Что такое кости: строение и состав, отделы и функции

Что такое скелет человека

Скелет представляет совокупность костей, принадлежащих им хрящей и соединяющих кости связок.

Всего в теле человека более 200 костей. Вес скелета 7-10 кг, что составляет 1/8 веса человека.

Отделы скелета

В скелете человека различаются следующие отделы:

  • скелет головы (череп), скелет туловища — осевой скелет;
  • пояс верхних конечностей, пояс нижних конечностей — добавочный скелет.

Скелет человека спереди [1979 Курепина М М Воккен Г Г — Анатомия человека Атлас]

Функции скелета

Механические функции скелета

  • опора и крепление мышц (скелет поддерживает все другие органы, придаёт телу определённую форму и положение в пространстве);
  • защита — образование полостей (черепная коробка защищает головной мозг, грудная клетка предохраняет сердце и лёгкие, а таз — мочевой пузырь, прямую кишку и другие органы);
  • движение — подвижное соединение костей (скелет вместе с мышцами составляет двигательный аппарат, кости в этом аппарате выполняют пассивную роль — они являются рычагами, которые перемещаются в результате сокращения мышц).

Биологические функции скелета

  • минеральный обмен;
  • кроветворение;
  • депонирование крови.

Что такое кость?

Кость — структурно-функциональная единица скелета и самостоятельный орган. Каждая кость занимает точное положение в теле, имеет определённую форму и строение, выполняет свойственную ей функцию.

В образовании кости принимают участие все виды тканей. Конечно, главное место занимает костная ткань. Хрящ покрывает только суставные поверхности кости, снаружи кость покрыта надкостницей, внутри расположен костный мозг.

Кость содержит жировую ткань, кровеносные и лимфатические сосуды, нервы. Костная ткань обладает высокими механическими свойствами, её прочность можно сравнить с прочностью металла. Относительная плотность костной ткани около 2,0. Живая кость содержит 50% воды, 12,5% органических веществ белковой природы (оссеин и оссеомукоид), 21,8% неорганических минеральных веществ (главным образом фосфат кальция) и 15,7% жира.

В высушенной кости 2/3 составляют неорганические вещества, от которых зависит твёрдость кости, и 1/3 — органические вещества, обусловливающие её упругость.

Содержание в кости минеральных (неорганических) веществ с возрастом постепенно увеличивается, в результате чего кости пожилых и старых людей становятся более хрупкими.

По этой причине даже незначительные травмы у стариков сопровождаются переломами костей. Гибкость и упругость костей у детей зависят от относительно большего содержания в них органических веществ.[1988 Воробьева Е А Губарь А В Сафьянникова Е Б — Анатомия и физиология: Учебник]

Остеопороз — заболевание, связанное с повреждением (истончением) костной ткани, ведущее к переломам и деформации костей.

Причина — не усвоение кальция.

Структурной функциональной единицей кости является остеон. Обычно остеон состоит из 5-20 костных пластинок. Диаметр остеона 0,3 — 0,4 мм.

Если костные пластинки плотно прилегают друг к другу, то получается плотное (компактное) костное вещество. Если костные перекладины расположены рыхло, то образуется губчатое костное вещество, в котором находится красный костный мозг.

Снаружи кость покрыта надкостницей. В ней находятся сосуды и нервы.

За счёт надкостницы кость растёт в толщину.

За счёт эпифизов кость растёт в длину.

Внутри кости находится полость, заполненная жёлтым костным мозгом.

Внутреннее строение кости

Классификация костей по форме

  1. Трубчатые кости — имеют общий план строения, в них различают тело (диафиз) и два конца (эпифизы); цилиндрической или трёхгранной формы; длина преобладает над шириной; снаружи трубчатая кость покрыта соединительнотканным слоем (надкостницей):
    • длинные (бедренная, плечевая);
    • короткие (фаланги пальцев).
  2. Губчатые кости — образованы преимущественно губчатой тканью, окружённой тонким слоем твёрдого вещества; сочетают прочность и компактность с ограниченной подвижностью; ширина губчатых костей приблизительно равна их длине:
    • длинные (грудина);
    • короткие (позвонки, крестец)
    • сесамовидные кости — расположены в толще сухожилий и обычно лежат на поверхности других костей (надколенник).
  3. Плоские кости — образованы двумя хорошо развитыми компактными наружными пластинками, между которыми располагается губчатое вещество:
    • кости черепа (крыша черепа);
    • плоские (тазовая кость, лопатки, кости поясов верхних и нижних конечностей).
  4. Смешанные кости — имеют сложную форму и состоят из частей, различных по функциям, форме и происхождению; из-за сложной структуры смешанные кости нельзя отнести к другим типам костей: трубчатым, губчатым, плоским (грудной позвонок, имеет тело, дугу и отростки; кости основания черепа состоят из тела и чешуи).

