Скелет обеспечивает телу: Тест «Скелет человека» 8 класс

2. Строение скелета

3. Строение костей

9. Типы соединения костей

12. Скелет новорожденного ребёнка

13. Проверь себя

Скелет и кости: CBD и лечение остеопороза | Компания MOYA

Трудно точно определить время, когда профессиональные спортсмены из различных видов спорта начали использовать каннабидиол, восстанавливаясь после травм и ушибов, затрагивающих скелетную систему и соединительную ткань. Сегодня уже ясно, что это не тренд..
Снятие воспаления, заживление переломов, лечение переломов при ходьбе, ускорение времени восстановления — важные факторы, влияющие на выбор спортсменами правильного терапевтического пути. За последние два года исследования по этому вопросу продвинулись вперед, и в странах, где CBD является законным для потребителей, не являющихся спортсменами, которые испытывают самолечение маслом CBD, появляется все больше доказательств.

Тело взрослого человека состоит из 206 костей, хотя рождается из 270 костей. Разница возникает из-за необходимости позволить телу удлиниться. Ребенок рождается с маленькими костями, соединенными гибкой соединительной тканью. По мере роста соответствующих органов соединительная ткань исчезает, и мелкие кости прикрепляются к более крупным костям. Костная ткань — главный компонент скелета. Он придает телу форму. Костная ткань состоит из костных клеток, межклеточного материала и минералов.
Скелет человека состоит из двух частей:
Осевой скелет: Осевой скелет: череп, позвоночник, ребра и грудина.
2. Аппендикулярный скелет: верхние конечности, нижние конечности, плечевой пояс, тазовый пояс, лицевые кости. Некоторые люди прикрепляют таз к осевому каркасу, так как кончик кости и острая кость (копчик) в позвоночнике образуют заднюю стенку тазового кольца.
Туловище построено вокруг полой вертикальной оси, называемой «позвоночник».
Позвоночник состоит из костей, называемых «позвонками».
Внутри позвоночника проходит спинной мозг.
Вверху череп соединяется с ним с помощью первого позвонка (С1), называемого атласом.
От осевого скелета исходят верхние и нижние конечности.
Верхние конечности короче и слабее. Они заканчиваются на ладони, с помощью которой человек может выполнять различные действия.
Нижние конечности заканчиваются у стоп.
Кость: Твердая и плотная соединительная ткань, которая является центральной частью скелета большинства позвоночных.
Кость придает им форму и обеспечивает их функцию.
Кости участвуют в деятельности, которая поддерживает, перемещает, защищает, хранит и производит красные и белые кровяные тельца в организме.
Это твердая, но легкая и хрупкая ткань, плотная снаружи и пористая внутри, что обеспечивает легкость движений. Собственно несколько ролей. Кость позволяет телу двигаться и поддерживает его. Кости обеспечивают необходимое сопротивление для функционирования скелетных мышц. Они помогают мышцам поддерживать или изменять структуру органов тела. Кроме того, они обеспечивают захват мышц. Кости, такие как череп и ребра, обеспечивают внутренние органы тела (например, мозг и легкие соответственно) защитой от внешних сил. Кость служит местом скопления минералов в организме. Он помогает поддерживать баланс ионов в организме, в частности, экономию кальция и метаболическую активность. В некоторых костях есть участки, содержащие костный мозг, в котором производятся и дифференцируются клетки крови.
Костная ткань — это динамическая ткань — Кость разрушается и восстанавливается в течение жизни в процессе обновления.
Этот процесс зависит от механических раздражителей, метаболических факторов, гормональных эффектов, лекарств и силы тяжести.
С возрастом разрушается больше, чем строится, поэтому в старости кости легче ломаются.

Потеря костной массы — остеопороз
Остеопороз, Остеопороз. Заболевание костей, при котором минеральная плотность кости снижается из-за нарушения экономии кальция и фосфора, и в результате нарушается микроархитектура кости. Костные кости более подвержены переломам. Хотя существуют методы лечения заболевания, профилактическое лечение по-прежнему считается наиболее эффективным способом предотвращения переломов. Поскольку на заболевание в основном влияет женский половой гормон эстроген, от него страдают больше женщин, особенно после менопаузы, чем мужчины. Другими причинами заболевания являются: другие гормональные факторы, очень низкая масса тела (например, из-за анорексии), курение табака, некоторые лекарства (например, стероиды) и многие хронические заболевания (например, артрит).

Важные понятия:
Остеобласты — строят кость.
Остеокласт — разрушает кость.
Клетки резорбции костей ответственны за расщепление минералов в костях.
Равновесие в их противоположных действиях, которое происходит на протяжении всей жизни, будет определять прочность и здоровье костей.

Фармакологический профиль эндоканнабиноидов указывает на присутствие нескольких амидов длинноцепочечных жирных кислот:
(амиды жирных кислот (FAA), некоторые из которых могут оказывать влияние на остеобласты и остеокласты.
В скелете жирные кислоты активируют эндоканнабиноидный рецептор CB1R, расположенный на концах симпатических нервных клеток, а также рецептор CB2R, сиротский рецептор GPR55 (рецепторы, связанные с внутриклеточной субъединицей, называемой G-белком) и катионные каналы, некоторые из которых влияют на остеобласты и остеокласты.
Наряду с этой информацией в последние годы стало ясно, что жирные кислоты из семейства FAA могут играть важную роль в подавлении остеопороза и других заболеваний, затрагивающих скелет и кости.
Ссылки:

Щелкните здесь, чтобы узнать подробнее о CBD масло для продажи.

Ускоренная резорбция костной ткани остеокластами играет ключевую роль в патогенезе (причинах заболевания) остеопороза и других заболеваний костей. Выявление молекулярных путей, регулирующих активность остеокластов, дает ключ к пониманию причин этих заболеваний и разработке новых видов лечения.

Другое исследование показало высокую костную массу у мышей с рецепторами CB1, получавших антагонисты. Не активен, Было обнаружено, что они защищены от потери костной массы, вызванной резекцией яичников. Было обнаружено, что эти мыши подавляют активность остеокластов и подавляют выработку факторов выживания, которые выделяются этими клетками.
Результаты этих недавних исследований также демонстрируют, что эндоканнабиноидная система играет важную роль в поддержании нормальной костной массы.

CBD, Анандамид и наращивание костей:
Дополнительные исследования демонстрируют роль эндоканнабиноидного анандамида в регулировании резорбции кости / строительства кости на экспериментальной модели на мышах.
В исследовании изучалась двойная экспрессия рецептора TRPV1 и рецепторов CB1 и CB2, а также двух ферментов, ответственных за синтез и катаболизм анандамида: 
N-ацилфосфатидилэтаноламин-гидролизирующая фосфолипаза D (NAPE-PLD — фермент, который строит анандамид).
И амидгидролаза жирных кислот (FAAH) — фермент, расщепляющий анандамид.

Обнаружив новые доказательства важной и интероперабельной функции между CB2 и TRPV1 при остеопорозе, можно предположить, что чувствительность рецептора TRPV1 или его усиленный транспорт / движение в сочетании со сверхэкспрессией агонистов рецептора CB2 могут иметь решающее значение для снижения потребления кальция. Отвечает за повышенную активность и более высокую абсорбцию костной ткани. Уменьшение проникновения ионов кальция в остеобласты улучшает их функцию строителей костей. קПодробнее здесь.

У мышей без CB2R костная масса низкая, и это единственное явление, наблюдаемое у этих животных. Основное физиологическое участие заключается в ремодуляции (реконструкции) кости.
У людей полиморфизм гена, кодирующего CB2R, связан с остеопорозом в период менопаузы.
Рецептор CB1 также был вовлечен. У мышей без рецептора CB1 костная масса очень высока, потому что она не всасывается обратно. Накопление жировых клеток в костном мозге и меньшая дифференциация в остеобласты. В то же время наблюдалось увеличение экспрессии фосфорилированного CREB.

Эндоканнабиноидная система обеспечивает гомеостаз минералов и клеток в кости, предотвращает усиление разрушения (остеокластическое действие) и поддерживает активацию остеобластов, которые создают новую костную ткань.

סיכום: 
Недавно были обнаружены тревожные данные о взаимоотношениях между Обезболивающие для сна и между истощением костной массы — Особенно у людей в менопаузе и пожилых людей. Десятилетия ежедневного употребления опиоидов в сочетании с диетой с высоким содержанием жиров и бездействием могут привести к дисфункции эндоканнабиноидной системы и, следовательно, к заболеваниям, связанным с костной системой.

Скелет человека и законы механики (Реферат)

Скелет человека и законы механики

Движение играет огромную роль в жизни всех живых существ, В том числе и человека. Активные перемещения в пространство является основным отличием животных от растений. Движение служит одной из главных приспособительных реакций животного к окружающей среде, оно осуществляется двигательным аппаратом.

Двигательный аппарат человека состоит из костей, соединений между ними и мышц. Движения происходят в местах соединения костей. Мышечная ткань, основным свойством которой является способность сокращатся, приводит в движение костные рычаги. Кости и их соединения относятся к пассивной части двигательного аппарата, а мышцы – к его активной части. Опорные системы, как правило, обеспечивают характерню форму тела, а она в свою очередь обусловлена определенными потребностями организма.

Основные функции скелета человека.

ОПОРА. Скелет служит жестким устойчивым к сжатию каркасом тела. Он помогает телу сохранять определенную форму. У людей скелет обеспечивает опору для всей массы тела, противодействуя силе тяжести и приподнимает тело над землей. Это облегчает человеку передвижение по суше. Внутренние органы оказываются прикрепленными к скелету.

ЗАЩИТА. У человека, например, черепная коробка обеспечивает защиту головного мозга и органов чувств (зрения, обоняния равновесия и слуха), позвоночник – защиту спинного мозга, а ребра и грудина – защиту сердца, легких и крупных кровеносных сосудов.

ДВИЖЕНИЕ. Скелет, построенный из жесткого материала, служит местом прикрепления мышц. При сокращении мышц части скелета работают как рычаги, и это приводит к различным движениям.

Основные виды соединения костей.

НЕПРЕРЫВНЫЕ – фиброзные соединения, когда кости связаны одна с другой с помощью прокладки между ними из оформленной плотной соединительной ткани, хряща или кости.

ПРЕРЫВНЫЕ – синовиальные соединения – суставы, когда между сочленяющимися костями находятся суставная полость, а кости удерживаютя одна около другой с помощью замкнутой суставной капсулы и подкрепляющих ее связок и мышц.

Если в образовании сустава участвуют две кости – это простой сустав. Сустав, образованный тремя или несколькими костями, называют сложным.

Суставные поверхности костей по форме можно сравнить с отрезками различных геометрических тел вращения. В соответствии с этим суставы подразделяются на: шаровидные, эллипсовидные, циллиндрические, блоковидные, седловидные и плоские. Форма суставной поверхностей определяет объем и направление движений, которые совершаютя вокруг трех взаимоперпендикулярных осей.

Суставы, соединяя части тела человека в одно целое, в то же время позволяют осуществлять движения этих частей в значительном объеме. Для характеристики движений частей тела и их перемещения в пространстве применяется понятие степеней свободы тела. Свободно перемещаюшееся в пространстве тело имеет шесть степеней свободы, а у закрепленного в одной точке тела остаются три степени. Тело, закрепленное в трех точках, не подвижно.

Кости скелета, соединенные суставами, образуют кинематические цепи. Если кинематические цепи заканчиваются свободно, они называются открытыми. Примером открытой кинематической цепи может служить любая конечность. Если же кинематическая цепь замыкается, т.е. последний ее элемент замыкается с первым, она превращается в замкнутую. Замкнутая кинематическая цепь представлена в соединении ребер с позвоночником и грудиной.

Подвижность кинематических цепей обеспечивается работой мышц. Мышцы, действуя на кости, вращают их вокруг осей суставов. Такая система представляет собой особый рычаг. Примером рычага может служить работа мышц при удержании головы или тела в тазобедренном суставе. Другим примером рычага является удержание груза в руке, согнутой в локтевом суставе. Для равновесия рычага необходимо, чтобы действующие на него моменты сил были раны по величине и противоположны по знаку. Моментом силы называется произведение силы на его плечо. Чем длиннее одно плечо рычага, тем меньшую силу надо приложить для сохранения равновесия в этом рычаге. Иначе говоря, по “золотому правилу” механики, если на одном плече рычага есть выигрыш в силе, то на другом – проигрыш в расстоянии. В двигательном аппарате человека мышцы проигрывают в силе, но выигрывают в расстоянии. Это создает значительные нагрузки на костно-мышечный аппарат, которые могут в несколько раз превышать перемещаемый или поднимаемый груз. При различных движениях и положениях туловища возникают нагрузки на растяжение и кручение. Возможность обеспечения нормальной работы опорно-двигательного аппарата обеспечивается механическими свойствами тканей. При испытании костной ткани на сжатие и растяжение установлено, что компактное вещество кости в пять раз прочнее железобетона и при растяжении выдерживает такое же придельное напряжение, как латунь.

Создаваемая работой мышц силы передаются на кости по средством сухожилий, которые облаладают значительной прочностью главным образом на разрыв. Так ахиллова сухожилие взрослого человека выдерживает нагрузку от 270 – 500 кг.

Большое значение имеют биомеханические исследования для профилактики деформаций опорно-двигательного аппарата. Изучение распределения нагрузок по стопе позволяет создать рациональную норму. Биомеханические обоснования конструкции мебели формирует правильную осанку. Специальные стулья, предназначенные для работников сидячих профессий, позволяют уменьшить нагрузку на межпозвоночные диски почти в 2 раза.

Существует раздел биологии, рассматривающий биологический объекты в свете законов механики – биомеханика.

Три модульных урока по теме «Опорно–двигательная система». 8-й класс

Урок№1Тема: Скелет человека, его отделы. Особенности скелета человека, связанные с трудовой деятельность.

Лист контроля

Критерии оценки. Если вы набрали:
— 17-19балла, то оценка за урок «5»;
— 14-16 балла, то оценка за урок «4»;
— 12-13 баллов, то оценка за урок «3»;
— менее 12 баллов, то оценка за урок «2» ( её можно в дальнейшем исправить)

Модульный урок № 2 Тема: Состав и строение костей. Рост костей. Типы соединения костей.

Лист контроля

Критерии оценки. Если вы набрали:
— 37-40балла, то оценка за урок «5»;
— 33-36 балла, то оценка за урок «4»;
— 29-32 баллов, то оценка за урок «3»;
— менее 29 баллов, то оценка за урок «2» ( её можно в дальнейшем исправить)

Модульный урок № 3 Тема Мышцы, их строения и функции.
Основные группы мышц.

Лист контроля

Критерии оценки. Если вы набрали:
— 26-29балла, то оценка за урок «5»;
— 22-25 балла, то оценка за урок «4»;
— 18-21 баллов, то оценка за урок «3»;
— менее 18 баллов, то оценка за урок «2» (её можно в дальнейшем исправить)

Информация о костно-мышечной и кожной системах — Серия дополнений к учебным программам NIH

Введение

Подростки и многие взрослые воспринимают здоровье своих костей, мышц и кожи как должное. Только когда возникает такая проблема, как перелом костей, растяжение мышц или кожное пятно (особенно перед важным событием), люди думают об этих жизненно важных системах организма. Проблемы со здоровьем, которые влияют на кости, мышцы и кожу, являются обычными. Фактически, проблемы с мышцами и костями побудили Всемирную организацию здравоохранения объявить 2000–2010 годы Десятилетием костей и суставов.Тридцать восемь стран, включая США, поддержали эту инициативу. ^{13, 14} Цели Десятилетия костей и суставов США включают повышение осведомленности о бремени заболеваний опорно-двигательного аппарата для общества; использование образовательных программ для предотвращения этих расстройств; продолжение исследований в области профилактики, диагностики и лечения заболеваний опорно-двигательного аппарата; и улучшенное лечение.

В этом разделе дается введение в опорно-двигательную и кожную системы, включая их участие как в поддержании хорошего здоровья, так и в их дисфункции при болезни.Таким образом, в нем используются язык и концепции, не подходящие для учащихся средней школы. Мы намерены дать вам достаточно информации, чтобы вы могли оценить понимание темы учащимися и были готовы ответить на их самые распространенные вопросы.

Костно-мышечная и кожная системы и их функции — это темы, которые очень хорошо подходят для учащихся средней школы. Как указано в Национальном стандарте научного образования (NSES) , темы, связанные с биологией человека, особенно актуальны для учащихся средней школы, потому что на этом этапе когнитивного развития учащиеся начинают понимать взаимосвязь между структурой и функцией. ⁴⁷ Ученики средней школы по своей сути интересуются биологией человека из-за изменений в развитии, которые они испытывают. Учащиеся могут интегрировать взаимосвязи между структурой и функцией в контексте совместной работы систем человеческого тела.

Рисунок 1

Хорошо выглядеть, чувствовать себя хорошо: изнутри рассматривает содержание и стандарты личного здоровья из Национальных стандартов научного образования .

В этом модуле учащиеся узнают, что их кости, мышцы и кожа выполняют множество ролей, которые позволяют человеку выполнять сложные произвольные задачи, а также непроизвольные действия, которые необходимы для здоровья.Информация о костно-мышечной и кожной системах также поможет студентам достичь стандартов содержания, связанных с естествознанием, особенно понятий, связанных со структурой и функцией живых систем. Кроме того, в этом модуле рассматриваются стандарты, связанные с наукой в ​​личной и социальной перспективе (личное здоровье). Представленные концепции будут также касаться нескольких национальных стандартов санитарного просвещения.

Заблуждения о костно-мышечной и кожной системах

Подростки, как и многие взрослые, имеют представления о своей опорно-двигательной и кожной системах, которые могут быть неправильными или неполными.Почти каждый день люди сталкиваются с материалами по телевидению, радио или в газетах о новом лекарстве, физических упражнениях, лечении, продукте или диете, которые могут повлиять на их здоровье. Например, реклама продвигает «пищевые добавки», которые помогут нарастить мышечную массу без упражнений или диеты. Подростки слышат, видят или читают о многих безрецептурных средствах от прыщей — состояния, о котором они особенно осведомлены из-за своего возраста. Многие подростки попробуют эти продукты в поисках помощи.Подростки также получают неточную информацию о прыщах от сверстников или членов семьи, которые считают, что прыщи вызваны употреблением шоколада или других сладостей. Кроме того, фармацевтические компании часто рекламируют лекарства, отпускаемые по рецепту, которые используются для предотвращения болезней. Хотя эти лекарства могут быть ценными при правильном применении, реклама не дает полной картины.

