Строение и функции костной системы: Как растут кости

Костная система — это… Что такое Костная система?

Скелет человека

Скеле́т челове́ка(skeletos, греч. — высушенный) — совокупность костей, пассивная часть опорно-двигательного аппарата. Служит опорой мягким тканям, точкой приложения мышц (рычажная система), вместилищем и защитой внутренних органов. Скелет представляет комплекс плотных образований, развивающихся из мезенхимы,имеющих механическое значение.

Человеческий скелет состоит из двухсот с небольшим отдельных костей, и почти все они соединяются в одно целое с помощью суставов, связок и других соединений.

В течение жизни скелет постоянно претерпевает изменения. Во время внутриутробного развития хрящевой скелет плода постепенно замещается костным. Этот процесс продолжается также и в течение нескольких лет после рождения. У новорождённого ребенка в скелете почти 270 костей, что намного больше чем у взрослого. Такое различие возникло из-за того, что детский скелет содержит большое количество мелких косточек, которые срастаются в крупные кости только к определённому возрасту. Это, например, кости черепа, таза и позвоночника. Крестцовые позвонки, например, срастаются в единую кость (крестец) только в возрасте 18—25 лет.

Непосредственно к скелету не относятся 6 особых косточек (по три с каждой стороны), расположенных в среднем ухе; слуховые косточки соединяются только друг с другом и участвуют в работе органа слуха, осуществляя передачу колебаний с барабанной перепонки во внутреннее ухо.

Подъязычная кость — единственная косточка непосредственно не связанная с другими, — топографически находится на шее, но традиционно относится к костям лицевого отдела черепа. Она подвешена мышцами к костям черепа и соединена с гортанью.

Самая длинная кость скелета — бедренная кость, а самая маленькая — стремя в среднем ухе.

Функции

Помимо механических функций по поддержанию формы тела, обеспечению возможности движения и защите внутренних органов, скелет является также и местом кроветворения: в костном мозге происходит образование новых клеток крови. (Одно из самых распространённых заболеваний, поражающих костный мозг — лейкоз, часто несмотря на лечение приводит к смерти.) Кроме этого, скелет, являясь хранилищем большей части кальция и фосфора организма, играет важную роль в обмене минеральных веществ.

Организация

Скелет человека устроен по общему для всех позвоночных животных принципу. Кости скелета подразделяются на две группы: осевой скелет и добавочный скелет. К осевому скелету относятся кости, лежащие посередине и образующие остов тела; это все кости головы и шеи, позвоночник, рёбра и грудина. Добавочный скелет составляют ключицы, лопатки, кости верхних конечностей, кости таза и кости нижних конечностей.

Все кости скелета делят на подгруппы:

Осевой скелет

• Череп — костная основа головы, является вместилищем головного мозга, а также органов зрения, слуха и обоняния. Череп имеет два отдела: мозговой и лицевой.
• Грудная клетка — имеет форму усечённого сжатого конуса, является костной основой груди и вместилищем для внутренних органов. Состоит из 12 грудных позвонков, 12 пар рёбер и грудины.
• Позвоночник, или позвоночный столб — является главной осью тела, опорой всего скелета; внутри позвоночного канала проходит спинной мозг.

Добавочный скелет

• Пояс верхних конечностей — обеспечивает присоединение верхних конечностей к осевому скелету. Состоит из парных лопаток и ключиц.
• Верхние конечности — максимально приспособлены для выполнения трудовой деятельности. Конечность состоит из трёх отделов: плеча, предплечья и кисти.
• Пояс нижних конечностей — обеспечивает присоединение нижних конечностей к осевому скелету, а также является вместилищем и опорой для органов пищеварительной, мочевыделительной и половой систем.
• Нижние конечности — приспособлены для перемещения тела в пространстве.

Половые особенности

См. также: Половой диморфизм

Мужской и женский скелет в целом построены по одному типу, и кардинальных различий между ними нет. Они заключаются лишь в немного изменённой форме или размерах отдельных костей и, соответственно, включающих их структур. Вот некоторые из наиболее явных различий. Кости конечностей и пальцев у мужчин в среднем длиннее и толще. У женщин более широкий таз, а также более узкая грудная клетка, менее угловатые челюсти и слабее выражены надбровные дуги и затылочные мыщелки. Существует еще множество более мелких различий.