Кости (Остеология — Osteologia)

Остеология, osteologia- учение о костях. Данный раздел изучает скелет в целом, отдельные кости, костную ткань.

Кости, ossa, являются твёрдой опорой мягких тканей тела и образуют рычаги, перемещающийся силой сокращения мышц.

В теле кости образуют систему скелета, systema skeletale, (рис. 1, 2), которая включает осевой скелет, skeleton axiale, и добавочный скелет, skeleton appendiculare,. К осевому скелету относятся череп, cranium,, позвоночный столб, columna vertebralis, и кости грудной клетки, ossa thoracis,.

Система скелета

Добавочный скелет объединяет кости верхней конечности, ossa membri superioris, и кости нижней конечности, ossa membri inferioris.рис.

1. Система скелета, systema skeletale; вид спереди.

Система скелета включает более 200 костей, из них 85 парных.

Каждая кость – это орган, построенный из различных видов соединительной ткани, содержащий костный мозг, снабженный сосудами и нервами.рис.

2 Система скелета, systema skeletale; вид сзади.

В системе скелета выделяют костную часть, pars ossea, и хрящевую часть, pars cartilaginosa. Основной в системе скелета является костная часть. В хрящевую часть системы скелета входят суставные хрящи, cartilagines articulares, эпифизарные хрящи, cartilagines epiphysiales, и реберные хрящи, cartilagines costales.

Снаружи кость покрывает тонкая соединительнотканная оболочка – надкостница, periosteum, (рис. 3), в которой различают волокнистый и остеогенный слои. Поверхностно расположенный волокнистый слой соединяется с костью проникающими в нее волокнами (прободающие волокна), содержит кровеносные и лимфатические сосуды, нервы. Отсюда сосуды и нервы проходят в кость через питательные отверстия, foramina nutricia, и далее через питательный канал, canalis nutricius, в костный мозг.

Внутренний, остеогенный слой (рис. 4), включает образующие клетки (остеобласты), участвующие в процессах развития и перестройки костной ткани, в том числе после травм и переломов. На границе с суставным хрящом, покрывающим концы кости, надкостница переходит в надхрящницу, peri­chondrium. В результате кость оказывается окутанной непрерывной соединительнотканной оболочкой. Эта оболочка покрывает поверхность кости и все находящиеся на ней образования: отростки, processus; ости, spinae; гребни, cristae; бугры, tuberi; бугорки, tuberculi; шероховатые линии, liniae asperae; углубления, foveae; ямки, fossae, и т.д.

Большеберцовая кость, tibia, правая; вид спереди. (В средних отделах кости надкостница, periosteum, разрезана и отвёрнута.)

Более тонкая оболочка – эндост, endosteum, – выстилает кость изнутри.

Классификация костей по форме и строению

По форме различают кости длинные, ossa longi, короткие, ossa brevia, и плоские, ossa plana, (рис. 5). Некоторые кости внутри имеют наполненные воздухом полости; такие кости называются воздухоносными, ossa pneumatica.

Кроме того, некоторые кости относят к ненормальным (смешанным) костям, ossa irregularea, которые состоят из мастей, имеющих разные форму и строение.

В длинных костях (плечевой, ключице, пястных, фалангах и др.) различают среднюю часть – диафиз, diaphysis, и два концевых отдела – эпифизы, epiphyses. Эпифиз, расположенный ближе к осевому скелету, называют проксимальным, epiphysis proximalis, а эпифиз той же кости, занимающий более отдаленное от осевого скелета положение, – дистальным, epiphysis distalis.

Участки длинных костей, находящиеся на границе диафиза и эпифизов, носят название метафизов (metaphyses) (рис. 4). рис. 4. Большеберцовая кость, tibia, правая; вид спереди. (Надкостница удалена. Вскрыта часть костномозговой полости. Эпифизы не сращены с диафизом.) Сама граница заметна только в костях у детей и подростков, пока между диафизом и эпифизами сохраняется прослойка хряща – эпифизарный хрящ, cartilago epiphysialis.

За счет этого хряща кость интенсивно растет в длину. Затем эпифизарный хрящ замещается костной тканью, формирующей эпифизарную линию, linea epiphysialis, которая с возрастом становится почти неразличимой.

