конечность человека, состоящая из следующих элементов: ключица, лопатка, плечо, предплечье (локтевая, лучевая), кисть (запястье, пястье и фаланги пальцев). Поэтому далее мы с вами будем рассматривать руку, как верхнюю конечность и, соответственно, классифицировать травмы опираясь на это понятие. то же самое касается ног, шеи и головы.

Итак более подробно по доврачебной помощи читайте в материалах по каждой теме:

1. Травмы головы. Виды. Доврачебная помощь.

a) Сотрясение головного мозга;

b) Ушиб головного мозга;

c) Перелом основания свода черепа.

2. Травмы шейного отдела позвоночника. Виды. Доврачебная помощь.

a) Повреждение связок и дисков;

b) Хлыстовая травма шеи;

c) Перелом тела позвонка;

d) Ушиб шейного отдела позвоночника.

3. Травмы верхних конечностей. Виды. Доврачебная помощь.

a) Перелом ключицы;

b) Перелом костей предплечья;

c) Вывих локтевого сустава;

d) Перелом костей кисти.

4. Травмы нижних конечностей. Виды. Доврачебная помощь.

a) Перелом шейки бедра;

b) Перелом таза;

c) Вывих голени;

d) Разрыв мениска;

e) Перелом лодыжки;

f) Перелом бедренной кости.

Остеосинтез в хирургическом лечении больных с опухолями костей

Остеосинтез в хирургическом лечении больных с опухолями костей

Терсков А.Ю., Иванов В.В., Николаенко А.Н.

Самарский государственный медицинский университет,
Самарский областной клинический онкологический диспансер,
Самара, Россия
Контакты: Николаенко А.Н., e-mail:

Опорно-двигательная система выполняет ряд функций, которые в основном имеют механическое и биологическое значение. Механические функции скелета проявляются в его способности осуществлять защиту, опору и движение. Опора достигается прикреплением мягких тканей и органов к различным частям скелета. Движение возможно благодаря тому, что кости являются длинными и короткими рычагами, соединёнными подвижными сочленениями и приводимыми в движение мышцами.

Цель работы: проанализировать роль остеосинтеза в хирургическом лечении больных с опухолями костей.

Развитие опухоли в костях скелета подразумевает нарушение состава и дифференцировки тканей и как следствие снижение механической прочности. Переломы костей возникают в результате нагрузки, при которой возникает угловое ускорение и центростремительная сила, действующая перпендикулярно к оси кости, под действием приложенной силы к кости происходит деформация изгиба и точечная усталость. Анализ результатов показал, что восстановление прочности кости и устойчивости к деформации достигается в результате выполнения этапа остеосинтеза при оперативном лечении больных с опухолями костей скелета. При этом металлоконструкция играет роль шинирования кости за счет компрессии, поддержки, перемыкания и защиты.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: остеосинтез; опухоль; метастаз; патологический перелом.

Литература

1. Воронович И.Р., Пашкевич Л.А. Особенности диагностики и лечения опухолей костей и крупных суставов. Сборник тезисов и докладов VIII съезда травматологов-ортопедов России «Травматология и ортопедия XXI века». Т. II. Самара, 2006; 880-1.
2. Давыдов М.И., Чиссов В.И. Национальное руководство по онкологии. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2008.
3. Котельников Г.П., Миронов С.П., Мирошниченко В.Ф. Травматология и ортопедия. М.: 2006; 398.
4. Котельников Г.П., Терсков А.Ю., Сухачев П.А., Кобзарев В.В., Иванов В.В. Патент «Способ обработки костной ткани при хирургическом лечении доброкачественных опухолей скелета». №2416367 от 20.04.2011.
5. Миронов С.П., Котельников Г.П. Национальное руководство по ортопедии. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2008; 487-90.
6. Привес М.Г., Лысенков Н.К., Бушкович В.И. Анатомия человека. 11-е изд., испр. и доп. СПб.: Гиппократ, 2002; 704.

Стр. 22-25

КОСТИ И ИХ СОЕДИНЕНИЯ — Студопедия

Все многообразие функций, выполняемых скелетом, можно объединить в две большие группы — механические функции и биологические функции. К механическим функциям относятся защитная, опорная, локомоторная и рессорная.

Защитная функция скелета состоит в том, что он образует стенки ряда полостей (грудной полости, полости черепа, полости таза, позвоночного канала) и является, таким образом, надежной защитой для располагающихся в этих полостях жизненно важных органов.

Опорная функция скелета заключается в том, что он является опорой для мышц и внутренних органов, которые, фиксируясь к костям, удерживаются в своем положении.

Локомоторная функция скелета проявляется в том, что кости — это рычаги, которые приводятся в движение мышцами (через нервную систему), обусловливая различные двигательные акты — бег, ходьбу, прыжки и т. п.

Рессорная функция скелета обусловлена способностью его смягчать толчки и сотрясения (благодаря сводчатому строению стопы, хрящевым прокладкам между костями в местах их соединения, связкам внутри соединений костей, изгибам позвоночника и др.).

Биологические функции скелета связаны с участием его в обмене веществ, прежде всего в минеральном обмене. Кости — это депо минеральных солей кальция и фосфора. 99% всего кальция находится в костях. При недостатке в пище солей кальция компенсация их в организме осуществляется за счет кальция костей.

Кроме того, кости скелета принимают участие и в кроветворении. Находящийся в них красный костный мозг вырабатывает эритроциты, зернистые формы лейкоцитов и кровяные пластинки. При этом в кроветворной функции участвует не только костный мозг, но и кости в целом, так что усиленная мышечная деятельность, оказывая влияние на кость, способствует и улучшению кроветворения.

КОСТИ

Основной структурно-функциональной единицей скелета является кость. Каждая кость в организме человека — это живой, пластичный, изменяющийся орган. Кость как орган состоит из нескольких тканей, имеет свою определенную морфологическую структуру и функционирует как часть целостного организма. Основной тканью в кости является костная ткань, кроме нее имеется плотная соединительная ткань, образующая, например, оболочку кости, покрывающую ее снаружи, рыхлая соединительная ткань, одевающая сосуды, хрящевая, покрывающая концы костей или образующая зоны роста, ретикулярная ткань — основа костного мозга и элементы нервной ткани — нервы и нервные окончания. Каждая кость имеет определенную форму, величину, строение и находится в связи с соседними костями. Кости составляют примерно 18% веса тела.

