Скелет человека строение: Строение скелета человека в таблице (8 класс, биология)

Скелет человека, его строение и значение. | Презентация к уроку по биологии (8 класс) на тему:

Слайд 1

Скелет человека, его строение и значение. Гришина Марина Анатольевна, учитель биологии. 1 квалификационная категория МБОУ «Васильевская кадетская школа №1» Зеленодольский район РТ

Слайд 2

Опорно – двигательный аппарат слона

Слайд 3

Скелет человека состоит из тех же отделов, что и скелет млекопитающих

Слайд 4

ЭКСКУРС В ИСТОРИЮ

Слайд 5

Демокрит Собирал остатки скелетов, посещая кладбища Древнегреческий философ

Слайд 6

Клавдий Гален Древнеримский врач и естествоиспытатель Совершил путешествие в Александрию, где изучал единственный целиком собранный скелет человека

Слайд 7

Андрей Везалий Анатом Ночью крал трупы повешенных людей

Слайд 8

Описал строение скелета и его роль в жизни организма Иоганн Вольфганг Гете Немецкий поэт и ученый

Слайд 9

Петр Первый Покупал коллекции по анатомии

Слайд 10

СКЕЛЕТ

Слайд 11

СКЕЛЕТ — (от греч. skeletos — букв. — высохший), совокупность твердых тканей в организме животных и человека, дающих телу опору и защищающих его от механических повреждений.

Слайд 12

Скелет человека состоит: — из 206 костей Парные кости 85 Непарные кости 36

Слайд 13

Классификация костей по форме : — длинные — короткие — широкие или плоские — смешанные

Слайд 14

Соединения костей Неподвижные Подвижные — суставы Малоподвижные

Слайд 15

Скелет Осевой Периферический Скелет головы Скелет туловища Скелет конечностей Верхних Нижних Плечевой пояс Скелет конечностей Тазовый пояс Скелет конечностей

Слайд 16

Строение головы Мозговой отдел черепа Лицевой отдел черепа 23

Слайд 17

Строение головы (череп) Лицевой отдел Мозговой отдел

Слайд 18

Теменная кость Височная кость Лобная кость Затылочная кость Носовая кость Верхнечелюстная кость Нижнечелюстная кость Череп Скуловая кость

Слайд 19

Скелет туловища 33 – 34

Слайд 20

Скелет туловища Шейный отдел Грудной отдел Поясничный отдел Крестцовый отдел Копчиковый отдел 7 12 5 5 4-5

Слайд 21

Изгибы позвоночника Шейный лордоз Грудной кифоз Поясничный лордоз Крестцовый кифоз

Слайд 22

Спинной мозг в позвоночном канале

Слайд 23

Грудная клетка Ребро Грудина Хрящ

Слайд 24

Скелет верхней конечности Ключица Лопатка Плечевая кость Локтевая кость Лучевая кость Кости запястья Кости пястья Фаланги пальцев Пояс верхних конечностей Кости предплечья Кисть

Слайд 25

Скелет нижней конечности Тазовая кость Бедренная кость Большая берцовая кость Малая берцовая кость Предплюсна Плюсна Фаланги пальцев Пяточная кость

Слайд 26

Функции скелета человека Двигательная Защитная Формообразующая Опорная Кроветворная Обменная

Слайд 27

Задание: собери таблицу

Слайд 28

1 . Функции скелета Опорная, защитная, кроветворная, обмен минеральными веществами. 2 . Скелет головы — череп Парные – теменные, височные, скуловые, носовые. Непарные – лобная, затылочная, верхнечелюстная , нижнечелюстная. 3 . Отделы скелета Туловище , череп, плечевой пояс, верхняя конечность, тазовый пояс, нижняя конечность 4 . Плечевой пояс Лопатка и ключица 5 . Кости верхней конечности Плечо , предплечье, кисть 6 . Пояс нижней конечности (тазовый) Тазовые кости 7 . Кости нижней конечности Бедро , голень, стопа

Слайд 29

А знаете ли вы?

Слайд 30

Гигантский скелет был раскопан в малоизвестной части пустыни в Индии

Слайд 31

Один из наиболее хорошо сохранившихся скелетов, пролежавших в песке 6 тысяч лет, выглядит так, будто он захоронен совсем недавно. Положение скелета говорит о том, что человек был захоронен в позе спящего.

Слайд 32

Археологи исследуют скелет женщины, которая умерла в возрасте двадцати лет.

Слайд 33

ТЕСТ ТЕСТ ТЕСТ

Слайд 34

Домашнее задание В учебнике с. 98 – 105, задания в тетради на печатной основе № 90, № 100-102

Слайд 35

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!

Скелет человека, его строение и значение

Цель урока: изучить отделы скелета человека, выявить различия строения скелета млекопитающих и человека, связанные с прямохождением, раскрыть взаимосвязь строения и функций осевого скелета.

Обучающие задачи:

• Изучить основные отделы скелета человека.
• Развивать понятие о взаимосвязи строения с выполняемой функцией.
• Выявить особенности строения скелета человека, связанные с прямохождением и трудовой деятельностью.
• Научиться следить за своей осанкой, корректировать её состояние.

Развивающие задачи:

• Совершенствовать умения проводить наблюдения за натуральными объектами, давать общую характеристику изучаемого материала
• Продолжить формирование научного мировоззрения, развивать эволюционные взгляды на основные доказательства о сходстве между скелетом млекопитающих и человека.
• Развивать логическое мышление учащихся.
• Продолжить развивать навыки работы с ПК.

Воспитывающие задачи:

• Воспитывать бережное отношение к своему организму.
• Продолжить развитие умений учащихся работать в группах, слушать оппонентов.
• Методы и формы:
• Проблемно-поисковый;
• Групповая работа.

Оборудование: таблица с изображением скелета, модель скелета, модель черепа, позвонки, презентация к уроку, мультимедийное учебное пособие «БИОЛОГИЯ. Анатомия и физиология человека», 8 класс, ноутбуки.

Ход урока

1. Организационный момент, приветствие.

Установка на работу во время урока по группам (сформированным заранее).

2. Подготовка к изучению нового материала.

Скажите, пожалуйста, каково значение опорно-двигательного аппарата млекопитающих животных?

(Данная система органов у млекопитающих животных выполняет опорную и защитную функции, обеспечивает движение тела)

О существовании костей в нашем организме знает каждый. Будучи твердым остовом, скелет (от греч. «скелетон» — «высохший», «высушенный») выполняет в нашем организме различные функции, главная из которых опорная: он удерживает в определенном положении все органы, принимает на себя всю тяжесть тела. И вместе с мышцами и соединительнотканными образованиями — хрящами, связками, сухожилиями — дарит нам способность двигаться, создает структурную форму тела, определяет его размеры. Кроме того, кости, мышцы и связки служат надежным панцирем для скрывающихся в теле внутренних органов и тканей.

Скелет человека состоит из соединенных между собой костей. Указать точное количество костей в организме человека не представляется возможным. Во-первых, оно несколько различно у разных людей. Во-вторых, количество костей меняется с возрастом: со временем некоторые кости срастаются, образуя плотные швы. Поэтому современные ученые осторожно указывают, что у человека «несколько более 200 костей».

В скелете человека различают: осевой скелет и периферический скелет.

Сегодня на уроке нам предстоит выяснить каково значение скелета человека, изучить из каких отделов состоит скелет.

Вспомните, какие отделы различают в скелете животных (демонстрация модели скелета кошки)?

Работая в группах, вы самостоятельно, используя учебник, муляжи костей, мультимедийную презентацию и электронные пособия изучите строение различных отделов скелета и выясните, в чем отличие скелета человека от млекопитющих.

3. Изучение нового материала.

А) Работа в группах с презентацией «Скелет человека» (Приложение 1) для ознакомления с особенностями состава и строения скелета.

Б) разбиваемся на 4 группы по 5 человек в каждой, обязательно наличие лидера этой группы;

В) обговариваются правила общения во время работы в группе:

Каждый имеет:

• Право на аргументированное мнение
• Право на ошибку
• Искренне выслушивать другого
• Не торопиться

Г) Каждая группа получает инструктивную карточку. Ваша задача изучить отдел скелета и его функции. При этом возможно использовать материалы учебника, раздаточный материал, электронную презентацию, модель скелета человека.

Задания для групп по изучению нового материала (Приложение 2).

Познакомьтесь с мультимедийной презентацией.

Посмотрите текст в учебнике.

И ответьте на вопросы для вашей группы.

Заполните задания в рабочей тетради.

Физкультминутка.

4. Первичная проверка понимания.

Учащиеся представляют результаты своей работы. Совместное обсуждение. По ходу рассказа остальные учащиеся выполняют задание в рабочей тетради.

5. Закрепление изученного материала.

1) Для проверки, как вы усвоили сегодняшний материал, выполним практическое задание в рабочей тетради. С. 62, №93.

На группу выдается кость, нужно определить: название кости, принадлежность к отделу, тип кости.

2) Предлагаю проверить знания по скелету посетив виртуальную лабораторию (в презентации по гиперссылке).

6. Домашнее задание (2 минуты). Рабочая тетрадь № 100 (раскрасить), 103 (рисунок), 104. С.65, 67, 68. Учебник с. 108-112.

7. Подведение итогов, выставление оценок.

Как вы считаете, ваши коллеги из других групп справились с заданием?

А как вы оцениваете свою работу? Оцените работу участников группы используя бланк (Приложение 3).

Рефлексия (2 минуты)

Вопрос	Утверждение	Утверждение
1. На уроке я работал	активно	пассивно
2. Своей работой на уроке я	доволен	не доволен
3. Урок для меня показался	коротким	длинным
4. За урок я	не устал	устал
5. Мое настроение	стало лучше	стало хуже
6. Материал урока мне был	понятен полезен интересен легким	не понятен бесполезен скучен трудным

Ответьте на предложенные вопросы, отметив подходящее для вас утверждение.

Благодарю за урок!

Строение скелета человека — Биология — Bilim

Строение скелета человека

Каратогайская средняя школа

Мартукский р/н

Актюбинская обл

Тулегенова Индира Сериковна

 

 

 

Тема урока: «Строение скелета человека»

Цель урока: Сформировать знания у учащихся о строении скелета человека

Задачи урока:

Образовательная: Расширить знания школьников о строении и функциях системы опоры и движения, о скелете и мышцах как её составных частях.

Развивающая: Познакомить учащихся со строением и функциями отделов скелета человека: головы, туловища, верхних и нижних конечностей.

Воспитательная: Научить выявлять особенности скелета человека, связанные с прямохождением и трудовой деятельностью.

Оборудование: модели скелета человека, демонстрационные листы строение скелета, видеофильм «Строение скелета»,указка.