Как правило, учебники для учащихся средних школ содержат ограниченную научную информацию о костно-мышечной и кожной системах.В учебники по естествознанию, как часть презентации основных систем организма, включена схема каждой из этих систем с обозначенными частями и краткая информация об их функциях. Однако слишком часто эта информация становится словарным упражнением, не передавая никакого реального понимания того, как эти системы работают или регулируют широкий спектр физиологических процессов. Некоторые заблуждения относительно опорно-двигательного аппарата и кожи следующие:

Заблуждение 1: Мышцы используются только для произвольных физических действий, таких как ходьба, бег или метание. Скелетные мышцы, вероятно, наиболее знакомы ученикам средней школы, хотя другие типы мышц, сердечные и гладкие, необходимы для жизнедеятельности. Сердечная мышца состоит из мышечных клеток другого типа (клеток сердечной мышцы) и движется для перемещения крови по всему телу. Гладкомышечные клетки выстилают кровеносные сосуды и кишечник, помогая перемещать кровь или пищу по этим проходам. Язык состоит из мышечных клеток, которые позволяют нам говорить, а также является важной частью пищеварительной системы.

Заблуждение 2: ваши мышцы превращаются в жир, если вы прекращаете тренироваться. Заблуждение 2 распространено не только среди подростков, но и среди взрослых, и отражает фундаментальное непонимание того, как устроено тело. Если человек перестает тренироваться, его мышечные клетки могут уменьшиться в объеме и стать меньше. В то же время у человека может увеличиваться объем жировых клеток в своем теле. Это одновременное изменение может создать впечатление, что мышцы становятся толстыми, но это не так.

Жировые клетки отличаются от мышечных клеток; мышечные клетки не превращаются в жир.

Заблуждение 3: кости не являются живыми структурами. Подростки могут иметь противоречивые представления о том, являются ли кости живыми структурами, в зависимости от контекста рассматриваемой ситуации. С одной стороны, они могут полагать, что кости — это просто твердые предметы, которые поддерживают тело и к которым прикреплены мышцы. С другой стороны, подростки признают, что сломанные кости заживают.Немногие студенты понимают, как их кости растут в процессе развития, или осознают, что костный мозг имеет решающее значение для производства как красных, так и белых кровяных телец. Даже поддержание костной структуры — это динамичный процесс; Действие специализированных клеток, называемых остеобластами , по формированию новой кости уравновешивается другими клетками, остеокластами , которые разрушают кость путем резорбции. С возрастом резорбция кости преобладает над образованием кости. ¹⁵

Заблуждение 4: Заболевания, подобные остеопорозу или артриту, поражают только пожилых людей, поэтому подросткам не нужно беспокоиться о них. Хотя остеопороз, заболевание, при котором снижается плотность костной ткани, поражает пожилых людей, теперь ученые понимают, что молодым людям важно заботиться о своих костях, поскольку это может повлиять на возникновение остеопороза в более позднем возрасте. ^{29, 52} Физические упражнения, в том числе упражнения с отягощениями и высокоэффективные упражнения, а также правильное питание, включая адекватное потребление кальция (1300 миллиграммов в день для детей в возрасте от 9 до 18 лет), важны для оптимального здоровья костей. ^{3, 41}

Заблуждение 5: Акне вызывается употреблением шоколада или жирной пищи. Точная причина появления прыщей неизвестна. Это неполное понимание позволило широко распространить множество мифов о причинах появления прыщей. Существует мало доказательств того, что диета вызывает или влияет на течение прыщей. Скорее всего, прыщи вызваны рядом взаимодействующих факторов. Одним из важных факторов является увеличение мужских гормонов (андрогенов), которое сопровождает половое созревание как у мальчиков, так и у девочек.У почти 85 процентов подростков и молодых людей появляются прыщи. Поскольку кажется, что прыщи передаются по наследству, считается, что они также имеют генетический компонент. Хотя причины появления прыщей неясны, было показано, что несколько факторов усугубляют заболевание. К ним относятся изменение уровня гормонов у женщин (как и перед менструальным циклом), трение, вызванное трением кожи, раздражители, такие как загрязнение, сдавливание пораженных участков и энергичная очистка кожи. ⁴³

Заблуждение 6: Пирсинг и татуировки совершенно безопасны. Модификации тела связаны с повреждением кожи и, как следствие, с риском заражения. У людей с татуировками в девять раз больше шансов заразиться вирусом гепатита С, чем у людей без татуировок. ³⁵ Американский Красный Крест запрещает людям сдавать кровь в течение одного года после того, как они сделали татуировку, пирсинг или лечение иглоукалыванием. ⁹

Рис. 2

При татуировках и пирсинге кожа ломается и, следовательно, существует риск инфицирования.

Пирсинг и татуировки сопряжены с риском для здоровья. Любой, кто собирается пройти эти процедуры, должен сначала изучить их, знать о рисках для здоровья, найти поставщика, который выполняет процедуру правильно, и использовать надлежащий последующий уход.

Характеристики живых и неживых систем

Различать живые и неживые системы должно быть просто. Ведь даже дети знают, что камень — неживой, а паук — живое существо.Однако определение жизни — нетривиальная задача. Жизнь была определена по-разному для разных целей, и нет единого определения, подходящего для всех. В таблице «Характеристики живых систем» перечислены некоторые характеристики, которые обычно встречаются в определениях живых систем.

Характеристики живых систем

Просмотр в собственном окне

Эти характеристики были получены с учетом следующего:

• они простые и базовые, за очень немногими исключениями;

• они обеспечивают условия, достаточные для определения того, является ли что-то живым или нет;

• они соответствуют обычному использованию и применительно к простым примерам позволяют таким же образом классифицировать эти примеры.

Однако некоторые явно неживые объекты произошли от некогда живых систем. Кусок угля в основном состоит из материалов растений, которые жили миллионы лет назад.

Способность к воспроизводству часто определяется как характеристика живых систем. Эта характеристика не указывается отдельно, потому что кости, мышцы и кожа являются живыми системами, но они не воспроизводятся сами по себе. Клетки кости воспроизводят и выполняют действия (например, вырабатывают белок и откладывают минералы), которые позволяют кости расти, восстанавливаться и реконструироваться.Костные клетки не воспроизводятся и не образуют новые кости. В таблице «Характеристики живых систем» воспроизводство подпадает под характеристику «функция согласно генетическому плану».

Хотя одноклеточный организм, такой как амеба, классифицируется как живой, ситуация с многоклеточными организмами, такими как человек, более сложна. Как и в случае с амебой, мы можем классифицировать человека как живого. Действительно, внимательное изучение человеческого тела показывает, что оно состоит из живых клеток, клеток, которые когда-то были живыми, и неживых веществ, производимых живыми клетками.Эти различия становятся важными, когда мы исследуем структуры и функции костей, мышц и кожи.

Характеристики костей, мышц и кожи

Развитие человека — это сложный процесс, который начинается с оплодотворенной яйцеклетки и в конечном итоге дает начало взрослому человеку, состоящему из более чем 100 триллионов клеток. ³⁰ По мере развития клетки начинают брать на себя особые роли, которые остаются стабильными на протяжении всей жизни человека. Клетки с одинаковой функцией могут группироваться определенным образом, образуя колонию клеток, называемую тканью .Взрослый человек использует более 200 различных тканей. ⁶⁰ Одна или несколько тканей могут работать вместе, образуя один из органов тела . По мере того как количество клеток в развивающемся человеке увеличивается, судьба отдельных клеток становится все более ограниченной. Этот процесс, при котором клетка становится приверженной определенной функции, называется дифференцировкой .

Точно так же, как человеческое тело имеет разные органы, выполняющие определенные функции, человеческая клетка имеет разные органеллы, которые выполняют особые функции.Все человеческие клетки обладают определенными характеристиками. Они

• обладают плазматической мембраной, которая отделяет их внутреннее содержимое от внешней среды,

• заключают свой генетический материал внутри мембраносвязанной органеллы, называемой ядром,

• генерируют полезную энергию в органеллах, называемых митохондриями, и

• синтезирует белки с помощью рибосом.

Несмотря на эти сходства, дифференцировка дает клетки, которые существенно отличаются друг от друга.Формы различных клеток связаны с их функциями в организме. Например, нервные клетки имеют много длинных ветвей, которые позволяют им общаться друг с другом и с другими клетками. Даже наличие или отсутствие критической органеллы, такой как ядро, может варьироваться в зависимости от типа клетки. У зрелого эритроцита нет ядра, в то время как у зрелой клетки скелетных мышц есть много ядер, полученных из слитых вместе клеток. В следующих разделах мы узнаем, как клетки опорно-двигательного аппарата и кожи имеют характерные формы, которые связаны с их функциями, и как они объединяются, образуя специализированные ткани.

Кость

Кости выполняют множество важных функций. Они позволяют нам делать то, что мы считаем само собой разумеющимся, например стоять и сидеть, ходить и бегать. Они делают это вместе с мышцами, которые прикрепляются к костям через сухожилия . Наши кости обеспечивают структурную поддержку тела и помогают определять нашу форму. Кости также защищают внутренние органы (череп защищает мозг, а ребра защищают сердце и легкие), а костный мозг производит эритроциты и лейкоциты иммунной системы.Кости легкие, но очень прочные, статичные на вид, но очень динамичные. Как строение костей определяет их функцию в организме?

Наша скелетная система служит хранилищем кальция и других физиологически важных ионов.

Кости имеют уникальную структуру

Человеческий скелет состоит из 206 костей разных размеров и форм. Кости, например, в руках и ногах, называются длинными костями. Другие кости, например, черепа, называются плоскими костями.Другие категории включают короткие кости (например, пястные кости запястья) и кости неправильной формы (например, позвонки). В целом, кости взрослого человека состоят примерно на 70 процентов из минералов и на 30 процентов из органических веществ. ²⁰ Минералы в основном представляют собой кристаллический комплекс кальция и фосфата, называемый гидроксиапатитом, в то время как от 90 до 95 процентов органического вещества составляет белковый коллаген. Остальная часть органического вещества состоит из гелеобразной среды, называемой , основное вещество , которая содержит внеклеточную жидкость и специализированные белки, называемые протеогликанами .Как эти органические и неорганические материалы соединяются в прочную единицу, которую мы называем костью, обсуждается в разделе 4.1.3., Формирование кости .

Глядя на поперечный разрез длинной кости, можно увидеть внутреннюю полость, окруженную внешним волокнистым матриксом. Внутренняя полость содержит костный мозг, состоящий из жировой ткани и клеток, из которых образуются красные и белые кровяные тельца, циркулирующие в организме. Костный матрикс содержит гидроксиапатит и соли кальция, отложенные в сети коллагеновых волокон.На внешней стороне кости находится фиброзный слой, называемый надкостницей ().

При более внимательном рассмотрении можно увидеть больше деталей. Есть две формы кости: компактная (твердая) кость, твердая, твердая внешняя часть кости, оптимизированная для восприятия сжимающих и изгибающих сил, и губчатая (губчатая) кость, которая находится внутри компактной кости и рядом с ее концами. кость. Также присутствуют кровеносные сосуды, которые позволяют доставлять питательные вещества к костным клеткам и уносить отходы. Кровеносные сосуды и нервы проходят через узкие отверстия или каналы, которые проходят параллельно поверхности и вдоль длинной оси кости.

Кость содержит три специализированных типа клеток

Название каждого начинается с osteo , так как это греческое слово означает кость. Остеобласты — это клетки, которые образуют новую кость. Они находятся на поверхности новой кости и имеют одно ядро ​​(). Они происходят из стволовых клеток костного мозга. Остеобласты производят коллаген, содержащийся в костях, и протеогликаны, содержащиеся в основном веществе. Они богаты щелочной фосфатазой, ферментом, расщепляющим фосфаты, необходимым для минерализации костей — процесса, который контролируют остеобласты.Когда остеобласты завершают формирование новой кости, клетки приобретают уплощенный вид и выстилают поверхность кости. Сейчас клетки в более зрелом, менее активном состоянии называются выстилающими кость клетками. Однако они по-прежнему выполняют важные функции. Например, клетки выстилки костей реагируют на определенные гормоны и производят белки, которые активируют другой тип костных клеток, называемый остеокластами.

Рисунок 4

Остеокласт, остеобласты и остеоциты (в нижней части).

Остеокласты — это большие многоядерные клетки, способные двигаться.Они образуются путем слияния мононуклеарных клеток, полученных из стволовых клеток костного мозга. В отличие от остеобластов, остеокласты находятся в углублениях, где их функция заключается в растворении (резорбции) кости и помощи в ее формировании (). Сначала они атакуют минеральную часть кости, а затем разрушают костные белки.

Остеоциты — это клетки, которые находятся внутри кости. Они образуются из остеобластов по мере формирования новой кости и затем окружаются новой костью. Однако вместо того, чтобы быть изолированными, остеоциты общаются посредством длинных ветвей, которые соединяют эти клетки друг с другом.Эти клетки регулируют реакцию кости на механическую среду. ⁵³ Остеоциты ощущают давление или трещины в кости и помогают направлять остеокласты в места, где кость будет реконструирована.

В формировании кости участвует органический матрикс.

Чтобы понять, как образуется кость и почему ее свойства придают такую ​​прочность, представьте, что у вас есть стальные стержни и цемент, которые вы будете использовать для строительства стены или моста. Заливка цемента вокруг стальных стержней, помещенных в подходящую раму, дает материал (железобетон), который более прочен и более способен выдерживать движения, чем стальные стержни или только цемент.У Bone похожая организация. Стальные стержни представляют собой цепочки из коллагена, которые придают упругость, а цемент — это гидроксиапатит , придающий прочность.

Костеобразование начинается с синтеза органического матрикса остеобластами. Матрицу можно уподобить белковому каркасу. Затем, посредством механизма, который еще не изучен, остеобласты откладывают минеральные кристаллы в промежутках между белковыми каркасами. Минерал состоит в основном из кальция и фосфора. Наконец, остеокласты работают с остеоцитами, формируя или реконструируя кость, разрушая белки и резорбируя минералы.Однако формирование кости не является строго линейным процессом. Кости постоянно формируются, ломаются и реформируются. Кость — очень динамичная, постоянно меняющаяся ткань. Остеобласты, остеокласты и остеоциты поддерживают баланс между отложением и резорбцией кости, что позволяет костям расти, восстанавливаться и оставаться прочными.

На активность остеобластов и остеокластов влияет ряд факторов. Витамин D помогает кишечнику абсорбировать кальций из пищи в кровоток после пищеварения.Это также важно для регулирования уровня фосфатов в организме (см. Также раздел 5.2, Витамин D ). ²³ Кроме того, при низком уровне кальция в крови паращитовидные железы выделяют паратироидный гормон в кровь. Гормон паращитовидной железы активирует остеокласты, тем самым увеличивая скорость разрушения костей. К другим факторам, регулирующим динамический баланс между отложением и разрушением костей, относятся факторы роста и гормоны. Важно отметить, что упражнения являются важным фактором нормального роста и развития костей.Также не зафиксирован состав костного минерала. Другие ионы, если они присутствуют, могут быть включены в новую или реконструированную кость. Фторид, например, может быть включен в костный минерал с образованием фторапатита , который является более твердым, менее растворимым и более устойчивым к резорбции, чем гидроксиапатит.

Кости растут по мере нашего роста

Это неудивительно. Фактически, в течение первых 20-30 лет жизни образуется больше кости, чем резорбируется, что приводит к увеличению костной массы.Однако, вопреки мнению некоторых, длинные кости не растут (или не удлиняются) из середины, области, называемой диафизом . Скорее, кости растут из их концов, областей, называемых эпифизами (единственное число — эпифиз).

Хрящ — это соединительная ткань, специально предназначенная для выдерживания механических нагрузок без постоянной деформации. Он встречается в областях, где необходимы амортизирующие свойства или где требуется плавное движение между костями (то есть в суставе ).По мере роста костей на эпифизарной пластине откладывается дополнительный хрящ. Этот хрящ представляет собой каркас, на котором откладывается костный матрикс. Рост костей продолжается до тех пор, пока ростовые пластинки способны производить хондроцитов (клетки, продуцирующие хрящ). Пластинка роста определяет длину и форму зрелой кости и является самой слабой частью растущего скелета. Пластинка роста может быть повреждена (сломана) во время острого инцидента, например, при падении, или в результате чрезмерного использования, например, во время интенсивных спортивных тренировок. ² При отсутствии лечения некоторые переломы пластинки роста могут привести к необратимым повреждениям и могут привести к преждевременной остановке роста костей. ⁴⁴

Гормоны несут ответственность за прекращение роста. В конце полового созревания высокий уровень эстрогена или тестостерона приводит к гибели хондроцитов, и они замещаются костью. Именно в позднем подростковом возрасте люди достигают максимальной костной массы. ³³ В течение следующих 30 или более лет скелет взрослого человека поддерживается за счет точно сбалансированного костеобразования и резорбции костной ткани. ⁴⁹ Когда-то после того, как люди достигают 60-летнего возраста, костная масса начинает уменьшаться, потому что образование новой кости больше не может поспевать за резорбцией кости.

Адекватное потребление кальция в подростковом возрасте, когда формирование костной ткани очень активно, является важным фактором предотвращения чрезмерной резорбции костной ткани в более позднем возрасте.

Мышцы

Мышцы — самая распространенная ткань у большинства животных. У позвоночных, таких как человек, существуют разные типы мышц, и каждый из них имеет уникальную клеточную структуру и функцию.Скелетные мышцы позволяют нам ходить, бегать, поднимать тяжести или выполнять другие физические движения. Это позволяет людям сохранять осанку. Скелетные мышцы также называют поперечно-полосатыми мышцами, потому что расположение мышечных волокон имеет полосатый (полосатый) вид при просмотре под микроскопом. Гладкие мышцы находятся в стенках желудка и кишечника, мочевом пузыре, бронхах легких и артериальных кровеносных сосудах. Он функционирует, чтобы продвигать вещества по их трактам внутри тела.Гладкая мышца не имеет бороздок и состоит из клеток веретенообразной формы. Третий тип мышц, сердечная мышца, составляет сердце и качает кровь по всему телу. Как следует из названия, скелетные мышцы тесно связаны со скелетной системой, и по этой причине в этом модуле основное внимание уделяется скелетным мышцам, а не сердечным и гладким мышцам. Если не указано иное, термин мышца с этого момента относится к скелетной мышце.

В процессе развития человека дифференцировка мышечной системы по существу завершается всего через 8 недель после оплодотворения.Первые клетки, обязанные формировать мышцы в развивающемся эмбрионе, называются миобластами . Некоторые миобласты быстро делятся, в то время как другие мигрируют в области, где необходимо формировать мышечную ткань, например в развивающиеся зачатки конечностей. Как только миобласты достигают необходимого места, они прекращают деление клеток и начинают сливаться с соседними миобластами. В результате этого слияния клеток создается более крупная клетка с множеством ядер, которые имеют одну и ту же цитоплазму. Эти многоядерные клетки продолжают дифференцироваться в мышечную трубку , которая является основной структурной клеткой мышечной ткани.

