ода. Опорнодвигательная система человека. Скелет
 Скачать 24.87 Kb.
|
|
Опорно-двигательная система человека. Скелет Опорно-двигательный аппарат состоит из костей скелета, их соединений и мышц. Кости и суставы участвуют в движении пассивно, подчиняясь действию мышц, но играют ведущую роль в осуществлении опорной функции. Определённая форма и строение костей придают им большую прочность, запас которой на сжатие, расжатие, сгибание значительно превышает нагрузки, возможные при повседневной работе опорно-двигательного аппарата. Например, большеберцовая кость человека при сжатии выдерживает нагрузку более тонны, а по прочности растяжения почти не уступает чугуну. Большим запасом прочности обладают также связки и хрящи. Функции опорно-двигательного аппарата: опорная: является опорой всего тела; к костям прикрепляются мягкие ткани и органы; двигательная: система рычагов с подвижными соединениями, приводимых в движение мышцами; защитная: образует полости для жизненно важных органов — позвоночный канал для спинного мозга; черепная коробка — для головного мозга; грудная полость — для сердца и легких; тазовые кости — для защиты органов мочеполовой системы; минеральный обмен: кости являются депо для минеральных солей: фосфора, кальция, железа, меди; регулируют постоянство минерального состава внутренней среды организма; кроветворная (гемопоэтическая функция): из стволовых гемопоэтических клеток костного мозга образуются клетки крови и иммунной системы. Химический состав костной ткани В состав костной ткани входят: органические вещества (в основном белки): придают костям гибкость и упругость; неорганические вещества (вода, соли кальция, магния, фосфаты): минеральные соли придают костям твердость. Органическое вещество костной ткани называется оссеином. В состав оссеина входят белки (коллаген и др.), небольшая доля липидов (лецитин и др.) и углеводов (гликоген). Коллаген — основной белок костной ткани. Специфической особенностью костной ткани является содержание в ней значительного количества солей лимонной кислоты — 70% от всего запаса ее в организме, что обусловлено особенностями биосинтеза ткани. В детском возрасте количество органических веществ максимально, кости детей упругие, устойчивы к переломам, однако легко деформируются при чрезмерных нагрузках. С возрастом количество органических веществ уменьшается, а доля минеральных солей увеличивается. Кости приобретают твердость и прочность. У пожилых людей в костях уменьшается доля минеральных веществ, из-за этого их кости становятся более хрупкими. При сжигании кость чернеет с выделением углерода, который остаётся после разложения органических веществ. В растворах кислот минеральные соли костной ткани растворяются — остается оссеин, и кости становятся пористыми и эластичными, но сохраняют свою форму. При удалении органических веществ путем сжигания кость также сохраняет первоначальную форму, но становится хрупкой и легко крошится. Только правильное сочетание органических и неорганических веществ делает кость твердой и упругой. Прочность скелета значительно возрастает благодаря сложной архитектуре внутреннего строения костей. строение костей В состав скелета человека входит более 200 костей (у новорожденного — более 300 костей). Точное количество костей определить невозможно, т.к. в детском возрасте продолжается замена хрящевых частей костными. Количество копчиковых позвонков у людей варьирует от 3 до 5. микроскопическое строение костей Различают три типа клеток костной ткани: остеобласты; остеоциты; остеокласты. Остеобласты — стволовые клетки, образующие костную ткань (остеогенные клетки). Остеобластов очень много в растущей кости, особенно под надкостницей и в области эпифизарного хряща. У взрослого человека, когда рост костей закончен, эти клетки встречаются только в участках восстановления костной ткани (например, при переломах и трещинах костей). Остеобласты образуют промежуточное вещество кости. Оно состоит из пучков коллагеновых волокон, пропитанных минеральными солями. При сочетании органических и неорганических веществ создается упругая и твердая конструкция. Промежуточное вещество в виде тонких концентрических пластинок образует цилиндры — остеоны. В центре цилиндра находится канал с кровеносными капиллярами — гаверсов канал. Остеобласты постепенно окружаются пластинами промежуточного вещества и превращаются в остеоциты (костные клетки), которые залегают в остеонах. Остеоциты имеют крупное ядро и множество отростков. Тела клеток расположены в костных полостях - лакунах, а отростки - в костных канальцах. Многочисленные костные канальцы соединяются друг с другом (каналы Фолькмана), пронизывают всю костную ткань, сообщаются с периваскулярными пространствами (пространства вокруг кровеносных сосудов), и образуют дренажную систему костной ткани. Функция: обмен веществ между клетками и тканевой жидкостью и между клетками и межклеточным веществом. Остеокласты — клетки, разрушающие старые и поврежденные костные клетки. Они выделяют ферменты, растворяющие коллагеновые волокна и минеральные соли. Таким образом, в каждой кости в различные возрастные периоды имеется определенное количественное сочетание клеточных элементов: остеобластов, остеоцитов и остеокластов, которые создают новое костное вещество, разрушают старое и обеспечивают стабильность обмена кости. внешнее строение кости (на примере кости бедра) На поверхностях каждой кости выражен сложный рельеф из борозд, выпуклостей и отверстий. Эти структуры служат для крепления мышц и связок; через отверстия в глубь кости проходят нервы и сосуды. Диафиз, или тело кости — трубчатая средняя часть из компактного вещества; внутри — костномозговая полость с жёлтым костным мозгом. Эпифизы — утолщенные конечные отделы кости, заполненный губчатым веществом с красным костным мозгом; снаружи покрыты гиалиновым хрящом. Метафизы — участки между диафизом и эпифизом: в детском возрасте состоят из хряща; позже хрящ замещается костью. Между эпифизом и метафизом расположена эпифизарная пластинка (хрящевая