На распиле длинной кости (рис. 6) можно различить компактное вещество, substantia compacta, формирующее наружные слои кости, и губчатое (трабекулярное) вещество, substantia spongiosa, расположенное кнутри от компактного вещества.

преимущественно в эпифизах и метафизах. В диафизе длинных костей компактное веще­ство окружает костномозговую полость, cavitas medullaris, имеющую форму трубки.

рис. 5. Кости, ossa, разные по форме. 1а — локтевая кость, ulna): 1б — таранная кость, talus): 2б — кости запястья, ossa carpi; 2в — позвонок, vertebra; 3 — плоская кость, os planun, (лопатка, scapila)).

В коротких костях на распиле у поверхности определяется тонкий слой компактного вещества, окружающий перекладины губчатого вещества, которое формирует большую часть кости.

Трабекулы губчатого вещества образуют сложную ячеистую сеть. Они располагаются в каждой кости в строгом соответствии с ее функциональными нагрузками.

В плоских костях, напротив, губчатое вещество обычно формирует тонкий слой кости и с двух сторон окружено пластинками компактного вещества.

В костях свода черепа губчатое вещество называется диплоэ, diploe — двойное; оно залегает между наружной и внутренней пластинками компактного вещества, laminae externa et interna. В толще губчатого вещества костей свода черепа проходят диплоические каналы, canales diploici, проводящие венозные сосуды.

Некоторые кости черепа (лобная, решетчатая, клиновидная, верхняя челюсть) содержат воздухоносные пазухи, сообщающиеся с полостью носа.

В то же время, ряд участков костей черепа образует утолщения – контрфорсы (лобно-носовой, альвеолярно-скуловой, крыловидно-небный, нижнечелюстной), являющиеся опорными местами этих костей (рис. 6, Д). Благодаря контрфорсам ослабляются механические толчки, испытываемые черепом.

рис. 6. Структура различных по форме костей (А, Б, В, Г, Д), силовые линии в губчатом веществе (а, б, в, г) и контрфорсы челюстей. А,а — больше берцовая кость; Б,б — проксимальный эпифиз бедренной кости; Б,в -поясничный позвонок; Г,г — пяточная кость; Д — череп.

1 — губчатое вещество, substantia spongiosa; 2 — компактное вещество, substantia compacta; I — костномозговая полость, cavitas medullaris; 4 — внутренняя пластинка, lamina interna; 5 — наружная пластинка, lamina externa; 6 — диплоэ, diploé; 7 — диплоическне каналы, canales diploid; контрфорсы: 8 — лобно-носовой, 9 — альвеолярно-скуловой, 10 — крыловидно-небиый, 11 — нижнечелюстнон.

Костный мозг

В ячейках губчатого вещества кости и в костномозговой полости содержится костный мозг, medulla ossium.

Различают красный костный мозг, medulla ossium rubra, и желтый костный мозг, medulla ossium flava.

Красный костный мозг обладает высокой функциональной активностью и способен формировать элементы крови. По мере развитии и роста организма красный костный мозг постепенно замещается желтым. Желтый костный мозг менее активен, выполняет резервную роль, но может активизироваться при определенных условиях, частично превращаясь в красный.

Кости осевого скелета

Осевой скелет, skeleton axialis, представлен костями черепа, позвоночного стоба и грудной клетки.

Последние два отдела составляют кости туловища.

Кости добавочного скелета

К костям добавочного скелета относят кости верхней конечности и кости нижней конечности.

Химический состав костей сложный. Кость состоит из органических и неорганических веществ. Неорганические вещества составляют 65% — 70% сухой массы кости и представлены главным образом солями фосфора и кальция.

В малых количествах кость содержит более 30 других различных элементов. Органические вещества, получившие название оссеин, составляют 30—35% сухой массы кости. Это костные клетки, коллагеновые волокна. Эластичность, упругость кости зависит от ее органических веществ, а твердость — от минеральных солей.

Сочетание неорганических и органических веществ в живой кости придает ей необычайные крепость и упругость. По твердости и упругости кость можно сравнить с медью, бронзой, чугуном. В молодом возрасте, у детей кости более эластичные, упругие, в них больше органических веществ и меньше неорганических.

У пожилых, старых людей в костях преобладают неорганические вещества. Кости становятся более ломкими.

У каждой кости выделяют плотное (компактное) и губчатое вещество. Распределение компактного и губчатого вещества зависит от места в организме и функции костей.

Компактное вещество находится в тех костях и в тех их частях, которые выполняют функции опоры и движения, например в диафизах трубчатых костей.