Наиболее важной особенностью мышечных клеток является их способность генерировать силу путем сокращения или укорачивания — функция, в отличие от других типов клеток. В скелетных мышцах многочисленные мышечные трубки соединяются вместе, образуя мышцу. Внутри каждой мышечной трубки есть тонкие и толстые нити. Под микроскопом регулярное расположение этих нитей объясняет чередование светлых и темных полос, видимых в ткани. Функциональная единица мышцы называется саркомером . На каждом конце каждого саркомера есть темная Z-линия.Изучая структуру саркомера, мы можем начать понимать, как мышечная клетка способна сокращаться и воздействовать на скелетную систему.

Когда исследователи наблюдали сокращение мышц под микроскопом, они заметили, что саркомер укорачивается, то есть линии Z сдвигаются ближе друг к другу. Это наблюдение предполагает, что сокращение мышц происходит за счет скольжения тонких и толстых нитей друг за другом, укорачивая саркомер.

Этот процесс описывается моделью мышечного сокращения со скользящей нитью ().Согласно этой модели, длина тонких и толстых нитей не меняется. Скорее, степень их перекрытия меняется. По мере увеличения перекрытия между тонкими и толстыми нитями длина саркомера уменьшается. Тонкие филаменты состоят из белка под названием актин , а толстые филаменты состоят из белка под названием миозин . Молекула миозина имеет длинный «хвостовой» участок с выступающей «головой» на одном конце. Миозиновая головка обеспечивает энергию, необходимую для перемещения волокон друг мимо друга, расщепляя высокоэнергетическую молекулу АТФ на АДФ и неорганический фосфат.

Рисунок 5

Модель мышечного сокращения со скользящей нитью.

Сокращение мышц контролируется нервной системой. Нервы, которые взаимодействуют с мышечной клеткой, высвобождают нейромедиатор, известный как ацетилхолин . Это вызывает электрические изменения в мышечной клетке, которые приводят к высвобождению ионов кальция из саркоплазматического ретикулума (специализированная форма эндоплазматического ретикулума). Ионы кальция освобождают тормозной механизм и позволяют филаментам актина и миозина скользить мимо друг друга.

Не все мышечные волокна идентичны. Их можно классифицировать как волокна с медленным или быстрым сокращением. На ужине в День Благодарения мы называем эти различные типы мышц индейки темным и светлым мясом. Темное мясо состоит из мускулов с большой долей медленно сокращающихся волокон. Медленно сокращающиеся волокна состоят из мышечных клеток, которые имеют больше митохондрий и, следовательно, больше цитохромов красного цвета, чем клетки из быстро сокращающихся волокон. Медленно сокращающиеся волокна имеют меньший саркоплазматический ретикулум по сравнению с быстросокращающимися волокнами.Медленно сокращающиеся волокна сокращаются примерно в пять раз дольше, чем быстро сокращающиеся. Быстро сокращающиеся волокна предназначены для создания быстрых и сильных сокращений при краткосрочных действиях, таких как прыжки или спринт, в течение периода от нескольких секунд до примерно минуты. Некоторые из наших мышц, например, контролирующие движения глаз, почти полностью состоят из быстро сокращающихся волокон. Медленно сокращающиеся волокна предназначены для продолжительной активности в течение минут или часов. Камбаловидная мышца голени состоит из медленно сокращающихся волокон.

Большинство наших мышц состоит из смеси медленно сокращающихся и быстро сокращающихся волокон, и это соотношение варьируется у разных людей. Соотношение медленно сокращающихся и быстро сокращающихся волокон для данной мышцы в значительной степени определяется генетически, хотя некоторые исследования показали, что строгие тренировки могут изменить это соотношение. ¹⁰ Это частично объясняет, почему одни люди преуспевают в беге на короткие дистанции, а другие — в беге на длинные дистанции. ⁵⁶

Важно помнить о мышцах, что они только сокращаются и расслабляются.

Это означает, что для движения конечности вверх и вниз или назад и вперед должна быть задействована пара мышц. Действительно, скелетные мышцы работают антагонистическими парами. Например, когда человек сгибает руку, бицепс сокращается (укорачивается), а трицепс расслабляется (удлиняется). Когда рука выпрямляется, бицепсы расслабляются, а трицепсы сокращаются. Сокращение называется концентрической фазой, а расслабление мышцы — эксцентрической фазой. В целом, большинство людей думают о мышцах, генерирующих силу, только когда они сокращаются и становятся короче.Однако в случае эксцентрических сокращений мышцы проявляют силу даже при удлинении. Например, чтобы спускаться по лестнице контролируемым образом, квадрицепс или мышца бедра должны сокращаться, даже если движение коленного сустава имеет тенденцию растягивать его. Ученые теперь признают, что понимание эксцентрических сокращений важно, потому что они физиологически распространены, часто связаны с болезненностью и травмами мышц и могут иметь важное значение для упражнений на укрепление мышц. ⁵⁶

Ученые продолжают узнавать больше о значении регулярных упражнений для поддержания или улучшения здоровья. Физические упражнения снижают риск определенных заболеваний, включая болезни сердца и ожирение, и могут помочь уменьшить осложнения при других заболеваниях, таких как диабет. Физические упражнения важны как для детей и подростков, так и для взрослых. Хотя в прошлом тренировки с отягощениями (или отягощениями) не рекомендовались для детей, Американский колледж спортивной медицины недавно сообщил, что тренировки с отягощениями с использованием немаксимальных отягощений и под наблюдением обученного инструктора безопасны. ⁸ Помимо создания оптимальной костной массы и снижения риска ожирения, тренировки с отягощениями для молодежи могут снизить частоту некоторых спортивных травм. Увеличение мышечной силы, которое происходит, когда подросток участвует в тренировках с отягощениями, по-видимому, является результатом повышенной нервно-мышечной активации и координации, а не роста мышц. ¹⁹

Кожа

Кожа — самый большой орган человеческого тела. Кожа находится в постоянном контакте с окружающей средой и играет несколько важных ролей в поддержании нашего здоровья и благополучия.Он служит многим целям, в том числе

• обеспечивает барьер для микроорганизмов и токсинов,

• предотвращает высыхание,

• помогает нам поддерживать контроль температуры,

• помогает нам определять давление и температуру, и

• , обеспечивающие эстетические и косметические качества.

Кожа состоит из отдельных слоев

У человека функциональный кожный барьер приобретают примерно 8 человек.5 месяцев внутриутробного развития. Недоношенные дети не имеют эффективного кожного барьера и должны оставаться живыми в стерильных инкубаторах до тех пор, пока у них не разовьется необходимая защита. Кожа состоит из трех слоев — эпидермиса , , дермы , и подкожно-жирового слоя , . Толщина эпидермиса и дермы различна для кожи с волосами и без них. Гладкая кожа (кожа без волос) имеет эпидермальный слой толщиной около 1,5 миллиметра (мм) и дермальный слой толщиной около 3 мм.Волосатая кожа имеет эпидермальный слой толщиной 0,07 мм и дермальный слой толщиной 1-2 мм. Толщина подкожно-жирового слоя варьируется по всему телу и от человека к человеку ().

Рисунок 6

Слои кожи (эпидермис, дерма и подкожно-жировой слой). Не в масштабе.

Самый верхний слой кожи, который мы видим, называется эпидермисом. Сам эпидермис также имеет несколько слоев. Внешний слой эпидермиса состоит в основном из омертвевших клеток кожи, которые постоянно отшелушиваются.Фактически, большая часть домашней пыли, которую вы видите, на самом деле состоит из мертвых клеток кожи. Этот слой кожи не чувствует боли, потому что в нем отсутствуют кровеносные сосуды и нервы. Живые, размножающиеся клетки кожи находятся в нижней части эпидермиса, в базальном слое. ²¹

Под эпидермисом находится дерма, которая обеспечивает прочную, эластичную и гибкую инфраструктуру для кожи. Основным компонентом дермы является коллаген , на долю которого приходится от 70 до 75 процентов сухого веса кожи.Коллаген — это универсальный белок, обеспечивающий силу. ^{21, 28} Это необходимо для заживления ран, но перепроизводство во время заживления приводит к образованию рубцов. Растяжки возникают из-за того, что коллагеновые волокна растянуты до точки разрыва. Еще один важный компонент дермы — эластин, придающий коже эластичность. ¹¹ Коллаген и эластин дегенерируют с возрастом, вызывая морщины и дряблость.

Дерма снабжается питательными веществами и кислородом по кровеносным сосудам.Однако недавнее исследование показывает, что кровеносные сосуды — не единственный способ, которым клетки кожи получают кислород. По словам Маркуса Штюкера из Рурского университета, атмосфера, которую считали неважной, на самом деле снабжает кислородом верхние слои кожи толщиной от 0,25 до 0,40 мм. ⁵⁴ Это соответствует всему эпидермису и части дермы ниже. Это открытие имеет значение для врачей, занимающихся лечением кожных заболеваний. Здоровая кожа, отрезанная от воздуха, может компенсировать это за счет получения кислорода из крови, в то время как больная кожа, по-видимому, не может этого сделать.

Кровеносные сосуды дермы одновременно удерживают до 25 процентов кровоснабжения организма. Трансдермальные препараты используют эту обширную сеть кровеносных сосудов. Любое вещество, которое проникает через эпидермис и достигает дермы, может попасть в кровоток. ¹¹

Дерма также богата нервами. Ощущения, передаваемые кожными нервами, включают прикосновение, температуру, боль, зуд и давление. ²⁸ Свободные нервные окончания разбросаны по коже и сгруппированы вокруг оснований волос.Они могут регистрировать боль и давление. ²¹

Дерма содержит волосяных фолликулов, сальных желез и потовых желез . (Волосы растут из луковицы у основания волосяного фолликула, который находится в подкожно-жировом слое.) На одной стороне фолликула находится сальная железа, вырабатывающая маслянистое вещество, смазывающее волосы и эпидермис. На другой стороне фолликула находится мышца, выпрямляющая пили, используемая для подъема волосков.

Есть два типа потовых желез.Эккриновые железы расположены по всей поверхности кожи. Они производят соленую жидкость, которая действует как охлаждающий механизм при испарении с поверхности кожи. Эта жидкость несколько кислая, что помогает замедлить рост бактерий, обитающих на коже. Считается, что апокриновые железы производят запахи, которые служат сексуальным сигналом. Они расположены под мышками и на половых органах. Начиная с периода полового созревания, эти железы начинают секретировать смесь белков и жиров.Бактерии могут процветать в этих средах и несут ответственность за запах тела.

Нижний слой кожи — это подкожно-жировой слой. Этот слой состоит в основном из жировых клеток, разделенных полосами волокнистой соединительной ткани. Он обеспечивает резервуар энергии, а также изолирует и придает нам форму. ^{21, 28} Подкожно-жировой слой лучше всего известен из-за целлюлита. Целлюлит — это морщинистая кожа, которая, как считается, вызвана волокнистыми полосами, разделяющими дольки жира. ^{11, 28}

Клетки кожи бывают нескольких типов

Эпидермис состоит из нескольких слоев кератиноцитов . Эти клетки производят кератин , который является типом белка, который обеспечивает коже ее структурную целостность. Кератиноциты составляют от 90 до 95 процентов клеток эпидермиса. ^{21, 28} Кератиноциты в наружном слое мертвы, тогда как кератиноциты в нижнем слое живы и производят кератиноциты, которые в конечном итоге пробиваются на поверхность кожи.Кератиноциты также производят волосы и ногти.

Эпидермис также содержит меланоцитов . На каждый кератиноцит в коже приходится примерно один меланоцит. ²⁸ Меланоциты — это клетки, вырабатывающие пигмент под названием меланин . Меланин переносится в клетки эпидермиса и волос, придавая их цвет коже и волосам. Количество меланоцитов в эпидермисе одинаково для всех рас, но количество продуцируемого меланина варьируется. Меланин поглощает ультрафиолетовый свет и защищает нас от солнечных лучей. ²¹ Меланин защищает ДНК ядра кератиноцитов от мутирующего воздействия солнца. ^{11, 28}

Загар является результатом увеличения выработки меланина в ответ на воздействие ультрафиолетового света и обеспечивает лучшую защиту от солнца.

Другие клетки кожи включают клетки Меркеля, клетки Лангерганса и клетки фибробластов. Клетки Меркель — это сенсорные рецепторы, которые реагируют на ощущение давления, и их больше в ладонях и подошвах ног.Клетки Лангерганса находятся в эпидермисе и дерме, а также в других частях тела. Они контролируют иммунные реакции в коже и играют важную роль в реакциях на ядовитый плющ и другие раздражители кожи. ²⁸ Клетки фибробластов, вырабатывающие коллаген, являются первичным типом клеток дермы.

Кожа может отражать общее состояние здоровья человека

Кожа может указывать на то, что человек устал или болен. Проблема с кожей также может отражать начало другого заболевания.Например, кожный зуд может быть предвестником диабета и заболевания почек. Чистая кожа — важный аспект сексуального влечения практически во всех культурах. С эволюционной точки зрения связь между хорошим здоровьем (и фертильностью) и безупречной кожей может быть причиной нашего влечения к людям с чистой кожей.

Поскольку кожа важна для сексуального влечения, неудивительно, что некоторые люди изменяют внешний вид своей кожи, чтобы повысить свою привлекательность. Наиболее распространенные методы включают дубление, пирсинг и татуировки.К сожалению, все эти практики могут иметь негативные и потенциально серьезные последствия для здоровья. Недавний опрос 454 студентов университета показал, что более половины имели пирсинг, а около четверти — татуировку. ³⁵ Почти пятая часть сообщила, что у них возникли медицинские осложнения из-за самой процедуры или того, как они ухаживали за пирсингом или татуировкой после нее.

Рисунок 7

Чистая кожа — признак хорошего здоровья в целом и один из аспектов сексуального влечения.

Научные исследования кожи приводят к новому пониманию того, как кожа выполняет свои жизненно важные функции. Например, исследования проливают свет на то, как кожа воспринимает тепло, ⁵⁰ взаимодействует с иммунной системой при заживлении ран, ²⁵ и вызывает реакцию на антигены, присутствующие на поверхности кожи. ²² Другие исследования посвящены разработке новых способов лечения людей, кожа которых была повреждена в результате несчастного случая или болезни. Ежегодно в США происходит около 13000 госпитализаций, требующих обширной пересадки кожи. ⁵⁸ К сожалению, существующая технология пересадки кожи имеет ограничения. Одна компания под названием Stratatech обнаружила редкую мутацию в культуре клеток кожи, которая позволяет клеткам расти бесконечно. Испытания на животных показали, что кожу из этой культуры можно успешно использовать для лечения ран. Есть надежда, что эта культура превратится в готовый продукт, используемый врачами, выполняющими пересадку кожи. Исследователи, изучавшие стволовые клетки кожи, взятые у мышей, обнаружили, что они могут развиваться в другие типы клеток, такие как нервные, мышечные и жировые клетки. ⁵⁵ Их цель — заставить клетки кожи человека сформировать другие типы клеток, которые можно было бы использовать для лечения пациентов с различными заболеваниями.

Кожа также используется в методах доставки лекарств. Такие методы включают расширение пор кожи с помощью ультразвуковых волн или электрического шока или даже с использованием сетки микроскопических игл. ¹² Эти подходы имеют ряд преимуществ по сравнению с традиционными средствами доставки лекарств. Они могут обеспечить стабильное высвобождение лекарства в течение длительных периодов времени и избежать быстрого распада, происходящего в пищеварительной системе.Также они безболезненны и удобны.

Как и другие органы тела, кости, мышцы и кожа для нормального функционирования зависят от взаимодействия с другими частями тела.

Взаимодействия

Как обсуждалось в предыдущих разделах, кости, мышцы и кожа являются живыми системами и метаболически активны. Они связаны, как и все другие органы, сердечно-сосудистой системой. Это позволяет костям, мышцам и коже реагировать на гормоны и факторы роста, вырабатываемые другими тканями.В результате рост и другие метаболические процессы в костях, мышцах и коже происходят скоординированным образом. Нервная система также позволяет взаимодействовать между костью, мышцами и кожей. Подумайте, что происходит, когда нервы кожи пальцев соприкасаются с горячим предметом — мышцы руки быстро сокращаются, и рука отодвигается от тепла.

В этом разделе мы рассмотрим два примера взаимодействия костей, мышц и кожи. Сначала мы рассматриваем суставы, которые включают взаимодействие между костями и мышцами, а затем мы смотрим на взаимодействия между всеми тремя системами, связанными с витамином D.

Суставы

Сустав — это место, где встречаются две кости. Поскольку кости — это твердые, жесткие структуры, которые индивидуально сопротивляются движению, суставы образуют новые структуры, которые могут двигаться. Путем соединения или сочленения всех костей тела образуется скелет определенной формы, способный двигаться.

Соединения можно классифицировать по-разному, но для наших целей соединения будут классифицироваться по типу движения, которое они допускают. Соответственно, суставы можно разделить на три основные группы: неподвижные или неподвижные, малоподвижные и свободно подвижные.Между костями черепа обнаруживаются неподвижные или неподвижные суставы. Отдельные кости соединены плотной волокнистой соединительной тканью, поэтому эти суставы также называют фиброзными. Фиксированные суставы выполняют защитную функцию, хотя и позволяют расти. Зубы прикреплены к челюстям неподвижными суставами.

Слегка подвижные суставы обнаруживаются, например, между отдельными позвонками позвоночника или позвоночника и там, где ребра соединяются с грудиной. В малоподвижных суставах кости прикрепляются друг к другу подушечками или дисками соединительной ткани или хряща.

Большинство суставов человеческого тела подвижны и характеризуются полостью, содержащей жидкость, называемую синовиальной жидкостью , которая обеспечивает смазку. Концы соседних костей имеют дополнительную форму, что дополнительно снижает трение, и покрыты слоем гладкого твердого хряща. Эти суставы полностью окружены мешковидной связкой , которая скрепляет сустав и предотвращает утечку синовиальной жидкости.

Существует шесть основных категорий свободно подвижных шарниров:

• Шаровидные шарниры обеспечивают большую свободу движений, чем любые другие шарниры.Одна кость сустава имеет округлую головку, которая входит в лунку другой кости. Шаровидные шарниры есть на бедрах и плечах.

• Скользящие суставы состоят из почти плоских костей, которые скользят одна по другой. Они предлагают гибкость в направлении движения, хотя и не допускают большого диапазона движений. Кости запястья соединяются скользящими суставами.

