Скелет человека
Скелет человека состоит более чем из 200 костей и выполняет защитную, опорную и двигательную функции. Масса скелета в среднем у мужчин равна 10 кг, у женщин — 6-8 кг. Каждая кость скелета — это живой, активно функционирующий и непрерывно обновляющийся орган, построенный из костной ткани, покрытый снаружи надкостницей и заключающий внутри костный мозг.
Обычно скелет человека подразделяют на скелет туловища, скелет головы (череп) и скелет конечностей (рис. 1).
Рисунок 1. Скелет человека
Кости скелета туловища это: позвонки (vertebrae), ребра (costae) и грудина (sternum).
Позвонки, числом 33-34, в виде костных колец расположены как бы в одну колонну — позвоночный столб (columna vertebralis).
Позвонки делят на 5 групп: шейные позвонки, числом 7; грудные позвонки — 12; поясничные позвонки — 5; крестцовые позвонки — 5; копчиковые позвонки — 4 или 5.
Указанные группы
располагаются таким образом, что они
образуют хорошо различимые искривления:
шейное, грудное, поясничное (брюшное) и
крестцовое (тазовое).
Лишь после того как ребенок начинает ходить, позвоночник постепенно под влиянием работы мышц, силы тяжести и натяжения связок тазобедренного сустава приобретает конфигурацию, характерную для скелета человека.
Рисунок 2. Позвоночный столб человека
Все позвонки позвоночного столба, кроме того, делят на 2 группы: истинные позвонки (шейные, грудные и поясничные) и ложные позвонки (крестцовые и копчиковые), сросшиеся в две кости — крестец (os sacrum) и копчик (os coccygis).
Позвонок имеет
тело, дугу и отростки. Тела позвонков
образуют позвоночный столб (рис. 2), а
дуги — позвоночный канал, в котором
залегает спинной мозг.
Всего на дуге
позвонка выступают 7 отростков. Один из
них, непарный, направлен от середины
дуги кзади и носит название остистого
отростка. Остальные парные.
Нижние и верхние позвонковые вырезки двух рядомлежащих позвонков образуют межпозвонковые отверстия, через которые проходят спинномозговые нервы и сосуды.
Среди шейных позвонков выделяются особым анатомическим строением первый — атлант, второй — осевой (эпистрофей или аксис) и седьмой — выступающий.
Первый шейный позвонок не имеет тела и остистого отростка, а представляет кольцо из двух дуг, на котором лежит череп.
От тела второго шейного позвонка направляется вертикально вверх отросток (зуб), вокруг которого, как вокруг оси, вращается атлант вместе с черепом (рис. 3).
Седьмой шейный позвонок отличается длинным остистым отростком, который легко прощупывается через кожу.
Форма грудных
позвонков наиболее типична и характерным
их отличием являются суставные углубления
для ребер, расположенные на боковых
поверхностях тела, тотчас кпереди от
корня дуги, по два (верхнее и нижнее) с
каждой стороны.
Каждое такое углубление,
соединяясь с ближайшим на соседнем
позвонке, составляет собой суставную
площадку для головки ребра (рис. 4).
Рисунок 3. Первый и второй шейные позвонки человека
Рисунок 4. Грудные и поясничные позвонки человека
Поясничные позвонки самые крупные из всех с массивным телом.
Пять крестцовых позвонков соединяются у взрослого человека в одну кость — крестец, который входит в состав тазового пояса (рис.) и участвует в образовании задней стенки малого таза. В крестце различают верхний широкий отдел — основание, верхушку, обращенную книзу и вперед, переднюю вогнутую тазовую поверхность и заднюю выпуклую шероховатую.Крестец вдоль пронизан каналом, который составляет продолжение позвоночного канала и образован соединением отдельных отверстий крестцовых позвонков. Крестец женщины значительно шире и короче.
Копчиковая кость, или копчик, у взрослого человека состоит из 4, реже — 5, рудиментарных п
озвонков и соответствует хвостовому
скелету животных (рис.
5).
Рисунок 5. Копчиковая кость человека
Между отдельными позвонками имеются соединения, которые связывают их тела, дуги и отростки.
Рисунок 6. Виды межпозвоночных соединений
Тела позвонков связаны межпозвоночными хрящами, сложными по строению образованиями, которые прочно соединяют позвонки между собой и вместе с тем допускают известную подвижность и играют роль эластических подушек. Дуги позвонков связаны между собой желтыми связками. Отростки позвонков соединяются плоскими суставами и фиброзно-эластическими связками (рис. 6.).
Движения между
отдельными позвонками, сами по себе
ничтожные, суммируясь, дают в итоге
значительную подвижность.
Большей подвижностью отличаются шейный и верхний поясничный отделы.
Ребра, числом 12 пар, узкие, различной длины изогнутые костные пластинки, симметрично располагаются по бокам грудного отдела позвоночного столба. В каждом ребре различают длинную костную часть — костное ребро и короткую хрящевую — реберный хрящ.
Костное ребро
имеет головку, шейку и тело, по внутренней
поверхности которого проходит бороздка
для нерва, вен и артерии. Реберные хрящи
являются продолжением костных ребер.
