Для чего нужен скелет для человека
Зачем нам кости
Мы собрали в одном месте и максимально сжали несколько медицинских энциклопедий, чтобы можно было за пару минут выяснить все, что спортсмену необходимо знать о своем скелете: строение, развитие, состав костей и их самые распространенные травмы.
Что умеет наш скелет
Совокупность костей тела называется скелетом. Скелет состоит максимум из 208 костей (бывает и меньше). Он, наравне с мышцами, является частью опорно-двигательной системы человека. Этим его функции не ограничиваются.
Из чего состоят кости
60-70% всех костей организма и около 96% веса зубов приходится на распространенный в природе минерал гидроксилапатит (он же – фосфат кальция). Минерал имеет неорганическое происхождение, но в природе его тоже можно добыть – из кораллов Porites. Он абсолютно инертен к человеческим тканям и постоянно используется стоматологами для восстановления наших зубов. Таким образом, гидроксилапатит – своеобразный костерост нашего волшебного мира.
Остальные 30-40% — это органическое вещество (преимущественно, белок коллаген). Кость под микроскопом выглядит как пластинки клеток минерального вещества, соединенные между собой белковыми волокнами.
Интересно то, что при рождении скелет преимущественно состоит из коллагена – он мягкий и податливый, быстро растет. Чем старше мы становимся, тем больше на смену коллагену приходит гидроксилапатит. Мы становимся крепче, но легче получаем травмы. В старости скелет на 7/8 состоит из минералов.
Из чего растут кости
Четверть, а то и треть жизни наш скелет растет и развивается. Мы становимся больше и сильней вместе с нашими костями.
Развитие костей происходит двумя путями:
В первом случае коллаген (основной материал соединительных тканей нашего тела) сгущается, формируют костные клетки. Между ними откладываются известковые е соли, которые становятся гидроксилапатитом.
Во втором случае кости встают на место хряща, который имел точно такую же форму, как и сама кость. Хрящевая ткань разрушается и при помощи особого слоя клеток (надкостницы) на ее месте формируются минералы.
Что такое «костный мозг»?
Костный мозг – это рыхлый клеточный материал, который находится в некоторых полых костях нашего тела. Он делится на красный и желтый. Первый занимается производством стволовых клеток и крови, второй – производством жира.
Распространенные травмы костей
Большинство травм кости (переломы, суставные повреждения) происходят из-за неравномерной нагрузки на участок тела. Самые травмоопасные участки скелета – ключица, коленные суставы и кисти.
Два способа избежать травм
Застраховать от всех травм мы вас не можем, но взамен предлагаем два способа уменьшить риск разрыва и растяжения связок, перелома и других травм.
Костям, как и мышцам, свойственно укрепление и рост под влиянием равномерных физических нагрузок и атрофирование, уменьшение объема костной ткани — при их отсутствии. Чем больше мы лежим на диване, тем больше шанс сломать себе ногу, добираясь до холодильника.
Толщина костей зависит от плотности минералов в костной ткани, вырабатывающейся надкостницей – соединительной пленкой, которая сначала окружает хрящ, а потом кость. Эффективность работы надкостницы зависит от накопления в самой пленке кальция и фосфора. Чем быстрее происходит обмен веществ, тем быстрее они накапливаются и превращаются в кости. Чем больше мы занимаемся, тем быстрее происходит обмен веществ под влиянием возросшей температуры тела.
Не нужно разрабатывать специальный комплекс упражнений для укрепления костей и суставов. Достаточно равномерно распределять нагрузки по всему телу. И не прогуливать тренировки.
Кости: основы
Кости – это больше, чем просто опора, удерживающая части тела вместе. Это живая ткань, которая постоянно изменяется. Кости бывают разной формы и разного размера.
Кости выполняют разнообразные функции. Они поддерживают структуру организма, защищают внутренние органы от механических повреждений, обеспечивают движение, депонируют кальций и прочие минералы. Кроме этого, кости создают собой окружение для костного мозга, в котором образуются клетки крови.
В теле новорожденного ребенка находится 270 мягких костей. По мере роста некоторые из них срастаются, к совершеннолетию их общее количество составляет 206.
Самая большая кость человеческого организма – бедренная, самая маленькая – стремечко во внутреннем ухе, его длина составляет всего 3 мм.
Кости состоят из коллагена – белка, формирующего упругую основу кости. Прочность ей придают соединения кальция, они заполняют пространство между волокнами коллагена. Более 99% кальция организма человека содержится именно в костях.
Кости имеют ячеистую структуру, поэтому при их достаточной прочности они очень легкие.
