Урок Получить доступ за 75 баллов Костная система

Каждый день мы с вами совершаем огромное число движений.

Мы ходим, бегаем, приседаем, пишем, выполняем другие типы движений.

Движение- это основная приспособительная реакция организма к окружающей его среде.

Эту функцию у человека выполняет опорно- двигательная система (ОДС), которая состоит из скелетных мышц, костей и их соединений.

Нередко эту систему называют костно- мышечной.

Скелет считают пассивной частью, а мышцы, которые при сокращении изменяют положение тела в пространстве, считают активной частью опорно- двигательной системы.

Трудно представить себе человека без костей и мышц, скорее он был бы похож на беспомощную медузу, выброшенную на берег.

Сегодня мы рассмотрим, для чего человеку нужна опорно- двигательная система. Неужели только для передвижения?

Функции опорно- двигательной системы:

• опорная- поддержание систем и органов (к костям прикрепляются ткани и органы), сохранение формы тела
• двигательная- передвижение тела и его частей в пространстве: кости, как рычаги, с подвижными соединениями, которые приводят в движение мышцы при сокращении
• защитная- защищает внутренние органы от повреждений, образуя вместилище для жизненно важных органов: позвоночный канал для спинного мозга; черепная коробка для головного мозга; грудная полость для сердца и легких; тазовые кости для защиты органов мочеполовой системы
• минеральный обмен веществ- кости являются хранилищем для минеральных солей: кальция, фосфора, железа, меди; происходит постоянный обмен минеральных веществ между костью и кровью организма
• кроветворная- кости скелета содержат красный костный мозг, где располагаются стволовые клетки, из которых образуются клетки крови и иммунной системы

Кости содержат 30- 40% органических веществ и 60- 70% неорганических веществ.

Органические вещества придают костям гибкость и упругость, а неорганические вещества твердость.

Проверить это можно опытным путем.

Если поместить кость в соляную кислоту, то начнется вымывание из неё минеральных веществ. Она потеряет свою твердость, так как будет содержать лишь органические вещества, и мы сможем легко согнуть и даже связать эту кость в узел.

Если кость сильно прокалить на огне, то органические вещества под действием высоких температур разрушатся. В результате кость теряет свою эластичность и становится твердой и одновременно очень хрупкой, поэтому кость может легко раскрошиться.

Только правильное сочетание органических и неорганических веществ делает кость твердой и упругой.

В детском возрасте количество органических веществ в кости большое, поэтому кости детей упругие и эластичные и устойчивы к переломам, однако легко деформируются при сильных нагрузках.

С возрастом кости приобретают и твердость, и прочность, так как количество органических веществ уменьшается, а доля минеральных солей увеличивается.

У пожилых людей в костях уменьшается доля органических веществ, а минеральных возрастает из-за этого кости становятся более хрупкими.

Есть такое заболевание остеопороз. При нем из костей вымываются минералы - они становятся хрупкими, что приводит к переломам даже при незначительных травмах.

На рисунке вы видите нормальную кость и кость при остеопорозе. Заметны изменения?

Внутреннее строение костей

Кости состоят из костной ткани, имеющей пластинчатое строение.

Костная ткань- это особый вид соединительной ткани, которая образованна звездчатыми клетками и плотным межклеточным веществом, богатым коллагеном и минеральными веществами.

Костная ткань состоит из следующих клеток:

• остеобласты- это стволовые клетки, которые образуют клетки кости и межклеточное вещество
• остеоциты- клетки, которые полностью утратили способность образовывать органические компоненты межклеточного вещества, основные клетки костной ткани
• остеокласты- осуществляют контроль за количеством клеток, разрушают старые, поврежденные клетки костной ткани, выделяя специальные ферменты

В костях находится компактное (плотное) и губчатое вещество.

Под микроскопом видно, что кость состоит из множества трубочек, которые ученые назвали остеонами- это структурные единицы кости, которыми образовано компактное вещество.

Остеон состоит из 5- 20 цилиндрических пластинок, вставленных одна в другую, образованных промежуточным веществом, которое создают клетки остеобласты.

В центре остеона находится канал с кровеносными сосудами и нервные волокна- это гаверсов канал.

Губчатое костное вещество состоит из тонких костных пластинок трабекул, которые формируются преимущественно коллагеном соединительной ткани.

Трабекулы в кости как бы образуют сводчатые арки, что придает высокую механическую прочность и обеспечивает равномерное распределение напряжения в кости.

