Скелет играет роль опоры телу человека. Кроме того, он несет защитную функцию для многих важных частей тела и органов. Так, черепная коробка защищает головной мозг, грудная клетка предохраняет от механических воздействий (ударов, давления и др.) сердце и легкие.
Скелет человека состоит из костей, хрящей и связок . Кости образованы в основном костной тканью, строение которой было описано раньше. Кости отличаются большой прочностью, зависящей от того, что в их веществе сочетается твердость неорганических солей (в основном кальция) с упругими свойствами органических соединений. В большинстве костей есть плотные и губчатые части. В первых костная ткань образует сплошную твердую массу или слои без видимых полостей. В губчатых частях костей костная ткань формирует сложные системы взаимно перекрещивающихся пластинок и перекладин, между которыми лежат мелкие полости, заполненные красным костным мозгом, в котором происходит кроветворение .
Различают три типа костей скелета человека:
Длинные кости . Средняя часть их имеет трубчатое строение. Стенки трубки образованы плотной костной тканью, а срединная полость заполнена желтым костным мозгом, который богат жиром. Оба конца длинных костей снаружи одеты прочным слоем плотной костной ткани, а внутри построены из губчатого костного вещества. Правильное сводчатое расположение перекладин костного вещества обеспечивает большую прочность головок длинных костей при их относительно малом весе. К числу длинных костей относятся плечевые кости, кости предплечья, бедренные кости, кости голени.
Плоские кости имеют характер костных пластин. С обеих сторон они образованы слоями плотной костной ткани, а в средней части обычно имеют губчатое строение. Таковы кости черепной коробки, лопаток, грудины.
Короткие кости — небольшие кости, длина которых лишь немного больше ширины или примерно равна ей. Снаружи они состоят из слоя плотной костной ткани, а внутри заполнены губчатой костной массой.
Кости покрыты тонким соединительно-тканым слоем — надкостницей . Обычно у зародышей кости закладываются в виде мягкого зачатка из волокнистой соединительной ткани, которая позднее замещается хрящом, а хрящ затем окостеневает.
В процессе роста человека длина и толщина костей возрастают. Длина их увеличивается в силу того, что у еще растущего человека в обоих концах трубчатых костей есть прослойки хряща. Их клетки размножаются в сторону концов кости, а на противоположной стороне прослойки хрящ замещается костью, в результате чего длина кости увеличивается. Толщина трубчатых костей возрастает за счет новых слоев костной ткани, отлагаемых надкостницей.
Хрящи скелета образованы особой хрящевой тканью. Овальные клетки ее лежат в капсулах среди твердого упругого промежуточного вещества. Иногда это вещество кажется аморфным, полупрозрачным (так называемый гиалиновый хрящ), в других случаях в нем видна сеть тончайших волокон (волокнистый хрящ). Хрящом покрыты суставные поверхности костей, полоски хряща часто соединяют концы костей, прослойки хряща располагаются между позвонками.
Скелет человека делится на: скелет туловища, скелет конечностей и их поясов и скелет головы (череп). Скелет туловища состоит из позвоночника и грудной клетки.
Позвоночник человека слагается из 7 шейных, 12 грудных, 5 поясничных, 5 крестцовых и 4-5 копчиковых позвонков. Крестцовые позвонки срастаются в единую кость — крестец . Отдельный позвонок состоит из массивного тела, костной дуги и нескольких отростков. Отверстия между телами и дугами отдельных позвонков, расположенных один над другим, образуют позвоночный канал, внутри которого находится спинной мозг. Между позвонками имеются хрящевые прослойки.
Грудные позвонки, ребра и грудная кость образуют грудную клетку. Ребра (их у человека 12 пар) — плоские, дугообразно изогнутые длинные кости, которые сзади своими головками подвижно сочленяются с грудными позвонками, а спереди (кроме двух пар нижних) соединяются при помощи гибких хряформы, лежащие на задней поверхности грудной клетки. На верхнем наружном угле они имеют ямки, куда входят головки плечевых костей. Ключицы одним концом соединены с верхним концом грудной кости, а другим — с лопатками. Скелет верхней конечности состоит из плечевой кости, двух костей предплечья (локтевой и лучевой), ряда мелких косточек запястья пяти параллельно расположенных длинных косточек пястья и фаланг пяти пальцев.
