Учебник по Биологии. 8 класс. Соболь - Новая программа

Кости человека устроены таким образом, что будучи чрезвычайно лёгкими, они обладают наибольшей прочностью.

П. Ф. Лесгафт

§ 29. КОСТЬ КАК ОРГАН СКЕЛЕТНОЙ СИСТЕМЫ

Основные понятия и ключевые термины: КОСТЬ. Сустав.

Вспомните! Что такое орган?

Знакомьтесь!

Пирогов Николай Иванович (1810-1881) - выдающийся отечественный врач и учёный, педагог и общественный деятель, один из основателей хирургической анатомии и военно-полевой хирургии. У него есть такое выражение: «Внешний вид кости является осуществлённой идеей её назначения». Попробуйте объяснить, как сказывается назначение кости на её строении.

СОДЕРЖАНИЕ

Как функции кости сказываются на их строении?

КОСТЬ - орган скелетной системы, строение и свойства которого предназначены для осуществления основных функций скелетной системы. Кости являются живыми образованиями с такими признаками живого, как обмен веществ, питание, рост, раздражительность, регенерация и др. И только благодаря этому скелет человека в процессе жизни развивается и изменяется в соответствии с изменением среды.

Ил. 63. Внутреннее строение кости: 1 - надкостница; 2 - компактное вещество с остеонами; 3 - губчатое вещество; 4 - артерии; 5 - вены; 6 - жёлтый костный мозг

Кости способны к обмену веществ, и поэтому вся их толща пронизана системой канальцев, открывающихся на поверхности кости в виде отверстий. Через них к костям подходят и отходят кровеносные сосуды и нервы, которые обеспечивают питание, удаление продуктов обмена, восприятие воздействий и т. д.

Кости могут постоянно в течение всей жизни человека обновляться. Их регенерация осуществляется путем уничтожения старых клеток и образования новых.

Кости способны к росту в длину и толщину. Рост в длину обеспечивается хрящевой тканью пластинки роста, в толщину - делением клеток надкостницы. Рост костей завершается в 20-24 года, регулируется гормоном роста и зависит от обмена кальция, фосфора и витамина D.

Как ни странно, но и костям присуща способность приспосабливаться к воздействиям среды. Если при движении на мышцы, прикреплённые к костям, влияет нагрузка, то увеличивается бугристость кости на этом участке, внутреннее расположение костных пластинок.

Ил. 64. Части длинной кости: 1 - головка кости; 2 - пластинка роста; 3 - тело кости

Строение кости рассмотрим на примере длинной трубчатой кости, структура которой обусловливает её прочность и лёгкость. Кость имеет удлинённую среднюю часть - тело кости и утолщённые концы - головки. Головки кости образованы губчатым веществом с пластинками, между которыми расположен красный костный мозг, выполняющий кроветворную функцию. Между головкой и телом кости расположена пластинка роста с хрящевой тканью. Стенки кости построены из компактного вещества, основной единицей которого являются остеоны. Внутри имеется костная полость, у взрослых она заполнена жёлтым костным мозгом. Образован этот мозг преимущественно жировой тканью, в нём проходят кровеносные сосуды, и он выполняет вспомогательную функцию в кроветворении. Поверхность тела кости покрыта надкостницей, внутренний слой которого и осуществляет рост кости в толщину.

Итак, кость является живой системой, строение и свойства, которые обеспечивают выполнение таких функций, как опора, защита, движения, кроветворение, депонирование веществ.

Чем и почему кости человека отличаются между собой?

Кости скелета человека отличаются между собой по форме, размерам, строению, химическому составу и др. Даже одни и те же кости в скелетах разных людей могут отличаться (например, тазовые кости мужчины и женщины разного размера). Изменяются кости и с возрастом человека. В молодом возрасте кости содержат гораздо больше оссеина. У пожилых людей в костях преобладают неорганические вещества.

Различают кости парные (например, ключицы) и непарные (например, подъязычная кость). Но чаще всего кости классифицируют на трубчатые, губчатые, плоские, смешанные и воздухоносные.

Трубчатые кости участвуют в перемещении тела человека. Поэтому у них удлинённое тело, крепкие головки, имеется полость, заполненная жёлтым костным мозгом. Длинные трубчатые - это плечевая, бедренная, а короткие трубчатые - фаланги пальцев, кости запястья.

Губчатые кости образованы преимущественно из губчатого вещества и тонкого слоя компактного вещества. Среди них различают длинные губчатые (например, рёбра, грудина) и короткие губчатые (например, кости запястья).