Некогда распространённое мнение о том, что у мужчины на одно ребро меньше чем у женщины, ошибочно. Библейская легенда о сотворении Евы из ребра Адама не имеет отражения в действительности и произошла из-за ошибки в переводе ивритского слова «цэля» (ивр. צלע‎), имеющего значения как «ребро», так и «тень». Скелет и мужчины и женщины имеет 24 ребра, или 12 пар.

Заболевания

Известно множество заболеваний костной системы. Многие из них сопровождаются ограничением подвижности, а некоторые могут приводить и к полному обездвиживанию человека. Серьёзную угрозу для жизни и здоровья представляют злокачественные и доброкачественные опухоли костей, требующие часто проведения радикального хирургического лечения; обычно поражённую конечность ампутируют. Помимо костей нередко поражаются и суставы. Болезни суставов часто сопровождаются значительным нарушением подвижности и сильными болями. При остеопорозе увеличивается ломкость костей, кости становятся хрупкими; это системное заболевание скелета чаще всего возникает у пожилых людей и у женщин после менопаузы.

Интересные факты

• Скелет новорожденного ребёнка состоит из более чем трёхсот косточек, но в результате того что многие из них срастаются в процессе взросления, в скелете взрослого их остаётся лишь 206^[1][2].

См. также

Примечания

1. ↑ Число костей может отличаться от среднего. Говоря о количестве костей, лучше не уточнять до определенного числа.
2. ↑ http://www.polezen.ru/interes/anatomy.php

Ссылки

Wikimedia Foundation. 2010.

Функции скелетной системы

Цели обучения

• Определение костей, хрящей и скелетной системы
• Перечислить и описать функции костной системы

Рис. 1. Движение поддержки костей. Кости действуют как рычаги, когда мышцы охватывают сустав и сокращаются. (кредит: Бенджамин Дж. ДеЛонг)

Кость , или костная ткань , представляет собой твердую плотную соединительную ткань, которая образует большую часть скелета взрослого человека, поддерживающую структуру тела.В областях скелета, где движутся кости (например, грудная клетка и суставы), хрящ , полужесткая форма соединительной ткани, обеспечивает гибкость и гладкие поверхности для движения. Скелетная система — это система тела, состоящая из костей и хрящей, которая выполняет следующие важнейшие функции для человеческого тела:

• поддерживает корпус
• облегчает передвижение
• защищает внутренние органы
• производит клетки крови
• накапливает и высвобождает минералы и жиры

Поддержка, перемещение и защита

Наиболее очевидные функции скелетной системы — это грубые функции, видимые при наблюдении.Просто взглянув на человека, вы увидите, как кости поддерживают, облегчают движение и защищают человеческое тело.

Рис. 2. Кости защищают мозг. Череп полностью окружает мозг и защищает его от травм.

Подобно тому, как стальные балки здания служат каркасом, выдерживающим его вес, кости и хрящи вашей скелетной системы составляют каркас, поддерживающий остальную часть вашего тела. Без скелетной системы вы были бы вялой массой органов, мышц и кожи.

Кости также облегчают движение, выступая в качестве точек прикрепления ваших мышц. В то время как некоторые кости служат только опорой для мышц, другие также передают силы, возникающие при сокращении ваших мышц. С механической точки зрения кости действуют как рычаги, а суставы служат опорами (рис. 1).

Если мышца не охватывает сустав и не сокращается, кость не двигается. Для получения информации о взаимодействии скелетной и мышечной систем, то есть опорно-двигательного аппарата, ищите дополнительное содержание.

Кости также защищают внутренние органы от травм, покрывая их или окружая их. Например, ребра защищают легкие и сердце, кости позвоночника (позвоночник) защищают спинной мозг, а кости черепа (черепа) защищают мозг (рис. 2).

Карьера: ортопед

Ортопед — врач, специализирующийся на диагностике и лечении заболеваний и травм, связанных с опорно-двигательной системой. Некоторые ортопедические проблемы можно лечить с помощью лекарств, упражнений, подтяжек и других устройств, но другие лучше всего лечить хирургическим путем (рис. 3).