Пояс нижних конечностей образован парой массивных тазовых костей, которые сращены с крестцом, образуя кольцо таза. На боковых сторонах тазовых костей имеются ямки для сочленения с бедренными костями. Скелет нижних конечностей слагается из крупных бедренных костей, костей голени (больших и малых берцовых), ряда косточек предплюсны, длинных костей плюсны и фаланг пальцев.
Кости конечностей подвижно соединены суставами . Сочленяющиеся поверхности костей покрыты слоем гладкого хряща. Сустав окружен прочной суставной сумкой. Кроме того, кости, образующие сустав, соединены эластичными, но прочными связками. Суставная сумка содержит внутри суставную жидкость, которая уменьшает трение суставных поверхностей костей.
Скелет головы называется черепом ; он подразделяется на мозговой и лицевой отделы. Мозговой отдел — черепная коробка — содержит головной мозг и защищает его от ударов, давления и других воздействий. Он образован рядом неподвижно соединенных друг с другом плоских костей. Спереди лежит большая непарная лобная кость. Сверху, за лобной костью, расположены парные теменные кости. Задне-нижняя часть черепной коробки образована затылочной костью с большим затылочным отверстием, в котором соединяется головной я спинной мозг. По бокам черепа находятся парные височные кости с отверстиями для слухового прохода. Дно черепа образовано рядом костей с отверстиями для прохождения нервов и кровеносных сосудов.
Лицевой отдел черепа состоит из нижней и верхней челюстей, скуловых костей, носовых косточек и др. Все эти кости, кроме нижнечелюстной, неподвижно соединены друг с другом. Нижняя челюсть подвижно сочленяется с височными костями.
При различных механических воздействиях (ударе, сильном давлении и пр.) или неловком движении могут возникнуть растяжения суставов, вывих или перелом костей. При растяжении сустава повреждается стенка суставной сумки или связки, соединяющей кости. Сустав опухает, появляется резкая боль, движения сустава становятся затрудненными. При вывихе в суставе головка одной кости выходит из суставной ямки другой.
При переломе костей конечностей возникает резкая боль, распухает поврежденное место, иногда конечности искривляются или занимают неестественное положение. Во всех случаях повреждения костей и суставов надо срочно вызвать врача. Но до его прибытия следует оказать потерпевшему первую помощь. При растяжении и вывихе сустава на него кладут холодный компресс и плотно бинтуют конечность. При переломе кости конечности ее надо обложить чем-либо мягким, наложить на нее гладкие дощечки или специальную шину и прибинтовать к конечности широким бинтом, полотенцами, полосами ткани.
Опоры, а также защиты. Функция движения осуществляется с помощью сочлененных суставами костей и сокращения прикрепленных к ним мышц. Опорная функция заключается в прикреплении мягких тканей и органов к различным костям скелета. Функция защиты выражается в образовании костями полостей, в которых находятся жизненно важные органы. Так, грудная клетка предохраняет от механических воздействий сердце и легкие, черепная коробка - головной мозг и т. п. Кости также являются источником минеральных веществ. В них находится красный костный мозг , участвующий в кроветворении .
В скелете человека более 200 костей. Они образованы костной тканью, в состав которой входят органические вещества (оссеин, оссеомукоид и др.) и неорганические соединения (преимущественно карбонат и фосфат кальция). Органические вещества придают кости гибкость и упругость, неорганические - твердость. Доля органических веществ от массы кости составляет около 30%, остальные 70% приходятся на неорганические соединения. С возрастом доля неорганических веществ возрастает, а органических снижается, что делает кости более хрупкими и трудно сражаемыми после переломов.
Строение кости. На продольном распиле трубчатой кости (рис . 12.4) хорошо выделяются два вида костного вещества: снаружи - плотное компактное и внутри - губчатое. Оба вида вещества состоят из рыхло расположенных костных клеток и выделяемого ими межклеточного вещества с погруженными в него белковыми волокнами. В совокупности эти элементы формируют костные пластинки, а они, в свою очередь, - более крупные костные перекладины, или балки. В губчатом веществе перекладины располагаются рыхло, образуя между собой ячейки наподобие губки . Если же перекладины плотно прилегают друг к другу в виде концентрических кругов вокруг каналов, в которых проходят нервы и кровеносные сосуды , питающие кость , то образуется компактное вещество кости. Компактное вещество, находясь снаружи, придает кости прочность, а губчатое уменьшает массу кости. Соотношение плотного и компактного костного вещества различно для разных костей и зависит от их формы, функции и расположения.
