Скелетная система человека строение и функции. §21.Скелет человека. Строение, химический состав и соединение костей

23.04.2019 | Кости, мышцы, связки

Cкелет (от греч. skeleton – высушенный) человека представляет собой совокупность костей, определенным образом соединенных друг с другом. У взрослого человека скелет состоит примерно из 205 костей. В скелете (рис. 12) выделяют три отдела: скелет туловища, скелет черепа и скелет конечностей (табл. 2).

Рис. 12. Скелет человека (вид спереди):

1 – мозговой череп, 2 – лицевой череп, 3 – кости пояса верхней конечности4 – плечевая кость, 5 – кости предплечья, 6 – кости кисти, 7 – грудная клетка 8 – позвоночный столб, 9 – кости пояса нижних конечностей, 10 – бедренная кость, 11 – кости голени, 12 – кости стопы

Кости частей тела	Названия костей и их количество
Кости туловища	Позвонки – 31 – 33 шейные – 7 грудные – 12 поясничные – 5 крестец (5 сросшихся крестцовых позвонков) копчик (3 – 5 копчиковых позвонков) Ребра – 12 пар Грудина
Кости черепа	23 кости, в том числе непарные – лобная, затылочная, клиновидная, нижняя челюсть, подъязычная кость и парные – теменные, височные, скуловые и др.
Кости верхней конечности	32 кости у одной верхней конечности ключица лопатка плечевая кость лучевая кость кости запястья – 8 пястные кости – 5 фаланги пальцев – 14
Кости нижней конечности	31 кость у одной нижней конечности тазовая кость бедренная кость надколенник большеберцовая кость малоберцовая кость кости предплюсны – 7 плюсневые кости – 5 фаланги пальцев – 14

Скелет туловища состоит из позвонков, образующих позвоночник, и костей грудной клетки. Каждый сегмент скелета туловища у человека образован позвонком, а в грудном отделе также парой ребер и участком грудины.

Скелет головы – череп, защищает головной мозг, органы чувств и служит опорой для начальных отделов органов пищеварения и дыхания. Череп условно подразделяют на два отдела – мозговой и лицевой.

Скелет верхних и нижних конечностей делят на скелет свободной конечности и скелет пояса. Скелет пояса верхних конечностей (плечевого пояса) состоит из двух парных костей – лопатки и ключицы, а скелет свободной верхней конечности – из трех отделов: плечевой кости, костей предплечья и костей кисти.

Скелет пояса нижних конечностей (тазовый пояс) состоит из парной тазовой кости, а скелет свободной нижней конечности подразделяют на три отдела: бедренную кость, кости голени и кости стопы. Каждая кость – самостоятельный орган, выполняющий определенную функцию.

Кости скелета отличаются по форме и строению. Различают трубчатые, губчатые, плоские, смешанные и воздухоносные кости (рис. 13).

Рис. 13. Виды костей:

1 – длинная (трубчатая) кость, 2 – плоская кость, 3 – губчатые (короткие) кости, 4 – смешанная кость

Трубчатые кости подразделяют на длинные (плечевая, бедренная, кости предплечья и голени) и короткие (кости плюсны и предплюсны, фаланги пальцев). Кости, за исключением суставных поверхностей, покрыты соединительнотканной оболочкой – надкостницей, которая выполняет костеобразующую и защитную функции. Надкостница прочно сращена с костью при помощи соединительнотканных волокон, проникающих в глубь кости. Наружный слой надкостницы грубоволокнистый, состоит из сложно переплетающихся волокон и клеток соединительной ткани. В этом слое много кровеносных и лимфатических сосудов, нервных волокон, обеспечивающих жизнедеятельность кости. Внутренний слой надкостницы тонкий, содержит клетки, из которых образуются остеобласты – молодые костные клетки. За счет костеобразующей функции надкостницы кость растет в толщину и срастается при переломах.

Внутри костей имеются костномозговая полость (у трубчатых костей) и ячейки губчатого вещества, в которых находится костный мозг. У новорожденного ребенка и в детском возрасте костномозговые полости заполнены красным костным мозгом, который выполняет кровеобразующую и защитную функции. Из стволовых клеток красного костного мозга образуются клетки крови (эритроциты, лейкоциты) и клетки иммунной системы (лимфоциты). У взрослого человека красный костный мозг сохраняется только в ячейках губчатого вещества костей. Другие костные полости содержат ожиревший желтый костный мозг, утративший свои функции.

Со стороны костномозговой полости и ячеек кость покрыта тонкой соединительнотканной пластинкой – эндостом, также продуцирующую костную ткань.

Кости скелета и скелет в целен выполняют опорную, двигательную защитную функции. Кости также являются депо для минеральных лей – фосфора, кальция, железа, меди и других микроэлементов.