Губчатое вещество кости с трабекулами:

Снаружи кость покрыта слоем плотной соединительной ткани- надкостницей, которая богата кровеносными, лимфатическими сосудами и нервами.

Внутренний слой надкостницы формируют молодые клетки- остеобласты. Благодаря постоянному образованию новых клеток кость растёт в толщину, а клетки остеокласты, контролируют этот процесс роста.

Функции надкостницы:

• трофическая- надкостница обеспечивает питание кости за счет сети кровеносных сосудов и капилляров
• регенерация и рост костей в толщину- обусловлена способностью внутреннего слоя надкостницы к образованию остеобластов
• механическая (опорная)- обеспечивает механическую связь кости с сухожилиями, связками, мышцами, которые прикрепляются к ней

Если рассмотреть бедренную кость, то мы увидим, что ее концы утолщены и покрыты хрящевой прослойкой. Эти части костей называются эпифизы, они заполненный губчатым веществом с красным костным мозгом.

На эпифизе имеется хрящевая (эпифизарная) пластинка или зона роста (слой гиалинового хряща), которая обеспечивает рост костей в длину в детском и подростковом возрасте.

А средняя часть кости называется диафизом. Внутри неё находится костномозговая полость с жёлтым костным мозгом.

Костный мозг не относится к нервной системе человека, он не образован нейронами. Это мягкая ткань внутренней полости кости, главной функцией которого является образование клеток крови.

Он делится на красный (деятельный) и желтый (недеятельный) костный мозг.

Красный костный мозг- основной кроветворный орган человека, в нем находятся кровяные стволовые клетки.

В желтом костном мозге кроветворные элементы отсутствуют, по большей части он состоит из жировых клеток, в которых присутствует пигмент, из-за чего он имеет желтый цвет.

После больших кровопотерь на месте желтого костного мозга может образоваться красный костный мозг.

Типы костей

Типы соединения костей необходимы для того, чтобы одни кости могли двигаться относительно других или образовывали прочное соединения костей для защиты органов.

Выделяют три основных вида соединения:

• неподвижное соединение костей: образование шва- кости черепа; срастание костей- кости таза.
• полуподвижное соединение костей, соединение при помощи хрящевых прослоек: соединение позвонков, соединение ребер с грудиной
• подвижное соединение- сустав

Строение сустава:

Сустав- подвижное соединения костей скелета, разделённых щелью и покрытых синовиальной оболочкой и суставной сумкой.

Они обладают большой подвижностью и разнообразием движений (сгибание- разгибание, отведение- приведение, вращательные движения)

Сустав образован:

• суставными поверхностями эпифизов костей, покрытыми плотным, упругим гиалиновым хрящом
• суставной полостью, содержащей небольшое количество синовиальной (суставной)жидкости
• синовиальной оболочкой, которая выделяет синовиальную жидкость
• суставной сумкой (фиброзной капсулой)
• мениски- хрящевые образования - дополнительные амортизаторы, смягчающие действие толчков при ходьбе

Пояснение к рисунку:

• суставная головка и суставная впадина- эпифизы костей, образующих сустав
• суставные хрящи- гиалиновые хрящи, выстилающие суставные поверхности костей и уменьшающие силу трения
• суставная сумка- защищает сустав, состоит из соединительной ткани
• синовиальная оболочка- оболочка, выстилающая суставную сумку и образующая синовиальную (суставную) жидкость
• синовиальная (суставная) жидкость- жидкость, заполняющая полость сустава и уменьшающая силу трения
• околосуставные ткани- это ткани, окружающие сустав: мышцы, сухожилия, связки, сосуды и нервы

Характеристика двух соприкасающихся суставов по функциям движения, вращения и по форме

Скелет человека при рождении состоит примерно из 270 костей, но по мере роста они срастаются и их число сокращается до 206.

По весу скелет взрослого человека составляет примерно 15% от массы тела.

Человеческий скелет- это чудо инженерной работы, его можно сравнить с прочным каркасом здания, которое возводят строители.

Например, большая берцовая кость может выдержать нагрузку до 1,5 тонн.

Большинство людей живут в домах менее прочных, чем кости человеческого тела.

Скелет представляет собой единое прочное образование.

Помимо костей в него входят хрящи, связки, сухожилия, которые образованы прочной соединительной тканью.

Скелет подразделяется на:

• скелет головы- череп
• скелет туловища
• пояс верхних (плечевой) и нижних конечностей (тазовый)
• скелет свободных конечностей

Скелет головы

Скелет головы называют черепом.

