Скелет биология: Строение скелета человека. Биология, Человек (8 класс): уроки, тесты, задания.

Содержание

Строение скелета человека. Биология, Человек (8 класс): уроки, тесты, задания.

1. Функции ОДС

Сложность: среднее

1
2. Рост костей

Сложность: среднее

1
3. Ткань костей

Сложность: среднее

1
4. Грудная клетка

Сложность: среднее

1
5. Кости нижней конечности

Сложность: среднее

1
6. Кости верхней конечности

Сложность: среднее

1
7. Свободные конечности

Сложность: среднее

1
8. Неподвижное соединение костей

Сложность: среднее

1
9. Полуподвижное соединение костей

Сложность: среднее

1
10. Подвижное соединение костей

Сложность: среднее

1
11. Строение сустава

Сложность: среднее

1
12. Суставы

Сложность: среднее

1
13. Типы соединения костей

Сложность: среднее

1
14.
Типы сочленения костей

Сложность: среднее

5
15. Сходство скелета человека и млекопитающих

Сложность: среднее

1
16. Различия в строении скелета человека и млекопитающих

Сложность: среднее

1
17. Типы соединения костей

Сложность: среднее

5

Отделы скелета — урок. Биология, 9 класс.

Скелет представляет собой опору для тела и органов движения (обеспечивает поддержание определенной формы тела) и защиту внутренних органов.

 

Обрати внимание!

1. Осевой скелет

  • скелет головы (череп)
  • скелет туловища

2. Добавочный скелет

  • скелет верхних конечностей (пояс верхних конечностей + свободная конечность) 
  • скелет нижних конечностей (пояс нижних конечностей + свободная конечность) 

Скелет головы (череп)

Череп образован прочной мозговой коробкой и разделен на лицевой (1) и мозговой (2) отделы.

 

 

Основные отличия черепа человека:

  • У человека мозговой отдел черепа больше лицевого, что связано с развитием головного мозга (объем мозговой части до 1500 см³),
  • большое затылочное отверстие (3), через которое полость черепа соединяется с позвоночным каналом расположено в основании черепа,
  • большие глазницы на лицевой части,
  • подбородочный бугор на нижней челюсти.

Мозговой отдел черепа образован прочно и неподвижно соединенными между собой костями. Это парные теменные и височные кости и непарные лобная и затылочная кости.

 

Лицевой отдел черепа состоит из 15 костей. Самые крупные кости лицевого черепа — верхняя и нижняя челюсти, в их ячейках расположены корни зубов.

В черепе есть только одна подвижная кость – нижняя челюсть. Все остальные кости черепа соединены неподвижно.

 

Скелет туловища

Скелет туловища включает позвоночник, состоящий из 5 отделов:

  • Шейный отдел — 7 позвонков.
  • Грудной отдел — 12 позвонков. К первым 7 прикрепляются ребра, срастающиеся с грудиной. Остальные позвонки несут ложные ребра. Грудные позвонки, ребра и грудина образуют грудную клетку.
  • Поясничный отдел — 5 позвонков.
  • Крестцовый отдел — 5 позвонков, срастающихся к 18—20 годам и образующих крестец.
  • Копчиковый отдел — 4—5 позвонков.

Позвоночник человека образует изгибы (S-образный):

  • два изиба (шейный и поясничный) направлены выпуклостью вперед (лордоз),
  • два изиба (грудной и крестцовый) направлены выпуклостью назад (кифоз).

 

 

Скелет верхней конечности

Пояс верхних конечностей (плечевой пояс)

  • парные лопатки
  • парные ключицы

Скелет свободной верхней конечности (плечо, предплечье, кисть) образован плечевой костью, костями предплечья – локтевой и лучевой, и костями кисти.

 

Скелет нижней конечности

Пояс нижних конечностей (тазовый пояс)

Тазовый пояс состоит из 2 тазовых костей, каждая из которых образована сросшимися подвздошной, лобковой и седалищной костями. Таз соединяет свободные конечности с туловищем и образует полость, содержащие некоторые внутренние органы.

Скелет свободной нижней конечности (бедро, голень, стопа) состоит из бедренной, большой и малой берцовых костей, костей стопы.

Стопа состоит из семи костей предплюсны (самая крупная из которых - пяточная), пяти костей плюсны и фаланг пальцев (в большом пальце две и по три в остальных). У человека стопа сводчатая, чтобы смягчать толчки, возникающие при ходьбе, беге и прыжках, что является ещё одним приспособлением к прямохождению.

 

Источники:

Пасечник В.В., Каменский А.А., Швецов Г.Г./Под ред. Пасечника В.В. Биология. 8 класс.– М.: Просвещение

Любимова З.В., Маринова К.В. Биология. Человек и его здоровье. 8 класс – М.: Владос

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

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

Лернер Г.И. Биология: Полный справочник для подготовки к ЕГЭ: АСТ, Астрель

http://school-collection.edu.ru

https://ru.wikipedia.org

Скелет. Строение, состав и соединение костей скелета человека

Если бы в теле человека не было костей, то оно напоминало бы бесформенный студенистый мешок, как у медузы.

Кости придают нашему телу форму. Они твёрдые и прочные. Все кости в теле человека образуют скелет. Слово «скелет» происходит от греческого слова «скелетос», что в переводе означает «высохший», вероятно, из-за того, что ткани скелета кажутся совсем безжизненными.

В скелете человека выделяют три отдела: скелет головы, скелет туловища и скелет конечностей. Масса скелета составляет около 11 килограммов. Он играет большую роль в жизни человека: является опорой тела и защищает внутренние органы от повреждений. Например, кости головы защищают головной мозг, а кости позвоночника – спинной мозг, который находится внутри него.

Мышцыэто двигатели нашего тела, благодаря которым мы передвигаемся и работаем. Они позволяют заниматься спортом, быть ловкими, сильными и быстрыми. Они осуществляют дыхательные движения, движения глаз, глотание, обеспечивают образование звуков. Мышцы вместе с костями придают телу форму.

Строение и форма мышц зависят от той работы, которую им приходится чаще всего выполнять. Они, словно канаты, состоят из тонких волокон. Своими концами мышцы крепятся к костям. Они способны сокращаться и расслабляться. За счёт этого происходит движение костей, а значит, и нашего тела. Все этими процессами управляет головной мозг.

У человека выделяют мышцы головы, шеи, туловища, верхних и нижних конечностей. Всего в теле человека насчитывается более 600 мышц.

Например, 200 из них используются при ходьбе, 43 – для того, чтобы наморщить лоб, и 17 – для того, чтобы улыбнуться.

Скелет и мышцы образуют опорно-двигательную систему. Её главная роль – обеспечение опоры и движения организма.

Так как кости не могут сами выполнять движения, они являются пассивной частью опорно-двигательной системы. Активной частью опорно-двигательной системы являются скелетные поперечно-полосатые мышцы. Именно они, сокращаясь, обеспечивают движение костей скелета, как рычагов.

Для человека характерно прямохождение и вертикальное положение тела, в связи с этим в опорно-двигательной системе имеется ряд особенностей. Например, изгибы позвоночника придают ему упругость во время совершения различных движений.

В скелете взрослого человека насчитывается от 204 до 208 костей. Они отличаются друг от друга по размерам, форме и выполняемым функциям. Различают трубчатые, губчатые, плоские и смешанные кости.

Трубчатые кости входят в скелет верхних и нижних конечностей. Например, кости плеча, предплечья, бедра и голени. Они являются прочными рычагами, с помощью которых возможно передвижение организма или перемещение его частей.

Все трубчатые кости имеют вид полых цилиндров с утолщёнными концами – эпифизами. Средняя часть кости называется диафизом. Сверху кости покрыты соединительнотканной оболочкой – надкостницей. Она состоит из двух слоёв. В наружном слое много сосудов и нервных окончаний. К нему прикрепляются сухожилия и мышцы. Внутренний слой – тонкий и нежный, он состоит из живых клеток.

Надкостница прочно срастается с костной тканью. За ней располагается слой компактного вещества. В эпифизах компактное вещество переходит в губчатое. Оно заполняет всю головку.

Компактное и губчатое вещество образованы костными пластинками и межклеточным веществом. В компактном веществе костные пластинки образуют сложные системы ─ остеоны, которые состоят из вставленных друг в друга цилиндров. В центре каждого остеона расположен канал, по которому проходят кровеносные сосуды и нервы.

В губчатом веществе костные пластинки и перекладины перекрещиваются между собой и образуют множество ячеек.

Губчатые кости состоят из губчатого вещества, которое покрыто тонким слоем компактного. К губчатым костям относится надколенник и кости запястья. Кости такого типа расположены там, где необходимы одновременно большая прочность и подвижность.

К плоским, или широким, костям относятся тазовая кость, лопатка, кости мозгового отдела черепа. Их ширина и длина значительно превышают толщину. Они образуют стенки грудной, брюшной полостей и черепа. Плоские кости выполняют функцию опоры и защиты.

Смешанные кости состоят из нескольких частей, имеющих различное строение и форму. К этому типу костей относятся позвонки и кости основания черепа. Они выполняют функцию опоры и защиты.

Кость состоит из нескольких тканей, важнейшей из которых является костная. К какому бы типу не относилась кость, она имеет сложный химический состав. Живая кость содержит 50% воды, 12,5% белков, 15,7% жиров и углеводов и 21,8% неорганических соединений. Это различные соединения, в состав которых входят кальций, фосфор, магний и в незначительном количестве – алюминий, фтор, марганец, свинец, молибден, железо и другие элементы.

В костях содержится 99% всего кальция, имеющегося в теле человека. Кости – своеобразное депо этого элемента.

Органические вещества придают кости эластичность и упругость, а неорганические, или минеральные, вещества придают твёрдость. Сочетание этих веществ делает кость очень прочной. В детском возрасте в костях преобладают вода и органические вещества. С возрастом содержание органических веществ уменьшается и увеличивается содержание неорганических. Поэтому у пожилых людей кости более хрупкие и часто ломаются.

Кость представляет собой живое образование, в котором происходят процессы роста и обмена веществ. В детстве и юности кости людей растут в длину и утолщаются.

Рост костей в длину происходит за счёт зон роста, которые расположены на границе диафиза и эпифизов. Здесь хрящевая ткань непрерывно растёт и замещается костной тканью. Если прослойка хряща подвергается окостенению, то рост кости прекращается. В толщину кость растёт за счёт деления клеток внутреннего слоя надкостницы.

В возрасте 22–25 лет формирование скелета заканчивается.

Между перекладинами губчатого вещества кости содержится особая ткань – красный костный мозг. В нём происходит образование клеток крови – кроветворение. До младшего школьного возраста (7–9 лет) красный костный мозг находится как в губчатом веществе, так и в полостях трубчатых костей. В дальнейшем в диафизах он заменяется жировой тканью, которую называют жёлтым костным мозгом. Он является накопителем жировой ткани и не участвует в кроветворении.

Кости соединяются между собой по-разному. Существует три типа соединения костей: неподвижное (непрерывное), полуподвижное (полупрерывное) и подвижное (прерывное, или сустав).

Неподвижное соединение костей осуществляется хрящевой или соединительной тканью. У новорождённого ребёнка тазовая кость образована тремя костями (седалищной, лобковой и подвздошной). Они соединены хрящевыми прослойками. С возрастом хрящ постепенно заменяется костной тканью, и кости срастаются, образуя таз.

Неподвижное соединение костей может осуществляться с помощью швов. Так соединяются между собой кости черепа. В этом случае многочисленные выступы одной кости входят в соответствующие углубления другой кости. Непрерывные соединения обеспечивают надёжную защиту и опору для внутренних органов и мозга.

Большинство костей тела человека не сращены между собой, так как если бы кости нашего тела срастались, то движения были бы невозможны.

В полуподвижных соединениях кости связаны между собой хрящевыми дисками. Такие хрящевые диски расположены между телами позвонков. Они позволяют позвонкам менять своё положение в пространстве, и человек может совершать наклоны в разные стороны. С помощью таких хрящевых образований рёбра прикрепляются к грудине. Полупрерывные соединения смягчают толчки и удары. Они работают как биологические амортизаторы.

Подвижные (прерывные) соединения костей – суставы – облегчают скольжение костей относительно друг друга, одновременно плотно скрепляя их между собой. Скольжение достигается благодаря тому, что соединяющиеся концы костей имеют соответствующую форму.

Например, если на одной кости есть головка, то на другой – ямка.

Приведём несколько примеров суставов: это тазобедренный, коленный, локтевой суставы.

Строение коленного сустава. В его состав входят суставные поверхности сочленяющихся костей, капсула, полость, суставная жидкость, а также вспомогательные элементы – связки и мениски.

Сочленяющиеся концы костей покрыты гладким хрящом, который уменьшает трение между ними и облегчает движение. Прочность скрепления костей обеспечивается с помощью суставной капсулы, которая состоит из соединительной ткани, натянутой между концами костей по всей окружности сустава. Края капсулы прирастают к костям и прочно закрывают полость сустава. Полость сустава заполнена суставной, или синовиальной, жидкостью. Она постоянно выделяется внутренней поверхностью суставной капсулы. Синовиальная жидкость необходима для питания хряща и уменьшения трения костей. Наружный слой суставной капсулы переходит в надкостницу.

Капсула делает суставную полость герметичной. Герметичность способствует сближению костей и обеспечивает суставу достаточную прочность.

В создании герметичности принимают участие связки.

Связки – это пучки плотной волокнистой ткани, которые соединяют кости.

В состав опорно-двигательной системы входят свыше 230 суставов и около 700 связок.

В состав опорно-двигательной системы входит свыше 230 суставов и около 700 связок.

Итог урока. Основу организма человека составляет скелет. В его состав входит более 200 костей. Различают трубчатые, плоские, губчатые и смешанные кости. Между собой они могут соединяться по-разному. Существует три типа соединения костей: неподвижное, полуподвижное и подвижное (сустав).

Скелет и мышцы человека образуют опорно-двигательную систему. Она обеспечивает опору и движение организма.

 

Как меняется скелет современного человека: самые необычные факты

https://ria.ru/20200211/1564516096.html

Как меняется скелет современного человека: самые необычные факты

Как меняется скелет современного человека: самые необычные факты - РИА Новости, 11.02.2020

Как меняется скелет современного человека: самые необычные факты

Кости современных людей за последние тысячелетия стали менее плотными, выяснили ученые. Уменьшилась нижняя челюсть, что позволило произносить больше сложных... РИА Новости, 11.02.2020

2020-02-11T08:00

2020-02-11T08:00

2020-02-11T08:00

наука

генетика

биология

потсдам

здоровье

открытия - риа наука

казанский (приволжский) федеральный университет

риа новости

лондон

/html/head/meta[@name='og:title']/@content

/html/head/meta[@name='og:description']/@content

https://cdn23. img.ria.ru/images/07e4/02/07/1564416581_0:0:1280:720_1920x0_80_0_0_6eefbf7ca1be522c8bc781f7c83e5ab3.jpg

