Опорно-двигательный аппарат

Кости


Химический состав и физические свойства костей

Костное вещество состоит из минеральных солей (около 70%) и органических веществ (около 30%). Больше половины всех минеральных веществ - это фосфорнокислый кальций. Главными органическими веществами кости являются белки коллаген и оссеин. Минеральные вещества придают костям твердость и хрупкость, органические - гибкость, упругость, эластичность. В целом сочетание органических и неорганических веществ придают костям большую прочность. Твердость и прочность костей сравнима с чугуном и кирпичом, поэтому кости могут выносить большие нагрузки. Например, большая берцовая кость выносит, не ломаясь нагрузку около 3 тонн. Соотношение органического и неорганического вещества с возрастом изменяется. У детей немного выше количество органических веществ, поэтому их кости более упруги, эластичны и гибки и реже ломаются. У пожилых и старых людей несколько возрастает количество неорганических веществ, их кости менее эластичны и более хрупки, поэтому чаще ломаются даже при небольших травмах.

Классификация костей

Все разнообразие костей скелета можно классифицировать на группы по разным принципам:

  1. По внешней форме, размерам:

    Рис. 6. Виды костей

    1. длинная трубчатая кость (плечевая)
    2. плоская кость (лопатка)
    3. короткие губчатые кости (кости предплюсны)
    4. смешанная кость (позвонок).

    • длинные;
    • короткие;
    • широкие;
  2. По внутреннему строению:
    • трубчатые (кости конечностей);
    • губчатые (ребра, и др.);
    • плоские (кости черепа, лопатка и др.);
    • воздухоносные (некоторые кости черепа, например, решетчатая, клиновидная);
    • смешанные (позвонки, ключица и др.);
    • По местоположению:
    • кости головы;
    • кости туловища;
    • кости свободных конечностей и их поясов.

Строение костей

(на примере трубчатой кости)

Во внешнем строении трубчатой кости выделяют удлиненную среднюю часть - тело, или диафиз, имеющий цилиндрическую или близкую к трехгранной форму. Расширенные концевые участки называются эпифизами. Между эпифизом и диафизом располагается участок, называемый метафизом. Эпифизарный участок кости участвует в образовании сустава, его поверхность покрыта гиалиновым хрящом. Вся остальная поверхность кости покрыта надкостницей. Надкостница образована двумя тканевыми слоями: наружный - плотная соединительная ткань, внутренний - эпителиальная ткань. Надкостница имеет розоватый цвет, в ней расположено много мелких кровеносных сосудов и болевых рецепторов. Функции надкостницы:

  1. защитная
  2. трофическая
  3. обменная (питание кости за счет развитости кровеносных сосудов)
  4. костеобразующая (клетки внутреннего слоя надкостницы постоянно делятся, образуя костные клетки - остеобласты, за счет которых кость нарастает в толщину)
  5. обеспечивает образование костной мозоли при срастании костей.

Рис.7. Строение трубчатой кости.

1,2, 3 – суставные поверхности; 4 - эпифиз (губчатое костное вещество); 5, 9 – диафиз; 6 – компактное костное вещество; 7 – полость в области диафиза.

В молодых, растущих костях в области метафиза имеется сплошная хрящевая прослойка - метафизарный хрящ. За счет деления его клеток кость растет в длину. В области диафизов имеются костные возвышения - апофизы, к которым прикрепляются скелетные мышцы. В области диафиза внутри кости имеется полость, костная стенка которой ограничена компактным костным веществом. Диафизы образованы губчатым костным веществом, которое содержит многочисленные мелкие ячейки. С поверхности диафизы покрыты тонким слоем компактного костного вещества. Полость внутри диафиза и все ячейки в губчатом веществе эпифизов заполнены костным мозгом. Во внутриутробный период и в раннем детском возрасте в костях находится только красный костный мозг. Он является органом кроветворения и иммунной защиты. Постепенно с возрастом красный костный мозг в полостях диафизов трубчатых костей заменяется желтым костным мозгом, который образован жировой тканью и выполняет запасающую функцию. На форму, размеры, внешнее и внутренне строение костей большое влияние оказывает интенсивность и характер физической нагрузки.

Соединения костей

Благодарясоединениям кости образуют единую систему - скелет. Выделяют три вида соединений костей:

  1. непрерывные (неподвижные)
  2. полупрерывные (полуподвижные)
  3. прерывные (подвижные).

Непрерывные соединения образованы сплошным тканевым слоем соединительной ткани (костной, хрящевой и др.), который соединяет две или более костей. Такие соединения, особенно образованные с помощью костной ткани, являются неподвижными. Они имеются в тех частях скелета, где необходимо обеспечить надежную опору, защиту для внутренних органов и неподвижность костей. Примеры: срастание костей, образующих тазовую кость, швы между костями черепа и др.

Полупрерывные соединения : кости соединяются сплошным тканевым слоем, но в глубине его имеется небольшой промежуток, не занятый тканью. Эти соединения обладают большой прочностью и очень ограниченной подвижностью. Примеры: лонное сращение (соединение двух тазовых костей спереди), соединения тел позвонков.

Прерывные соединения (суставы) - это подвижные соединения. Степень подвижности зависит от особенностей строения конкретного сустава.

Сустав состоит из следующих элементов:

Рис. 8. Схема строения сустава.

  1. надкостница
  2. суставной участок сочленяющейся кости
  3. суставная сумка (суставная капсула)
  4. суставной гиалиновый хрящ
  5. суставная полость.

  • суставные участки сочленяющихся костей; суставные поверхности покрыты суставным гиалиновым хрящом, который имеет очень гладкую, блестящую поверхность; этот хрящ твердый, упругий, очень прочный;
  • суставная сумка - это капсула, заключающая суставные участки костей;
  • суставная полость - это пространство внутри суставной сумки; она герметична, заполнена синовильной (суставной) жидкостью, в ней давление несколько ниже атмосферного;
  • внесуставные и внутрисуставные связки образованы плотной волокнистой соединительной тканью и придают прочность суставу;
  • диски и мениски находятся внутри сустава, увеличивают соответствие суставных поверхностей и обеспечивают амортизацию.

 

Суставы в скелете очень многообразны. Выделяют простые и сложные суставы. В образовании простых суставов участвуют две кости, а сложных - более двух костей. По форме суставных поверхностей бывают плоские, эллипсоидные, седловидные, шаровидные суставы, по количеству осей вращения - одноосные, двухосные, трехосные.

Комплексный сустав включает несколько простых или сложных суставов.

 

Вопросы для самоконтроля

  • Что такое скелет? Назовите его функции.
  • Дайте характеристику строения костной ткани.
  • Почему каждую кость скелета можно назвать органом?
  • Каков химический состав и физические свойства костей? Каково значение органических и неорганических веществ кости?
  • Дайте классификацию костей по разным принципам.
  • Дайте характеристику внешнего и внутреннего строения трубчатой кости
  • За счет чего кость растет в длину и толщину?
  • Назовите виды соединения костей.
  • Охарактеризуйте строение сустава и назовите разнообразие суставов.

 

Дайте определение понятиям:

остеон, кость, надкостница, эпифиз, диафиз, метафиз, метафизарная пластинка,

костный мозг, суставной хрящ, суставная сумка, синовиадьная жидкость.

 Подумайте:

Какие эксперименты можно провести для установления химического состава костей?

 

[В начало страницы]
Автор-составитель: Трофимова Н.Ф., учитель биологии, КГОУ "Бийский лицей Алтайского края", 2007.