пластинка роста). Апофизы — костные выступы на эпифизах, которые являются местом прикрепления мышц и связок. внутреннее строение кости Надкостница Снаружи кость покрыта надкостницей (кроме зон суставного хряща). Надкостница — тонкий слой прочной соединительной ткани, в которой много кровеносных и лимфатических сосудов и нервных окончаний. Надкостница прочно сращена с костью с помощью соединительнотканных волокон, проникающих в глубину кости. Наружный слой надкостницы волокнистый и образован преимущественно коллагеновыми волокнами. Внутренний слой надкостницы прилегает к костной ткани. В нем расположены стволовые остеогенные (образующие кость) клетки Они интенсивно митотически делятся и образуют остеобласты. Функция надкостницы: механическая защита внутренней структуры кости; рост кости в толщину; регенерация кости после повреждения. компактное вещество Под надкостницей расположен слой компактного вещества. Оно покрывает кость снаружи в виде плотной и на разрезе блестящей пластинки; из него же построены диафизы трубчатых костей. Компактное вещество ограничено с наружной и внутренней стороны несколькими слоями общих циркулярных пластинок из промежуточного вещества. Внутренний слой пластинок ограничивает костно-мозговую полость. Между циркулярными пластинками расположены остеоны. Они и являются структурно-функциональной единицей компактного вещества. Каждый остеон образован несколькими трубками промежуточного вещества, вставленными одна в другую. В центре остеона имеется канал (гаверсов канал), по которому проходит кровеносный капилляр. Гаверсовы каналы соединяются между собой и с поверхностью кости короткими поперечными каналами — каналами Фолькмана. Через эти каналы в кость проникают сосуды (питание кости) и нервные волокна. Оссеиновые волокна остеона ориентированы в разных направлениях, что обеспечивает прочность кости. Остеоны не соприкасаются друг с другом. Между ними имеются вставочные пластинки, которые объединяют все остеоны в единое целое. Вставочные пластинки — остатки разрушенных остеонов, которые служат материалом для образования новых остеонов. Каждая кость содержит огромное число остеонов. В бедренной кости их насчитывается около 3200. Если считать, что в среднем каждый остеон состоит из 12 трубок, то в диафизе бедра их будет 384 000, вставленных одна в другую. Поэтому при подобной архитектуре бедренная кость выдерживает нагрузку от 750 до 2500 кг. Губчатое вещество Губчатая костное вещество состоит из тонких костных пластинок (трабекул), которые пересекаются между собой. Направление перекладин в губчатом веществе совпадает с кривыми сжатия и растяжения, образуя конструкции сводчатых арок. Такое расположение костных балок обеспечивает равномерное распределение напряжения в кости. костный мозг Костный мозг не имеет ничего общего с головным и спинным мозгом. Он не относится к нервной системе и не имеет нейронов. Различают два вида костного мозга: красный костный мозг: у взрослого человека - находится в эпифизах длинных трубчатых костей и в губчатом веществе позвонков; жёлтый костный мозг: у взрослого человека - заполняет костномозговые полости диафизов длинных (трубчатых) костей. В жёлтом костном мозгу преобладает жировая ткань, заместившая ретикулярную. Функция: гемопоэз — образование клеток крови. Ребенок рождается с красным костным мозгом в полостях трубчатых костей, но к 25 годам в диафизах длинных трубчатых костей красный костный мозг полностью замещается желтым костным мзгом. Красный костный мозг — основной кроветворный орган человека. В желтом костном мозге кроветворные элементы отсутствуют. После больших кровопотерь на месте желтого костного мозга может образоваться красный костный мозг. общие принципы строения костей П. Ф. Лесгафт сформулировал ряд общих принципов строения костей: губчатая костная вещество образуется в местах наибольшего сжатия или растяжения; развитие костной ткани зависит от деятельности присоединенных к данной кости мышц; трубчатая и арочная строение кости обеспечивает наибольшую прочность при минимальных затратах костного материала; внешняя форма кости зависит от давления на нее окружающих тканей и органов, в первую очередь мышц, форма кости меняется при уменьшении или увеличении давления; изменение формы кости зависит от внешних сил. Разные кости скелета отличаются между собой как по форме, так и по функции. Структура и функция кости взаимосвязаны и взаимообусловлены. виды костей Длинные кости — кости с длинным трубчатым диафизом: составляют в основном скелет конечностей — бедренная, большая и малая берцовые, плечевая и кости предплечья. Плоские кости — кости из тонкого слоя губчатого вещества, покрытого снаружи компактным веществом: лопатка, кости таза, кости черепа. Короткие кости — кости из губчатого вещества, покрытого снаружи тонким слоем компактного вещества; имеют множество мелких костно-мозговых полостей: кости запястья, предплюсны. Смешанные кости — сочетают элементы разных типов костей — коротких и плоских костей: позвонки, кости лицевой части черепа; короткие и трубчатые: кости фаланг пальцев. Пневматические, или воздухоносные, кости -- кости, которые имеют внутри полость, выстланную слизистой оболочкой и заполненную воздухом, что облегчает вес кости, не уменьшая ее прочности: кости черепа. Сесамовидные кости — кости, расположенные в толще сухожилий и обычно лежащие на поверхности других костей. Сесамовидные кости отмечаются в областях, где сухожилия перекидываются через суставы (например, в области запястья, коленного сустава, стопы). Они обеспечивают защиту сухожилий и удерживают сухожилия в некотором отдалении от центра сустава, увеличивая плечо силы. типы соединения костей Неподвижное соединение костей; повышает прочность соединения; - образование шва: кости черепа; - срастание костей: кости таза. Полуподвижное соединение костей с помощью хрящей: баланс между подвижностью и защитой: соединение позвонков (защита спинного мозга), соединение ребер с грудиной (защита органов грудной клетки). Подвижное соединение — сустав. |