Kaulų cheminė sudėtis
Kaulai susideda iš organinių, neorganinių (mineralinių) medžiagų ir vandens. Vaikystėje ir paauglystėje organinių medžiagų kiekis kauluose viršija mineralinių medžiagų kiekį, senatvėje organinių medžiagų kiekis mažėja. Kauluose yra didžioji dalis organizme randamų mineralų. Jų perteklius nusėda į skeletą. Kai trūksta mineralinių medžiagų, organizmas jas papildo iš kaulų. Vadinasi, skeletas dalyvauja žmogaus organizme esančių mineralų apykaitoje.
Kaulai stiprūs ir elastingi. Kaulų elastingumas priklauso nuo organinių medžiagų kiekio. Todėl vaikams ir jaunimui jis yra didesnis nei senatvėje. Jei kaulą nukalkinate kurį laiką palaikydami jį rūgšties tirpale, visi mineralai pasišalina. Šį kaulą galima surišti į mazgą.
Kaulų stiprumas yra labai didelis. Jis yra 5 kartus didesnis nei gelžbetonio. Kai kaitinsite kaulą virš ugnies, visos organinės medžiagos bus sunaikintos, tačiau mineralinės medžiagos išliks. Toks kaulas išlaiko savo formą ir kaulų plokštelių išsidėstymą, tačiau praranda elastingumą ir tampa trapus. Mineralai suteikia kaulams tvirtumo. Žmonėms senstant jų kaulai tampa trapūs, mažėja elastingumas. Todėl jie yra labiau linkę į lūžius.
Kaulų augimas
Ankstyvosiose žmogaus embriono vystymosi stadijose jo skeletas susideda iš jungiamojo audinio. Tada jis tampa kremzlinis. Naujagimio skeletas susideda ne tik iš kaulinio audinio. Vaikui augant, skeleto kremzles pakeičia kaulinis audinys, o kaulai auga į ilgį ir storį. Kai kurie kaulai nepereina kremzlinės stadijos, pavyzdžiui, kaukolės kaulai.
Kaulo storio augimas atsiranda dėl kaulą formuojančių perioste ląstelių. Tuo pačiu metu absorbuojamas kompaktinės medžiagos vidinio paviršiaus kaulinis audinys ir padidėja kaulo ertmės tūris. Kaulo ilgis auga dėl kremzlinių augimo plokštelių, esančių tarp kūno ir kaulo epifizių. Kremzlinių augimo plokštelių ląstelės sudaro kaulinį audinį, o kaulo kūnas pailgėja.
Kai kurie kaulai žmogaus embrione susidaro iš kelių dalių, vėliau sudaro vieną kaulą. Taigi visiškas dubens kaulo kaulėjimas įvyksta 14-16 metų, o vamzdiniai - 18-25 metų. Skeleto vystymasis ir augimas sustoja vyrams 20-25 metų, o moterims 18-21 metų amžiaus. Vystantis žmogaus skeletui ne visos kremzlės pakeičiamos kauliniu audiniu. Suaugusio žmogaus šonkaulių galai ir dalis nosies skeleto lieka kremzliniai. Kaulų epifizių paviršiai padengti kremzle.
„Žmogaus anatomija ir fiziologija“, M.S.Milovzorova
Atramos ir judėjimo organų sistema – raumenų ir kaulų sistema – tai skeletas, susidedantis iš kaulų ir jų sąnarių bei raumenų. Raumenys yra aktyvi raumenų ir kaulų sistemos dalis. Raumenų susitraukimai judina skeleto kaulus. Raumenų pagalba žmogus gali ilgai nejudėti, dažnai laikydamas labai sudėtingas choreografines pozas. Bendras žmogaus raumenų skaičius yra maždaug 600. Jie...
Kaulai sudaryti iš kieto kaulinio audinio. Kaulų ląstelės yra viena nuo kitos nutolusios ir yra sujungtos daugybe procesų. Didžiąją kaulinio audinio dalį sudaro tarpląstelinė medžiaga. Jį sudaro osteonai ir tarp jų esančios interkaluotos plokštelės. Tarp kaulų plokštelių yra kaulinės ląstelės. Tarpląstelinėje medžiagoje yra organinių medžiagų ir ji yra impregnuota mineralinėmis druskomis, kurios suteikia tvirtumo. Kaulinis audinys priklauso...