От I до YII ребра они постепенно удлиняются
и соединяются непосредственно с грудиной
— истинные ребра (costa verae). Нижние 5 пар
ребер получили название ложных ребер,
т.к. они не соединяются с грудиной.
Это обусловливает их подвижность, в силу чего они получили название колеблющихся ребер (рис. 7).
Рисунок 7. Грудная клетка человека. Ребра
Грудина, sternum — непарная кость, удлиненной формы, занимающая средние отделы передней грудной стенки. На ней различают рукоятку, тело и мечевидный отросток (рис. 8).
Все три части соединены хрящевыми прослойками, окостеневающими с возрастом.
Тело и рукоятка сходятся под тупым углом, открытым кзади. Это место легко прощупывается через кожу и соответствует сочленению второго ребра с грудиной.
Грудную клетку, thorax,
образуют грудной отдел позвоночного
столба, ребра и грудина. Она имеет форму
усеченного конуса, в котором различают
переднюю, заднюю и боковые стенки,
верхнее и нижнее отверстия.
Реберная дуга у мечевидного отростка образует открытый книзу подгрудинный (грудинно-реберный) угол.
Рисунок 8. Грудина
Грудная клетка мужчин длиннее, шире и более конусообразна, чем у женщин. Кроме того, форма грудной клетки зависит от возраста, состояния здоровья, профессии.
Скелет головы — череп (cranium) служит опорой и защитой многим важнейшим органам и весьма сложно устроен (рис. 9). У взрослого человека череп представляет собой комплекс костей неподвижно соединенных прочными швами. Единственная кость, обладающая подвижностью — нижняя челюсть.
Рисунок 9. Скелет черепа
Череп состоит из двух отделов: мозгового черепа и лицевого. Мозговой череп состоит из:
крыши, в состав которой входят лобная кость, две теменных, две височных и затылочная;
основания черепа, в котором расположены затылочная кость с большим затылочным отверстием, клиновидная кость, лобная, решетчатая и височные кости.
Лицевая часть черепа находится под передним отделом мозгового и образует скелет начальных отделов пищеварительного и дыхательного путей, а также для большей части органов чувств; значительную его часть составляет жевательный аппарат — нижняя и верхняя челюсти с зубами. Остальные кости лица, почти все тонкие, плоские, дополняют верхнюю челюсть с различных сторон. К ним относятся небная кость, скуловая, носовая, слезная, нижняя носовая раковина, сошник, подъязычная кость. К лицевому черепу также относятся три парные маленькие косточки слухового аппарата: молоточек, наковальня и стремячко, которые лежат в барабанной полости височной кости.
Кости конечностей. Скелет каждой конечности разделяется на пояс и свободный отдел. Пояс расположен в пределах туловища, является для конечности опорой и связывает свободный отдел со скелетом туловища.
Пояс верхней
конечности состоит
из двух отдельных парных костей —
ключицы и лопатки.
Свободный отдел состоит из плеча (одна длинная кость), предплечья (две длинные кости лучевая, со стороны большого пальца и локтевая) и кисти. Кисть в свою очередь делится на три отдела: запястье (8 коротких костей), пясть (5 длинных пястных костей) и пальцы (26 фаланг).
Пояс нижней конечности образован с каждой стороны одной тазовой костью, которая у молодых субъектов состоит из 3 костей, соединенных хрящом: подвздошной, лонной и седалищной. Тазовая кость сочленяется с крестцом и с ближайшей костью свободного отдела конечности.
Свободный отдел по принципу
строения сходен с верхней конечностью
и также разделяется на три части: бедро
(одна длинная кость), голень (две длинные
кости большеберцовая, со стороны большого
пальца и малоберцовая) и стопа. Стопа,
так же как и кисть, распадается на три
части: предплюсну (7 костей), плюсну и
пальцы, которые по числу костей
тождественны с соответствующими частями
кисти.
Соединения костей между собой. Кости человеческого тела соединяются между собой посредством плотной волокнистой соединительной ткани, эластической ткани и хряща.
Все соединения костей можно разделить на две группы: в первой связующая ткань представляет сплошную прослойку между костями, это — непрерывные соединения (синартрозы), большей частью малоподвижные и неподвижные. Вторую группу составляют прерывные соединения более или менее подвижные — суставы (рис. 10).
Рисунок 10. Типы соединений костей
Строение скелета человека — Биология — Bilim
- Биология
- orazgali
- 09.02.2016
- 0
- 1
- 5665
Каратогайская средняя школа
Мартукский р/н
Актюбинская обл
Тулегенова Индира Сериковна
Тема урока: «Строение скелета человека»
Цель урока: Сформировать знания у учащихся о строении скелета человека
Задачи урока:
Образовательная: Расширить знания школьников о строении и функциях системы опоры и движения, о скелете и мышцах как её составных частях.
Развивающая: Познакомить учащихся со строением и функциями отделов скелета человека: головы, туловища, верхних и нижних конечностей.
Воспитательная: Научить выявлять особенности скелета человека, связанные с прямохождением и трудовой деятельностью.