Особое специфическое физико-химическое соединение органических и неорганических веществ в костях и обусловливает их основные свойства — упругость, эластичность, прочность и твердость. Кость человека выдерживает давление на 1 мм² 15 кг, а кирпич всего 0,5 кг.

Химический состав костей непостоянен, он меняется с возрастом, зависит от функциональных нагрузок, питания и других факторов. В костях детей относительно больше, чем в костях взрослых, оссеина, они более эластичны, меньше подвержены переломам, но под влиянием чрезмерных нагрузок легче деформируются.

Форма костей. Форма костей в скелете человека очень разнообразна. Скелет человека состоит из костей. Различают длинные (кости плеча, предплечья, бедра, голени), короткие (кости кисти и стопы) и плоские (кости черепа, лопатки) кости. Кроме того, есть кости пневматические и сесамовидные.

Расположение костей в скелете связано с выполняемой ими функцией при общей закономерности: «Кости построены так, что при наименьшей затрате материала обладают наибольшей крепостью, легкостью, по возможности уменьшая влияние толчков и сотрясений» (П.Ф. Лесгафт).

Длинные кости расположены на конечностях, где они, как рычаги, обеспечивают значительный размах движений. В этих костях преобладает продольный размер. В каждой длинной или трубчатой кости различают среднюю часть — тело (диафиз) и 2 конца (эпифизы) — проксимальный и дистальный.

Внутри тела кости находится костномозговая полость, не уменьшающая ее прочности.

Короткие кости находятся там, где вместе с подвижностью и разнообразием движений необходима прочность (позвоночный столб, кости запястья). Размеры коротких костей одинаковы в трех плоскостях.

Плоские кости не содержат полости; между двумя пластинками компактного вещества в них располагается губчатое вещество. Плоские кости участвуют в образовании полостей для защиты органов (кости черепа, таза и др.).

Смешанные кости — это такие, различные части которых имеют разную форму (височная кость).

Пневматические, или воздухоносные, кости имеют внутри полость, выстланную слизистой оболочкой и заполненную воздухом, что облегчает вес кости, не уменьшая ее прочности.

Сесамовидные кости — это кости, вставленные в сухожилия мышц и увеличивающие поэтому плечо силы мышц, способствующие усилению их действия.

Сверху кости покрыты плотной оболочкой – надкостницей, через мелкие отверстия которой проходят кровеносные сосуды, питающие кость. Благодаря надкостнице обеспечивается рост костей в толщину и срастание костей при переломе. Концы кости покрыты хрящом. За счет деления клеток хряща кость растет в длину.

За надкостницей расположено компактное плотное вещество, пропитанное солями кальция, а под ним – губчатое вещество кости, которое состоит из множества перекрещивающихся костных пластинок, придающих им прочность. Длинные трубчатые кости внутри имеют полость, заполненную костным мозгом.

Череп состоит из мозгового и лицевого отделов. Мозговой отдел – черепная коробка – защищает головной мозг от повреждений. Мозговой отдел образован лобной, затылочной, двумя теменными и двумя височными костями. В состав лицевого отдела черепа входят различные крупные и мелкие кости (например, верхняя и нижняя челюсти, скуловые и носовые кости). Все они неподвижно соединены между собой, кроме нижнечелюстной кости.

Скелет туловища образуют позвоночник и грудная клетка. Позвоночник включает в себя 7 шейных, 12 грудных, 5 поясничных, 5 крестцовых и 4–5 копчиковых позвонков, в соответствии с которыми и различают пять отделов позвоночника – шейный, грудной, поясничный, крестцовый и копчиковый.

Позвоночник человека, в отличие от позвоночника животных, имеет четыре изгиба. Их появление связано с прямохождением и способствует смягчению толчков при ходьбе, беге, прыжках, предохранению внутренних органов и спинного мозга от сотрясений. Каждый позвонок состоит из тела и дуги с несколькими отростками. Внутри позвоночника проходит позвоночный канал, окружающий спинной мозг.

Грудные позвонки, ребра и грудная кость (грудина) образуют грудную клетку, которая находится в верхней части туловища.

Грудная клетка защищает от повреждений расположенные в ней сердце и лёгкие.

У человека 12 пар плоских дугообразно изогнутых рёбер. Рёбра подвижно сочленены с позвонками сзади, а спереди они (кроме двух пар нижних рёбер) при помощи гибких хрящей соединяются с грудиной, расположенной по средней линии груди. Это позволяет грудной клетке расширяться или сужаться при дыхании.

Скелет верхней конечности (руки), состоит из трёх отделов: плеча, предплечья и кисти. Длинная плечевая кость образует плечо. Две кости – локтевая и лучевая – составляют предплечье. С предплечьем соединяется кисть, состоящая из мелких косточек запястья и пясти, образующих ладонь, и гибких подвижных пальцев. При помощи лопаток и ключиц, образующих плечевой пояс, кости руки прикрепляются к костям туловища.

Нижняя конечность (нога) состоит из бедра, голени и стопы. Бедро образовано бедренной костью, которая является самой крупной костью нашего тела. Голень состоит из двух берцовых костей, а стопа – из нескольких костей, самая крупная из которых пяточная. Нижние конечности прикреплены к туловищу с помощью пояса нижних конечностей (тазовых костей). У человека тазовые кости шире и массивнее, чем у животных. Кости конечностей соединяются между собой подвижно при помощи суставов.

Скелет составляют кости головы (череп), туловища, верхних и нижних конечностей.