МОСКВА, 11 фев — РИА Новости, Татьяна Пичугина. Кости современных людей за последние тысячелетия стали менее плотными, выяснили ученые. Уменьшилась нижняя челюсть, что позволило произносить больше сложных звуков. Зато относительно недавно человеческий скелет пополнился новой костью. Теперь у многих их 208, а не 207.Подпорка для коленаМиллионы лет назад, на заре становления человеческого вида, из колена исчезла за ненадобностью маленькая косточка — флабелла. В последнее время ее снова начали находить.Флабелла — одна из сесамовидных костей, располагающихся в сухожилиях. У животных она сформировалась примерно двести миллионов лет назад, чтобы придать прочности суставам, защитить сухожилие от повреждения при сильных нагрузках. Считается, что у человека эта кость повышает механическое сопротивление икроножной мышцы. Но зачем это нужно?Ученые из Имперского колледжа Лондона (Великобритания) проанализировали 66 научных работ начиная с 1875 года, содержащих сведения о флабелле. Выяснилось, что она встречается в 36,8 процента случаев чаще у азиатов, жителей Океании и Южной Америки, а если брать в расчет половой признак, то предпочтительнее у мужчин. В целом в 2018 году эта кость распространена в человеческой популяции в 3,5 раза чаще, чем век назад — в 1918-м.Рост флабеллы обусловлен генетически, но вот ее окостенение у всех происходит в разном возрасте и, возможно, зависит от механических причин. Чаще ее встречают у людей после 70 лет, но она может проявиться уже у 12-летних.Обычно флабелла появляется в обеих коленях и служит причиной осложнений после хирургических операций по замене суставов. В имплантате ее присутствие не учитывают, и это вызывает боль при ходьбе. В итоге "лишнюю" кость приходится удалять.Замечено также, что у людей с флабеллой нередко встречаются некоторые нейропатические заболевания, а риск остеоартрита колена увеличивается в два раза. Но что причина, а что следствие, пока неясно.Цена оседлостиСкелет современного человека более легкий по сравнению со скелетом предковых форм. Это выяснили ученые из Великобритании, США, Германии и Южной Африки. На этот счет существует специальный термин — "грацилизация". Он подразумевает уменьшение силы и массы костей по отношению к массе тела.О том, что современные люди более "грацильные", чем древние гоминиды, известно давно. Антропологи считали это результатом смены образа жизни, где физической активности стало гораздо меньше из-за автоматизации труда. Но насколько именно полегчали наши кости?Ученые проанализировали губчатую ткань костей верхних и нижних конечностей у нескольких вымерших гоминид, начиная с австралопитека, шимпанзе и современного человека. Им удалось показать увеличение грацильности от более древних к поздним представителям рода, но не плавное: кости неандертальцев и современных им разумных людей были почти такие же плотные, как кости древних homo.А вот нынешние люди отличаются меньшей плотностью костей даже по сравнению с прямыми предками, жившими во времена последнего оледенения 20 тысяч лет назад. Причем кости нижних конечностей подверглись грацилизации в большей степени. Это подкрепляет гипотезу авторов работы о том, что причина анатомических изменений — оседлый образ жизни. Расплата за стройную фигуру — остеопороз костей.Челюсть отвалиласьРаньше считалось, что разнообразие человеческих языков не связано с анатомией. Однако международный коллектив ученых, включая представителей Казанского федерального университета, доказал обратное. По их мнению, губно-зубные звуки "ф" и "в" появились в речи после неолитической революции, примерно шесть тысяч лет назад, благодаря тому, что нижняя челюсть уменьшилась.Возникновению человеческой речи предшествовала длительная эволюция скелета и тела, ряд ключевых усовершенствований, таких как опущенная гортань. Все это позволило изобрести тысячи звуков, которые вылились в тысячи существующих языков. Однако, как предположил американский лингвист Чарльз Хоккет, звуки "ф" и "в" тогда отсутствовали. Люди, жившие охотой и собирательством, постоянно пережевывающие сырую растительную пищу, не могли их произносить из-за слишком массивной нижней челюсти и прикуса "зубы к зубам". Расчеты показали, что губно-зубные звуки требуют на 30 процентов меньше мускульных усилий, если прикус позволяет верхней губе касаться нижних зубов. Ученые построили модель и выяснили, что шесть-восемь тысяч лет назад губно-зубные звуки встречались с вероятностью три процента среди примитивных индоевропейских языков, а среди современных — с вероятностью 76 процентов.Авторы работы полагают, что "инновационный" прикус начал распространяться в обществах, которые перешли на приготовление пищи.ПолегчалиВ статье 2010 года антрополог Кристина Шаффлер из Института биохимии и биологии Потсдамского университета (Германия) обратила внимание на то, что скелет современных детей становится менее прочным. Генетические причины исследовательница отвергла, так же как и недостаток питания. Остается одно объяснение — низкая физическая активность.Спустя несколько лет Шаффлер с коллегами повторила исследование, взяв для сравнения данные о больших группах школьников из Германии и России возрастом шесть-десять лет с 2000-го по 2010 год. Ученые проанализировали рост, индекс массы тела и высчитали внешнюю прочность скелета, исходя из соотношения ширины плечевой кости и роста.Они заметили, что индекс массы тела у немецких школьников продолжает повышаться последние два десятилетия, а прочность скелета — снижаться. У российских школьников, которые больше двигаются, чаще ходят пешком, больше занимаются спортом, эти параметры несколько лучше. Однако у мальчиков прочность костей имеет тенденцию к ухудшению.Ученые предполагают, что хрупкость скелета и уменьшение костей плеча — это адаптация к сидячему образу жизни и увеличению жировой ткани в теле.Бегом от стрессаЕще один интересный факт о скелете: оказывается, он играет важную роль во время стресса. Перед лицом опасности мозг дает команду реагировать: убегать или защищаться. При этом повышается температура тела, увеличивается расход энергии, учащается сердцебиение. Все это происходит с помощью различных гормонов.Как показали ученые из США и Индии, в этом процессе участвует и гормон остеокальцин, вырабатываемый костными клетками остеобластами. Специалисты проводили эксперименты на мышах, вызывая у них острый стресс в ответ на вынужденное заключение и удар током и замеряя уровень этого гормона. В среднем у подопытных животных в стрессе показатель вырос на 50 и 150 процентов соответственно. Авторы причислили его к гормонам фитнеса и высказали идею разработать на его основе лекарства от старения.

https://ria.ru/20190310/1551633228.html

потсдам

лондон

сша

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2020

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og. xn--p1ai/awards/

https://cdn24.img.ria.ru/images/07e4/02/07/1564416581_161:0:1121:720_1920x0_80_0_0_445b6d0e5ba9921bac13126cec178c24.jpg

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

генетика, биология, потсдам, здоровье, открытия - риа наука, казанский (приволжский) федеральный университет, риа новости, лондон, сша

МОСКВА, 11 фев — РИА Новости, Татьяна Пичугина. Кости современных людей за последние тысячелетия стали менее плотными, выяснили ученые. Уменьшилась нижняя челюсть, что позволило произносить больше сложных звуков. Зато относительно недавно человеческий скелет пополнился новой костью. Теперь у многих их 208, а не 207.

Подпорка для колена

Миллионы лет назад, на заре становления человеческого вида, из колена исчезла за ненадобностью маленькая косточка — флабелла. В последнее время ее снова начали находить.

Флабелла — одна из сесамовидных костей, располагающихся в сухожилиях. У животных она сформировалась примерно двести миллионов лет назад, чтобы придать прочности суставам, защитить сухожилие от повреждения при сильных нагрузках. Считается, что у человека эта кость повышает механическое сопротивление икроножной мышцы. Но зачем это нужно?

Ученые из Имперского колледжа Лондона (Великобритания) проанализировали 66 научных работ начиная с 1875 года, содержащих сведения о флабелле. Выяснилось, что она встречается в 36,8 процента случаев чаще у азиатов, жителей Океании и Южной Америки, а если брать в расчет половой признак, то предпочтительнее у мужчин. В целом в 2018 году эта кость распространена в человеческой популяции в 3,5 раза чаще, чем век назад — в 1918-м.

Рост флабеллы обусловлен генетически, но вот ее окостенение у всех происходит в разном возрасте и, возможно, зависит от механических причин. Чаще ее встречают у людей после 70 лет, но она может проявиться уже у 12-летних.

Обычно флабелла появляется в обеих коленях и служит причиной осложнений после хирургических операций по замене суставов. В имплантате ее присутствие не учитывают, и это вызывает боль при ходьбе. В итоге "лишнюю" кость приходится удалять.

Замечено также, что у людей с флабеллой нередко встречаются некоторые нейропатические заболевания, а риск остеоартрита колена увеличивается в два раза. Но что причина, а что следствие, пока неясно.

Цена оседлости

Скелет современного человека более легкий по сравнению со скелетом предковых форм. Это выяснили ученые из Великобритании, США, Германии и Южной Африки. На этот счет существует специальный термин — "грацилизация". Он подразумевает уменьшение силы и массы костей по отношению к массе тела.

О том, что современные люди более "грацильные", чем древние гоминиды, известно давно. Антропологи считали это результатом смены образа жизни, где физической активности стало гораздо меньше из-за автоматизации труда. Но насколько именно полегчали наши кости?

Ученые проанализировали губчатую ткань костей верхних и нижних конечностей у нескольких вымерших гоминид, начиная с австралопитека, шимпанзе и современного человека. Им удалось показать увеличение грацильности от более древних к поздним представителям рода, но не плавное: кости неандертальцев и современных им разумных людей были почти такие же плотные, как кости древних homo.

А вот нынешние люди отличаются меньшей плотностью костей даже по сравнению с прямыми предками, жившими во времена последнего оледенения 20 тысяч лет назад. Причем кости нижних конечностей подверглись грацилизации в большей степени. Это подкрепляет гипотезу авторов работы о том, что причина анатомических изменений — оседлый образ жизни. Расплата за стройную фигуру — остеопороз костей.

Челюсть отвалилась

Раньше считалось, что разнообразие человеческих языков не связано с анатомией. Однако международный коллектив ученых, включая представителей Казанского федерального университета, доказал обратное. По их мнению, губно-зубные звуки "ф" и "в" появились в речи после неолитической революции, примерно шесть тысяч лет назад, благодаря тому, что нижняя челюсть уменьшилась.

Возникновению человеческой речи предшествовала длительная эволюция скелета и тела, ряд ключевых усовершенствований, таких как опущенная гортань. Все это позволило изобрести тысячи звуков, которые вылились в тысячи существующих языков. Однако, как предположил американский лингвист Чарльз Хоккет, звуки "ф" и "в" тогда отсутствовали. Люди, жившие охотой и собирательством, постоянно пережевывающие сырую растительную пищу, не могли их произносить из-за слишком массивной нижней челюсти и прикуса "зубы к зубам".

Расчеты показали, что губно-зубные звуки требуют на 30 процентов меньше мускульных усилий, если прикус позволяет верхней губе касаться нижних зубов. Ученые построили модель и выяснили, что шесть-восемь тысяч лет назад губно-зубные звуки встречались с вероятностью три процента среди примитивных индоевропейских языков, а среди современных — с вероятностью 76 процентов.

Авторы работы полагают, что "инновационный" прикус начал распространяться в обществах, которые перешли на приготовление пищи.

Полегчали

В статье 2010 года антрополог Кристина Шаффлер из Института биохимии и биологии Потсдамского университета (Германия) обратила внимание на то, что скелет современных детей становится менее прочным. Генетические причины исследовательница отвергла, так же как и недостаток питания. Остается одно объяснение — низкая физическая активность.

Спустя несколько лет Шаффлер с коллегами повторила исследование, взяв для сравнения данные о больших группах школьников из Германии и России возрастом шесть-десять лет с 2000-го по 2010 год. Ученые проанализировали рост, индекс массы тела и высчитали внешнюю прочность скелета, исходя из соотношения ширины плечевой кости и роста.

Они заметили, что индекс массы тела у немецких школьников продолжает повышаться последние два десятилетия, а прочность скелета — снижаться. У российских школьников, которые больше двигаются, чаще ходят пешком, больше занимаются спортом, эти параметры несколько лучше. Однако у мальчиков прочность костей имеет тенденцию к ухудшению.

Ученые предполагают, что хрупкость скелета и уменьшение костей плеча — это адаптация к сидячему образу жизни и увеличению жировой ткани в теле.

10 марта 2019, 08:00НаукаНапечатал, вставил, пошел. Создан прорывной метод лечения сложных переломов

Бегом от стресса

Еще один интересный факт о скелете: оказывается, он играет важную роль во время стресса. Перед лицом опасности мозг дает команду реагировать: убегать или защищаться. При этом повышается температура тела, увеличивается расход энергии, учащается сердцебиение. Все это происходит с помощью различных гормонов.

Как показали ученые из США и Индии, в этом процессе участвует и гормон остеокальцин, вырабатываемый костными клетками остеобластами. Специалисты проводили эксперименты на мышах, вызывая у них острый стресс в ответ на вынужденное заключение и удар током и замеряя уровень этого гормона. В среднем у подопытных животных в стрессе показатель вырос на 50 и 150 процентов соответственно. Авторы причислили его к гормонам фитнеса и высказали идею разработать на его основе лекарства от старения.

Скелет: функции и строение | Биология. Реферат, доклад, сообщение, краткое содержание, конспект, сочинение, ГДЗ, тест, книга

1. Какие функции выполняет скелет?

Функции скелета: опора, перемещение тела в про­странстве (вместе с мышцами), защита внутренних орга­нов, кроветворная (за счет клеток костного мозга).

2. Какое строение имеет скелет человека?

Скелет человека состоит из скелета головы, туловища, скелета конечностей и поясов конечностей.

Скелет головы состоит из двух отделов: мозгового и ли­цевого. Мозговой отдел образован неподвижно соединен­ными костями: парные теменные и височные, непарные: лобная и затылочная. Кости основания черепа пронизаны отверстиями для нервов и сосудов.

Лицевой отдел. Самые крупные кости: неподвижная верхнечелюстная и подвижная нижнечелюстная. На них рас­положены зубы, их корни находятся в специальных ячейках.

Скелет туловища состоит из позвоночника, грудной клетки, поясов верхних и нижних конечностей, скелета верхних и нижних конечностей.

Позвоночник образован 33-34 позвонками. Различают: 7 шейных, 12 грудных, 5 поясничных, 5 сросшихся крест­цовых, 4-5 копчиковых позвонков.

Грудная клетка состоит из грудных позвонков, 12 пар ребер и плоской грудной кости (грудины). Задние концы ребер подвижно соединены с грудными позвонками. Пе­редние 10 верхних ребер при помощи гибких хрящей со­единяются с грудной костью (7 непосредственно, 3 при помощи хряща). Это обеспечивает подвижность грудной клетки при дыхании. Две нижние пары ребер короче ос­тальных и оканчиваются свободно. Грудная клетка защи­щает легкие, сердце, печень, желудок.

Пояс верхней конечности — плечевой пояс: 2 лопатки и 2   ключицы. Лопатки — большие плоские кости, соединены с ребрами и позвоночным столбом при помощи мышц. В лопатке имеется полушаровидная ямка для прикрепления плечевой кости. Ключица — слегка изогнутая кость, одним концом соединена с лопаткой, другим — с грудной костью.

Скелет верхней конечности: плечо — образовано одной костью (плечевой), которая соединена с лопаткой, пред­плечье — состоит из двух костей: локтевой и лучевой, кисть образуют несколько костей: запястье — 8, пясть — 5, пальцы — 3, кроме большого — 2. Материал с сайта //iEssay.ru

Пояс нижней конечности: 2 тазовые кости, сросшиеся с крестцом и соединенные впереди лобковой костью. Тазо­вые кости имеют впадину, куда входит головка бедренной кости.

Скелет нижней конечности: бедро — 1 бедренная кость, голень — две кости (большая берцовая и малая берцовая), стопу образуют несколько костей (предплюсна — 7, плюсна — 5, фаланги пальцев по 3 у каждого и 2 — у большого пальца).

На этой странице материал по темам:
  • доклад о скелете человека
  • скелет головы и туловища пересказ
  • строение функций скелета человека литература
  • какие функции выполняет скелет? тесты
  • тесты строение и функции костей

Скелет человека - Учебник по Биологии. 8 класс. Соболь

Учебник по Биологии. 8 класс. Соболь - Новая программа

Основной принцип строительной механики живого - при минимальной затрате материала и большой лёгкости обеспечить максимальную прочность сооружения.

«Анатомия человека»

Основные понятия и ключевые термины: СКЕЛЕТ ЧЕЛОВЕКА. Череп. Скелет туловища. Скелет конечностей.

Вспомните! Что такое кость?

Подумайте!

Кость человека крепче гранита, по прочности приближается к меди и железу, а по упругости превосходит дуб. Так, бедренная кость человека в вертикальном положении может выдерживать груз массой почти 1 500 кг, хотя её собственная масса составляет всего 200 г. Какие же особенности строения и химического состава обусловливают такую прочность костей?

СОДЕРЖАНИЕ

Каковы строение и функции скелета человека?

Скелет человека состоит из нескольких отделов: скелета головы (череп), скелета туловища и скелета конечностей.

Скелет человека

І. Скелет головы

Мозговой отдел

Лицевой отдел

ІІ. Скелет туловища

Позвоночник

Грудная клетка

ІІІ. Скелет конечностей

Плечевой пояс

Скелет свободной верхней конечности

Тазовый пояс

Скелет свободной нижней конечности

Ил. 67. Скелет человека: 1 - череп; 2 - плечевой пояс; 3 - грудная клетка; 4 - плечевая кость; 5 - локтевая кость; 6 - лучевая кость; 7 - позвоночник; 8 - тазовый пояс; 9 - крестец; 10 - бедренная кость; 11 - большая берцовая кость; 12 - малая берцовая кость; 13 - стопа; 14 - кисть

Череп - часть скелета человека, защищает головной мозг и органы чувств. В черепе человека различают два отдела - мозговой, в котором находится головной мозг и органы чувств, и лицевой, который образует основу дыхательного аппарата и желудочно-кишечного тракта.

Скелет туловища - часть скелета, который защищает спинной мозг и органы грудной полости. Скелет туловища состоит из позвоночника и грудной клетки. Позвоночник является осью скелета и состоит из позвонков. Он выполняет опорную (передаёт массу тела на конечности, связывает части тела), защитную (защищает спинной мозг) и двигательную (поворачивает туловище) функции. Грудная клетка образована грудными позвонками, рёбрами и грудиной. Она обеспечивает дыхание и защищает сердце и лёгкие.

Скелет конечностей - это часть скелета, обеспечивающая опору и перемещение тела в пространстве. Скелет верхних конечностей состоит из плечевого пояса (лопатки и ключицы) и скелета свободной верхней конечности (плеча, предплечья и кисти). Верхние конечности у человека является органами труда. В скелете нижней конечности различают тазовый пояс и скелет свободной нижней конечности (бедро, голень и стопу). Нижние конечности выполняют функции опоры и перемещения, удерживают тело в вертикальном положении.

Строение скелета человека имеет много общего со скелетом позвоночных животных: химический состав костей, соединение костей, строение костей, основные части скелета и т. п. Это свидетельствует о единстве их происхождения и филогенетическом родстве.