Кости состоят из двух типов тканей: компактного и губчатого веществ.
Компактное вещество – прочный плотный наружный слой, составляет около 80% массы кости.
Губчатое вещество – внутренний слой, представляющий собой сеть гибких трабекул, которые придают кости упругость.
Костная ткань состоит из следующих компонентов:
· остеобласты и остеоциты – ответственные за рост костной ткани;
· остеокласты – отвечают за разрушение кости;
· остеоид – смесь из коллагена и других белков;
· неорганические минеральные соли;
· нервы и кровеносные сосуды;
· оболочки, включая эндост и периост (надкостницу).
Клетки костной ткани
Кости не являются постоянной и неизменяющейся материей, в них все время протекают процессы формирования и разрушения костной ткани. В этих процессах участвуют три вида клеток.
Остеобласты. Эти клетки отвечают за построение новой ткани и восстановление уже имеющейся. Остеобласты синтезируют ряд белков, которые вместе составляют остеоид. Остеоид впоследствии минерализуется и превращается в костную ткань. Кроме того, остеобласты синтезируют биологические активные вещества (простагландины).
Остеоциты. Эти клетки представляют собой остеобласты в неактивной форме. Они остаются в «костной ловушке», которую сами же создали, и перестают функционировать. Но при этом они постоянно поддерживают связь с остеокластами и другими остеобластами.
Остеокласты. Это крупные многоядерные клетки, задача которых – разрушить кость. Они вырабатывают ферменты и кислоты, которые растворяют минеральные вещества в кости. Минералы поглощаются остеокластами. Этот процесс называется резорбцией кости. Остеокласты помогают разрушить неправильно растущую костную ткань, «проложить» путь для нервных волокон и кровеносных сосудов.
Костный мозг располагается внутри губчатого вещества кости. Его задача – создание форменных элементов крови. Каждую секунду в нем образуется 2 миллиона эритроцитов
Кость, по сути, представляет собой живые клетки, встроенные в минерально-органический матрикс. Этот матрикс – есть межклеточное вещество. Его компоненты:
· органические: основную массу его составляет коллаген 1 типа;
· неорганические: гидроксиапатит, соли кальция и фтора и другие.
Коллаген придает кости упругость, а именно устойчивость к растяжению, гидроксиапатит – прочность, а именно устойчивость к сжатию.
Кости выполняют ряд жизненно важных функций.
Механическая. Кости создают опору, удерживающую тело. К ним крепятся мышцы, связки и сухожилия. Если бы мышцы не были фиксированы к костям, движения были бы невозможны. Кости защищают внутренние органы от механического повреждения: череп защищает головной мозг, ребра – легкие и так далее.
Кроветворная. В губчатой ткани находится красный костный мозг, в котором синтезируются клетки крови. Часть старых и дефектных эритроцитов разрушается в костном мозге.
· депо минералов (карбонаты, фосфаты и прочие), факторов роста (инсулиноподобный фактор роста), липидов;
· поддержание кислотно-щелочного баланса крови за счет поглощения или высвобождения щелочных солей;
· детоксикация – кости могут поглощать из крови тяжелые металлы и другие токсические соединения;
· эндокринная – клетки костной ткани синтезируют биологически активные вещества, влияющие на углеводный и жировой обмен;
· поддержание нормального уровня кальция в крови за счет процессов резорбции и формирования костной ткани.
В человеческом теле выделяют пять видов костей.
Длинные кости – главным образом состоят из компактного вещества, образуют верхние и нижние конечности.
Короткие кости – содержат небольшое количество компактного вещества, это кости кисти и стопы.
Плоские кости – содержат компактное и губчатое вещество, это кости черепа, грудина.
Сесамовидные кости – к ним не прикрепляются сухожилия, например, надколенник. Они защищают суставные поверхности от стирания и износа.
Смешанные кости – не относятся ни к одному из перечисленных видов, это позвонки и тазовые кости.
Кости скелета подразделяют на две группы:
· осевые – кости черепа, позвоночника, грудной клетки;
· периферические – кости конечностей, плечевого и тазового поясов.
В костях постоянно происходит двухкомпонентный процесс перестройки: резорбция кости остеокластами и формирование новой кости остеобластами.
Ежегодно у взрослого человека заменяется около 10% костной ткани.
Реконструкция позволяет организму исправить повреждения, формировать скелет во время роста, регулировать уровень кальция в крови.
Если нагрузка приходится длительно на определенный участок кости, например, во время занятий спортом, он становится толще.
