Химический состав костей

Кости состоят из органических, неорганических (минеральных) веществ и воды. В детском и юношеском возрасте содержание органческих веществ в костях превышает количество минеральных, в старости количество органических веществ уменьшается. В костях содержится основная масса минеральных веществ, имеющихся в организме. Избыток их откладывается в скелете. При недостатке минеральных веществ организм пополняет их из костей. Следовательно, скелет участвует в обмене минеральных веществ, происходящем в теле человека.

Кости обладают прочностью и эластичностью. Эластичность костей зависит от количества органических веществ. Поэтому у детей и молодых людей она больше, чем в старости. Если декальцинировать кость, подержав ее некоторое время в растворе кислоты, то все минеральные вещества удаляются. Такую кость можно завязать в узел.

Прочность костей очень велика. Она в 5 раз выше, чем у железобетона. Если прокалить кость на огне, то разрушатся все органические вещества, а минеральные останутся. Такая кость сохраняет свою форму и расположение костных пластинок, но теряет эластичность, становится хрупкой. Прочность костям придают минеральные вещества. К старости кости человека становятся хрупкими, эластичность их уменьшается. Поэтому они больше подвержены переломам.

Рост костей

На ранних стадиях развития зародыша человека его скелет состоит из соединительной ткани. Затем он становится хрящевым. Скелет новорожденного не целиком состоит из костной ткани. По мере роста ребенка хрящи скелета замещаются костной тканью и кости растут в длину и толщину. Некоторые кости не проходят хрящевой стадии, например кости черепа.

Рост костей в толщину происходит за счет костеобразующих клеток надкостницы. Одновременно с этим рассасывается костная ткань на внутренней поверхности компактного вещества и увеличивается объем костной полости. В длину кость растет за счет хрящевых пластинок роста, расположенных между телом и эпифизами кости. Клетки хрящевых пластинок роста образуют костную ткань и тело кости удлиняется.

Некоторые кости закладываются у зародыша человека из нескольких частей, впоследствии образуя одну кость. Так, полное окостенение тазовой кости происходит к 14—16 годам, а трубчатых — в 18—25 лет. Развитие скелета и рост прекращается у мужчин в 20—25 лет, а женщин в 18—21 год. В процессе развития скелета человека не весь хрящ замещается костной тканью. Хрящевыми у взрослого человека остаются концы ребер, часть скелета носа. Хрящом покрыты поверхности эпифизов костей.

«Анатомия и физиология человека», М.С.Миловзорова

Система органов опоры и движения — опорно-двигательный аппарат — это скелет, состоящий из костей и их соединений, и мышцы. Мышцы являются активной частью опорно-двигательного аппарата. Сокращения мышц приводят в движение кости скелета. С помощью мышц человек может долго находиться в неподвижности, удерживая часто очень сложные хореографические позы. Общее количество мышц у человека примерно 600. Они…

Кости состоят из твердой костной ткани. Клетки костной ткани располагаются на расстоянии одна от другой и соединены многочисленными отростками. Основную массу костной ткани составляет межклеточное вещество. Из него состоят остеоны и вставочные пластинки, расположенные между ними. Между костными пластинками находятся костные клетки. Межклеточное вещество содержит органические вещества и пропитано минеральными солями, придающими ему прочность. Костная ткань относится…

Опорно-двигательный аппарат, объединяющий кости, их соединения и мышцы, выполняет функции опоры, перемещения тела в пространстве и исполнения движений.

Кости. Раздел анатомии, изучающий строение костей, называется остеологией (от лат. os - «кость», logos - «учение»). В состав скелета (от греч. skeleton - «высохший, высушенный») входит 206 костей - 85 парных и 36 непарных (рис. 28). В скелете человека различают скелет туловища, скелет черепа, скелет верхних и нижних конечностей. Функции скелета многообразны, их подразделяют на механические и биологические.

Механические функции скелета . Опорная функция - скелет вместе с соединениями костей образует костно-хрящевую опору всего тела, к которой прикрепляются мягкие ткани и органы.

Рессорная функция обусловлена наличием в скелете образований, смягчающих толчки и сотрясения (хрящевые прокладки, суставные хрящи между соединяющимися костями и т.п.).

Защитная функция выражается в образовании из отдельных костей вместилищ для жизненно важных органов (например, позвоночный канал, в котором располагается спинной мозг; череп, в полости которого находится головной мозг; грудная клетка, защищающая органы грудной полости) Также кости являются вместилищем костного мозга.

Локомоторная функция возможна благодаря строению костей в виде длинных и коротких рычагов, соединенных подвижными сочленениями и приводимых в движение мышцами, управляемыми нервной системой.

Биологические функции скелета . Участие костей в минеральном обмене. Кости скелета являются депо для минеральных солей фосфора, кальция, железа, меди и других соединений, а также они регулируют постоянство минерального состава жидкостей внутренней среды организма.

Кроветворная и иммунная функции связаны с красным костным мозгом - центральным кроветворным органом, содержащим самоподдерживающуюся популяцию стволовых кроветворных клеток, из которых образуются клетки крови, в том числе и клетки иммунной системы - лимфоциты.