Однако скелет человека имеет ряд особенностей, присущих только ему. Эти особенности связаны с прямохождением, трудом и речью.

Итак, СКЕЛЕТ ЧЕЛОВЕКА - совокупность костей и хрящей, соединяющиеся в отделы для обеспечения жизнедеятельности организма.

Каковы особенности скелета человека?

Череп человека состоит из мозгового и лицевого отделов. Мозговой отдел состоит из 8 костей, которые соединены неподвижно с помощью швов. Непарными костями являются лобная, затылочная, клиновидная и решётчатая, а парными - теменные и височные. Лицевой отдел также состоит из парных (верхнечелюстные, скуловые, носовые, нёбные, слёзные и нижняя носовая раковина) и непарные (нижнечелюстной и подъязычную) костей. У человека мозговой отдел черепа развит лучше, чем лицевой, что обусловлено увеличением массы головного мозга и ослаблением функции челюстей. В связи с развитием членораздельной речи у человека появляется подбородочный выступ нижней челюсти.

Ил. 68. Кости черепа: 1 - лобная; 2 - теменная; 3 - клиновидная; 4 - височная; 5 - затылочная; 6 - носовая; 7 - слезная; 8 - скуловая; 9 - верхнечелюстная; 10 - нижнечелюстная

Скелет туловища человека образуют хребет и грудная клетка. Позвоночник у человека имеет 4 изгиба: два вперёд - лордозы (шейный и поясничный), два назад - кифозы (грудной, крестцовый). Изгибы позвоночника в процессе эволюции появились у человека как приспособление для прямохождения. Позвоночник человека состоит из 33- 34 позвонков, соединённых в отделы: шейный (7 позвонков), грудной (12 позвонков), поясничный (5 позвонков), крестцовый (5 позвонков которые срастаются с образованием крестцовой кости) и копчиковый (4-5 позвонков, срастаются с образованием копчика).

Ил. 69. Скелет туловища человека

Грудная клетка образована сзади грудными позвонками, спереди - грудиной, а по бокам - рёбрами. У человека грудная клетка сплющена спереди назад, что связано с вертикальным положением тела и изменением функций верхних конечностей.

Скелет конечностей имеет четыре отдела. Пояс верхних конечностей (плечевой пояс) образуют парные ключицы и лопатки. У человека расширенные лопатки и хорошо развитые ключицы обеспечивают большую подвижность плечевого сустава и свободной верхней конечности.

Ил. 70. І. Кисть человека (1 - запястье; 2 - пясть; 3 - фаланги пальцев). ІІ. Стопа человека (1 - предплесна; 2 - плюсна; 3 - фаланги пальцев)

Скелет свободной верхней конечности имеет плечевую, локтевую и лучевую кости и кости кисти. В состав кисти входят пясть с 5 косточками, запястье с 8 косточками и кости пальцев.

Большой палец имеет две фаланги, остальные - по 3 (всех фаланг пальцев 14). В кисти человека большой палец противопоставлен остальным, наблюдается увеличение размеров пястных, лучезапястных костей и фаланг пальцев. Это связано с формированием руки как органа труда, который может выполнять большое количество очень точных движений. Пояс нижних конечностей (тазовый пояс) включает две тазобедренные кости, образованные отдельными костями, что срастаются после 16 лет. Таз у человека широкий и прочный, служит для поддержания и защиты внутренних органов во время прямохождения. Скелет свободной нижней конечности соединяет бедренную, малоберцовую и большеберцовую кости, надколенную чашечку и кости стопы: плюсну с 5 косточками, заплесну с 7 косточками и кости пальцев (имеют 14 фаланг). Приспособлением к прямохождению являются массивные и прочные бедренные кости и аркообразная стопа с малоподвижными пальцами.

Итак, формирование особенностей скелета человека происходило как приспособление для прямохождения, труда и речи.

ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ

Учимся познавать

Самостоятельная работа с иллюстрациями

Сравните скелет человека со скелетом гориллы и найдите признаки сходства и различия. Сделайте вывод о причинах сходства и различия.

СХОДСТВО И РАЗЛИЧИЕ СКЕЛЕТА ЧЕЛОВЕКА И ГОРИЛЛЫ

Отдел скелета

Признак

сходства

различия

Череп

Позвоночник

Грудная клетка

Плечевой пояс

Тазовый пояс

Верхние

конечности

Нижние

конечности

Биология + Космос

Космическая биология - биологическая наука, изучающая возможность существования живых организмов в космосе и на других планетах, кроме Земли. Эта наука рассматривает влияние на живые организмы условий космоса: гравитации, температуры, жизнь в вакууме. Какие изменения развиваются в скелетной системе человека во время пребывания в космосе?

Биология + Медицина

Во время выполнения физических упражнений улучшается кровообращение, благодаря чему уровень кальция в костях будет всегда в пределах нормы. Кроме этого, физические упражнения помогают мышцам развиваться, создавая своего рода «мышечный скелет», который берёт на себя часть нагрузки, снижая тем самым нагрузку на скелет. Помните: в любом возрасте физическая активность поможет улучшить состояние суставов, поддерживать костную массу, предупредить переломы и остеопороз. Что такое остеопороз? Какие пищевые продукты содержат много кальция?

РЕЗУЛЬТАТ

Оценка

Вопросы для самоконтроля

1-6

1. Что такое скелет человека? 2. Назовите основные отделы скелета человека. 3. Что такое череп? 4. Что такое скелет туловища? 5. Что такое скелет конечностей? 6. Назовите причины особенностей скелета человека.

7-9

7. Опишите строение и функции скелета человека. 8. Назовите особенности черепа и позвоночника человека. 9. Назовите особенности скелета конечностей человека.

10-12

10. Сравните скелет человека и млекопитающих.



Скелет человека

Особенности скелета

Опорно-двигательная система состоит из скелета и мышц. Она позволяет человеку совершать различные движения, а также защищает внутренние органы от повреждения. Скелет определяет форму тела, к нему прикрепляются мышцы. В организме человека насчитывается более 220 костей, образующих скелет головы, туловища, верхних и нижних конечностей и их поясов. У мужчин масса костей скелета составляет 18 % от массы тела, а у женщин – 16 %.

Соединение костей в скелете подразделяется на три типа: неподвижное, полуподвижное и подвижное. Неподвижное соединение представлено костями черепа, полуподвижное – соединением позвонков или рёбер с грудиной, осуществляющимися с помощью хрящей и связок. Наконец, подвижно соединяются суставы. Каждый сустав состоит из суставных поверхностей, сумки и жидкости, находящейся в суставной полости. Суставная жидкость уменьшает трение костей при движении. Суставы чаще всего укреплены связками, которые и ограничивают амплитуду движений.

1

Типы соединения костей

Скелет человека состоит из костей. Различают длинные (кости плеча, предплечья, бедра, голени), короткие (кости кисти и стопы) и плоские (кости черепа, лопатки) кости. Сверху кости покрыты плотной оболочкой – надкостницей, через мелкие отверстия которой проходят кровеносные сосуды, питающие кость. Благодаря надкостнице обеспечивается рост костей в толщину и срастание костей при переломе. Концы кости покрыты хрящом. За счет деления клеток хряща кость растет в длину. За надкостницей расположено компактное плотное вещество, пропитанное солями кальция, а под ним – губчатое вещество кости, которое состоит из множества перекрещивающихся костных пластинок, придающих им прочность. Длинные трубчатые кости внутри имеют полость, заполненную костным мозгом.

Скелет составляют кости головы (череп), туловища, верхних и нижних конечностей.

2

Типы суставов

Череп состоит из мозгового и лицевого отделов. Мозговой отдел – черепная коробка – защищает головной мозг от повреждений. Мозговой отдел образован лобной, затылочной, двумя теменными и двумя височными костями. В состав лицевого отдела черепа входят различные крупные и мелкие кости (например, верхняя и нижняя челюсти, скуловые и носовые кости). Все они неподвижно соединены между собой, кроме нижнечелюстной кости.

3

Череп человека

Скелет туловища образуют позвоночник и грудная клетка. Позвоночник включает в себя 7 шейных, 12 грудных, 5 поясничных, 5 крестцовых и 4–5 копчиковых позвонков, в соответствии с которыми и различают пять отделов позвоночника – шейный, грудной, поясничный, крестцовый и копчиковый. Позвоночник человека, в отличие от позвоночника животных, имеет четыре изгиба. Их появление связано с прямохождением и способствует смягчению толчков при ходьбе, беге, прыжках, предохранению внутренних органов и спинного мозга от сотрясений. Каждый позвонок состоит из тела и дуги с несколькими отростками. Внутри позвоночника проходит позвоночный канал, окружающий спинной мозг.

Грудные позвонки, ребра и грудная кость (грудина) образуют грудную клетку, которая находится в верхней части туловища. Грудная клетка защищает от повреждений расположенные в ней сердце и лёгкие. У человека 12 пар плоских дугообразно изогнутых рёбер. Рёбра подвижно сочленены с позвонками сзади, а спереди они (кроме двух пар нижних рёбер) при помощи гибких хрящей соединяются с грудиной, расположенной по средней линии груди. Это позволяет грудной клетке расширяться или сужаться при дыхании.

Скелет верхней конечности (руки), состоит из трёх отделов: плеча, предплечья и кисти. Длинная плечевая кость образует плечо. Две кости – локтевая и лучевая – составляют предплечье. С предплечьем соединяется кисть, состоящая из мелких косточек запястья и пясти, образующих ладонь, и гибких подвижных пальцев (их у человека пять, причём большой палец, в отличие от животных, противопоставлен остальным четырем). При помощи лопаток и ключиц, образующих плечевой пояс, кости руки прикрепляются к костям туловища.

Нижняя конечность (нога) состоит из бедра, голени и стопы. Бедро образовано бедренной костью, которая является самой крупной костью нашего тела. Голень состоит из двух берцовых костей, а стопа – из нескольких костей, самая крупная из которых пяточная. Нижние конечности прикреплены к туловищу с помощью пояса нижних конечностей (тазовых костей). У человека тазовые кости шире и массивнее, чем у животных. Кости конечностей соединяются между собой подвижно при помощи суставов.

4

Скелет человека

Неправильное положение тела длительное время (например, сидение за столом с постоянно наклонённой головой, неправильная поза и т.п.), а также некоторые наследственные причины приводят (особенно в сочетании с плохим питанием и слабым физическим развитием) к нарушению осанки. Нарушение осанки можно предотвратить, выработав правильную посадку за столом, а также занимаясь спортом (плаванием, специальными гимнастическими комплексами). Другим распространённым нарушением скелета является плоскостопие – деформация стопы, возникающая под действием болезней, переломов или длительной перегрузки стопы в период роста организма. При плоскостопии стопа касается пола всей площадью подошвы. В качестве профилактических мер рекомендуется более внимательно подбирать обувь, применять специальный комплекс упражнений для мышц голени и стопы.

В результате действия слишком сильной физической нагрузки на кость может произойти её перелом. Переломы разделяются на открытые (то есть с наличием раны) и закрытые. Три четверти всех переломов возникают на руках и ногах. Признаками перелома являются сильная боль в области травмы, деформация конечности в области перелома и нарушение её функции. При подозрении на перелом травмированному человеку нужно оказать первую помощь: остановить кровотечение, прикрыть место перелома стерильным бинтом (в случае открытого перелома), обеспечить неподвижность травмированного места, наложив шину (какой-либо жёсткий предмет, который привязывают к конечности выше и ниже места перелома так, чтобы обездвижить и повреждённую кость, и оба сустава) и доставить больного в медицинское учреждение. Там методами рентгенодиагностики локализуется место перелома и определяется, смещены ли обломки. Затем обломки кости совмещают (ни в коем случае не стоит это делать самостоятельно) и накладывают гипсовую повязку, обеспечивая сращивание кости. Менее тяжёлой травмой является ушиб (повреждение мышц при ударе, часто сопровождающееся подкожным кровоизлиянием). Местное применение холода (повязка со льдом, струя холодной воды) позволяет уменьшить боль при небольших ушибах.

Вывихом называется стойкое смещение суставных концов костей, что вызывает нарушение функции сустава. Не пытайтесь вправить вывих самостоятельно; это может вызвать дополнительную травму. Необходимо обездвижить повреждённый сустав и приложить к нему холод; согревающие компрессы в этом случае противопоказаны. Затем пострадавшего необходимо срочно передать врачу.

 

Скелет (анатомия человека): обзор, функции и структура

Определение скелета

Скелет - это опорный каркас организма. Обычно он сделан из твердой жесткой ткани, которая поддерживает форму тела животного и защищает уязвимые органы.

Для наземных животных скелеты также необходимы для поддержки движения, поскольку ходьба и полет зависят от способности воздействовать силой на жесткие рычаги, такие как ноги и крылья.

Членистоногие, такие как насекомые, имеют «экзоскелет» - внешнее покрытие из твердого материала, называемого хитином, которое защищает их внутренние ткани и позволяет им ходить, прыгать и летать.

Позвоночные животные, такие как люди, имеют внутренний скелет, сделанный из ткани, называемой костью, которая придает конечностям жесткость и защищает жизненно важные органы, такие как сердце и мозг.

Термин «позвоночное животное» на самом деле происходит от определенной части внутреннего скелета - «позвонки» - это маленькие кости, которые покрывают и защищают спинной мозг, жизненно важную ткань, которая действует как информационный канал между мозгом и остальной частью тело.

Скелеты большинства позвоночных, включая человека, состоят из костей.Кости представляют собой сложные структуры, состоящие из множества различных типов тканей, которые выполняют как структурные, так и биологические функции.

На изображении ниже показан человеческий скелет с обозначением некоторых из наиболее важных групп костей:

Скелет человека

Для студентов-анатомов и студентов-медиков важно отметить, что правое предплечье этого скелета повернуто вперед, чтобы показать, как кости руки выглядят под другим углом. Это нестандартное положение, которое можно найти на большинстве анатомических диаграмм, поэтому имейте в виду, что на большинстве диаграмм обе руки расположены как левая рука этого скелета.

Здесь мы подробнее поговорим о функциях скелета, а также о структурах, функциях и классификации его костей.

Функция скелета

У позвоночных, таких как человек, скелет выполняет множество важных функций. Некоторые из них напрямую связаны с назначением всех каркасов обеспечения структурной поддержки, защиты и поддержки передвижения. Другие - это биологические функции, не связанные со структурной поддержкой, которые со временем были приняты костными тканями позвоночных.

Функции каркаса включают:

Несущая конструкция

Скелет служит жизненно важной цели - придавать форму телу животного. Некоторые животные, обитающие в воде, например осьминоги, не имеют скелета. Это возможно, потому что их ткани частично поддерживаются окружающей их водой, которая намного тяжелее воздуха и позволяет некоторым структурам тела животных плавать. Вы заметите, что осьминоги не так хорошо себя чувствуют на суше!

Для наземных животных очень важно иметь скелет, который борется с силой тяжести, которая в противном случае могла бы препятствовать движению и даже разрушать органы.Вот почему все мобильные наземные животные имеют либо экзоскелет, как у насекомых и пауков, либо внутренний скелет, как у людей и других позвоночных.

Передвижение

Практически все формы передвижения по суше требуют умения нажимать жесткими рычагами на окружающую среду. Когда мы ходим, кости наших ног - это рычаги, которые воздействуют на землю с силой, которая толкает нас вперед. Когда птицы летают, их крылья - это рычаги, которые толкают молекулы воздуха, чтобы позволить им двигаться.

Роль костей в передвижении - основная причина, по которой переломы костей могут быть смертным приговором для животных в дикой природе. Без исправных рычагов, на которые можно надавить, животные могут быть не в состоянии двигаться быстро или вообще, что, в свою очередь, делает их неспособными найти пищу или убежать от хищников.

Защита

Помимо поддержки структуры тела против силы тяжести и обеспечения возможности передвижения, скелет играет жизненно важную роль в защите важных органов от травм.Некоторые важные защитные кости в человеческом теле включают:

  • Череп - это толстый костный покров, защищающий мозг от травм.
  • Позвоночный столб, состоящий из «позвонков», от которых «позвоночные» получили свое название, защищает спинной мозг, который является основным нервным канатом, который позволяет мозгу общаться с телом.
  • Грудная клетка образует защитный барьер вокруг легких и сердца, без которого тело не сможет снабжать мозг кровью и вскоре погибнет.

Тело позвоночного должно идти на компромисс между защитой и подвижностью. Наши нижние органы брюшной полости, такие как кишечник, например, не защищены грудной клеткой. Но это отсутствие твердого покрытия вокруг живота позволяет нам наклоняться при подъеме и переносить вес таким образом, что значительно увеличивает нашу подвижность!

Производство клеток крови

У животных с внутренним скелетом кости также выполняют другие жизненно важные биологические функции, которые напрямую не связаны с их ролью в качестве структурной опоры.У человека одна из самых важных ролей - производство клеток крови.

Наши кости состоят из живой ткани. Их внешние ткани твердые и жесткие, но их внутренние ткани мягкие и служат другим целям. Внутри наших костей - в той части, которая называется «костный мозг», можно найти стволовые клетки, которые создают наши красные и белые кровяные тельца.