Процесс реконструкции кости регулируется несколькими гормонами: кальцитонином, паратиреоидным гормоном, эстрогеном у женщин и тестостероном у мужчин.
Что такое остеопороз?
Остеопороз – это заболевание костной ткани, при котором происходит снижение минеральной плотности костной ткани. Это повышает риск переломов даже при небольшом механическом воздействии. Чаще всего остеопороз развивается у женщин в постменопаузальном периоде, но он также возможен у женщин до менопаузы и у мужчин.
Остеопороз возникает в случаях, когда резорбция кости происходит слишком быстро, когда образование кости затормаживается или при сочетании обеих причин. Он может быть вызван недостатком кальция, дефицитом витамина D, чрезмерным потреблением алкоголя и курением. Вопросы возникновения и лечения остеопороза в настоящее время активно изучаются по всему миру.
Аминат Аджиева, портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам Medical News Today: Bone: The basics.
Читать статьи по темам:
Читать также:
Анкета выявляет тех, кому грозит перелом
Несложный скрининг поможет на треть снизить вероятность перелома шейки бедра у пожилых женщин.
Остеопороз
Чаще всего при остеопорозе встречаются компрессионные переломы позвонков, костей предплечья и бедренной кости.
Новый метод регенерации костей
Исследование, проведенное in vitro, открывает новые перспективы для восстановления твердых тканей – костей, зубов и хрящей.
Кость вместо металла
Австрийские исследователи разработали методику изготовления хирургических винтов из плотной и твердой средней части бедренной кости человека.
Генотерапия переломов
Новый метод, проверенный пока только на мини-свиньях, должен будет помочь в тяжелых случаях несращения переломов, когда часть кости отсутствует или же сильно повреждена.
Электронное СМИ зарегистрировано 12.03.2009
Свидетельство о регистрации Эл № ФС 77-35618
Зачем нужен скелет человеку? Поговорим о строении тела
Изучением тела человека занимались с самых древних времен. Однако до сих пор, несмотря на то что медицина продвинулась, все еще остаются вопросы: сколько костей на самом деле и к какой системе органов относится скелет – костной или все же к эндокринной?
Что такое скелет
Под скелетом понимают совокупность костей, служащих опорой тканям и органам. Вес всех костей организма составляет 15-18% от общей массы тела. У взрослого человека порядка 208 костей, и все они объединены в единую систему посредством суставов и связок, за единственным исключением – подъязычная кость, она прикрепляется к слою мышц.
Точно подсчитать «общее» число костей невозможно. Как правило, их 203-208, в зависимости от индивидуальных особенностей. Еще один распространенный миф: у новорожденного больше костей, чем у взрослого человека. В скелете есть кости, которые с возрастом срастаются между собой, и, как предполагают, некоторые из 2-х становятся одной, но такое понимание ошибочно.
Зачем нужен скелет?
Понимание функций скелета сложилось давно, но с проведением исследований открылись новые обстоятельства, повлиявшие на трактовку функций скелета. Сегодня принято выделять следующие функции скелета:
Прежде всего, скелет – это опора для органов. Благодаря мышцам, связкам, крепящимся к костям, органы и системы удерживаются в своем положении.
Кости – это рычаги, участвующие в двигательных актах.
Все в организме продумано на самом высоком уровне. Благодаря сводчатому строению стопы, связкам, хрящам, расположенным внутри суставов, изгибам позвоночника удается смягчить толчки при столкновении с твердыми объектами во время передвижения. Таким образом, снижается и даже исключается сотрясение жизненно важных органов.
Костями образуются полости (клетки): грудная, тазовая, череп, позвоночный канал, защищающие жизненно важные органы.
Кости – это место скопления минералов и солей: кальция, фосфора и др, активно задействованных в минеральном обмене.
Красный костный мозг, сосредоточенный в некоторых костях, вырабатывает клетки крови: эритроциты, лейкоциты и тромбоциты.
В августе 2007 года международная группа ученых обнаружила, что кости скелета играют роль в контроле уровня сахара в крови и участвуют в ряде метаболических процессов. Этот процесс происходит способом, ранее неизвестным и полностью меняющим представления о функциях скелета и дающим новый аспект понимания энергетического обмена. Это дает возможность предположить, что скелет – часть эндокринной системы, и это очередной раз доказывает, что в организме все взаимосвязано.