Žmogaus skelete yra apie 200 skirtingų formų ir dydžių kaulų. Pagal formą jie išskiria ilgus (šlaunikaulis, alkūnkaulis), trumpus (riešas, žastikaulis) ir plokščiuosius kaulus (kaulai, kaukolės kaulai).
Kaulų cheminė sudėtis. Visi kaulai susideda iš organinių ir neorganinių (mineralinių) medžiagų ir vandens, kurio masė siekia 20% kaulų masės. Organinės kaulų medžiagos - oseinas - turi aiškiai apibrėžtas elastines savybes ir suteikia kaulams elastingumo. Mineralai – anglies dioksido ir kalcio fosfato druskos – suteikia kaulams kietumo. Didelį kaulų stiprumą užtikrina oseino elastingumo ir kaulinio audinio mineralinės medžiagos kietumo derinys. Su vitamino D trūkumu vaikų organizme Sutrinka kaulų mineralizacijos procesas, jie tampa lankstūs ir lengvai lankstomi. Ši liga vadinama rachitu. Vyresnio amžiaus žmonėms mineralinių druskų kiekis kauluose žymiai padidėja, kaulai tampa trapūs ir lūžta dažniau nei jaunų žmonių.
Kaulų struktūra. Kaulinis audinys priklauso jungiamajam audiniui ir turi daug tarpląstelinės medžiagos, susidedančios iš oseino ir mineralinių druskų. Ši medžiaga sudaro kaulų plokšteles, išdėstytas koncentriškai aplink mikroskopinius kanalėlius, kurie eina išilgai kaulų ir kuriuose yra kraujagyslės ir nervai. Kaulų ląstelės, taigi ir kaulas, yra gyvas audinys; maistinių medžiagų jis gauna iš kraujo, jame vyksta medžiagų apykaita, gali atsirasti struktūrinių pakitimų.
Skirtingi kaulai turi skirtingas struktūras. Ilgas kaulas atrodo kaip vamzdis, kurio sienelės susideda iš tankios medžiagos. Tai vamzdinė struktūra ilgi kaulai suteikia jiems tvirtumo ir lengvumo. Vamzdinių kaulų ertmėse yra geltoni kaulų čiulpai- laisvas jungiamasis audinys, kuriame gausu riebalų. Ilgųjų kaulų galai sudėtyje yra kempinės kaulinės medžiagos. Jį taip pat sudaro kaulinės plokštelės, kurios sudaro daugybę susikertančių pertvarų. Vietose, kur kaulas patiria didžiausią mechaninę apkrovą, šių pertvarų skaičius yra didžiausias. Kempine medžiaga yra raudonieji kaulų čiulpai, kurių ląstelėse susidaro kraujo ląstelės. Trumpi ir plokšti kaulai taip pat turi kempinę struktūrą, tik išorėje jie yra padengti tankios medžiagos sluoksniu. Kempine struktūra taip pat suteikia kaulams tvirtumo ir lengvumo.
Išorėje visi kaulai yra padengti plona ir tankia jungiamojo audinio plėvele – perioste. Tik ilgųjų kaulų galvose trūksta perioste, bet jie yra padengti kremzle. Perioste yra daug kraujagyslių ir nervų. Jis maitina kaulinį audinį ir dalyvauja auginant kaulų storį. Antkaulio dėka sugyja lūžę kaulai.
Kaulų sujungimas. Yra trijų tipų jungtys tarp kaulų: fiksuotos, pusiau kilnojamos ir mobilios. Fiksuotas jungties tipas yra jungtis dėl kaulų (dubens kaulų) susiliejimo arba siūlių (kaukolės kaulų) susidarymo. At pusiau mobilus Sankryžoje kaulai sujungiami vienas su kitu naudojant kremzlę, pavyzdžiui, šonkauliai prie krūtinkaulio arba slanksteliai vienas su kitu. Mobilusis jungties tipas būdingas daugumai skeleto kaulų ir pasiekiamas naudojant specialų kaulų sujungimą - Bendras Vieno iš kaulo, sudarančio sąnarį, galas yra išgaubtas (sąnario galva), o kito galas yra įgaubtas (glenoidinė ertmė). Galvos ir lizdo forma atitinka vienas kitą ir judesius, kurie atsiranda sąnaryje. Galva ir lizdas yra padengti lygiu kremzlės sluoksniu, kuris sumažina trintį sąnaryje ir sušvelnina smūgius. Sąnario kaulai yra padengti bendru, labai stipriu jungiamojo audinio apvalkalu - sąnario kapsulė. Jame yra skysčio, kuris sutepa besiliečiančių kaulų paviršius ir mažina trintį. Išorėje sąnario kapsulę supa raiščiai ir prie jos pritvirtinti raumenys, ji patenka į periostą.