Рис. 3. Скоба для руки. Ортопед иногда предписывает использовать скобу, которая укрепляет нижележащую костную структуру, которую он использует для поддержки. (Источник: Юхан Сонин)

Хотя происхождение слова «ортопедия» (ortho- = «прямой»; paed- = «ребенок») буквально означает «выпрямление ребенка», у ортопедов могут быть пациенты от педиатров до гериатров. В последние годы ортопеды даже выполнили пренатальные операции по исправлению расщелины позвоночника, врожденного дефекта, при котором нервный канал в позвоночнике плода не закрывается полностью во время эмбриологического развития.

Ортопеды обычно лечат травмы костей и суставов, но они также лечат другие заболевания костей, включая искривление позвоночника. Боковое искривление (сколиоз) может быть достаточно серьезным, чтобы проскользнуть под лопатку (лопатку), заставляя ее подниматься вверх в виде горба. Искривления позвоночника также могут быть чрезмерными дорсовентрально (кифоз), вызывая сгибание спины и сдавление грудной клетки. Эти искривления часто появляются у детей раннего возраста в результате неправильной осанки, аномального роста или неопределенных причин. В основном их легко лечат ортопеды.С возрастом накопленные травмы позвоночника и такие заболевания, как остеопороз, также могут приводить к искривлению позвоночника, поэтому иногда наблюдается сутулость у пожилых людей.

Некоторые ортопеды специализируются на спортивной медицине, которая занимается как простыми травмами, такими как растяжение лодыжки, так и сложными травмами, такими как разрыв вращательной манжеты плеча. Лечение может варьироваться от физических упражнений до операции.

Хранение минералов, накопление энергии и кроветворение

Рисунок 4.Головка бедренной кости с красным и желтым костным мозгом. Головка бедренной кости содержит как желтый, так и красный костный мозг. Желтый кабачок накапливает жир. Красный костный мозг отвечает за кроветворение. (кредит: модификация работы «stevenfruitsmaak» / Wikimedia Commons)

На метаболическом уровне костная ткань выполняет несколько важных функций. Во-первых, костный матрикс действует как резервуар для ряда минералов, важных для функционирования организма, особенно кальция и калия. Эти минералы, включенные в костную ткань, могут высвобождаться обратно в кровоток для поддержания уровней, необходимых для поддержания физиологических процессов.Ионы кальция, например, необходимы для сокращения мышц и контроля потока других ионов, участвующих в передаче нервных импульсов.

Кость также служит местом для хранения жира и производства клеток крови. Более мягкая соединительная ткань, заполняющая большую часть костной ткани, называется костным мозгом (рис. 4). Есть два типа костного мозга: желтый и красный. Желтый костный мозг содержит жировую ткань; Триглицериды, хранящиеся в адипоцитах ткани, могут служить источником энергии. Красный костный мозг — это место, где происходит кроветворение — производство клеток крови. Красные кровяные тельца, лейкоциты и тромбоциты производятся в красном костном мозге.

11.2: Структура и функции костей

Моделирование и ремоделирование костей

В младенчестве, детстве и подростковом возрасте кости непрерывно растут и меняют форму посредством двух процессов, называемых ростом (или окостенением) и моделированием. Фактически, в первый год жизни почти 100 процентов костной ткани в скелете заменяется.В процессе моделирования костная ткань разбирается на одном участке и наращивается на другом. В зрелом возрасте наши кости перестают расти и моделироваться, но продолжают проходить процесс ремоделирования. В процессе ремоделирования костная ткань разрушается и накапливается в одном и том же месте. У взрослых ежегодно реконструируется около 10 процентов костной ткани. Как видно из видео \ (\ PageIndex {2} \), кости адаптируют свою структуру к силам, действующим на них, даже в зрелом возрасте. Это явление называется законом Вольфа , который гласит, что кости развивают структуру, которая лучше всего способна противостоять силам, действующим на них.Вот почему упражнения, особенно когда они связаны с нагрузкой на вес, увеличивают прочность костей.