On Kyung Lee, Hideaki Owl и Eiichi Hina – авторы исследования, используя лабораторных грызунов, обнаружили ранее неизвестные метаболические процессы. Остеокальцин, регулирующий минерализацию, высвобождается в костеобразующих клетках (остеобластах), регулирует уровень сахара в крови и отложение жировой ткани. Удалось доказать, что увеличение остеокальцина эффективно предотвращает развитие сахарного диабета II типа и ожирения (фактора риска). Отмечается, что это открытие может стать многообещающим способом лечения пациентов с данным заболеванием.
Как и у других позвоночных, скелет человека можно условно разделить на 2 отдела: осевой, образующий ось, остов человеческого тела и добавочный.
Строение осевого скелета
Это мощная защита для мозга, глаз и др. Череп разделен на 2 отдела, образованные 23-ю костями. Мозговой отдел образован затылочной, лобной, клиновидной, решетчатой, височной и теменной костями. А лицевой — сошником, верхней и нижней челюстью, подъязычной, скуловой, носовой и слезной костями.
Помимо этого, присутствуют еще 3 парные слуховые кости: молоточек, наковальня, стремечко. Последняя, кстати, – самая маленькая кость человеческого организма – всего 3-4 мм и весом около 2,5 мг.
Является вместилищем для сердца и легких и образована 12-ю позвонками и парами ребер, а также грудиной. Внешний вид и некоторые анатомические особенности грудной клетки зависят от пола и ряда других факторов.
Кстати, существует множество различий между женским и мужским скелетом. Речь не идет о дополнительных костях, а об их особенностях. Например, у мужчин более выражены надбровные дуги, а грудная клетка у женщин податлива, подвижна, что необходимо для вынашивания плода.
Опора всего скелета. Внутри позвоночника расположен спинной мозг, и позвонки защищают его от внутренних и внешних повреждений. Весь позвоночник можно разделить на несколько отделов, образованных определенным количеством позвонков: шейный – 7, грудной – 12, поясничный – 5, крестцовый – 5, эти позвонки образуют крестец, и копчиковый – 3-4. Между позвонками расположена хрящевая прослойка – межпозвоночные диски, выполняющие роль амортизаторов.
В него входят лопатка и ключица, обеспечивающие при помощи мышц двигательную активность верхней конечности.
В руке выделяют следующие кости: плечевую, предплечье, состоящую из локтевой и лучевой костей. А также кисть, имеющую сложное строение: запястье (8 костей), пясть образована 5 костями, а пальцы образованы 14-ю фалангами на одной руке.
В анатомическом строении таза выделяют несколько костей: тазовые, к числу которых относят подвздошную, лобковую, седалищную, крестец и копчик. Между парными тазовыми костями расположен лобковый симфиз, играющий исключительную роль в процессе родов.
Таз – одна из областей скелета, имеющая наибольшее число различий по половому признаку, а также анатомо-физиологических особенностей. И опытный специалист лишь по одному взгляду скажет, кому принадлежали кости.
Анатомически в нижней конечности выделяют несколько областей: бедро, оно образовано самой длинной и прочной костью – бедренной и надколенником. Голень – большеберцовой и малоберцовой костью. Стопа, как и кисть, образована множеством мелких костей и состоит из 3-х отделов: предплюсна (7 костей), плюсна (5 костей), кости пальцев – 14 фаланг на одной ступне.
Понимание того, как устроен скелет человека, нужно не только врачам хирургической специализации и травматологам, имеющим дело с переломами, но и артрологам, и ревматологам, и неврологам, занимающимся заболеваниями, связанными с деформацией костей, деградацией костной ткани (остоопорозом), аутоиммунными, воспалительными и другими заболеваниям, затрагивающими кости, специалистам по движению, физической культуре и спорту. А также всем, кому важно понимать, что происходит с его организмом, чтобы как можно дольше оставаться здоровым и предупреждать или вовремя лечить болезни.
Врач-стоматолог, консультант по здоровому питанию, ГВ, детскому, женскому и мужскому здоровью, профилактике болезней, здоровому образу жизни и активному долголетию.
Для чего нужен скелет для человека
Значение скелета
Костная система выполняет ряд функций, имеющих или преимущественно механическое, или преимущественно биологическое значение. Рассмотрим функции, имеющие преимущественно механическое значение. Для всех позвоночных характерен внутренний скелет, хотя среди них встречаются виды, которые наряду с внутренним скелетом имеют еще и более или менее развитый наружный скелет, возникающий в коже (костная чешуя в коже рыб).
В начале своего появления твердый скелет служил для защиты организма от вредных внешних влияний (наружный скелет беспозвоночных). С развитием внутреннего скелета у позвоночных он сначала стал опорой и поддержкой (каркасом) для мягких тканей. Отдельные части скелета превратились в рычаги, приводимые в движение мышцами, вследствие чего скелет приобрел локомоторную функцию. В итоге механические функции скелета проявляются в его способности осуществлять защиту, опору и движение.