Функции скелетной системы

Цели обучения

• Определение костей, хрящей и скелетной системы
• Перечислить и описать функции костной системы

Рис. 1. Движение поддержки костей. Кости действуют как рычаги, когда мышцы охватывают сустав и сокращаются. (кредит: Бенджамин Дж. ДеЛонг)

Кость , или костная ткань , представляет собой твердую плотную соединительную ткань, которая образует большую часть скелета взрослого человека, поддерживающую структуру тела.В областях скелета, где движутся кости (например, грудная клетка и суставы), хрящ , полужесткая форма соединительной ткани, обеспечивает гибкость и гладкие поверхности для движения. Скелетная система — это система тела, состоящая из костей и хрящей, которая выполняет следующие важнейшие функции для человеческого тела:

• поддерживает корпус
• облегчает передвижение
• защищает внутренние органы
• производит клетки крови
• накапливает и высвобождает минералы и жиры

Поддержка, перемещение и защита

Наиболее очевидные функции скелетной системы — это грубые функции, видимые при наблюдении.Просто взглянув на человека, вы увидите, как кости поддерживают, облегчают движение и защищают человеческое тело.

Рис. 2. Кости защищают мозг. Череп полностью окружает мозг и защищает его от травм.

Подобно тому, как стальные балки здания служат каркасом, выдерживающим его вес, кости и хрящи вашей скелетной системы составляют каркас, поддерживающий остальную часть вашего тела. Без скелетной системы вы были бы вялой массой органов, мышц и кожи.

Кости также облегчают движение, выступая в качестве точек прикрепления ваших мышц. В то время как некоторые кости служат только опорой для мышц, другие также передают силы, возникающие при сокращении ваших мышц. С механической точки зрения кости действуют как рычаги, а суставы служат опорами (рис. 1).

Если мышца не охватывает сустав и не сокращается, кость не двигается. Для получения информации о взаимодействии скелетной и мышечной систем, то есть опорно-двигательного аппарата, обратитесь к дополнительному контенту.

Кости также защищают внутренние органы от травм, покрывая их или окружая их. Например, ребра защищают легкие и сердце, кости позвоночника (позвоночник) защищают спинной мозг, а кости черепа (черепа) защищают мозг (рис. 2).

Карьера: ортопед

Ортопед — врач, специализирующийся на диагностике и лечении заболеваний и травм, связанных с опорно-двигательной системой. Некоторые ортопедические проблемы можно лечить с помощью лекарств, упражнений, подтяжек и других устройств, но другие лучше всего лечить хирургическим путем (рис. 3).

Рисунок 3. Скоба для руки. Ортопед иногда прописывает использование корсета, который укрепляет нижележащую костную структуру, для поддержки которой он используется. (Источник: Юхан Сонин)

Хотя происхождение слова «ортопедия» (ortho- = «прямой»; paed- = «ребенок») буквально означает «выпрямление ребенка», у ортопедов могут быть пациенты от педиатров до гериатров. В последние годы ортопеды даже выполнили пренатальные операции по исправлению расщелины позвоночника, врожденного дефекта, при котором нервный канал в позвоночнике плода не закрывается полностью во время эмбриологического развития.

Ортопеды обычно лечат травмы костей и суставов, но они также лечат другие заболевания костей, включая искривление позвоночника. Боковое искривление (сколиоз) может быть достаточно серьезным, чтобы проскользнуть под лопатку (лопатку), заставляя ее подниматься вверх в виде горба. Искривления позвоночника также могут быть чрезмерными дорсовентрально (кифоз), вызывая сгибание спины и сдавление грудной клетки. Эти искривления часто появляются у детей раннего возраста в результате неправильной осанки, аномального роста или неопределенных причин. В основном их легко лечат ортопеды.С возрастом накопленные травмы позвоночника и такие заболевания, как остеопороз, также могут приводить к искривлению позвоночника, поэтому иногда наблюдается сутулость у пожилых людей.

Некоторые ортопеды специализируются на спортивной медицине, которая занимается как простыми травмами, такими как растяжение лодыжки, так и сложными травмами, такими как разрыв вращательной манжеты плеча. Лечение может варьироваться от физических упражнений до операции.

Хранение минералов, накопление энергии и кроветворение

Рисунок 4.Головка бедренной кости с красным и желтым костным мозгом. Головка бедренной кости содержит как желтый, так и красный костный мозг. Желтый кабачок накапливает жир. Красный костный мозг отвечает за кроветворение. (кредит: модификация работы «stevenfruitsmaak» / Wikimedia Commons)

На метаболическом уровне костная ткань выполняет несколько важных функций. Во-первых, костный матрикс действует как резервуар для ряда минералов, важных для функционирования организма, особенно кальция и калия. Эти минералы, включенные в костную ткань, могут высвобождаться обратно в кровоток для поддержания уровней, необходимых для поддержания физиологических процессов.Ионы кальция, например, необходимы для сокращения мышц и контроля потока других ионов, участвующих в передаче нервных импульсов.

Кость также служит местом для хранения жира и производства клеток крови. Более мягкая соединительная ткань, заполняющая большую часть костной ткани, называется костным мозгом (рис. 4). Есть два типа костного мозга: желтый и красный. Желтый костный мозг содержит жировую ткань; Триглицериды, хранящиеся в адипоцитах ткани, могут служить источником энергии. Красный костный мозг — это место, где происходит кроветворение — производство клеток крови. Красные кровяные тельца, лейкоциты и тромбоциты производятся в красном костном мозге.

Каковы пять основных функций скелетной системы?

Скелетная система разделена на две части: осевой скелет и аппендикулярный скелет . Осевой скелет включает череп, позвоночник, ребра и грудину. Аппендикулярный скелет включает все верхние и нижние конечности, плечевой и тазовый пояс.Кости в человеческом теле бывают четырех основных форм: длинные, короткие, плоские и неправильные, и состоят из паутины коллагеновых волокон, армированных кальцием и фосфором.

Коллаген обеспечивает гибкость, а минералы обеспечивают прочность на разрыв. В организме есть 5 функций скелетной системы, три из которых внешние и видимые невооруженным глазом, а две — внутренние. К внешним функциям относятся: конструкция, движение и защита. Внутренние функции: производство и хранение клеток крови.