Классификация костей . В основу классификации костей положены три принципа: форма (строение), развитие и функция. Различают трубчатые (длинные и короткие), губчатые, плоские, смешанные и
воздухоносные кости (рис. 29).

Трубчатые кости -кости, которые расположены в тех отделах скелета, где совершаются движения с большой амплитудой (конечности). У трубчатой кости различают ее удлиненную среднюю часть - тело кости, или диафиз, содержащую костномозговую полость, и утолщенные концы - эпифизы (рис. 30).

Различают проксимальный эпифиз, расположенный ближе к туловищу, и дистальный эпифиз - удаленный от туловища. На них располагаются суставные поверхности, служащие для соединения с другими костями и покрытые суставным хрящом. Участок кости, расположенный между диафизом и эпифизом, называется метафизом . Среди трубчатых костей выделяют длинные трубчатые кости (например, плечевая, бедренная и т.п.) и короткие трубчатые кости (кости пясти, плюсны и фаланги пальцев). Диафизы построены из компактного пластинчатого костного вещества, эпифизы - из губчатого, покрытого тонким слоем компактного. В длину трубчатая кость растет за счет метаэпифизарного хряща, расположенного в области метафиза. В ширину - за счет надкостницы.

Губчатые кости состоят из губчатого вещества, покрытого тонким слоем компактного. Как правило, они имеют неправильную форму в виде куба или многогранника (например, кости предплюсны и запястья). К губчатым костям относятся также сесамовидные кости, развивающиеся в толще сухожилий (например, надколенник).

Плоские кости построены из двух пластинок компактного костного вещества, между которыми расположено губчатое вещество. Такие кости участвуют в образовании полостей, поясов конечностей, а также выполняют функцию защиты (кости крыши черепа, грудина и т.п.).

Смешанные кости имеют сложную форму. Они состоят из нескольких частей различного строения и происхождения (например, позвонки, кости основания черепа).

Воздухоносные кости имеют в своем теле полость, выстланную слизистой оболочкой и заполненную воздухом (например, лобная, клиновидная, решетчатая кости и верхняя челюсть). Описывая различные виды костей, необходимо вспомнить о законе, сформулированном П.Ф. Лесгафтом: «Костная система человеческого организма устроена таким образом, что при наибольшей легкости она представляет наибольшую крепость и лучше всего противодействует влиянию толчка и сотрясения. Рычаги, входящие в состав этой системы, у человека приноровлены больше к ловким и быстрым движениям, чем к проявлению большей силы».

Строение кости как органа . Кость занимает определенное положение в организме, имеет специфическую структуру и выполняет только ей присущие функции.

Как любой другой орган живого организма она состоит из разных видов тканей, однако, главное место занимает пластинчатая костная ткань, которая образует компактное вещество и губчатое вещество кости (рис. 31).

Структурно-функциональной единицей костной ткани является остеон. Остеоны имеют вид цилиндров диаметром 100- 500 мкм и длиной до нескольких сантиметров, которые лежат вдоль длинной оси кости. Каждый остеон состоит из 3-25 костных пластинок, расположенных концентрически вокруг канала остеона (гаверсова канала). Между пластинами остеона залегают специфические костные клетки - остеоциты. Отростки остеоцитов скрепляют между собой отдельные костные пластинки. В гаверсовом канале проходят один или два мелких кровеносных сосуда (артериола, венула или капилляр).

Из остеонов состоят перекладины костного вещества, или балки. Если они лежат плотно, то образуют компактное вещество, а если между перекладинами есть пространство, - то губчатое. Компактное вещество находится там, где требуется прочность (диафиз кости). В местах, где при большом объеме нужны легкость и прочность, формируется губчатое вещество (эпифизы костей). Перекладины губчатого вещества расположены не хаотично, а по линиям сжатия (масса тела) и растяжения (тяга мышц), что было установлено П.Ф. Лесгафтом. Кроме этого в состав кости входят следующие ткани:

1. Плотная соединительная ткань. Вся кость, за исключением суставных поверхностей, покрыта соединительнотканной оболочкой - надкостницей, или периостом. Надкостница прочно сращена с костью при помощи прободающих волокон, проникающих вглубь кости. Наружный слой надкостницы - волокнистый, состоит из пучков коллагеновых волокон, обусловливающих его прочность. В этом слое проходят нервы и кровеносные сосуды. Внутренний слой - остеогенный (костеобразующий) прилежит непосредственно к костной ткани. В нем расположены остеогенные клетки (остеобласты), за счет которых происходит развитие, рост в толщину и регенерация костей после повреждения. Таким образом, надкостница выполняет защитную, трофическую и костеобразующую функции. Изнутри кость покрыта эндостом - тонкой, волокнистой соединительнотканной болочкой, содержащей остеогенные клетки и остеокласты. Эндост выстилает кость со стороны ее полости и находящегося в ней костного мозга.

2. Суставные поверхности кости покрыты суставным хрящом, как правило, гиалиновым. Кроме него в детском возрасте в трубчатых костях хрящевая ткань имеется между диафизом и эпифизом и называется метаэпифизарным хрящом, или зоной роста. К 25 годам она полностью заменяется костной тканью.

