Скелет человека и его функции

Скелетная система объединяет в себе кости и суставы организма. Кость представляет собой достаточно сложный орган, состоящий из большого количества клеток, волокон и минералов. Скелет обеспечивает опору и защиту мягких тканей, точки крепления мышц, чтобы реализовать движение в суставах. Внутри костей вырабатываются новые клетки крови красным костным мозгом. Они также действуют как резервуар для …[Читайте ниже]
Системы организма
[Начало сверху] … кальция, железа и энергии в виде жира. И, наконец, скелет растет на протяжении всего детства и обеспечивает опору для остальной части тела.
Система скелета человека включает в себя двести шесть отдельных костей, которые расположены в двух разделах: осевого скелета и аппендикулярного скелета. Осевой скелет проходит вдоль средней линии оси тела и состоит из восьмидесяти костей в регионах организма: череп — гипоидные, слуховые косточки, ребра, грудина, и позвоночник; аппендикулярный скелет состоит из ста двадцати шести костей: верхние и нижние конечности, тазовый пояс, грудной (плечевой) пояс.

Череп

Состоит из двадцати двух костей, соединённых вместе, кроме нижней челюсти. Эти двадцать одна слитые кости разделены на части, чтобы череп и мозг могли расти. Нижняя челюсть остается подвижной и образует единственный подвижный сустав в черепе с височной костью.
Кости верхней части черепа призваны защитить мозг от повреждений. Кости нижней и передней части черепа — лицевые кости: поддерживают нос и рот, глаза.

Подъязычная и слуховые косточки

Подъязычная кость является небольшой, U-образной костью, расположенной только ниже нижней челюсти. Подъязычная кость — единственная кость, которая не образует соединение с какой — либо другой костью, она является плавающей костью. Функция подъязычной кости заключается в поддержании трахеи открытой и формировании точек соединения для мышц языка.
Молоточек, наковальня и стремечко известные под общим названием слуховые косточки — мельчайшие кости в теле. Находящиеся в небольшой полости внутри височной кости, они служат для увеличения и передачи звука от барабанной перепонки к внутреннему уху.

Позвонки

Двадцать шесть позвонков образуют позвоночный столб человеческого тела. Они названы по регионам:
шейные (шея) — 7 позвонков, грудные (грудь) — 12 позвонков, поясничные (поясница) — 5 позвонков, крестцовый — 1 позвонок и копчиковый (копчик) — 1 позвонок.
За исключением крестца и копчика, позвонки названы в честь первой буквы своего региона и его положения вдоль верхней оси. Например, самый верхний грудной позвонок называется Т1, а нижний называется Т12.

Строение позвонков человека

Ребра и грудина

Грудина представляет собой тонкую, в форме ножа кость, расположенную вдоль средней линии груди. Грудина присоединяется к рёбрами тонкими полосами хряща, называемыми — реберный хрящ.
Есть двенадцать пар рёбер, образующих грудную клетку.
Первые 7 ребер — истинные рёбра, потому что они связывают грудные позвонки непосредственно к грудине через реберные хрящи. Ребра восемь, девять и десять все подключены к грудине через хрящ, который соединен с хрящом седьмой пары рёбер, поэтому считаются они «ложными». Ребра 11 и 12 также ложные, но также считаются «плавающими», потому что они не имеют никакой привязанности к хрящам и грудине вообще.

Грудной (плечевой) пояс

Состоит из левой и правой ключицы и левой и правой лопаток, соединяет верхнюю конечность (руку) и кости осевого скелета.
Плечевая кость является верхней частью руки. Она образует шарнир и входит в гнездо сустава плеча, образуя локтевой сустав с нижними костями руки. Лучевая и локтевая являются костями предплечья. Локтевая находится на внутренней стороне предплечья и образует шарнирное соединение с плечевой костью в локтевом суставе. Лучевая позволяет предплечью и руке двигаться в лучезапястном суставе.
Кости руки (нижние) образуют лучезапястный сустав с запястьем руки, группой из восьми небольших костей, которые обеспечивают дополнительную гибкость запястья. Запястье подключено к пяти пястным костям, которые образуют кости кисти руки и соединяются с каждым пальцем. Пальцы имеет три кости, известные как фаланги, только большой палец включает в себя две фаланги.