Без здорового костного мозга наши тела перестанут заменять свои кровяные тельца - и вскоре потеряют способность переносить кислород и бороться с инфекциями!

Вот почему пересадка костного мозга иногда назначается людям с «раком крови».«При раке крови, таком как лейкемия, раковые клетки на самом деле происходят из костного мозга. Эти раковые клетки производят большое количество клеток крови, но клетки крови, которые они производят, не работают должным образом.

В результате у людей с раком стволовых клеток, которые продуцируют белые кровяные клетки, может быть очень высокое количество лейкоцитов, но им трудно бороться с инфекцией, потому что эти белые кровяные тельца, произведенные раковыми стволовыми клетками, не работают должным образом.

При пересадке костного мозга врачи пытаются убить стволовые клетки в собственном костном мозге пациента, а затем заменить часть костного мозга костным мозгом от здорового донора, который может производить здоровые клетки крови.

Хранилище

Кости могут накапливать богатый калориями жир и минералы, которые могут понадобиться другим тканям организма в будущем.

Твердая часть костной ткани богата кальцием, который в экстренных случаях организм может высвободить из костей для других целей.

Желтая ткань костного мозга состоит в основном из жира, который может служить хранилищем калорий и питательных веществ.

Ткань красного костного мозга богата железом, необходимым ингредиентом для красных кровяных телец.Дефицит железа - частая причина анемии - состояния, при котором недостаточное производство эритроцитов может привести к слабости, утомляемости, головокружению и даже обмороку.

Эндокринная регуляция

Костные клетки выделяют гормон остеокальцин, который влияет на уровень сахара в крови, накопление жира и мужские половые гормоны.

Высвобождение остеокальцина костными клетками побуждает поджелудочную железу выделять больше инсулина, что приводит к снижению уровня сахара в крови и увеличению потребления сахара клетками.Он также заставляет жировые клетки выделять гормон под названием адипонектин, который способствует расщеплению жира для получения энергии.

Остеокальцин направляет мужские яички на выработку большего количества тестостерона, а также считается, что он побуждает организм производить больше костных клеток.

Сложное взаимодействие между гормонами в организме человека до конца не изучено. В этом случае возможно, что, стимулируя высвобождение инсулина и расщепление жиров для получения энергии, это может высвободить дополнительную энергию, которую организм может использовать для роста большего количества костных клеток.

Типы костей

Хотя все кости состоят из одинаковых тканей, существует несколько различных видов костей, которые имеют разные характеристики и модели роста, что позволяет им выполнять свои различные функции в организме человека. Это:

Длинные кости

Длинные кости - это кости, которые играют жизненно важную роль в передвижении и в поддержании нашего веса против силы тяжести. К ним относятся длинные кости рук, ног, кистей и ступней.

Длинные кости значительно удлиняются по мере роста человека и имеют на концах «пластинку роста» или «эпифизарную пластину», где в процессе роста образуется новая кость.

У детей большинство клеток крови вырабатывается красным костным мозгом в длинных костях. У взрослых большая часть красного костного мозга в длинных костях заменяется желтым костным мозгом, а производство клеток крови происходит в основном в плоских костях.

Иногда врачи могут определить приблизительный возраст человека, посмотрев на его эпифизарные пластинки, поскольку они сжимаются и изменяются по мере того, как человек стареет и перестает расти. Этот подход иногда используется судебно-медицинскими экспертами, археологами и палеонтологами для оценки возраста человека или животного на момент смерти.

Короткие кости

Короткие кости - это кости примерно кубической формы, которые обеспечивают поддержку и подвижность в сложных структурах, таких как запястья и лодыжки.

И запястья, и лодыжки требуют сложного большого диапазона движений, но также требуют чрезвычайной силы и устойчивости, особенно лодыжек, которые должны выдерживать наш вес.

Чтобы решить эту проблему, тело использует ряд взаимосвязанных костей кубической формы, скрепленных вместе прочными связками. Они обеспечивают прочную структуру, но также могут быть сдвинуты друг относительно друга, чтобы произвести большие или маленькие изменения в форме и положении наших рук и ног.

Плоские кости

Плоские кости служат в первую очередь для защиты важных органов. Эти кости не требуют такого же диапазона движений, как короткие кости, и не претерпевают выраженного роста, как длинные кости.

У взрослых большая часть клеток крови продуцируется в красном костном мозге плоских костей.

Примеры плоских костей включают череп, грудину, ребра и лопатки, которые защищают наши легкие и сердце со спины.

Кости неправильной формы

Кости неправильной формы - это кости сложной формы, которые позволяют им служить очень специфическим целям.Часто они служат как для защиты внутренних органов, так и для структурирования тела.

Примеры неправильных костей включают сами позвонки, сложная форма которых позволяет им защищать позвоночник со всех сторон, позволяя позвоночнику быть подвижным и гибким.

Тазовый пояс, который защищает некоторые внутренние органы, а также обеспечивает структурную основу для наших ног, является еще одним примером неправильной кости.

Сесамовидные кости

Сесамовидные кости - это кости, встроенные в сухожилия и обеспечивающие дополнительную защиту и амортизацию для участков тела с высокой нагрузкой и высокой подвижностью.

Одним из примеров сесамовидной кости является надколенник - небольшая круглая кость, которая покрывает коленную чашечку и защищает находящиеся под ней сухожилия. Сесамовидные кости также находятся в руках, коленях и ступнях.

Структура кости

Строение костей лучше всего проиллюстрировано на длинных костях, которые подвергаются наибольшему росту и содержат отчетливые полости для костного мозга. Длинные кости содержат несколько типов тканей, каждая из которых помогает выполнять функции, которые должны выполнять наши кости.

Анатомия длинной кости

Ткани, обнаруженные в наших костях, включают:

Компактная кость

Компактная кость, также называемая «кортикальной костью», представляет собой твердую внешнюю оболочку всех костей. Он состоит из «костной ткани», состоящей из «остеоцитов» или костных клеток.

В костной ткани костные клетки окружены твердой матрицей минералов и белков. Самый важный минерал - это гидроксиапатит, богатый кальцием и фосфором минерал, который также содержится в зубной эмали и некоторых природных породах.

Гидроксиапатит твердый и твердый, но также склонен к растрескиванию, поэтому в плотной костной ткани он переплетен с коллагеновыми волокнами. Коллаген - это такой же прочный и сильный белок, который содержится в коже. В результате получается твердая и прочная матрица, обладающая гибкостью и упругостью.

Основными структурными единицами кортикальных костей являются «остеоны» - микроскопические цилиндры костной ткани. Через центр каждого цилиндра проходит нить из кровеносных сосудов и нервов.

Эта структура крошечных цилиндров гарантирует, что костные клетки получают кислород и питательные вещества, необходимые для выживания.

Губчатая кость

Губчатая кость, также известная как «губчатая кость», - это кость, имеющая «губчатую» структуру, состоящую из волокон твердой костной ткани, переплетенных с более мягкими тканями, такими как кровеносные сосуды и костный мозг.

Губчатая кость структурно слабее, чем более плотные костные ткани, но обеспечивает отличное место для важных биологических функций, таких как обмен ионов кальция с кровью и производство красных кровяных телец.

Губчатая кость находится возле концов длинных костей и внутри позвонков.

Суставной хрящ

Суставной хрящ - это, как следует из названия, хрящ - такое же твердое, но гибкое вещество, из которого состоят наши носы и уши. На концах костей хрящ обеспечивает амортизацию и гибкость, позволяя костям скользить друг мимо друга и разрешая движение.

Название «суставной хрящ» происходит от глагола «артикулировать», что означает «соединять суставом». Это означает, что две конструкции связаны, но могут двигаться относительно друг друга благодаря стыку между ними.

Боль и травмы могут возникнуть, когда этот сустав разорван или изношен, в результате чего твердые твердые поверхности костей будут напрямую тереться друг о друга. Разорванный хрящ в колене - одна из распространенных спортивных травм, которые могут возникнуть при сильном ударе или сильном сгибании коленного сустава.

В некоторых случаях хирургическое лечение хряща необходимо, чтобы избежать повреждения твердой внешней оболочки костей ног от прямого трения друг о друга.

Эпифизарная пластина или эпифизарная линия

Как упоминалось выше, «эпифизарный» относится к области кости, где кость может расти, производя новые костные клетки.

У детей и подростков «эпифизарная пластинка» - это место активного роста и образования новой кости; у взрослых сусло этой растущей ткани исчезает, и остается «эпифизарная линия», которая показывает, где когда-то происходил рост. Эти эпифизарные области наиболее очевидны на концах длинных костей, которые в течение всей жизни подвергаются значительному росту.

Эпифизарная пластинка состоит из хряща - того самого жесткого, но гибкого вещества, о котором мы слышали ранее. Кости растут, закладывая слой хряща, а затем используя этот хрящ в качестве матрицы для роста новых костных клеток.Таким образом, рост новой кости начинается с гибкости, но становится прочной и твердой, а хрящ помогает определять форму и структуру роста новых костных клеток.

Мягкие участки, способствующие росту кости, также можно найти в других типах костей, таких как «родничок» черепа. Родничок - это «мягкое пятно» на голове ребенка, где мягкие ткани еще не заменены костными клетками, потому что черепу все еще требуется гибкость, чтобы приспособиться к растущему мозгу.

У взрослых родничок, как и эпифизарная пластинка, исчезает, оставляя лишь след своего существования в виде шва, в котором срастались костные пластинки черепа.

Красный костный мозг

Неудивительно, что в красном костном мозге вырабатываются эритроциты. Это также место производства лейкоцитов и тромбоцитов.

При рождении костный мозг в основном состоит из красного мозга; с возрастом около половины этого красного костного мозга превращается в желтый костный мозг, оставляя красный костный мозг в основном около концов длинных костей и внутри плоских костей, таких как таз и грудина.

Эта богатая железом ткань жизненно важна для здоровья всего тела, поскольку она отвечает за производство транспортных средств, которые доставляют кислород к мозгу и другим органам, а также клеток, которые предотвращают и борются с инфекциями.

Заболевания, которые разрушают красный костный мозг или делают его неспособным функционировать, могут привести к серьезным осложнениям, включая смерть.

Желтый костный мозг

Желтый костный мозг - это жировая ткань, содержащая стволовые клетки, производящие жир, хрящ и кости. Он не производит клетки крови, а скорее функционирует, в основном, для хранения жира и обеспечения правильной среды для поддержания здоровья окружающих костей.

В случае сильной кровопотери или болезни желтый костный мозг может превратиться обратно в красный костный мозг, чтобы помочь восполнить потерянные клетки крови.

Надкостница

Надкостница - это оболочка, покрывающая внешнюю поверхность костей. Единственное исключение - суставы длинных костей, покрытые амортизирующим хрящом.

Надкостница состоит из соединительной ткани, богатой коллагеном. Он также содержит нервные окончания, которые могут чувствовать боль. Это позволяет надкостнице служить двойной цели: защищать наши кости, сопротивляясь травмам, и информировать нас через боль, когда что-то не так.

Надкостница также является местом роста новой кости костными клетками, называемыми «остеобластами», когда кости растут и становятся толще.

Даже когда новая кость откладывается остеобластами под надкостницей, клетки, называемые «остеокластами», переваривают костную ткань изнутри, расширяя внутреннюю полость кости, содержащую костный мозг, и предотвращая утолщение костной оболочки.

Питательная артерия

Питательная артерия - это часть системы кровообращения, отвечающая за доставку кислорода, питательных веществ и других жизненно важных материалов к кости.

Эти артерии входят в кости через каналы, называемые «отверстиями», которые представляют собой отверстия в кости, которые существуют для того, чтобы позволить артериям проникать в костную ткань.

От питательной артерии кровеносные сосуды разветвляются до уровня остеонов, где микроскопические кровеносные сосуды проходят через центр крошечных цилиндров костных клеток.

Если питательные артерии заблокированы или повреждены, это может привести к гибели костной ткани и инфицированию. Хотя кости могут выглядеть как твердые, «мертвые» ткани, они требуют, чтобы живые клетки оставались сильными и не становились добычей опасных патогенов.

Эндост

Эндост - это мембрана, которая покрывает внутреннюю часть костномозговых полостей - полостей, которые обычно заполнены костным мозгом.

Эндост очень напоминает надкостницу, состоящую из тонкого слоя очень прочной фиброзной ткани, которая также содержит нервные клетки.

Во время голодания организм может поглощать и переваривать эндост, а также часть жира из костного мозга. Это приводит к ослаблению костей, но может помочь организму продолжать функционировать дольше, пока не будут найдены питательные вещества.

Эндост также является местом реабсорбции кости по мере роста и утолщения костей.Чтобы не дать твердой оболочке компактной кости стать слишком толстой, костная ткань абсорбируется и переваривается клетками, называемыми «остеокластами» внутри костномозгового канала, в то время как новые слои закладываются на внешней стороне кости. под надкостницей.

Этот оригинальный механизм позволяет костям увеличиваться как в длину, так и в толщину, одновременно расширяя костномозговую полость с ростом компактной костной ткани.

Викторина

1. Что из перечисленного НЕ является основной функцией скелета?
А. Обеспечивает структурную поддержку
B. Обеспечивает движение
C. Очищает кровь от токсинов
D. Производит клетки крови

Ответ на вопрос № 1

C правильный. A, B и D - все жизненно важные функции скелета. Однако скелет не очищает кровь; эту функцию выполняют печень, почки и селезенка.

2. Что из перечисленного НЕ является изменением, происходящим в скелете между рождением и взрослой жизнью?
А. Эпифизарные пластинки сжимаются и становятся эпифизарными линиями
B. Около половины красного костного мозга превращается в желтый мозг
C. Несколько костных пластин черепа сливаются вместе, образуя одну твердую кость
D. выше

Ответ на вопрос № 2

D правильный. Все вышеперечисленное - это изменения, которые происходят в человеческом скелете между рождением и взрослой жизнью!

3. Какая из следующих комбинаций неправильно соответствует примеру кости ее типу?
А. Череп - плоская кость
B. Позвонок - неправильная кость
C. Бедро - длинная кость
D. Плюсна - короткая кость

Ответ на вопрос № 3

D правильный. Хотя они намного короче бедра или плечевой кости, плюсневые кости - это длинные кости, которые имеют общие структурные характеристики со своими более крупными родственниками.

Список литературы

  • Грей, Генри. Анатомия человеческого тела. Лондон, Англия, Баунти, 2012.
  • Костно-мышечная система / Анатомия, физиология и метаболические нарушения. Summit, NJ, Ciba-Geigy, 1987.
  • Zimmermann, Kim Ann. «Скелетная система: факты, функции и болезни». LiveScience,
  • Колледж OpenStax, анатомия и физиология. OpenStax CNX. http://cnx.org/contents/[email protected]
  • Костный мозг - Что делает костный мозг? http: // www.medicalnewstoday.com/articles/285666.php
  • Стил, Дэвид Джентри и др. Анатомия и биология человеческого скелета. College Station, Texas A&M University Press, 2007.

14.2: Знакомство с костной системой

  1. Последнее обновление
  2. Сохранить как PDF
  1. Компоненты скелетной системы
  2. Осевой и аппендикулярный скелеты
  3. Функции скелетной системы
    1. Поддержка, форма и защита
    2. Движение
    3. Гематопоэз
    4. Хранение минералов и гомеостаз
  4. Подробнее
  5. Обзор
  6. Атрибуции

Череп и скрещенные кости

Символ черепа и скрещенных костей очень долгое время использовался для обозначения смерти, возможно, потому, что после смерти и разложения кости - это все, что осталось.Многие люди считают кости мертвыми, сухими и хрупкими. Эти прилагательные могут правильно описывать кости сохранившегося скелета, но кости живого человека очень живы. Живые кости также крепкие и гибкие. Кости - главные органы скелетной системы.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): флаг черепа и скрещенных костей

Скелетная система - это система органов, которая обеспечивает внутреннюю основу человеческого тела. Зачем нужна костная система? Попробуйте представить, как бы вы выглядели без него.Вы были бы мягкой, шаткой грудой кожи, содержащей мышцы и внутренние органы, но без костей. Вы можете выглядеть как очень большая пуля. Не то чтобы вы могли видеть себя - складки кожи опускались на ваши глаза и блокировали обзор из-за отсутствия костей черепа. Вы могли бы отодвинуть кожу, если бы могли двигать только руками, но для этого вам нужны кости!

Компоненты скелетной системы

У взрослых скелетная система включает 206 костей, многие из которых показаны на рисунке \ (\ PageIndex {2} \).Кости - это органы, состоящие из плотных соединительных тканей, в основном из прочного белкового коллагена. Кости содержат кровеносные сосуды, нервы и другие ткани. Кости твердые и жесткие из-за отложений кальция и других минеральных солей в их живых тканях. Места, где встречаются две или более костей, называются суставами. Многие суставы позволяют костям двигаться как рычаги. Например, локоть - это сустав, позволяющий сгибать и выпрямлять руку.

Рисунок \ (\ PageIndex {2} \): Некоторые из 206 костей помечены на скелете взрослого человека.

Помимо костей, скелетная система включает хрящи и связки.