Опора достигается прикреплением мягких тканей и органов к различным частям скелета.
Движение возможно благодаря строению костей в виде длинных и коротких рычагов, соединенных подвижными сочленениями и приводимых в движение мышцами, управляемыми нервной системой.
Развитие скелета
У низших видов позвоночных [круглоротые, селахии (акулы) и хрящевые ганоиды] соединительнотканный скелет вокруг хорды и на остальном протяжении замещается хрящевым скелетом, который в свою очередь у более высокоорганизованных позвоночных, начиная с костистых рыб и кончая млекопитающими, становится костным.
С развитием последнего хорда исчезает, за исключением ничтожных остатков (студенистое ядро межпозвоночного диска). Водные формы могли обходиться хрящевым скелетом, так как механическая нагрузка в водной среде несравненно меньше, чем в воздушной. Но только костный скелет позволил животным выйти из воды на сушу, поднять свое тело над землей и прочно стать на ноги.
Таким образом, в процессе филогенеза как явление приспособления к окружающей среде происходит последовательная смена 3 видов скелета. Эта смена повторяется и в процессе онтогенеза человека, в течение которого наблюдаются 3 стадии развития скелета:
1) соединительнотканная (перепончатая),
2) хрящевая и
3) костная.
Эти 3 стадии развития проходят почти все кости, за исключением костей свода черепа, большинства костей лица, части ключицы, которые возникают непосредственно на почве соединительной ткани, минуя стадию хряща.
Эти, как их называют, покровные кости можно рассматривать как производные некогда бывшего наружного скелета, сместившиеся в глубь мезодермы и присоединившиеся в дальнейшей эволюции к внутреннему скелету в качестве его дополнения.
Для чего нужен скелет для человека
Укрепление костей и суставов: что поможет сохранить суставы здоровыми, а кости – крепкими?
Болезненные ощущения в суставах знакомы практически каждому взрослому человеку. Вот несколько продуктов, которые помогут поддержать этот важный орган, который отвечает за нашу подвижность.
1. Льняное масло и рыбий жир.
Это известные источники омега-3 жирных кислот. Доказано, что они способствуют уменьшению воспалительных процессов в организме и благотворно влияют на суставы.
2. Кукурузные отруби, семена чиа, чечевица.
Регулярный прием продуктов, содержащих пищевые волокна (клетчатку), помогает снижать воспалительные заболевания. Этот эффект связан с тем, что у нас нормализуется микробиота (состав бактерий) желудочно-кишечного тракта, который занимается регуляцией иммунного ответа. Пищевые волокна не усваиваются, они попадают в кишечник и помогают вывести продукты обмена. Чемпион по содержанию волокон – кукурузные отруби. Достаточно употреблять их по 30 г в сутки. Семена чиа и чечевица также содержат много клетчатки.
3. Перец чили.
В различных видах стручкового перца содержится вещество капсаицин. Однако больше всего его в чили. Местно капсаицин действует как обезболивающее – он действует на рецепторы, которые передают сигнал боли. Не зря при проблемах с суставами рекомендуют использовать перцовые пластыри. Но применение этого вещества с пищей или в виде концентрата тоже снижает воспаление. Для достижения эффекта хватит 5 г перца чили в день.
С возрастом повышается и хрупкость костей. Как помочь им оставаться прочными?
Что нужно есть:
Молоко и молочные продукты (лучше обезжиренные). В них оптимальное соотношение кальция и фосфора. Кроме того, жир затрудняет усвоение кальция, поэтому молочные продукты с пониженной жирностью предпочтительны.
Свежие овощи и фрукты, особенно все виды капусты (белокочанная, брокколи, цветная), морковь, репа. Кроме кальция они содержат микроэлементы, необходимые для полноценного усвоения кальция.
Бобовые, грецкие орехи, тыквенные и подсолнечные семечки, растительные масла – они содержат белки и жиры, необходимые для укрепления костной ткани и усвоения витамина D.
Рыбные продукты (их нужно есть с костями): сардины, лосось.
Продукты, богатые кальцием: сыр, яйца, печень.
Важно знать:
Некоторые продукты ухудшают усвоение кальция или способствуют его «вымыванию» из организма: это сахар, мед, изделия из пшеничной муки (макароны, белый хлеб), кофе, чай, рафинированные масла, мясные консервы, избыток соли.