Снаружи кость, за исключением суставных поверхностей, покрыта надкостницей. Она представляет собой плотный соединительнотканный чехол, который посредством коллагеновых волокон сращен с костью. В надкостнице содержится много кровеносных сосудов , проникающих в толщу кости и питающих ее. Во внутреннем слое надкостницы имеются клетки (остеобласты), способные образовывать новые костные клетки. Поэтому надкостница обеспечивает рост костей в толщину, а также заживление переломов костей.
Рис. 12.4. Схема строения трубчатой кости: 1 -губчатое вещество; 2 - компактное вещество; 3 - костно-мозговая полость; 4 - костный мозг ; 5 - надкостница; 6 -кровеносный сосуд; 7 -питательное отверстие.
Кость содержит костный мозг двух видов. Ячейки между перекладинами губчатого вещества кости заполнены красным костным мозгом. В нем много кровеносных сосудов, питающих кость изнутри, а также кроветворных клеток. В полости трубчатых костей содержится желтый костный мозг, представленный главным образом жировыми клетками, придающими ему желтый цвет.
Форма костей. По форме кости скелета подразделяют на трубчатые, плоские и смешанные.
Трубчатые кости подразделяются на длинные и короткие. Длинные трубчатые кости, образующие основу конечностей , выполняют функцию рычагов, приводимых в движение мышцами (кости плеча, предплечья, бедра, голени). Эти кости имеют утолщенные концы -- головки, или эпифизы, и полую (в виде трубки) среднюю часть - тело, или диафиз, стенки которого образованы компактным веществом. Будучи легкими, такие кости способны оказывать большое сопротивление сжатию и растяжению. В период роста кости между телом и головками расположены хрящевые прослойки. Клетки хряща делятся в сторону концов кости, а на противоположной стороне прослойки хрящ замещается костью, в результате чего длина кости увеличивается. Полное окостенение скелета человека происходит к 20-25 годам. Короткие трубчатые кости располагаются в местах, где большая подвижность сочетается с сопротивлением сдавливающим силам (кости предплюсны, запястья).
Плоские кости формируют защитные полости для внутренних органов (кости черепа, тазовые кости, ребра, лопатки и др.).
К смешанным принадлежат кости, образованные из нескольких частей, имеющих различное строение и функции (височная, клиновидная кости).
Соединение костей. Существует три типа соединения костей: неподвижное, полуподвижное и подвижное, или сустав (рис. 12.5).
Неподвижные соединения осуществляются сращением костей (крестцовые позвонки), а также швами (кости черепа). Они обеспечивают надежность соединения и способность выдерживать большие нагрузки.
Рис 12.5. Неподвижное (а), полуподвижное (б) и подвижное (в) соединение костей: 1 -3 - швы между теменными, лобной и теменной и между затылочной и теменными костями соответственно; 4 - позвонки; 5 - хрящевые прослойки между позвонками; 6,7 -суставные поверхности; 8 - суставная полость; 9 - надкостница; 10 - суставная сумка.
Полуподвижныии называются соединения костей с помощью хряща (соединение позвонков в позвоночнике , ребер с грудиной).
Сустав - наиболее распространенная и сложная форма соединения костей, обеспечивающая подвижное соединение. Суставы независимо от различий в подвижности состоят из трех обязательных элементов: суставных поверхностей, суставной сумки и суставной полости (см. рис. 12.5). Суставные поверхности сочленяющихся костей идеально пригнаны по форме и плотно прилегают друг к другу. Они покрыты особым (гиалиновым) хрящом. Их гладкая поверхность облегчает движение в суставе, а эластичность хряща смягчает толчки и сотрясения, испытываемые суставом. Соединительнотканная суставная сумка натянута между сочленяющимися концами костей и прикреплена к краю суставных поверхностей, где она переходит в надкостницу. В большинстве суставов сумка снаружи укреплена связками. Суставная полость герметична и окружена суставными хрящами и суставной сумкой. В ней находится небольшое количество вязкой жидкости, которая смазывает суставные хрящи, что уменьшает трение в суставах при движении. Благодаря отрицательному давлению в суставной полости поверхности сочленяющихся костей тесно прилегают друг к другу.
По форме суставных поверхностей различают четыре типа суставов: плоские (между костями запястья и пясти), цилиндрические (сочленение между локтевой и лучевой костями), эллиптические (сочленение между костями предплечья и кисти) и шаровидные (плечевой и тазобедренный суставы). Наименьшую подвижность обеспечивают плоские суставы, наибольшую - шаровидные.
Рис 12.6. Скелет человека (спереди и сзади): 1 - череп ; 2-позвоночник; 3 - грудина; 4 - грудная клетка ; 5 - ключица; 6 - лопатка; 7 - плечевая кость; 8 -локтевая кость; 9 -лучевая кость; 10- кости запястья; 11 - кости пясти; 12 - фаланги пальцев; 13 -тазовая кость; 14 - бедренная кость; 15 - большая берцовая кость; 16 -малая берцо-вая кость; 17-кости предплюсны; 18 - кости плюсны.
Строение скелета человека и его особенности. В скелете выделяют три отдела: скелет туловища, верхних и нижних конечностей и головы - череп (рис. 12.6).
Скелет туловища состоит из позвоночного столба и грудной клетки. Позвоночный столб -опора туловища. Он образован 33-34 позвонками и имеет 5 отделов: шейный - 7 позвонков, грудной -12, поясничный - 5, крестцовый - 5 и копчиковый - 4-5 позвонков.Каждый позвонок состоит из тела и дуги. От позвонка отходят семь отростков: два поперечных, непарный остистый и по два верхних и нижних суставных отростка. При помощи последних позвонки сочленяются друг с другом. Между телом и дугой позвонка имеется позвоночное отверстие. Совокупность расположенных друг над другом отверстий позвонков образует позвоночный канал, в котором располагается спинной мозг . Размеры тел позвонков увеличиваются от шейного отдела к поясничному в связи с возрастающей нагрузкой на нижние позвонки. Тела позвонков соединены между собой хрящевыми межпозвоночными дисками, обеспечивающими его подвижность и гибкость. Крестцовые и копчиковые позвонки сращены между собой и образуют крестцовую и копчиковую кости.
В связи с прямохождением человека его позвоночник имеет четыре изгиба. В шейном и поясничном отделах изгибы обращены выпуклостью вперед (лордоз), в грудном и крестцовом - выпуклостью назад (кифоз). Благодаря S-образной форме позвоночника смягчаются толчки при ходьбе, прыжках и беге, облегчается сохранение равновесия тела и увеличивается объем полости грудной клетки и таза.
Грудные позвонки, 12 пар ребер и грудина в совокупности образуют грудную клетку. Плоские, дугообразно изогнутые ребра сочленены с поперечными отростками тел грудных позвонков. Верхние ребра - 7 пар - непосредственно соединены с грудиной - плоской костью, лежащей по средней линии груди. Расположенные под ними 8- 10-я пары ребер соединены друг с другом хрящами и присоединены к 7-й паре ребер. 11-я и 12-я пары ребер не соединяются с грудиной и размещаются свободно в мягких тканях. Грудная клетка защищает расположенные в ней сердце, легкие, трахею, пищевод и крупные кровеносные сосуды. За счет ритмического приподнимания и опускания ребер изменяется объем грудной клетки. В связи с прямохождением человека ее форма плоская и широкая.
Скелет верхних конечностей включает плечевой пояс и скелет свободных верхних конечностей (рук). Плечевой пояс представляют две парные кости -лопатки и ключицы. Лопатка - плоская треугольная кость, наружный угол которой образует суставную впадину для сочленения с головкой плечевой кости. Ключицы одним концом соединены с грудиной, а другим - с лопаткой, благодаря чему рука человека получает возможность совершать разнообразные движения в трех плоскостях. Скелет свободной верхней конечности образован плечевой костью, предплечьем, состоящим из локтевой и лучевой костей, а также кистью. В кисти различают восемь коротких трубчатых костей запястья, расположенных в два ряда по четыре кости, пять длинных костей пясти, каждая из которых имеет по три фаланги пальцев (за исключением большого пальца с двумя фалангами).
Скелет нижних конечностей состоит из тазового пояса и свободных нижних конечностей (ног). Тазовый пояс образован парой массивных тазовых костей, которые сзади сращены с крестцом, а спереди соединены между собой с помощью хряща (лонное сращение). В растущем организме тазовая кость состоит из трех костей, соединенных хрящевой тканью: подвздошной, седалищной и лонной. На месте их сращения имеется углубление - вертлужная впадина, служащая для соединения с головкой бедренной кости. В связи с прямохождением таз человека широкий и чашеобразный. Женский таз по форме более широкий и короткий, мужской - более длинный и узкий.
Скелет свободной нижней конечности состоит из бедренной кости, костей голени (большой и малой берцовой) и костей стопы (семь костей предплюсны, пять плюсны и фаланги пальцев). В стопе имеется свод, образуемый опорой на выступ пяточной кости и переднюю часть костей пясти. Сводчатая стопа смягчает толчки тела при ходьбе.
Скелет головы (череп) состоит из двух отделов: мозгового и лицевого. Мозговой отдел по объему в четыре раза превосходит лицевой (у обезьян они равны). Мозговой череп образован двумя парными костями (теменными и височными) и четырьмя непарными (лобной, затылочной, решетчатой и клиновидной). В состав лицевого отдела черепа, формирующего костный остов лица, входят три непарные кости (нижняя челюсть, сошник и подъязычная) и шесть парных костей (верхнечелюстные, небные, скуловые, носовые, слезные и нижние носовые раковины). В костях верхней и нижней челюстей имеется по 16 ячеек для шеек и корней зубов. Все кости черепа, за исключением нижней челюсти , соединены неподвижно. Нижняя челюсть соединена суставом с отростками височных костей (рис. 12.7).
Рис 12.7. Череп спереди и сбоку: 1 - лобная кость; 2 - теменная кость; 3 - височная кость; 4 - скуловая кость; 5 - носовая кость; б - верхняя челюсть; 7 - нижняя челюсть; 8 - затылочная кость; 9 - основная кость; 10 - наружное слуховое отверстие.
Скелет - это каркас из костей, на котором держится наше тело. Он придает телу форму и устойчивость, а также защищает внутренние органы.
Что такое Скелет?
Твердостью, формой и силой тело обязано скелету. Скелет состоит из трех основных частей. Позвоночник и ребра образуют осевой скелет, с которым состыкованы череп и кости конечностей. Конструкция из 206 твердых, крепких костей образует внутренний каркас тела и защищает нежные внутренние органы - мозг, сердце, легкие и др. Кости соединяются между собой суставами, а к костям кренятся мышцы, приводящие тело в движение.
Прочность костей
Размеры, форма и прочность кости зависят от того, какую часть тела она поддерживает и какие мышцы к ней крепятся. Твердость костей объясняется наличием кристаллов солей кальция и фосфатов. Но кости обладают некоторой гибкостью, потому что содержат эластичные белковые ткани, и при нагрузке слегла пружинят, а не ломаются.
Из чего состоят кости?
Кости окрашены в бледно-желтый цвет, имеют собственные кровеносные сосуды и нервы. Кость представляет собой комбинацию живых клеток с минеральными образованиями. Костные клетки, так называемые остеоциты, производят миниатюрные костные пластинки, образующие остеоны (гаверсову систему). Внешний вид большинства костей - это прочное вещество, в котором остеоны расположены очень плотно. Под ним находится рыхлое губчатое вещество.
Костный мозг
В трубчатых костях заключен желеобразный костный мозг, ежесекундно производящий несколько миллионов клеток крови. У новорожденного красный костный мозг имеется во всех косточках, у взрослого он сохраняется только в грудине, позвоночнике, ребрах, черепе и костях таза.
Скелет человека
Черепная коробка состоит из 8 костей, скрепленных между собой, лицо - из 14. Внутри каждого уха находятся 3 крошечные косточки скелета. Позвоночник состоит из 26 позвонков. 12 пар ребер соединяются с грудиной в передней части грудной клетки. В каждой руке по 32 кости, из них 8 - в запястье. В каждой ноге по 31 кости, из них 7 - в предплюсне.