3. Кровеносные сосуды входят в кость со стороны периоста через питательные отверстия, идут по питательным каналам и поступают в остеоны. По каналам остеонов они достигают капиллярной сети костного мозга, где формируются начальные венозные сосуды кости.

4. Нервы входят в кость через периост и идут вместе с сосудами.

5. Красный костный мозг у взрослого человека располагается в ячейках между перекладинами губчатого вещества эпифизов трубчатых костей и губчатого вещества плоских и губчатых костей. В нем различают миелоидную и лимфоидную ткани, расположенные в ретикулярной строме. Красный костный мозг выполняет кроветворную и иммунную функции.

6. Желтый костный мозг находится в костномозговой полости диафизов трубчатых костей и выполняет питательную функцию, так как состоит в основном из жировой ткани.

Химический состав костей. Химический состав костей сложный. Кость состоит из органических и неорганических веществ. Органические вещества, представленные белком - оссеином, составляют 30-40% сухой массы кости. Они придают костям эластичность. Неорганические вещества составляют 60-70% сухой массы кости и представлены, главным образом, солями фосфора и кальция. В небольших количествах (до 0,001%) кость содержит более 30 других различных элементов (Al, Fe, Se, Zn, Сu и др.). Неорганические вещества придают костям прочность и упругость. Соотношение составных компонентов костной ткани у разных людей неодинаково, и даже у одного и того же человека оно может меняться в зависимости от возраста, условий питания, физических нагрузок и других факторов окружающей среды.

СКЕЛЕТ ТУЛОВИЩА

Скелет туловища является частью осевого скелета. Он представлен позвоночным столбом, или позвоночником, и грудной клеткой.

Позвоночный столб . Позвоночный столб образован 32-34 позвонками. Различают: 7 шейных, 12 грудных, 5 поясничных, 5 крестцовых позвонков (сросшихся в одну кость - крестец) и 3-5 копчиковых позвонков (рис. 32).

Позвонки разных отделов, отличаясь по форме и величине, имеют общие признаки (рис. 33). Каждый позвонок состоит из тела, расположенного спереди, и дуги, прикрепленной к телу сзади с помощью ножек. Дуга и тело позвонка ограничивают позвоночное отверстие. При сопоставлении позвонков позвоночные отверстия образуют позвоночный канал, в котором располагается спинной мозг. Между ножками дуг позвонков находятся парные межпозвоночные отверстия, через них выходят спинномозговые нервы.

От дуги позвонка отходят семь отростков. Непарный остистый отросток направлен назад и вниз. По бокам от дуги отходят парные поперечные отростки, а вверх и вниз от нее - парные верхние и нижние суставные отростки.

На суставных отростках имеются одноименные суставные поверхности, участвующие в образовании дугоотростчатых суставов.

Шейные позвонки. Шейные позвонки отличаются от остальных позвонков своими небольшими размерами, а также наличием отверстий в поперечных отростках - поперечных отверстий (рис. 34). Концы остистых отростков шейных позвонков раздвоены (кроме VII по- звонка). При наложении позвонков друг на друга отверстия поперечных отростков образуют своеобразный костный канал, в котором располагается позвоночная артерия, кровоснабжающая головной мозг.

Первый шейный позвонок, или атлант, лишен тела и остистого отростка. Он представлен двумя дугами - задней и передней, соединенными латеральными массами.

На передней дуге атланта находится передний бугорок (рудимент тела атланта), на задней - задний бугорок (рудимент остистого отростка). На верхней и нижней поверхностях латеральных масс имеются верхние и нижние суставные поверхности. Верхние суставные поверхности (вогнутые) сочленяются с черепом, нижние суставные поверхности - со вторым шейным позвонком.

Второй шейный позвонок - осевой. Его отличительной особенностью является наличие на теле отростка - зуба.При поворотах головы атлант вместе с черепом вращается вокруг зуба. Латерально от зуба находятся верхние суставные поверхности,сочленяющиеся с атлантом. На нижней поверхности осевого позвонка имеются нижние суставные отростки,обращенные вперед и вниз, на которых расположены нижние суставные поверхности.

VII шейный позвонок - выступающий, имеет длинный остистый отросток, прощупываемый под кожей на нижней границе шеи.

Грудные позвонки. Грудные позвонки соединяются с ребрами. Это накладывает отпечаток на их строение. На боковых поверхностях тел грудных позвонков имеются верхняя и нижняя реберные ямки, образующие при сопоставлении углубление для головки ребра (рис. 35).

Таким образом, головки ребер со II по X ребро включительно присоединяются к двум смежным позвонкам. Исключение составляют I, XI и XII позвонки, на телах которых имеются полные ямки для одноименных ребер. На поперечных отростках грудных позвонков имеются реберные ямки поперечных отростков, с которыми сочленяются соответствующие им по счету ребра. Суставные отростки грудных позвонков расположены почти во фронтальной плоскости, что ограничивает повороты грудного отдела позвоночника вокруг вертикальной оси.