1. Конструкция

••• Jupiterimages / Photos.com / Getty Images

Как и стальной каркас здания, функции скелета и костей заключаются в обеспечении жесткости, которая придает форму телу и поддерживает вес. мышц и органов. Без этой структуры тело сжалось бы само по себе, сжимая легкие, сердце и другие органы, нарушая их функцию.

У некоторых существ нет внутреннего скелета, вместо этого у них есть внешние панцири (или экзоскелеты) с прикреплениями мускулов внутри.Жесткая структура скелетной системы также позволяет ему выполнять еще одну из 5 функций скелетной системы: движение.

2. Движение

••• Изображения Юпитера / Brand X Pictures / Getty Images

В механике движения участвуют три основные системы:

1. Нервная система
2. Мышечная система
3. Скелетная система

Нервная Система посылает электрические импульсы, которые активируют мышцы, а скелетная система обеспечивает рычаги и якоря для мышц, за которые они могут тянуть.Все скелетные мышцы имеют начало и точку прикрепления.

Источник — якорь, кость, которая остается неподвижной, пока работает мышца. Вставка — это кость, которая движется во время работы мышцы, что является одной из основных функций скелета. Так, например, в случае бицепса верхняя часть руки и плечо являются исходными (якорь), а кости предплечья — местом прикрепления. Интересно, что количество энергии, необходимой мышце, напрямую зависит от длины кости (или рычага) и места ее прикрепления.

Это означает, что более низкие люди на самом деле используют меньше энергии для движения, чем более высокие люди, потому что у них более короткие кости, а точка прикрепления ближе к исходной точке.

3. Защита

••• Stockbyte / Stockbyte / Getty Images

Пожалуй, наиболее важной из 5 функций костной системы является защита. Наиболее очевидным примером функций защитных свойств скелета является человеческий череп. Позвонки и ребра также выполняют защитные функции, покрывая тонкие структуры, такие как спинной мозг, сердце и легкие.Грудная клетка не только окружает органы дыхания, но также очень гибкая и способна расширяться и сжиматься с каждым вдохом.

Кости черепа на самом деле представляют собой несколько плоских пластин, соединенных швами. Эти швы позволяют черепу проходить через родовые пути и расширяться по мере роста мозга. Швы срастаются в раннем детстве, образуя классическую форму черепа.

Все позвонки — это кости неправильной формы человеческого тела, которые обеспечивают защиту и гибкость при движении.Между каждым позвонком также есть фиброзные диски, которые обеспечивают амортизацию.

4. Производство клеток крови

••• Thomas Northcut / Digital Vision / Getty Images

Красные и белые кровяные тельца образуются в красном костном мозге костей. При рождении и в раннем детстве весь костный мозг красный. С возрастом примерно половина костного мозга превращается в желтый костный мозг, который состоит из жировых клеток. У взрослого человека большинство длинных костей содержит желтый костный мозг, а красный костный мозг находится только в плоских костях бедра, черепа и лопаток, позвонках и на концах длинных костей.

Однако в случае сильной кровопотери организм может преобразовать часть желтого костного мозга обратно в красный костный мозг, чтобы увеличить производство клеток крови.

5. Хранение

••• Jupiterimages / Goodshoot / Getty Images

Организм использует кальций и фосфор для таких телесных процессов, как сокращение мышц. Некоторые из этих минералов содержатся в нашем рационе, но они также извлекаются из костей человеческого тела. Когда организму нужен кальций, если в крови нет готового запаса, эндокринная система вырабатывает гормоны, которые запускают процесс извлечения кальция из костей и его выброса в кровоток.Когда есть избыток кальция в крови, он возвращается в кости.

Вот почему так важны диетический кальций и витамин D. Организм постоянно использует кальций, и, если в рационе не хватает кальция, он будет постоянно забирать кальций из костей для компенсации, что приводит к остеопорозу. Наличие достаточного количества кальция в рационе обеспечивает его достаточное количество для функций организма и восполняет резервные запасы в костях.

6.1 Функции скелетной системы — анатомия и физиология

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

Перечислить и описать функции костной системы

• Приписать определенные функции скелетной системы определенным компонентам или структурам

Скелетная система — это система организма, состоящая из костей, хрящей, связок и других тканей, которые выполняют важные функции для человеческого тела.Костная ткань или костная ткань — это твердая, плотная соединительная ткань, которая формирует большую часть скелета взрослого человека, внутреннюю опорную структуру тела. В областях скелета, где целые кости движутся друг относительно друга (например, суставы, такие как плечо или между костями позвоночника), хрящи, полужесткая форма соединительной ткани, обеспечивают гибкость и гладкие поверхности для движения. Кроме того, связки, состоящие из плотной соединительной ткани, окружают эти суставы, связывая скелетные элементы вместе (связка , — это плотная соединительная ткань, которая соединяет кости с другими костями).Вместе они выполняют следующие функции:

Рисунок 6.1.1 Функции скелетной системы.

Некоторые функции скелетной системы легче наблюдать, чем другие. При перемещении вы можете почувствовать, как ваши кости поддержать вас, облегчить ваши движения, и защищают мягкие органы вашего тела. Подобно тому, как стальные балки здания обеспечивает леску, чтобы выдержать его вес, кости и хрящи скелетной системы составляют леску, которая поддерживает остальную часть вашего тела.Без скелетной системы вы были бы вялой массой органов, мышц и кожи. Кости облегчают движение, служа точками прикрепления ваших мышц. Кости также защищают внутренние органы от травм, покрывая их или окружая их. Например, ребра защищают легкие и сердце, кости позвоночника (позвоночник) защищают спинной мозг, а кости черепа (черепа) защищают мозг (см. Рис. 6.1.1).

На метаболическом уровне костная ткань выполняет несколько важных функций.Во-первых, костная ткань действует как резервуар для ряда минералов, важных для функционирования организма, особенно для кальция и фосфора. Эти минералы, включенные в костную ткань, могут высвобождаться обратно в кровоток для поддержания уровней, необходимых для поддержания физиологических процессов. Например, ионы кальция необходимы для сокращения мышц и участвуют в передаче нервных импульсов.