Череп состоит из 23-25 костей, плотно соединенных швами, образуя прочный каркас, который защищает головной мозг, органы чувств от механических воздействий.

Шов- это прочное неподвижное соединение костей черепа.

Посмотрите, соединение костей черепа, и правда, похожи на шов:

Подвижно соединена лишь нижняя челюсть.

Череп дает опору для лица, начальным отделам дыхательной и пищеварительной систем.

Череп подразделяется на два отдела:

• мозговой отдел - образован неподвижно соединенными костями: лобной, решетчатой, клиновидной, затылочной, двух теменных, двух височных костей; кости мозгового отдела пронизаны многочисленными отверстиями, через которые проходят кровеносные сосуды; в этом отделе черепа находится головной мозг
• лицевой отдел - состоит из множества парных и не парных костей; самые крупные из них верхнечелюстная и нижнечелюстная кость, которые снабжены ячейками для зубов.

Нижнечелюстная кость может двигаться вверх- вниз, вправо- влево, вперёд- назад, что позволяет пережевывать пищу и членораздельно говорить.

Скелет туловища

Основным скелетом туловища является позвоночник, который защищает спинной мозг от повреждений.

Позвоночник состоит из 33-34 коротких костей- позвонков, последовательно соединённых друг с другом.

Между позвонками находятся межпозвоночные хрящевые диски, выполняющие функцию амортизаторов позвоночного столба (смягчают удары позвонков друг о друга при движении человека), придают гибкость позвоночнику.

Каждый позвонок имеет тело, дугу, отростки, позвоночное отверстие.

Позвоночные отверстия позвонков, располагаясь друг над другом, образуют позвоночный канал, в котором находится спинной мозг.

Позвоночник делится на следующие отделы:

• шейный отдел (7 позвонков, первый позвонок- атлант, второй- эпистрофей (от греч. ἐπιστρέφω- поворачиваюсь, вращаюсь, или а́ксис лат. axis)
• грудной отдел (12 позвонков, к которым прикрепляется ребра)
• поясничный (5 массивных позвонков, т.к. выдерживают основную тяжесть тела)
• крестцовый (5 сросшихся позвонков, которые образую крестец, прочно соединенный с тазовыми костями)
• копчиковый (4- 5 сросшихся позвонков)

С первым шейным позвонком череп соединён при помощи двух шейных мыщелков (выступов).

Благодаря этому сочленению можно поднимать и опускать голову.

У атланта нет тела позвонка и остистого отростка, а эпистрофей имеет зубовидный отросток, который сочленяется с атлантом (вокруг этого зубовидного отростка и совершаются повороты головы).

Зубовидный отросток от спинного мозга отделен лишь связкой из соединительной ткани.

Вот почему так опасно резко отклонять голову назад, можно повредить эту связку.

Особенно непрочна она у грудных детей, поэтому их головку необходимо поддерживать во избежание травмы

Грудная клетка

Находится в верхней части туловища.

Ее образуют грудина, 12 пар ребер, грудной отдел позвоночника и суставные соединения.

Грудина- это продолговатая плоская кость, которая состоит из трех частей:

• рукоятка грудины, к которой прикрепляются ключицы
• тело грудины, к этой части прикрепляются ребра
• мечевидный отросток

У взрослых все части грудины срастаются в единую кость.

10 пар ребер подвижно соединены с позвонками, а с помощью хрящей с грудиной полуподвижно.

Две нижние пары ребер соединены только с позвонками, а к грудине не прикреплены.

При вдохе ребра немного расходятся в сторону и приподнимаются, что увеличивает объем грудной полости, а значит увеличивает и объем вдыхаемого воздуха легкими.

При выдохе ребра опускаются и это помогает выталкивать воздух из легких.

Грудная клетка ограничивает грудную полость, где располагаются главные органы человека: сердце, легкие, сосуды, трахея, пищевод и нервы.

Форма грудной клетки зависит от пола, телосложения, физического развития, возраста.

Ребра человека делят на 3 группы:

• истинные ребра, которые соединены хрящом с грудиной, это семь верхних пар (I-VII)
• ложные ребра, присоединенные своими хрящами не к грудине, а к хрящу предыдущего ребра (VII), их три пары (VIII-X)
• колеблющиеся ребра, которые не соединяются ни с грудиной, ни с другими ребрами, а соединены только с позвоночником, имеют свободный (плавающий или колеблющийся) конец, расположенный в мышцах спины, их две пары (XI-XII).