Остистые отростки длинные, тонкие, направлены назад и вниз, накладываются друг на друга, как черепица, что препятствует разгибанию позвоночного столба вокруг фронтальной оси. Поэтому грудной отдел позвоночника имеет ограниченную подвижность.

Поясничные позвонки. Поясничные позвонкиотличаются от остальных позвонков крупными размерами тел (см. рис. 33). Поперечные отростки сравнительно широкие и плоские, располагаются в горизонтальной плоскости, что не ограничивает разгибание позвоночника в поясничном отделе вокруг фронтальной оси. Суставные отростки располагаются почти в сагиттальной плоскости; кроме того, верхние суставные поверхности вогнутые, а нижние - выпуклые, что увеличивает подвижность поясничного отдела позвоночника вокруг вертикальной оси. Строение поясничных позвонков обеспечивает большую подвижность этой части позвоночника.

Крестец . Крестец - смешанная кость треугольной формы, образованная путем срастания пяти крестцовых позвонков. В крестце выделяют основание, верхушку, тазовую и дорсальную поверхности, правую и левую латеральные части. Тазовая поверхность крестцавогнутая, на ней видныпоперечные линии - места сращения позвонков. Два ряда передних крестцовых отверстий (по четыре с каждой стороны) отделяют среднюю часть от латеральных частей (рис. 36).

Дорсальная поверхность крестца выпуклая. На ней расположено пять продольных гребней. Срединный гребень образован путем слияния остистых отростков, правый и левый промежуточные гребни - суставных отростков, латеральные гребни - поперечных отростков. Внутри от латеральных гребней расположены четыре пары задних крестцовых отверстий, сообщающихся с тазовыми отверстиями и крестцовым каналом, который является нижней частью позвоночного канала. На латеральных частях крестца находятся ушковидные поверхности для сочленения с тазовыми костями. На уровне ушковидных поверхностей сзади расположена крестцовая бугристость, к которой прикрепляются связки.

Копчик обычно срастается с вершиной крестца. Он образован 3-5 рудиментарными позвонками.

Грудная клетка. Кости грудной клетки представлены грудиной и 12 парами ребер, а также грудным отделом позвоночного столба.

Грудина . Грудина- плоская кость, у которой различают три части: рукоятку, тело и мечевидный отросток (рис. 37).На середине верхнего края рукоятки грудины находится яремная вырезка. По бокам от нее находятся ключичные вырезки для соединения с ключицами. На боковых краях тела располагаются реберные вырезки для прикрепления хрящей с I по VII ребро.

Ребра. Различают 12 пар ребер. Из них семь верхних пар ребер, соединяющихся непосредственно с грудиной, называются истинными,остальные пять пар до грудины не доходят и называются ложными. VIII-X ребра прикрепляются своими хрящами к хрящу вышележащего ребра и образуют реберную дугу. XI-XII ребра не соединяются с вышележащими, а свободно заканчиваются среди мышц и носят название колеблющихся ребер.

Ребра относятся к плоским костям,состоящим из костной части, расположенной сзади, и реберного хряща, расположенного спереди (рис. 38). Костная часть ребра состоит изголовки, на которой находится суставная поверхность для соединения с телами позвонков, шейки и тела. Между телом и шейкой находится бугорок ребра, снабженный суставной поверхностью для сочленения с поперечным отростком грудного позвонка.

На внутренней поверхности ребра по нижнему краю проходит борозда ребра, в которой располагаются межреберные нервы, артерия и вены.

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

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

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

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

КОСТИ

Основной структурно-функциональной единицей скелета является кость. Каждая кость в организме человека это живой, пластичный, изменяющийся орган. Кость как орган состоит из нескольких тканей, имеет свою определенную морфологическую структуру и функционирует как часть целостного организма. Основной тканью в кости является костная ткань, кроме нее имеется плотная соединительная ткань, образующая, например, оболочку кости, покрывающую ее снаружи, рыхлая соединительная ткань, одевающая сосуды, хрящевая, покрывающая концы костей или образующая зоны роста, ретикулярная ткань основа костного мозга и элементы нервной ткани нервы и нервные окончания. Каждая кость имеет определенную форму, величину, строение и находится в связи с соседними костями. В состав скелета входит 206 костей 85 парных и 36 непарных. Кости составляют примерно 18% веса тела.

Химический состав костей. Кость состоит из двух видов химических веществ: неорганических и органических. К неорганическим веществам относятся вода и соли (главным образом соли кальция). Органическое вещество кости называется оссеином. В свежей кости около 50% воды, 22% солей, 12% оссеина и 16% жира. Обезвоженная, обезжиренная и отбеленная кость содержит приблизительно 1/3 оссеина и 2/3 неорганических веществ.

Особое специфическое физико-химическое соединение органических и неорганических веществ в костях и обусловливает их основные свойства упругость, эластичность, прочность и твердость. В этом легко убедиться. Если кость положить в соляную кислоту, то соли растворятся, останется оссеин, кость сохранит форму, но станет очень мягкой (ее можно завязать в узел). Если же кость подвергнуть сжиганию, то органические вещества сгорят, а соли останутся (зола), кость тоже сохранит свою форму, но будет очень хрупкой. Таким образом, эластичность кости связана с органическими веществами, а твердость и крепость с неорганическими. Кость человека выдерживает давление на 1 мм2 15 кг, а кирпич всего 0,5 кг.