Прочность костей обеспечивается наличием в них органических и неорганических веществ, а также конструкцией костной ткани. По твердости и упругости кости можно сравнивать с бронзой и чугуном. Из костной ткани построено компактное и губчатое вещество костей. Компактное (плотное) костное вещество образует наружный слой каждой кости. Губчатое вещество, образованное костными перекладинами (балками), находится под компактным веществом. У трубчатых костей в области их тела (диафиза) компактное костное вещество толстое (до 1 см). На концах трубчатых костей у плоских и других костей этот слой тонкий. Компактное костное вещество пронизано системой костных каналов, в которых располагаются кровеносные сосуды и нервные волокна (рис. 14).

Рис. 14. Схема строения трубчатой кости:

1 – надкостница, 2 – компактное вещество кости, 3 – слой наружных окружающих пластинок, 4 – остеоны, 5 – слой внутренних окружающих пластинок, 6 – костномозговая полость, 7 – костные перекладины губчатого костного вещества.

Каждый костный канал (канал остеона) окружен концентрическими пластинками в виде 4 – 20 тонких трубочек, вставленных одна в другую. Система таких трубочек вместе с канальцем получила название остеона, или гаверсовой системы (рис. 15). Пространства между остеонами заняты промежуточными, или вставочными, пластинками, которые при перестройке кости в связи с изменяющейся физической нагрузкой служат материалом для образования новых остеонов. Поверхностный слой компактного костного вещества представлен наружными окружающими пластинками, являющимися продуктом костеобразовательной функции надкостницы.

Рис. 15. Строение остеона на разрезе: 1 – пластинки остеона, 2 – костные клетки (остеоциты), 3 – центральный канал (канал остеона)

Внутренний слой кости, граничащий с костномозговой полостью, образован внутренними окружающими пластинками и покрыт волокнистой соединительной тканью – эндостом.

Губчатое костное вещество, располагающееся под компактным, находится в концах трубчатых костей – эпифизах, в телах губчатых, смешанных костей, в плоских и воздухоносных костях. Губчатое костное вещество состоит из костных перекладин, пересекающихся между собой в разных направлениях. Их распределение соответствует направлению основных линий сжатия (давления) и растяжения, действующих на кость (рис. 16).

Рис. 16. Схема расположения костных перекладин в губчатом веществе костей (распил верхнего конца бедренной кости):1 – линии сжатия (давления), 2 – линии растяжения

Такое расположение костных перекладин под углом друг к другу обеспечивает равномерное распределение давления и силы действия мышц на кости скелета.

Кость отличается большой пластичностью. В зависимости от величины нагрузки на кости увеличивается или уменьшается число остеонов, изменяется их расположение в компактном веществе. При постоянной мышечной нагрузке, занятиях спортом, физическим трудом количество остеонов и их размеры увеличиваются, слой компактного костного вещества у трубчатых и других костей утолщается, костномозговые полости суживаются. Костные перекладины (балки) губчатого вещества также утолщаются, приобретают более сложное строение (ветвятся). Кости при этом становятся толще, прочнее. При уменьшении физической (мышечной) нагрузки, при сидячем образе жизни, длительном постельном режиме во время болезни кости становятся тоньше, слабее.

Прочность кости обеспечивают также органические и неорганические вещества. Органические вещества придают костям гибкость, упругость.

Неорганические вещества (фосфорнокислый кальций, углекислый кальций и другие соли) придают костям твердость. У живой кости на долю органических веществ приходится около 60% ее массы, остальное принадлежит неорганическим соединениям.

Влияние органических и неорганических веществ на прочностные свойства костей можно проверить в опыте. После удаления органических веществ путем прокаливания кости на огне она становится хрупкой. Удаление из кости неорганических веществ (солей) выдерживанием кости в кислоте делает кость мягкой, гибкой. Сочетание твердости неорганических соединений с упругостью органических обеспечивает прочность костей.

Похожая информация.

В ходе этого урока мы начнем знакомство с нашей опорно-двигательной системой. Для начала, мы ознакомимся с нашим скелетом, со строением и составом костей.

Тема: Опорно-двигательная система

Урок: Скелет. Строение и состав костей

Человек приспособлен к движению и начинает это делать сознательно примерно через 4 месяца после рождения. Движение обеспечивается опорно-двигательной системой.

Опорно-двигательную систему образуют кости и мышцы.

Кости черепа, конечностей и туловища образуют твердый остов тела - скелет.

Мышцы и соединительно-тканные образования (хрящи, связки, сухожилья) образуют мягкий остов - гибкий скелет.

В организме человека 208-210 костей. Разбежность связана с индивидуальным развитием каждого человека, и с тем, что некоторые кости могут у одних людей срастаться, а у других - нет.