• Шарнирные соединения позволяют перемещаться вверх и вниз, но не допускают скручивания или скольжения.Одна кость, например, плечевая кость (кость плеча), входит в закругленную часть другой кости, локтевой кости (неподвижной кости предплечья), образуя таким образом шарнирный сустав (локоть).

• Поворотные суставы позволяют костям вращаться друг вокруг друга. Они образуются, когда одна кость входит в форму кольца другой кости. Шарнирное соединение допускает скручивающие движения локтя (в отличие от движений шарнирного сочленения вверх и вниз). Кроме того, между первыми двумя позвонками на шее обнаружен шарнирный сустав, что позволяет нам оказывать отрицательный ответ, поворачивая голову влево и вправо.

• Кондилоидные суставы допускают движение во многих направлениях, но не допускают вращения. Одна кость сустава вогнутая, а другая — выпуклая. Нижняя челюсть прикрепляется к черепу через мыщелковый сустав.

• Седловые шарниры допускают поперечное перемещение и ограниченное вращение. Кости седловидного сустава имеют необычную форму, но полностью дополняют друг друга. Кости нижнего пальца соединяются с костями кисти через седловидные суставы.

Витамин D

Рахит — это детское заболевание, характеризующееся размягчением и ослаблением костей. Хотя первое научное описание рахита появилось в середине 1600-х годов, только примерно в 1920 году болезнь была связана с дефицитом витамина D. В 1930-х годах была установлена ​​химическая структура витамина D — витамин представляет собой жир. -растворимый стероид. На самом деле термин витамин D относится не к отдельной молекуле, а к семейству родственных молекул.Активной формой является витамин D ₃ , хотя сам D ₃ может превращаться в организме в другие активные молекулы. В наших обсуждениях мы будем использовать общий термин витамин D для обозначения активного вещества.

Витамины обычно определяются как необходимые вещества, которые влияют на метаболические пути и которые организм не может вырабатывать, поэтому они должны поступать с пищей. По этому определению витамин D технически не является витамином. Правда, он содержится в продуктах питания, особенно продуктах животного происхождения, жирной рыбе и искусственно обогащенных продуктах (таких как молоко, маргарин, масло и крупы).Однако он может вырабатываться в организме под действием солнечного или ультрафиолетового света на молекулу-предшественник, 7-дегидрохолестерин, который содержится в коже людей и большинства других высших животных.

Этот сложный процесс кратко описан в. Витамин D, вырабатываемый кожей, попадает в кровоток. Он связывается с белками и транспортируется к участкам тела. Хотя витамин D влияет на многочисленные метаболические пути, его основная роль заключается в регулировании усвоения и использования кальция и фосфора в организме.Помимо увеличения абсорбции кальция и фосфора в кишечнике и почках, витамин D помогает поддерживать уровень этих двух важных минералов в крови. Он также помогает формировать крепкие кости за счет увеличения содержания кальция в костях. При дефиците витамина D всасывание кальция снижается. В ответ организм вырабатывает гормон, который удаляет кальций из костей, пытаясь поднять уровень кальция в крови. Это приводит к ослаблению костной структуры (рахит у детей, остеомаляция у взрослых).

Рисунок 8

Производство витамина D. (Не в масштабе.)

Дефицит витамина D также может влиять на мышцы, поскольку кальций необходим для нормальной передачи нервных импульсов и сокращения мышц. Дефицит кальция может привести к длительным мышечным спазмам и мышечным болям.

Воздействие солнца — это палка о двух концах. С одной стороны, чрезмерное воздействие оказывает неблагоприятное воздействие на кожу и связано с повышенным риском рака кожи. С другой стороны, недостаточное пребывание на солнце может привести к дефициту витамина D и сопутствующим проблемам с костями и мышцами.Однако возможно как защитить кожу от солнечных лучей, так и получить достаточное воздействие, чтобы обеспечить адекватный синтез витамина D. Например, летом требуется всего 10-15 минут солнечного света на лице и запястьях два-три раза в неделю с 8 до 16 часов. чтобы позволить организму вырабатывать достаточно витамина D. Солнцезащитный крем, который может блокировать положительные эффекты воздействия солнца, следует использовать для защиты кожи в любое другое время.

Другие факторы влияют на синтез витамина D, включая загрязнение воздуха, которое блокирует солнечный свет; темная пигментация на коже; и одежда для прикрытия кожи.Кроме того, синтез витамина D может снижаться зимой в тех географических регионах, где дни короче, больше времени проводят в помещении, а люди тепло одеваются и хорошо укрываются на улице. ^{23, 24}

Заболевания и расстройства

Существует множество заболеваний и расстройств костей, мышц и кожи. Однако обсуждение их всех выходит за рамки этого раздела. Мы представляем здесь краткие сведения о заболеваниях и расстройствах, связанных с уроками в этом модуле, а также с некоторыми из тех, о которых учащиеся могут спросить.

Заболевания, поражающие кости

Ахондроплазия

Ахондроплазия — это генетическое нарушение роста костей, которое поражает мужчин и женщин всех рас и встречается примерно у 1 из 25 000 рождений. Люди с ахондроплазией демонстрируют аномальные пропорции тела; их руки и ноги очень короткие, а туловище почти нормального размера. У людей с нормальными пропорциями хрящ превращается в кость во время внутриутробного развития и в детстве. Этот процесс аномально медленный в пластинах роста длинных костей у людей с ахондроплазией, что приводит к более коротким костям в руках и ногах.

Переломы

Кость может сломаться или сломаться, когда давление на нее станет слишком большим, и перелом может произойти несколькими способами. Например, кость может сломаться по ширине, по длине, под углом или по спирали. Кость может треснуть, а не сломаться полностью, или, в случае чрезмерной силы, кость может даже расколоться. Сломанная кость не может повредить окружающие ткани или проникнуть в кожу. С другой стороны, это может повредить кожу и окружающие ткани и увеличить риск инфицирования как кожи, так и костей.Кроме того, переломы могут вызвать значительную потерю крови, поскольку кости имеют обильное кровоснабжение.

Основные причины переломов разнообразны. Чаще всего возникают переломы в результате травмы. Травма может быть острой, например, при падении, или может происходить более медленно с течением времени, например, в результате повторяющейся активности (например, бега), которая усугубляет уязвимое место. Кроме того, болезни (такие как остеопороз и рак), недостаточность питательных веществ (например, кальция и витамина D) и некоторые лекарства могут сделать кости более восприимчивыми к переломам.

Остеоартрит

Остеоартрит, наиболее распространенный тип артрита, поражает хрящ, покрывающий концы костей в суставе. При остеоартрите, также называемом дегенеративным заболеванием суставов, хрящ разрушается и вызывает боль, отек и потерю подвижности. Кроме того, могут образовываться костные шпоры, а кусочки кости или хряща могут отламываться и плавать внутри суставной щели. ⁴⁵

Ученые пока не знают, что вызывает остеоартрит. Как и большинство болезней, ученые считают, что генетические факторы являются важным фактором.Врачи могут лечить людей с остеоартритом, используя ряд стратегий, включая обезболивание, упражнения, отдых и уход за суставами, контроль веса, лекарства и нетрадиционные подходы к лечению. Люди, которые обеспокоены дегенерацией суставного хряща, иногда принимают различные пищевые добавки, в первую очередь хондроитин и глюкозамин (натуральные компоненты хряща), чтобы помочь сохранить здоровый хрящ и тем самым снизить риск или тяжесть остеоартрита.Научные данные об эффективности этих продуктов различаются.

Остеопороз

Остеопороз — это заболевание, при котором происходит потеря костной массы, сопровождающаяся снижением прочности костей. У женщин риск остеопороза в четыре раза выше, чем у мужчин. Три фактора способствуют развитию остеопороза:

• ускоренная потеря костной массы в период менопаузы у женщин или как следствие старения у мужчин и женщин,

• неспособность достичь максимальной костной массы в детстве и подростковом возрасте и

• потеря костной массы которое является следствием других состояний, таких как расстройство пищевого поведения или определенные виды лечения. ⁴¹

В настоящее время ученые считают, что лучшее время для предотвращения остеопороза может быть в детстве и подростковом возрасте, когда кости быстро растут. У здоровых детей адекватного потребления кальция и витамина D и физической активности с весом может быть достаточно для предотвращения остеопороза. ²⁹

Рис. 9

Здоровое поведение в раннем возрасте может помочь предотвратить заболевания костей, такие как остеопороз, в более позднем возрасте.

Лечение остеопороза направлено на изменение дисбаланса между снижением костеобразования и усилением резорбции.

Некоторые лекарства подавляют образование или активность остеокластов. ⁴⁶ Ученые также исследуют методы лечения, которые стимулировали бы образование костной ткани остеобластами. ⁵¹

Несовершенный остеогенез

Несовершенный остеогенез также известен как болезнь хрупкости костей. По оценкам, от нее страдают от 20 000 до 50 000 человек в Соединенных Штатах. ⁵⁷ Средства массовой информации будут периодически представлять тематические исследования кого-то с этим заболеванием.Поскольку его обычно диагностируют у детей, иногда его неправильно связывают с жестоким обращением с детьми. Это наследственное генетическое заболевание характеризуется легко ломающимися костями. При этом заболевании коллаген либо образуется в недостаточном количестве, либо изменяется структурно. ⁴⁸

От этой болезни нет лекарства. Лечение сосредоточено на предотвращении или контроле симптомов, максимальном увеличении подвижности и развитии оптимальной костной массы и мышечной силы. ⁴⁸ Целью лечения является предотвращение переломов и деформаций, позволяя ребенку с этим заболеванием функционировать как можно более независимо.

Заболевания и травмы, поражающие мышцы

Способность мышц функционировать эффективно может быть нарушена рядом заболеваний и травм. При некоторых заболеваниях мышечная ткань может не быть основным пораженным органом, но может быть повреждена в результате проблемы на другом участке тела.

Боковой амиотрофический склероз

Боковой амиотрофический склероз (БАС) также называют болезнью Лу Герига, и он получил освещение в СМИ из-за известности бейсболиста Лу Герига.Совсем недавно в книге «Вторники с Морри» (Митч Албом, 1997) рассказывается история профессора колледжа, который был поражен этой болезнью. Люди с БАС теряют контроль над произвольными мышцами, потому что нервы, которые их иннервируют, разрушаются. По мере прогрессирования болезни мышцы продолжают ослабевать, пока не становятся парализованными. В настоящее время лечения БАС не существует. Большинство людей умирают от дыхательной недостаточности, потому что БАС парализует мышцы, используемые для дыхания. ³⁴

Мышечная дистрофия

Мышечная дистрофия — это группа генетических заболеваний, характеризующихся прогрессирующей мышечной слабостью и потерей мышечной ткани.Диагностика конкретной формы мышечной дистрофии основывается на индивидуальных симптомах, возрасте начала и характере генетической передачи. Наиболее распространенные типы мышечной дистрофии возникают из-за дефицита мышечного белка дистрофина. ³⁶

Мышечная дистрофия Дюшенна — наиболее тяжелая форма заболевания. Первоначально он поражает мышцы таза, предплечий и голеней. Мышечная дистрофия Беккера более легкая, чем у Дюшенна, и прогрессирует медленнее.Мышечная дистрофия Дюшена и Беккера поражает почти исключительно мальчиков. ³⁷ В настоящее время нет лекарства от любого типа мышечной дистрофии. Лечение может включать физиотерапию, лекарства, вспомогательные устройства и хирургическое вмешательство.

Растяжения и растяжения

Растяжения связок голеностопного сустава — наиболее частая травма, часто возникающая во время занятий спортом или отдыха. ⁴⁰ Растяжение связок возникает, когда связка, ткань, соединяющая кости в суставе, растягивается или рвется.Растяжение — это повреждение мышцы или сухожилия. Немедленное лечение этих травм — «RICE» ( R est, I ce, C компрессия, E levation).

Тетания

Тетания — это состояние, характеризующееся мышечными спазмами (подергиваниями и судорогами), возникающими, когда уровень кальция в жидкостях организма падает ниже нормы. Это может быть связано с дефицитом кальция или витаминов, патогенной бактерией Clostridium tetani или другими заболеваниями.Когда уровень кальция ниже нормы, нервная система становится более возбудимой, и нервы спонтанно срабатывают. Эти импульсы вызывают спазматическое сокращение скелетных мышц. Тетанию обычно можно лечить с помощью кальция, витамина D и диеты.

Поскольку кожные заболевания так очевидны для других, больные могут чувствовать себя смущенными или даже стыдными из-за своего состояния.

Кожные заболевания

Психологические последствия кожных заболеваний могут быть более серьезными, чем сами состояния.Маленькие дети с кожными заболеваниями могут поддразниваться, в то время как подростки, обеспокоенные своей внешностью, могут избегать своих сверстников. Взрослые тоже чувствуют клеймо, связанное с кожными заболеваниями. Они могут стать более замкнутыми и даже отказываться от лечения своего состояния, полагая (часто ошибочно), что для них ничего нельзя сделать. Недавнее исследование показало, что менее половины людей с кожным заболеванием обращаются за советом к врачу, но вместо этого полагаются на других, например, на фармацевтов, для получения информации. ³² Вполне вероятно, что существует значительное число людей, которые дезинформированы о своем заболевании и могут полагаться на лечение, которое не имеет особой ценности.

Некоторые из наиболее распространенных кожных заболеваний включают

• акне,

• атопический дерматит (экзема),

• рак кожи,

• алопеция (выпадение волос) и

  07

  07.

Многие из этих болезней могут поражать людей всех рас и обоих полов.Например, прыщи — проблема как для мужчин, так и для женщин всех рас. Однако другие болезни более распространены в одних группах населения, чем в других. Например, в США склеродермия имеет более высокую распространенность среди некоторых коренных американцев, а келоид чаще встречаются у афроамериканцев. ⁴²

Следующее обсуждение фокусируется на тех расстройствах, которые имеют особое значение для молодых людей и тех, которые имеют отношение к этому модулю.

Угри

Угри — это кожное заболевание, которое возникает при взаимодействии гормонов с сальными железами кожи. Эти железы производят маслянистое вещество, называемое кожным салом. Кожное сало обычно достигает поверхности кожи через отверстие в волосяном фолликуле, называемое порами. Во время прыщей поры закупориваются волосами, кожным салом и клетками, выстилающими фолликул. Эта смесь масла и клеток позволяет бактериям, которые обычно живут на коже, расти в закупоренной поре. Вещества, вырабатываемые бактериями, привлекают лейкоциты и вызывают воспаление, которое характеризуется покраснением, отеком, жаром и болью.В конце концов, стенка фолликула разрушается, и его содержимое разливается по окружающей коже, образуя поражение, обычно называемое прыщиком. У людей с прыщами обычно наблюдаются различные поражения кожи, которые могут включать белые и черные точки. Белые точки — это закупоренные фолликулы, которые остаются под поверхностью кожи и образуют белую шишку. Если закупоренный фолликул достигает поверхности кожи, он становится черным и называется угрем.

Рисунок 10

. Акне — распространенное кожное заболевание, которое поддается эффективному лечению.

Лекарства от прыщей включают пероральные и местные лекарства, используемые отдельно или в комбинации. Большинство этих лекарств замедляют или останавливают рост бактерий и уменьшают воспаление. Сильные угри можно эффективно лечить с помощью изотретиноина (аккутана). Этот препарат обычно избавляет от прыщей за 15–20 недель, а также помогает предотвратить образование рубцов. Однако это может вызвать врожденные дефекты у развивающегося плода беременной женщины. Следовательно, женщины детородного возраста, принимающие препарат, должны использовать две формы контроля над рождаемостью до, во время и после лечения.Еще один возможный побочный эффект от приема Аккутана — психические расстройства. Некоторые пациенты, принимающие Аккутан, впали в депрессию или у них развились другие серьезные психические проблемы. Совсем недавно было показано, что изотретиноин оказывает пагубное воздействие на кости. ¹⁷

Алопеция

Алопеция — это частичная или полная потеря волос, которая может быть результатом генетических факторов, нормального старения, приема некоторых лекарств или болезни. Алопеция по мужскому типу очень распространена. Хотя это заболевание является генетическим и связано с мужскими половыми гормонами, его точная причина неизвестна.Алопеция по женскому типу также является распространенным явлением, хотя обычно характеризуется истончением волос в определенных областях головы, а не полным выпадением волос, как у мужчин. Очаговая алопеция — это заболевание, которым страдают 4 миллиона американцев, 60 процентов из которых моложе 20 лет. Оно вызывает внезапную потерю волос на коже головы и других частях тела, поскольку фолликулы перестают производить волосы; залысины могут появиться в одночасье. Точная причина этого расстройства неизвестна, хотя считается, что это аутоиммунное заболевание.Хотя очаговая алопеция не опасна для жизни и может исчезнуть так же быстро, как и появилась, детям может быть трудно с ней справиться психологически.

Атопический дерматит

Атопический дерматит, часто называемый экземой, представляет собой хроническое кожное заболевание, которое чаще всего поражает младенцев и детей младшего возраста, хотя может возникать и у взрослых. Основные симптомы атопического дерматита включают сильный зуд, сыпь в областях, характерных для этого заболевания, повторяющиеся симптомы, а также личный или семейный анамнез атопических расстройств, таких как сенная лихорадка, астма и экзема.Симптомы могут усугубляться воздействием раздражителей, таких как шерсть или синтетические волокна, плохо сидящей одежды, которая натирает кожу, мыла, сушащего кожу, и аллергенов (веществ, содержащихся в растениях или животных, вызывающих иммунную реакцию).

Причина атопического дерматита неизвестна. Данные свидетельствуют о том, что это многофакторное заболевание, а это означает, что как генетические факторы, так и факторы окружающей среды взаимодействуют, вызывая симптомы. Хотя известно, что стресс ухудшает состояние, он не является причиной расстройства.Атопический дерматит не заразен и не может передаваться от одного человека к другому. Расстройство, по-видимому, связано с сенной лихорадкой и астмой. У многих детей, переросших атопический дерматит, позже развиваются сенная лихорадка и астма.

Лечение атопического дерматита включает в себя лечение кожи и поддержание ее здоровья, предотвращение появления симптомов и лечение симптомов, когда они возникают. Важным аспектом лечения является ежедневный уход за кожей, который включает в себя правильное купание и нанесение лубрикантов сразу после купания.При появлении симптомов их можно лечить с помощью кремов и мазей с кортикостероидами. Фототерапия ультрафиолетовым светом, иногда в сочетании с лекарствами, называемыми псораленами, может контролировать симптомы. Взрослых с тяжелыми формами заболевания можно лечить иммунодепрессантами, такими как циклоспорин.