На доске написан эпиграф к уроку: “Движение – это жизнь”. Вольтер.

 

Ход урока.

I. Организационный момент.

II. Проверка домашнего задания.

Беседа по вопросам. Ответы учащихся у доски с использованием таблиц и модели скелета человека.

1. Из чего состоит опорно-двигательный аппарат и какие функции выполняет?
2. Каков химический состав костей?
3. Какая ткань образует кость? Какие бывают кости?
4. Расскажите о строении кости.
5. Как кости растут в длину и в толщину?
6. Какие бывают соединения костей?
7. Работа по дидактическим карточкам.

III. Изучение нового материала.

(Рассказ с элементами беседы. Просмотр фрагмента видеофильма о строении скелета человека.)

1. Общий обзор скелета человека.

Чтоб черпать полной чашей
Труд, счастье, наслажденье, 
Залогом жизни нашей
Является движенье! 
В.В. Розенблат.

“Движение — это жизнь”, — заметил Вольтер. Действительно, человек приспособлен, а может быть, и приговорён природой к движению. Люди не могут не двигаться и начинают делать это осознанно уже на четвёртом месяце после рождения — тянуться, хватать различные предметы.

Благодаря чему же мы перемещаемся в пространстве, бегаем, шагаем, прыгаем, ползаем, плаваем, совершаем каждый день многие тысячи разнообразных выпрямлений, сгибаний, поворотов? Обеспечивает всё это костно-мышечная система, или опорно-двигательный аппарат. Он включает кости, связывающие их соединительные ткани и мышцы. Кости черепа, конечностей и туловища образуют твёрдый остов тела, или скелет (от греч.“скелетос” — буквально “высохший”). Мышцы и соединительнотканные образования — хрящи, фасции, связки, сухожилия — мягкий остов, или гибкий скелет, человеческого тела. Твёрдый остов выполняет разные функции, главная из которых опорная: он удерживает в определённом положении все органы, принимает на себя всю тяжесть тела. И вместе с гибким остовом дарит нам способность двигаться. Кроме того, кости, мышцы, связки служат надёжным панцирем для скрывающихся в теле внутренних органов и тканей.

 (Просмотр фрагмента видеофильма о строении скелета человека. 4 мин 30 сек.)

В скелете человека различают: скелет головы, скелет туловища и скелет верхних и нижних конечностей.

2. Скелет головы – череп.

Голова всегда считалась священной частью тела. В древности многие верили, что в ней обитает душа. По представлениям полинезийского народа маори, голова служила вместилищем маны — особой силы человека. Поэтому нельзя было не только дотрагиваться до голов знатных маори, но даже передавать что-либо через голову вождя.

Каков же он, череп, с точки зрения современной анатомии? Специалисты разделяют его на мозговой, охраняющий головной мозг, и лицевой, образующий костную основу лица.

Формирование Homo sapiens на заре его истории привело к изменению формы черепа. Это было обусловлено прямохождением и специализацией рта. Первое обстоятельство повлекло смешение точки опоры головы вперёд, а второе вызвало возникновение органа речи и изменение процесса питания. Люди научились использовать хозяйственные орудия и уже не испытывали необходимости в грубой переработке пиши зубами. К тому же зубы постепенно перестали быть средством защиты и нападения. Соответственно размеры челюстей и всей лицевой части черепа уменьшились, а мозговой — возросли. Тем более что увеличился и объём головного мозга человека.

В процессе развития происходило “наплывание” мозгового отдела на лицевой.

Мозговой отдел образован рядом костей — плоских, смешанных и воздухоносных. Нет только, если вспомнить все их виды, трубчатых — ни длинных, ни коротких. Они просто не нужны. Кости образуют округлую полость черепа, венчающего тело.

Вверх от глазниц поднимается снабжённая буграми лобная кость, соединяющаяся сзади в области крыши (купола) черепа с двумя теменными костями. Уместно подчеркнуть, что лоб у нас большой из-за хорошего развития мозга, и в том числе его лобных долей. Сзади расположена затылочная кость, а по бокам — весьма тонкие височные кости. Поскольку прочность их мала, удар в висок опасен. В “Песне про купца Калашникова…” М. Ю. Лермонтова молодой купец одним ударом в висок убил удалого опричника Кирибеевича.

Кости черепа разнообразны по форме; зачастую она далека от строгой геометричности. В этом можно убедиться, рассматривая череп снизу, т. е. со стороны основания. Сразу бросается в глаза большое затылочное отверстие. Рядом с ним и впереди расположены более мелкие отверстия и каналы, предназначенные для черепных нервов и их ветвей, а также кровеносных сосудов.

Лицевая же часть, на строительство которой идёт 16 более тонких костей, связана с органами дыхания, пищеварения и чувств.

Только человеку присущ подбородок треугольной формы, впрочем крайне изменчивый по очертаниям: у кого-то он может сильно выдаваться вперёд, у кого-то укорочен и т. д. Такого выступа нет у обезьян, не было его и у древних людей. Его появление обусловлено развитием членораздельной речи. Нижняя челюсть — единственная подвижная кость черепа. Правда, на шее есть и ешё одна подвижная косточка — подъязычная, но она связана с черепом не суставом, а за счёт окружающих её мышц шеи.

На лицевом черепе сразу обращают на себя внимание крупные глазницы и наружное отверстие полости носа. Его слегка прикрывают сверху сросшиеся друг с другом мелкие носовые косточки, благодаря чему нос у человека немного выдается вперед. Чуть ниже глазниц лежат парные верхнечелюстные кости.

Череп меняется с возрастом. На первых месяцах развития плода он весь перепончатый (соединительнотканный). Затем в основании появляются хрящи, постепенно преобразующиеся в кости. А в области крыши черепа хрящи так и не возникают – у младенцев здесь участки между отдельными костями закрыты соединительной тканью.

Довольно широкие промежутки на черепе новорожденного получили название родничков, которым когда-то приписывали фантастические свойства, вплоть до способности пропускать “духов” головного мозга. Теперь же никто не сомневается, что во внутриутробный период швы и роднички необходимы, чтобы самая большая часть плода – его головка могла изменять форму и легче проходить через родовые пути женщины. А появившемуся на свет младенцу роднички нужны, так как ребёнок бурно растет, мозг увеличивается. Чтобы в какой-то момент мозгу не стало тесно в черепной коробке, природа предусмотрела роднички.

3. Скелет туловища.

Скелет туловища состоит из позвоночника и грудной клетки.

Основу скелета составляет позвоночник, имеющий оригинальную конструкцию. Если бы он представлял собой сплошной костный стержень, то наши движения были бы скованными, лишенными гибкости и доставляли бы такие же неприятные ощущения, как езда в телеге без рессор по булыжной мостовой. Упругость сотен связок, хрящевых прослоек и изгибов делает позвоночник прочной и гибкой опорой. Благодаря такому строению позвоночника человек может нагибаться, прыгать, кувыркаться, ездить верхом, бегать. 

Очень прочные межпозвонковые связки допускают самые сложные движения и вместе с тем создают надежную защиту спинному мозгу — он не подвергается каким-либо механическим воздействиям при самых невероятных изгибах позвоночника.

Позвоночник связывает части тела, выполняет защитную функцию для спинного мозга и опорную для головы, рук, туловища. Верхний отдел позвоночника поддерживает голову. Длина позвоночника составляет около 40% длины тела человека.

Позвоночник состоит из 33—34 позвонков. В нем различают следующие отделы: шейный (7 позвонков), грудной(12), поясничный (5), крестцовый (5) и копчиковый (4—5 позвонков). У взрослого человека крестцовые и копчиковые позвонки срастаются в крестец и копчик.

Позвоночник человека имеет изгибы, играющие роль амортизатора: благодаря им смягчаются толчки при ходьбе, беге, прыжках, что очень важно для предохранения внутренних органов и особенно головного мозга от сотрясений.

Позвоночник образован позвонками. Типичный позвонок состоит из тела, от которого сзади отходит дуга. От дуги отходят отростки. Между задней поверхностью тела позвонка и дугой находится позвоночное отверстие.

Накладываясь друг на друга, позвоночные отверстия образуют позвоночный канал, в котором находится спинной мозг.

Грудная клетка образована 12-ю парами ребер, подвижно соединенных с грудным отделом позвоночника и с грудиной. Грудная клетка защищает сердце, легкие, крупные сосуды и другие органы от повреждений, служит местом прикрепления дыхательных мышц и некоторых мышц верхних конечностей.

4. Скелет конечностей.

У человека функции конечностей — рук и ног — четко разграничены. Верхними человек совершает трудовые операции, множество разнообразных движений, в том числе сложных, нижние служат для опоры и передвижения.

Скелет любой конечности состоит из двух частей: пояса конечностей и скелета свободной конечности. Кости пояса конечностей соединяют свободные конечности со скелетом туловища.

Пояс верхних конечностей образован двумя лопатками и двумя ключицами. Скелет свободной верхней конечности состоит из трех отделов: плечевой кости, костей предплечья и кисти. Плечевая кость образует с лопаткой подвижное соединение {плечевой сустав), позволяющее совершать различные движения рукой.

Предплечье образовано лучевой и локтевой костями. Способность лучевой кости поворачиваться вокруг локтевой позволяет совершать такие движения, как поворачивание ключа, вращение отвертки.

Кисть образована большим количеством мелких костей. В ней различают три отдела: запястье, пясть и фаланги пальцев.

Пояс нижних конечностей {тазовый пояс) составляют две тазовые кости, которые соединяются с крестцом.Тазовые кости вместе с крестцом образуют кольцо, на которое опирается позвоночный столб (туловище). С тазовыми костями соединяются скелет нижних конечностей и мышцы, он служит для них опорой и принимает участие в их движениях. Тазовый пояс также поддерживает и защищает внутренние органы.

Скелет свободной нижней конечности состоит из бедренной кости, костей голени и стопы. Массивная бедренная кость — самая крупная кость скелета человека.

К костям голени относятся большеберцовая и малоберцовая кости.

Кости стопы подразделяют на кости предплюсны, плюсны и фаланги пальцев.

6. Особенности скелета человека, связанные с прямохождением, трудовой деятельностью, развитием мозга. (Продолжение самостоятельной работы. Беседа с элементами рассказа учителя, дополняющего знания о скелете.)

IV. Физминутка. Просмотр видеоролика «Скелет человека»

V. Закрепление материала.

1.     Рассказать о строении скелета.

Скелет головы (череп), скелет туловища (Объясните, какое значение имеет увеличение размеров позвонков в нижней части позвоночника.),скелет конечностей.

2.     Заполнение таблицы “Скелет человека”.

VI. Домашнее задание.

Стр. 77 – 183, вопросы и задания на стр. 83. Заполнить таблицу “Скелет человека” до конца.