  • Хрящ - это тип плотной соединительной ткани, состоящей из прочных белковых волокон. Он прочный, но гибкий и очень гладкий. Он покрывает концы костей в суставах, обеспечивая гладкую поверхность для движения костей.
  • Связки представляют собой связки волокнистой соединительной ткани, которые скрепляют кости. Они удерживают кости скелета на месте.

Осевой и аппендикулярный скелеты

Скелет традиционно делится на две основные части: осевой скелет и аппендикулярный скелет, обе из которых изображены на рисунке \ (\ PageIndex {3} \).

  • Осевой каркас образует ось тела. Он включает череп, позвоночник (позвоночник) и грудную клетку. Кости осевого скелета, а также связки и мышцы позволяют человеческому телу сохранять вертикальное положение. Осевой скелет также передает вес от головы, туловища и верхних конечностей вниз по спине к нижним конечностям.Кроме того, кости защищают мозг и органы грудной клетки.
  • Аппендикулярный скелет образует придатки и их прикрепления к осевому скелету. Он включает кости рук и ног, кистей и стоп, а также плечевой и тазовый пояса. Кости аппендикулярного скелета обеспечивают возможность передвижения и других движений придатков. Они также защищают основные органы пищеварения, выделения и размножения.
Рисунок \ (\ PageIndex {3} \): осевой скелет представлен синим цветом Рисунок \ (\ PageIndex {3} \): добавочный скелет представлен синим

Функции скелетной системы

Скелетная система выполняет множество различных функций, необходимых для выживания человека.Некоторые функции, например поддержка тела, относительно очевидны. Остальные функции менее очевидны, но не менее важны. Например, три крошечные кости (молоток, наковальня и стремени) внутри среднего уха передают звуковые волны во внутреннее ухо.

Опора, форма и защита

Каркас поддерживает тело и придает ему форму. Без жестких костей скелетной системы человеческое тело было бы просто мешком мягких тканей, как описано выше. Кости скелета очень твердые и обеспечивают защиту нежных тканей внутренних органов.Например, череп окружает и защищает мягкие ткани головного мозга, а позвоночный столб защищает нервные ткани спинного мозга. Позвоночный столб, ребра и грудина (грудина) защищают сердце, легкие и основные кровеносные сосуды. Обеспечение защиты этих последних внутренних органов требует, чтобы кости могли расширяться и сжиматься. Ребра и хрящ, соединяющий их с грудиной и позвонками, способны к небольшим сдвигам, которые позволяют дышать и другие движения внутренних органов.

Механизм

Кости скелета обеспечивают поверхности прикрепления скелетных мышц. Когда мышцы сокращаются, они тянут и двигают кости. На рисунке ниже, например, показаны мышцы, прикрепленные к костям колена. Они помогают стабилизировать сустав и позволяют ноге сгибаться в коленях. Кости в суставах действуют как рычаги, движущиеся в точке опоры, а прикрепленные к костям мышцы прикладывают силу, необходимую для движения.

Рисунок \ (\ PageIndex {4} \): Кости, которые встречаются в коленном суставе, включают большеберцовую и малоберцовую кости в голени, бедро в верхней части ноги и коленную чашечку в передней части колена.Эти кости обеспечивают поверхности прикрепления для мышц, которые перемещают кости в суставе. Мышцы прикрепляются к костям через сухожилия.

Кроветворение

Гематопоэз - это процесс, при котором производятся клетки крови. Этот процесс происходит в ткани, называемой красным костным мозгом, которая находится внутри некоторых костей, включая таз, ребра и позвонки. Красный костный мозг синтезирует эритроциты, лейкоциты и тромбоциты. Ежедневно в костях вырабатываются миллиарды этих клеток крови.

Хранение минералов и гомеостаз

Еще одна функция скелетной системы - запасание минералов, особенно кальция и фосфора. Эта функция хранения связана с ролью костей в поддержании минерального гомеостаза. Для нормального функционирования организма в крови необходим необходимый уровень кальция и других минералов. Когда уровень минералов в крови слишком высок, кости поглощают некоторые из них и сохраняют их в виде минеральных солей, поэтому кости такие твердые.Когда уровень минералов в крови слишком низкий, кости выделяют часть минералов обратно в кровь. Костные минералы являются щелочными (основными), поэтому их выброс в кровь защищает кровь от чрезмерной кислотности (низкий pH), тогда как их обратное всасывание в кости защищает кровь от чрезмерной щелочности (высокий pH). Таким образом, кости помогают поддерживать кислотно-щелочной гомеостаз в крови.

Другой способ, которым кости помогают поддерживать гомеостаз, - действовать как эндокринный орган. Один эндокринный гормон, секретируемый костными клетками, - это остеокальцин, , который помогает регулировать уровень глюкозы в крови и отложение жира.Это увеличивает секрецию инсулина, а также чувствительность клеток к инсулину. Кроме того, он увеличивает количество клеток, вырабатывающих инсулин, и уменьшает жировые отложения.

Обзор

  1. Что такое костная система? Сколько костей в скелете взрослого человека?
  2. Опишите состав костей.
  3. Какие еще органы входят в скелетную систему, кроме костей?
  4. Укажите две основные части скелета.
  5. Перечислите несколько функций костной системы.
  6. Обсудить половой диморфизм человеческого скелета.
  7. Кости, хрящи и связки состоят из ____________ тканей.
  8. Верно или неверно. Кости содержат живую ткань и могут влиять на процессы в других частях тела.
  9. Верно или неверно. Костные клетки сокращаются, чтобы подтянуть мышцы, чтобы начать движение.
  10. Если у человека проблемы с производством клеток крови, какой тип костной ткани, скорее всего, поражен? Поясните свой ответ.
  11. Являются ли тазовые пояса частью осевого или аппендикулярного скелета?
  12. Какие три формы гомеостаза регулирует скелетная система? Кратко объясните, как каждый из них регулируется костной системой.
  13. Как вы думаете, что было бы с нами, если бы у нас не было связок? Поясните свой ответ.
  14. а. Определите сустав в скелетной системе.

    г. Как хрящ связан с суставами?

    г. Определите один сустав человеческого тела и опишите его функцию.

Скелетных систем | Биология для майоров II

Обсудить различные типы костной системы

Скелетная система необходима для поддержки тела, защиты внутренних органов и обеспечения движения организма. Эти функции выполняют три различных конструкции скелета: гидростатический скелет, экзоскелет и эндоскелет.

Цели обучения

  • Определите три распространенных конструкции каркаса
  • Определить компоненты осевого скелета человека
  • Определить компоненты человеческого аппендикулярного скелета

Типы скелетов

Гидростатический каркас

Рисунок 1.Скелет морской звезды с красными шипами ( Protoreaster linckii ) является примером гидростатического скелета. (кредит: «Amada44» / Wikimedia Commons)

Гидростатический каркас - это каркас, образованный заполненным жидкостью отделением внутри тела, называемым целомом. Органы целома поддерживаются водной жидкостью, которая также сопротивляется внешнему сжатию. Этот отсек находится под гидростатическим давлением из-за жидкости и поддерживает другие органы организма.Этот тип скелетной системы встречается у мягкотелых животных, таких как морские анемоны, дождевые черви, книдарии и другие беспозвоночные (рис. 1).

Движение в гидростатическом скелете обеспечивается мускулами, окружающими целому. Мышцы гидростатического скелета сокращаются, чтобы изменить форму целома; давление жидкости в целом производит движение. Например, дождевые черви перемещаются волнами мышечных сокращений скелетных мышц гидростатического скелета стенки тела, называемыми перистальтикой, которые попеременно укорачивают и удлиняют тело.Удлинение тела расширяет передний конец организма. У большинства организмов есть механизм закрепления в субстрате. Укорочение мышц затем вытягивает заднюю часть тела вперед. Хотя гидростатический скелет хорошо подходит для беспозвоночных организмов, таких как дождевые черви и некоторые водные организмы, он не является эффективным скелетом для наземных животных.

Экзоскелет

Рис. 2. Мышцы, прикрепленные к экзоскелету хеллоуинского краба ( Gecarcinus quadratus ), позволяют ему двигаться.

Экзоскелет - это внешний скелет, состоящий из твердой оболочки на поверхности организма. Например, панцири крабов и насекомых - это экзоскелеты (рис. 2). Этот тип скелета обеспечивает защиту от хищников, поддерживает тело и позволяет двигаться за счет сокращения прикрепленных мускулов. Как и у позвоночных, мышцы должны пересекать сустав внутри экзоскелета. Укорочение мышцы меняет соотношение двух сегментов экзоскелета.Экзоскелеты членистоногих, таких как крабы и омары, состоят на 30–50 процентов из хитина, полисахаридного производного глюкозы, который представляет собой прочный, но гибкий материал. Хитин секретируется клетками эпидермиса. Экзоскелет дополнительно укрепляется за счет добавления карбоната кальция в такие организмы, как омары. Поскольку экзоскелет бесклеточный, членистоногие должны периодически сбрасывать свои экзоскелеты, потому что экзоскелет не растет по мере роста организма.

Эндоскелет

Рисунок 3.Скелеты людей и лошадей являются примерами эндоскелетов. (кредит: Росс Мерфи)

Эндоскелет - это скелет, состоящий из твердых минерализованных структур, расположенных в мягких тканях организмов. Пример примитивного строения эндоскелета - спикулы губок. Кости позвоночных состоят из тканей, тогда как у губок нет настоящих тканей (рис. 3).

Эндоскелеты обеспечивают поддержку тела, защищают внутренние органы и позволяют двигаться за счет сокращения мышц, прикрепленных к скелету.

Человеческий скелет - это эндоскелет взрослого человека, состоящий из 206 костей. У него пять основных функций: поддержка тела, хранение минералов и липидов, выработка клеток крови, защита внутренних органов и обеспечение движения.

Скелет позвоночных животных делится на осевой скелет (который состоит из черепа, позвоночного столба и грудной клетки) и аппендикулярный скелет (который состоит из плеч, костей конечностей, грудного и тазового пояса). .

Посетите интерактивный сайт тела, чтобы построить виртуальный скелет: выберите «скелет» и щелкните действие, чтобы разместить каждую кость.

Вкратце: Типы скелетных систем

Три типа конструкций скелетов - это гидростатические скелеты, экзоскелеты и эндоскелеты. Гидростатический каркас состоит из заполненного жидкостью отсека, находящегося под гидростатическим давлением; движение создается мышцами, оказывающими давление на жидкость. Экзоскелет - это твердый внешний скелет, который защищает внешнюю поверхность организма и позволяет двигаться с помощью мышц, прикрепленных к внутренней части.Эндоскелет - это внутренний скелет, состоящий из твердой минерализованной ткани, который также обеспечивает движение за счет прикрепления к мышцам.

Осевой скелет человека

Осевой скелет образует центральную ось тела и включает кости черепа, косточки среднего уха, подъязычную кость горла, позвоночный столб и грудную клетку (грудную клетку) (рис. 4). Функция осевого скелета заключается в обеспечении поддержки и защиты головного и спинного мозга и органов брюшной полости тела.Он обеспечивает поверхность для прикрепления мышц, которые перемещают голову, шею и туловище, выполняют дыхательные движения и стабилизируют части аппендикулярного скелета.

Рис. 4. Осевой скелет состоит из костей черепа, косточек среднего уха, подъязычной кости, позвоночника и грудной клетки. (кредит: модификация работы Марианы Руис Вильярреал)

Череп

Кости черепа поддерживают структуру лица и защищают мозг.Череп состоит из 22 костей, которые делятся на две категории: кости черепа и кости лица. Кости черепа - это восемь костей, которые образуют полость черепа, которая охватывает мозг и служит местом прикрепления мышц головы и шеи. Восемь черепных костей - это лобная кость, две теменные кости, две височные кости, затылочная кость, клиновидная кость и решетчатая кость. Хотя кости развивались отдельно у эмбриона и плода, у взрослого человека они плотно срослись с соединительной тканью, и прилегающие кости не двигались (рис. 5).

Рис. 5. Кости черепа поддерживают структуру лица и защищают мозг. (кредит: модификация работы Марианы Руис Вильярреал)

Слуховые косточки среднего уха передают звуки из воздуха в виде вибраций в заполненную жидкостью улитку. Слуховые косточки состоят из шести костей: двух костей молоточка, двух костей наковальни и двух стремени (по одной от каждой кости с каждой стороны). Это самые маленькие кости в организме, характерные только для млекопитающих.

Четырнадцать лицевых костей образуют лицо, обеспечивают полости для органов чувств (глаза, рот и нос), защищают входы в пищеварительный и дыхательный тракты и служат точками крепления лицевых мышц.14 лицевых костей - это носовые кости, верхнечелюстные кости, скуловые кости, небные кости, сошник, слезные кости, нижние носовые раковины и нижняя челюсть. Все эти кости расположены парами, за исключением нижней челюсти и сошника (рис. 6).

Рис. 6. Кости черепа, включая лобную, теменную и клиновидную кости, покрывают макушку головы. Лицевые кости черепа образуют лицо и обеспечивают полости для глаз, носа и рта.

Хотя подъязычная кость не обнаруживается в черепе, она считается составной частью осевого скелета.Подъязычная кость лежит ниже нижней челюсти в передней части шеи. Он действует как подвижная основа для языка и соединяется с мышцами челюсти, гортани и языка. Нижняя челюсть сочленяется с основанием черепа. Нижняя челюсть контролирует открытие дыхательных путей и кишечника. У животных с зубами нижняя челюсть приводит поверхность зубов в контакт с зубами верхней челюсти.

Позвоночный столб

Позвоночный столб , или позвоночник, окружает и защищает спинной мозг, поддерживает голову и действует как точка крепления для ребер и мышц спины и шеи.Позвоночный столб взрослого человека состоит из 26 костей: 24 позвонка, крестца и копчика. У взрослого человека крестец обычно состоит из пяти позвонков, которые сливаются в один. Копчик обычно состоит из 3–4 позвонков, которые сливаются в один. Примерно к 70 годам крестец и копчик могут срастаться. Мы начинаем жизнь примерно с 33 позвонками, но по мере роста несколько позвонков срастаются. Взрослые позвонки далее делятся на 7 шейных позвонков, 12 грудных позвонков и 5 поясничных позвонков (рис. 7).

Рис. 7. (a) Позвоночный столб состоит из семи шейных позвонков (C1–7), двенадцати грудных позвонков (Th2–12), пяти поясничных позвонков (L1–5), костного отдела крестца и копчика. (б) Изгибы позвоночника увеличивают силу и гибкость позвоночника. (кредит а: модификация работы Уве Гилле на основе оригинальной работы Gray’s Anatomy; кредит b: модификация работы NCI, NIH)

В теле каждого позвонка в центре имеется большое отверстие, через которое проходят нервы спинного мозга.На каждой стороне также есть выемки, через которые спинномозговые нервы, обслуживающие тело на этом уровне, могут выходить из спинного мозга. Позвоночный столб составляет примерно 71 см (28 дюймов) у взрослых мужчин и имеет изогнутую форму, что можно увидеть сбоку. Названия изгибов позвоночника соответствуют той области позвоночника, в которой они встречаются. Грудной и крестцовый изгибы вогнутые (изгиб внутрь относительно передней части тела), а шейный и поясничный изгибы выпуклые (изгибы наружу относительно передней части тела).Изогнутая кривизна позвоночного столба увеличивает его прочность и гибкость, позволяя ему поглощать удары подобно пружине (рис. 7).

Межпозвоночные диски , состоящие из фиброзного хряща, лежат между соседними телами позвонков от второго шейного позвонка до крестца. Каждый диск является частью сустава, который обеспечивает некоторое движение позвоночника и действует как амортизатор, поглощающий удары от таких движений, как ходьба и бег. Межпозвоночные диски также действуют как связки, связывающие позвонки вместе.Внутренняя часть дисков, пульпозное ядро, с возрастом твердеет и становится менее эластичной. Эта потеря эластичности снижает его способность поглощать удары.

Грудная клетка

Рис. 8. Грудная клетка, или грудная клетка, защищает сердце и легкие. (кредит: модификация работы NCI, NIH)

Грудная клетка , также известная как грудная клетка, является скелетом грудной клетки и состоит из ребер, грудины, грудных позвонков и реберных хрящей (рис. 8).Грудная клетка охватывает и защищает органы грудной полости, включая сердце и легкие. Он также обеспечивает опору для плечевых поясов и верхних конечностей и служит точкой крепления диафрагмы, мышц спины, груди, шеи и плеч. Изменения объема грудной клетки позволяют дышать.

Грудина , или грудина, представляет собой длинную плоскую кость, расположенную в передней части грудной клетки. Он образован из трех костей, которые срастаются у взрослого человека. Ребра - это 12 пар длинных изогнутых костей, которые прикрепляются к грудным позвонкам и изгибаются к передней части тела, образуя грудную клетку.Реберные хрящи соединяют передние концы ребер с грудиной, за исключением пар ребер 11 и 12, которые являются свободно плавающими ребрами.