Skeleto kaulai sudaro sudėtingą svertų sistemą, kurios pagalba raumenys atlieka įvairius kūno ir jo dalių judesius, kuriais grindžiami darbo procesai.
Iš viso žmogaus kaulai yra 206; iš kurių 170 yra suporuoti ir 36 yra nesuporuoti. Kaulai labai skiriasi išvaizda. Priklausomai nuo jų vaidmens ir padėties žmogaus kūne, jie yra įvairių formų ir dydžių. Pagal formą kaulai dažniausiai skirstomi į vamzdinius cilindrinius arba prizminius, kuriems priklauso dauguma ilgųjų galūnių kaulų, tokių kaip šlaunikaulis, žastikaulis, blauzdikaulis ir kt.; platūs arba plokšti - kaukolės, kaukolės, klubo ir kt. kaulai; trumpi – smulkūs pėdos ir plaštakos kaulai, suteikiantys šioms skeleto dalims lankstumo, ir galiausiai mišrūs kaulai – slanksteliai, kaukolės pagrindo kaulai ir kt.
Ant kaulų, raumenų, raiščių, gretimų sausgyslių, kraujagyslių ir nervų atsiradimo ar prisitvirtinimo vietose yra įvairių ataugų, gumbų, kanalų, skylių, griovelių. Ypač šiuo atžvilgiu išsiskiria kaukolės pagrindo kaulai, kuriuos pramuša daugybė skylių ir kanalų kraujagyslėms ir nervams praeiti.
Skeleto sistema, kaip ir bet kuri kita sistema, negali būti nagrinėjama atskirai, nes ji yra būtina viso organizmo dalis, atspindinti įvairius joje vykstančius procesus. Tarp skeleto vystymosi ir bendros kūno sandaros yra glaudus ryšys. Skeleto struktūra ir išsivystymas labai priklauso nuo raumenų darbo ir vidaus organų veiklos.
Kaulų struktūra. Prieš pradėdami nagrinėti skeletą kaip visumą ir jo dalis, pažiūrėkime, kas yra atskiras kaulas - pagrindinis skeleto atraminis vienetas. Paimkime, pavyzdžiui, šlaunikaulį. Tai vamzdinis kaulas, kaip ir visi ilgi skeleto kaulai. Tai galuose sustorėjęs cilindrinis strypas, kurio viduje yra išilginė uždara medulinė ertmė, kuri eina beveik per visą kaulo ilgį, šiek tiek pritrūkusi, kad pasiektų tik sustorėjusias galines dalis, todėl tokio tipo kaulas, dėl jo panašumas į vamzdelius vadinamas vamzdiniu. Sustorėję kaulo galai, vystymosi laikotarpiu atskirti augimo, vadinamosios metaepifizinės kremzlės, yra nelygūs, gumbuoti, išorėje šiurkštūs (tai raumenų sausgyslių ir raiščių prisitvirtinimo vietos); jie turi sąnarinius paviršius ir vadinami epifizėmis. Laisvieji epifizių galai turi lygius paviršius, kurie yra nukreipti į sąnario ertmę, kai yra sujungti su kitais kaulais. Vidurinė kaulo dalis vadinama diafize. Išorėje kaulas susideda iš kompaktiškos kaulinės medžiagos, kuri sudaro gana storą kaulo vamzdelio sienelę ant diafizės ir plonesnį sluoksnį ant epifizių. Epifizėse nėra ertmės, jos užpildytos kempinėmis kaulinėmis medžiagomis. Jis pagamintas iš daugybės kaulinių skersinių ir įvairaus storio sijų. Ploniausi skersiniai susideda tik iš vienos kaulo plokštės, o storiausi – iš kelių tarpusavyje sujungtų plokščių (38 pav.). Trumpi ir plokšti kaulai dažniausiai susideda tik iš kempinės medžiagos ir iš išorės yra padengti plonu kompaktiškos kaulinės medžiagos sluoksniu.
