Строение и функции костной системы человека

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.

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 полупод- 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 другой).

В суставах концы костей покрыты гиалиновым хрящом и окружены суставной сумкой. 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 по- лусуставах 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 с 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; в 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. Имеется 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, пяс- тья 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 костей конечностей обеспечивают широкий диапазон движе­ний, необходимых человеку.