VII. Подведение итогов урока. Оценивание.

---

как современный образ жизни меняет строение скелета — Будущее на vc.ru

62 095 просмотров

Раньше считалось, что кости человека растут по генетически предопределённому пути. Но всё изменилось в 1939 году, когда в Нидерландах родился козлёнок без передних копыт. В течение нескольких месяцев он научился прыгать на задних ногах, но вскоре погиб.

Голландские анатомы решили исследовать скелет козлёнка и обнаружили, что он стал приспосабливаться — кости таза и задних ног были толще среднего, берцовые кости оказались сильно вытянуты, копыта и бёдра расположились под странным углом, характерным для прыгающих животных, например зайцев или кенгуру.

Сейчас учёные сходятся во мнении, что скелеты удивительно податливы. В живых организмах они не белые и твёрдые, а розовые, пронизанные кровеносными сосудами. Да, строение скелета определяется заложенными в ДНК шаблонами, но сами кости впоследствии способны адаптироваться под различные условия.

Это знание предопределило появление остеобиографии — дисциплины, изучающей образ жизни человека по строению его скелета. Взять, к примеру, тайну «силачей» Марианских островов. В 1924 году археологи обнаружили на острове Тиниан скелет мужчины, умершего в 16 или 17 веке.

Его череп, плечи, ключицы и берцовые кости были гигантскими, из чего учёные заключили, что владелец скелета был невероятно сильным и высоким.

Дом вождя Тага, известного своей силой.

Вскоре археологи нашли ещё больше могил, и стало ясно, что такие огромные скелеты — не аномалия, а скорее закономерность на Тиниане и ближайших к нему островах. Но откуда взялись силачи?

Жители острова занимались обработкой камня: строили дома, колонны. Их кости приспособились к наращиванию мускулов за счёт увеличения размера.

Если археологи будущего воспользуются остеобиографией, чтобы побольше узнать о людях, живших в 2019 году, они тоже смогут найти особые характеристики костей современного человека, обусловленные его стилем жизни.

Форма черепа меняется из-за постоянного использования смартфонов

Я работаю клиническим врачом 20 лет — и лишь в последние десять я всё чаще замечаю вырост на черепе пациентов.

Дэвид Шахар

физиолог университета Саншайн-Коаст

Вырост, называемый наружным затылочным выступом, находится на задней части черепа сразу над шеей. Если он у вас есть, то вы легко можете нащупать его пальцами.

До недавних пор этот выступ считался очень редким явлением. Но исследование Шахара показало, что оно встречается довольно часто, особенно у людей в возрасте от 18 до 30 лет.

Когда мы сидим прямо, голова балансирует на верхушке позвоночника. Но сейчас мы проводим всё больше времени перед экранами, а значит, в наклонном положении. Это создаёт нагрузку на шею, которая стремится удержать голову на месте.

Шахар считает, что выступ формируется из-за чрезмерного давления там, где встречаются мышцы шеи и череп, чтобы сбалансировать его, распределив вес черепа по большей площади.

Люди ещё до появления смартфонов создавали эту нагрузку на шею, но не в таком объёме. Если в 1973 году, до изобретения портативных устройств, среднестатистический американец проводил за чтением книги два часа ежедневно, то сейчас он проводит почти в два раза больше, только смотря в телефон.

Немецкие учёные совершили не менее интересное открытие — локти уменьшаются. Кристиан Шеффлер, антрополог Потсдамского университета, обнаружила это, наблюдая за физиологическим развитием школьников.

Локти уменьшаются из-за отсутствия физических нагрузок

Чтобы понять, как сильно скелеты детей изменяются, она исследовала изменения строения детских костей в период между 1999 и 2009 годами. В частности, она измерила зависимость ширины локтя от роста человека, а затем сравнила результаты с результатами такого же исследования десятилетней давности и сделала вывод, что детские скелеты становятся всё более и более хрупкими с каждым годом.

Генетика — не причина этого, потому что ДНК не может измениться так сильно за десять лет. Скудная пища также ни при чём, потому что немецкие дети в целом хорошо питаются. И учёные пришли к выводу, что причина хрупкости скелета в отсутствии физических нагрузок, и обнаружили прямую зависимость плотности костей от количества физических упражнений, а точнее, просто ходьбы.

Ещё одну тайну костей, которой уже несколько сотен лет, обнаружила Норин фон Крамон-Тобейдель, американский антрополог. Она изучала строение черепов, пытаясь понять, можно ли по их размерам и форме определить страну их происхождения. Но вот что она узнала вместо этого: по форме челюсти можно определить, рос ли человек от предков охотников и собирателей или же фермерского сообщества.

Нависание верхней челюсти над нижней сформировало речь — упростило произношение звуков «ф» и «в»

В современных фермерских коммунах еда мягкая и легко усваивается. Чем меньше человек пережёвывает пищу, тем слабее становятся его мышцы, а значит, там меньше развивается челюсть. Внешне это не заметно, но оказывает сильное влияние на прикус.

В нашем постиндустриальном обществе люди всё чаще страдают от проблем с зубами: скученности, кривизны и так далее. Исследования показывают, что более жёсткая (для пережёвывания) диета, особенно у детей, может быть полезна для устранения некоторых проблем с тем, как наши зубы растут и развиваются.

Норин фон Крамон-Тобейдель

антрополог

У изменений в строении челюсти и зубов есть как минимум один положительный эффект — на речь.

Недавнее исследование показало: когда общества открыли сельское хозяйство в период неолита, примерно 12 тысяч лет назад, изменения в строении челюсти, возможно, позволили нам произносить новые звуки, такие как «ф» и «в». Если в ранних языках количество этих звуков составляло 3%, то в современных оно составляет 76%.

Что же обнаружат археологи будущего? Плохую диету, крайне низкий уровень физической активности и трагичную зависимость от смартфонов.

Скелетная система — (Структура + Состав + Факты)

Мы, люди, оснащены костями, которые помогают нам структурировать свое тело без потерь энергии. Потому что, когда мы стоим на месте или идем, кости структурируются и придают нашему телу жесткость. Если в нашем теле нет костей, тогда тело должно структурировать себя с помощью мускулов — тратя много энергии. Давайте узнаем, как эти кости связаны вместе эфиром, образуя скелетную систему.

Что такое скелетная система?

Кости в теле человека соединены вместе, образуя систему костей, называемую скелетной системой.Основная задача скелетной системы — обеспечить жесткую структуру, на которой держится все наше тело. Кости не только обеспечивают жесткость, но и выполняют различные функции. Некоторые из этих функций обеспечивают защиту мягких и нежных органов, таких как сердце, легкие и мозг. Мозг защищен черепной коробкой, а сердце и легкие — грудной клеткой.

В скелете человеческого тела около 206 костей. Эти кости связаны между собой и с мышцами тела для выполнения движений.Кости связаны с другими костями тканями, называемыми связками. Мышцы связаны с костями с другой тканью, называемой сухожилием.

Состав костей

Кости человеческого тела в основном состоят из минералов кальция и воды. В среднем кости содержат 31% воды и в основном состоят из неживых тканевых материалов. Есть различные слои кости: внешний, внутренний и центральный. Внешний слой кости, называемый кортикальной костью, очень твердый и гладкий.Но внутренний слой пористый, что делает кости легкими, сохраняя при этом свою прочность на оптимальном уровне. Кроме того, центральная часть кости заполнена костным мозгом, который представляет собой мягкое вещество.

Наша кость содержит два вида кабачков; красный и желтый костный мозг. Красный костный мозг кости отвечает за производство эритроцитов и лейкоцитов. В то время как желтый костный мозг в основном состоит из жировых клеток.

Суставы

Когда кости соединяются вместе, они образуют сустав в месте их соединения — например, в коленях и локтях.Суставы позволяют костям двигаться относительно друг друга, сохраняя при этом жесткость. Наше тело содержит около 360 суставов, которые дают нам определенную степень свободы.

В человеческом теле есть 3 типа суставов в зависимости от степени движения; фиброзные суставы, хрящевые суставы и синовиальные суставы.

• Фиброзные суставы — Они неподвижны и позволяют костям соединяться друг с другом. Например, суставы между зубами и челюстью.
• Хрящевые суставы — Эти суставы соединяют кости с хрящами и не оставляют открытого пространства в суставах.Хрящевые суставы имеют частичную степень подвижности в детстве, но когда ребенок достигает взрослого возраста, у этих суставов очень мало свободы движения.
• Синовиальные суставы — Эти суставы очень распространены в человеческом теле, что дает большую свободу движений костям. Например, колени, локти и суставы пальцев являются синовиальными суставами.

Исцеление сломанных костей

Итак, как заживает кость, если она сломана из-за травмы? Поскольку кости в нашем теле более твердые, и они не заживают, как поврежденные мышцы или кожа.Процесс заживления костей занимает месяцы, в течение которых он не выдерживает давления, которое может выдержать нормальная кость.

Вот процесс заживления кости:

• Когда кость сломана, она сначала окружается кровью, которая образует своего рода шероховатый слой на сломанной части.
• После грубого слоя коллагены — своего рода ткань — начинают формироваться в сломанной части кости.
• Коллаген и хрящ — более гибкие, чем костная ткань — вместе заполняют промежутки в сломанной кости.
• Заполненный зазор со временем медленно и постепенно превратится в затвердевшую кость.

Интересные факты

• В среднем костный мозг ежедневно производит 5 миллиардов эритроцитов в организме взрослого человека.
• Синовиальные суставы нашего тела содержат очень скользкую жидкость, называемую синовией, которая снижает трение в костях.
• Когда человеческому организму не хватает минералов кальция, он может забирать кальций непосредственно из костей, что ослабляет кости.

Анатомия и физиология нормальной кости

Abstract

Этот обзор описывает анатомию и физиологию нормальной кости как введение к последующим статьям в этом разделе, в которых обсуждается клиническое применение биопсии гребня подвздошной кости. Сначала рассматриваются нормальная анатомия и функции скелета, после чего дается общее описание процессов моделирования и ремоделирования костей. Процесс ремоделирования кости регулирует увеличение и уменьшение минеральной плотности костной ткани в скелете взрослого человека и напрямую влияет на прочность кости.Тщательное понимание процесса ремоделирования кости имеет решающее значение для оценки ценности и интерпретации результатов гистоморфометрии гребня подвздошной кости. Рекрутирование, активация и резорбция остеокластов обсуждается довольно подробно с последующим обзором рекрутирования остеобластов и процесса образования новой кости. Затем суммируются коллагеновые и неколлагеновые белковые компоненты и функция внеклеточного матрикса кости с последующим описанием процесса минерализации вновь образованного костного матрикса.Воздействие биомеханических сил на кость воспринимается синцитием остеоцитов в кости через канальцевую сеть и межклеточные щелевые соединения. Наконец, концепции, касающиеся ремоделирования кости, функции остеокластов и остеобластов, внеклеточного матрикса, минерализации матрикса и функции остеоцитов, синтезируются в кратком изложении понятных в настоящее время функциональных детерминант прочности кости. Эта информация закладывает основу для понимания полезности и клинического применения биопсии гребня подвздошной кости.