Рак кожи

Рак кожи (включая меланому, и немеланомный рак кожи) является наиболее распространенным раком, на который приходится более 40 процентов всех раковых заболеваний. Около 1.Ежегодно в Соединенных Штатах диагностируется 3 миллиона случаев немеланомного рака кожи. ⁵ Рак кожи — это заболевание, при котором клетки эпидермиса теряют способность контролировать собственный рост. Эти раковые клетки образуют опухоли, которые, если их не лечить, могут распространиться на другие части тела и вызвать серьезное, часто смертельное заболевание.

Рак может возникать в любом из трех типов клеток эпидермиса: круглые клетки, называемые базальными клетками ; плоские чешуйчатые поверхностные клетки, называемые плоскоклеточными клетками ; и меланоциты, придающие коже характерный цвет.Базально-клеточный рак — наиболее распространенная форма. Обычно он обнаруживается на участках тела, подвергшихся воздействию солнца. Это может выглядеть как небольшая выпуклая шишка с гладкой текстурой. Другая форма напоминает шрам и на ощупь твердая. Базально-клеточный рак может распространяться на другие ткани вокруг рака, но обычно не распространяется на другие части тела. Плоскоклеточные опухоли также появляются на участках, подвергшихся воздействию солнца. Они также могут появиться на участках, которые были обожжены, подверглись воздействию химикатов или рентгеновской терапии.Плоскоклеточные опухоли часто выглядят как твердые красные шишки. Они могут ощущаться чешуйчатыми, кровоточащими или покрытыми коркой. Плоскоклеточные опухоли могут распространяться на лимфатические узлы в этой области.

Более серьезная форма рака кожи называется меланомой (рак в меланоцитах). Меланома составляет около 4 процентов случаев рака кожи, но является причиной примерно 79 процентов смертей от рака кожи. ⁶ Обычно возникает у взрослых и может проявляться как новая родинка или как изменение существующей родинки. Меланома может распространять рак на другие части тела.Ранняя диагностика меланомы имеет решающее значение для эффективного лечения.

Воздействие солнца связано с более чем 90% случаев немеланомного рака кожи. ³⁹

Воздействие солнечного излучения было определено как основной фактор риска рака кожи. Ультрафиолетовый свет с более короткой длиной волны, называемый лучами UVB и , вызывает у людей загар и ожоги. Увеличение воздействия УФ-В-лучей на 1 процент может привести к увеличению заболеваемости раком кожи на 2 процента. Более длинноволновые лучи UVA проникают глубже в дерму.Лучи UVA вызывают немедленное потемнение кожи, поскольку она поглощается меланином. Воздействие лучей UVA может ослабить внутреннюю соединительную ткань кожи, повредить иммунную систему и, возможно, привести к раку. ¹ Лучи UVA могут также обжечь глаза и вызвать катаракту. Сильные солнечные ожоги с волдырями, особенно в детстве или подростковом возрасте, повышают риск развития меланомы. ^{7, 38} Хотя сторонники соляриев утверждают, что они безопасны, сам факт того, что они подвергают кожу воздействию ультрафиолетового излучения, означает, что они способствуют риску рака кожи.

На частоту возникновения рака кожи также влияет степень пигментации кожи. Ставки самые высокие для людей со светлой кожей. Теоретически любой рак кожи можно предотвратить. Было подсчитано, что большинство людей получают около 80 процентов солнечного света в течение жизни до 18 лет. Поэтому разумно защищать детей от ненужного пребывания на солнце. Те, кто подвержен наибольшему риску рака кожи (дети и люди со светлой кожей), должны по возможности использовать защитную одежду и солнцезащитные кремы.

Рис. 11

Ультрафиолетовое излучение, используемое в соляриях, несет такой же риск для здоровья, как и солнечный свет.

Рак кожи лечат несколькими различными методами, в зависимости от типа пораженных клеток и степени прогрессирования рака. Наиболее распространенный подход — хирургическое удаление опухоли путем разрезания, сжигания или замораживания. Другой метод — лучевая терапия, при которой рентгеновские лучи убивают раковые клетки и уменьшают опухоли. Химиотерапия использует лекарства для уничтожения раковых клеток и может применяться местно на кожу или вводиться системно, и в этом случае она попадает в кровоток и может убить раковые клетки в других частях тела.В настоящее время разрабатываются биологические методы лечения, которые используют иммунную систему организма для борьбы с болезнью.

Витилиго

Витилиго — это кожное заболевание, возникающее в результате потери пигмента. Любая часть тела может быть поражена, и на ней появятся характерные белые пятна. Витилиго поражает от 1 до 2 процентов населения, и около половины из них впервые проявляют заболевание в возрасте до 20 лет. По всей видимости, витилиго имеет генетический компонент, и считается, что это аутоиммунное заболевание, влияющее на пигмент-продуцирование. клетки кожи.Хотя с болезнью можно справиться с помощью лекарств и других методов лечения, лекарства от нее нет.

Влияния

Структура и функции костей, мышц и кожи подвержены множеству влияний. Некоторые влияния, а также некоторые их отрицательные последствия представлены в следующей таблице.

Кости, мышцы и кожа могут зависеть от множества факторов

Просмотр в собственном окне

Фактором, оказывающим наибольшее влияние на эти системы организма, является генетика.Мы не можем контролировать этот фактор, и многие из нас не могут контролировать свое воздействие загрязнителей окружающей среды. Однако ключом для учащихся средней школы является осознание того, что мы можем контролировать многие из большого числа факторов, влияющих на наши кости, мышцы и кожу, через наши решения. Например, мы выбираем не только, как долго мы будем находиться на солнце, но и какие защитные меры будем использовать, например, солнцезащитные кремы и головные уборы. В рамках культурных, социальных и экономических ограничений мы принимаем решения о пищевых продуктах и, таким образом, определяем потребление основных питательных веществ, таких как белок и кальций.На нас влияют сверстники и средства массовой информации, и мы принимаем решения о рискованном поведении, например о курении. Мы принимаем решения о физических упражнениях, о том, что мы шлепаем (иногда помойками) о нашу кожу, о том, что мы можем сделать, чтобы улучшить нашу внешность — все, как правило, мы думаем только о текущем моменте и не заботясь о каких-либо долгосрочных последствиях для наших костей, мышц, и кожа.

Это приложение к учебной программе знакомит студентов с тремя основными системами организма. Это также дает возможность познакомить студентов с процессом принятия решений и осознать, что решения, принятые сегодня, имеют последствия в будущем.

Список литературы

1.

2.

3.

4.

Американская ассоциация развития науки. Контрольные показатели научной грамотности. Вашингтон, округ Колумбия: AAAS; 1993.

5.

6.

7.

8.

Американский колледж спортивной медицины. Молодежная силовая тренировка. 1998. Получено 9 июня 2002 г. из Интернета: www .acsm.org.

9.

10.

Андерсон Дж.Л., Шерлинг, Салтин Б.П. Мышцы, гены и спортивные результаты. Scientific American. 2000. 283 (3): 49–55. [PubMed: 10976466]

11.

Балин А.К., Пратт Балин Л. Жизнь кожи: что она скрывает, что раскрывает и как сообщается. Нью-Йорк: Bantam Books; 1997.

12.

Бхаттачарджи Ю. Больше, чем пластырь: новые способы приема лекарств через кожу. Нью-Йорк Таймс.2 июля 2001 г .;: F5.

13.

14.

15.

Чен Г.К., Дуке Г. Возрастная потеря костной массы: старая кость, новые факты. Геронтология. 2002; 48: 62–71. [PubMed: 11867927]

16.

Крейтон Д.Л., Морган А.Л., Бордли Д., Гуннар Бролинсон П. Журнал прикладной физиологии. 2001; 90: 565–570. [PubMed: 11160054]

17.

DiGiovanna JJ. Воздействие изотретиноина на кости. Журнал Американской академии дерматолологии, 2001; 45: 176–182.[PubMed: 11606950]

18.

Даунхэм Т. Правило тени: простой метод защиты от солнца. Южный медицинский журнал. 1998. 91: 619–623. [PubMed: 9671831]

19.

Guy JA, Micheli LJ. Силовые тренировки для детей и подростков. Журнал Американской академии хирургов-ортопедов. 2001; 9: 29–36. [PubMed: 11174161]

20.

Guyton AC, Hall JE. Учебник медицинской физиологии. Филадельфия: W.B. Saunders Co; 1996.

21.

Haake A, Scott GA, Holbrook KA. Структура и функции кожи: Обзор эпидермиса и дермы. В: Фрейнкель Р.К., Вудли Д.Т., редакторы. Биология кожи. Нью-Йорк: издательская группа «Парфенон»; 2001.

22.

Hayday A, Viney JL. Тонкости иммунологии поверхности тела. Наука. 2000. 290: 127–131. [PubMed: 11021807]

23.

Холик М. Витамин D и здоровье костей. Представлено на симпозиуме «Улучшения питания в метаболизме костей человека», проведенном на встрече «Экспериментальная биология ’95»; 11 апреля 1995 г .; Атланта, Джорджия.1996.

24.

Холик М. Витамин D: перспектива тысячелетия. Журнал клеточной биохимии. 2003. 88: 296–307. [PubMed: 12520530]

25.

Джеймсон Дж., Угарте К., Чен Н., Ячи П., Фукс Э., Бойсмену Р. и др. Роль __ Т-клеток кожи в заживлении ран. Наука. 2002; 296: 747–749. [PubMed: 11976459]

26.

Johnson RL, Rothman AL, Xie J, Goodrich LV, Bare JW, Binifas JM, et al. Современные концепции детской болезни костей.Детские клиники Северной Америки. 2002; 49: 143–173.

27.

28.

Леффелл DJ. Total Skin: Полное руководство по уходу за всей кожей на всю жизнь. Нью-Йорк: Гиперион; 2000.

29.

Леонард М.Б., Земель Б.С. Современные концепции детской болезни костей. Детские клиники Северной Америки. 2002: 143–173. [PubMed: 11826803]

30.

Лодиш Х, Берк А., Зипурски Л.С., Мацудаира П., Балтимор Д., Дарнелл Дж.Молекулярная клеточная биология. 4-е изд. Нью-Йорк: У. Х. Фриман; 2000.

31.

Лаукс-Хорсли С., Хьюсон П., Лав Н., Стайлз К. Проектирование профессионального развития учителей естественных наук и математики. Таузенд-Оукс, Калифорния: Corwin Press; 1998.

32.

Маркс Р. Подход общественного здравоохранения к бремени общих кожных заболеваний в обществе. Журнал дерматологии. 2001; 11: 602–605. [PubMed: 11770714]

33.

Маткович В., Елич Т., Вардлоу Г.М., Ильич Дж. З., Гоэль П. К., Райт Дж. К. и др.Время пика костной массы у кавказских женщин и его значение для профилактики остеопороза. Вывод из поперечной модели. Журнал клинических исследований. 1994; 93: 799–808. [Бесплатная статья PMC: PMC293933] [PubMed: 8113412]

34.

Фонд Мейо для медицинского образования и исследований. Что такое БАС? 2001. Получено 11 июля 2002 г. из Интернета: http: // www .mayoclinic.com.

35.

36.

Фонд Мейо медицинского образования и исследований.Мышечная дистрофия. 2002. Получено 13 января 2004 г. из Интернета: http: // www .mayoclinic.com.

37.

38.

39.

Национальный институт артрита, заболеваний опорно-двигательного аппарата и кожи. Исследования в области общественного и профессионального образования по профилактике рака кожи и борьбе с ним. Бетесда, Мэриленд: НИАМС; 1993.

40.

41.

42.

43.

44.

45.

46.

47.

Национальный исследовательский совет. Национальные стандарты естественнонаучного образования. Вашингтон, округ Колумбия: Национальная академия прессы; 1996.

48.

49.

Parfitt AM. Остеональное и гемиостеональное ремоделирование: пространственные и временные рамки для передачи сигналов в кости взрослого человека. Журнал клеточной биохимии.1994; 55: 273–286. [PubMed: 7962158]

50.

Пайер А.М., Рив А.Дж., Андерссон Д.А., Мокрич А., Эрли Т.Дж., Хергарден А.С. и др. Термочувствительный канал TRP, экспрессируемый в кератиноцитах. Наука. 2002; 296: 2046–2049. [PubMed: 12016205]

51.

Rodan GA, Martin TJ. Терапевтические подходы к заболеваниям костей. Наука. 2000. 289: 1508–1514. [PubMed: 10968781]

52.

Saggese G, Baroncelli GI, Betelloni S. Остеопороз у детей и подростков: диагностика, факторы риска и профилактика.Журнал детской эндокринологии. 2001; 14: 833–859. [PubMed: 11515725]

53.

Skerry TM, Bitensky L, Chayen J, Lanyon LE. Ранние связанные с деформацией изменения активности ферментов в остеоцитах после нагрузки на кости in vivo. Журнал исследований костей и минералов. 1989 Октябрь; 4 (5): 783–788. [PubMed: 2816520]

54.

55.

Toma JG, Akhavan M, Fernades KJL, Barnabe-Heider F, Sadikot DR, Miller M. Выделение мультипотентных стволовых клеток взрослых из дермы кожи млекопитающих.Природа клеточной биологии. 2001; 3: 778–784. [PubMed: 11533656]

56.

Регенты Калифорнийского университета. Физиология мышц. 2000. Получено 10 июля 2002 г. из Интернета: http: // muscle .ucsd.edu.

57.

58.

59.

Voltek JS, Gomez AL, Scheett TP, Sharman MJ, French DN, Rubin MR, et al. Журнал Американской диетической ассоциации. 2003. 103 (10): 1353–1356. [PubMed: 14520257]

60.

Вольперт Л., Беддингтон Р., Брокес Дж., Джессел Т., Лоуренс П., Мейеровиц Э. Принципы развития. Лондон: Current Biology Ltd; 1998.

Глоссарий

ацетилхолин

Нейромедиатор, высвобождение которого приводит к сокращению мышц.

актин

Сократительный белок, обнаруженный в мышечных клетках. Вместе с миозином актин обеспечивает механизм сокращения мышц.

апокриновая железа

Большая потовая железа, обнаруженная в волосистой части тела.Начиная с периода полового созревания, апокриновые железы выделяют смесь белков и жиров. Бактерии могут процветать в этих средах и несут ответственность за запах тела. Считается, что железы также передают сексуальные сообщения через запах. Модифицированные апокриновые железы производят материнское молоко.

базальные клетки

Маленькие круглые клетки, расположенные в нижней части эпидермиса кожи.

костный мозг

Мягкая ткань в центре крупных костей. Костный мозг производит клетки крови.

кальций

Химический элемент, играющий жизненно важную роль в биохимии клетки. Кальций — важная часть здорового питания. Он накапливается в скелете и по мере необходимости попадает в кровоток.

хрящ

Эластичная соединительная ткань. В отличие от кости, хрящ не содержит кровеносных сосудов и не имеет способности к регенерации.

хондроцит

Тип клетки, обнаруженной в хряще.

коллаген

Основной белок, содержащийся в соединительной ткани. Придает коже эластичность и укрепляет связки и сухожилия.

дерма

Слой кожи под эпидермисом. Он содержит множество нервных окончаний, отвечающих за осязание.

диафиз

Ствол длинной кости.

дифференциация

Во время развития процесс, посредством которого отдельные клетки в организме берут на себя специализированные функции.

Эккринная железа

Потовая железа, участвующая в регулировании температуры тела. Он находится в коже на большинстве частей тела.

эпидермис

Самый внешний слой кожи.

эпифизы

Концевые части длинных костей, где происходит рост.

фторапатит

Фторсодержащий минерал, повышающий прочность костей.

основное вещество

Материал, в который заключены клетки соединительной ткани.Его еще называют матрицей.

волосяной фолликул

Завязка эпидермиса, содержащая корень отдельного волоса.

гидроксиапатит

Минерал, содержащий кальций и фосфор, который способствует прочности костей.

сустав

Место, где кости встречаются и позволяют перемещаться в этом месте.

келоидов

Разрастание фиброзной рубцовой ткани, вызванное чрезмерным восстановлением тканей в месте повреждения кожи.

кератин

Основной структурный белок, содержащийся в волосах и ногтях.

кератиноцитов

Клетки эпидермиса, синтезирующие кератин.

связка

Соединительная ткань, соединяющая кость с костью.

меланин

Темный пигмент, образующийся в нижнем слое эпидермиса кожи. Меланин поглощает ультрафиолетовый свет и во многом определяет цвет кожи.

меланоцит

Тип клеток эпидермиса, который производит пигмент меланин.

меланома

Форма рака кожи, вызванная меланоцитами.

миобласт

Незрелая мышечная клетка.

миозин

Сократительный белок, обнаруженный в мышечных клетках. Вместе с актином миозин обеспечивает механизм сокращения мышц.

мышечная трубка

Зрелая мышечная клетка.

орган

Часть тела, выполняющая определенную функцию. Сердце и легкие — примеры органов.

остеобласт

Клетка, которая способствует образованию кости.

остеокласт

Клетка, которая способствует разрушению и резорбции кости.

остеоцит

Разветвленная клетка, обнаруженная в костном матриксе. Остеоциты происходят из остеобластов. Они общаются с другими клетками и помогают кости реагировать на окружающую среду.

протеогликаны

Класс белков с высоким содержанием полисахаридов.

саркомер

Структурно-функциональная единица сокращения мышц.

саркоплазматический ретикулум

Форма эндоплазматического ретикулума, обнаруженная в мышечных волокнах.

склеродермия

Хроническое заболевание, характеризующееся уплотнением и утолщением кожи.

сальная железа

Железа, которая выделяет маслянистое вещество в волосяной фолликул для смазывания волос или кожи.

правило тени

Правило, сформулированное как «короткая тень — ищите тень». Это удобный способ определить, когда необходима защита от солнца.

Модель скользящей нити

Модель, которая описывает, как мышечные клетки сокращаются с использованием нитей, сделанных из актина и миозина.

плоскоклеточные клетки

Слой плоских клеток кожи в эпидермисе.

слой подкожно-жировой клетчатки

Слой жировых клеток под дермой.

потовая железа

Маленькие трубчатые железы, обнаруженные почти повсюду в коже, выделяют пот через поры кожи.

синовиальная жидкость

жидкость в суставах, которая обеспечивает смазку.

сухожилие

Полоса соединительной ткани, которая прикрепляет мышцу к кости.

толстая нить

Один из двух типов нитей, обнаруженных в миофибриллах. Он в основном состоит из белка миозина.

тонкая нить

Один из двух типов нитей, обнаруженных в миофибриллах. Он в основном состоит из белка актина.

ткань

Популяция похожих клеток, которые действуют вместе, чтобы выполнять одну или несколько специфических функций в организме.

ультрафиолетовый свет

Часть электромагнитного спектра с длинами волн короче видимого света, но длиннее рентгеновских лучей.

UVA

Длинноволновый (320–380 нм) ультрафиолетовый свет.

UVB

Коротковолновый (280–320 нм) ультрафиолетовый свет.