Первым шагом в ремоделировании кости является активация остеоцитов (Рисунок \ (\ PageIndex {4} \)). Остеоциты обнаруживают изменения механических сил, гомеостаза кальция или уровня гормонов. На втором этапе остеокласты привлекаются к участку деградации. Остеокласты — это крупные клетки с сильно нерегулярной взъерошенной мембраной. Эти клетки плотно сливаются с костью и выделяют ионы водорода, которые подкисляют окружающую среду и растворяют минералы в матрице костной ткани.Этот процесс называется резорбцией кости и напоминает выемку ямы. Наше тело выкапывает ямы в костной ткани, потому что кости служат хранилищами кальция и других минералов. Кости поставляют эти минералы в другие ткани тела по мере необходимости. Костная ткань также реконструируется, когда она ломается, чтобы она могла восстанавливаться. Более того, если вы решите тренироваться, чтобы пробежать марафон, ваши кости перестроятся, перестроившись, чтобы лучше поддерживать силы своей новой функции.

Рисунок \ (\ PageIndex {4} \) : Ремоделирование кости происходит в четыре этапа: активация, резорбция остеокластов, подготовка поверхности и создание новой костной ткани.© Networkgraphics

После извлечения определенного количества кости остеокласты начинают отмирать и резорбция кости прекращается. На третьем этапе ремоделирования кости участок подготавливается к наращиванию. На этом этапе сахар и белки накапливаются вдоль поверхности кости, образуя цементную полосу, которая создает прочную связь между старой костью и новой костью, которая будет образована. На выполнение этих первых трех шагов уходит примерно две-три недели. На последнем этапе ремоделирования кости остеобласты откладывают новую остеоидную ткань, которая заполняет полости, которые были выкопаны в процессе резорбции.Остеоид — это ткань костного матрикса, которая состоит из белков, таких как коллаген, и еще не минерализована. Для выработки коллагена необходим витамин С. Симптомом дефицита витамина С (известного как цинга) является боль в костях, которая вызвана уменьшением ремоделирования костей. После того, как остеоидная ткань сформировалась, костная ткань начинает минерализоваться. Последний этап ремоделирования кости продолжается в течение нескольких месяцев, и в течение гораздо более длительного времени после этого минерализованная кость непрерывно уплотняется более плотным образом.

Таким образом, мы можем сказать, что кость — это живая ткань, которая постоянно адаптируется к механическим нагрузкам в процессе ремоделирования.Для ремоделирования костной ткани необходимы определенные питательные вещества, такие как кальций, фосфор, магний, фторид, витамин D и витамин К.

Основные выводы

Скелетная система помогает двигаться, обеспечивает поддержку и защиту органов, синтезирует тромбоциты, красные и белые кровяные тельца и служит хранилищем минералов, таких как кальций. Скелет состоит из соединительных тканей, включая кости, хрящи, сухожилия и связки. Кости состоят из надкостницы, которая окружает компактную кость, которая, в свою очередь, окружает губчатую кость.Костный мозг находится внутри губчатой ​​кости. Клетки костной ткани — это клетки-остеопрогениторы, остеобласты, остеокласты и остеоциты. Кость — это живая ткань, которая адаптируется к механическим нагрузкам в процессе ремоделирования. Ремоделирование кости — это многогранный процесс, включающий четыре этапа: активация остеоцитов, опосредованная остеокластами резорбция кости, подготовка поверхности и опосредованное остеобластами строительство кости. Процесс ремоделирования костей требует определенных питательных веществ, таких как кальций, фосфор, магний, фторид, витамин D и витамин К.