Кости также служат местом для хранения жира и производства клеток крови.Уникальная соединительная ткань, которая заполняет внутреннюю часть большинства костей, называется костным мозгом . Есть два типа костного мозга: желтый костный мозг и красный костный мозг. Желтый костный мозг содержит жировую ткань, и триглицериды, хранящиеся в адипоцитах этой ткани, могут высвобождаться, чтобы служить источником энергии для других тканей тела. Красный костный мозг — это место, где происходит производство клеток крови (называемых кроветворением, hemato- = «кровь», -poiesis = «производить»).Красные кровяные тельца, лейкоциты и тромбоциты производятся в красном костном мозге. С возрастом распределение красного и желтого костного мозга меняется, как показано на рисунке (рис. 6.1.2).

Рисунок 6.1.2. – Костный мозг: Кости содержат различное количество желтого и / или красного костного мозга. В желтом костном мозге хранится жир, а красный костный мозг отвечает за производство клеток крови (кроветворение).

Связь с карьерой — ортопед

Ортопед — врач, специализирующийся на диагностике и лечении заболеваний и травм, связанных с опорно-двигательной системой.Некоторые ортопедические проблемы можно лечить с помощью лекарств, упражнений, подтяжек и других приспособлений, но другие лучше всего лечить хирургическим путем (рис. 6.1.3).

Рисунок 6.1.3 — Ортез для руки: Ортопед иногда предписывает использовать скобу, которая укрепляет нижележащую костную структуру, для поддержки которой он используется. (Источник: Юхан Сонин)

Хотя происхождение слова «ортопедия» (ortho- = «прямой»; paed- = «ребенок») буквально означает «выпрямление ребенка», у ортопедов могут быть пациенты от педиатров до гериатров.В последние годы ортопеды даже выполнили пренатальные операции по исправлению расщелины позвоночника, врожденного дефекта, при котором нервный канал в позвоночнике плода не закрывается полностью во время эмбриологического развития.

Ортопеды обычно лечат травмы костей и суставов, но они также лечат другие заболевания костей, включая искривление позвоночника. Боковое искривление (сколиоз) может быть достаточно серьезным, чтобы проскользнуть под лопатку (лопатку), заставляя ее подниматься вверх в виде горба. Искривления позвоночника также могут быть чрезмерными дорсовентрально (кифоз), вызывая сгибание спины и сдавление грудной клетки.Эти искривления часто появляются у детей раннего возраста в результате неправильной осанки, аномального роста или неопределенных причин. В основном их легко лечат ортопеды. С возрастом накопленные травмы позвоночника и такие заболевания, как остеопороз, также могут приводить к искривлению позвоночника, поэтому иногда наблюдается сутулость у пожилых людей.

Некоторые ортопеды специализируются на спортивной медицине, которая занимается как простыми травмами, такими как растяжение лодыжки, так и сложными травмами, такими как разрыв вращательной манжеты плеча.Лечение может варьироваться от физических упражнений до операции.

Обзор раздела

Основными функциями скелетной системы являются поддержка тела, облегчение движений, защита внутренних органов, хранение минералов и жира и формирование клеток крови.

Контрольные вопросы

Вопросы о критическом мышлении

1. Предположим, у вас не может образоваться красный костный мозг.Какие функции ваше тело не сможет выполнять?
2. Предположим, ваша костная ткань не может накапливать кальций. Какие функции ваше тело не сможет выполнять?

Глоссарий

костная (костная) ткань

твердая плотная соединительная ткань, образующая структурные элементы скелета

хрящ

полужесткая соединительная ткань на скелете в областях, где гибкость и гладкие поверхности поддерживают движение

кроветворение

производство клеток крови, которое происходит в красном костном мозге

связка

плотная соединительная ткань, соединяющая одну целую кость с другой цельной костью

ортопед

Врач, специализирующийся на диагностике и лечении заболеваний и травм опорно-двигательного аппарата

красный костный мозг

Соединительная ткань во внутренней полости кости, в которой происходит образование клеток крови (кроветворение)

костная система

Система органов, состоящая из костей, хрящей и связок, которая обеспечивает движение, поддержку, защиту, хранение минералов и жира, формирование клеток крови

желтый костный мозг

Соединительная ткань во внутренней полости кости, где хранится жир

Решения

Ответы на вопросы о критическом мышлении

1. Без красного костного мозга вы не смогли бы производить клетки крови.Красный костный мозг отвечает за образование красных и белых кровяных телец, а также тромбоцитов. Красные кровяные тельца транспортируют кислород к тканям и удаляют углекислый газ. Без красных кровяных телец ваши ткани не смогли бы производить АТФ, используя кислород. Белые кровяные тельца играют важную роль в иммунной системе, которая борется с чужеродными захватчиками в нашем организме — без белых кровяных телец вы не смогли бы оправиться от инфекции. Тромбоциты отвечают за свертывание крови при разрыве сосуда. Без тромбоцитов вы истекли бы кровью и умерли.
2. Кальций в костной ткани оказывает минеральную поддержку костям. Без этого кальция кости не становятся жесткими и не могут поддерживать себя. Кальций в костной ткани также является важным местом хранения, которое при необходимости может высвобождать кальций. Другие системы органов полагаются на этот кальций для действия (в частности, сокращения мышц и передачи нейронных сигналов). Без накопления кальция уровень кальция в крови резко меняется и влияет на сокращение мышц и нервную сигнализацию.

