Скелет и его значение (костная система человека)
Структурной единицей скелета является кость.
Скелет человека состоит из 206 костей (рис. 2.1), соединенных между собой различными способами.
Масса костей взрослого человека составляет у мужчин 18 % от общей массы тела, у женщин — 16%.
Скелет выполняет три основные функции: опорную, защитную и движения. Опорная функция заключается в том, что скелет служит опорой для мышц и внутренних органов, которые, фиксируясь к костям, удерживаются в своем положении.
Функция движения проявляется в том, что кости скелета — своеобразные рычаги, которые приводятся в движение мышцами, обуславливая различные двигательные акты — бег, ходьбу, прыжки и др.
Защитная функция состоит в том, что скелет образует стенки ряда полостей и является, таким образом, надежной защитой для располагающихся в этих полостях органов.
Строение, химический состав и физические свойства костей Основа кости образована костной тканью, которая является разновидностью соединительной ткани. Костная ткань состоит из костных клеток и межклеточного вещества. В кости находятся кровеносные сосуды и нервы. Кость обладает высокой механической прочностью. Например, большая берцовая кость, поставленная вертикально, способна выдержать груз массой в две тонны.
В состав кости входят минеральные и органические вещества в соотношении 2/3:1/3. Минеральные вещества придают костям твердость, органические — упругость. Минеральные соединения кости образованы в основном солями кальция.
Снаружи кости покрыты соединительнотканной оболочкой — надкостницей. В надкостнице находится большое количество нервов и кровеносных сосудов, которые питают костную ткань, а также костеобразующие клетки, определяющие рост кости в толщину и сращение костных обломков при переломах.
За надкостницей следует компактное (плотное) вещество кости, а затем губчатое. Губчатое вещество имеет пористую структуру, внешне напоминающую губку. Это вещество образовано тонкими костными перекладинами, между которыми находится костный мозг, участвующий в кроветворении. Соотношение компактного и губчатого веществ в различных костях зависит от их функционального назначения. Например, кости, выполняющие функции опоры и движения, содержат больше компактного вещества.
На поверхности костей, в местах прикрепления мышц, образуются шероховатости — бугорки, гребни, расположение и степень развития которых определяется двигательными нагрузками. У мужчин они выражены больше, чем у женщин.
Кости различаются по форме. Существует четыре типа костей: трубчатые (длинные), короткие, широкие (плоские), смешанные.
Трубчатые кости (рис. 2.2) входят в состав скелета конечностей (бедренная и плечевая кости, кости предплечья и голени и т. д.). Каждая трубчатая кость имеет длинную среднюю часть — тело (диафиз) и два расширенных суставных конца — эпифизы. У детей на границе между диафизом и эпифизами сохраняется прослойка хрящевой ткани (метафиз), за счет которой происходит рост длинных трубчатых костей в длину.
Короткие кости располагаются в подвижных участках тела и там, где необходима большая прочность (позвонки, мелкие кости кисти и стопы), имеют одинаковую длину и ширину.
Метафнз |
Эпифизы |
Диафиз |
\ Костные выступы, «мест» прикрепления мышц и связок |
Рис. 2.2. Трубчатая кость |
Плоские кости выполняют защитные функции, образуют полости для внутренних органов (кости черепа, лопатка, тазовые кости). Некоторые плоские кости (лобная кость, верхняя челюсть) имеют внутри полость, выстланную слизистой оболочкой и заполненную воздухом, что облегчает вес кости, не уменьшая ее прочность. Их называют воздухоносными, или пневматическими.
Смешанные кости (скуловая и носовая кости лицевого скелета, нижняя челюсть) отличаются сложной формой строения. Поверхность этих костей образует бугры, бугорки, отверстия, борозды и т. п.; здесь прикрепляются сухожилия мышц или проходят сосуды и нервы.
Соединения костей
Существует два основных типа соединения костей: непрерывный и прерывный.
Непрерывный тип характеризуется или полной неподвижностью, или лолупод- вижностью. Соединения этого типа образуются с помощью соединительной ткани (межкостные швы костей черепа; связки, соединяющие отростки позвонков; нижние концы костей голени и др.), хряща (хрящевые прослойки между костями, соединения между ребрами и грудиной, межпозвоночные диски и др.), костной ткани (соединение позвонков в крестце).
К прерывным соединениям костей относятся суставы, которые представляют собой сложное многокомпонентное образование. По форме различают суставы цилиндрические, блоковидные, эллипсовидные, седловидные и шаровидные.