Скелет

Скелет взрослого человека состоит всего из 213 костей, не считая сесамовидных костей (1). Аппендикулярный скелет состоит из 126 костей, осевого скелета — 74, а слуховых косточек — 6 костей. Каждая кость постоянно подвергается моделированию в течение жизни, чтобы помочь ей адаптироваться к изменяющимся биомеханическим силам, а также ремоделированию для удаления старой, микроповрежденной кости и замены ее новой, механически более прочной костью, чтобы помочь сохранить прочность кости.

Четыре основные категории костей: длинные, короткие, плоские и неправильные кости.Длинные кости включают ключицы, плечевые кости, радиусы, локтевые кости, пястные кости, бедренные кости, голени, малоберцовые кости, плюсневые кости и фаланги. Короткие кости включают запястные и предплюсневые кости, надколенники и сесамовидные кости. Плоские кости включают череп, нижнюю челюсть, лопатки, грудину и ребра. Кости неправильной формы включают позвонки, крестец, копчик и подъязычную кость. Плоские кости образуются за счет образования перепончатой ​​кости, тогда как длинные кости образуются путем сочетания эндохондрального и перепончатого образования кости.

Каркас выполняет множество функций.Кости скелета обеспечивают структурную поддержку остального тела, позволяют движение и передвижение, обеспечивая рычаги для мышц, защищают жизненно важные внутренние органы и структуры, обеспечивают поддержание минерального гомеостаза и кислотно-щелочного баланса, служат резервуаром для роста. факторов и цитокинов, а также обеспечивают среду для кроветворения в костном мозге (2).

Длинные кости состоят из полого стержня или диафиза; расширяющиеся конусообразные метафизы под пластинками роста; и округлые эпифизы над пластинками роста.Диафиз состоит в основном из плотной кортикальной кости, тогда как метафиз и эпифиз состоят из кости трабекулярной сети, окруженной относительно тонкой оболочкой из плотной кортикальной кости.

Скелет взрослого человека состоит из 80% кортикальной кости и 20% губчатой ​​кости в целом (3). Различные кости и участки скелета внутри костей имеют разное соотношение кортикальной и губчатой ​​кости. Позвонок состоит из кортикальной и губчатой ​​кости в соотношении 25:75. Это соотношение составляет 50:50 в головке бедренной кости и 95: 5 в лучевом диафизе.

Кортикальная кость плотная и твердая и окружает костный мозг, тогда как губчатая кость состоит из сотовой сети трабекулярных пластин и стержней, вкрапленных в компартменте костного мозга. И кортикальная, и губчатая кость состоят из остеонов.

Кортикальные остеоны называются гаверсовыми системами. Гаверсовы системы имеют цилиндрическую форму, примерно 400 мм в длину и 200 мм в ширину в основании и образуют разветвленную сеть внутри кортикальной кости (3). Стены гаверсовских систем образованы концентрическими пластинками.Кортикальная кость обычно менее метаболически активна, чем губчатая кость, но это зависит от вида. У здоровых взрослых людей примерно 21 × 10 ⁶ кортикальных остеонов с общей площадью ремоделирования по Гаверсу примерно 3,5 м ² . Пористость кортикальной кости обычно составляет <5%, но это зависит от соотношения активно ремоделирующих гаверсовских систем и неактивных кортикальных остеонов. Увеличение кортикального ремоделирования вызывает увеличение кортикальной пористости и уменьшение корковой костной массы.Здоровые стареющие взрослые обычно испытывают истончение коры и увеличение пористости коры.

Кортикальная кость имеет внешнюю периостальную поверхность и внутреннюю эндостальную поверхность. Поверхностная активность надкостницы важна для аппозиционного роста и заживления переломов. Костеобразование обычно превышает резорбцию кости на периостальной поверхности, поэтому кости обычно увеличиваются в диаметре с возрастом. Поверхность эндоста имеет общую площадь приблизительно 0,5 м. ² , с более высокой активностью ремоделирования, чем поверхность надкостницы, вероятно, в результате большего биомеханического напряжения или большего воздействия цитокинов из соседнего компартмента костного мозга.Резорбция кости обычно превышает образование кости на эндостальной поверхности, поэтому костный мозг обычно расширяется с возрастом.

Трабекулярные остеоны называются пакетами. Трабекулярная кость состоит из пластин и стержней толщиной от 50 до 400 мм (3). Трабекулярные остеоны имеют полулунную форму, обычно примерно 35 мм толщиной, и состоят из концентрических пластинок. Подсчитано, что у здоровых взрослых людей имеется 14 × 10 ⁶ трабекулярных остеонов с общей площадью трабекулярной поверхности примерно 7 м ² .

Кортикальная кость и губчатая кость обычно имеют пластинчатый узор, в котором коллагеновые фибриллы располагаются в чередующейся ориентации (3). Пластинчатая кость лучше всего видна при микроскопическом исследовании в поляризованном свете, во время которого виден пластинчатый узор в результате двойного лучепреломления. Механизм, с помощью которого остеобласты откладывают фибриллы коллагена в виде пластин, неизвестен, но пластинчатая кость имеет значительную прочность в результате чередования ориентаций фибрилл коллагена, как у фанеры.В тканой кости отсутствует нормальный ламеллярный узор, в котором коллагеновые фибриллы располагаются неорганизованным образом. Плетеная кость слабее пластинчатой. Плетеная кость обычно образуется во время образования первичной кости, а также может наблюдаться при состояниях с высоким метаболизмом костной ткани, таких как кистозный остит, в результате гиперпаратиреоза и болезни Педжета, или во время высокого костеобразования во время раннего лечения фтором.

Надкостница — это волокнистая соединительнотканная оболочка, которая окружает внешнюю кортикальную поверхность кости, за исключением суставов, где кость выстлана суставным хрящом, который содержит кровеносные сосуды, нервные волокна, остеобласты и остеокласты.Надкостница плотно прикреплена к внешней кортикальной поверхности кости толстыми коллагеновыми волокнами, называемыми волокнами Шарпейса, которые проникают в подлежащую костную ткань. Эндост представляет собой мембранную структуру, покрывающую внутреннюю поверхность кортикальной кости, губчатой ​​кости и каналы кровеносных сосудов (каналы Фолькмана), присутствующие в кости. Эндост находится в контакте с пространством костного мозга, губчатой ​​костью и каналами кровеносных сосудов и содержит кровеносные сосуды, остеобласты и остеокласты.

Рост, моделирование и ремоделирование костей

Кость подвергается продольному и радиальному росту, моделированию и ремоделированию в течение жизни.Продольный и радиальный рост во время роста и развития происходит в детском и подростковом возрасте. Продольный рост происходит на пластинах роста, где хрящ разрастается в эпифизарной и метафизарной областях длинных костей, прежде чем впоследствии подвергнется минерализации с образованием первичной новой кости.

Моделирование — это процесс, с помощью которого кости меняют свою общую форму в ответ на физиологические воздействия или механические силы, что приводит к постепенной адаптации скелета к силам, с которыми он сталкивается.Кости могут расширяться или изменять ось за счет удаления или добавления кости к соответствующим поверхностям за счет независимого действия остеобластов и остеокластов в ответ на биомеханические силы. Кости обычно расширяются с возрастом в ответ на надкостницу новой кости и эндостальную резорбцию старой кости. Закон Вольфа описывает наблюдение, что длинные кости меняют форму, чтобы приспособиться к действующим на них нагрузкам. Во время моделирования кости образование и резорбция кости не взаимосвязаны. Моделирование кости у взрослых происходит реже, чем ремоделирование (4).Моделирование может быть усилено при гипопаратиреозе (5), почечной остеодистрофии (6) или лечении анаболическими средствами (7).

Ремоделирование кости — это процесс обновления кости для поддержания прочности кости и минерального гомеостаза. Ремоделирование включает в себя непрерывное удаление отдельных пакетов старой кости, замену этих пакетов вновь синтезированным белковым матриксом и последующую минерализацию матрицы с образованием новой кости. Процесс ремоделирования резорбирует старую кость и формирует новую кость, чтобы предотвратить накопление микроповреждений кости.Ремоделирование начинается до рождения и продолжается до смерти. Блок ремоделирования кости состоит из тесно связанной группы остеокластов и остеобластов, которые последовательно выполняют резорбцию старой кости и образование новой кости. Ремоделирование костей увеличивается у женщин в перименопаузе и в раннем постменопаузе, а затем замедляется с дальнейшим старением, но продолжается более быстрыми темпами, чем у женщин в пременопаузе. Считается, что ремоделирование костей у стареющих мужчин происходит умеренно.

Цикл ремоделирования состоит из четырех последовательных фаз.Активация предшествует резорбции, предшествующей обращению, предшествующей формированию. Сайты ремоделирования могут развиваться случайным образом, но также нацелены на участки, требующие ремонта (8,9). Считается, что сайты ремоделирования развиваются в основном случайным образом.

Активация включает привлечение и активацию мононуклеарных моноцитов-макрофагов-предшественников остеокластов из кровотока (10), подъем эндоста, который содержит выстилающие клетки, с поверхности кости и слияние нескольких мононуклеарных клеток с образованием многоядерных преостеокластов.Преостеокласты связываются с костным матриксом посредством взаимодействий между рецепторами интегрина в их клеточных мембранах и RGD (аргинин, глицин и аспарагин) -содержащими пептидами в матричных белках с образованием кольцевых герметизирующих зон вокруг резорбируемых костью компартментов под многоядерными остеокластами.

Опосредованная остеокластами резорбция кости занимает всего примерно 2–4 недели в течение каждого цикла ремоделирования. Образование, активация и резорбция остеокластов регулируются соотношением активатора рецептора лиганда NF-κB (RANKL) к остеопротегерину (OPG; Рисунок 1), IL-1 и IL-6, колониестимулирующему фактору (CSF), паратироидному гормону. , 1,25-дигидроксивитамин D и кальцитонин (11,12).Резорбирующиеся остеокласты секретируют ионы водорода через протонные насосы H ⁺ -АТФазы и хлоридные каналы в их клеточных мембранах в отсек резорбции, чтобы снизить pH внутри компартмента резорбции кости до 4,5, что помогает мобилизовать минералы кости (13 ). Резорбирующиеся остеокласты выделяют тартрат-резистентную кислую фосфатазу, катепсин К, матриксную металлопротеиназу 9 и желатиназу из цитоплазматических лизосом (14) для переваривания органического матрикса, в результате чего образуются блюдцеобразные лакуны Ховшипа на поверхности губчатой ​​кости (рис. 2) и Гаверсовы каналы в кортикальном слое кости.Фаза резорбции завершается мононуклеарными клетками после того, как многоядерные остеокласты подвергаются апоптозу (15,16).