Скелетная система

— обзор

МЕХАНИЧЕСКАЯ НАГРУЗКА

Скелетная система обеспечивает механическую поддержку и защиту для множества органов позвоночных организмов.Чтобы противостоять нагрузке наиболее эффективным способом (максимальная прочность при минимальном количестве материала), скелет постоянно корректирует свою костную массу и архитектуру в ответ на нагрузку посредством ремоделирования кости. Фактически, адаптация и изменение формы костной структуры к механическим силам требует замены существующих костных пакетов или целых трабекул новыми, надлежащим образом ориентированными относительно преобладающих механических нагрузок. Тесная динамическая связь между структурой кости и силовыми линиями в кости может поддерживаться реакцией на порог механической деформации (сила на единицу площади), ниже которого происходит удаление костной ткани остеокластом, в то время как более высокая деформация будет стимулировать добавление кости. .Действительно, давно признано, что механическое напряжение, вызванное упражнениями с отягощением, увеличивает активность остеобластов и вызывает образование костей. И наоборот, отсутствие механической стимуляции в результате длительной иммобилизации или разгрузки вызывает серьезную потерю костной массы. Во время иммобилизации резорбция костной ткани увеличивается, а образование уменьшается, что способствует потере костной массы, связанной со слабостью и длительным постельным режимом. Точно так же продолжительный космический полет с отсутствием сил гравитации на скелет приводит к заметной потере костной массы и повышенной хрупкости костей у космонавтов.

Все больше данных свидетельствует о том, что основным типом механочувствительных клеток кости является остеоцит (см. Ранее). Остеоцит идеально расположен внутри пластинчатой ​​кости для восприятия механических сил и может передавать сигналы другим остеоцитам, остеобластам и остеокластам на поверхности кости через соединительную канальцевую сеть. ^233,368-370 Было продемонстрировано, что остеоциты обладают способностью стимулировать резорбцию костей in vitro и in vivo. ^{371 , 372} Было высказано предположение, что эта модуляция ремоделирования кости вызывается апоптозом остеоцитов, который может быть следствием разгрузки. ³⁷³ И наоборот, механическая стимуляция способна поддерживать жизнеспособность остеоцитов. ^{374 , 375} Недавние исследования подчеркивают важность жизнеспособности остеоцитов в поддержании здоровья костной ткани и реакции на механическую нагрузку. Экспериментальное разрушение остеоцитов в мышиной кости посредством направленной экспрессии рецептора дифтерийного токсина под контролем специфичного для остеоцитов промотора DMP-1 быстро привело к крупномасштабному увеличению резорбции кости, уменьшению костеобразования и потере трабекулярной кости.В то же время эти мыши были устойчивы к потере костной массы, вызванной разгрузкой, что указывает на потребность в остеоцитах в ответ на механические сигналы. ³⁷⁶

Механизмы, с помощью которых механический стимул преобразуется в биохимические сигналы в остеоцитах и ​​остеобластах, а также средства, с помощью которых эти клетки затем модулируют активность ремоделирования кости, четко не идентифицированы. Влияния, которые были вовлечены в процесс, включают поперечные силы, создаваемые движением жидкости (например,g., в канальцах, окружающих дендриты остеоцитов) и различных мембранных белков, включая интегрины, коннексины и чувствительные к растяжению ионные каналы. ^{233 236 239} Например, механическая стимуляция увеличивает экспрессию коннексинов, трансмембранных белков, которые образуют регулируемые каналы; это позволяет осуществлять прямой обмен небольшими молекулами с соседними клетками, что приводит к межклеточной коммуникации между клетками. ^239,377-379 Более того, остеоциты реагируют in vitro и in vivo на повышенную нагрузку, изменяя свои сигналы.Например, в ответ на нагрузку остеоциты повышают выработку оксида азота, высвобождают простагландин (PG) E-2 и IGF-1 и снижают экспрессию транспортера глутамата. ²³³ Экспрессия DMP-1 также значительно увеличивается при механической стимуляции. ³⁸⁰ Инактивация DMP-1 у мышей связана с гипоминерализованным фенотипом, связанным с повышенным уровнем FGF-23 и дефектным формированием лакуны / канальцевой сети остеоцитов. ³⁸¹ Производство MEPE в остеоцитах также является механочувствительным, демонстрируя замедленное производство после механической стимуляции, в отличие от DMP-1. ³⁸² Целенаправленное разрушение MEPE приводит к увеличению костной массы и придает определенную степень устойчивости к возрастной потере трабекулярной кости. ³⁸³ Поскольку как DMP-1, так и MEPE могут регулировать метаболизм фосфатов и массу костной ткани, эти результаты предполагают потенциальную связь между физическими упражнениями, местной минерализацией кости, гомеостазом фосфатов и функцией почек, управляемой остеоцитами, что может быть важно для понимания полный спектр последствий потери остеоцитов, наблюдаемых при старении костей. ^{233 237 243 384}

Большой интерес также представляет недавнее наблюдение, что механическая нагрузка изменяет уровни экспрессии SOST в остеоцитах, что приводит к быстрому снижению продукции склеростина. ³⁸⁵ Как уже упоминалось, склеростин ингибирует передачу сигналов Wnt посредством связывания с LRP5 / 6 ^{240 , 241} ; Мыши SOST -null имеют очень высокую костную массу, ^{386 , 387} , тогда как трансгенные мыши, напротив, сверхэкспрессирующие склеростин в остеоцитах, страдают тяжелой потерей костной массы. ³⁸⁸ Таким образом, по-видимому, остеоциты используют путь Wnt / β-катенин для передачи сигналов механической нагрузки клеткам на поверхности кости. ^{236 , 389}

Кости: типы, структура и функции

Кости — это больше, чем просто строительные леса, удерживающие тело вместе. Кости бывают всех форм и размеров и выполняют множество функций. В этой статье мы объясняем их функции, из чего они состоят и типы задействованных клеток.

Несмотря на первое впечатление, кости — это живые активные ткани, которые постоянно модифицируются.

Кости выполняют множество функций. Они поддерживают тело структурно, защищают наши жизненно важные органы и позволяют нам двигаться. Кроме того, они создают среду для костного мозга, где создаются клетки крови, и действуют как хранилище минералов, особенно кальция.

При рождении у нас около 270 мягких костей. По мере роста некоторые из них плавятся. Когда мы достигаем совершеннолетия, у нас появляется 206 костей.

Самая большая кость в человеческом теле — бедренная кость или бедренная кость, а самая маленькая — стремечка в среднем ухе, длина которой составляет всего 3 миллиметра (мм).