Развитие количественных методов для улучшения понимания взаимосвязи скелетной структуры и функции | Журнал нейроинжиниринга и реабилитации

Скелетная система — обзор

МЕХАНИЧЕСКАЯ НАГРУЗКА

Скелетная система обеспечивает механическую поддержку и защиту для множества органов позвоночных организмов.Чтобы противостоять нагрузке наиболее эффективным способом (максимальная прочность при минимальном количестве материала), скелет постоянно корректирует свою костную массу и архитектуру в ответ на нагрузку посредством ремоделирования кости. Фактически, адаптация и изменение формы костной структуры к механическим силам требует замены существующих костных пакетов или целых трабекул новыми, соответствующим образом ориентированными относительно преобладающих механических нагрузок. Тесная динамическая связь между структурой кости и силовыми линиями в кости может поддерживаться реакцией на порог механического напряжения (сила на единицу площади), ниже которого происходит удаление костной ткани остеокластом, в то время как более высокое напряжение будет стимулировать добавление кости. .Действительно, давно признано, что механическое напряжение, вызванное упражнениями с отягощением, увеличивает активность остеобластов и вызывает образование костей. И наоборот, отсутствие механической стимуляции в результате длительной иммобилизации или разгрузки вызывает серьезную потерю костной массы. Во время иммобилизации резорбция костной ткани увеличивается, а образование уменьшается, что способствует потере костной массы, связанной со слабостью и длительным постельным режимом. Точно так же продолжительный космический полет с отсутствием сил гравитации на скелет приводит к заметной потере костной массы и повышенной хрупкости костей у космонавтов.

Все больше данных свидетельствует о том, что основным типом механочувствительных клеток кости является остеоцит (см. Ранее). Остеоцит идеально расположен внутри пластинчатой ​​кости для восприятия механических сил и может передавать сигналы другим остеоцитам, остеобластам и остеокластам на поверхности кости через соединительную канальцевую сеть. ^233,368-370 Было продемонстрировано, что остеоциты обладают способностью стимулировать резорбцию костей in vitro и in vivo. ^{371 , 372} Было высказано предположение, что эта модуляция ремоделирования кости вызывается апоптозом остеоцитов, который может быть следствием разгрузки. ³⁷³ И наоборот, механическая стимуляция способна поддерживать жизнеспособность остеоцитов. ^{374 , 375} Недавние исследования подчеркивают важность жизнеспособности остеоцитов в поддержании здоровья костной ткани и реакции на механическую нагрузку. Экспериментальное разрушение остеоцитов в мышиной кости посредством направленной экспрессии рецептора дифтерийного токсина под контролем специфичного для остеоцитов промотора DMP-1 быстро привело к крупномасштабному увеличению резорбции кости, уменьшению костеобразования и потере трабекулярной кости.В то же время эти мыши были устойчивы к потере костной массы, вызванной разгрузкой, что указывает на потребность в остеоцитах в ответ на механические сигналы. ³⁷⁶

Механизмы, с помощью которых механический стимул преобразуется в биохимические сигналы в остеоцитах и ​​остеобластах, а также средства, с помощью которых эти клетки затем модулируют активность ремоделирования кости, четко не идентифицированы. Влияния, которые были вовлечены в процесс, включают поперечные силы, создаваемые движением жидкости (например,g., в канальцах, окружающих дендриты остеоцитов) и различных мембранных белков, включая интегрины, коннексины и чувствительные к растяжению ионные каналы. ^{233 236 239} Например, механическая стимуляция увеличивает экспрессию коннексинов, трансмембранных белков, которые образуют регулируемые каналы; это позволяет осуществлять прямой обмен небольшими молекулами с соседними клетками, что приводит к межклеточной коммуникации между клетками. ^239,377-379 Более того, остеоциты реагируют in vitro и in vivo на повышенную нагрузку, изменяя свои сигналы.Например, в ответ на нагрузку остеоциты повышают выработку оксида азота, высвобождают простагландин (PG) E-2 и IGF-1 и снижают экспрессию транспортера глутамата. ²³³ Экспрессия DMP-1 также значительно увеличивается при механической стимуляции. ³⁸⁰ Инактивация DMP-1 у мышей связана с гипоминерализованным фенотипом, связанным с повышенным уровнем FGF-23 и дефектным формированием лакуны / канальцевой сети остеоцитов. ³⁸¹ Производство MEPE в остеоцитах также является механочувствительным, демонстрируя замедленное производство после механической стимуляции, в отличие от DMP-1. ³⁸² Целенаправленное разрушение MEPE приводит к увеличению костной массы и придает определенную степень устойчивости к возрастной потере трабекулярной кости. ³⁸³ Поскольку как DMP-1, так и MEPE могут регулировать метаболизм фосфатов и массу костной ткани, эти результаты предполагают потенциальную связь между физическими упражнениями, местной минерализацией кости, гомеостазом фосфатов и функцией почек, организованной через остеоциты, что может быть важно для понимания полный спектр последствий потери остеоцитов, наблюдаемых при старении костей. ^{233 237 243 384}