Аппендикулярный скелет человека

Аппендикулярный скелет состоит из костей верхних конечностей (которые служат для захвата предметов и манипулирования ими) и нижних конечностей (которые позволяют передвигаться). Он также включает грудной или плечевой пояс, который прикрепляет верхние конечности к телу, и тазовый пояс, который прикрепляет нижние конечности к телу (рис. 9).

Рис. 9. Аппендикулярный скелет состоит из костей грудных конечностей (рука, предплечье, кисть), тазовых конечностей (бедра, голени, стопы), грудного пояса и тазового пояса. (кредит: модификация работы Марианы Руис Вильярреал)

Грудной ремень

Кости грудного пояса служат точками крепления верхних конечностей к осевому каркасу. Грудной пояс человека состоит из ключицы (или ключицы) спереди и лопатки (или лопаток) сзади (Рисунок 10).

Рис. 10. (a) Грудной пояс приматов состоит из ключиц и лопаток. (b) Вид сзади показывает ость лопатки, к которой прикрепляется мышца.

Ключицы - это S-образные кости, которые позиционируют руки на теле. Ключицы лежат горизонтально через переднюю часть грудной клетки (грудь) чуть выше первого ребра. Эти кости довольно хрупкие и подвержены переломам. Например, при падении с вытянутыми руками сила передается на ключицы, которые могут сломаться, если сила будет чрезмерной.Ключица сочленяется с грудиной и лопаткой.

Лопатки - это плоские треугольные кости, расположенные в задней части грудного пояса. Они поддерживают мышцы, пересекающие плечевой сустав. Гребень, называемый позвоночником, проходит через заднюю часть лопатки и легко прощупывается через кожу (рис. 10). Позвоночник лопатки - хороший пример костного выступа, который способствует прикреплению мышц к кости в широкой области.

Верхняя конечность

Рисунок 11.Верхняя конечность состоит из плечевой кости плеча, лучевой кости и локтевой кости предплечья, восьми костей запястья, пяти костей пястной кости и 14 костей фаланг.

Верхняя конечность содержит 30 костей в трех областях: рука (плечо до локтя), предплечье (локтевая и лучевая кость), а также запястье и кисть (рис. 11).

Шарнирное соединение - это любое место, в котором соединяются две кости. плечевая кость - самая большая и длинная кость верхней конечности и единственная кость руки.Он сочленяется лопаткой на плече и предплечьем в локте. Предплечье простирается от локтя до запястья и состоит из двух костей: локтевой и лучевой. Радиус расположен вдоль боковой (большой палец) стороны предплечья и сочленяется с плечевой костью в локтевом суставе. Локтевая кость расположена на медиальной стороне (со стороны мизинца) предплечья. Он длиннее радиуса. Локтевая кость сочленяется с плечевой костью в локтевом суставе. Лучевая и локтевая кости также сочленяются с костями запястья и друг с другом, что у позвоночных обеспечивает различную степень вращения запястья по отношению к длинной оси конечности.Рука включает восемь костей запястья, (запястье), пять костей пястной кости (ладонь) и 14 костей фаланг (пальцы). Каждый палец состоит из трех фаланг, за исключением большого пальца, если он есть, которого всего две.

Тазовый ремень

Тазовый пояс прикрепляется к нижним конечностям осевого скелета. Поскольку тазовый пояс отвечает за вес тела и передвижение, он надежно прикреплен к осевому скелету прочными связками.Он также имеет глубокие гнезда с прочными связками для надежного прикрепления бедренной кости к телу. Тазовый пояс дополнительно укреплен двумя большими тазобедренными костями. У взрослых тазобедренные кости или тазовых костей образуются путем слияния трех пар костей: подвздошной, седалищной и лобковой. Таз соединяется в передней части тела в суставе, называемом лобковым симфизом, и с костями крестца в задней части тела.

Женский таз немного отличается от мужского таза.На протяжении поколений эволюции самки с более широким лобковым углом и большим диаметром тазового канала воспроизводились более успешно. Следовательно, у их потомства также была анатомия таза, которая обеспечила успешные роды (рис. 12).

Рис. 12. Чтобы приспособиться к репродуктивной способности, (а) женский таз легче, шире, неглубокий и имеет более широкий угол между лобковыми костями, чем (б) мужской таз.

Нижняя конечность

Рис. 13. Нижняя конечность состоит из бедра (бедра), коленной чашечки (надколенника), голени (большеберцовая и малоберцовая костей), голеностопного сустава (предплюсны) и стопы (плюсневые кости и фаланги).

Нижняя конечность состоит из бедра, голени и ступни. Кости нижней конечности - это бедренная кость (бедренная кость), надколенник (коленная чашечка), большеберцовая и малоберцовая кости (кости голени), предплюсны (кости голеностопного сустава), плюсневые кости и фаланги (кости стопы) (Рисунок 13. ). Кости нижних конечностей толще и прочнее, чем кости верхних конечностей, из-за необходимости выдерживать весь вес тела и возникающие в результате силы передвижения. Помимо эволюционной приспособленности, кости человека будут реагировать на действующие на них силы.

бедренная кость , или бедренная кость, является самой длинной, самой тяжелой и самой прочной костью в организме. Бедренная кость и таз на проксимальном конце образуют тазобедренный сустав. На дистальном конце бедро, голень и надколенник образуют коленный сустав. Коленная чашечка , или коленная чашечка, представляет собой треугольную кость, расположенную перед коленным суставом. Надколенник врастает в сухожилие разгибателей бедра (четырехглавой мышцы). Улучшает разгибание колена за счет уменьшения трения. большеберцовая кость , или большеберцовая кость, представляет собой большую кость ноги, которая расположена непосредственно под коленом.Большеберцовая кость сочленяется с бедренной костью на ее проксимальном конце, с малоберцовой костью и костями предплюсны на ее дистальном конце. Это вторая по величине кость в человеческом теле, которая отвечает за передачу веса тела от бедренной кости к стопе. малоберцовая кость , или телячья кость, параллельна большеберцовой кости и сочленяется с ней. Он не сочленяется с бедренной костью и не выдерживает нагрузки. Малоберцовая кость действует как место прикрепления мышц и образует боковую часть голеностопного сустава.

предплюсны - это семь костей лодыжки.Голеностопный сустав передает вес тела от большеберцовой и малоберцовой костей стопе.

плюсневые кости - это пять костей стопы. Фаланги - это 14 костей пальцев ног. Каждый палец состоит из трех фаланг, за исключением большого пальца, у которого их всего две (рис. 13).

Вариации существуют у других видов; например, пястные кости и плюсны лошади ориентированы вертикально и не соприкасаются с субстратом.

Эволюция конструкции тела для передвижения по суше

Переход позвоночных на сушу потребовал ряда изменений в конструкции тела, поскольку передвижение по суше представляет ряд проблем для животных, которые приспособлены к перемещению в воде.Плавучесть воды обеспечивает определенную подъемную силу, и обычная форма движения рыб - это боковые колебания всего тела. Это движение вперед и назад толкает тело к воде, создавая движение вперед. У большинства рыб мышцы парных плавников прикрепляются к поясам внутри тела, что позволяет в некоторой степени контролировать передвижение. Когда некоторые рыбы начали перемещаться на сушу, они сохранили свою боковую волнообразную форму передвижения (anguilliform). Однако вместо того, чтобы отталкиваться от воды, их плавники или ласты стали точками контакта с землей, вокруг которых они вращались.

Эффект силы тяжести и отсутствие плавучести на суше означало, что вес тела был подвешен на конечностях, что привело к усилению их укрепления и окостенения. Влияние силы тяжести также потребовало изменений осевого каркаса. Боковые волны позвоночника наземных животных вызывают деформацию скручивания. Более плотный и окостеневший позвоночный столб стал обычным явлением у наземных четвероногих, потому что он снижает напряжение, обеспечивая при этом силу, необходимую для поддержания веса тела.У более поздних четвероногих позвонки стали допускать вертикальное движение, а не боковое сгибание. Еще одним изменением осевого скелета была потеря прямого соединения грудного пояса с головой. Это уменьшило сотрясение головы, вызванное ударами конечностей о землю. Позвонки шеи также эволюционировали, чтобы позволить голове двигаться независимо от тела.

Аппендикулярный скелет наземных животных также отличается от водных животных. Плечи прикрепляются к грудному поясу через мышцы и соединительную ткань, уменьшая таким образом сотрясение черепа.Из-за бокового волнистого позвоночного столба у ранних четвероногих конечности были растопырены в стороны, и движение происходило при выполнении «отжиманий». Позвонки этих животных должны были двигаться из стороны в сторону так же, как у рыб и рептилий. Этот тип движения требует больших мышц для перемещения конечностей к средней линии; это было почти как ходьба во время отжимания, и это неэффективное использование энергии. У более поздних четвероногих конечности помещают под туловище, так что каждый шаг требует меньшего усилия для продвижения вперед.Это привело к уменьшению размера приводящей мышцы и увеличению диапазона движений лопаток. Это также ограничивает движение в основном одной плоскостью, создавая движение вперед, а не движение конечностей вверх или вперед. Бедро и плечевая кость также были повернуты, так что концы конечностей и пальцев были направлены вперед, в направлении движения, а не в стороны. При размещении под телом конечности могут качаться вперед, как маятник, для достижения более эффективного шага при движении по земле.

Проверьте свое понимание

Ответьте на вопросы ниже, чтобы увидеть, насколько хорошо вы понимаете темы, затронутые в предыдущем разделе. В этой короткой викторине , а не засчитываются в вашу оценку в классе, и вы можете пересдавать ее неограниченное количество раз.

Используйте этот тест, чтобы проверить свое понимание и решить, следует ли (1) изучить предыдущий раздел дальше или (2) перейти к следующему разделу.

типов скелетных систем | Безграничная биология

Функции опорно-двигательного аппарата

Опорно-двигательный аппарат обеспечивает телу форму, поддержку, стабильность и подвижность.

Цели обучения

Обобщить структуру и роль опорно-двигательного аппарата

Основные выводы

Ключевые моменты
  • Скелет, мышцы, хрящи, сухожилия, связки, суставы и другие соединительные ткани - все это части опорно-двигательного аппарата, которые работают вместе, чтобы обеспечить телу поддержку, защиту и движение.
  • Кости скелетной системы защищают внутренние органы тела, поддерживают вес тела и служат основной системой хранения кальция и фосфора.
  • Мышцы мышечной системы удерживают кости на месте; они помогают двигаться, сокращая и натягивая кости.
  • Для обеспечения движения различные кости соединяются суставами, которые соединяются с другими костями и мышечными волокнами через соединительные ткани, такие как сухожилия и связки.
  • Хрящ предотвращает трение концов костей друг о друга.
  • Недоедание и артрит являются примерами нарушений и заболеваний в организме, которые могут серьезно нарушить функцию опорно-двигательного аппарата.
Ключевые термины
  • протез : искусственный заменитель внутренней или внешней части тела
  • артрит : воспаление сустава или суставов, вызывающее боль и / или инвалидность, отек и жесткость из-за различных причин, таких как инфекция, травма, дегенеративные изменения или нарушения обмена веществ
  • опорно-двигательная система : система органов, состоящая из мышечной и скелетной систем; система обеспечивает форму, поддержку, устойчивость и движение телу

Опорно-двигательный аппарат

Опорно-двигательный аппарат поддерживает организм и дает людям (и многим видам животных) возможность двигаться.Кости тела (скелетная система), мышцы (мышечная система), хрящи, сухожилия, связки, суставы и другие соединительные ткани, которые поддерживают и связывают ткани и органы вместе, составляют костно-мышечную систему.

Что наиболее важно, система обеспечивает форму, поддержку, устойчивость и движение телу. Например, кости скелетной системы защищают внутренние органы тела и выдерживают вес тела. Скелетная часть системы служит основным хранилищем кальция и фосфора.Он также содержит важные компоненты кроветворной системы (производство клеток крови). Мышцы мышечной системы удерживают кости на месте; они также играют роль в движении костей, сжимая и тянув кости, обеспечивая такие разнообразные движения, как стояние, ходьба, бег и хватание предметов. Чтобы обеспечить движение, разные кости соединены суставами. Внутри этих суставов кости связаны с другими костями и мышечными волокнами через соединительную ткань, такую ​​как сухожилия и связки.Хрящ предотвращает трение концов костей друг о друга. Мышцы сокращаются (собираются вверх), чтобы сдвинуть кость, прикрепленную к суставу.

Суставы, сухожилия и связки : для обеспечения движения различные кости соединяются суставами. Внутри этих суставов кости связаны с другими костями и мышечными волокнами через соединительную ткань, такую ​​как сухожилия и связки.

Мышечная система человека : Мышцы мышечной системы удерживают кости на месте, помогая им двигаться, сокращаясь и растягивая кости.

К сожалению, существуют заболевания и нарушения, которые могут отрицательно повлиять на функцию и общую эффективность системы, и могут нанести вред организму. Эти потенциально изнурительные заболевания трудно диагностировать из-за тесной связи опорно-двигательного аппарата с другими внутренними системами. У людей самые распространенные в мире заболевания опорно-двигательного аппарата вызваны недоеданием. Также широко распространены заболевания, поражающие суставы, например, артрит. Это может затруднить движение; в запущенных случаях они полностью ухудшают подвижность.В тяжелых случаях, когда сустав сильно поврежден, может потребоваться операция по замене сустава.

Скелетная система человека : Кости скелетной системы защищают внутренние органы тела, поддерживают вес тела и служат основной системой хранения кальция и фосфора.

Прогресс в области дизайна протезов привел к разработке искусственных суставов, наиболее распространенной из которых является операция по замене суставов на бедрах и коленях.Также доступны заменяющие суставы для плеч, локтей и пальцев. Даже при таком прогрессе еще есть возможности для улучшения конструкции протезов. Современные протезы имеют ограниченную долговечность и быстро изнашиваются, особенно у молодых или активных людей. Текущие исследования сосредоточены на использовании новых материалов, таких как углеродное волокно, которые могут сделать протезы более прочными.

Протезы : Улучшения в конструкции протезов, искусственные заменители таких частей тела, как суставы, локти, ноги и пальцы, позволили более широкий спектр действий для пациентов с ограниченными возможностями.

Типы скелетных систем

Гидростатический скелет, экзоскелет и эндоскелет поддерживают, защищают и обеспечивают движение тел различных типов животных.

Цели обучения

Различать типы скелета: гидростатический скелет, экзоскелет и эндоскелет

Основные выводы

Ключевые моменты
  • У организмов с гидростатическим скелетом мышцы сокращаются, чтобы изменить форму целома, который затем производит движение из-за давления жидкости внутри заполненной жидкостью полости.
  • Экзоскелеты - это внешние скелетные системы, состоящие из хитина и карбоната кальция.
  • Организмы с эндоскелетом поддерживаются твердой минерализованной скелетной системой, которая находится внутри тела.
  • У позвоночных эндоскелетная система подразделяется на осевой скелет и аппендикулярный скелет.
Ключевые термины
  • целом : заполненная жидкостью полость в теле животного; пищеварительная система подвешена в полости, которая выстлана тканью, называемой брюшиной
  • перистальтика : ритмичное волнообразное сокращение и расслабление мышц, которое распространяется волной вниз по мышечной трубке
  • эндоскелет : внутренний скелет животного, который у позвоночных состоит из костей и хрящей
  • экзоскелет : жесткая внешняя структура, обеспечивающая структуру и защиту для таких существ, как насекомые, ракообразные и нематоды.

Типы конструкций скелета

Скелетная система необходима для поддержки тела, защиты внутренних органов и обеспечения движения организма.Существует три различных конструкции скелета, которые обеспечивают эти функции организмов: гидростатический скелет, экзоскелет и эндоскелет.

Гидростатический каркас

Гидростатический каркас - это каркас, образованный заполненным жидкостью отделением внутри тела: целомом. Органы целома поддерживаются водной жидкостью, которая также сопротивляется внешнему сжатию. Этот отсек находится под гидростатическим давлением из-за жидкости и поддерживает другие органы организма. Этот тип скелетной системы встречается у животных с мягким телом, таких как морские анемоны, дождевые черви, книдарии и другие беспозвоночные.

Гидростатический скелет : Скелет морской звезды с красными шипами (Protoreaster linckii) является примером гидростатического скелета.

Движение в гидростатическом скелете обеспечивается мускулами, окружающими целому. Мышцы гидростатического скелета сокращаются, чтобы изменить форму целома; давление жидкости в целом производит движение. Например, дождевые черви передвигаются волнами мышечных сокращений (перистальтики) скелетных мышц гидростатического скелета стенки тела, которые попеременно укорачивают и удлиняют тело.Удлинение тела расширяет передний конец организма. У большинства организмов есть механизм закрепления в субстрате. Укорочение мышц затем вытягивает заднюю часть тела вперед. Хотя гидростатический скелет хорошо подходит для беспозвоночных организмов, таких как дождевые черви и некоторые водные организмы, он не является эффективным скелетом для наземных животных.