Кости в основном состоят из белкового коллагена, который образует мягкий каркас. Минеральный фосфат кальция укрепляет этот каркас, придавая ему прочность. Более 99 процентов кальция в нашем организме содержится в костях и зубах.

Кости имеют внутреннюю структуру, похожую на соты, что делает их жесткими, но относительно легкими.

Кости состоят из двух типов ткани:

1. Компактная (кортикальная) кость: Твердый внешний слой, который является плотным, прочным и долговечным.Он составляет около 80 процентов костной массы взрослого человека.

2. Губчатая (губчатая или губчатая) кость: Состоит из сети трабекул или стержневидных структур. Она легче, менее плотная и более гибкая, чем компактная кость.

Также в костях:

• остеобластов и остеоцитов, ответственных за создание костей
• остеокластов или клеток, резорбирующих кость
• остеоид, смесь коллагена и других белков
• неорганических минеральных солей в матриксе
• нервов и кровеносных сосудов
• костный мозг
• хрящ
• мембран, включая эндост и надкостницу

Ниже представлена ​​трехмерная карта скелетной системы.Щелкните, чтобы изучить.

Кости не являются статичной тканью, но их необходимо постоянно поддерживать и реконструировать. В этом процессе участвуют три основных типа клеток.

Остеобласты: Они отвечают за создание новой кости и восстановление старой кости. Остеобласты производят белковую смесь, называемую остеоидом, которая минерализуется и становится костью. Они также производят гормоны, в том числе простагландины.

Остеоциты: Это неактивные остеобласты, застрявшие в кости, которую они создали.Они поддерживают связи с другими остеоцитами и остеобластами. Они важны для коммуникации в костной ткани.

Остеокласты: Это большие клетки с более чем одним ядром. Их работа — ломать кости. Они выделяют ферменты и кислоты для растворения минералов в костях и их переваривания. Этот процесс называется рассасыванием. Остеокласты помогают реконструировать поврежденные кости и создавать пути, по которым проходят нервы и кровеносные сосуды.

Костный мозг

Костный мозг находится почти во всех костях, где присутствует губчатая кость.

Костный мозг производит около 2 миллионов красных кровяных телец каждую секунду. Он также производит лимфоциты или лейкоциты, участвующие в иммунном ответе.

Внеклеточный матрикс

Кости — это, по сути, живые клетки, встроенные в органический матрикс на минеральной основе. Этот внеклеточный матрикс состоит из:

Органических компонентов , в основном коллагена 1 типа.

Неорганические компоненты , включая гидроксиапатит и другие соли, такие как кальций и фосфат.

Коллаген придает кости прочность на разрыв, а именно сопротивление разрыву. Гидроксиапатит придает костям прочность на сжатие или сопротивление сжатию.

Что делают кости?

Кости выполняют несколько жизненно важных функций:

Кости выполняют несколько жизненно важных функций:

Механические

Кости служат каркасом для поддержки тела. Мышцы, сухожилия и связки прикрепляются к костям. Без привязки к костям мышцы не могли двигать телом.

Некоторые кости защищают внутренние органы тела. Например, череп защищает мозг, а ребра защищают сердце и легкие.

Synthesizing

Раковая кость производит эритроциты, тромбоциты и лейкоциты. Также в костном мозге разрушаются дефектные и старые эритроциты.

Metabolic

Поделиться на Pinterest Изображение губчатой ​​кости, полученное с помощью электронного микроскопа (увеличение x100).
Изображение предоставлено: Sbertazzo

Хранение минералов: Кости служат резервом минералов, особенно кальция и фосфора.

Они также хранят некоторые факторы роста, такие как инсулиноподобный фактор роста.

Хранение жира: Жирные кислоты могут накапливаться в жировой ткани костного мозга.

pH-баланс: Кости могут выделять или поглощать щелочные соли, помогая крови поддерживать правильный уровень pH.

Детоксикация: Кости могут поглощать тяжелые металлы и другие токсичные элементы из крови.

Эндокринная функция: Кости выделяют гормоны, которые действуют на почки и влияют на регуляцию уровня сахара в крови и отложение жира.

Баланс кальция: Кости могут повышать или уменьшать содержание кальция в крови, образуя кость или разрушая его в процессе, называемом резорбцией.

В человеческом теле есть пять типов костей:

Длинные кости: Это в основном уплотненные кости с небольшим костным мозгом и включают большинство костей конечностей. Эти кости, как правило, поддерживают вес и помогают двигаться.

Короткие кости: Только тонкий слой компактной кости, включая кости запястья и лодыжки.

Плоские кости: Обычно кости тонкие и изогнутые. Они состоят из двух внешних слоев компактной кости и внутреннего слоя губчатой ​​кости. Плоские кости включают большую часть костей черепа и грудины или грудины. Они, как правило, играют защитную роль.

Сесамовидные кости: Они встроены в сухожилия, такие как надколенник или коленная чашечка. Они защищают сухожилия от износа и нагрузок.

Кости неправильной формы: Как следует из названия, это кости, которые не попадают в первые четыре категории и имеют необычную форму.К ним относятся кости позвоночника и таза. Они часто защищают органы или ткани.

Кости скелета делятся на две группы:

Аппендикулярный скелет — кости конечностей, плеч и тазового пояса.

Осевой скелет — кости черепа, позвоночник, грудная клетка.

Кость постоянно реконструируется. Этот процесс состоит из двух частей:

1. Резорбция , когда остеокласты разрушаются и удаляют кость.

2. Образование при отложении новой костной ткани.

Примерно 10 процентов скелета взрослого человека заменяется ежегодно.

Ремоделирование позволяет телу исправлять поврежденные участки, изменять форму скелета во время роста и регулировать уровень кальция.

Если одна часть скелета со временем подвергается повышенной нагрузке, например, во время занятий спортом или физических упражнений, участки кости, подвергающиеся наибольшему давлению, в ответ станут толще.

Ремоделирование находится под контролем нескольких гормонов, включая паратиреоидный гормон, кальцитонин, витамин D, эстроген у женщин и тестостерон у мужчин.