Тазовый пояс и пояс нижних конечностей

Сформированный левой и правой костью бедра, тазовый пояс соединяет нижние конечности (ноги) и кости осевого скелета.
Бедренная кость является наиболее крупной костью в организме и единственной костью бедренной области. Бедренная кость образует шарнир и помещается в гнездо тазобедренного сустава, а также образует коленный сустав с большой берцовой и чашечкой колена. Коленная чашечка является особенной костью, потому что это одна из немногих костей, которые не присутствуют при рождении.
Берцовая и малоберцовая кости являются костями голени. Берцовая намного больше, чем малоберцовая кость и несет почти весь вес тела. Она используется для поддержания равновесия. Берцовая и малоберцовая кости с таранной костью (одной из семи костей предплюсны ноги) образуют голеностопный сустав.
Плюсна представляют собойгруппу из семи мелких костей, которые образуют задний конец стопы и пятки. Она образуют соединения с пятью длинными костями стопы. Затем каждая из плюсневых костей образует соединение с одним из множества фаланг в пальцах стопы. Каждый палец имеет три фаланги, исключение составляет большой палец, имеющий только две фаланги.

Микроскопическая структура костей

Скелет составляет примерно 30-40% от массы тела взрослого человека. Масса скелета состоит из неживой костной матрицы и множества мелких костных клеток. Примерно половину массы костной матрицы составляет вода, в то время как другая половина состоит из белка коллагена и твердые кристаллов карбоната кальция и фосфата кальция.
Живые клетки кости встречаются по краям костей и в небольших полостях внутри матрицы кости. Хотя эти клетки составляют очень малый процент от общей массы кости, у них есть несколько очень важных ролей в функции скелетной системы. Костные клетки позволяют кости: расти и развиваться, быть отремонтированными после травмы.

Типы костей

Все кости тела могут быть разбиты на 5 типов: короткие, длинные, плоские, неправильные и сесамовидные.
Длинные
Длинные кости длиннее, чем их ширина и являются основными костями конечностей. Длинные растут значительное время больше, чем другие кости и несут ответственность за показатели нашего роста. Костномозговые полости находится в центре длинных костей и служат в качестве области для хранения костного мозга. Примеры длинных костей включают бедра, голени, малоберцовые кости, плюсны и фаланги.
Короткие
Короткие кости — широкие и часто круглой формы или куба. Кистевые кости запястья и кости предплюсны стопы — короткие кости.
Постоянные
Плоские кости сильно различаются по размеру и форме, но имеют общую особенность быть очень тонкими . Потому что плоские кости не содержат костномозговой полости, как длинные кости. Лобная, теменная и затылочные кости черепа, вместе с ребрами и тазовыми костями, являются примерами плоских костей.
Неправильные
Неправильные кости имеют форму, которая не соответствует образцу длинных, плоских и коротких костей. Крестец позвонки и копчик позвоночника, а также клиновидная, решетчатая и скуловидная кости черепа, все кости неправильной формы.
Сесамовидные
Они формируются внутри сухожилий, которые проходят через суставы. Сесамовидные кости образуются чтобы обезопасить сухожилия от напряжений и деформаций в суставе и помочь дать механическое преимущество мышцам, тянущим сухожилия. Надколенник и гороховидная кости и кости запястья являются единственными сесамовидными костями, которые засчитываются как часть двухсот шести костей тела. Прочие сесамовидные кости образовываются в суставах рук и ног.

Части костей

Длинные кости имеют несколько частей в связи с их постепенным развитием. При рождении, каждая из длинных костей содержит три кости, разделенных гиалиновым хрящом. Конец кости — это эпифиз (ЭПИ = дальше; физис = расти) в то время как средняя кость называется диафиза (диаметр = проход). Эпифиз и диафиз удлиняются в направлении друг к другу и в итоге сливаются в общую кость. Область роста и возможного слияния называется метафизом (мета = после). После того, как длинные части кости были соединены вместе, единственный гиалиновый хрящ остается в кости и находится на концах костей, образующих суставы с другими костями. Суставный хрящ действует как амортизатор и подшипник скольжения на поверхности между костями, чтобы облегчить движение в суставе.
Если рассматривать кость в поперечном сечении, то существует несколько различных слоёв, которые составляют кости. Снаружи кость покрыта достаточно тонким слоем плотной нерегулярной соединительной ткани, называемой надкостницей. Надкостница содержит много прочных коллагеновых волокон, чтобы прочно прикрепить сухожилия и мышцы к костям. Клетки остеобласты и стволовые клетки в надкостнице участвуют в росте и ремонте наружной части кости в результате травм. Сосуды, присутствующие в надкостнице, обеспечивают энергию клеток поверхности кости и проникают в самую кость, чтобы питать клетки внутри кости. Надкостница также содержит нервную ткань, чтобы обеспечить кости чувствительность, когда получено ранение.Глубоко под надкостницей находится компактная кость, которая составляет твердую, минерализованную часть кости. Компактная кость изготовлена ​​из матрицы твердых минеральных солей, армированных жесткими коллагеновыми волокнами. Многие крошечные клетки, называемые остеоциты живут в небольших пространствах в матрице и помогают сохранить прочность и целостность компактной кости.
Ниже компактного слоя кости расположена область губчатой ​​кости, где костная ткань растет в тонких колоннах, называемых трабекулами, с пробелами для красного костного мозга между ними. Трабекулы растут по определенной схеме, чтобы противостоять внешним напряжениям, обладая наименьшей возможной массой, оставляя при этом кости легкими, но сильными. Длинные кости имеют полую костномозговую полость в середине диафиза. Медуллярная полость содержит красный костный мозг в детстве, в конце концов превращается в желтый костный мозг после полового созревания.