Губчатое вещество находится также в коротких (губчатых) и плоских костях. Костные пластинки образуют в них неодинаковой толщины перекладины (балки), пересекающиеся между собой в различных направлениях.

Полости между перекладинами (ячейки) заполнены красным костным мозгом. В трубчатых костях костный мозг находится в канале кости, называемом костномозговой полостью. У взрослого человека различают красный и желтый костный мозг. Красный костный мозг заполняет губчатое вещество плоских костей и эпифизов трубчатых костей.

Желтый костный мозг (ожиревший) находится в диафизах трубчатых костей.

Вся кость, за исключением суставных поверхностей, покрыта надкостницей, или периостом.

Классификация костей

Различают кости трубчатые (длинные и короткие), губчатые, плоские, смешанные и воздухоносные (Рис.2) . в отделах скелета, где совершаются движения с большим размахом (например, у конечностей).

У трубчатой кости различают ее удлиненную часть (цилиндрическую или трехгранную среднюю часть) — тело кости, или диафиз, и утолщенные концы — эпифизы. На эпифизах располагаются суставные поверхности, покрытые суставным хрящом, служащие для соединения с соседними костями. Участок кости, расположенный между диафизом и эпифизом, называется метафизом. Среди трубчатых костей выделяют длинные трубчатые кости (например, плечевая, бедренная, кости предплечья и голени) и короткие (кости пясти, плюсны, фаланги пальцев).

Диафизы построены из компактной, эпифизы — из губчатой кости, покрытой тонким слоем компактной.

Губчатые (короткие) кости состоят из губчатого вещества, покрытого тонким слоем компактного вещества. Губчатые кости имеют форму неправильного куба или многогранника.

Такие кости располагаются в местах, где большая нагрузка сочетается с большой подвижностью. Плоские кости участвуют в образовании полостей, поясов конечностей, выполняют функцию защиты (кости крыши черепа, грудина, ребра). К их поверхности прикрепляются мышцы.

Рис. 2. Различные виды костей:

1 — длинная (трубчатая) кость, 2 — плоская кость, 3 — губчатые (короткие) кости, 4 — смешанная кость

Смешанные кости имеют сложную форму.

Они состоят нескольких частей, имеющих различное строение. Например, позвонки, кости из основания черепа.

Воздухоносные кости имеют в своем теле полость, выстланную слизистой оболочкой и заполненную воздухом. Например, лобная, клиновидная, решетчатая кость, верхняя челюсть.

Развитие и рост костей

В онтогенезе человека большинство костей скелета последовательно проходит три стадии в своем развитии. Это перепончатая, хрящевая и костная стадии. Минуют хрящевую стадию так называемые покровные кости (кости свода черепа, лица, ключица).

Вначале в эмбриональной соединительной ткани (мезенхиме) перепончатого скелета на второй неделе развития появляются хрящевые зачатки будущих костей (хрящевая стадия развития скелета). Затем, начиная с 8-й недели внутриутробной жизни, хрящевая ткань на месте будущих костей начинает замещаться костной тканью.

Первые костные клетки, точки окостенения появляются в диафизах трубчатых костей. Образование костной ткани на месте хрящевых моделей костей может происходить тремя способами. Это перихондральное, периостальное и энхондральное окостенение. Периостапъное окостенение (образование кости) наблюдается тогда, когда сформировавшаяся надкостница продуцирует молодые костные клетки, Энхондральное окостенение имеет место, когда костная ткань образуется внутри хряща.

В хрящ из надкостницы прорастают кровеносные сосуды и соединительная ткань. Хрящ в этих местах начинает разрушаться. Часть клеток проросшей в хрящ соединительной ткани превращается в остео-генные клетки, которые разрастаются в виде тяжей, формирующих в глубине кости ее губчатое вещество.

Диафизы трубчатых костей окостеневают во внутриутробном периоде. Появившиеся в них точки окостенения; называют первичными.

Эпифизы трубчатых костей начинают окостеневать или перед самым рождением, или уже во внеутробном периоде жизни человека. Такие точки, образовавшиеся в хрящевых эпифизах, получили название вторичных точек окостенения. Костное вещество эпифизов образуется энхондральным, перихондральным и периостальным способами.

Однако на границе эпифизов с диафизом довольно долго сохраняется хрящевая пластинка (эпифизарная), которая замещается костной тканью в 16—24 года, и эпифизы срастаются с диафизами.

За счет эпифизарной пластинки трубчатые кости растут в длину. После замещения этих пластинок костной тканью рост костей в длину прекращается.

Возрастные изменения костей

Костная ткань динамична, она обладает способностью постоянно обновляться, и на протяжении всей жизни человека в ней меняется количественное и качественное соотношение между органическими и неорганическими веществами.

