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

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.

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.

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.

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). .

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.

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

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.

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.

• 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.

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

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?

• 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.
7. Если у человека проблемы с производством клеток крови, какой тип костной ткани, скорее всего, поражен? Поясните свой ответ.
8. Какие три формы гомеостаза регулирует скелетная система? Кратко объясните, как каждый из них регулируется костной системой.
9. Как вы думаете, что было бы с нами, если бы у нас не было связок? Поясните свой ответ.
10. 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.