Химический состав костей непостоянен, он меняется с возрастом, зависит от функциональных нагрузок, питания и других факторов. В костях детей относительно больше, чем в костях взрослых, оссеина, они более эластичны, меньше подвержены переломам, но под влиянием чрезмерных нагрузок легче деформируются Кости, выдерживающие большую нагрузку, богаче известью, чем кости менее нагруженные. Питание только растительной или только животной пищей также может вызвать изменения химического состава костей. При недостатке в пище витамина D в костях ребенка плохо откладываются соли извести, сроки окостенения нарушаются, а недостаток витамина А может привести к утолщению костей, запустению каналов в костной ткани.

В пожилом возрасте количество оссеина снижается, а количество неорганических веществ солей, наоборот, увеличивается, что снижает ее прочностные свойства, создавая предпосылки к более частым переломам костей. К старости в области краев суставных поверхностей костей могут появляться разрастания костной ткани в виде шипов, выростов, что может ограничивать подвижность в суставах и вызывать болезненные ощущения при движениях. О механических свойствах кости можно судить на основании их крепости на сжатие, растяжение, разрыв, излом и т. п. На сжатие кость в десять раз крепче хряща, в пять раз прочнее железобетона, в два раза больше крепости свинца. На растяжение компактное вещество кости выдерживает нагрузку до 10-12 кг на 1 мм2, а на сжатие 12-16 кг. По сопротивлению на разрыв кость в продольном направлении превышает сопротивление дуба и равна сопротивлению чугуна. Так, например, для раздробления бедренной кости давлением нужно приблизительно 3 тыс. кг, для раздробления большеберцовой кости не менее 4 тыс. кг. Органическое вещество кости оссеин выдерживает нагрузку на растяжение 1,5 кг на 1 мм2, на сжатие 2,5 кг, крепость же сухожилий составляет 7 кг на 1 мм2, Несмотря на значительную крепость и прочность кость весьма пластичный орган и может перестраиваться на протяжении всей жизни человека.

Форма костей. Форма костей в скелете человека очень разнообразна. Различают: длинные, короткие, плоские и смешанные кости. Кроме того, есть кости пневматические и сесамовидные. Расположение костей в скелете связано с выполняемой ими функцией при общей закономерности: «Кости построены так, что при наименьшей затрате материала обладают наибольшей крепостью, легкостью, по возможности уменьшая влияние толчков и сотрясений» (П.Ф. Лесгафт).

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

Проксимальный эпифиз расположен ближе к оси туловища, а дистальный дальше от нее. Эпифизы костей утолщены, что увеличивает поверхность соединяющихся костей, а следовательно, создает более прочную опору и увеличивает силу полезного действия мышц, изменяя ее угол подхода к кости.

Строение скелета и костей человека, а так же их предназначение изучает наука остеология. Знание базовых концепций данной науки является обязательным требованием, предъявляемым персональному тренеру, не говоря уже о том, что в процессе работы знания эти необходимо систематически углублять. В данной статье мы будем рассматривать строение и функции скелета человека, то есть затронем тот базовый теоретический минимум, которым обязан владеть буквально каждый персональный тренер.

И по старой традиции, как всегда начнем с краткого экскурса о том, какую роль в теле человека выполняет скелет. Строение человеческого тела, о котором мы говорили в соответствующей статье, формирует помимо прочего – опорно-двигательный аппарат. Это функциональная совокупность костей скелета, их соединений и мускулатуры, осуществляющих посредством нервной регуляции перемещение в пространстве, поддержание поз, мимики и прочей двигательной активности.

Теперь, когда мы знаем, что опорно-двигательный аппарат человека формирует скелет, мышцы и нервная система, можем перейти непосредственно к изучению темы, обозначенной в заголовке статьи. Поскольку скелет человека является своего рода несущей конструкцией для крепления различных тканей, органов и мыщц, то данную тему по праву можно считать фундаментом в изучении всего тела человека.

Строение скелета человека

Скелет человека – функционально структурированный набор костей в теле человека, являющийся частью его двигательного аппарата. Это своего рода каркас, на который крепятся ткани, мышцы, и в котором размещаются внутренние органы, защитой которых он в том числе и выступает. В состав скелета входит 206 костей, большая часть которых объединены в суставы и связки.