Рисунок 1.

Регулирование остеокластогенеза с помощью активатора рецептора лиганда NF-κB (RANKL) и остеопротегерина (OPG): колониестимулирующий фактор 1 (CSF-1) обычно стимулирует рекрутирование остеокластов. Две формы RANKL продуцируются остеобластами и предшественниками остеобластов, чтобы стимулировать рекрутирование и активацию остеокластов. Мембраносвязанная форма напрямую взаимодействует с мембраносвязанными молекулами RANK на соседних предшественниках остеокластов.Растворимая форма высвобождается из остеобластов или предшественников остеобластов, чтобы диффундировать через межклеточное пространство и взаимодействовать с мембраносвязанными молекулами RANK на соседних предшественниках остеокластов. OPG действует как рецептор-ловушка, чтобы предотвратить взаимодействие RANKL или sRANKL с RANK. Соотношение между RANKL и OPG, продуцируемыми остеобластами и предшественниками остеобластов, контролирует стимулированный RANKL остеокластогенез.

Рис. 2.

Многоядерные остеокласты резорбируют кость с образованием резорбционных ямок, известных как лакуны Ховшипа.

Во время фазы обращения резорбция кости переходит в формирование кости. По завершении резорбции кости резорбционные полости содержат множество мононуклеарных клеток, включая моноциты, остеоциты, высвобождаемые из костного матрикса, и преостеобласты, привлекаемые для начала образования новой кости. Связанные сигналы, связывающие конец резорбции кости с началом образования кости, пока неизвестны. Предлагаемые кандидаты в сигнал связывания включают факторы, производные от костного матрикса, такие как TGF-β, IGF-1, IGF-2, костные морфогенетические белки, PDGF или фактор роста фибробластов (17-19).Концентрация TGF-β в костном матриксе коррелирует с гистоморфометрическими показателями обновления костной ткани, а также с остеокальцином в сыворотке крови и костной специфической щелочной фосфатазой. TGF-β, высвобождаемый из костного матрикса, снижает резорбцию остеокластов за счет ингибирования продукции RANKL остеобластами. Было высказано предположение, что фаза обращения опосредуется градиентом деформации в лакунах (20,21). Поскольку остеокласты резорбируют кортикальный слой кости в режущем конусе, деформация уменьшается спереди и увеличивается сзади, а в лакунах Ховшипа деформация наиболее высока в основании и меньше — в окружающей кости по краям лакунов.Градиент штамма может привести к последовательной активации остеокластов и остеобластов, при этом остеокласты активируются уменьшенным напряжением, а остеобласты — повышенным напряжением. Было высказано предположение, что сам остеокласт играет роль во время обращения (22).

Формирование кости занимает от 4 до 6 месяцев. Остеобласты синтезируют новый коллагеновый органический матрикс (рис. 3) и регулируют минерализацию матрикса, высвобождая небольшие мембраносвязанные матричные везикулы, которые концентрируют кальций и фосфат и ферментативно разрушают ингибиторы минерализации, такие как пирофосфат или протеогликаны (23).Остеобласты, окруженные матриксом и погребенные в нем, становятся остеоцитами с обширной канальцевой сетью, соединяющей их с клетками выстилки поверхности кости, остеобластами и другими остеоцитами, поддерживаемыми щелевыми соединениями между цитоплазматическими процессами, отходящими от остеоцитов (24). Сеть остеоцитов в кости служит функциональным синцитием. По завершении формирования кости примерно от 50 до 70% остеобластов подвергаются апоптозу, а остальная часть становится остеоцитами или клетками выстилки кости.Клетки, выстилающие костную ткань, могут регулировать приток и отток минеральных ионов в костную внеклеточную жидкость и из нее, тем самым выступая в качестве гемато-костного барьера, но сохраняя способность повторно дифференцироваться в остеобласты при воздействии паратироидного гормона или механических сил (25). Клетки, выстилающие костную ткань эндоста, отрываются от поверхности кости перед резорбцией кости, чтобы сформировать дискретные компартменты ремоделирования кости со специализированным микроокружением (26). У пациентов с множественной миеломой клетки выстилки могут быть индуцированы экспрессией устойчивой к тартрату кислой фосфатазы и других классических маркеров остеокластов.

Рис. 3.

Остеобласты синтезируют белковый матрикс, состоящий в основном из коллагена I типа, для заполнения ямок резорбции. Белковая матрица постепенно минерализуется, образуя новую кость.

Конечным результатом каждого цикла ремоделирования кости является производство нового остеона. Процесс ремоделирования в кортикальной и губчатой ​​кости практически одинаков, при этом единицы ремоделирования кости в губчатой ​​кости эквивалентны единицам ремоделирования кортикальной кости, разделенным пополам в продольном направлении (27).Костный баланс — это разница между резорбированной старой костью и новой сформированной костью. Баланс надкостницы умеренно положительный, тогда как балансы эндостальной и губчатой ​​кости умеренно отрицательны, что приводит к истончению кортикального и трабекулярного слоев с возрастом. Эти относительные изменения происходят при эндостальной резорбции, опережающей периостальное образование.

Основные признанные функции ремоделирования кости включают сохранение механической прочности кости путем замены старой, микроповрежденной кости на более новую, более здоровую кость, а также гомеостаз кальция и фосфата.Относительно низкая скорость обновления кортикального слоя кости у взрослых, составляющая от 2 до 3% в год, достаточна для поддержания биомеханической прочности кости. Скорость обновления губчатой ​​кости выше, чем требуется для поддержания механической прочности, что указывает на то, что обновление губчатой ​​кости более важно для метаболизма минералов. Повышенная потребность в кальции или фосфоре может потребовать увеличения единиц ремоделирования кости, но во многих случаях эта потребность может быть удовлетворена за счет увеличения активности существующих остеокластов. Повышенная потребность в кальции и фосфоре скелета частично удовлетворяется за счет резорбции остеокластов и частично за счет притока и оттока неостеокластического кальция.Постоянная деятельность по ремоделированию кости обеспечивает непрерывное поступление вновь сформированной кости, которая имеет относительно низкое содержание минералов и способна легче обмениваться ионами с внеклеточной жидкостью. Единицы ремоделирования кости, по-видимому, в основном случайным образом распределены по скелету, но могут быть вызваны образованием микротрещин или апоптозом остеоцитов. Пространство ремоделирования кости представляет собой сумму всех активных единиц ремоделирования кости в скелете в данный момент времени.

Остеокласты

Остеокласты — единственные клетки, которые, как известно, способны резорбировать кость (рис. 2).Активированные многоядерные остеокласты происходят из одноядерных клеток-предшественников моноцитарно-макрофагальной линии (11). Мононуклеарные клетки-предшественники моноцитов-макрофагов были идентифицированы в различных тканях, но считается, что клетки-предшественники моноцитов-макрофагов костного мозга дают начало большинству остеокластов.

RANKL и макрофагальный CSF (M-CSF) — два цитокина, которые имеют решающее значение для образования остеокластов. И RANKL, и M-CSF продуцируются в основном стромальными клетками костного мозга и остеобластами в мембраносвязанных и растворимых формах, а для остеокластогенеза необходимо присутствие стромальных клеток и остеобластов в костном мозге (28).RANKL принадлежит к суперсемейству TNF и имеет решающее значение для образования остеокластов. M-CSF необходим для пролиферации, выживания и дифференцировки предшественников остеокластов, а также для выживания остеокластов и перестройки цитоскелета, необходимых для резорбции кости. OPG представляет собой мембраносвязанный и секретируемый белок, который связывает RANKL с высоким сродством, чтобы ингибировать его действие на рецептор RANK (29).

Резорбция кости зависит от секреции остеокластами ионов водорода и фермента катепсина К. Ионы H ⁺ подкисляют отсек резорбции под остеокластами, растворяя минеральный компонент костного матрикса, тогда как катепсин К переваривает белковый матрикс, который в основном состоит из коллагена I типа (11).

Остеокласты связываются с костным матриксом через рецепторы интегрина в мембране остеокластов, связываясь с пептидами костного матрикса. Семейство рецепторов интегрина β1 в остеокластах связывается с коллагеном, фибронектином и ламинином, но основным рецептором интегрина, способствующим резорбции кости, является интегрин α _v β ₃ , который связывается с остеопонтином и костным сиалопротеином (30).

Связывание остеокластов с костным матриксом приводит к тому, что они становятся поляризованными, при этом резорбирующая кость поверхность образует волнистую границу, которая образуется, когда подкисленные везикулы, содержащие металлопротеиназы матрикса и катепсин К, транспортируются через микротрубочки для слияния с мембраной.Рифленая граница секретирует ионы H ⁺ через H ⁺ -АТФазные и хлоридные каналы и вызывает экзоцитоз катепсина К и других ферментов в подкисленных везикулах (31).

При контакте с костным матриксом фибриллярный актиновый цитоскелет остеокласта организуется в актиновое кольцо, которое способствует образованию зоны уплотнения по периферии прикрепления остеокласта к матрице. Зона уплотнения окружает и изолирует подкисленный отсек резорбции от окружающей поверхности кости (32).Нарушение взъерошенной границы или актинового кольца блокирует резорбцию кости. Активно резорбирующиеся остеокласты образуют подосомы, которые прикрепляются к костному матриксу, а не к фокальным спайкам, которые образуются большинством клеток. Подосомы состоят из актинового ядра, окруженного интегринами α _v β ₃ и ассоциированными белками цитоскелета.

Остеобласты

Остеопрогениторные клетки образуют и поддерживают остеобласты, которые синтезируют новый костный матрикс на костеобразующих поверхностях (Рисунок 3), остеоциты в костном матриксе, поддерживающие структуру кости, и клетки защитной выстилки, покрывающие поверхность покоящегося кость.Внутри линии остеобластов субпопуляции клеток по-разному реагируют на различные гормональные, механические или цитокиновые сигналы. Остеобласты осевой и аппендикулярной кости по-разному реагируют на эти сигналы.