витамин D

Жирорастворимый витамин, необходимый для нормального роста костей. Витамин D образуется при облучении стеринов в организме ультрафиолетовым светом.

Скелетная система — обзор

Скелетная система

Изменения скелетной системы в результате первичного старения ответственны за снижение плотности костей, снижение устойчивости скелета к нагрузкам и потерю гибкости и подвижности скелета.Хотя и у мужчин, и у женщин наблюдаются возрастные изменения плотности костной ткани, это изменение наиболее выражено у женщин после менопаузы и связано со снижением уровня эстрогена. ¹⁸ Структурные и физиологические изменения мышц способствуют потере силы. Слабые постуральные мышцы и потеря плотности костей и хрящей в позвонках ответственны за «укорочение», сутулость и сутулость (кифоз), часто наблюдаемые у пожилых людей.

Хотя некоторые изменения скелета являются результатом износа, вызванного нормальным старением, другие являются результатом болезненных процессов или травм.Дегенеративные изменения суставов часто вызваны остеоартритом (ОА), заболеванием, которым страдает около 50% населения в возрасте 65 лет и старше. Хотя ОА обычно затрагивает суставы, несущие нагрузку, такие как позвонки, бедра и колени, он также может поражать суставы локтей, рук и запястий. Изменения при остеоартрите могут вызывать боль и ограниченный диапазон движений и, следовательно, могут влиять на качество жизни, но они не опасны для жизни и поддаются лечению с помощью лекарств, защиты суставов, хирургии, терапии и физических упражнений. ¹⁷ Ревматоидный артрит (РА) — это прогрессирующее аутоиммунное заболевание, начинающееся в молодом или среднем возрасте. Вначале РА проявляется воспалением и болью в пястно-фаланговых и межфаланговых суставах рук, а затем прогрессирует в другие органы. Признаки и симптомы включают воспаление, боль, деформации суставов, усталость и потерю веса. РА серьезно ухудшает функциональные возможности и качество жизни.

Остеопороз — это заболевание, при котором кость становится более пористой, хрупкой и более склонной к переломам.Хотя заболевание поражает обоих полов, оно чаще встречается у женщин и связано со снижением уровня эстрогена в период менопаузы. Риск остеопороза снижается за счет накопления резерва, начиная с раннего взросления, за счет диеты, богатой кальцием и витаминами, и упражнений, включающих упражнения с отягощением, которые необходимы для поддержания плотности костей. ^2,19 Трудотерапия показала многообещающую возможность помочь взрослым с остеопорозом сохранить физическое здоровье и участвовать в ценной деятельности. ²⁰

Сотни тысяч волокон (мышечных клеток) составляют примерно 350 скелетных мышц человеческого тела. Эти мышечные волокна и ветви двигательных нервов, которые их иннервируют, образуют двигательные единицы (ДЕ) разного размера, в зависимости от работы, требуемой от мышцы. Примерно в 30 лет мы начинаем испытывать снижение физической силы, скорости и контроля, которое продолжается постепенно со скоростью от 10% до 15% за десятилетие жизни. ²¹ Скорость снижения возрастает примерно к 50 годам и по сравнению с молодыми взрослыми может достигать 50% для лиц в возрасте от 70 до 80 лет. ²¹ Это снижение силы, которое в зависимости от мышц может составлять от 12% до 60%, в основном связано с физиологическими изменениями, влияющими на мышечную массу. ²² Эта возрастная потеря мышечной массы (саркопения) включает уменьшение как количества мышечных волокон, так и их размера, что влияет на силу сокращения мышц. Однако исследования показывают, что снижение прочности объясняется скорее уменьшением количества волокон, чем изменением их размера. ²³ Кроме того, по мере того, как ДЕ теряются, оставшиеся единицы обеспечивают компенсирующую иннервацию, но это приводит к изменению режима стрельбы, что способствует снижению скорости, моторного контроля и силы. ²³

Саркопения ответственна за функциональное снижение у пожилых людей ^24,25 и связана с физиологическими изменениями, которые увеличивают риск заболевания в этой популяции. С физиологической точки зрения, когда мышечная масса снижается, увеличивается отложение жировой ткани (ожирение) в мышцах и вокруг них с последующим снижением основного метаболизма, что увеличивает риск ожирения, недоедания и диабета. ²⁶ Функционально изменения в силе, двигательном контроле и утомляемости способствуют трудностям с равновесием, повседневной деятельностью (ADL) и инструментальной деятельностью в повседневной жизни (IADL) у пожилых людей. Исследование, проведенное McGee и Mathiowetz ²⁷ , обнаружило связь между силой абдукторов плеча и внешних ротаторов на функцию IADL и разгибателей локтя на способность покупать продукты. Нерешенная саркопения увеличивает риск падений и переломов, слабости и потери независимости, что может привести к неоптимальному качеству жизни. ²⁸

Старейшины естественным образом компенсируют изменения в силе и функциональных возможностях, избегая задач, требующих больших усилий, и выполняя их в более медленном темпе. Компенсация также может наблюдаться в моделях походки: пожилые люди обычно делают более короткие шаги и ходят медленнее, сохраняя меньший угол между пяткой и землей при ходьбе и демонстрируя более широкую стойку. Ключевым моментом в работе со старшими является поощрение и поддержание разумного уровня активности и предотвращение гипокинеза, потому что бездействие может ускорить потерю силы и выносливости и еще больше поставить под угрозу мобильность, ADL и производительность IADL.

Улучшение мышечной силы и выносливости у пожилых людей имеет решающее значение, и исследования показывают, что упражнения могут уменьшить или даже обратить вспять эффекты саркопении. ^23,29 COTA, работающие с пожилыми людьми, должны гарантировать, что программы упражнений учитывают культурные, гендерные и индивидуальные факторы и предпочтения и включают функциональную активность, поскольку есть доказательства устойчивой пользы программ упражнений с функциональными задачами для улучшения повседневной функции. ³⁰ Пожилых людей, живущих в сообществе, следует поощрять к участию в важных для себя занятиях, которые включают физическую активность, например, садоводство, покупка продуктов, игра в гольф, прогулки по торговым центрам и т. Д.COTA также должны использовать возможности для обучения пожилых людей и их опекунов важности правильного питания и гидратации для поддержания мышечной силы, выносливости и общего состояния здоровья.

Возрастные изменения в костях — мышцах — суставах

Альтернативные названия

Остеопороз и старение; Слабость мышц, связанная со старением; Остеоартрит

Информация

Изменения позы и походки (походки) являются обычным явлением с возрастом. Также часто встречаются изменения кожи и волос.

Каркас обеспечивает поддержку и структуру тела. Суставы — это области, где соединяются кости. Они позволяют скелету быть гибким для движения. В суставе кости не контактируют напрямую. Вместо этого они покрываются хрящом сустава, синовиальными оболочками вокруг сустава и жидкостью.

Мышцы обеспечивают силу и силу для движения тела. Координация управляется мозгом, но на нее влияют изменения в мышцах и суставах. Изменения в мышцах, суставах и костях влияют на осанку и ходьбу и приводят к слабости и замедлению движений.

ИЗМЕНЕНИЯ В СТАРЕНИИ

Люди теряют массу или плотность костной ткани с возрастом, особенно женщины после менопаузы. Кости теряют кальций и другие минералы.

Позвоночник состоит из костей, называемых позвонками. Между каждой костью находится гелеобразная подушка (называемая диском). С возрастом середина тела (туловище) становится короче, так как диски постепенно теряют жидкость и становятся тоньше.

Позвонки также теряют часть своего минерального содержания, из-за чего каждая кость становится тоньше. Позвоночный столб изгибается и сжимается (уплотняется).Костные шпоры, вызванные старением и общим использованием позвоночника, также могут образовываться на позвонках.

Своды стопы становятся менее выраженными, что приводит к небольшой потере высоты.

Длинные кости рук и ног более хрупкие из-за потери минералов, но они не меняют длину. Это делает руки и ноги длиннее по сравнению с укороченным туловищем.

Суставы становятся более жесткими и менее гибкими. Жидкость в суставах может уменьшаться. Хрящи могут начать тереться и стираться.Минералы могут откладываться в некоторых суставах и вокруг них (кальцификация). Это обычное явление на плече.

В тазобедренных и коленных суставах может начаться потеря хрящевой ткани (дегенеративные изменения). Суставы пальцев теряют хрящи, а кости немного утолщаются. Изменения суставов пальцев, чаще всего отек костей, называемые остеофитами, чаще встречаются у женщин. Эти изменения могут передаваться по наследству.

Уменьшается безжировая масса тела. Это снижение частично вызвано потерей мышечной ткани (атрофией). Кажется, что скорость и количество мышечных изменений вызваны генами.Мышечные изменения часто начинаются в возрасте 20 лет у мужчин и в возрасте 40 лет у женщин.

Липофусцин (возрастной пигмент) и жир откладываются в мышечной ткани. Мышечные волокна сокращаются. Мышечная ткань заменяется медленнее. Утраченная мышечная ткань может быть заменена плотной фиброзной тканью. Это особенно заметно на руках, которые могут выглядеть тонкими и костлявыми.

Мышцы менее тонизированы и менее способны сокращаться из-за изменений в мышечной ткани и нормальных старческих изменений нервной системы.Мышцы с возрастом могут стать жесткими и потерять тонус даже при регулярных упражнениях.

ВЛИЯНИЕ ИЗМЕНЕНИЙ

Кости становятся более хрупкими и легче ломаются. Общая высота уменьшается, в основном из-за укорачивания туловища и позвоночника.

Разрушение суставов может вызвать воспаление, боль, скованность и деформацию. Совместные изменения затрагивают практически всех пожилых людей. Эти изменения варьируются от незначительной жесткости до тяжелого артрита.

Поза может стать более сутулой (согнутой).Колени и бедра могут стать более согнутыми. Шея может наклоняться, плечи сужаться, а таз становится шире.

Движение замедляется и может стать ограниченным. Схема ходьбы (походка) становится все медленнее и короче. Ходьба может стать неустойчивой, руки будут меньше раскачиваться. Пожилые люди быстрее устают и у них меньше энергии.

Изменение силы и выносливости. Потеря мышечной массы снижает силу.

ОБЩИЕ ПРОБЛЕМЫ

Видео: Остеопороз

Остеопороз — распространенная проблема, особенно у пожилых женщин.Кости легче ломаются. Компрессионные переломы позвонков могут вызвать боль и снизить подвижность.

Мышечная слабость приводит к утомляемости, слабости и снижению толерантности к физической активности. Проблемы с суставами, от легкой жесткости до изнурительного артрита (остеоартрита), очень распространены.

Видео: Остеоартроз

Риск травмы увеличивается, поскольку изменение походки, нестабильность и потеря равновесия могут привести к падению.

У некоторых пожилых людей снижены рефлексы.Чаще всего это вызвано изменениями мышц и сухожилий, а не изменениями нервов. Может возникнуть снижение рефлексов коленного или голеностопного рывков. Некоторые изменения, такие как положительный рефлекс Бабинского, не являются нормальным явлением старения.

Непроизвольные движения (тремор мышц и тонкие движения, называемые фасцикуляциями) чаще встречаются у пожилых людей. У неактивных пожилых людей может наблюдаться слабость или ненормальные ощущения (парестезии).

Люди, которые не могут двигаться самостоятельно или не растягивают мышцы с помощью упражнений, могут получить мышечные контрактуры.

ПРОФИЛАКТИКА

Упражнения — один из лучших способов замедлить или предотвратить проблемы с мышцами, суставами и костями. Программа умеренных упражнений поможет вам сохранить силу, равновесие и гибкость. Упражнения помогают костям оставаться сильными.

Поговорите со своим врачом перед началом новой программы упражнений.

Важно придерживаться сбалансированной диеты с большим количеством кальция. Женщинам нужно быть особенно осторожными, чтобы получать достаточно кальция и витамина D с возрастом.Женщины в постменопаузе и мужчины старше 70 должны принимать 1200 мг кальция в день. Женщины и мужчины старше 70 лет должны получать 800 международных единиц (МЕ) витамина D в день. Если у вас остеопороз, поговорите со своим врачом о лечении по рецепту.

СВЯЗАННЫЕ ТЕМЫ

Изображения

Ссылки

Di Cesare PE, Haudenschild DR, Abramson SB, Samuels J. Патогенез остеоартрита. В: Файрстейн Г.С., Бадд Р.С., Габриэль С.Е., Корецки Г.А., Макиннес И.Б., О’Делл-младший, ред. Учебник Файрестайна и Келли Ревматология. 11-е изд. Филадельфия, Пенсильвания: Эльзевьер; 2021: глава 104.

Gregson CL. Старение костей и суставов. В: Fillit HM, Rockwood K, Young J, ред. Brocklehurst’s Учебник гериатрической медицины и геронтологии. 8-е изд. Филадельфия, Пенсильвания: Эльзевир; 2017: глава 20.

Уолстон JD. Общие клинические последствия старения. В: Goldman L, Schafer AI, ред. Goldman-Cecil Medicine. 26 изд. Филадельфия, Пенсильвания: Эльзевьер; 2020: глава 22.

Вебер Т.Дж. Остеопороз. В: Goldman L, Schafer AI, ред. Goldman-Cecil Medicine. 26-е изд. Филадельфия, Пенсильвания: Эльзевьер; 2020: глава 230. США Департамент здравоохранения и социальных служб. Национальные институты здоровья, Веб-сайт Управления диетических добавок. Витамин D: информационный бюллетень для здоровья профессионалы. ods.od.nih.gov/factsheets/VitaminD-HealthProfessional. Обновлено в сентябре 11, 2020. По состоянию на 27 сентября 2020 г.

Musculoskeletal System | Encyclopedia.com

Определение

Скелетная система — это живой, динамичный костный каркас тела с сетью инфильтрации кровеносных сосудов.

Описание

Внутри каждого человека находится скелет, прочный каркас из примерно 206 костей, который защищает органы тела, поддерживает тело, обеспечивает точки прикрепления для мышц, чтобы обеспечить движение тела, функционирует как место хранения минералов таких как кальций, и фосфор , и продуцирует клеток крови и клеток. Живая зрелая кость примерно на 60% состоит из соединений кальция и примерно на 40% из коллагена. Следовательно, кость крепкая, твердая и слегка эластичная.Люди рождаются с более чем 300 костями, но некоторые кости, например, в черепе и нижней части позвоночника, срастаются во время роста, тем самым уменьшая их количество. Хотя зрелые кости состоят в основном из кальция — 70% солей кальция и около 30% органического матрикса, в основном коллагеновых волокон, — большинство костей в скелете позвоночных, включая человека, начинались как хрящи. Хрящ — это разновидность соединительной ткани, которая содержит волокна коллагена и эластина. Твердая внешняя часть костей состоит в основном из белков , таких как коллаген, в дополнение к веществу, называемому гидроксиапатитом.Это вещество состоит в основном из кальция и других минералов и хранит большую часть кальция в организме; он в первую очередь отвечает за прочность костей. В центре каждой кости находится костный мозг, который мягче и менее плотен, чем остальная часть кости. Костный мозг содержит специализированные клетки, которые производят клетки крови, которые проходят через кость и окружают ее нервы.

Отдельные кости встречаются в местах, называемых суставами, и удерживаются на месте соединительной тканью. Большинство суставов, таких как локтевые, называются синовиальными суставами из-за синовиальной оболочки, которая окружает сустав и выделяет смазывающую жидкость.Хрящ выстилает поверхность многих суставов и помогает уменьшить трение между костями. Соединительные ткани, соединяющие скелет вместе в суставах, — это сухожилия и связки. Связки и сухожилия состоят из коллагена, но выполняют разные функции. Связки соединяют кости вместе и помогают предотвратить вывих суставов. Сухожилия связывают кость с мышцей.

Поскольку кости, составляющие человеческий скелет, находятся внутри тела, скелет называется эндоскелетом. У некоторых животных, таких как краб, есть внешний скелет, называемый экзоскелетом.

Типы костей

Кости можно классифицировать по их различным характеристикам, таким как форма, происхождение и текстура. По форме различают четыре типа. Это длинные кости, короткие кости, плоские кости и кости неправильной формы. Длинные кости имеют длинный центральный стержень, называемый диафизом, и два узловатых конца, называемых эпифизом. В растущих длинных костях диафиз и эпифиз разделены тонким хрящевым листом. Примеры длинных костей включают кости рук и ног, пястные кости кисти, плюсневые кости стопы и ключицы.Короткие кости примерно такой же длины, как и ширина. Надколенник, плодолистики запястья и предплюсны голеностопного сустава — короткие кости. Плоские кости могут иметь несколько форм, но они относительно тонкие и плоские. Примеры включают грудину, ребра, тазовые кости, лопатку и кости черепа. Кости неправильной формы — это кости черепа неправильной формы, такие как клиновидная кость, крестец и позвонки. Общей характеристикой костей неправильной формы является не то, что они похожи друг на друга по внешнему виду, а то, что их нельзя отнести ни к одной из других категорий костей.

Кости также можно классифицировать по их происхождению. Все кости (а также мышцы и соединительная ткань) происходят из эмбриональной соединительной ткани, называемой мезенхимой, которая делает мезодерму, также эмбриональной тканью. Некоторая мезодерма образует хрящевой скелет плода, предшественник костного скелета. Однако некоторые кости, такие как ключица и некоторые лицевые и черепные кости черепа, развиваются непосредственно из мезенхимы, минуя хрящевую стадию.Эти типы костей называются мембранной костью (или дермальной костью). Кость, происходящая из хряща, называется эндохондральной костью.

Наконец, кости классифицируются по текстуре. Гладкая твердая кость, называемая компактной костью, образует внешний слой костей. Внутри внешней компактной кости находится губчатая кость, иногда называемая костным мозгом. Губчатая кость кажется открытой и губчатой, но на самом деле она очень прочная, как компактная кость. Вместе два типа костей образуют легкий, но прочный скелет.

Строение

Скелетная система человека делится на две основные группы: осевой скелет и аппендикулярный скелет. Осевой скелет включает кости, связанные с главной осью тела, в том числе:

Аппендикулярный скелет состоит из костей, которые прикрепляют придатки тела к осевому скелету, включая:

• грудной пояс (область плеча)
• тазовый пояс (бедро области)
• верхних конечностей (рук)
• нижних конечностей (ног)

ОСЕВОЙ СКЕЛЕТ. В черепе 28 костей. Из них восемь костей составляют череп и обеспечивают защиту мозга . У взрослых эти кости плоские и сцепляются в суставах, что делает череп неподвижным. Фиброзные суставы или швы возникают там, где костные пластинки черепа встречаются и сцепляются. Заполненные хрящом пространства между черепными костями младенцев, известные как мягкие пятна или роднички, позволяют костям черепа немного двигаться во время родов. Это облегчает роды и помогает предотвратить переломы черепа. , , но может временно оставить ребенка с головой странной формы, пока череп восстанавливает свою форму.В конце концов роднички в голове младенца заменяются костью, и развиваются фиброзные суставы. Помимо защиты мозга, кости черепа также поддерживают и защищают органы чувств, отвечающие за зрение, слух , обоняние и вкус .