Большой интерес также представляет недавнее наблюдение, что механическая нагрузка изменяет уровни экспрессии SOST в остеоцитах, что приводит к быстрому снижению продукции склеростина. ³⁸⁵ Как уже упоминалось, склеростин ингибирует передачу сигналов Wnt посредством связывания с LRP5 / 6 ^{240 , 241} ; SOST -нулевые мыши имеют очень высокую костную массу, ^{386 , 387} , тогда как трансгенные мыши, напротив, сверхэкспрессирующие склеростин в остеоцитах, страдают тяжелой потерей костной массы. ³⁸⁸ Остеоциты, таким образом, по-видимому, используют путь Wnt / β-катенин для передачи сигналов механической нагрузки клеткам на поверхности кости. ^{236 , 389}

Биология, строение и функции животных, опорно-двигательный аппарат, типы скелетных систем

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 (рисунок).

Грудной пояс

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).

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 (рисунок). Позвоночник лопатки — хороший пример костного выступа, который облегчает широкую область прикрепления мышц к кости.

Верхняя конечность

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

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 соединяются 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 пояс

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 тазобедренных 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 (рисунок).

Нижняя конечность

Нижняя конечность состоит 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) (рисунок). .Кости нижних конечностей толще и прочнее, чем кости верхних конечностей, из-за необходимости выдерживать весь вес тела и возникающие в результате силы движения. Помимо эволюционной приспособленности, кости человека будут реагировать на действующие на них силы.

бедренная кость или бедренная кость — самая длинная, тяжелая и крепкая кость 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 кость теленка, параллельна и сочленяется с большеберцовой костью. 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 (рисунок). Вариации существуют и у других видов; например, пястные кости и плюсны лошади ориентированы вертикально и не соприкасаются с субстратом.

Evolution Connection

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 недостаток плавучести на суше означал, что вес тела был подвешен на конечностях, что привело к усилению и окостенению конечностей. Влияние силы тяжести также потребовало изменений осевого каркаса. Боковые волны позвоночника наземных животных вызывают деформацию скручивания. Более твердый 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 похоже на ходьбу 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.

Опишите структуру и функцию скелетной системы

Два компонента скелетной системы, составляющие тело, состоят из жестких внешних структур и жестких внутренних структур типичного животного или каркаса тела организма, который в целом сохраняет очень сложную систему, называемую.

Скелет, который составляет внутренние структуры, называется находящимся внутри каркаса тела животного «внутренне». они содержат все кости, хрящи, связки, сухожилия и т. д.Скелет, который составляет внешние структуры органов, называется так как они содержат волосы, ногти, омертвевшие клетки кожи и т. Д.

Скелетная система выполняет множество функций для своего тела:

1) Они поддерживают организм, защищая его от внутренних и внешний ущерб от окружающей среды.

2) Присоединение мышц, необходимых для передвижения и движения частей тела.

3) Помощь в функционировании слуха за счет прикрепления костей во внутреннем ухе и дыхания с помощью хрящевых структур, поддерживающих гортань или голосовой ящик, грудину или грудину и стенку трахеи.

4) Сохранение наиболее важных минеральных компонентов в костях в виде кальция, а также фосфора и удовлетворение требований к нему.

5) Поддерживает формирование тела и форму тела, способствует образованию клеток крови внутри костного мозга, таких как эритроциты и лейкоциты.

6) Помогает в передвижении и передвижении.

Говоря о скелетной системе, она составляет две части скелетной или скелетной системы, то есть

A) Осевая система скелета: Эта система находится в основном на медиане или середине осевой плоскости долготы в организме, она определенно будет содержат структуры ребер, грудину, череп в целом и столбик позвонков (или позвоночный столб).