У некоторых людей может отсутствовать 11-я или 12-я пара ребер или быть дополнительная 13-я пара свободных рёбер.

Скелет конечностей и их поясов

Пояс верхних конечностей (также его называют плечевым) служит для соединения скелета руки с остальным скелетом.

Скелет плечевого пояса состоит из:

• двух лопаток, плоских треугольных костей, располагающихся на задней стороне грудной клетки; также лопатки имеют составную поверхность для соединения с плечевой костью
• двух ключиц, которые имеют изогнутую S-образную форму и соединенных с грудиной и лопаткой при помощи суставных поверхностей

Скелет свободной верхней конечности делится на:

• плечо (плечевая кость)
• кости предплечья: локтевая и лучевая
• кости кисти: кости запястья, пястные кости и фаланги пальцев

Скелет плечевого пояса и свободных верхних конечностей:

Пояс нижних конечностей (тазовый) служит для соединения скелета ноги с позвоночником.

Он состоит из двух тазовых костей, соединенных с крестцом, образующих практически неподвижное соединение.

Тазовые кости образованы тремя костями: подвздошной, лобковой и седалищной, которые до 16-18 лет соединены хрящами; потом это соединение окостеневает, кости срастаются и образуется тазовая кость.

Тазовые кости совместно с мощными мышцами образуют дно брюшной полости, на которое опираются все внутренние органы.

Также к тазовым костям прикрепляются свободные нижние конечности.

Скелет свободной нижней конечности

В скелет свободной нижней конечности входит:

• бедро (бедренная кость)
• кости голени: большая и малая берцовая кости
• кости стопы: кости предплюсны (пяточная кость самая крупная из всех костей предплюсны), плюсневые кости и фаланги пальцев

Скелет тазового пояса и свободных нижних конечностей

Скелет стопы:

Перелом кости- полное или частичное ее повреждение и нарушение целостности структуры, возникшее в результате воздействия силы, превышающей порог естественной возрастной прочности кости.

Классификация переломов

I . По поврежденной кости - указывается поврежденная кость скелета и ее часть (например у трубчатых костей эпифиз, метафиз или диафиз)

II . По нарушению костью целостности кожных покровов:

1)    Открытый или сложный (с нарушением целостности кожных покровов)

2)    Закрытый или простой (без нарушения целостности кожных покровов)

III . По наличию осколков:

1)    Безоскольчатый

2)    Оскольчатый

IV . По тяжести и нарушению целостности кости:

1)  Полный перелом (с разрывом надкостницы)

     а) со смещением частей кости (по ширине, длине, под углом, в результате ротации (вращения одной кости против другой в нефизиологическом движении);

     б) без смещения частей кости

2)  Неполный перелом или надлом (без разрыва надкостницы)

     а) по типу «зеленой веточки», часто у детей, когда надкостница не повреждена, а кость деформирована;

     б) трещина кости

V . По вызванным осложнениям:

1)    Осложненные

     а) кровотечением;

     б) жировой эмболией (выход жира костного мозга из полости кости в кровь с последующей эмболией (закупоркой) сосудов жизненно важных          органов;

     в) повреждением внутренних органов;

     г) инфекцией (непосредственно раны и крови (сепсис))

VI .  По отношению к суставам:

1)    Внесуставные (область перелома не захватывает сустав и его сумку)

2)    Внутрисуставные (область перелома полностью или частично находится внутри сустава и его сумки)

VII . По приложению повреждающей силы:

1)    От удара

2)    От сгибания

3)    От сдвига

4)    От скручивания

5)    От компрессии (сжатия), характерно для позвоночника

Признаки перелома кости при осмотре:

1)    Боль, болевой и травматический шок (чрезмерное возбуждение или потеря сознания)

2)    Отек в месте поражения

3)    Подкожная гематома, либо посинение конечности

4)    Нарушение целостности кожных покровов и видимая кость или костные отломки (при открытом переломе)

5)    Патологическая подвижность и измененная форма (неестественная для этого участка кости)

6)    Крепитация (слышимый хруст)

Первая доврачебная помощь при переломах:

1)    Очень важно тому, кто оказывает помощь, успокоиться, не паниковать и пресекать панику среди рядом находящихся, быть хладнокровным. Это бывает не легко, так как обстановка, состояние пострадавшего и сам вид перелома вызывают чувство сильного страха и беспомощности.

2)    При наличии кровотечения немедленно его остановить жгутом или чем-либо подручным, наложив выше уровня питающей артерии. Жгут необходимо ослаблять каждые 15 минут для предотвращения гибели ткани по причине отсутствия кровоснабжения. К жгуту приложить записку с указанием времени наложения.

3)    При повреждении кости конечности наложить шину или использовать подручные средства - доски, палки и пр., здоровую конечность, часть туловища. При наложении иммобилизационной шины необходимо зафиксировать два близлежащих сустава, расположенных ближе и дальше от места перелома. Цель- исключить движение в месте перелома. Ни в коем случае, и ни при каких условиях, нельзя выправлять, вытягивать и трясти повредженную конечность - это может привести к кровотечению, эмболии и прочим смертельным осложнениям! Обувь и одежду снимать не стоит, при необходимости их можно разрезать.

4)    Если есть уверенность, что медицинская помощь может быть оказана в данном месте, то пострадавшего не перемещать, накрыть теплым одеялом и ждать помощи. Если медработники не могут по каким-либо причинам оказаться рядом, то пострадавшего на носилках или подручных средствах желательно как можно скорее доставить к месту, где эта помощь может быть оказана.

5)    Если повреждены кожные покровы, то их необходимо аккуратно промыть чистой водой и, при возможности, нанести асептическую (бактерицидную) повязку, либо смазать антибактериальным средством и забинтовать, не прикладывая усилий.

6)    При наличии дать обезболивающие средства.

7)    Вызвать врача.

Для человека характерно прямохождение.

В связи с этим имеются особенности строения скелета.

Позвоночник взрослого человека имеет волнообразную форму из четырёх изгибов:

• 2 кифоза, изгиб, направленный выпуклостью назад; грудной и крестцовый
• 2 лордоза, изгиб позвоночника, обращенный выпуклостью вперёд; формируется в шейном и поясничном отделах позвоночника

Это необходимо для амортизации- смягчения ударов, которые идут на позвоночник при ходьбе, беге.

С возрастом изгибы позвоночника меняются:

Сводчатая стопа, которая также играет функцию амортизации.

Произошло увеличение пяточного отдела стопы, коленного состава, тазобедренного сустава, позвонков поясничного отдела для поддержания равновесия при ходьбе и поддержания увеличившейся массы тела.

Массивные кости нижних конечностей человека толще и прочнее костей рук, так как ноги несут на себе всю тяжесть тела.

Чтобы у внутренних органов была опора увеличился и таз.

Сильно развилась мускулатура нижних конечностей.

Плюсы прямохождения:

• использование рук для трудовой деятельности
• вертикальное положение увеличивает обзор местности

Минусы прямохождения:

• открытый плохо защищенный живот
• большая нагрузка на позвонки, что может привести к их смещению, защемлению нервов
• развитие плоскостопия при ослаблении мышц стопы

Особенности строения скелета человека, связанные с прямохождением и трудом.

Скелет человека приспособлен:

1. К прямохождению:

• S- образные изгибы позвоночника – пружинит и смягчает толчки, то есть выполняет функции амортизатора
• прикрепление черепа к позвоночнику вблизи от его центра тяжести
• широкий таз прочно связан с крестцом, опорой для органов брюшной полости служат тазовые кости
• грудная клетка плоская, сжата в спинно-брюшном направлении
• массивные кости нижних конечностей
• сводчатая стопа пружинит и смягчает толчки
• увеличение длины ног по мере развития прямохождения привело к изменениям в работе мышц

2. К трудовой деятельности:

• подвижный плечевой пояс
• способность лучевой кости двигаться вокруг локтевой и вращать кисть
• противопоставление большого пальца остальным пальцам кисти, что обеспечивает прочный захват предметов

        3. Развитие мозга и речи:

• у человека мозговой отдел черепа больше лицевого
• уменьшение челюстного аппарата и развитию подбородочного выступа, к которому крепятся мышцы, участвующие в речи

Отличия скелета головы человека от скелета головы человекообразных обезьян:

• мозговой отдел преобладает над лицевым
• не выражены надбровные дуги
• хорошо развит подбородочный выступ (что указывает на формирование членораздельной речи)
• нижняя челюсть менее массивная, чем у человекообразных обезьян
• череп человека не имеет костных гребней и сплошных надбровных дуг
• лоб высокий, челюсти слабые, клыки маленькие