Суставы

Сустав, является точкой соприкосновения между костями, между костью и хрящом или между костью и зубом.
Синовиальные суставы являются наиболее распространенным типом и имеют небольшой зазор между костями. Этот разрыв позволяет увеличить диапазон движения и обеспечить пространство для синовиальной жидкости — смазки сустава. Волокнистые соединения существуют там, где кости очень плотно соединены и практически нет движения между костями. Волокнистые суставы также держат зубы в своих костистых ячейках. Наконец, хрящевые соединения образуются там, где кость встречает хрящ или там, где находится слой хряща между двумя костями. Эти соединения обеспечивают небольшое количество гибкости в суставе благодаря гелеобразной консистенции хряща.

Функции скелета человека

Поддержка и защита

Основная функция скелетной системы является формирование прочной основы, которая поддерживает и защищает органы тела и закрепляет скелетные мышцы. Кости осевого скелета выступают в качестве твердой оболочки для защиты внутренних органов, таких как мозг и сердце от повреждений, вызванных внешними силами. Кости аппендикулярного скелета обеспечивают поддержку и гибкость в суставах и закрепляют мышцы, приводящие в движение конечности.

Движение

Кости скелетной системы выступают в качестве точек крепления для скелетных мышц. Почти каждая скелетная мышца работает, потягивая две или более кости либо ближе друг к другу или дальше друг от друга. Суставы действуют как опорные точки для перемещения костей. Области каждой кости, где мышцы придают движение, растут больше и сильнее, чтобы выдержать дополнительную силу мышц. Кроме того, общая масса и толщина костной ткани увеличивается, когда она находится под большим напряжением от подъема веса или поддержания веса тела.

Кровотворение

Красный костный мозг производит красные и белые клетки крови в процессе, известном как кроветворение. Красный костный мозг находится в полости внутри костей, известной как костномозговой полости. Дети, как правило, имеют больше красного костного мозга по сравнению с их размерами тела, чем взрослые, из — за постоянного роста и развития их тела. Количество красного костного мозга падает в конце полового созревания, заменяется желтым костным мозгом.

Хранение

Скелетная система хранит множество различных необходимых веществ для облегчения роста и восстановления организма. Матрица клеток скелетной системы действует как резервуар для хранения кальция путем сохранения и высвобождения ионов кальция в кровь по мере необходимости. Надлежащие уровни ионов кальция в крови имеют важное значение для нормального функционирования нервной и мышечной систем. Костные клетки также выделяют остеокальцин, гормон, который помогает регулировать уровень сахара в крови и отложение жира. Желтый костный мозг внутри наших полых длинных костей используется для хранения энергии в виде липидов. И, наконец, красный костный мозг хранит некоторое количество железа в виде молекулы ферритина и использует это железо для формирования гемоглобина в эритроцитах.

Рост и развитие

Скелет начинает формироваться на ранних стадиях развития плода в качестве гибкого каркаса из гиалинового хряща и плотной неправильной волокнистой соединительной ткани. Эти ткани действуют как базы для костного скелета, который заменит их. По мере роста, кровеносные сосуды начинают расти в мягком скелете плода, доставляя стволовые клетки и питательные вещества для роста костей. Костные ткани медленно заменяют хрящевые и фиброзные ткани в процессе, называемом кальцификация. Кальцифицированные участки распространяются от их кровеносных сосудов заменяя старые ткани, пока они не достигнут границы другой кости. При рождении, скелет новорожденного имеет более 300 костей; по мере того, как человек взрослеет, эти кости растут вместе и сливаются в более крупные кости, сохраняя только 206 кости.

Строение костей скелета человека