Оборудование: модели скелета человека, демонстрационные листы строение скелета, видеофильм «Строение скелета»,указка.
На доске написан эпиграф к уроку: “Движение – это жизнь”. Вольтер.
Ход урока.
I. Организационный момент.
II. Проверка домашнего задания.
Беседа по вопросам. Ответы учащихся у доски с использованием таблиц и модели скелета человека.
- Из чего состоит опорно-двигательный аппарат и какие функции выполняет?
- Каков химический состав костей?
- Какая ткань образует кость? Какие бывают кости?
- Расскажите о строении кости.
- Как кости растут в длину и в толщину?
- Какие бывают соединения костей?
- Работа по дидактическим карточкам.
III. Изучение нового материала.
(Рассказ с элементами беседы. Просмотр фрагмента видеофильма о строении скелета человека.)
1. Общий обзор скелета человека.
Чтоб черпать полной чашей
Труд, счастье, наслажденье,
Залогом жизни нашей
Является движенье!
В.В. Розенблат.
“Движение — это жизнь”, — заметил Вольтер. Действительно, человек приспособлен, а может быть, и приговорён природой к движению. Люди не могут не двигаться и начинают делать это осознанно уже на четвёртом месяце после рождения — тянуться, хватать различные предметы.
Благодаря чему же мы перемещаемся в пространстве, бегаем, шагаем, прыгаем, ползаем, плаваем, совершаем каждый день многие тысячи разнообразных выпрямлений, сгибаний, поворотов? Обеспечивает всё это костно-мышечная система, или опорно-двигательный аппарат.
Он включает кости, связывающие их соединительные ткани и мышцы. Кости черепа, конечностей и туловища образуют твёрдый остов тела, или скелет (от греч.“скелетос” — буквально “высохший”). Мышцы и соединительнотканные образования — хрящи, фасции, связки, сухожилия — мягкий остов, или гибкий скелет, человеческого тела. Твёрдый остов выполняет разные функции, главная из которых опорная: он удерживает в определённом положении все органы, принимает на себя всю тяжесть тела. И вместе с гибким остовом дарит нам способность двигаться. Кроме того, кости, мышцы, связки служат надёжным панцирем для скрывающихся в теле внутренних органов и тканей.
(Просмотр фрагмента видеофильма о строении скелета человека. 4 мин 30 сек.)
В скелете человека различают: скелет головы, скелет туловища и скелет верхних и нижних конечностей.
2. Скелет головы – череп.
Голова всегда считалась священной частью тела.
В древности многие верили, что в ней обитает душа. По представлениям полинезийского народа маори, голова служила вместилищем маны — особой силы человека. Поэтому нельзя было не только дотрагиваться до голов знатных маори, но даже передавать что-либо через голову вождя.
Каков же он, череп, с точки зрения современной анатомии? Специалисты разделяют его на мозговой, охраняющий головной мозг, и лицевой, образующий костную основу лица.
Формирование Homo sapiens на заре его истории привело к изменению формы черепа. Это было обусловлено прямохождением и специализацией рта. Первое обстоятельство повлекло смешение точки опоры головы вперёд, а второе вызвало возникновение органа речи и изменение процесса питания. Люди научились использовать хозяйственные орудия и уже не испытывали необходимости в грубой переработке пиши зубами. К тому же зубы постепенно перестали быть средством защиты и нападения. Соответственно размеры челюстей и всей лицевой части черепа уменьшились, а мозговой — возросли.
Тем более что увеличился и объём головного мозга человека.
В процессе развития происходило “наплывание” мозгового отдела на лицевой.
Мозговой отдел образован рядом костей — плоских, смешанных и воздухоносных. Нет только, если вспомнить все их виды, трубчатых — ни длинных, ни коротких. Они просто не нужны. Кости образуют округлую полость черепа, венчающего тело.
Вверх от глазниц поднимается снабжённая буграми лобная кость, соединяющаяся сзади в области крыши (купола) черепа с двумя теменными костями. Уместно подчеркнуть, что лоб у нас большой из-за хорошего развития мозга, и в том числе его лобных долей. Сзади расположена затылочная кость, а по бокам — весьма тонкие височные кости. Поскольку прочность их мала, удар в висок опасен. В “Песне про купца Калашникова…” М. Ю. Лермонтова молодой купец одним ударом в висок убил удалого опричника Кирибеевича.
Кости черепа разнообразны по форме; зачастую она далека от строгой геометричности. В этом можно убедиться, рассматривая череп снизу, т.
е. со стороны основания. Сразу бросается в глаза большое затылочное отверстие. Рядом с ним и впереди расположены более мелкие отверстия и каналы, предназначенные для черепных нервов и их ветвей, а также кровеносных сосудов.
Лицевая же часть, на строительство которой идёт 16 более тонких костей, связана с органами дыхания, пищеварения и чувств.