Самообновляющиеся плюрипотентные стволовые клетки дают начало клеткам-остеопрогениторам в различных тканях при правильных условиях окружающей среды. Костный мозг содержит небольшую популяцию мезенхимальных стволовых клеток, которые способны давать начало костной, хрящевой, жировой или волокнистой соединительной ткани, отличной от популяции гемопоэтических стволовых клеток, дающей начало клонам клеток крови (33).Клетки со свойствами, характерными для мезенхимальных стволовых клеток костного мозга взрослых, были выделены из периферической крови, пульпы зуба и пуповинной крови плода, печени, крови и костного мозга. Также были идентифицированы мультипотенциальные миогенные клетки, которые способны дифференцироваться в кости, мышцы или адипоциты. Мезенхимные клетки, которые принадлежат к одному фенотипу, могут дедифференцироваться во время пролиферации и развить другой фенотип, в зависимости от местной тканевой среды. Перициты кровеносных сосудов могут развить остеобластический фенотип во время дедифференцировки при определенных обстоятельствах (34).

Приверженность мезенхимальных стволовых клеток к клону остеобластов требует канонического пути Wnt / β-catenin и ассоциированных белков (35). Идентификация фенотипа с высокой костной массой, связанного с активирующими мутациями белка, связанного с рецепторами LDL 5, подчеркнула важность канонического пути Wnt / β-catenin в формировании паттерна эмбрионального скелета, развитии скелета плода и ремоделировании скелета взрослых (36,37). Система Wnt также важна для хондрогенеза и гематопоэза и может быть стимулирующей или ингибирующей на разных стадиях дифференцировки остеобластов.

Сглаженные клетки выстилки кости считаются покоящимися остеобластами, которые образуют эндост на трабекулярной и эндостальной поверхностях и лежат в основе надкостницы на минерализованной поверхности. Остеобласты и клетки выстилки находятся в непосредственной близости и соединяются сращениями. Кадгерины — это кальций-зависимые трансмембранные белки, которые являются неотъемлемой частью адгезивных соединений и вместе с плотными контактами и десмосомами соединяют клетки вместе, связывая их цитоскелеты (38).

Предшественники остеобластов изменяют форму от веретеновидных остеопрогениторов до больших кубовидных дифференцированных остеобластов на поверхности костного матрикса после того, как преостеобласты перестают пролиферировать.Преостеобласты, которые находятся рядом с функционирующими остеобластами в модуле ремоделирования кости, обычно распознаются из-за экспрессии в них щелочной фосфатазы. Активные зрелые остеобласты, которые синтезируют костный матрикс, имеют большие ядра, увеличенные структуры Гольджи и обширный эндоплазматический ретикулум. Эти остеобласты секретируют коллаген I типа и другие матричные белки векторно по направлению к поверхности образования кости.

Популяции остеобластов неоднородны, разные остеобласты экспрессируют разные репертуары генов, что может объяснять гетерогенность трабекулярной микроархитектуры в разных участках скелета, анатомические сайт-специфические различия в болезненных состояниях и региональные различия в способности остеобластов реагировать на используемые агенты для лечения заболеваний костей.

Костный внеклеточный матрикс

Костный белок на 85–90% состоит из коллагеновых белков (таблица 1). Костный матрикс в основном состоит из коллагена I типа (39) со следовыми количествами коллагенов III и V типов и FACIT на определенных этапах формирования кости, что может помочь определить диаметр коллагеновых фибрилл. Коллагены FACIT являются членами семейства ассоциированных с фибриллами коллагенов с прерывистыми тройными спиралями, группы нефибриллярных коллагенов, которые служат в качестве молекулярных мостиков, важных для организации и стабильности внеклеточных матриксов.Члены этого семейства включают коллагены IX, XII, XIV, XIX, XX и XXI. Неколлагеновые белки составляют от 10 до 15% от общего костного белка. Примерно 25% неколлагенового белка происходит экзогенно, включая сывороточный альбумин и α2-HS-гликопротеин, которые связываются с гидроксиапатитом из-за своих кислотных свойств. Неколлагеновые белки сыворотки крови могут помочь регулировать минерализацию матрикса, а α2-HS-гликопротеин, который является человеческим аналогом фетуина, может регулировать пролиферацию костных клеток. Остальные неколлагеновые белки, полученные экзогенно, состоят из факторов роста и большого количества других молекул в следовых количествах, которые могут влиять на активность костных клеток.

Таблица 1.

Белки внеклеточного матрикса ^a

Остеобласты синтезируют и секретируют столько же неколлагенового белка, сколько коллаген на молярной основе. Неколлагеновые белки в целом делятся на несколько категорий, включая протеогликаны, гликозилированные белки, гликозилированные белки с потенциальной активностью прикрепления клеток и γ-карбоксилированные (gla) белки. Роли каждого из костных белков в настоящее время четко не определены, и многие из них, по-видимому, выполняют несколько функций, включая регулирование отложения и обмена костных минералов, а также регуляцию активности костных клеток.Ранее считалось, что остеокальцин в сыворотке крови, синтезируемый остеобластами, действует как промотор или инициатор отложения кальция в очаге между концами коллагеновых фибрилл и, следовательно, рассматривается как маркер образования кости. Наблюдение, что мышь с нокаутом остеокальцина имеет фенотип с высокой костной массой, предполагает, что остеокальцин обычно ингибирует образование кости. Поскольку сывороточный остеокальцин образуется как в результате высвобождения матрикса за счет активности остеокластов, так и в результате синтеза остеобластов, в настоящее время он рассматривается как маркер обновления костной ткани, а не как специфический маркер образования кости.

Основным гликозилированным белком, присутствующим в кости, является щелочная фосфатаза. Щелочная фосфатаза в кости связана с поверхностями клеток остеобластов через фосфоинозитоловую связь, а также находится в свободном состоянии в минерализованном матриксе. Щелочная фосфатаза играет пока еще неопределенную роль в минерализации костей (40). Наиболее распространенным неколлагеновым белком в кости является остеонектин, составляющий примерно 2% от общего белка в развивающейся кости. Считается, что остеонектин влияет на рост и / или пролиферацию остеобластов и минерализацию матрикса.

Минерализация костного матрикса

Кость состоит из 50–70% минералов, 20–40% органического матрикса, 5–10% воды и <3% липидов. Минеральный состав кости состоит в основном из гидроксиапатита [Ca ₁₀ (PO ₄ ) ₆ (OH) ₂ ] с небольшими количествами карбоната, магния и кислого фосфата с отсутствующими гидроксильными группами, которые обычно присутствуют. . По сравнению с геологическими кристаллами гидроксиапатита, костные кристаллы гидроксиапатита очень малы, их наибольший размер составляет всего около 200 Å.Эти маленькие, малокристаллические, карбонат-замещенные кристаллы более растворимы, чем кристаллы геологического гидроксиапатита, что позволяет им поддерживать минеральный метаболизм.

Созревание матрикса связано с экспрессией щелочной фосфатазы и нескольких неколлагеновых белков, включая остеокальцин, остеопонтин и костный сиалопротеин. Считается, что эти связывающие кальций и фосфат белки помогают регулировать упорядоченное отложение минералов, регулируя количество и размер образующихся кристаллов гидроксиапатита.

Костный минерал обеспечивает механическую жесткость и прочность костей, а органический матрикс обеспечивает эластичность и гибкость. Костный минерал изначально откладывается в зонах «дырок» между концами коллагеновых фибрилл (41). Этому процессу могут способствовать везикулы внеклеточного матрикса в кости, такие как кальцификация хряща и минерализация сухожилий индейки (23). Внеклеточные везикулы матрикса синтезируются хондроцитами и остеобластами и служат защищенным микроокружением, в котором концентрации кальция и фосфата могут увеличиваться в достаточной степени, чтобы ускорить образование кристаллов.Внеклеточная жидкость обычно не перенасыщена гидроксиапатитом, поэтому гидроксиапатит не осаждается самопроизвольно. Внеклеточные везикулы матрицы содержат ядро ​​ядра, которое состоит из белков и комплекса кислых фосфолипидов, кальция и неорганического фосфата, которого достаточно для осаждения кристаллов гидроксиапатита. Пока неясно, как внеклеточные везикулы матрикса вносят вклад в минерализацию в определенных местах на концах коллагеновых фибрилл, поскольку везикулы, по-видимому, не нацелены непосредственно на концы фибрилл (23).

Нет никаких доказательств того, что кластеры некристаллического фосфата кальция (аморфный фосфат кальция) образуются в кости до того, как он превращается в гидроксиапатит (42). По мере созревания костей кристаллы гидроксиапатита увеличиваются в размерах и снижают уровень примесей. Увеличение кристаллов происходит как за счет роста кристаллов, так и за счет агрегации. Макромолекулы костного матрикса могут способствовать начальному зарождению кристаллов, секвестрировать ионы минералов для увеличения локальной концентрации кальция и / или фосфора или способствовать гетерогенному зарождению.Макромолекулы также связываются с поверхностями растущих кристаллов, чтобы определить размер, форму и количество образующихся кристаллов.

Подтвержденные промоторы минерализации (нуклеаторы) включают белок 1 матрикса дентина и сиалопротеин кости. Коллаген I типа не способствует минерализации костей. Фосфопротеинкиназы и щелочная фосфатаза регулируют процесс минерализации. Костная щелочная фосфатаза может увеличивать локальную концентрацию фосфора, удалять фосфатсодержащие ингибиторы роста кристаллов гидроксиапатита или изменять фосфопротеины, чтобы контролировать их способность действовать как нуклеаторы.

Витамин D играет косвенную роль в стимуляции минерализации неминерализованного костного матрикса. После абсорбции или выработки кожей витамина D печень синтезирует 25-гидроксивитамин D, а почки впоследствии производят биологически активный 1,25-дигидроксивитамин D [1,25- (OH) ₂ D]. Сыворотка 1,25- (OH) ₂ D отвечает за поддержание сывороточного кальция и фосфора в адекватных концентрациях, позволяющих пассивную минерализацию неминерализованного костного матрикса. Сыворотка 1,25- (OH) ₂ D делает это в первую очередь за счет стимуляции кишечного всасывания кальция и фосфора.Сыворотка 1,25- (OH) ₂ D также способствует дифференцировке остеобластов и стимулирует экспрессию остеобластами специфической для кости щелочной фосфатазы, остеокальцина, остеонектина, OPG и ряда других цитокинов. Сыворотка 1,25- (OH) ₂ D также влияет на пролиферацию и апоптоз других скелетных клеток, включая гипертрофические хондроциты.

Остеоциты

Остеоциты представляют собой терминально дифференцированные остеобласты и функционируют в синцитиальных сетях, поддерживая структуру кости и метаболизм.Остеоциты лежат в лакунах в минерализованной кости (Рисунок 3) и имеют обширные филиподиальные отростки, которые лежат внутри канальцев в минерализованной кости (43). Остеоциты обычно не экспрессируют щелочную фосфатазу, но экспрессируют остеокальцин, галектин 3 и CD44, рецептор клеточной адгезии для гиалуроната, а также несколько других белков костного матрикса. Остеоциты экспрессируют несколько матричных белков, которые поддерживают межклеточную адгезию и регулируют обмен минералов в костной жидкости в лакунах и канальцевой сети.Остеоциты активны во время остеолиза и могут функционировать как фагоцитарные клетки, поскольку содержат лизосомы.