Tarpai tarp plokščių ir kempinės medžiagos skersinių, taip pat kaulo ertmė užpildyti kaulų čiulpais ir daugybe kraujagyslių. Jauname amžiuje visi kaulų čiulpai yra raudoni; Suaugusio žmogaus raudonieji kaulų čiulpai lieka tik kempinėle, tačiau smegenų ertmėje dėl čia susikaupusių riebalų jie tampa geltoni. Kaulų čiulpai yra jungiamojo audinio tipas (retikulinis); joje vystosi kraujo ląsteliniai elementai.
Vamzdinis kaulas su ertme viduje yra daug stipresnis nuo lūžimo, palyginti su kietu strypu su tokiu pat kiekiu medžiagos, nes mechanika moko, kad tuščiaviduriai vamzdžiai yra ne mažiau tvirti nei vienodo storio kieti strypai. Todėl, pavyzdžiui, įvairiose konstrukcijose vietoj masyvių vientisų naudojami tuščiaviduriai metaliniai stulpai ir vamzdžiai. Visi žino, kad, pavyzdžiui, dviračių rėmai ir kai kurios kitos mašinos, kurių negalima padaryti labai sunkių (lėktuvų ir pan.), yra gaminamos ne iš plonų strypų, o iš plačių tuščiavidurių vamzdžių.
Kempininio kaulinio audinio kilpinė struktūra taip pat nekenkia stiprumui: skersiniai strypai ir plokštės yra išdėstyti tam tikra kryptimi, tikintis pasiekti didžiausią lengvumą, stabilumą ir stiprumą naudojant mažiausią medžiagos švaistymą, kad būtų sumažintas slėgis. ir įtampa, kurią patiria kaulas gyvame organizme, pasiskirsto tolygiai visame kaule, kaip, pavyzdžiui, tai atsitinka šiuolaikiniuose geležinkelio tiltuose, kranuose ir kitose konstrukcijose. Skeleto kaulų lengvumas – itin vertinga savybė, labai naudinga organizmui. Jei mūsų skeletas būtų pagamintas tik iš tankaus kaulinio audinio, jis būtų maždaug 2 ar 2 1/2 karto sunkesnis. Įdomu pastebėti, kad, pavyzdžiui, paukščių, kuriems ypač svarbu sumažinti kaulų svorį skrydžio metu, kaulų ertmės prisipildo oro. Mūsų kaulų čiulpai yra lengviausias mūsų kūno audinys, o daugybė kanalų, prasiskverbiančių į kaulinę medžiagą, savo ruožtu palengvina audinio svorį.
Antkaulis (periosteum), kuris yra plona plokštelė, kurioje išskiriami du sluoksniai, yra tvirtai pritvirtintas prie kiekvieno kaulo iš išorės. Išorinis sluoksnis susideda iš tankaus jungiamojo audinio ir yra apsauginis. Vidinis sluoksnis (osteogeninis) sudarytas iš laisvo jungiamojo audinio; jame gausu nervų ir kraujagyslių, jame yra ląstelių (osteoblastų), dalyvaujančių kaulų vystyme ir augime. Šis antkaulio sluoksnis turi didelę reikšmę kaulų regeneracijoje; ji atlieka ypač svarbų vaidmenį embriono laikotarpiu, taip pat ankstyvoje vaikystėje, dalyvaujant kaulinio audinio formavime.
Kaulai yra gyva mūsų kūno dalis. Jis aprūpintas ne tik kraujagyslėmis, bet ir nervais, auga ir pertvarkomas; pasikeitus funkcinei apkrovai atitinkamai kinta ir jos struktūra. Ilgai neaktyvus, kaulas gali rezorbuotis, pavyzdžiui, danties ląstelės sienelė po danties ištraukimo. Gyvas kaulas yra vienas iš plastinių darinių, susiformavęs labai tvirtai, ekonomiškai ir naudingai organizmui tam tikromis jo gyvenimo sąlygomis.