B) Аппендикулярная система скелета: Эта система встречается в основном на наклонных вбок областях, которые движутся вперед и наружу (или из нее) от оси, называемой основными осевыми плоскими образованиями. Он содержал бы грудной пояс, тазовый пояс или тазовую кость, а также составлял бы все кости для рук, включая ноги.

Осевые скелетные системы в общей сложности состоят из 80 костей, а именно:

1) Череп, который дополнительно имеет 8 костей, а именно черепные кости, содержащие,,, и.

2) Наше лицо состоит из 14 костей в сущности, а именно 1 Vomer, 2 Maxillae, 2 небных костей, 2 скуловых костей, 1 зубной нижней челюсти, 2 носовых или носовых костей, 2 слезных костей и одной последней лицевой кости, называемой Нижние носовые раковины присутствуют в носовых полостях или также называются турбинатными костями или нижними носовыми костями.

3) Чуть выше нашего голосового аппарата или гортани находится подъязычная кость, которая по номеру одна. Говоря простым языком, подъязычная кость находится в самой верхней части передней части глотки и рассматривается как часть черепа в той части скелетной системы, которая соединяет мышечные структуры нашего языка и базальное дно нашего рта. который не покажет никакого сочленения с костями других частей.

4) Косточки костей в наших ушах по три на каждую кость. Всего 6 костей, то есть стремени, по 2, наковальня, по 2, и молоток, по 2.

5) Столбец позвонков имеет всего 26 костей, а именно шейные позвонки, всего 7 костей, грудные и поясничные позвонки, 12 и кости соответственно, крестец и копчик, 5 и 4 позвонка или кости соответственно.

6) Грудные части содержат два компонента, а именно грудную кость или грудину, номер 1 и все 24 ребра, которые имеют истинные и ложные ребра (7 и 5 попарно соответственно).

Аппендикулярная система скелета состоит из 126 костей, а именно:

1) Грудные или плечевые пояса состоят из двух костей, ключицы и лопатки, каждая из которых по одному.

2) Руки или в основном конечности в верхних отделах насчитывают 60 штук. Они содержат 1 плечевую кость, 1 локтевую кость, 1 радиус, 8 костей запястья, 5 костей пястных костей, 14 костей фаланг в пальцах по 5 пальцев на каждой руке. в обеих руках.

3) В тазовом поясе или тазе находятся безымянные или тазовые кости, число которых равно 2

4) Ноги или конечности в нижних областях содержат бедренную кость, большеберцовую кость, малоберцовую кость, надколенник, предплюсны, плюсны и фаланги, которые составляют 2, 2 , 2, 2, 14, 10 и 28 номерами для обеих ног соответственно.

Количество костей на младенческой стадии составляет около 306 и уменьшается до 270 на первой стадии родов, и в общей сложности сохраняется 206 костей на взрослой стадии или форме. Формула для расчета позвоночного столба или формула позвонка: буквы алфавита представляют позвонки, присутствующие в типичном позвоночном столбе.

Надеюсь, это поможет.

Скелетная система: органы и функции — Класс биологии [видео 2021]

Кости

На минуту надавите на одну из костей своего тела.Кости кажутся довольно твердыми, и даже при сильном падении они большую часть времени остаются нетронутыми. Однако кости — это не просто твердые ткани. Кости — это живые органы дыхания, которые растут и изменяются, как и все ваше тело.

Кости состоят из клеток, в основном из остеоцитов. У большинства костей есть полый центр, заполненный костным мозгом. Остеоциты организованы в группы, называемые остеонами , , которые окружают костный мозг кругами. Клетки костей выделяют кальциевый матрикс, состоящий из кальция, белков и фосфора, который создает твердую кость, с которой мы знакомы.

Конструкция и поддержка

Основная задача костей — обеспечивать структуру и опору для вашего тела. Костные клетки, называемые остеобластами , образуют новую кость и удерживают ее в твердом состоянии. Эта твердая структура используется, чтобы держать нас в ногах и поддерживать наши органы.