Остеоциты поддерживают связь друг с другом и с поверхностью кости посредством своих множественных филиподиальных клеточных отростков. Коннексины — это интегральные клеточные белки, которые поддерживают щелевые контакты между клетками, чтобы обеспечить прямую связь через межклеточные каналы. Остеоциты метаболически и электрически связаны посредством щелевых контактов, состоящих в основном из коннексина 43 (44).Щелевые соединения необходимы для созревания, активности и выживания остеоцитов.

Основная функция синцития остеоцитов-остеобластов / выстилающих клеток — механочувствительность (45). Остеоциты преобразуют сигналы напряжения от изгиба или растяжения кости в биологическую активность. Поток канальцевой жидкости в ответ на внешние силы вызывает множество реакций внутри остеоцитов. Считается, что быстрые потоки костного кальция через щелевые соединения филиподий стимулируют передачу информации между остеобластами на поверхности кости и остеоцитами внутри кости (46).Сигнальные механизмы, участвующие в механотрансдукции, включают простагландин E2, циклооксигеназу 2, различные киназы, Runx2 и закись азота.

Остеоциты могут десятилетиями жить в человеческих костях, которые не перевернуты. Присутствие пустых лакун в стареющей кости указывает на то, что остеоциты могут подвергаться апоптозу, вероятно, вызванному нарушением их межклеточных щелевых контактов или взаимодействий клетка-матрица (47). Апоптоз остеоцитов в ответ на дефицит эстрогена или лечение глюкокортикоидами вредит структуре кости.Терапия эстрогенами и бисфосфонатами, а также физиологическая нагрузка на кость могут помочь предотвратить апоптоз остеобластов и остеоцитов (48).

Детерминанты прочности кости

Костная масса составляет от 50 до 70% прочности кости (49). Однако геометрия и состав костей важны, потому что более крупные кости прочнее более мелких, даже при эквивалентной минеральной плотности костей. По мере того как диаметр кости увеличивается в радиальном направлении, прочность кости увеличивается на радиус пораженной кости, увеличенный до четвертой степени.Количество и пропорция трабекулярной и кортикальной кости в данном участке скелета независимо влияют на прочность кости. Свойства костного материала важны для прочности костей. У некоторых пациентов с остеопорозом аномальный костный матрикс. Мутации в некоторых белках могут вызывать слабость костей (, например, , дефекты коллагена вызывают снижение прочности костей при несовершенном остеогенезе, нарушение γ-карбоксилирования белков Gla). На прочность костей могут влиять остеомаляция, терапия фтором или состояния гиперминерализации.Микроструктура костей также влияет на прочность костей. Низкий костный обмен приводит к накоплению микротрещин. Высокий метаболизм кости, при которой резорбция кости выше, чем образование кости, является основной причиной ухудшения микроархитектуры.

Выводы

Каркас выполняет несколько функций. Моделирование и ремоделирование костей сохраняют функцию скелета на протяжении всей жизни. Блок ремоделирования кости обычно сочетает резорбцию и формирование кости. Костный матрикс регулирует минерализацию костей. Прочность костей зависит от костной массы, геометрии и состава, свойств материала и микроструктуры.

• Авторские права © 2008 Американского общества нефрологов

Ссылки

1. ↵

   Скелетно-мышечная система. В: Анатомия Грея, 39-е изд., Под редакцией Standring S, New York, Elsevier, 2004. , pp83– 135

2. ↵

   Taichman RS: Кровь и кость: две ткани, судьбы которых переплетены, чтобы создать нишу для гемопоэтических стволовых клеток. Кровь105 : 2631– 2639,2005

3. ↵

   Eriksen EF, Axelrod DW, Melsen F.Костная гистоморфометрия, Нью-Йорк, Raven Press, 1994 , pp1– 12

4. ↵

   Кобаяси С., Такахаши Х. Э., Ито А, Сайто Н., Навата М., Хориучи Х, Охта Х, Ито А, Иорио Р., Ямамото Н., Такаока К.: Трабекулярное минимальное моделирование в подвздошной кости человека. Кость32 : 163– 169,2003

5. ↵

   Ubara Y, Tagami T, Nakanishi S, Sawa N, Hoshino J, Suwabe T., Kaitori H, Takemoto F, Hara S, Takaichi K: Значение минимоделирования у диализных пациентов с адинамической болезнью костей .Почки Int68 : 833– 839,2005

6. ↵

   Ubara Y, Fushimi T, Tagami T, Sawa N, Hoshino J, Yokota M, Kaitori H, Takemoto F, Hara S: гистоморфометрические особенности кости у пациентов с первичным и вторичным гиперпаратиреозом. Почки Int63 : 1809– 1816,2003

7. ↵

   Линдсей Р., Косман Ф., Чжоу Х., Бостром М., Шен В., Круз Дж., Нивес Дж. В., Демпстер Д.В.: Новый график маркировки тетрациклинов для продольной оценки краткосрочных эффектов анаболических препаратов. терапия с помощью биопсии одиночного гребня подвздошной кости: ранние действия терипаратида.J Bone Miner Res21 : 366– 373,2006

8. ↵

   Burr DB: Целевое и нецелевое ремоделирование. Кость30 : 2– 4,2002

9. ↵

   Parfitt AM: Целевое и нецелевое ремоделирование кости: взаимосвязь с возникновением и развитием основных многоклеточных единиц. Кость30 : 5– 7,2002

10. ↵

    Рудман GD: Клеточная биология остеокластов. Опыт Гематол27 : 1229– 1241,1999

11. ↵

    Boyle WJ, Simonet WS, Lacey DL: Дифференциация и активация остеокластов.Природа423 : 337– 342,2003

12. ↵

    Blair HC, Athanasou NA: Последние достижения в биологии остеокластов и патологической резорбции кости. Гистол Гистопатол 19 : 189– 199,2004

13. ↵

    Silver IA, Murrills RJ, Etherington DJ: Микроэлектродные исследования кислотной микросреды под прилипшими макрофагами и остеокластами. Exp Cell Res175 : 266– 276,1988

14. ↵

    Delaisse JM, Andersen TL, Engsig MT, Henriksen K, Troen T., Blavier L: матриксные металлопротеиназы (MMP) и катепсин K по-разному способствуют активности остеокластов.Microsc Res Tech61 : 504– 513,2003

15. ↵

    Эриксен Э.Ф .: Нормальное и патологическое ремоделирование трабекулярной кости человека: Трехмерная реконструкция последовательности ремоделирования в норме и при метаболической болезни кости. Endocr Rev7 : 379– 408,1986

16. ↵

    Reddy SV: Регуляторные механизмы, действующие в остеокластах. Crit Rev Eukaryot Gene Expr14 : 255– 270,2004

17. ↵

    Bonewald L, Mundy GR: Роль трансформирующего фактора роста бета в ремоделировании костей.Clin Orthop Rel Res2S : 35– 40,1990

18. Hock JM, Centrella M, Canalis E: инсулиноподобный фактор роста I (IGF-I) оказывает независимое влияние на формирование костного матрикса и репликацию клеток. Эндокринология122 : 254– 260,2004

19. ↵

    Locklin RM, Oreffo RO, Triffitt JT: Эффекты TGFbeta и bFGF на дифференцировку стромальных фибробластов костного мозга человека. Cell Biol Int23 : 185– 194,1999

20. ↵

    Смит TH, Burger EH, Huyghe JM: Является ли BMU-сцепление явлением, регулируемым деформацией? Анализ методом конечных элементов.J Bone Miner Res15 : 301– 307,2002

21. ↵

    Smit TH, Burger EH, Huyghe JM: случай для индуцированного деформацией потока жидкости в качестве регулятора соединения BMU и выравнивания костной ткани. J Bone Miner Res17 : 2021– 2029,2002

22. ↵

    Мартин Т.Дж., Симс Н.А.: Активность остеокластов в сочетании образования кости с резорбцией. Тенденции Mol Med11 : 76– 81,2005

23. ↵

    Андерсон ХК: матричные везикулы и кальцификация. Curr Rheumatol Rep5 : 222– 226,2003

24. ↵

    Burger EH, Klein-Nuland J, Smit TH: Поток канальцевой жидкости на основе деформации регулирует активность остеокластов в ремоделирующем остеоне: предложение.Дж Биомех46 : 1452– 1459,2003

25. ↵

    Добниг Х., Тернер RT: Доказательства того, что периодическое лечение паратироидным гормоном увеличивает образование костной ткани у взрослых крыс за счет активации клеток выстилки кости. Эндокринология136 : 3632– 3638,1995

26. ↵

    Hauge EM, Qvesel D, Eriksen EF, Mosekilde L, Melsen F. Ремоделирование злокачественной кости происходит в специализированных отделениях, выстланных клетками, экспрессирующими маркеры остеобластов. J Bone Miner Res16 : 1575– 1582,2001

27. ↵

    Parfitt AM: Костное и гемиостеональное ремоделирование: пространственная и временная основа для передачи сигналов в кости взрослого человека.J Cell Biochem55 : 273– 276,1994

28. ↵

    Тейтельбаум С.Л., Росс Ф.П.: Генетическая регуляция развития и функции остеокластов. Нат Рев Генет4 : 638– 649,2003

29. ↵

    Коэн М.М. младший: Новая биология кости: патологические, молекулярные, клинические корреляты. Am J Med Genet A140 : 2646– 2706,2006

30. ↵

    Ross FP, Teitelbaum SL: α _v β ₃ и фактор, стимулирующий колонии макрофагов: партнеры в биологии остеокластов.Иммунол Рев208 : 88– 105,2005

31. ↵

    Teitelbaum SL, Abu-Amer Y, Ross FP: Молекулярные механизмы резорбции кости. J Cell Biochem59 : 1– 10,1995

32. ↵

    Vaananen HK, Zhao H, Mulari M, Halleen JM: Клеточная биология функции остеокластов. J Cell Sci113 : 377– 381,2000

33. ↵

    Pittenger MF, Mackay AM, Beck SC, Jaiswal RK, Douglas R, Mosca JD, Moorman MA, Simonetti DW, Craig S, Marshak DR: Многолинейный потенциал мезенхимальных стволовых клеток взрослого человека.Наука284 : 143– 147,1990

34. ↵

    Доэрти MJ, Ashton BA, Walsh S, Beresford JN, Grant ME, Canfield AE: перициты сосудов выражают остеогенный потенциал in vitro и in vivo. J Bone Miner Res13 : 828– 838,1998