В норме суставные поверхности плотно прилегают друг к другу посредством:
■ отрицательного давления в полости сустава по отношению к атмосферному;
• тонуса мышц, прикрепляющихся к суставу;
■ связочного аппарата сустава;
■ формы сочленяющихся костей (головке одной кости соответствует впадина
В суставах концы костей покрыты гиалиновым хрящом и окружены суставной ямкой. В полости сумки содержится небольшое количество особой жидкости для увлажнения («смазки») трущихся поверхностей. Обычно суставная сумка укрепляется связками. Связки могут располагаться не только снаружи от суставной сумки, но и внутри нее, как, например, в коленном суставе.
Существует также переходный тип соединения костей — полусуставы. В полусутавах отсутствует суставная сумка, но между костями имеется хрящевая ткань (лонное сращение). В результате чрезмерных нагрузок на сустав возможно его повреждение; растяжение или разрыв связок, вывих сустава.
Строение скелета
В скелете человека различают четыре отдела: скелет головы (череп), скелет туловища, скелет верхних и нижних конечностей (см. рис. 2.1).
Скелет туловища включает позвоночник, грудину и ребра. Позвоночник (Позвоночный столб) — это своеобразная ось тела. Верхним концом он соединяется с черепом, нижним — с костями таза. В позвоночнике 33-34 позвонка, состоящие из тела, дуги и отростков. Выделяют шейный (7 позвонков), грудной (12 позвонков), поясничный {5 позвонков), крестцовый (1 позвонок) и копчиковый (3-4 позвонка) отделы позвоночника.
Позвонки шейного, грудного и поясничного отделов соединены между собой помощью межпозвоночных хрящей, связок и суставов. Амплитуда движения между двумя позвонками невелика, но в целом эти отделы обладают значительной подвижностью.
Крестцовый и копчиковый отделы позвоночника состоят из сросшихся между собой позвонков и поэтому являются практически неподвижными.
Каждый позвонок имеет внутри отверстие, благодаря чему в позвоночнике образуется позвоночный канал, в котором находится спинной мозг.
Если смотреть на позвоночник человека сбоку, то можно заметить четыре чередующихся изгиба (рис. 2.3): в шейном и поясничных отделах кпереди — лордоз; Грудном и крестцовом кзади — кифоз. Лордозы и кифозы позвоночника смягчают удары и сотрясения тела при основных движениях: бег, ходьба, прыжки.
Ребра — это 12 пар симметрично расположенных плоских костей. Грудные позвонки, ребра и грудина в совокупности образуют грудную клетку. Соединения костей грудной клетки достаточно подвижны, что важно при дыхании. В целом грудная клетка человека имеет яйцевидную форму, которая несколько изменяется
в зависимости от возраста, пола, профессии и патологических воздействий. Скелет головы (череп) состоит из двух отделов: лицевого и мозгового (рис. 2.4). Мозговой отдел образован двумя парными костями (теменными, височными) и четырьмя непарными (лобной, затылочной, клиновидной, решетчатой). В состав лицевого отдела черепа входят пять парных костей (скуловые, носовые, верхнечелюстные, слезные, нёбные) и две непарные кости (нижнечелюстная, подъязычная).
Внутри черепа находится полость, в которой размещается высший орган управления и регуляции функций и поведения организма человека — головной мозг. Кости черепа соединены в основном непрерывно с помощью швов. Имеет-
Шейный Лордоз |
Шейный кифоз |
Поясничный лордоз |
Крестцовый кифоз |
Шейные позвонки |
Поясничные позвонки |
Крестец |
Копчик |
Вид сбоку |
Рис, 2.3. Позвоночник |
Грудные \ ПОЗВОНКИ |
Вид спереди |
Теменная кость |
Лобная кость |
Глазница |
Скуловая кость Верхняя челюсть челюсть |
Затылочная кость |
Височная кость |
Нижняя четность |
Рис 2.4 Череп человека |
ся лишь одно прерывное подвижное соединение — височно-нижнечелюстной сустав, который обеспечивает поднимание и опускание нижней челюсти и ее движения влево, вправо, кпереди и кзади.
Скелет верхних конечностей (см. рис. 2.1) состоит из костей плечевого пояса — лопатка и ключица — и костей свободной верхней конечности — плечевая кость, кости предплечья (локтевая и лучевая кости) и кости кисти (кости запястья, пястья и фаланги пальцев).
Скелет нижних конечностей (см. рис. 2.1) включает кости тазового пояса и кости свободной нижней конечности: бедренная кость, кости голени (большая и малая берцовая кости) и кости стопы (кости предплюсны, плюсны и фаланги пальцев).
Соединения милей конечностей обеспечивают широкий диапазон движений, необходимых человеку.