Мышц в организме человека 600.

1. Механические функции скелета:

Опорная - определяет форму тела, является вместилищем для внутренних органов, к нему прикрепляются мышцы

Защитная - защита мозга, сердца, легких

2. Биологические функции скелета:

Минеральный обмен - в костях содержится большое количество минеральных солей

Кроветворение - красный костный мозг образует форменные элементы крови

3. Механические функции мышц

Двигательная - передвижение костей

Защитная - защита органов брюшной полости

4. Механические функции связочного аппарата:

Опорная - соединения костей

Двигательная - суставы

Опорные и защитные функции выполняются совместно костями, мышцами и связочным аппаратом.

Кость образована соединительной (костной) тканью и содержит сосуды и нервы.

Рис. 1. Гистологическое строение кости

Состав костной ткани :

Костная ткань состоит из клеток и межклеточного вещества.

Клетки костной ткани :

Рис. 2.

Остеоциты уже не способны к делению.

Рис. 3.

Неорганические соединения накапливаются в виде кристалликов между оссеиновыми волокнами.

У детей в костях преобладают органические вещества, поэтому их кости более гибкие, но они легко деформируются при неправильных или слишком больших нагрузках.

С возрастом в костях увеличивается количество минеральных веществ, кости становятся более хрупкими, поэтому пожилые люди даже при незначительных травмах могут получить переломы.

В кости можно выделить головку и тело. Головка покрыта суставными хрящами.

Рис. 4.

Тело кости покрывает соединительнотканное образование - надкостница. Она обеспечивает рост кости в толщину и срастание переломов. К ней подходят нервы и кровеносные сосуды.

Рис. 5.

Надкостница плотно прилегает к компактному веществу кости. Оно образовано костными цилиндрами, внутри которых проходят кровеносные сосуды. Костные клетки расположены позади каждого цилиндра. Они выделяют межклеточное вещество, в том числе и пластинки, из которых состоят цилиндры.

Рис. 7.

Внутри, между головками костей, имеется костномозговая полость, заполненная желтым костным мозгом. При большой кровопотере он также может принимать участие в кроветворении.

Рис. 8.

Рис. 9.

У детей около головок костей располагаются хрящевые прокладки. За счет деления клеток хряща кость может расти в длину. Постепенно они замещаются клетками кости, и рост кости прекращается. Это происходит приблизительно к 20 годам.

В нашем организме выделяют трубчатые кости (с ними вы только что ознакомились) и плоские кости, состоящие в основном из компактного вещества. Трубчатые кости делятся на длинные (бедренная, плечевая кость) и короткие (кости фаланг пальцев).

1. Колесов Д.В., Маш Р.Д., Беляев И.Н. Биология 8 М.:Дрофа

2. Пасечник В.В., Каменский А.А., Швецов Г.Г. / Под ред. Пасечника В.В. Биология 8 М.:Дрофа.

3. Драгомилов А.Г., Маш Р.Д. Биология 8 М.: ВЕНТАНА-ГРАФ

1. Колесов Д.В., Маш Р.Д., Беляев И.Н. Биология 8 М.:Дрофа - с. 49, задания и вопрос 1,2,3,4.

2. Какие функции выполняет опорно-двигательная система?

3. Как устроена костная ткань?

4. Подготовьте реферат о заболеваниях, связанных с нарушением развития опорно-двигательного аппарата 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). При этом шейное и поясничное выпуклостью обращены кпереди (лордоз), а грудное и тазовое - кзади (кифоз). Кривизны позвоночника составляют характерную особенность человека, т.к. они возникли в связи с вертикальным положением его тела. У новорожденного описанные изгибы едва намечены, что напоминает позвоночник четвероногих в виде свода.

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.

Р
исунок 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).

Р
исунок 3. Первый и второй шейные позвонки человека

Р
исунок 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 позвонков и соответствует хвостовому скелету животных (рис. 5).

Рисунок 5. Копчиковая кость человека

Длина позвоночника мужчины равняется в среднем 73 см (шейный отдел - 13 см, грудной - 30 см, поясничный - 18 см и крестцово-копчиковый - 12 см). Позвоночник женщины имеет длину в среднем 69 см.

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. Возможны следующие движения позвоночного столба: 1. Сгибание и разгибание. 2. Сгибание в сторону. 3. Повороты вокруг вертикальной оси. 4. Пружинное движение, когда, например, во время прыжков изменяют свою величину кривизны позвоночника.

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. Хрящи YIII, IX и X ребер не подходят к грудине, но соединены между собой. Хрящи XI и XII ребер (иногда X) совсем не достигают грудины и своими хрящевыми концами свободно лежат в мышцах брюшной стенки.

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).