Kaulų cheminė sudėtis. Suaugusio žmogaus kaulą sudaro organinė medžiaga oseinas (30%) ir kalkingos druskos (70%). Tačiau tai taip pat apima didelį kiekį vandens ir riebalų. Todėl tikslesnė kaulinio audinio sudėtis bus: vanduo 50%, organinės medžiagos 12,45%, druskos 21,85% ir riebalai 15,7%. Į kaulų mineralinių druskų sudėtį, be kalcio druskų, įeina kalio druskos, fosforo rūgštis ir kt. Jei šviežias kaulas mirkomas koncentruotame druskos (arba azoto) rūgšties tirpale, mineralinės druskos ištirpsta, kaulas nukalkinamas. ir lieka tik minkšta ir elastinga, atsparumas tempimui. , permatoma medžiaga, palaikanti kaulo formą – kaulo kremzlė (oseinas). Pašalinus mineralus, kaulas praranda savo kietumą, tuo pačiu visiškai išlaiko savo elastingumą. Tokį kaulą galima sulenkti kaip guminį, netgi surišti mazgu; Dėl savo organinio pluoštinio pagrindo atrišus jis grįš į pradinę formą. Kaitinant kaulą ant stiprios ugnies, organinės medžiagos (oseinas) sudegs ir liks balta, kieta ir itin trapi kalkių druskų masė, išlaikanti kaulo formą. Mineralinių ir organinių medžiagų kiekis kauluose labai svyruoja. Tie kaulai, kuriems tenka didelė mechaninė apkrova, yra turtingesni kalkių druskų; pavyzdžiui, žmogaus šlaunikaulyje jų yra daugiau nei žastikaulyje, todėl jis yra stipresnis ir kietesnis už žastikaulį.
Organinių medžiagų ir mineralinių medžiagų derinys kauluose suteikia jam labai vertingų savybių kaip skeleto statybinei medžiagai. Normalus (nepakitęs) kaulas sujungia abiejų jo komponentų savybes – stiprumą, elastingumą ir kietumą.
Kaulų sudėtis ir struktūra daro juos labai tvirtus. Kaulų elastingumas nuolat tikrinamas esant galimiems mechaniniams poveikiams (įvairių tipų smūgiams, smūgiams ir kt.). Net ir iš minkštųjų audinių izoliuota kaukolė dažniausiai nelūžta krintant ant kietų grindų iš 1,7 m aukščio: smūgio momentu ji deformuojasi, tačiau dėl savo elastingumo iškart grįžta į ankstesnę formą. Kaulo kietumą galima spręsti iš šių skaičių: šviežias žmogaus kaulas gali atlaikyti 15 kg slėgį 1 mm 2, o plyta – tik 0,5 kg, t.y. kaulo atsparumas slėgiui yra 30 kartų didesnis nei plytos. . Kaulo kietumas ir atsparumas tempimui priartėja prie ketaus. Jis daug kartų stipresnis už geriausias medienos rūšis. Iš techninių medžiagų tik gelžbetonį galima lyginti su kaulu pagal kietumą ir elastingumą.
Kokią reikšmę turi kaulų stiprumas, matyti iš šių pavyzdžių: žmogaus šlaunikaulis, sutvirtintas horizontaliai savo galais ant dviejų atramų, gali atlaikyti 1200 kg apkrovą, pakabintą iš vidurio. O blauzdikaulis, kuris atremdamas kūną atlaiko didžiausią svorį, vertikalioje padėtyje gali atlaikyti apkrovą, lygią 27 žmonių svoriui, tai yra maždaug 1650 kg, jei ši apkrova jį spaudžia tiesiai iš viršaus (39 pav.). ).
Senstant keičiasi mūsų kaulų cheminė sudėtis. Vaikų kauluose daug daugiau organinių medžiagų, o mineralinių druskų – skurdžiau. Todėl vaiko kaulai yra elastingesni ir mažiau trapūs nei suaugusio žmogaus kaulai. Štai kodėl kaulų lūžiai vaikams yra retesni. Su amžiumi kaulai vis labiau prisisotina kalkių druskų, kurių kiekis gali siekti iki 80% ir daugiau, tuo tarpu organinių medžiagų kiekis mažėja ir kaulai tampa kietesni, bet ir trapesni. Todėl vyresni žmonės daug dažniau patiria kaulų lūžius, kai jie griūva ir susimuša.