Остеопороз — это заболевание костей, при котором наблюдается снижение минеральной плотности костей. Это увеличивает риск возникновения переломов. Остеопороз чаще всего встречается у женщин после менопаузы. Однако это может произойти у женщин и мужчин в пременопаузе.

Остеопороз возникает, когда удаление или резорбция кости происходит слишком быстро, новая кость образуется слишком медленно, или по обеим причинам. Это может быть вызвано недостатком кальция, дефицитом витамина D, чрезмерным употреблением алкоголя или курением табака.

Хотя им уделяется меньше внимания, чем другим частям тела, кости — это больше, чем просто защитный каркас, на котором построено человеческое тело.

Кости также поддерживают соответствующие уровни многих соединений и регулируют гормональные пути. Кости — незамеченные герои анатомии.

Скелет человека — кости, структура и функции

Скелет человека состоит из 206 костей. Функции скелета — обеспечивать поддержку, придавать форму нашему телу, обеспечивать защиту других систем и органов тела, обеспечивать прикрепление мышц, производить движение и производить красные кровяные тельца.

---

---

Основные кости человеческого скелета:

• Череп — Череп, нижняя челюсть и верхняя челюсть
• Плечевой пояс — ключица и лопатка — плечевая, лучевая и локтевая кости
• Кисть — Запястья, пястные кости и фаланги
25 Грудь и ребра
• Позвоночник — шейный отдел (7 верхних позвонков), грудной (следующие 12), поясничный (5 нижних позвонков), крестец (5 сросшихся или слипшихся костей) и копчик (крошечный кусочек в нижней части позвоночника). ).
• Тазовый пояс — подвздошная, лобковая и седалищная кости.
• Нога — бедренная кость, большеберцовая кость и малоберцовая кость
• Голеностопная кость — таранная кость и пяточная кость (не показаны выше)
• Стопа — предплюсны, плюсны и фаланги.

Каркас можно разделить на две части: осевую и аппендикулярную. Осевой скелет состоит из центрального ядра черепа, позвоночника и ребер, а аппендикуляр — из рук и ног.

---

Как формируются кости?

• Кости образуются в результате окостенения хряща. На самом деле это означает, что все кости начинаются с хрящей (обычно в утробе матери) и постепенно превращаются в твердые кости (окостенение) в течение многих лет.
• Кальций необходим для сильного роста костей.

Подробнее о структуре кости

---

Каковы функции скелета?

• Придайте телу форму и структуру.Он обеспечивает защиту основных органов, в частности грудной клетки (грудной клетки) и черепа.
• Мышцы прикрепляются к костям с помощью сухожилий, обеспечивая движение. Когда мышцы сокращаются, они оказывают давление на кости.
• Производство красных и белых кровяных телец в костном мозге. Это губчатое вещество находится в полостях длинных костей. Красные кровяные тельца переносят кислород по телу, который важен для выработки энергии. Лейкоциты важны для борьбы с болезнями и инфекциями.При повреждении кожи тромбоциты способствуют свертыванию крови.
• Хранение кальция и фосфора. Эти минералы укрепляют кости и зубы.

---

Связанные тесты

человеческих скелетов | Части, функции, схемы и факты

Скелет человека , внутренний скелет, служащий основой для тела. Этот каркас состоит из множества отдельных костей и хрящей. Есть также связки волокнистой соединительной ткани — связки и сухожилия — в тесной взаимосвязи с частями скелета.Эта статья в первую очередь касается общей структуры и функции скелета нормального взрослого человека.

Британская викторина

Тест по человеческим костям

Без костей человеческое тело сильно упало бы, как Шалтай-Болтай. Проверьте свои знания о человеческом скелете и посмотрите, сколькими способами вы можете снова собрать Шалтая.

Человеческий скелет, как и у других позвоночных, состоит из двух основных частей, каждая из которых имеет свое происхождение, отличное от других, и каждая имеет определенные индивидуальные особенности. Это (1) осевой, включающий позвоночный столб — позвоночник — и большую часть черепа, и (2) аппендикуляр, к которому относятся тазовый (бедренный) и грудной (плечевой) пояса, а также кости и хрящи конечностей. принадлежать. В этой статье в рамках осевого скелета рассматривается третье подразделение, висцеральное, включающее нижнюю челюсть, некоторые элементы верхней челюсти и жаберные дуги, включая подъязычную кость.

Если рассмотреть отношение этих структур скелета к мягким частям человеческого тела, таким как нервная система, пищеварительная система, дыхательная система, сердечно-сосудистая система и произвольные мышцы мышечной системы, то получится, что Понятно, что функции скелета бывают трех разных типов: опора, защита и движение. Из этих функций поддержка — самая примитивная и самая старая; Точно так же осевая часть скелета эволюционировала первой.Позвоночный столб, соответствующий хорде у низших организмов, является основной опорой туловища.

скелет человека

Схема скелета человека с изображением костей и хрящей.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Центральная нервная система находится в основном внутри осевого скелета, мозг хорошо защищен черепом, а спинной мозг — позвоночником с помощью костных нервных дуг (дуги кости, которые окружают спинной мозг) и промежуточные связки.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Отличительная черта человека по сравнению с другими млекопитающими — прямая осанка. Человеческое тело в некоторой степени похоже на прогулочную башню, которая движется на столбах, представленных ногами. Огромные преимущества были получены из этой прямой позы, главным из которых было высвобождение рук для самых разных целей. Тем не менее, прямая осанка создала ряд механических проблем, в частности, несение веса.Эти проблемы пришлось решать путем адаптации скелетной системы.

Защита сердца, легких и других органов и структур грудной клетки создает проблему, несколько отличную от проблемы центральной нервной системы. Эти органы, функция которых включает движение, расширение и сокращение, должны иметь гибкое и эластичное защитное покрытие. Такое покрытие обеспечивается костной грудной корзиной или грудной клеткой, которая образует каркас стенки грудной клетки или грудной клетки.Соединение ребер с грудиной — грудиной — во всех случаях вторичное, вызванное относительно податливыми реберными (реберными) хрящами.