Только человеку присущ подбородок треугольной формы, впрочем крайне изменчивый по очертаниям: у кого-то он может сильно выдаваться вперёд, у кого-то укорочен и т. д. Такого выступа нет у обезьян, не было его и у древних людей. Его появление обусловлено развитием членораздельной речи. Нижняя челюсть — единственная подвижная кость черепа. Правда, на шее есть и ешё одна подвижная косточка — подъязычная, но она связана с черепом не суставом, а за счёт окружающих её мышц шеи.
На лицевом черепе сразу обращают на себя внимание крупные глазницы и наружное отверстие полости носа. Его слегка прикрывают сверху сросшиеся друг с другом мелкие носовые косточки, благодаря чему нос у человека немного выдается вперед.
Чуть ниже глазниц лежат парные верхнечелюстные кости.
Череп меняется с возрастом. На первых месяцах развития плода он весь перепончатый (соединительнотканный). Затем в основании появляются хрящи, постепенно преобразующиеся в кости. А в области крыши черепа хрящи так и не возникают – у младенцев здесь участки между отдельными костями закрыты соединительной тканью.
Довольно широкие промежутки на черепе новорожденного получили название родничков, которым когда-то приписывали фантастические свойства, вплоть до способности пропускать “духов” головного мозга. Теперь же никто не сомневается, что во внутриутробный период швы и роднички необходимы, чтобы самая большая часть плода – его головка могла изменять форму и легче проходить через родовые пути женщины. А появившемуся на свет младенцу роднички нужны, так как ребёнок бурно растет, мозг увеличивается. Чтобы в какой-то момент мозгу не стало тесно в черепной коробке, природа предусмотрела роднички.
3. Скелет туловища.
Скелет туловища состоит из позвоночника и грудной клетки.
Основу скелета составляет позвоночник, имеющий оригинальную конструкцию. Если бы он представлял собой сплошной костный стержень, то наши движения были бы скованными, лишенными гибкости и доставляли бы такие же неприятные ощущения, как езда в телеге без рессор по булыжной мостовой. Упругость сотен связок, хрящевых прослоек и изгибов делает позвоночник прочной и гибкой опорой. Благодаря такому строению позвоночника человек может нагибаться, прыгать, кувыркаться, ездить верхом, бегать.
Очень прочные межпозвонковые связки допускают самые сложные движения и вместе с тем создают надежную защиту спинному мозгу — он не подвергается каким-либо механическим воздействиям при самых невероятных изгибах позвоночника.
Позвоночник связывает части тела, выполняет защитную функцию для спинного мозга и опорную для головы, рук, туловища. Верхний отдел позвоночника поддерживает голову. Длина позвоночника составляет около 40% длины тела человека.
Позвоночник состоит из 33—34 позвонков. В нем различают следующие отделы: шейный (7 позвонков), грудной(12), поясничный (5), крестцовый (5) и копчиковый (4—5 позвонков). У взрослого человека крестцовые и копчиковые позвонки срастаются в крестец и копчик.
Позвоночник человека имеет изгибы, играющие роль амортизатора: благодаря им смягчаются толчки при ходьбе, беге, прыжках, что очень важно для предохранения внутренних органов и особенно головного мозга от сотрясений.
Позвоночник образован позвонками. Типичный позвонок состоит из тела, от которого сзади отходит дуга. От дуги отходят отростки. Между задней поверхностью тела позвонка и дугой находится позвоночное отверстие.
Накладываясь друг на друга, позвоночные отверстия образуют позвоночный канал, в котором находится спинной мозг.
Грудная клетка образована 12-ю парами ребер, подвижно соединенных с грудным отделом позвоночника и с грудиной.
Грудная клетка защищает сердце, легкие, крупные сосуды и другие органы от повреждений, служит местом прикрепления дыхательных мышц и некоторых мышц верхних конечностей.
4. Скелет конечностей.
У человека функции конечностей — рук и ног — четко разграничены. Верхними человек совершает трудовые операции, множество разнообразных движений, в том числе сложных, нижние служат для опоры и передвижения.
Скелет любой конечности состоит из двух частей: пояса конечностей и скелета свободной конечности. Кости пояса конечностей соединяют свободные конечности со скелетом туловища.
Пояс верхних конечностей образован двумя лопатками и двумя ключицами. Скелет свободной верхней конечности состоит из трех отделов: плечевой кости, костей предплечья и кисти. Плечевая кость образует с лопаткой подвижное соединение {плечевой сустав), позволяющее совершать различные движения рукой.
Предплечье образовано лучевой и локтевой костями.
Способность лучевой кости поворачиваться вокруг локтевой позволяет совершать такие движения, как поворачивание ключа, вращение отвертки.
Кисть образована большим количеством мелких костей. В ней различают три отдела: запястье, пясть и фаланги пальцев.
Пояс нижних конечностей {тазовый пояс) составляют две тазовые кости, которые соединяются с крестцом.Тазовые кости вместе с крестцом образуют кольцо, на которое опирается позвоночный столб (туловище). С тазовыми костями соединяются скелет нижних конечностей и мышцы, он служит для них опорой и принимает участие в их движениях. Тазовый пояс также поддерживает и защищает внутренние органы.
Скелет свободной нижней конечности состоит из бедренной кости, костей голени и стопы. Массивная бедренная кость — самая крупная кость скелета человека.