BONE, tankus jungiamasis audinys, būdingas tik stuburiniams gyvūnams. Kaulas suteikia struktūrinę paramą kūnui ir padeda kūnui išlaikyti bendrą formą ir dydį. Kai kurių kaulų vieta yra tokia, kad jie apsaugo minkštuosius audinius ir organus, pvz., smegenis, ir atsispiria plėšrūnų atakoms, kurie nesugeba sulaužyti kieto savo grobio apvalkalo. Kaulai suteikia galūnėms tvirtumo ir standumo, taip pat yra raumenų prisitvirtinimo vietos, todėl galūnės gali veikti kaip svertai atliekant svarbią judėjimo ir maitinimosi funkciją. Galiausiai dėl didelio mineralinių telkinių kiekio kaulai pasirodo esąs neorganinių medžiagų atsargos, kurias kaupia ir suvartoja pagal poreikį; ši funkcija itin svarbi palaikant kalcio balansą kraujyje ir kituose audiniuose. Staiga padidėjus kalcio poreikiui bet kuriuose organuose ir audiniuose, kaulai gali tapti jo papildymo šaltiniu; Taigi kai kurių paukščių kiaušinių lukštams susidaryti reikalingas kalcis gaunamas iš skeleto.
Skeleto sistemos senovė.
Kaulai yra ankstyviausių žinomų iškastinių stuburinių – ordoviko laikotarpio (maždaug prieš 500 mln. metų) šarvuotųjų agnatanų – skelete. Šių į žuvis panašių būtybių kaulai sudarė išorinių plokštelių eiles, apsaugančias kūną; kai kurie iš jų taip pat turėjo vidinį kaulinį galvos skeletą, bet neturėjo kitų vidinio kaulinio skeleto elementų. Tarp šiuolaikinių stuburinių yra grupių, kurioms būdingas visiškas arba beveik visiškas kaulų nebuvimas. Tačiau daugumai jų yra žinomas kaulo skeleto buvimas praeityje, o šiuolaikinių formų kaulų nebuvimas yra jų sumažėjimo (praradimo) evoliucijos metu pasekmė. Pavyzdžiui, visoms šiuolaikinių ryklių rūšims trūksta kaulų ir jas pakeičia kremzlės (žvynų apačioje ir stubure, kurį daugiausia sudaro kremzlės, gali būti labai mažas kaulinio audinio kiekis), tačiau daugelis jų protėvių dabar išnyko, turėjo išsivysčiusį kaulinį skeletą.
Pradinė kaulų funkcija dar nėra tiksliai nustatyta. Sprendžiant iš to, kad dauguma jų senovės stuburiniuose buvo ant kūno paviršiaus arba šalia jo, mažai tikėtina, kad ši funkcija buvo palaikoma. Kai kurie tyrinėtojai mano, kad pirminė kaulo funkcija buvo apsaugoti seniausius šarvuotus agnatanus nuo stambių bestuburių plėšrūnų, pavyzdžiui, vėžiagyvių (euripteridų); kitaip tariant, egzoskeletas atliko tiesioginio šarvų vaidmenį. Ne visi tyrinėtojai pritaria šiam požiūriui. Kita senovės stuburinių gyvūnų kaulų funkcija galėjo būti kalcio balanso palaikymas organizme, kaip pastebėta daugelyje šiuolaikinių stuburinių gyvūnų.
Tarpląstelinė kaulų medžiaga.
Dauguma kaulų yra sudaryti iš kaulų ląstelių (osteocitų), išsibarsčiusių tankioje tarpląstelinėje kaulinėje medžiagoje, kurią gamina ląstelės. Ląstelės užima tik nedidelę viso kaulų tūrio dalį, o kai kuriems suaugusiems stuburiniams gyvūnams, ypač žuvims, jos miršta po to, kai prisidėjo prie tarpląstelinės medžiagos susidarymo, todėl jų nėra subrendusiame kaule.