Возьмем, к примеру, грудную клетку. Внутри грудной клетки находятся нежные легкие. Легкие не имеют мышц и состоят из мягкой губчатой ​​ткани. Ваша грудная клетка предотвращает повреждение легких при ударе о грудь. Ваш череп служит той же цели для вашего мозга.Мозг — это мягкая губчатая ткань, которая нуждается в прочном чехле, чтобы защитить его, так же, как чехол для телефона защищает ваш телефон от повреждений.

Движение

Теперь давайте посмотрим на скелетные мышцы. Наши скелетные мышцы прикреплены к костям для движения. Когда мышцы сокращаются или укорачиваются, они заставляют наши кости двигаться вместе с ними, поскольку они скреплены вместе. Эффект — движение наших придатков.

Фото: сгибание рук в тренажерном зале. Бицепс прикреплен к кости предплечья и плеча.Когда он сокращается, он стягивает две кости вместе, заставляя ваше предплечье подниматься. Без костей мышцы просто укорачивались бы, но мы никуда не пошли бы.

Производство клеток крови

Внутри твердой кальцинированной кости находится губчатая ткань, называемая костным мозгом . Костный мозг — это место производства всех клеток крови. Костный мозг содержит особые клетки, называемые стволовыми клетками . Эти клетки способны превращаться в клетки крови любого типа.

Стволовые клетки делятся и управляются химическими веществами в окружающей среде и взаимодействуют с другими клетками относительно того, какой тип клеток крови должен стать.Этот процесс невероятно важен, потому что клетки крови не делятся сами по себе. Единственный способ их замены — это деление стволовых клеток в костном мозге, а для некоторых лейкоцитов — в селезенке или тимусе.

Хрящ

В отличие от твердых костей, поддерживающих наше тело, хрящ гибкий. Эта ткань состоит из клеток, называемых хондробластами, которые создают матрицу из белков и углеводов. Вы когда-нибудь слышали о пирсинге хряща? Этот популярный пирсинг проходит через верхнее ухо, состоящее из хряща.Если вы дотронетесь до верхнего уха, вы заметите, что оно твердое, но все же изгибается. Это потому, что он состоит из хряща. Части нашей грудной клетки также сделаны из хряща, обеспечивая защиту, но все же позволяя ей расширяться во время дыхания.

Хрящ также служит подушкой между нашими суставами. Возможно, вы знакомы с заболеванием, при котором изнашивается хрящ между нашими суставами, особенно в коленях. Годы занятий спортом с высокими нагрузками могут привести к разрушению и, в конечном итоге, износу хрящей.

Связки

Связки — это тип соединительной ткани, которая соединяет кость с другими костями.Этот тип ткани важен для поддержания прочности и устойчивости скелетной системы. Суставы или связи между костями позволяют нам двигать придатками, но они также являются слабыми местами, подверженными вывихам или другим повреждениям. Связки помогают держать наши кости вместе.

Если вы фанат футбола, вы, вероятно, знакомы с травмой, вызванной разрывом передней крестообразной связки (ПКС). Эта травма возникает, когда связки, соединяющие бедренную кость верхней части ноги и большеберцовую кость голени, разрываются.Травма колена обычно вызвана скручиванием колена или внезапной остановкой.

Сухожилия

Сухожилия , состоящие из клеток, называемых фибробластами, белками и углеводами, соединяют мышцы с костью. Помните, как наши кости участвуют в движении мышц? Сухожилие — это то, что связывает мышцу с костью, закрепляя ее во время сокращения. Сухожилия — это то, что позволяет костям двигаться во время сокращения мышц.

Сухожилия также подвержены травмам.Люди, которые в течение всего дня выполняют повторяющиеся движения, такие как набор текста, письмо или рисование, могут изнашивать свои сухожилия в состоянии, называемом тендинитом . Во время тендинита сухожилия воспаляются и болят. Людям с тендинитом может потребоваться прекратить занятия, принять лекарства или даже сделать операцию.

Краткое содержание урока

Скелетная система используется для структуры и поддержки тела и состоит из костей, хрящей, связок и сухожилий. Кости представляют собой кальцифицированные структуры, состоящие в основном из остеоцитов , которые обеспечивают структуру, защиту, помощь в движении и создают клетки крови.