К губчатым костям относятся и сесамовидные кости, напоминающие по форме зёрна кунжута (например, надколенник, гороховидная кость). Они расположены вокруг суставов и способствуют их движениям.

Ил. 65. Типы костей человека: 1 - воздухоносные (решётчатая кость черепа); 2 - трубчатая (плечевая кость); 3 - плоская (лопатка); 4 - губчатые (кости запястья); 5 - смешанные (позвонок)

Плоские кости образованы из губчатого вещества с красным костным мозгом, сверху и снизу покрытого тонкими пластинками компактного вещества (например, лопатка, теменная, височные, тазовые). Такое строение способствует выполнению защитной функции.

Смешанные кости могут выполнять различные функции, поэтому состоят из нескольких частей, имеющих различное строение, форму и происхождение (например, позвонки, нижняя челюсть).

Воздухоносные кости имеют воздушные полости, выстланные слизистой оболочкой, и на протяжении жизни увеличиваются (например, лобная, решётчатая, верхнечелюстные). Эти кости выполняют защитную функцию и приспособлены для вентиляции воздуха.

Итак, кости скелета человека отличаются формой, размерами, структурой, что связано с выполнением определённых функций.

Какова основная причина разного соединения костей в скелете человека?

Кости скелета человека соединяются между собой с образованием целостной опорной системы. Выделяют три основных типа соединений костей: неподвижные, полуподвижные и подвижные.

Неподвижные соединения костей (швы, рост и вклинение) осуществляются костной тканью и обеспечивают способность выдерживать большие нагрузки. Так, швами соединяются только кости черепа, примером вклинения является соединение между корнями зубов и зубными лунками челюстей.

Полуподвижные соединения образованы хрящевой тканью для осуществления ограниченных смещений. Примерами являются соединения между позвонками, между рёбрами и грудиной, между лобковыми костями тазового пояса и др.

Подвижные соединения, или суставы, - это соединение костей с помощью плотной волокнистой ткани с формированием между костями пространства. Примерами суставов являются плечевой, тазобедренный, коленный и др. Суставы состоят из следующих трёх элементов: суставная сумка (1), суставные поверхности костей (2) и суставная полость с жидкостью для уменьшения трения (3) (ил. 66).

Ил. 66. Строение сустава

Суставы делят на простые (из двух костей: например, тазобедренный), сложные (образованы несколькими костями; например, коленный), одноосные (осуществляют движения в одном направлении: например, локтевой), двухосные (движения в двух направлениях: например, коленный) и многоосные (движения в трёх плоскостях: например, плечевой).

Итак, в скелете человека различают три основных вида соединений костей (неподвижные, полуподвижные и подвижные), характер которых зависит от функционального назначения.

ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ

Учимся познавать

Самостоятельная работа с иллюстрациями

Распознайте на иллюстрациях части скелета человека и охарактеризуйте кости, участвующие в их образовании. Заполните в рабочей тетради таблицу.

ХАРАКТЕРИСТИКА ОТДЕЛЬНЫХ КОСТЕЙ ЧЕЛОВЕКА

Название кости

Классификация

Тип соединения

Значение

Биология + Наука

При нагрузке живая ткань изменяет свою форму не мгновенно, а с некоторым опозданием. Когда же нагрузка исчезает, ткань возвращается к своей первоначальной форме так, как «помнит» её. Любой неодушевлённый материал реагирует на нагрузку совсем иначе, чем живые ткани. Рано или поздно он не выдерживает нагрузки и разрушается. Вот почему в науке происходит усиленный поиск «умных материалов», которые под действием внешних факторов могут приобретать необходимую форму, изменять свои свойства и при этом не разрушаться. Сегодня уже создана искусственная костная ткань, которая используется в хирургии, косметологии, стоматологии. Так, при установлении зубных имплантантов такую ткань применяют уже почти в 100 % случаев. На основе этого материала клетки кости прорастают и образуют вокруг протеза прочную и устойчивую основу. Интересно, отличается ли химический состав искусственной костной ткани от химического состава кости?

РЕЗУЛЬТАТ

Оценка

Вопросы для самоконтроля

1-6

1. Что такое кость? 2. Назовите несколько признаков кости как живой системы. 3. Приведите примеры костей человека. 4. Назовите основные группы костей в скелете человека. 5. Назовите типы соединений костей в скелете человека.

7-9

7. Какие функции кости сказываются на её строении? 8. Чем и почему кости человека отличаются между собой? 9. Что является основной причиной различного соединения костей в скелете человека?

10-12

10. Докажите утверждение учёных о том, что «кости человека устроены таким образом, что при наименьшей лёгкости они обладают наибольшей прочностью».