Скелет человека, вид спереди: 1 - нижняя челюсть; 2 - верхняя челюсть; 3 - скуловая кость; 4 - решетчатая кость; 5 - клиновидная кость; в - височная кость; 7- слезная кость; 8 - теменная кость; 9 -лобная кость; 10 - глазница; 11 - носовая кость; 12 - грушевидное отверстие; 13 - передняя продольная связка; 14 - межключичная связка; 15 - передняя грудино-ключичная связка; 16 - клюво-ключичная связка; 17 - акромиально-ключичная связка; 18 - клювоакромиальная связка; 19 - клювоплечевая связка; 20 - реберно-ключичная связка; 21 - лучистые грудино-реберные связки; 22 - наружная межреберная перепонка; 23 - реберно-мечевидная связка; 24 - локтевая боковая связка; 25 - лучевая окольная (боковая) связка; 26 - кольцевая связка лучевой кости; 27- подвздошно-поясничная связка; 28 - вентральные (брюшные) крестцово-подвздошные связки; 29 - паховая связка; 30 - крестцово-остистая связка; 31 - межкостная перепонка предплечья; 32 - дорсальные межзапястные связки; 33 - дорсальные пястные связки; 34 - окольные (боковые) связки; 35 - лучевая окольная (боковая) связка запястья; 36 - лобково-бедренная связка; 37 - подвздошно-бедренная связка; 38 - запирательная перепонка; 39 - верхняя лобковая связка; 40 - дугообразная связка лобка; 41 - малоберцовая окольная (боковая) связка; 42 - связка надколенника; 43 - большеберцовая окольная (боковая) связка; 44 - межкостная перепонка голени; 45 - передняя большеберцово-малоберцовая связка; 46 - раздвоенная связка; 47 - глубокая поперечная плюсневая связка; 48 - окольные (боковые) связки; 49 - тыльные связки плюсны; 50 - дорсальные связки плюсны; 51 - медиальная (дельтовидная) связка; 52 - ладьевидная кость; 53 - пяточная кость; 54 - кости пальцев стопы; 55 - плюсневые кости; 56 - клиновидные кости; 57 - кубовидная кость; 58 - таранная кость; 59 - большеберцовая кость; 60 - малоберцовая кость; 61 - надколенник; 62 - бедренная кость; 63 - седалищная кость; 64 - лобковая кость; 65 - крестец; 66 - подвздошная кость; 67 - поясничные позвонки; 68 - гороховидная кость; 69 - трехгранная кость; 70 - головчатая кость; 71 - крючковатая кость; 72 - пястные кости; 7 3-кости пальцев кисти; 74 - трапециевидная кость; 75 - кость-трапеция; 76 - ладьевидная кость; 77- полулунная кость; 78 - локтевая кость; 79 - лучевая кость; 80 - ребра; 81 - грудные позвонки; 82 - грудина; 83 - лопатка; 84 - плечевая кость; 85 - ключица; 86 - шейные позвонки.

Скелет человека, вид сзади: 1 - нижняя челюсть; 2 -верхняя челюсть; 3 - боковая связка; 4 - скуловая кость; 5 - височная кость; 6 - клиновидная кость; 7 - лобная кость; 8 - теменная кость; 9- затылочная кость; 10 - шило-нижнечелюстная связка; 11- выйная связка; 12 - шейные позвонки; 13 - ключица; 14 - надостистая связка; 15 - лопатка; 16 - плечевая кость; 17 - ребра; 18 - поясничные позвонки; 19 - крестец; 20 - подвздошная кость; 21 - лобковая кость; 22- копчик; 23 - седалищная кость; 24 - локтевая кость; 25 - лучевая кость; 26 - полулунная кость; 27 - ладьевидная кость; 28 - кость-трапеция; 29 - трапециевидная кость; 30 - пястные кости; 31 - кости пальцев кисти; 32 - головчатая кость; 33 - крючковатая кость; 34 - трехгранная кость; 35 - гороховидная кость; 36 - бедренная кость; 37 - надколенник; 38 - малоберцовая кость; 39 - большеберцовая кость; 40 - таранная кость; 41 - пяточная кость; 42 - ладьевидная кость; 43 - клиновидные кости; 44 - плюсневые кости; 45 - кости пальцев стопы; 46 - задняя большеберцово-малоберцовая связка; 47 - медиальная дельтовидная связка; 48 - задняя таранно-малоберцовая связка; 49 - пяточно-малоберцовая связка; 50 - дорсальные связки предплюсны; 51 - межкостная перепонка голени; 52 - задняя связка головки малоберцовой кости; 53 - малоберцовая окольная (боковая) связка; 54 - большеберцовая окольная (боковая) связка; 55 - косая подколенная связка; 56 - крестцовобугровая связка; 57 - удерживатель сгибателей; 58 - окольные (боковые) связки; 59 - глубокая поперечная пястная связка; 60 - горохо-крючковатая связка; 61 - лучистая связка запястья; 62- локтевая окольная (боковая) связка запястья; 63 - седалищно-бедренная связка; 64 - поверхностная спинная крестцово-копчиковая связка; 65 - спинные крестцово-подвздошные связки; 66 - локтевая окольная (боковая) связка; 67- лучевая окольная (боковая) связка; 68 - подвздошно-поясничная связка; 69 - реберно-поперечные связки; 70 - межпоперечные связки; 71 - клювоплечевая связка; 72 - акромиально-ключичная связка; 73 - клюво-ключичная связка.