Экзоскелет

Экзоскелет - это внешняя твердая оболочка на поверхности организма.Например, панцири крабов и насекомых - это экзоскелеты. Этот тип скелета обеспечивает защиту от хищников, поддерживает тело и позволяет двигаться за счет сокращения прикрепленных мускулов. Как и у позвоночных, мышцы должны пересекать сустав внутри экзоскелета. Укорочение мышцы меняет соотношение двух сегментов экзоскелета. Экзоскелеты членистоногих, таких как крабы и омары, состоят на 30–50 процентов из хитина, полисахаридного производного глюкозы, который является прочным, но гибким материалом.Хитин секретируется клетками эпидермиса. Экзоскелет дополнительно укрепляется за счет добавления карбоната кальция в такие организмы, как омары. Поскольку экзоскелет бесклеточный и не растет по мере роста организма, членистоногие должны периодически сбрасывать свои экзоскелеты.

Экзоскелеты : Мышцы, прикрепленные к экзоскелету хеллоуинского краба (Gecarcinus quadratus), позволяют ему двигаться.

Эндоскелет

Эндоскелет состоит из твердых минерализованных структур, расположенных в мягких тканях организмов.Пример примитивного строения эндоскелета - спикула губок. Кости позвоночных состоят из тканей, тогда как у губок нет настоящих тканей. Эндоскелеты обеспечивают поддержку тела, защищают внутренние органы и позволяют двигаться за счет сокращения мышц, прикрепленных к скелету.

Эндоскелеты : Скелеты людей и лошадей являются примерами эндоскелетов. Они обеспечивают телам опору, защиту органов и помощь в движении.

Человеческий скелет - это эндоскелет взрослого человека, состоящий из 206 костей.У него пять основных функций: поддержка тела, хранение минералов и липидов, выработка клеток крови, защита внутренних органов и обеспечение движения. Скелетная система позвоночных подразделяется на осевой скелет (который состоит из черепа, позвоночника и грудной клетки) и аппендикулярный скелет (который состоит из плеч, костей конечностей, грудного пояса и тазового пояса).

Осевой скелет человека

Осевой скелет образует центральную ось человеческого тела и состоит из черепа, позвоночника и грудной клетки.

Цели обучения

Описание костей и функции осевого скелета человека

Основные выводы

Ключевые моменты
  • Осевой каркас обеспечивает поддержку и защиту головного и спинного мозга и органов в брюшной полости тела; он также обеспечивает поверхность для прикрепления мышц, направляет дыхательные движения и стабилизирует части аппендикулярного скелета.
  • Кости черепа делятся на кости черепа и лицевые кости; их основные роли заключаются в поддержке структур лица и защите мозга.
  • Позвоночный столб защищает спинной мозг, поддерживает голову и действует как точка прикрепления ребер и мышц спины и шеи.
  • Наиболее заметная роль грудной клетки - дыхание; однако он также защищает органы грудной полости, обеспечивает опору для плечевых поясов и верхних конечностей и действует как точка крепления диафрагмы, мышц спины, груди, шеи и плеч.
Ключевые термины
  • межпозвоночный диск : диск между позвонками в позвоночнике
  • косточка : небольшая кость (или костная структура), особенно одна из трех частей среднего уха
  • выпуклый : изогнутый или изогнутый наружу, как внешняя часть чаши, сферы или круга
  • позвоночник : группа позвонков, защищающих спинной мозг; позвоночник
  • вогнутый : изогнутый или изогнутый внутрь, как внутренняя поверхность сферы или чаши

Осевой скелет человека

Осевой скелет образует центральную ось человеческого тела и включает кости черепа, косточки среднего уха, подъязычную кость горла, позвоночный столб и грудную клетку (грудную клетку).Функция осевого скелета заключается в обеспечении поддержки и защиты головного и спинного мозга и органов в брюшной полости тела. Он также обеспечивает поверхность для прикрепления мышц, которые двигают голову, шею и туловище; выполняет дыхательные движения; и стабилизирует части аппендикулярного скелета, о которых будет сказано позже.

Осевой скелет : Осевой скелет состоит из костей черепа, косточек среднего уха, подъязычной кости, позвоночника и грудной клетки.

Череп

Кости черепа поддерживают структуру лица и защищают мозг. Череп состоит из 22 костей, которые делятся на две категории: кости черепа и кости лица. Кости черепа - это восемь костей, которые образуют полость черепа, которая охватывает мозг и служит местом прикрепления мышц головы и шеи. Восемь черепных костей включают лобную кость, две теменные кости, две височные кости, затылочную кость, клиновидную кость и решетчатую кость.

Череп : кости черепа поддерживают структуру лица и защищают мозг.

Четырнадцать лицевых костей образуют лицо, обеспечивают полости для органов чувств (глаза, рот и нос), защищают входы в пищеварительный и дыхательный тракты и служат точками крепления лицевых мышц. 14 лицевых костей - это носовые кости, верхнечелюстные кости, скуловые кости, небная часть, сошник, слезные кости, нижние носовые раковины и нижняя челюсть.

Кости черепа и лица : лицевые кости черепа образуют лицо и обеспечивают полости для глаз, носа и рта.Кости черепа, включая лобную, теменную, височную, затылочную, решетчатую и клиновидную кости.

Слуховые косточки среднего уха передают звуки из воздуха в виде колебаний в заполненную жидкостью улитку. Слуховые косточки состоят из шести костей: двух костей молоточка, двух костей наковальни и двух стремени, по одной с каждой стороны. Эти кости уникальны для млекопитающих.

Подъязычная кость лежит ниже нижней челюсти в передней части шеи. Он действует как подвижная основа для языка и соединяется с мышцами челюсти, гортани и языка.Нижняя челюсть сочленяется с основанием черепа, контролируя вход в дыхательные пути и кишечник. У животных с зубами нижняя челюсть приводит поверхность зубов в контакт с зубами верхней челюсти.

Позвоночный столб

Позвоночный столб, или позвоночник, окружает и защищает спинной мозг, поддерживает голову и действует как точка прикрепления ребер и мышц спины и шеи. Позвоночный столб взрослого человека состоит из 26 костей: 24 позвонков, крестца и копчика.У взрослого человека крестец обычно состоит из пяти позвонков, которые сливаются в один. Мы начинаем жизнь примерно с 33 позвонками, но по мере роста несколько позвонков срастаются. Взрослые позвонки далее делятся на 7 шейных позвонков, 12 грудных позвонков и 5 поясничных позвонков.

Позвоночный столб : (a) Позвоночный столб состоит из семи шейных позвонков (C1–7), двенадцати грудных позвонков (Th2–12), пяти поясничных позвонков (L1–5), крестца и копчика.(б) Изгибы позвоночника увеличивают силу и гибкость позвоночника.

В теле каждого позвонка в центре имеется большое отверстие, через которое проходят нервы спинного мозга. На каждой стороне также есть выемки, через которые спинномозговые нервы, обслуживающие тело на этом уровне, могут выходить из спинного мозга. Названия изгибов позвоночника соответствуют той области позвоночника, в которой они встречаются. Грудной и крестцовый изгибы вогнутые, шейный и поясничный изгибы - выпуклые.Изогнутая кривизна позвоночного столба увеличивает его прочность и гибкость, позволяя ему поглощать удары, как пружина.

Межпозвоночные диски, состоящие из фиброзного хряща, лежат между соседними телами позвонков от второго шейного позвонка до крестца. Каждый диск является частью сустава, который обеспечивает некоторое движение позвоночника, действуя как подушка для поглощения ударов от движений, таких как ходьба или бег. Межпозвоночные диски также действуют как связки, связывающие позвонки вместе.Внутренняя часть дисков, пульпозное ядро, с возрастом твердеет и становится менее эластичной. Эта потеря эластичности снижает его способность поглощать удары.

Грудная клетка

Грудная клетка, также известная как грудная клетка, является скелетом грудной клетки. Он состоит из ребер, грудины, грудных позвонков и реберных хрящей. Грудная клетка охватывает и защищает органы грудной полости, включая сердце и легкие. Он также обеспечивает опору для плечевых поясов и верхних конечностей и служит точкой крепления диафрагмы, мышц спины, груди, шеи и плеч.Изменения объема грудной клетки позволяют дышать.

Грудная клетка : Грудная клетка или грудная клетка защищает сердце и легкие.

Грудина или грудина - это длинная плоская кость, расположенная в передней части грудной клетки. Он образован из трех костей, которые срастаются у взрослого человека. Ребра - это 12 пар длинных изогнутых костей, которые прикрепляются к грудным позвонкам и изгибаются к передней части тела, образуя грудную клетку. Реберные хрящи соединяют передние концы ребер с грудиной, за исключением пар ребер 11 и 12, которые являются свободно плавающими ребрами.

Аппендикулярный скелет человека

Аппендикулярный скелет поддерживает прикрепление и функции верхних и нижних конечностей человеческого тела.

Цели обучения

Описание костей и функций аппендикулярного скелета человека

Основные выводы

Ключевые моменты
  • Аппендикулярный скелет человека состоит из костей верхних конечностей, нижних конечностей, грудного и тазового пояса.
  • Грудной пояс служит точкой прикрепления верхних конечностей к телу.
  • Верхняя конечность состоит из руки, предплечья, запястья и кисти.
  • Тазовый пояс отвечает за вес тела и движения; он также отвечает за прикрепление нижних конечностей к телу.
  • Нижние конечности, включая бедра, ноги и ступни, поддерживают весь вес тела и поглощают возникающие в результате движения силы.
Ключевые термины
  • осевой скелет : кости головы и туловища организма
  • аппендикуляр : конечность или придаток или относящиеся к ним
  • ключица : ключица; выступающая кость в верхней части груди между плечом и шеей
  • лопатка : одна из двух больших плоских костей, образующих заднюю часть плеча
  • шарнирный : для образования стыка или соединения посредством стыков

Аппендикулярный скелет человека

Аппендикулярный скелет человека состоит из костей верхних конечностей (которые служат для захвата предметов и манипулирования ими) и нижних конечностей (которые позволяют передвигаться).Он также включает грудной (или плечевой) пояс и тазовый пояс, которые прикрепляют верхние и нижние конечности к телу соответственно.

Аппендикулярный скелет : Аппендикулярный скелет состоит из костей грудных конечностей (рука, предплечье, кисть), тазовых конечностей (бедра, голени, стопы), грудного пояса и тазового пояса.

Грудной ремень

Кости грудного пояса, обеспечивающие точки прикрепления верхних конечностей к осевому каркасу, состоят из ключицы (или ключицы) спереди, а также лопатки (или лопаток) сзади.Ключицы, S-образные кости, которые помещают руки на тело, лежат горизонтально через переднюю часть грудной клетки (грудь) чуть выше первого ребра.

Грудной пояс : (a) Грудной пояс приматов состоит из ключиц и лопаток. (b) Вид сзади показывает ость лопатки, к которой прикрепляется мышца.

Лопатки - это плоские треугольные кости, расположенные в задней части грудного пояса. Они поддерживают мышцы, пересекающие плечевой сустав.Позвоночник проходит через заднюю часть лопатки; это хороший пример костного выступа, который обеспечивает широкую область прикрепления мышц к кости.

Верхние конечности

Верхние конечности содержат 30 костей в трех областях: рука (от плеча до локтя), предплечье (локтевая и лучевая кость), а также запястье и кисть. Плечевая кость - самая большая и длинная кость верхней конечности и единственная кость руки. Он сочленяется (соединяется) с лопаткой в ​​плече и с предплечьем в локте.Предплечье, простирающееся от локтя до запястья, состоит из двух костей: локтевой и лучевой. Радиус, расположенный вдоль боковой (большой) стороны предплечья, сочленяется с плечевой костью в локтевом суставе. Локтевая кость, расположенная на медиальной стороне (стороне мизинца) предплечья, длиннее лучевой кости. Он сочленяется с плечевой костью в локте. Лучевая и локтевая кости также сочленяются с костями запястья и друг с другом, что у позвоночных обеспечивает различную степень вращения запястья по отношению к длинной оси конечности.Рука состоит из восьми костей запястья (запястья), пяти костей пястной кости (ладони) и 14 костей фаланг (пальцев). Каждый палец состоит из трех фаланг, за исключением большого пальца, у которого их всего две.

Верхняя конечность : Верхняя конечность состоит из плечевой кости плеча, лучевой кости и локтевой кости предплечья, восьми костей запястья, пяти костей пястной кости и 14 костей фаланг.

Тазовый ремень

Тазовый пояс прикрепляется к нижним конечностям осевого скелета и отвечает за перенос веса тела и передвижение.Он надежно прикреплен к осевому каркасу прочными связками. Он также имеет глубокие гнезда с прочными связками для надежного прикрепления бедренной кости к телу. Тазовый пояс дополнительно укреплен двумя большими тазобедренными костями. У взрослых тазобедренные кости образуются путем слияния трех пар костей: подвздошной, седалищной и лобковой. Таз соединяется в передней части тела с лонным симфизом и с костями крестца в задней части тела.

Нижние конечности

Нижние конечности состоят из бедра, голени и стопы.Кости нижней конечности - это бедренная кость (бедренная кость), надколенник (коленная чашечка), большеберцовая и малоберцовая кости (кости голени), предплюсны (кости голеностопного сустава), плюсневые кости и фаланги (кости стопы). Кости нижних конечностей толще и прочнее, чем кости верхних конечностей, из-за необходимости выдерживать весь вес тела вместе с силами, возникающими в результате передвижения.

Нижняя конечность : Нижняя конечность состоит из бедра (бедренная кость), коленной чашечки (надколенника), голени (большеберцовая и малоберцовая костей), голеностопного сустава (предплюсны) и стопы (плюсневые кости и фаланги).

Бедренная кость или бедренная кость - самая длинная, самая тяжелая и крепкая кость в теле. Бедренная кость и таз на проксимальном конце образуют тазобедренный сустав. На дистальном конце бедро, голень и надколенник образуют коленный сустав. Коленная чашечка, или коленная чашечка, представляет собой треугольную кость, расположенную перед коленным суставом; он встроен в сухожилие разгибателей бедра (четырехглавой мышцы). Улучшает разгибание колена за счет уменьшения трения. Большеберцовая кость или большеберцовая кость - это большая кость ноги, расположенная непосредственно под коленом.Большеберцовая кость сочленяется с бедренной костью на ее проксимальном конце, с малоберцовой костью и костями предплюсны на ее дистальном конце. Как вторая по величине кость в человеческом теле, она отвечает за передачу веса тела от бедренной кости к стопе. Малоберцовая кость, или кость теленка, проходит параллельно большеберцовой кости и сочленяется с ней. Он не несет веса, но действует как место прикрепления мышц, образуя боковую часть голеностопного сустава.

Заплюсны - это семь костей лодыжки, по которым вес тела передается от большеберцовой и малоберцовой костей к стопе.Плюсны - это пять костей стопы, а фаланги - 14 костей пальцев ног.

Стопа и лодыжка : На этом рисунке показаны кости стопы и голеностопного сустава человека, включая плюсневые кости и фаланги.

Обзор скелета | Изучение анатомии скелета

Из чего состоит скелетная система ? Что делает скелетная система? На простейшем уровне скелет - это каркас, который обеспечивает структуру остальной части тела и облегчает движение.Скелетная система включает более 200 костей, хрящей и связок.

Прочтите, чтобы узнать 10 ключевых фактов о человеческом скелете.

1. Скелетная система состоит из более чем костей

Когда вы смотрите на человеческий скелет, выделяются 206 костей и 32 зуба. Но присмотритесь поближе, и вы увидите еще больше структур. Скелет человека также включает связки и хрящи. Связки - это связки плотной и волокнистой соединительной ткани, которые играют ключевую роль в функционировании суставов.Хрящ более гибкий, чем кость, но жестче, чем мышцы. Хрящ помогает структурировать гортань и нос. Он также находится между позвонками и на концах костей, таких как бедренная кость.

2. Скелет взрослого человека состоит из 206 костей

Эти кости обеспечивают структуру и защиту, а также облегчают движение. Кости сочленяются, образуя структуры. Череп защищает мозг и придает форму лицу. Грудная клетка окружает сердце и легкие. Позвоночный столб, обычно называемый позвоночником, состоит из более чем 30 мелких костей.Затем идут конечности (верхняя и нижняя) и пояса, которые прикрепляют четыре конечности к позвоночнику.

3. Скелет защищает жизненно важные органы

Мозг окружен костями, которые составляют часть черепа. Сердце и легкие расположены в грудной полости, а позвоночный столб обеспечивает структуру и защиту спинного мозга.

4. Взаимодействие между скелетом, мышцами и нервами, перемещающее тело

Как движется скелет? Мышцы человеческого тела прикреплены к костям.Нервы вокруг мышцы могут сигнализировать о движении. Когда нервная система посылает команды скелетным мышцам, они сокращаются. Это сокращение вызывает движение в суставах между костями.

5. Кости сгруппированы в осевой скелет и аппендикулярный скелет

Кости аппендикулярного скелета облегчают движение, а кости осевого скелета защищают внутренние органы. Все скелетные структуры принадлежат либо аппендикулярному скелету (пояса и конечности), либо осевому скелету (череп, позвоночный столб и грудная клетка).

6. Кости можно разделить на пять типов

Кости скелетной системы человека делятся на пять типов по форме и функциям. Бедренная кость является примером длинной кости. Лобная кость - плоская кость. Коленная чашечка, также называемая коленной чашечкой, представляет собой сесамовидную кость. Запястья (в руке) и предплюсны (на ступнях) являются примерами коротких костей.