Причем для каждого периода жизни характерны свои соотношения (по ним, в частности, и определяется возраст).

У годовалого ребенка в костной ткани органические вещества преобладают над неорганическими, что в значительной степени определяет мягкость, эластичность его костей. Ведь именно органические вещества да еще вода, обеспечивают кости растяжимость, эластичность. Вспомните школьный опыт: в сосуд с соляной кислотой кладут кусочек кости, и через некоторое время она становится мягкой настолько, что ее даже можно завязать узлом.

А происходит это потому, что под действием соляной кислоты растворяются почти все минеральные вещества, а органические остаются.

По мере того, как человек взрослеет, в костной ткани увеличивается процент неорганических веществ и растущие кости обретают все большую твердость.

От 1 до 7 лет рост костей ускоряется в длину за счет эпифизарных хрящей, расположенных между телом кости и ее головкой, и в толщину — благодаря аппозиционному утолщению компактного костного вещества в связи с костеобразующей функцией надкостницы. После 11 лет вновь кости скелета начинают быстро расти , формируются костные отростки (апофизы), костномозговые полости приобретают окончательную форм[1]у. Когда рост заканчивается—а происходит это примерно к 20—25 года,— хрящи полностью замещаются костной тканью.

Рост кости в толщину происходит путем наложения новых масс костного вещества со стороны надкостницы.

Из чего состоят кости

В первую очередь наши кости состоят из костного вещества, которое содержит соли кальция.

В целом кость как орган состоит ещё из таких мягких тканей как суставные хрящи и надкостница (на языке специалистов периост), костного мозга внутри костей, а также кровеносных сосудов и нервов, которые проходят через надкостницу и костный мозг‎.

Костное вещество

Костное вещество составляет основную массу наших костей.

Оно очень прочное, так как содержит кальций (специалисты говорят о солях кальция), его вес может доходить до 70% веса костей. Костное вещество бывает в костях в основном в двух формах: компактное костное вещество и губчатое костное вещество.

Компактное костное вещество – это твёрдая, плотная беловатая масса.

В первую очередь она как бы окутывает (покрывает) толстым слоем костномозговые полости внутри длинных трубчатых костей (например, бедренных костей или плечевых костей). Зато губчатое костное вещество состоит из достаточно тонких пластинок/перекладинок. Его можно найти в наших коротких, плоских костях, например, в позвонках.

Костное вещество состоит из зрелых костных клеток, они называются остеоциты. У остеоцитов есть отростки и с помошью этих отростков они соединяются между собой.

Работая вместе с молодыми клетками остеобластами, которые отвечают за формирование костей, начинает расти новая кость. А разрушается костная ткань с помощью клеток, которые называются остеокласты.

Суставные хрящи

Суставные хрящи есть практически во всех костях, за исключением костей черепа. Они покрывают суставные поверхности и являются последней оставшейся частью скелета из эмбрионального (зародышевого, эмбриональный‎) развития.

Надкостница

Надкостница (которую специалисты называют периостом) покрывает снаружи все наши кости.

Поэтому нигде не видно самого костного вещества. Его покрывает либо надкостница, либо суставной хрящ.

Костный мозг

Костный мозг – это мягкая масса, которая находится в полостях внутри костей. Костный мозг бывает красным и жёлтым. Красный костный мозг отвечает в организме за кроветворение.

А жёлтый костный мозг – это в основном жировая ткань.

Жёлтый костный мозг появляется у человека не сразу, а постепенно в ходе развития человека красный костный мозг заменяется на жёлтый. Поэтому чем старше становится человек, тем больше у него становится жёлтого костного мозга. У взрослых жёлтый костный мозг заполняет центральную часть длинных трубчатых костей (это могуть быть, например, плечевые кости), которую специалисты называют диафизом. Красный костный мозг находится в основном внутри коротких и плоских костей (например, внутри позвонков).

Кровеносные сосуды и нервы

Кровеносные сосуды и нервы находятся и в костном веществе, и в надкостнице, и в костном мозге.

Они передают костным клеткам информацию, питательные вещества и кислород. Через мельчайшие отверстия на поверхности костей они попадают внутрь кости, а из кости выходят в систему кровообращения или соответственно в нервы, которые их соединяют с нервной системой.

Костный мозг и кроветворение

Внутри костей находится костный мозг, в нём вырастают все клетки крови.

cyber
Оцените автора
CyberLesson | Быстро освоить программирование Pascal и C++. Решение задач Pascal и C++
Добавить комментарий