35. ↵

    Logan CY, Nusse R: Путь передачи сигналов Wnt в развитии и заболевании. Анну Rev Cell Dev Biol20 : 781– 810,2004

36. ↵

    Boyden LM, Mao J, Belsky J, Mitzner L, Farhi A, Mitnick MA, Wu D, Insogna K, Lifton RP: Высокая плотность костей из-за мутации в белке, связанном с рецептором ЛПНП 5.N Engl J Med346 : 1513– 1521,2002

37. ↵

    Little RD, Recker RR, Johnson ML: Высокая плотность костной ткани из-за мутации белка 5, связанного с рецептором ЛПНП. N Engl J Med347 : 943– 944,2002

38. ↵

    Shin CS, Lecanda F, Sheikh S, Weitzmann L, Cheng SL, Civitelli R: Относительное обилие различных кадгеринов определяет дифференциацию мезенхимальных предшественников в остеогенные, миогенные или адипогенные пути. J Cell Biochem78 : 566– 577,2000

39. ↵

    Бродский Б., Персиков А.В.: Молекулярная структура тройной спирали коллагена.Adv Protein Chem70 : 301– 339,2005

40. ↵

    Уайт М.П .: Гипофосфатазия и роль щелочной фосфатазы в минерализации скелета. Endocr Rev15 : 439– 461,1994

41. ↵

    Landis WJ: Прочность кальцинированной ткани частично зависит от молекулярной структуры и организации составляющих ее минеральных кристаллов в их органической матрице. Кость16 : 533– 544,1995

42. ↵

    Вайнер С., Саги И., Аддади Л.: Структурная биология: выбор менее пройденного пути кристаллизации.Наука309 : 1027– 1028

43. ↵

    Bonewald LF: Создание и характеристика остеоцитоподобной клеточной линии MLO-Y4. Джей Боун Майнер Метаб17 : 61– 65,1999

44. ↵

    Plotkin LI, Manolagas SC, Bellido T: Трансдукция сигналов выживания клеток с помощью полуканалов коннексина-43. J Biol Chem277 : 8648– 8657,2002

45. ↵

    Rubin CT, Lanyon LE: Остеорегуляторная природа механических стимулов: функция как детерминант адаптивного ремоделирования кости.J Orthop Res5 : 300– 310,1987

46. ↵

    Jorgensen NR, Teilmann SC, Henriksen Z, Civitelli R, Sorensen OH, Steinberg TH: Активация кальциевых каналов L-типа необходима для опосредованной щелевым соединением межклеточной передачи сигналов кальция в остеобластных клетках. J Biol Chem278 : 4082– 4086,2003

47. ↵

    Xing L, Boyce BF: Регулирование апоптоза в остеокластах и ​​остеобластных клетках. Биохимия Биофиз Рес Коммуна 328 : 709– 720,2005

48. ↵

    Plotkin LI, Aguirre JI, Kousteni S, Manolagas SC, Bellido T: Бисфосфонаты и эстрогены ингибируют апоптоз остеоцитов через различные молекулярные механизмы, расположенные ниже по течению от активации киназы, регулируемой внеклеточными сигналами.J Biol Chem280 : 7317– 7325,2005

49. ↵

    Покок Н.А., Эйсман Дж. А., Хоппер Дж. Л., Йейтс М. Г., Сэмбрук П. Х., Эберл С. Генетические детерминанты костной массы у взрослых: исследование близнецов. J Clin Invest80 : 706– 710,1987

Модель мускулистого скелета | Полноразмерная модель мускулистого скелета | Модель скелета в полный рост или в натуральную величину | Медицинский скелет

Мускулистый череп Premier с мускулатурой лица		Раскрашенный полностью разрозненный скелет — 3B Smart Anatomy		Muscle Skeleton Model Max, на роликовой подставке 5 футов — 3B Smart Anatomy		Мини-модель скелета «Коротышка» с нарисованными мышцами на подвесной подставке — 3B Smart Anatomy
Розничная цена 499 $.00 Текущая онлайн-цена 374,25 $ Вы сэкономите 124,75 $!		Розничная цена 813,00 $ Сегодняшняя цена $ 633,25 Вы сэкономите 179,75 $!		Розничная цена 878 $.00 Текущая онлайн-цена 667,25 $ Вы сэкономите 210,75 $!		Розничная цена 448,00 $ Текущая онлайн-цена 340,00 $ Вы экономите 108,00 $! (1)
Эта полностью трехмерная презентация превосходит диаграммы и иллюстрации из учебников, в которых отсутствует глубина.		Эта специальная версия расписана вручную и пронумерована, чтобы обозначить происхождение мышц красным цветом и место прикрепления мышц.		Muscle Skeleton Max, на роликовой подставке 5 футов Эта версия содержит все стандартные преимущества 3B Scie		Мини-скелет «Коротышка» с нарисованными мускулами на основании Миниатюрный человеческий скелет высшего класса.Умелый
Раскрашенный Скелет Большого Тима		Раскрашенный скелет мистера Бережливого		Супер-модель скелета Сэм, на роликовой подставке высотой 5 футов — 3B Smart Anatomy
Розничная цена $ 54.99 Текущая онлайн-цена 46,74 $ Вы экономите 8,25 $! (8)		Розничная цена 104,99 долларов США Сегодняшняя цена в Интернете 89,24 доллара США Вы экономите 15 долларов США.75! (3)		Розничная цена 1148,00 $ Текущая онлайн-цена 928,20 $ Вы сэкономите 219,80 $! (4)
Бюджетный раскрашенный скелет размером 25 1/2 дюймов с мышечными вставками и начальными точками, нарисованными на левой стороне t.		Бюджетный раскрашенный скелет размером 33 1/2 дюйма с мышечными вставками и начальными точками, нарисованными на левой стороне t.		Super Skeleton Sam, на роликовой подставке высотой 5 футов Конечно, эта первоклассная версия содержит

Обзор человеческого скелета и функций костей — видео и стенограмма урока

Support

Первая функция, о которой мы поговорим, — это функция, которая отделяет вас от червя; Другими словами, кости вашего скелета обеспечивают поддержку.Кости в ваших ступнях и ногах являются основой вашего тела и поддерживают вес вашего тела, когда вы стоите. Кости, составляющие грудную клетку, поддерживают грудную клетку и держат ее открытой, чтобы у вашего сердца и легких было место для работы. Все кости вместе поддерживают ваши мышцы, давая им каркас, к которому можно прикрепиться, точно так же, как каркас вашего дома дает стенам что-то, что поддерживает их.

Защита

Другая функция ваших костей заключается в том, что они обеспечивают защиту.Ваши кости очень твердые и крепкие, что делает их отличными защитниками мягких и нежных органов вашего тела, таких как мозг. В вашем черепе есть кости, которые срослись друг с другом так плотно, как будто они склеены на месте. Это обеспечивает прочную крепость, которая защищает ваш мозг от травм.

позвонка — это кости, из которых состоит ваш позвоночник или позвоночник. Это еще один пример того, как ваши кости защищают важные структуры; в этом случае позвонки защищают спинной мозг.Мы уже упоминали, что грудная клетка поддерживает вашу грудную клетку, и поэтому мы видим, что она защищает ваше сердце и легкие от травм.

Движение

Третья функция ваших костей связана с движением. Теперь вы, вероятно, знаете, что именно ваши мышцы сокращаются и расслабляются, чтобы заставить вас двигаться, но вы бы никуда не пошли, если бы ваши мышцы не были прикреплены к костям и не тянули их. Скелетные мышцы прикрепляются к кости одним концом, а затем пересекают сустав, чтобы прикрепиться к другой кости.Первая кость действует как якорь и тянет к себе другую кость, сокращаясь. Это создает движение.

Например, когда вы пинаете футбольный мяч, мышцы передней части бедра толкают вперед часть ноги ниже коленного сустава, нанося удар ногой. Если бы ваши кости, мышцы и суставы не работали вместе, вы были бы полностью окоченевшими, и вам пришлось бы ковылять, чтобы добраться куда угодно.

Хранилище

Эта четвертая функция может удивить вас, если вы подумаете о костях как о твердых структурах, которые никогда не меняются.На самом деле ваши кости служат хранилищами для вещей, которые нужны вашему телу. Наиболее заметное вещество, которое хранится в ваших костях, — это кальций . Кальций — минерал, важный для крепких костей.

Большая часть кальция в вашем теле хранится в ваших костях, но ваше тело использует этот минерал для множества вещей, таких как отправка сообщений через нервную систему и сокращение мышц. Ваше тело может разрушать кости и извлекать из них кальций, когда он нужен для других задач.Некоторые из ваших костей даже имеют полость посередине, которая используется для хранения жира, но не бойтесь; это ограниченное пространство для хранения, поэтому вам не нужно беспокоиться о том, что ваши кости наберут слишком большой вес.

Производство красных кровяных телец

Последняя функция, о которой мы будем говорить, может показаться больше связанной с сердцем, чем с костями. Это потому, что ваши кости производят красные кровяные тельца. Это важная работа, потому что ваши красные кровяные тельца — это клетки, которые переносят кислород ко всем различным частям вашего тела.Если бы ваши кости не производили достаточно красных кровяных телец, ткани вашего тела были бы вынуждены задерживать дыхание и не могли бы выполнять свою работу. Костный мозг — это мягкая ткань внутри ваших костей, где вырабатываются клетки крови, поэтому вы можете думать о своем костном мозге как о фабрике красных кровяных телец вашего тела.

Итоги урока

Давайте рассмотрим. Скелет — это внутренний каркас вашего тела. Скелет взрослого человека состоит из 206 костей, и на этом уроке мы узнали о пяти вещах, которые ваши кости делают для вас.

Мы узнали, что ваши кости обеспечивают поддержку и защиту чувствительных органов. Мы рассказали, как череп защищает мозг и как позвонка , составляющие позвоночник, защищают спинной мозг. Мы также узнали, что грудная клетка поддерживает грудную клетку, которая защищает сердце и легкие.

Мы обсудили, как ваши кости, мышцы и суставы работают вместе, чтобы создать движение. Мы также узнали, что кости являются отличным местом хранения кальция , который является минералом, важным для прочности костей.

Мы также узнали об удивительной функции костей, когда изучили тот факт, что ваши кости вырабатывают красные кровяные тельца. Это происходит в костном мозге , который представляет собой мягкую ткань внутри ваших костей.

Результаты обучения

По мере прохождения этого урока вы можете:

• Указать функции человеческого скелета, включая поддержку и движение
• Перечислите вещества, хранящиеся в костях, и помните, что кости создают красные кровяные тельца

.