Как говорилось выше, скелет человека формирует порядка 206 костей, из которых 34 – непарные, остальные – парные. 23 кости составляют череп, 26 – позвоночный столб, 25 – ребра и грудину, 64 – скелет верхних конечностей, 62 – скелет нижних конечностей. Кости скелета образуются из костной и хрящевой ткани, которые относятся к соединительным тканям. Кости в свою очередь состоят из клеток и межклеточного вещества.

Скелет человека устроен таким образом, что кости его обычно делят на две группы: осевой скелет и добавочный скелет. К первому относятся кости, расположенные по центру и образующие основу тела, это кости головы, шеи, позвоночника, ребра и грудина. Ко второму относятся ключицы, лопатки, кости верхних, нижних конечностей и таза.

Центральный скелет (осевой):

• Череп – основа головы человека. В нем размещается головной мозг, органы зрения, слуха и обоняния. Череп имеет два отдела: мозговой и лицевой.
• Грудная клетка – костное основание груди, и место размещения для внутренних органов. Состоит из 12 грудных позвонков, 12 пар ребер и грудины.
• Позвоночный столб (позвоночник) – главная ось тела и опора всего скелета. Внутри позвоночного канала проходит спинной мозг. Позвоночник имеет следующие отделы: шейный, грудной, поясничный, крестцовый и копчиковый.

Вторичный скелет (добавочный):

• Пояс верхних конечностей – за счет него к скелету присоединяются верхние конечности. Состоит из парных лопаток и ключиц. Верхние конечности приспособлены для выполнения трудовой деятельности. Конечность (рука) состоит из трех отделов: плечо, предплечье и кисть.
• Пояс нижних конечностей – обеспечивает присоединение нижних конечностей к осевому скелету. В нем размещаются органы пищеварительной, мочевыделительной и половой систем. Конечность (нога) состоит так же из трех отделов: бедро, голень и стопа. Они приспособлены для опоры и перемещения тела в пространстве.

Функции скелета человека

Функции скелета человека обычно делят на механические и биологические.

К механическим функциям относятся:

• Опора – формирование жесткого костно-хрящевого каркаса тела, к которому прикрепляются мышцы и внутренние органы.
• Движение – наличие между костями подвижных соединений позволяет приводить тело в движение при помощи мышц.
• Защита внутренних органов – грудная клетка, череп, позвоночный столб и не только, служат защитой для находящихся в них органов.
• Амортизирующая – снижению вибраций и ударов при передвижении способствует свод стопы, а так же хрящевые прослойки в местах сочленения костей.

К биологическим функциям относятся:

• Кроветворная – формирование новых клеток крови происходит в костном мозге.
• Метаболическая – кости представляют собой хранилище значительной части кальция и фосфора в организме.

Половые особенности строения скелета

Скелеты обоих полов преимущественно сходны и радикальных отличий не имеют. К различиям этим можно отнести лишь незначительные изменения формы или размеров конкретных костей. Наиболее очевидные особенности строения скелета человека выглядят следующим образом. У мужчин, кости конечностей обычно длиннее и толще, а места крепления мышц, как правило, более бугристые. Женщины обладают более широким тазом, и в том числе, более узкой грудной клеткой.

Типы костной ткани

Костная ткань – активная живая ткань, состоящая из компактного и губчатого вещества. Первое выглядит как плотная костная ткань, которая характеризуется расположением минеральных компонентов и клеток в виде Гаверсовой системы (структурной единицы кости). Она включает костные клетки, нервы, кровеносные и лимфатические сосуды. Более 80% костной ткани имеет вид Гаверсовой системы. Располагается компактное вещество во внешнем слое кости.

Строение кости: 1- головка кости; 2- эпифиз; 3- губчатое вещество; 4- центральная костно-мозговая полость; 5- кровеносные сосуды; 6- костный мозг; 7- губчатое вещество; 8- компактное вещество; 9- диафиз; 10- остеон

Губчатое вещество не имеет Гаверсовой системы и составляет 20% костной массы скелета. Губчатое вещество очень пористое, с разветвленными перегородками, которые формируют решетчатую структуру. Такое губчатое строение костной ткани предоставляет возможность для хранения костного мозга и запасания жиров и одновременно обеспечивает достаточную прочность кости. Относительное содержание плотного и губчатого вещества варьируется в различных костях.

Развитие костей

Рост костей представляет собой увеличение размера кости в следствие увеличения костных клеток. Кость может увеличиваться в толщину либо расти в продольном направлении, что непосредственно влияет на скелет человека в целом. Продольный рост происходит в зоне эпифизарной пластинки (хрящевого участка на конце длинной кости) первоначально как процесс замены хрящевой ткани костной. Хотя костная ткань представляет собой одну из наиболее прочных тканей нашего организма, очень важно представлять себе, что рост кости очень динамичный и метаболически активный тканевой процесс, происходящий на протяжении всей жизни человека. Отличительной чертой костной ткани является высокое содержание в ней минеральных веществ, прежде всего кальция и фосфатов (которые придают кости прочность), а так же органических компонентов (обеспечивающих кости упругость). У костной ткани имеются уникальные возможности для роста и самовосстановления. Особенности строения скелета подразумевают в том числе и то, что благодаря процессу, называемому перестройкой костной ткани, кость может адаптироваться к механическим нагрузкам, которым она подвергается.