Kaulo tarpląstelinė erdvė užpildyta dviem pagrindinėmis medžiagomis – organinėmis ir mineralinėmis. Organinė masė – ląstelių veiklos rezultatas – daugiausia susideda iš baltymų (įskaitant kolageno skaidulas, kurios sudaro ryšulius), angliavandenių ir lipidų (riebalų). Paprastai didžioji dalis organinių kaulų medžiagos komponentų yra kolagenas; kai kuriuose gyvūnuose jis užima daugiau nei 90% kaulų medžiagos tūrio. Neorganinį komponentą daugiausia sudaro kalcio fosfatas. Normalaus kaulų formavimosi metu kalcis ir fosfatai iš kraujo patenka į besivystantį kaulinį audinį ir nusėda ant kaulo paviršiaus ir gylio kartu su organiniais komponentais, kuriuos gamina kaulų ląstelės.
Dauguma mūsų žinių apie kaulų sudėties pokyčius augimo ir senėjimo metu gaunama tiriant žinduolius. Šiems stuburiniams gyvūnams absoliutus organinio komponento kiekis yra daugiau ar mažiau pastovus visą gyvenimą, o mineralinio (neorganinio) komponento palaipsniui didėja su amžiumi, o suaugusio organizme jis sudaro beveik 65% viso skeleto sausos masės. .
Fizinės savybės
kaulai puikiai tinka kūno apsaugos ir palaikymo funkcijai. Kaulas turi būti tvirtas ir standus bei tuo pačiu pakankamai elastingas, kad normaliomis gyvenimo sąlygomis nelūžtų. Šias savybes suteikia tarpląstelinė kaulo medžiaga; pačių kaulinių ląstelių indėlis yra nereikšmingas. Standumas, t.y. gebėjimą atsispirti lenkimui, tempimui ar suspaudimui suteikia organinis komponentas, pirmiausia kolagenas; pastarasis suteikia kaulams elastingumo – savybę, leidžiančią atstatyti pradinę formą ir ilgį esant nedidelei deformacijai (lenkiant ar susisukus). Neorganinis tarpląstelinės medžiagos komponentas kalcio fosfatas taip pat prisideda prie kaulo standumo, bet daugiausia suteikia jam kietumo; Jei kalcio fosfatas bus pašalintas iš kaulo specialiu apdorojimu, jis išlaikys savo formą, tačiau praras daug kietumo. Kietumas yra svarbi kaulo savybė, bet, deja, dėl to kaulas gali lūžti esant per didelei apkrovai.
Kaulų klasifikacija.
Kaulų struktūra labai skiriasi tiek skirtinguose organizmuose, tiek skirtingose to paties organizmo kūno dalyse. Kaulus galima klasifikuoti pagal jų tankį. Daugelyje skeleto dalių (ypač ilgųjų kaulų epifizėse), ypač embriono skelete, kauliniame audinyje yra daug tuštumų ir kanalų, užpildytų laisvu jungiamuoju audiniu arba kraujagyslėmis, ir atrodo kaip laiptelių ir statramsčių tinklas, primenantis metalinio tilto konstrukcijos. Tokio kaulinio audinio suformuotas kaulas vadinamas kempinėliu. Kūnui augant, didelė dalis vietos, kurią užima laisvas jungiamasis audinys ir kraujagyslės, prisipildo papildomos kaulinės medžiagos, todėl padidėja kaulų tankis. Toks kaulas su gana retais siaurais kanalais vadinamas kompaktišku arba tankiu.
Suaugusio organizmo kaulai susideda iš tankios, kompaktiškos medžiagos, esančios periferijoje, ir kempinės medžiagos, esančios centre. Šių sluoksnių santykis skirtingų tipų kauluose yra skirtingas. Taigi, kempinėliuose kauluose kompaktiško sluoksnio storis yra labai mažas, o pagrindinę masę užima kempinė medžiaga.