К костям голени относятся большеберцовая и малоберцовая кости.
Кости стопы подразделяют на кости предплюсны, плюсны и фаланги пальцев.
6. Особенности скелета человека, связанные с прямохождением, трудовой деятельностью, развитием мозга. (Продолжение самостоятельной работы. Беседа с элементами рассказа учителя, дополняющего знания о скелете.)
IV. Физминутка. Просмотр видеоролика «Скелет человека»
V. Закрепление материала.
1. Рассказать о строении скелета.
Скелет головы (череп), скелет туловища (Объясните, какое значение имеет увеличение размеров позвонков в нижней части позвоночника.),скелет конечностей.
2. Заполнение таблицы “Скелет человека”.
VI. Домашнее задание.
Стр. 77 – 183, вопросы и задания на стр. 83. Заполнить таблицу “Скелет человека” до конца.
VII. Подведение итогов урока. Оценивание.
биология для 8 классов Открытый урок Строение скелета человека скелет
6.
1 Функции скелетной системы – анатомия и физиология 2eЦели обучения
К концу этого раздела вы сможете:
- Дайте определение кости, хряща и скелетной системы
- Перечислите и опишите функции костной системы
Кость, или костная ткань, представляет собой твердую, плотную соединительную ткань, которая образует большую часть скелета взрослого человека, опорную структуру тела. В областях скелета, где подвижны кости (например, грудная клетка и суставы), хрящ, полужесткая форма соединительной ткани, обеспечивает гибкость и гладкие поверхности для движения. Скелетная система — это система организма, состоящая из костей и хрящей и выполняющая следующие важнейшие для человеческого организма функции:
- опоры корпуса
- облегчает движение
- защищает внутренние органы
- производит клетки крови
- накапливает и выделяет минералы и жир
Поддержка, передвижение и защита
Наиболее очевидными функциями скелетной системы являются грубые функции, видимые при наблюдении.
Просто взглянув на человека, можно увидеть, как кости поддерживают, облегчают движение и защищают тело человека.
Подобно тому, как стальные балки здания служат каркасом, поддерживающим его вес, кости и хрящи вашей скелетной системы образуют каркас, на котором держится остальная часть вашего тела. Без скелетной системы вы были бы вялой массой органов, мышц и кожи.
Кости также облегчают движение, служа точками крепления мышц. В то время как некоторые кости служат только опорой для мышц, другие также передают силы, возникающие при сокращении мышц. С механической точки зрения кости действуют как рычаги, а суставы служат точками опоры (рис. 6.2). Если мышца не охватит сустав и не сократится, кость не будет двигаться. Информацию о взаимодействии скелетной и мышечной систем, то есть опорно-двигательного аппарата, см. в дополнительных материалах.
Рисунок
6.2
Кости поддерживают движение
Кости действуют как рычаги, когда мышцы охватывают сустав и сокращаются.
(кредит: Бенджамин Дж. Делонг)
Кости также защищают внутренние органы от травм, покрывая их или окружая их. Например, ребра защищают легкие и сердце, кости позвоночника (позвоночника) защищают спинной мозг, а кости черепа (череп) защищают головной мозг (рис. 6.3).
Рисунок 6.3 Кости защищают мозг Череп полностью окружает и защищает головной мозг от нетравматических повреждений.
Связь с карьерой
Ортопед
Ортопед – это врач, специализирующийся на диагностике и лечении заболеваний и травм, связанных с опорно-двигательным аппаратом. Некоторые ортопедические проблемы можно лечить с помощью лекарств, упражнений, корсетов и других приспособлений, но другие лучше всего лечить хирургическим путем (рис. 6.4).
Рисунок
6.4
Комплексная растяжка
Иногда ортопед прописывает использование корсета, который укрепляет основную костную структуру, для поддержки которой он используется.
(кредит: Бекки Стерн/Flickr)
Несмотря на то, что происхождение слова «ортопедия» (орто- = «прямой»; paed- = «ребенок») буквально означает «выпрямление ребенка», ортопеды могут иметь пациентов от детского до гериатрического. В последние годы ортопеды даже провели пренатальную хирургию для исправления расщелины позвоночника, врожденного дефекта, при котором нервный канал в позвоночнике плода не может полностью закрыться во время эмбриологического развития.
Ортопеды обычно лечат травмы костей и суставов, но они также лечат другие заболевания костей, включая искривление позвоночника. Боковые искривления (сколиоз) могут быть достаточно серьезными, чтобы проскальзывать под лопатку (лопатку), заставляя ее подниматься в виде горба. Искривление позвоночника также может быть чрезмерным в дорсовентральном направлении (кифоз), вызывая горб спины и компрессию грудной клетки. Эти искривления часто появляются у подростков в результате плохой осанки, аномального роста или по неустановленным причинам.
В основном они легко лечатся ортопедами. С возрастом накопленные травмы позвоночника и такие заболевания, как остеопороз, также могут привести к искривлению позвоночника, отсюда и сутулость, которую иногда можно наблюдать у пожилых людей.
Некоторые ортопеды специализируются на спортивной медицине, которая занимается как простыми травмами, такими как растяжение связок лодыжки, так и сложными травмами, такими как разрыв вращательной манжеты плеча. Лечение может варьироваться от физических упражнений до хирургического вмешательства.
Хранение минералов, накопление энергии и кроветворение
На метаболическом уровне костная ткань выполняет несколько важных функций. С одной стороны, костный матрикс действует как резервуар для ряда минералов, важных для функционирования организма, особенно кальция и фосфора. Эти минералы, включенные в костную ткань, могут высвобождаться обратно в кровоток для поддержания уровня, необходимого для поддержки физиологических процессов.
Ионы кальция, например, необходимы для мышечных сокращений и контроля потока других ионов, участвующих в передаче нервных импульсов.
Кость также служит местом хранения жира и производства клеток крови. Более мягкая соединительная ткань, которая заполняет внутреннюю часть большинства костей, называется костным мозгом (рис. 6.5). Есть два типа костного мозга: желтый мозг и красный мозг. Желтый костный мозг содержит жировую ткань; триглицериды, хранящиеся в адипоцитах ткани, могут служить источником энергии. Красный костный мозг — это место, где происходит кроветворение — производство клеток крови. Красные кровяные тельца, белые кровяные тельца и тромбоциты производятся в красном костном мозге.
Рисунок 6,5 Головка бедренной кости с красным и желтым костным мозгом Головка бедренной кости содержит как желтый, так и красный костный мозг. Желтый костный мозг хранит жир. Красный костный мозг отвечает за кроветворение. (кредит: модификация работы «stevenfruitsmaak»/Wikimedia Commons)
Скелетная система — определение, функции и части
Определение
Скелетная система обеспечивает поддержку и защиту внутренних органов тела и дает мышцам точки крепления.
У людей есть эндоскелет , где наши кости лежат под кожей и мышцами. У других животных, таких как насекомые, снаружи тела имеется экзоскелет .
Обзор
Скелетная система человека состоит из костей, суставов и связанных с ними хрящей. В теле взрослого человека 206 костей и множество различных суставов.
Схема скелетной системыНа изображении показан человеческий скелет с обозначенными основными костями.
Скелет человека можно разделить на два компонента: осевой скелет и добавочный скелет. Осевой скелет формируется вокруг центральной оси тела и, таким образом, включает череп, позвоночник и грудную клетку. Он защищает головной и спинной мозг, сердце, легкие, пищевод и основные органы чувств, такие как глаза, уши, нос и язык. Аппендикулярный скелет связан с конечностями и состоит из костей рук и ног, а также плечевого и тазобедренного поясов.
Функция костной системы
Поддержка
Первая и наиболее очевидная функция скелетной системы — обеспечение каркаса тела.
Наличие прочного костного скелета позволяет организму иметь характерную форму, приспособленную к определенному образу жизни. Например, у быстро движущегося животного, такого как гепард, скелет состоит из длинных тонких костей конечностей и чрезвычайно гибкого позвоночника. Структура скелета также позволяет ему поглощать удары при беге на высоких скоростях.
Кости птиц полые, легкие и создают обтекаемое тело, приспособленное к полету. Многие животные даже имеют половой диморфизм в своих скелетах. У людей, хотя этот диморфизм довольно ограничен, существуют различия в угле наклона тазовых костей, чтобы приспособиться к беременности.
Интеграция с мышечной системой
Скелетная система также обеспечивает важную форму прикрепления к мышечной системе. Кости и экзоскелеты твердые и не сгибаются и не двигаются при сгибании мышц. Это означает, что сокращение мышечных клеток приведет к укорочению мышц, а кость сохранит свою форму. Эта базовая структура позволяет мышцам двигать различные части тела, используя силы, возникающие при растяжении скелетной системы.
Защита
Следующей очевидной функцией костной системы является защита хрупких внутренних органов. У людей это видно на черепе, который полностью окружает мозг. Это также проявляется в грудной клетке, которая окружает легкие и сердце, но при этом допускает расширение. Даже беспозвоночные, такие как улитки и креветки, часто имеют жесткий экзоскелет для защиты от хищников.
Жесткий эндоскелет позволяет телу подниматься над землей или стоять прямо, выдерживает вес организма и обеспечивает опору для движения. Мышцы генерируют силу, необходимую для перемещения костей в суставах. Мышечные волокна содержат актин и миозин, две белковые нити, которые могут скользить относительно друг друга, изменяя длину мышцы. Когда нервный импульс достигает нервно-мышечного соединения, он сигнализирует мышце о сокращении. Сила, создаваемая сокращающейся мышцей, либо сближает, либо раздвигает две кости, в зависимости от характера взаимодействия между мышцей и суставом.
Производство клеток крови
В центральной части кости находится костный мозг , основное место образования клеток крови у взрослых людей. У взрослых имеется два типа костного мозга. Около 50% составляет красный костный мозг, содержащий гемопоэтические стволовые клетки и поддерживающую ткань. Остальное — это желтый костный мозг, состоящий из жира, и его доля увеличивается с возрастом.
Костный мозг вернется к более высокой пропорции красного мозга, если организм получит травму и ему потребуется создать больше эритроцитов. Состав костного мозга также изменяется во время беременности и лактации у млекопитающих. В течение беременности объем крови увеличивается примерно на 1,5 литра, и даже повышается концентрация эритроцитов и лейкоцитов.
Производство других типов клеток
В дополнение к производству эритроцитов костный мозг в скелетной системе является местом производства ряда других клеток. К ним относятся лимфоциты, представляющие собой иммунные клетки, перемещающиеся по лимфатической системе.
Помимо обеспечения иммунных функций, скелетная система также отвечает за размещение стволовых клеток, которые могут дифференцироваться в мышечные клетки, клетки, продуцирующие хрящ, и клетки, формирующие кость (остеобласты).
Остеобласты в костях также выполняют эндокринную функцию, секретируя гормон остеокальцин. Для его синтеза требуется витамин К, который является анаболическим гормоном. Он опосредует повышение уровня инсулина и повышает чувствительность организма к инсулину. Остеокальцин способствует увеличению костной массы и минерализации костей.
Хранение минералов
Кости скелетной системы действуют как хранилище ионов кальция , изменяя количество минерализованных отложений в костях, чтобы поддерживать концентрацию ионов кальция в плазме в узком диапазоне. Ионы кальция могут воздействовать на важнейшие ионные каналы натрия в плазматической мембране каждой клетки, влияя тем самым на общий гомеостаз.
По этой причине изменения концентрации ионов кальция оказывают особенно неблагоприятное воздействие на возбудимые клетки нервной системы, а также на сердечные, скелетные и гладкие мышцы.
Различные взаимодействующие гормоны поддерживают баланс ионов кальция в плазме и костях, особенно паратиреоидный гормон, выделяемый паращитовидными железами шеи.
Части скелетной системы
Анатомия скелетной системы сложна, и включает в себя сотни костей в человеческом теле . Анатомия системы сильно различается у разных организмов, поскольку эволюция отобрала у определенных видов различные приспособления, которые изменяют структуру и функцию их костей.
Кость
Кости выполняют множество функций, но наиболее важной является обеспечение движения конечностей и тела. Две кости или хряща удерживаются вместе в суставе посредством жестких соединительных тканей, называемых связками. Мышцы надежно прикреплены к костям посредством гибкой, но неэластичной соединительной ткани, называемой сухожилиями. Мышцы, суставы, сухожилия и связки являются частью сложного механизма, обеспечивающего движение различных костей.
Суставы
Функционально суставы можно разделить на три класса в зависимости от диапазона движений, которые они допускают в связанных костях. Неподвижные суставы образуются, когда две кости удерживаются вместе волокнистой соединительной тканью без синовиальной жидкости. Такие суставы скрепляют кости черепа.
Частично подвижные суставы также называются хрящевыми суставами и присутствуют в позвоночнике и ребрах. Суставы третьего типа называются синовиальными суставами и имеют синовиальную полость, заполненную жидкостью, которая обеспечивает наибольший диапазон движений сопрягающихся костей. По строению синовиальных суставов их можно разделить на 6 типов, в том числе шарнирные суставы пальцев и шаровидные суставы бедер и плеч.
Клеточный состав
Каждая кость состоит из сложных наборов клеток, тканей и специализированного внеклеточного матрикса. Два основных типа клеток называются остеобластами и остеокластами с в основном противоположными функциями.
В то время как остеобласты участвуют в формировании кости, остеокласты связаны с уменьшением костной массы. Внеклеточный матрикс кости состоит из коллагена и других органических волокон, а также неорганического компонента, содержащего соли кальция, такие как гидроксиапатит. Внутри костей мягкая ткань, называемая костным мозгом, играет важную роль в иммунитете и кроветворении. Кость также богато снабжена нервами и кровеносными сосудами.
Структура скелетной системы
В общем, скелетная система устроена так, чтобы обеспечивать защиту от гравитации и защищать внутренние органы животного. Хотя в этой статье в основном обсуждается скелетная система человека, у большинства животных есть какой-то скелет. Некоторые животные, такие как губки, могут иметь чрезвычайно упрощенный скелет, состоящий из отложений кальция внутри животного. Другие, такие как черепаха, радикально модифицировали свою скелетную систему, чтобы обеспечить дополнительную защиту.
Хотя в этой статье в основном обсуждается эндоскелет , многие животные используют экзоскелет для тех же целей. Вместо того, чтобы кости были внутри, кости, защитные пластины или хитиновый скелет фактически окружают мышцы. Хотя это может показаться совершенно другим, структура системы все еще очень похожа. Разница лишь в том, что мышцы и сухожилия соединяются с внутренней частью системы, а не с поверхностью костей.
Структура скелетной системы отражает эволюцию животного, а также потребности, необходимые для выживания. Например, у людей есть копчик. Это эволюционный пережиток тех времен, когда наши предки имели хвосты и качались на деревьях. Когда мы стали двуногими, у нас отпала необходимость в хвосте, и он превратился в одну нефункциональную кость. Точно так же все животные постоянно адаптируются и меняют свою скелетную систему в ходе эволюции.