Восемь костей черепа:

• лобной
• теменной (2)
• височной (2)
• решетчатой ​​кости
• клиновидной кости
• затылочной

лобной кости образуют лоб и брови.За лобной костью находятся две теменные кости. Теменные кости образуют крышу черепа и изгибаются вниз, образуя стороны черепа. По бокам черепа также расположены две височные кости, расположенные за глазами. Каждая височная кость окружает улитку и лабиринт внутреннего уха, а также косточки, три крошечные кости среднего уха, которые не являются частью черепа. Косточки — это молоток (молоток), наковальня (наковальня) и стремени (стремена). К нижней челюсти прикрепляются также височные кости, и это единственный подвижный сустав в черепе.Между височными костями находится клиновидная кость неправильной формы, которая обеспечивает защиту гипофиза . Маленькая решетчатая кость образует часть глазницы рядом с носом. Обонятельные нервы, или нервы обоняния, проходят через решетчатую кость на своем пути к мозгу. Основание и задняя часть черепа — это затылочная кость. В затылочной кости есть отверстие, называемое большим затылочным отверстием, через которое проходит спинной мозг и соединяется с головным мозгом.

Четырнадцать костей образуют щеки, глаза, нос и рот. К ним относятся:

• носовая (2)
• скуловая (2)
• верхняя челюсть (2)
• нижняя челюсть

Верхняя костная спинка носа образована костями носа и обеспечивает место прикрепления для хрящ, составляющий более мягкую часть носа. Скуловые кости образуют щеки и часть глазниц. Две кости сливаются, образуя верхнюю челюсть, верхнюю челюсть. Эти кости также образуют твердое небо во рту.Нижняя челюсть образует нижнюю челюсть рта и подвижна, что позволяет пережевывать пищу и говорить. Нижняя челюсть — это кость, которая соединяется с височными костями.

Позади этих лицевых костей расположены другие кости, которые формируют внутренние части глаз, носа и рта. К ним относятся:

• слезная (2)
• небная (2)
• раковин (2)
• сошниковых костей

Помимо этих 28 костей черепа есть подъязычная кость, расположенная у основания языка.Технически подъязычная кость не является частью черепа, но часто включается в кости черепа. Он обеспечивает место прикрепления языка и некоторых мышц шеи.

Некоторые кости лица и черепа содержат пазухи или полости, которые соединяются с носовой полостью и стекают в нее. Это лобная, решетчатая, клиновидная и верхнечелюстная кости, расположенные рядом с носом. Болезненные головные боли носовых пазух возникают в результате повышения давления в этих полостях. Мембраны, выстилающие эти полости, могут выделять слизь или инфицироваться, вызывая дополнительное ухудшение состояния человека.

Череп опирается на позвоночник, который покрывает и защищает спинной мозг. Позвоночник, также называемый позвоночником или позвоночником, состоит из 33 позвонков, расположенных друг над другом, нижние из которых соединены друг с другом. Позвонок плоский с двумя основными особенностями. Основное костное образование овальной формы позвонка называется центром. Из центра возникает костное кольцо, называемое нервной дугой, которое образует нервный канал (также называемый позвоночным отверстием), отверстие, через которое проходит спинной мозг. Короткие костные выступы (нервные отростки) выходят из нервной дуги и служат точками прикрепления мышц.Некоторые из этих выступов (называемые поперечными отростками) также служат точками крепления ребер. В нервной дуге также есть небольшие отверстия для спинномозговых нервов, которые проходят от спинного мозга по всему телу. Травма позвоночного столба может вызвать серьезное повреждение спинного мозга и спинномозговых нервов и привести к параличу , если спинной мозг или нервы будут повреждены.

Шейных позвонков семь. Первый, атлас, поддерживает череп и позволяет голове кивать вверх и вниз.Атлас образует мыщелковый сустав (разновидность синовиального сустава) с затылочной костью черепа. Второй позвонок, ось, позволяет голове вращаться из стороны в сторону. Этот вращающийся синовиальный сустав называется шарнирным суставом . Вместе эти два позвонка делают возможным широкий диапазон движений головой.

Ниже шейных позвонков находятся 12 грудных или верхних позвонков. К этим позвонкам прикрепляются ребра. За грудными позвонками следуют пять поясничных или поясничных позвонков.Последним является крестец, состоящий из пяти сросшихся позвонков, и копчик, или копчик, состоящий из четырех сросшихся костей.

Позвоночный столб помогает выдерживать вес тела и защищает спинной мозг. В позвоночнике встречаются хрящевые суставы, а не синовиальные суставы. Хрящевые диски лежат между костными позвонками спины и обеспечивают амортизацию, как амортизаторы. Позвонки позвоночника способны только к ограниченному движению, например, сгибанию и некоторому скручиванию.

Пара ребер проходит вперед от каждого из 12 грудных позвонков, всего 24 ребра.Иногда человек рождается с лишним набором ребер. Сустав между ребрами и позвонками представляет собой скользящий (или плоский) сустав, тип синовиального сустава, поскольку ребра действительно движутся, расширяются и сжимаются при дыхании. Большинство ребер (первые семь пар) прикрепляются в передней части тела через хрящ к длинной плоской грудины или грудины. Эти ребра называются настоящими ребрами. Следующие три пары ребер — ложные. Ложные ребра прикрепляются к другому ребру спереди вместо грудины и соединяются хрящом.Две нижние пары ребер, которые не соединяются спереди, называются плавающими ребрами. Ребра придают форму груди и поддерживают и защищают основные органы тела, такие как сердце , и легкие . Грудная клетка также обеспечивает точки крепления соединительной ткани, чтобы помочь удерживать органы на месте. У взрослых людей грудина также производит эритроциты, а также обеспечивает место прикрепления ребер.

ПРИЛОЖИТЕЛЬНЫЙ СКЕЛЕТ. Аппендикулярный скелет соединяется с осевым скелетом в плечах и бедрах.Грудной пояс, или плечо, образует рыхлое соединение с грудиной. Две кости, ключица (ключица) и лопатка (лопатка), образуют одно плечо. Лопатка опирается на ребра задней части тела. Он соединяется с ключицей, костью, которая прикрепляет всю структуру плеча к скелету на грудины. Ключица — тонкая кость, которая легко ломается. Поскольку лопатка прикреплена так неплотно, она легко вывихивается из ключицы, отсюда и травмы плеча при вывихе, которые обычно возникают у людей, занимающихся спортом.Основным преимуществом свободного крепления грудного пояса является то, что он обеспечивает широкий диапазон движений плеча и большую общую свободу движений.

В отличие от грудного пояса, тазовый пояс или бедра крепкий и плотный. Каждое бедро, левое и правое, состоит из трех сросшихся костей: подвздошной, седалищной и лобковой. В совокупности эти три кости известны как безымянная кость.

Безымянные части сливаются с крестцом, образуя тазовый пояс. В частности, подвздошные кости формируют бедра, а две седалищные кости поддерживают тело, когда человек сидит.Две лобковые кости встречаются спереди в хрящевом суставе. Тазовый пояс чашеобразной формы с отверстием внизу. У беременной женщины это костное отверстие — проход, через который ее ребенок должен пройти во время родов. Чтобы облегчить прохождение ребенка, организм вырабатывает гормон релаксин, который ослабляет суставы между лобковыми костями. Кроме того, у женщин тазовый пояс обычно шире, чем у мужчин. Это также способствует облегчению родов, но является небольшим препятствием для ходьбы и бега.Следовательно, мужчины с их более узкими бедрами лучше приспособлены к такой деятельности. Тазовый пояс защищает нижние органы брюшной полости, такие как кишечник, и помогает поддерживать вес тела над ним.

Руки и ноги, верхние и нижние придатки тела очень похожи по форме. Каждый из них прикрепляется к поясу, грудному или тазовому, с помощью шаровидного сустава , а — синовиального сустава особого типа. В плече лунка, называемая суставной впадиной, неглубокая.Небольшая глубина суставной впадины обеспечивает большую свободу движений. Бедренная впадина, или вертлужная впадина, больше и глубже. Эта глубокая впадина в сочетании с жесткой и массивной структурой бедер придает ногам гораздо меньшую подвижность и гибкость, чем руки.

Плечевая кость или верхняя кость руки — это длинная кость между локтем и плечом. Он соединяет руку с грудным поясом. В ноге бедренная кость, или бедренная кость, представляет собой длинную кость между коленом и бедром, которая соединяет ногу с тазовым поясом.Плечевая и бедренная кости — прочные кости, особенно бедренная кость, которая является опорной костью. Поскольку руки и ноги соединены между собой, плечевая и бедренная костей соединяются с другими костями на конце, противоположном шаровидному суставу. В локтевом суставе этот второй сустав представляет собой синовиальный сустав, называемый шарнирным суставом . Два типа синовиальных суставов встречаются в области колена: мыщелковый сустав (например, мыщелковый сустав первого позвонка), который соединяет кости ног, и плоский, или скользящий сустав, между надколенником (коленной чашечкой) и бедренной костью. .

В локте плечевая кость прикрепляется к множеству параллельных костей, локтевой и лучевой кости предплечья. Радиус — это кость под большим пальцем, которая вращается, когда рука переворачивается и возвращается назад. Затем локтевая и лучевая кость прикрепляются к пястным костям запястья. Восемь маленьких костей плодолистика составляют запястье и соединяются с кистью. Кисть состоит из пяти длинных тонких пястных костей (ладони) и 14 фаланг кисти (пальцы и большой палец). Некоторые фаланги образуют суставы друг с другом, что придает руке человека большую ловкость.

Точно так же в голени бедренная кость образует соединение с надколенником, а также с малоберцовой и большеберцовой костями голени. Большеберцовая кость, или большеберцовая кость, больше малоберцовой кости и образует соединение позади надколенника с бедренной костью. Как и бедренная кость, большеберцовая кость также является опорной костью. В голеностопном суставе малоберцовая и большеберцовая кости соединяются с предплюсневыми костями верхней части стопы. На верхней части стопы семь предплюсней, образующих щиколотку и пятку. В свою очередь, предплюсны соединяются с пятью длинными тонкими плюсневыми костей нижней части стопы.Плюсневые кости образуют свод стопы и подошву и соединяются с фалангами стоп (пальцев). Фаланги 14 футов короче и менее подвижны, чем фаланги кисти. На руках и ногах встречаются несколько типов синовиальных суставов, включая плоскость, эллипсоид и седло. Между костями пальцев ног возникают плоские суставы, что позволяет ограничивать движения. Эллипсовидные суставы между костями пальца и ладони придают пальцам круговую подвижность, в отличие от пальцев ног. Седло у основания большого пальца помогает сделать руки самой важной частью тела с точки зрения ловкости и маневренности.Седловидный сустав также встречается на лодыжках.

Развитие и рост костей

Поскольку большая часть костей начинается с хрящей, они должны превращаться в кость в процессе, называемом оссификацией. Ключевыми игроками в развитии костей являются хрящевые клетки (хондроциты), клетки-предшественники кости (клетки-остеопрогениторы), клетки отложения костей (остеобласты), клетки резорбции кости (остеокласты) и зрелые костные клетки (остеоциты).

Во время окостенения кровеносные сосуды проникают в хрящ и транспортируют клетки-остеопрогениторы в область, называемую центром окостенения.На этом участке хрящевые клетки отмирают, оставляя после себя небольшие полости. Клетки остеобластов формируются из клеток-предшественников и начинают откладывать костную ткань, распространяясь из центра. Благодаря этому процессу формируются губчатая губчатая кость и гладкая внешняя компактная кость. Два типа костного мозга, красный и желтый, занимают пространства губчатой ​​кости. Красный костный мозг производит красные кровяные тельца, в то время как желтый костный мозг накапливает жир в дополнение к выработке кровяных телец. В конце концов, в компактной кости клетки остеобластов попадают в свои костные полости, называемые лакунами, и становятся остеоцитами.Соседние остеоциты образуют связи друг с другом и, таким образом, могут переносить материалы между клетками. Остеоциты являются частью более крупной системы, называемой гаверсовской системой. Эти системы похожи на длинные трубки, плотно сжатые вместе в компактной кости. Кровеносный сосуд, лимфатические сосуды и нервы проходят через центр трубки, называемый гаверсовским каналом, и окружены слоями кости, называемыми пластинками, в которых находятся остеоциты. Кровеносные сосуды соединены друг с другом боковыми каналами, называемыми каналами Фолькмана.Кровеносные сосуды также встречаются в губчатой ​​кости без гаверсовской системы. Защитная мембрана, называемая надкостницей, окружает все кости.

Развитие костей — сложный процесс, но это только половина дела. Кости должны расти, и это происходит в результате процесса, называемого ремоделированием. Ремоделирование включает резорбцию существующей кости внутри кости (увеличение костного мозга) и отложение новой кости снаружи. Резорбтивные клетки — это остеокласты, а клетки остеобластов откладывают новый костный материал.По мере ремоделирования длинных костей развивается новый центр окостенения — на опухших концах кости, называемый эпифизом. Тонкий слой хряща, называемый эпифизарной пластиной, отделяет эпифиз от стержня и является местом отложения кости. Когда рост завершается, эта хрящевая пластина исчезает, так что остается только хрящ, выстилающий суставы, называемый гиалиновым хрящом. Ремоделирование не заканчивается, когда заканчивается рост. Остеоциты, отвечая на потребность организма в кальции, резорбируют кости у взрослых для поддержания баланса кальция.

Функция

Скелетная система выполняет несколько важных функций:

• Она придает форму и форму телу, позволяя при этом двигаться.
• Поддерживает и защищает жизненно важные органы и мышцы.
• Он производит красные кровяные тельца для тела в костном мозге. Каждую секунду в среднем 2,6 миллиона эритроцитов заменяют изношенные клетки крови и те, которые разрушены печенью.
• В нем хранятся минералы, включая кальций и фосфор.Когда избыток присутствует в крови, кости будут накапливать минералы. Когда запасы крови истощаются, минералы выводятся из костей, чтобы восполнить кровоснабжение.

Распространенные болезни и расстройства

Даже если кости очень крепкие, они могут быть сломаны. Большинство переломов заживают. Процесс заживления может быть заблокирован, если кости не восстановлены должным образом или если травмированный человек является жертвой недоедания. Клетки-остеопрогениторы мигрируют к месту перелома и начинают процесс образования новой кости (остеобластов) и реабсорбции поврежденной кости (остеокластов).При правильном уходе перелом заживает полностью, а у детей часто бесследно.

Сустав между нижней челюстью и височными костями, называемый височно-нижнечелюстным суставом, является источником болезненного состояния, известного как дисфункция височно-нижнечелюстного сустава или дисфункция ВНЧС. Страдающие дисфункцией ВНЧС испытывают множество симптомов, включая головные боли, болезненность челюсти и ощущение щелчка при движении челюстью. Есть несколько причин дисфункции. Хрящевой диск между костями может сместиться, или соединительная ткань между костями может располагаться таким образом, что челюсть смещается.Иногда брекеты на зубы могут усугубить дисфункцию ВНЧС. Состояние можно исправить с помощью упражнений , или, в тяжелых случаях, хирургического вмешательства. Другое заболевание — расщелина неба — возникает из-за того, что верхнечелюстные кости челюсти не полностью срастаются у плода.

Кости поражаются неправильным питанием, а также подвержены ряду заболеваний и расстройств. Некоторые примеры включают цингу, рахит, остеопороз , артрит и опухоли костей. Цинга возникает из-за нехватки витамина С. У младенцев цинга вызывает плохое развитие костей. Это также вызывает кровотечение из мембран, окружающих кость, с образованием сгустков, которые в конечном итоге окостенели, и тонких костей, которые легко ломаются. Кроме того, взрослые страдают кровоточивостью десен и потерей зубов. До наших дней моряки часто становились жертвами цинги из-за длительного пребывания в море с ограниченным питанием. Поэтому они пытались сохранить на борту хороший запас цитрусовых, таких как апельсины и лаймы, потому что эти фрукты содержат витамин С.К XXI веку цинга в западных обществах стала крайне редкой.

Рахит — это детское заболевание, вызванное дефицитом витамина D. Этот витамин позволяет организму усваивать кальций и фосфор; без него кости становятся мягкими и слабыми и фактически прогибаются или выгибаются под тяжестью тела. Витамин D содержится в молоке, яйцах и печени, а также может вырабатываться при воздействии солнечных лучей на кожу. Беременные женщины также могут страдать от дефицита витамина D, остеомаляции, в результате чего кости становятся мягкими.Пожилые люди, особенно женщины, у которых было несколько детей подряд, иногда страдают от остеопороза — состояния, при котором значительное количество кальция из костей растворяется в крови для поддержания баланса кальция в организме. Результатом являются слабые, хрупкие кости с ямками и порами. Остеопороз чаще всего встречается у пожилых людей и у женщин после менопаузы . Этим заболеванием страдает почти половина всех мужчин и женщин старше 75 лет. Однако женщины в пять раз чаще, чем мужчины, заболевают этим заболеванием.У них изначально меньшие и более тонкие кости, чем у мужчин, и они быстрее теряют костную массу после менопаузы (обычно около 50 лет), когда они перестают вырабатывать гормон, защищающий кости, под названием эстроген. В течение пяти-семи лет после менопаузы женщины могут потерять около 20% своей костной массы. Однако к 65 или 70 годам мужчины и женщины теряют костную массу с одинаковой скоростью. По мере того как все большее число мужчин достигают старшего возраста, они все больше осознают, что остеопороз также является важной проблемой для них.

Артрит — еще одно заболевание, от которого обычно страдают пожилые люди. Это часто болезненное воспаление суставов. Артрит не ограничивается пожилыми людьми, и даже молодые люди могут страдать от этого состояния. Есть несколько типов артрита, такие как ревматоидный, ревматический и дегенеративный. Артрит в основном включает воспаление и разрушение хрящевой и костной ткани на поверхности сустава. В некоторых случаях могут развиваться костные бугорки по краю сустава. У большинства людей, вероятно, разовьется артрит, если они доживут до значительно более старшего возраста.Дегенеративный артрит — это тип, который обычно возникает с возрастом. Колено, бедро, плечо и локоть являются основными мишенями дегенеративного артрита. Ряд различных типов опухолей, некоторые из которых безвредны, а другие более серьезные, также могут поражать кости.

КЛЮЧЕВЫЕ ТЕРМИНЫ

Кость — Состоящая в основном из неживой матрицы солей кальция и живой матрицы коллагеновых волокон, кость является основным компонентом скелета человека. Кость производит клетки крови и служит местом хранения таких элементов, как кальций и фосфор.

Кальций — Природный элемент, который в основном соединяется с фосфатом, образуя неживую матрицу костей.

Хрящ— Тип соединительной ткани, имеющий три формы: эластичный хрящ, волокнистый хрящ и гиалиновый хрящ. Гиалиновый хрящ образует скелет эмбриона и выстилает суставы костей.

Гаверсовская система — Трубчатые системы в компактной кости с центральным гаверсовским каналом, в котором находятся кровеносные и лимфатические сосуды, окруженные кольцевыми слоями солей кальция и коллагена, называемыми пластинками, в которых находятся остеоциты.

Костный мозг— Тип соединительной ткани, заполняющей пространство большей части губчатого вещества кости. Он производит клетки крови и накапливает жир.

Оссификация— Процесс замещения соединительной ткани, такой как хрящ и мезенхима, костью.

Остеобласт— Костная клетка, которая откладывает соли кальция и коллаген во время роста костей, ремоделирования и восстановления костей.

Остеокласт— Костная клетка, отвечающая за реабсорбцию костной ткани при ремоделировании и восстановлении кости.

Остеоцит — Зрелая костная клетка, основная функция которой — регулировать уровень кальция и фосфата в организме.

Скелет — Состоит из костей и хрящей, связанных между собой связками. Скелет защищает жизненно важные органы тела и позволяет телу двигаться.

Синовиальный сустав — Один из трех типов суставов скелета и, безусловно, наиболее распространенный. Синовиальные суставы покрыты мембраной, которая выделяет смазочную жидкость.Включает шаровые и гнездовые, шарнирные, плоские, шарнирные, седельные, мыщелковые и эллипсоидные соединения.

Позвоночные — Включает всех животных с позвоночником, защищающим спинной мозг, таких как люди, собаки, птицы, ящерицы и рыбы.

Ресурсы

КНИГИ

Адамс, Джон С. и Барбара П. Лукертет. Остеопороз: генетика, профилактика и лечение . Boston, Kluwer Academic, 1999.

Browner, Bruce D. et al., Ed. Травма скелета: переломы, вывихи, травмы связок , 2-е изд.Том 1 и 2. Филадельфия, Пенсильвания: WB Saunders Co, 1998.

Ганонг, Уильям Ф. Обзор медицинской физиологии , 20-е изд. Нью-Йорк: McGraw-Hill Professional Publishing, 2001.

Кесслер, Джордж Дж. И др. Диета с плотной костной массой: 6 недель до сильного тела и разума . Нью-Йорк: Ballantine Books, 2000.

Praemer, A., et al., Ed. Заболевания опорно-двигательного аппарата в США . Роземонт, Иллинойс: Американская академия хирургов-ортопедов; 1999.

ПЕРИОДИЧЕСКИЕ ИЗДАНИЯ

Boskey, Adele L.«Заболевания опорно-двигательного аппарата и ортопедические состояния» Журнал Американской медицинской ассоциации 285 (2001): 619-623. 〈Http://jama.ama-assn.org/issues/v285n5/ffull/jsc00335.html〉.

Feder, G. et al. «Рекомендации по предотвращению падений у людей старше 65 лет». Британский медицинский журнал 321 (2000): 1007-1011.

McClung, Michael R. et al. «Влияние ризедроната на риск перелома бедра у пожилых женщин». Медицинский журнал Новой Англии 344, нет.5 (2001): 333-40.

ОРГАНИЗАЦИИ

Фонд артрита. 1330 W. Peachtree St., PO Box 7669, Atlanta, GA 30357-0669. (800) 283-7800. 〈Http://www.arthritis.org〉.

Национальный центр дополнительной и альтернативной медицины (NCCAM), 31 Центр доктора, комната № 5B-58, Бетесда, Мэриленд 20892-2182. (800) NIH-NCAM, факс (301) 495-4957. 〈Http://nccam.nih.gov〉.

Национальный фонд остеопороза. 1150 17th Street, Suite 500 NW, Вашингтон, округ Колумбия 20036-4603. (800) 223-9994. 〈Http: // www.nof.org〉.

Остеопороз и связанные с ним заболевания костей — Национальный ресурсный центр. 1150 17-я улица, северо-запад, Ste. 500, Вашингтон, округ Колумбия, 20036-4603. (800) 624-КОСТЬ. 〈Http://www.osteo.org〉.

AQA | Физическое воспитание | Содержание темы

Прикладная анатомия и физиология

Студенты должны развить знания и понимание основных систем организма и того, как они влияют на здоровье, физическую форму и производительность при физической активности и спорте.

Строение и функции опорно-двигательного аппарата

Строение и функции сердечно-дыхательной системы

Обновлено

Обновлена ​​дополнительная информация о пути прохождения воздуха, чтобы удалить «легкие».

Анаэробные и аэробные упражнения

Краткосрочные и долгосрочные эффекты физических упражнений

Анализ движения

Студенты должны развить знания и понимание основных принципов движения и их влияния на результаты при физической активности и спорте.

Рычажные системы, примеры их использования в деятельности и механическое преимущество, которое они обеспечивают при движении

Плоскости и оси движения

Физическая культура

Студенты должны развить знания и понимание принципов обучения и различных методов обучения, чтобы планировать, выполнять, контролировать и оценивать личные упражнения и тренировочные программы.

Взаимосвязь между здоровьем и физической подготовкой и роль упражнений в обоих случаях

Компоненты фитнеса, преимущества для спорта и способы измерения и улучшения фитнеса

Принципы тренировок и их применение в личных программах упражнений / тренировок

Как оптимизировать тренировки и предотвратить травмы

Эффективное использование разминки и заминки

Использование данных

Студенты должны развить знания и понимание анализа данных в отношении ключевых областей физической активности и спорта.

Продемонстрировать понимание того, как собираются данные — как качественные, так и количественные

Текущие данные (включая таблицы и графики)

Анализировать и оценивать данные

Скелетная система — строение, осевой скелет, аппендикулярный скелет, типы костей, развитие и рост костей, кости и медицина

Скелет — это прочный каркас, состоящий примерно из 206 костей, который защищает органы тела, поддерживает тело, обеспечивает точки прикрепления мышц для обеспечения движения тела, функционирует как место хранения минералов , таких как кальций и фосфор , и производит клеток крови и клеток.

Скелетная система — это живая динамическая система с сетями инфильтрирующих кровеносных сосудов. Живая зрелая кость примерно на 60% состоит из соединений кальция и примерно на 40% состоит из коллагена . Следовательно, кость крепкая, твердая и немного эластичная. Все люди родились с более чем 300 костями, но некоторые кости, например, в черепе и нижней части позвоночника, сливаются во время роста, тем самым уменьшая их количество. Хотя зрелые кости состоят в основном из кальция, большинство костей в скелете позвоночных, , включая человека, изначально были хрящами.Некоторые животные, такие как акула и жалящая скат , сохраняют свой хрящевой скелет во взрослом возрасте. Хрящ представляет собой тип соединительной ткани и содержит волокна коллагена и эластина.

Отдельные кости встречаются в областях, называемых суставами, и удерживаются на месте соединительной тканью . Большинство суставов, таких как локтевой сустав, называются синовиальными суставами из-за синовиальной мембраны , которая окружает сустав и выделяет смазывающую жидкость. Хрящ выстилает поверхность многих суставов и помогает уменьшить трение между костями.Соединительные ткани, соединяющие скелет вместе в суставах, — это сухожилия и связки. Связки и сухожилия состоят из коллагена, но выполняют разные функции. Связки соединяют кости вместе и помогают предотвратить вывих суставов. Сухожилия связывают кость с мышцей.

Поскольку кости, составляющие человеческий скелет, находятся внутри тела, скелет называется эндоскелетом. У некоторых животных, таких как краб, есть внешний скелет, называемый экзоскелетом.

25 забавных фактов о скелетной системе

Интересные факты о скелетной системе : Скелетная система образует человеческий скелет, который поддерживает тело и позволяет двигаться.Первостепенное значение для функционирования скелетной системы имеет мышечная система , без которой скелетная система разрушится.

Следовательно, человеческий скелет не может функционировать самостоятельно без постоянной поддержки мышц, связок и сухожилий. Скелетная система человека также отвечает за осанку, поддержку, баланс, движения и гибкость.

В целом, скелетная система служит каркасом для человеческого тела и помогает ему функционировать с точки зрения движений.

Интересные факты о скелетной системе

Вот 25 самых интересных фактов о скелетной системе человека.

• В человеческом теле 206 различных костей, которые составляют скелетную систему.
• Эти 206 костей могут различаться по длине и массе у разных людей, и это является основой разницы в росте, существующей между людьми.
• В зависимости от местоположения в теле человека разные наборы костей функционируют по-разному.Если кость сломается, кости вокруг нее также не смогут нормально функционировать, пока она не заживет.

• Скелет человека состоит в основном из двух типов костей — кортикальных и трабекулярных .
• Кортикальные кости имеют твердую природу и образуют основной тип костей в организме. Их также называют структурных костей .
• Трабекулярные кости обычно мягкие и губчатые и обычно располагаются на внутренней стороне других костей.Эти виды костей находятся в тазу, ребрах и черепе.

• Костный мозг — это губчатое вещество, которое обычно находится внутри крупных костей.
• Крупные кости, такие как бедра, таз и бедренная кость, в основном содержат костный мозг.
• Он богат стволовыми клетками , которые являются клетками-предшественниками для формирования всех типов клеток в организме.

• У младенцев при рождении около 270 костей.
• К зрелому возрасту общее количество костей сокращается до 206.
• Некоторые крошечные кости сливаются, образуя более крупные кости по мере роста младенцев.

• Внутреннее ухо имеет самую маленькую кость в теле, которая называется скобами . Это помогает в работе среднего уха.
• Скобы вместе с другими костями (например, пазухой и молоточком) передают звуковые волны на барабанную перепонку.
• Его иногда называют « хомут » из-за необычной Y-образной формы.

• бедренная кость , также известная как бедренная кость , является самой большой и длинной костью в скелетной системе.
• Он проходит от бедра до колена и несет основную массу человеческого скелета.
• Бедренная кость соединяет тазобедренный и коленный суставы и обеспечивает прочность.

• Большинство людей рождаются с 12 ребрами, покрывающими легкие и верхнюю часть живота.
• Некоторые люди (шейное ребро.
• В большинстве случаев это ребро удаляется, поскольку оно вызывает дополнительные проблемы со здоровьем.

• Коленный сустав — один из важнейших суставов человеческого тела. Его основная функция связана с ходьбой.
• Три кости соединяются в коленном суставе: бедренная кость , большеберцовая кость и надколенник . Большеберцовая кость — это кость голени.
• Три кости в коленном суставе большие, и для их размещения требуется больший сустав.Следовательно, коленный сустав является самым большим в человеческом теле и подвержен травмам.

• Перелом кости может со временем зажить за счет образования новых костных клеток .
• Чтобы кость зажила, ее необходимо держать в соответствующем положении и защищать от дальнейших травм.

• Остеопороз — заболевание, довольно часто встречающееся у пожилых женщин. Для него характерны хрупкие кости.
• Потеря кальция и минеральных отложений из костей может привести к повышенному риску переломов, так как кости становятся более уязвимыми.
• Это состояние можно предотвратить, обеспечив надлежащее потребление витаминов и минералов.

• Каждая рука состоит из 14 фаланг , 5 пястных костей и 8 пястных костей .
• Каждая ступня состоит из 14 фаланг , 5 плюсневых костей , 5 плюсневых костей , пяточной кости и таранной кости .Он также содержит две маленькие горошинчатые кости, которые называются сесамоидами .

• Вопреки распространенному мнению, кости — не самое твердое вещество в организме.
• Эмаль, которая представляет собой покрытие зубов, защищающее их от повседневного износа, намного прочнее костей.

• Нижняя челюсть, также называемая нижней челюстью , является единственной подвижной частью всего черепа.
• Череп, также называемый , череп защищает мозг от травм и состоит из слияния различных костей.
• Череп состоит из 22 различных костей, которые с детства срастаются друг с другом. Череп у младенцев очень мягкий, что облегчает роды.

• Подъязычная кость находится в полости рта и не соединена с какой-либо другой костью.
• Он не является частью какого-либо другого сустава и функционирует как точка фиксации языка.
• Подъязычная кость — это кость в форме подковы, которая находится у корня языка.

• В позвоночнике находится спинной мозг, который соединяет каждую часть тела с мозгом через спинной мозг.
• Позвоночник, таким образом, защищает спинной мозг от травм, а также выступает в качестве опорной системы для человеческого скелета.
• Нижний конец позвоночника известен как крестец .

• Помимо движения и поддержки, скелетная система также выполняет такие действия, как производство новых клеток из костного мозга.
• Костный мозг содержит стволовые клетки, которые действуют как клетки-предшественники для дифференцировки в разные клоны.
• Скелетная система также помогает защитить органы и системы органов от травм.

.

• Внешний слой кости состоит из твердого материала и имеет компактный размер, известный как кортикальный .
• Второй слой более мягкий и называется губчатым слоем или трабекулярным слоем .
• Самый внутренний слой содержит костный мозг и имеет желеобразный вид .

• Осевой каркас поддерживает вертикальную и центральную оси корпуса. Кости головы, шеи, груди и спины образуют этот скелет и обеспечивают защиту головного и спинного мозга.
• Мышцы, двигающие голову, шею и спину, прикреплены к осевому скелету, а также те, которые соединяются с тазобедренным суставом и конечностями.
• Аппендикулярный скелет состоит из 106 костей, которые соединяются с осевым скелетом и конечностями.

• Длинные кости состоят из ключиц , плечевых костей , составляющих руку, радиуса и локтевой кости, составляющих запястье, пястных костей, образующих пальцы и ладонь, а также бедренных костей, голеней, малоберцовых костей и т. Д. плюсны и фаланги, составляющие нижние конечности.
• Короткие кости состоят из костей запястья, предплюсны, надколенника и сесамовидной кости.
• Плоские кости состоят из черепа, нижней челюсти, лопаток, грудины и ребер.
• Кости неправильной формы включают позвонки, крестец, копчик и подъязычную кость.

• Кости могут расти в продольном и радиальном направлении в течение жизни.
• Продольный и радиальный рост происходит в детском и подростковом возрасте.

• Клетки Osteoprogenitor дифференцируются в остеобласты, которые синтезируют костный матрикс на костеобразующих поверхностях.
• Они также дают начало остеоцитам, которые присутствуют внутри костного матрикса, который поддерживает структуру кости, а также защитную оболочку, покрывающую кости.

• Кость состоит из смеси минералов, органической матрицы, воды и липидов .
• Минеральный состав кости включает гидроксиапатит, карбонат, магний и кислый фосфат.

• Более крупные кости, такие как бедренная кость, прочнее, чем кости меньшего размера, такие как плечевая кость или кости пальцев, даже при том, что обе имеют одинаковую минеральную плотность.
• По мере увеличения диаметра кости прочность кости увеличивается.

• Нижний скелет предназначен для обеспечения устойчивости при ходьбе или беге.
• Верхний скелет обеспечивает большую подвижность и различные диапазоны движений, что позволяет нам выполнять такие действия, как поворачивать шею или поднимать предметы.

• Эти 80 костей включают череп, позвоночник и грудную клетку.
• 22 кости образуют череп.На голове также есть семь дополнительных костей — подъязычная кость и слуховые косточки.
• Позвоночный столб состоит из 24 костей, а грудная клетка включает 12 пар ребер и грудину.

Скелетная система человека выполняет множество функций, наиболее важными из которых являются движение и поддержка тела. Он служит основным фундаментом, на котором размещаются и защищаются все другие системы органов тела. Невозможно представить себе функционирование без правильной костной системы.

Многие деформации и травмы человеческого скелета делают человека неспособным двигаться. Они также могут способствовать неправильному функционированию других систем человеческого тела.

Важно полностью оценить и понять центральную роль человеческого скелета по отношению ко всем другим системам человеческого тела и обеспечить правильный рост и развитие посредством питания и благополучия.

Цитируйте эту страницу

Список литературы

• [1] — «7.1 Разделы скелетной системы — анатомия и физиология ». Проверено 12 апреля 2019 г. Ссылка.
• [2] — «Анатомия млекопитающих: иллюстрированное руководство — Корпорация Маршалла Кавендиша — Google Книги» . Проверено 12 апреля 2019 г. Ссылка.
• [3] — «Наименьшая кость | Книга рекордов Гиннеса ». Проверено 12 апреля 2019 г. Ссылка.
• [4] — «Анатомия, костный таз и нижняя конечность, бедренная кость — StatPearls — Книжная полка NCBI» . Проверено 12 апреля 2019 г. Ссылка.
• [5] — «Деформации ребер у детей | Детская больница Филадельфии ».Проверено 12 апреля 2019 г. Ссылка.
• [6] — «Распространенные травмы коленного сустава — ОртоИнфо — AAOS» . Проверено 12 апреля 2019 г. Ссылка.
• [7] — «Заживление переломов — как заживают сломанные кости — ОртоИнфо — AAOS» . Проверено 12 апреля 2019 г. Ссылка.
• [8] — «Нормальная анатомия и физиология костей» . Проверено 12 апреля 2019 г. Ссылка.
• [9] — «Анатомия руки | Johns Hopkins Medicine ». Проверено 12 апреля 2019 г. Ссылка.
• [10] — «Анатомия стопы» .Проверено 12 апреля 2019 г. Ссылка.
• [11] — «Строение зубов | Фонд стоматологического здоровья ». Проверено 12 апреля 2019 г. Ссылка.
• [12] — «Анатомия человека: руководство по вскрытию — Суджата Киран — ßÊÈ Google» . Проверено 12 апреля 2019 г. Ссылка.
• [13] — «Анатомия позвоночника | Кедры-Синай ». Проверено 12 апреля 2019 г. Ссылка.
• [14] — «Введение в биологию костей: все о наших костях | Международный фонд остеопороза ».Проверено 12 апреля 2019 г. Ссылка.
• [15] — «Скелетная система человека» . Проверено 12 апреля 2019 г. Ссылка.
• [16] — «Базовая и прикладная биология костей — Google Книги» . Проверено 12 апреля 2019 г. Ссылка.
• [17] — «Костные клетки» . Проверено 12 апреля 2019 г. Ссылка.
• [18] — «Осевой скелет (80 костей) | SEER Training ». Проверено 12 апреля 2019 г. Ссылка.
• [19] — «6.1 Функции скелетной системы | Анатомия и физиология ».Проверено 12 апреля 2019 г. Ссылка.