Рост кости: 1- хрящ; 2- образование костной ткани в диафизе; 3- ростовая пластинка; 4- образование костной ткани в эпифизе; 5- кровеносные сосуды и нервы

I — плод; II — новорожденный; III — ребенок; IV — молодой человек

Перестройка костной ткани – способность модифицировать форму кости, ее размер и строение в ответ на внешние воздействия. Это физиологический процесс, включающий рассасывание (резорбцию) костной ткани и ее образование. Резорбция представляет собой поглощение ткани, в данном случае костной. Перестройка – это непрерывный процесс разрушения, замены, поддержания и восстановления костной ткани. Это сбалансированный процесс резорбции и образования кости.

Костную ткань формируют три типа костных клеток: остеокласты, остеобласты и остеоциты. Остеокласты представляют собой крупные клетки – разрушители кости, осуществляющие процесс резорбции. Остеобласты – это клетки, формирующие кость и новую костную ткань. Остеоциты – это зрелые остеобласты, помогающие регулировать процесс перестройки костной ткани.

ФАКТ. Плотность костной ткани в значительной степени зависит от регулярной двигательной активности в течение длительного времени, а занятия физическими упражнениями, в свою очередь, помогают предотвратить переломы костей вследствие увеличения их прочности.

Заключение

Данный объем информации, безусловно, не является абсолютным максимумом, а скорее необходимым минимумом знаний, необходимых персональному тренеру в его профессиональной деятельности. Как я уже говорил в статьях о работе персональным тренером, основу профессионального развития составляет постоянное обучение и совершенствование. Сегодня мы заложили фундамент в такой сложной и объемной теме, как строение скелета человека, и данная статья будет лишь первой в тематическом цикле. В дальнейшем мы рассмотрим еще немало интересной и полезной информации относительно структурных компонентов каркаса человеческого тела. А пока, вы с уверенностью можете сказать, что строение скелета человека более не является для вас «терра инкогнита».

Задачи урока: Раскрыть особенности состава и строения костей, обеспечивающие прочность и относительную легкость скелета; показать, что кость - живой орган, на который сильно влияет мышечная деятельность.

Оборудование: Скелеты человека и млекопитающего животного, распил костей, настенные таблицы.

Демонстрационный материал: декальцированные и прокаленные кости (рыбьи или куриные), свежая кость млекопитающего с сохранившейся на ней надкостницей.

I. Проверка знаний

Фронтальная беседа на решение задач:

Сдавливание грудной клетки при неправильной посадке приводит к ее деформации. На развитии и работе каких органов это может отразиться?
- У некоторых народов в древности пленникам отрубали большой палец. Почему считалось, что это унизительно, а выгодно для победителей?
- Изгибы позвоночника при индивидуальном развитии появляются постепенно, сначала шейный, потом грудной, последним - поясничный. В связи с какими движениями ребенка они развиваются? Какие части скелета выдерживают большую нагрузку?

(Ответ на последний вопрос дает возможность учителю создать проблемную ситуацию. Он отмечает высокую прочность некоторых костей и обращает внимание учащихся на рисунки в учебнике.)

II. Изучение нового материала

1. Установление массы скелета человека средней комплекции. (Рассказ учителя с постановкой проблемы: чем объяснить высокую прочность скелета при относительной его легкости?)

2. Химический состав кости. (Учитель демонстрирует нормальную, прокаленную и декальцированную кости и объясняет, при помощи каких опытов они были получены. Учитель проводит фронтальную поисковую беседу, упражняющую учеников в логике рассуждений и выводов. Например: Объясните, что происходит с составом кости при прокаливании. Какой вывод из этого следует? Объясните, как изменяется состав кости при выдерживании ее в кислоте. Какой вывод из этого вытекает? Чем важна для функции скелет прочность кости при сохранении некоторой упругости?)

3. Особенности макроскопического строения кости. (Самостоятельная работа учеников по рассмотрению натуральных костей - трубчатых, плоских. Учитель руководит работой при помощи таких вопросов: Чем отличается строение наружного слоя кости от строения основной массы костного вещества? Каково строение основной массы кости? Какое может иметь значение губчатое строение? У каких костей есть полости и чем они заполнены?)

4. Рост костей. (Рассказ учителя, причем свое изложение он начинает со следующей информации: "Был проведен следующий опыт - у молодого петуха всю бедренную кость, но сохранили ее надкостницу. Через некоторое время кость восстановилась. Какие выводы можно сделать из этого опыта?" )

5. Работы М.М.Герасимова по восстановлению скульптурных изображений исторических лиц. (Рассказ учителя с постановкой проблемных вопросов.)

III. Закрепление знаний

Беседа учителя с учениками по следующим вопросам:

Какие факты из материала урока говорят о том, что кость - живой орган?
- Почему длинные кости легче подвергаются переломам в поперечном направлении, чем в продольном?
- При заболевании рахитом в организме снижается усвоение солей в костях. Как изменяются при этом кости скелета?
- Почему полезны для здоровья физические упражнения?

IV. Задание на дом