КопчикЗаболевания костной системы
Заболевания костной системы могут быть ограничены одной частью скелета, например, изменения искривления позвоночника, или они могут быть генетическим заболеванием, поражающим все кости и суставы, например артритом или остеопорозом.
Позвоночник у здоровых людей имеет S-образную форму, с выпуклым изгибом в грудном отделе и вогнутым наклоном в шейном и поясничном отделах. Эта форма позвоночника идеально подходит для прямохождения при ходьбе. Если в грудном или поясничном отделах имеется изменение кривизны или имеется боковой изгиб позвоночника, это может привести к болям в спине, затруднению дыхания, пищеварения, подвижности и размножения.
Искривление позвоночника
Основная часть веса верхней части тела переносится по центральной оси на ноги. Когда кости или мышцы спины или не функционируют оптимально, это может сначала привести к аккомодационным изменениям осанки, а затем к боли, травме или постоянной деформации. Поскольку позвоночник окружает спинной мозг, аномалии скелетной структуры позвоночника могут влиять на нервную систему, проявляясь либо болью, покалыванием или онемением в конечностях. Кроме того, позвоночник поддерживает грудную клетку, заключающую в себе сердце, легкие и диафрагму.
Таким образом, деформации позвоночника также могут приводить к одышке, учащенному сердцебиению или даже сердечным аритмиям.
Кифоз – это термин, обозначающий выпуклую кривую грудной клетки, а чрезмерная кривизна в этой области называется гиперкифозом. Экстремальный гиперкифоз проявляется горбатостью. Это может быть связано с генетическими факторами или плохой осанкой из-за ожирения, остеопороза или артрита.
Нормальная вогнутая структура поясничной области называется лордозом , а когда область чрезмерно изогнута, это называется поясничным гиперлордозом. При гиперлордозе плечи кажутся отодвинутыми назад, а область живота кажется выпирающей вперед.
ЛордозНа изображении изображен человек с гиперлордозом. В здоровом позвоночнике средняя точка позвоночника (А) будет находиться прямо над коленом (В).
Гиперлордоз может быть вызван генетическими факторами, плохой осанкой или даже недостаточной мышечной силой. Когда позвоночник имеет боковой наклон или боковой изгиб, это называется сколиозом и может быть связано как с гиперкифозом, так и с гиперлордозом.
Остеопороз
Остеопороз — это состояние, характеризующееся резорбцией кости. Это снижает массу и плотность кости, тем самым повышая вероятность переломов даже от незначительных факторов стресса, таких как чихание. Хотя остеопороз обычно связан со старением, курением, ожирением, диетой, некоторые лекарства и употребление алкоголя могут способствовать прогрессированию заболевания.
Тренировки с отягощениями, физические упражнения и диета, содержащая достаточное количество кальция, железа, фосфора, а также витамина D, помогают повысить плотность костей и костную массу. Имеются некоторые свидетельства того, что рН крови играет роль в высвобождении запасов кальция из костей и степени минерализации костей, поскольку соли кальция часто используются в качестве буферов в кислой среде организма. Было показано, что диета из цельных продуктов на растительной основе значительно снижает закисление крови. В результате это также снижает случаи остеопороза.
Артрит
Артрит включает ряд заболеваний суставов, которые характеризуются скованностью, воспалением и болью. Хотя существует целый ряд потенциальных причин, 9Артрит 0075 обычно ухудшается с возрастом, поражает наиболее часто используемые суставы, особенно суставы пальцев, бедра и колени. Таким образом, артрит вызывает инвалидность, ограничивает движения и ухудшает мелкую моторику.
Интересные факты
- Три кости во внутреннем ухе, называемые молоточком, наковальней и стремечком, являются самыми маленькими костями в человеческом теле. Бедренная кость, или бедренная кость, является самой крупной костью.
- Подъязычная кость, расположенная за нижней челюстью, также называется «плавающая» кость , потому что она не является частью какого-либо сустава и не прикреплена напрямую к какой-либо другой кости.
- Положение подъязычной кости делает ее чрезвычайно устойчивой к переломам. Однако вскрытие, обнаружившее сломанных подъязычных костей , указывает на смерть от удушения.
- У новорожденных около 300 костей. Многие из этих костей сливаются вместе , образуя 206 костей взрослого человека.
- Зубы являются частью скелетной системы. Однако их не кости.
Тест
1. Какое из перечисленных состояний является воспалительным?
A. Lordosis
B. Сколиоз
C. Кифоз
D. Артрит
2. Мясо, карбонизированные напитки, яичники и даже молоко связаны с уменьшением. рН крови. Как эти вещи могут повлиять на здоровье костей?
A. Не влияют на кости
B. Пониженный pH компенсируется вытягиванием кальция из костей
C. Они добавят кальций в кости
D. Ничего из вышеперечисленного
3. Почему подъязычная кость называется плавающей?
A. Окружена синовиальной жидкостью
B. Не соединяется напрямую ни с какой другой костью
C.