7. У длинных костей три основные части

Внешняя сторона длинной кости состоит из слоя компактной кости, окружающей губчатую кость.Внутри длинной кости находится костномозговая полость, заполненная желтым костным мозгом.

8. Некоторые кости производят красные кровяные тельца

Красный костный мозг - это мягкая ткань, расположенная в сети губчатой ​​костной ткани внутри некоторых костей. У взрослых красный костный мозг в костях черепа, позвонков, лопаток, грудины, ребер, таза и на эпифизарных концах больших длинных костей продуцирует клетки крови.

9. Некоторые суставы не двигаются или очень мало двигаются

Один из способов классификации суставов - по диапазону движений.К неподвижным суставам относятся швы черепа, суставы между зубами и нижней челюстью, а также сустав, расположенный между первой парой ребер и грудиной. Некоторые суставы имеют небольшое движение; пример - дистальный сустав между большеберцовой и малоберцовой костью. Суставы, которые позволяют много двигаться (подумайте о плече, запястье, бедре и лодыжке), расположены в верхних и нижних конечностях.

10. У младенцев больше костей, чем у взрослых

В скелете младенца почти на сто костей больше, чем в скелете взрослого человека.Формирование костей начинается примерно с трех месяцев беременности и продолжается после рождения до зрелого возраста. Примером нескольких костей, которые со временем сливаются в одну кость, является крестец. При рождении крестец - это пять позвонков с дисками между ними. Крестец полностью срастается в одну кость обычно к четвертому десятилетию жизни.

11.2 Введение в скелетную систему - Биология человека

Создано CK-12 Foundation / Адаптировано Кристин Миллер

Рис. 11.2.1 Кости могут быть довольно веселыми.

Символ черепа и скрещенных костей очень долгое время использовался для обозначения смерти, возможно, потому, что после смерти и разложения кости - это все, что осталось. Многие люди думают о костях как о мертвых, сухих и хрупких. Эти прилагательные могут правильно описывать кости сохранившегося скелета, но кости живого человека очень живы. Живые кости также крепкие и гибкие. Кости - главные органы скелетной системы.

Скелетная система - это система органов, которая обеспечивает внутреннюю основу человеческого тела.Зачем нужна костная система? Попробуйте представить, как бы вы выглядели без него. Вы были бы мягкой, шаткой грудой кожи, содержащей мышцы и внутренние органы, но без костей. Вы можете выглядеть как очень большая пуля. Не то чтобы вы могли видеть себя - складки кожи опускались на ваши глаза и блокировали обзор из-за отсутствия костей черепа. Вы могли бы отодвинуть кожу, если бы вы могли двигать только руками, но для этого вам также нужны кости!

Компоненты скелетной системы

У взрослых скелетная система включает 206 костей, многие из которых показаны на рисунке 10.2.2 ниже. Кости - это органы, состоящие из поддерживающих соединительных тканей, в основном из прочного белкового коллагена. Кости содержат кровеносные сосуды, нервы и другие ткани, они твердые и жесткие из-за отложений кальция и других минеральных солей в их живых тканях. Места, где встречаются две или более костей, называются суставами. Многие суставы позволяют костям двигаться как рычаги. Например, локоть - это сустав, который позволяет сгибать и выпрямлять руку.

Рис. 11.2.2 Скелет взрослого человека состоит из 206 костей.У новорожденного ребенка 270 костей, но многие из них срастаются во взрослом возрасте.

Помимо костей, скелетная система включает хрящи и связки.

  • Хрящ - это тип плотной соединительной ткани, состоящей из прочных белковых волокон. Он прочный, но гибкий и очень гладкий. Он покрывает концы костей в суставах, обеспечивая гладкую поверхность для движения костей.
  • Связки представляют собой связки плотной волокнистой соединительной ткани, которые скрепляют кости.Они удерживают кости скелета на месте.

Осевой и аппендикулярный скелеты

Скелет традиционно делится на две основные части: осевой скелет и аппендикулярный скелет, обе из которых изображены ниже (рис. 10.2.3 и рис. 10.2.4 соответственно).

  • Осевой каркас образует ось корпуса. Он включает череп, позвоночник (позвоночник) и грудную клетку. Кости осевого скелета, а также связки и мышцы позволяют человеческому телу сохранять вертикальное положение.Осевой скелет также передает вес от головы, туловища и верхних конечностей вниз по спине к нижним конечностям. Кроме того, кости защищают мозг и органы грудной клетки.
Рисунок 11.2.3 Осевой каркас.
  • Аппендикулярный скелет образует придатки и их прикрепления к осевому скелету. Он включает кости рук и ног, кистей и стоп, а также плечевой и тазовый пояса. Кости аппендикулярного скелета обеспечивают возможность передвижения и других движений придатков.Они также защищают основные органы пищеварения, выделения и размножения.
Рисунок 11.2.4 Аппендикулярный скелет.

Скелетная система выполняет множество различных функций, необходимых для выживания человека. Некоторые функции, например поддержка тела, относительно очевидны. Остальные функции менее очевидны, но не менее важны. Например, три крошечные кости (молоток, наковальня и стремени) внутри среднего уха передают звуковые волны во внутреннее ухо.

Поддержка, форма и защита

Каркас поддерживает тело и придает ему форму.Без жестких костей скелетной системы человеческое тело было бы просто мешком мягких тканей, как описано выше. Кости скелета очень твердые и обеспечивают защиту нежных тканей внутренних органов. Например, череп окружает и защищает мягкие ткани головного мозга, а позвоночный столб защищает нервные ткани спинного мозга. Позвоночный столб, грудная клетка и грудина (грудная кость) защищают сердце, легкие и основные кровеносные сосуды. Обеспечение защиты этих последних внутренних органов требует, чтобы кости могли расширяться и сжиматься.Ребра и хрящ, соединяющий их с грудиной и позвонками, способны к небольшим сдвигам, которые позволяют дышать и другие движения внутренних органов.

Механизм

Рис. 11.2.5. Кости, которые встречаются в локтевом и плечевом суставах, включают лопатку, плечевую кость, лучевую и локтевую кость. Эти кости обеспечивают поверхности прикрепления для мышц, которые перемещают кости в суставе.

Кости скелета обеспечивают поверхности прикрепления скелетных мышц. Когда мышцы сокращаются, они тянут и двигают кости.На рисунке 11.2.5, например, показаны мышцы, прикрепленные к костям локтя и плеча. Они помогают стабилизировать сустав и позволяют руке сгибаться в этих двух суставах. Кости в суставах действуют как рычаги, движущиеся в точке опоры, а прикрепленные к костям мышцы прикладывают силу, необходимую для движения.

Кроветворение

Гематопоэз - это процесс производства клеток крови. Этот процесс происходит в ткани, называемой красным костным мозгом, которая находится внутри некоторых костей, включая таз, ребра и позвонки.Красный костный мозг синтезирует эритроциты, лейкоциты и тромбоциты. Ежедневно в костях вырабатываются миллиарды этих клеток крови.

Хранение минералов и гомеостаз

Другая функция скелетной системы - запасание минералов, особенно кальция и фосфора. Эта функция хранения связана с ролью костей в поддержании минерального гомеостаза. Для нормального функционирования организма в крови необходим необходимый уровень кальция и других минералов.Когда уровень минералов в крови слишком высок, кости поглощают некоторые из них и сохраняют их в виде минеральных солей, поэтому кости такие твердые. Когда уровень минералов в крови слишком низкий, кости выделяют часть минералов обратно в кровь. Костные минералы являются щелочными (основными), поэтому их выброс в кровь защищает кровь от чрезмерной кислотности (низкий pH), тогда как их обратное всасывание в кости защищает кровь от чрезмерной щелочности (высокий pH). Таким образом, кости помогают поддерживать кислотно-щелочной гомеостаз в крови.

Другой способ, которым кости помогают поддерживать гомеостаз, - действовать как эндокринный орган. Один эндокринный гормон, секретируемый костными клетками, - это остеокальцин, , который помогает регулировать уровень глюкозы в крови и отложение жира. Он увеличивает секрецию инсулина, а также чувствительность клеток к инсулину. Кроме того, он увеличивает количество клеток, вырабатывающих инсулин, и уменьшает жировые отложения.

Человеческий скелет не так половой диморфизм, как у многих других видов приматов, хотя человеческие женские скелеты, как правило, меньше и менее прочны, чем человеческие мужские скелеты в данной популяции.Есть также тонкие различия между мужчинами и женщинами в морфологии черепа, зубов, длинных костей и таза. Наибольшая разница в тазе, потому что женский таз приспособлен для рождения ребенка. Взгляните на таз на рисунках 11.2.6 и 11.2.7. Насколько они разные?

Рисунок 11.2.6 Мужской таз. Рисунок 11.2.7 Женский таз
  • Скелетная система - это система органов, которая обеспечивает внутреннюю основу человеческого тела.У взрослых скелетная система состоит из 206 костей.
  • Кости - это органы, состоящие из поддерживающих соединительных тканей, в основном из прочного белкового коллагена. Кости также содержат кровеносные сосуды, нервы и другие ткани. Кости твердые и жесткие из-за отложений кальция и других минеральных солей в их живых тканях. Помимо костей, скелетная система включает хрящи и связки.
  • Скелет традиционно делится на две основные части: осевой скелет (который включает череп, позвоночник и грудную клетку) и аппендикулярный скелет (который включает придатки и пояса, которые прикрепляют их к осевому скелету).
  • Скелетная система выполняет множество различных функций, включая поддержку тела и придание ему формы, защиту внутренних органов, обеспечение поверхностей прикрепления для скелетных мышц, обеспечение движений тела, производство клеток крови, хранение минералов, помощь в поддержании минерального гомеостаза и выработку эндокринных гормонов. .
  • В человеческом скелете относительно небольшой половой диморфизм, хотя женский скелет, как правило, меньше и менее прочен, чем мужской.Наибольшая половая разница в тазе, приспособленном для родов у самок.
  1. Что такое костная система? Сколько костей в скелете взрослого человека?
  2. Опишите состав костей.
  3. Какие еще органы входят в скелетную систему, кроме костей?
  4. Укажите две основные части скелета.
  5. Перечислите несколько функций костной системы.
  6. Если у человека проблемы с производством клеток крови, какой тип костной ткани, скорее всего, поражен? Поясните свой ответ.
  7. Какие три формы гомеостаза регулирует скелетная система? Кратко объясните, как каждый из них регулируется костной системой.
  8. Как вы думаете, что было бы с нами, если бы у нас не было связок? Поясните свой ответ.
  9. Что такое сустав? Как хрящ связан с суставами? Определите один сустав человеческого тела и опишите его функцию.

Чему можно научиться у древних скелетов? - Фарназ Хатиби, TED-Ed, 2017.

Кэти Райхс по судебной антропологии, Cornerstobe Publishing, 2012.

Половой диморфизм у нечеловеческих приматов - Видеообучение - WizScience.com, 2015.

Атрибуции

Рисунок 11.2.1

Skull_and_Crossbones.svg неизвестного автора на Wikimedia Commons - это номер Стандарт Unicode (на этом изображении показан символ U + 2620). Все графические изображения символов Unicode находятся в общественном достоянии (https: // en.wikipedia.org/wiki/Public_domain).

Рисунок 11.2.2

Skeleton от OpenStax на Викискладе используется по лицензии CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0).

Рисунок 11.2.3

Axial_skeleton_diagram_blank.svg от Quico / Qllach на Wikimedia Commons передан в общественное достояние (https://en.wikipedia.org/wiki/Public_domain). (Это производная работа из Axial skeleton diagram.svg Марианы Руис Вильярреал [LadyofHats].)

Рисунок 11.2.4

Appendicular_skeleton_diagram_blank.svg от Quico / Qllach на Викискладе размещен в открытом доступе (https://en.wikipedia.org/wiki/Public_domain). (Это производная работа из Appendicular_skeleton_diagram.svg Марианы Руис Вильярреал [LadyofHats].)

Рисунок 11.2.5

Animation_triceps_biceps от Niwadare на Wikimedia Commons используется в соответствии с CC BY-SA 4.0 (https: // creativecommons.org / licenses / by-sa / 4.0) лицензия.

Рисунок 11.2.6

Рисунок 11.2.7

Женский тазGray242 Генри Вандика Картера (1831-1897) на Викискладе находится в общественном достоянии (https://en.wikipedia.org/wiki/Public_domain). (Bartleby.com: Анатомия Грея, таблица 242)

Список литературы

Беттс, Дж. Г., Янг, К.А., Уайз, Дж. А., Джонсон, Э., По, Б., Круз, Д. Х., Король, О., Джонсон, Дж. Э., Уомбл, М., ДеСе, П.(2016, 27 мая). Рис. 7.2 Осевой и аппендикулярный скелет [цифровое изображение]. В Анатомия и физиология (Раздел 7.1). OpenStax. https://openstax.org/books/anatomy-and-physiology/pages/7-1-divisions-of-the-skeletal-system

Cornerstobe Publishing. (2012, 28 ноября). Кэти Райхс о судебной антропологии. YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=L101Bvj0lAA

TED-Ed. (2017, 15 июня). Чему можно научиться у древних скелетов? - Фарназ Хатиби. YouTube. https: // www.youtube.com/watch?v=T24hdchCVIg

Ван Дайк Картер, Х. (1858 г.). Пластины 241 и 242 для иллюстраций. В H. Gray, Anatomy of the Human Body. Lea & Febiger. Bartleby.com, 2000. www.bartleby.com/107/.

Wiz Science. (2015, 4 сентября). Половой диморфизм у нечеловеческих приматов - Видеообучение - WizScience.com. YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=7tKPju8nYi8

Скелеты у животных

Движение - одна из важнейших характеристик живых существ.Клеточное движение наблюдается у одноклеточных амеб, инфузорий и жгутиковых. Жгутики взмахивают, вызывая движение клеток, в то время как реснички синхронно бьются, заставляя клетку двигаться.

У животных движение необходимо для поиска пищи, спасения от хищников и поиска партнеров. У многих животных процесс движения сосредоточен в мышечной клетке, которая сокращается и расслабляется. Сжатие дает большую силу, которая прикладывается к поверхности посредством каркаса.

Скелетные системы обеспечивают структуру и защиту для множества организмов.Скелет на водной основе обеспечивает структуру, необходимую для передвижения червей. Твердый внешний скелет (экзоскелет) не только обеспечивает защитный механизм для многих организмов, но и помогает насекомым передвигаться. Внутренний скелет (эндоскелет), присутствующий у многих животных, обеспечивает структурную сеть для поддержки, защиты и движения.

Гидростатический каркас

Многие животные имеют скелет на водной основе или гидростатический скелет . Гидростатические скелеты не содержат твердых структур, таких как кости, за которые мышцы могли бы тянуть.Скорее, мышцы окружают полость тела, заполненную жидкостью. У червя, например, движение происходит, когда мышечные клетки сокращаются, и сокращения выдавливают внутреннюю жидкость (гидростатический скелет) на кожу, заставляя червя затвердеть, а тело укорачиваться и расширяться. Извивающееся движение червяка также зависит от гидростатического каркаса.

Экзоскелет

Второй тип скелета, экзоскелет , существует у членистоногих и моллюсков. У моллюсков экзоскелет представляет собой твердое защитное внешнее покрытие.Пример - раскладушка; когда мышцы моллюска сокращаются, они быстро закрывают раковину, создавая струю воды, которая толкает моллюска. У членистоногих экзоскелет также обеспечивает защиту и движение. Обычно крылья прикреплены мышцами к твердой поверхности тела, что обеспечивает основу для мышечных сокращений. Мышечные сокращения поднимают и опускают крылья, позволяя летать.

Эндоскелет

Позвоночные животные имеют внутренний скелет, называемый эндоскелетом , а - каркас из костей и хрящей (см. Рис. 27-1), который служит точкой прикрепления мышц.Таким образом, эндоскелет передает силу мышечных сокращений. Эндоскелет также обеспечивает поддержку тела (например, ног) и защиту (череп).

Кость содержит концентрические кольца ткани, в которых костные клетки, называемые остеобластами , производят неорганические материалы (волокна и матрикс) кости. Большая часть этого материала - фосфат кальция, образованный из кальция и фосфора, доставляемых кровью. Живые зрелые костные клетки, называемые остеоцитами , также находятся в кости.Клетки, разрушающие кости, называемые остеокластами , разрушают кость, тем самым обеспечивая обмен костного материала, необходимого в других областях. Комбинация костных клеток и костной ткани составляет единицу, называемую гаверсовской системой . Кровеносные сосуды и нервы также существуют в гаверсовской системе.

Кости соединяются, образуя сустав, который может быть неподвижным, например, в шве черепа, или подвижным, например, в суставах локтя и плеча. В подвижном суставе капсула синовиальной жидкости обеспечивает смазку.Жесткие волокнистые ткани, известные как связок, соединяют кости друг с другом. Соединительные ткани, называемые сухожилиями, прикрепляют мышцы к костям.

Рисунок 27-1 Скелет человека, на котором показаны основные кости тела.

Комментировать

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *