Строение и функции костей. Соединение костей скелета человека

Форма, строение и виды костей. Кости скелета отличаются размерами, формой и строением. Всего в скелете человека 204—208 костей.

 

Различают трубчатые, губчатые, плоские и смешанные кости (рис.). Форма и функции костей тесно взаимосвязаны и взаимообусловлены.

Трубчатые кости образуют скелет конечностей (кости плеча, предплечья, бедра и голени). Они являются прочными рычагами, при участии которых возможно передвижение организма или перемещение его частей, поднятие тяжестей.

Все трубчатые кости имеют вид полых цилиндров с утолщенными концами — эпифизами (среднюю часть называют диафизом) (рис.). В полостях трубчатых костей находится богатая жиром ткань — желтый костный мозг. Сверху кости покрыты соединительнотканной оболочкой — надкостницей.

Надкостница прочно сращена с костной тканью. За надкостницей следует слой компактного вещества. На конечных участках кости компактное вещество переходит в губчатое.

И компактное, и губчатое вещества образованы костными пластинками, которые состоят из клеток (остеоцитов) и тонковолокнистого межклеточного вещества. В компактном веществе костные пластинки образуют сложные системы, состоящие из вставленных друг в друга цилиндров, по которым проходят кровеносные сосуды и нервы.

В губчатом веществе костные пластинки и перекладины образуют множество ячеек. Направление перекладин сводчатых конструкций совпадает с линиями основных напряжений. Это позволяет костям выдерживать очень большие нагрузки. Бедренная кость человека в вертикальном положении выдерживает давление до 1,5 т, а большеберцовая — 1,8 т.

Это интересно. В 1889 г. по проекту инженера Эйфеля в Париже была сооружена трехсотметровая башня, ставшая символом города. В основу ее конструкции инженер положил строение кости. Так пример высокой прочности естественных структур был воплощен талантливым конструктором в архитектурном шедевре.

Распределение компактного и губчатого веществ и их количественное соотношение зависят от места кости в скелете и ее функции. В костях, которые выполняют функцию опоры и движения, компактное вещество преобладает.

Между перекладинами губчатого вещества (в плоских и на концах трубчатых костей) содержится особый вид ткани внутренней среды — красный костный мозг. В нем происходит образование клеток крови — кроветворение.

• Губчатые кости (надколенник и кости запястья) образованы губчатым веществом. Снаружи они покрыты тонким слоем компактного вещества. Такие кости расположены там, где необходима одновременно большая прочность и высокая подвижность.
• Плоские, или широкие, кости (лопатка, тазовая кость, кости мозгового отдела черепа) образуют стенки полостей: грудной, брюшной, черепа — и выполняют функции опоры и защиты.
• Смешанные кости (позвонки, кости основания черепа и др.) состоят из нескольких частей, имеющих различное строение и форму. Они также выполняют функции опоры и защиты.

Рост костей

Кость представляет собой живое образование, в котором происходят процессы роста и обмена веществ. В толщину кость растет за счет деления клеток внутреннего слоя надкостницы. Рост костей в длину осуществляется за счет пластинок (зон) роста, которые расположены ближе к концам костей (вернитесь к рисунку 22). Здесь хрящевая ткань непрерывно растет и замещается костной тканью. Если эта прослойка хряща окостеневает, то рост кости прекращается (это происходит, как правило, к 18—20 годам).

Соединения костей скелета

В скелете человека существует три типа соединения костей (рис.): неподвижное (непрерывное), полуподвижное (полупрерывное) и подвижное (прерывное, или сустав).

Неподвижные соединения костей осуществляются посредством швов или путем срастания костей. В первом случае многочисленные выступы одной кости входят в соответствующие углубления другой (например, кости черепа). Такой способ соединения обеспечивает большую прочность. Примером срастания костей является соединение позвонков копчика. Неподвижные соединения обеспечивают надежную защиту и опору для внутренних органов и мозга.

В полуподвижных соединениях кости связаны между собой небольшими хрящевыми дисками, в толще которых находится полость. Такие диски расположены между телами позвонков. Полуподвижные соединения смягчают толчки и удары. Они работают как биологические амортизаторы.

Подвижные соединения (суставы) представляют собой подвижные соединения костей. Благодаря особенностям конструкции они обеспечивают подвижность костей в различных плоскостях (рис.). В одноосевых суставах (например лучелоктевом) движения возможны только в одной оси (плоскости) — сгибание и разгибание. В двухосевом (например, лучезапястном) суставе движения можно производить в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, т. е., кроме сгибания-разгибания, возможно и приведение-отведение кисти. В трехосевых суставах (плечевой), наряду со сгибанием и разгибанием, отведением и приведением, можно производить и вращения в противоположных направлениях.

Суставы являются «слабым звеном» скелета. Именно здесь происходят вывихи из-за возможности разрыва или растяжения связок.