Kaulai taip pat gali būti klasifikuojami pagal santykinį kaulų ląstelių skaičių ir vietą tarpląstelinėje medžiagoje bei kolageno pluoštų, sudarančių didelę šios medžiagos dalį, orientaciją. IN vamzdinis Kauluose kolageno skaidulų ryšuliai susikerta įvairiomis kryptimis, o kaulų ląstelės daugiau ar mažiau atsitiktinai pasiskirsto tarpląstelinėje medžiagoje. Butas kaulai turi labiau tvarkingą erdvinę struktūrą: jie susideda iš nuoseklių sluoksnių (plokščių). Skirtingose vieno sluoksnio dalyse kolageno skaidulos dažniausiai yra orientuotos ta pačia kryptimi, tačiau gretimuose sluoksniuose jis gali būti skirtingas. Plokšti kaulai turi mažiau kaulinių ląstelių nei vamzdiniai kaulai, ir jie gali būti tiek sluoksniuose, tiek tarp jų. Osteoninis kaulai, kaip ir plokšti, yra sluoksniuotos struktūros, tačiau jų sluoksniai yra koncentriniai žiedai aplink siaurus, vadinamieji. Haverso kanalai, kuriais praeina kraujagyslės. Sluoksniai formuojami pradedant nuo išorinio, o jų žiedai, palaipsniui siaurėjantys, mažina kanalo skersmenį. Haverso kanalas ir aplinkiniai sluoksniai vadinami Haverso sistema arba osteonu. Osteoniniai kaulai dažniausiai susidaro akytiesiems kaulams pereinant prie kompaktiško kaulo.
Paviršinės membranos ir kaulų čiulpai.
Išskyrus tuos atvejus, kai glaudžiai išdėstyti kaulai liečiasi prie sąnario ir yra padengti kremzle, išorinis ir vidinis kaulų paviršiai yra padengti tankia membrana, kuri yra gyvybiškai svarbi kaulo funkcijai ir saugumui. Išorinė membrana vadinama periosteum arba periosteum (iš graikų kalbos. peri- aplink, osteonas- kaulas), o vidinis, nukreiptas į kaulo ertmę, yra vidinis periostas arba endosteumas (iš graikų kalbos. eondonas- viduje). Antkaulis susideda iš dviejų sluoksnių: išorinio pluoštinio (jungiamojo audinio) sluoksnio, kuris yra ne tik elastingas apsauginis apvalkalas, bet ir raiščių bei sausgyslių prisitvirtinimo vieta; ir vidinis sluoksnis, užtikrinantis kaulo storio augimą. Endosteumas yra svarbus kaulų atstatymui ir tam tikru mastu panašus į vidinį perioste sluoksnį; jame yra ląstelių, kurios užtikrina augimą ir kaulų rezorbciją.
Skeleto ir raumenų sistema yra kūno pagrindas. Skeletas apsaugo atskirus organus nuo mechaninių pažeidimų, todėl nuo jo būklės priklauso viso žmogaus gyvybingumas. Mūsų straipsnyje apžvelgsime kaulų sudėtį, jų struktūros ypatybes ir medžiagas, reikalingas jų augimui ir vystymuisi.
Kaulinio audinio struktūros ypatumai
Kaulas yra jungiamojo audinio rūšis. Jį sudaro specializuotos ląstelės ir didelis kiekis tarpląstelinės medžiagos. Kartu ši struktūra yra tvirta ir lanksti. Kietumą kaulams pirmiausia suteikia specializuotos ląstelės – osteocitai. Jie turi daug ataugų, kurių pagalba yra sujungti vienas su kitu.
Vizualiai osteocitai primena tinklą. yra elastingas kaulinio audinio pagrindas. Jį sudaro kolageno baltyminės skaidulos, mineralinė bazė.
Kaulų sudėtis
Ketvirtadalis visko yra vanduo. Tai yra visų medžiagų apykaitos procesų pagrindas. Neorganinės medžiagos suteikia kaulams kietumo. Tai kalcio, natrio, kalio ir magnio druskos, taip pat fosforo junginiai. Jų procentas yra 50%.
Norint įrodyti jų svarbą tam tikro tipo audiniams, galima atlikti paprastą eksperimentą. Norėdami tai padaryti, kaulas turi būti dedamas į druskos rūgšties tirpalą. Dėl to mineralai ištirps. Kaulas taps toks elastingas, kad jį bus galima surišti į mazgą.
25% cheminės sudėties sudaro organinės medžiagos. Jas atstovauja elastingas baltymas kolagenas. Tai suteikia šiam audiniui elastingumo. Jei kaulą kepsite ant silpnos ugnies, vanduo išgaruos, o organinės medžiagos sudegs. Tokiu atveju kaulas taps trapus ir gali trupėti.
Kokios medžiagos suteikia kaulams kietumo?
Kaulinio audinio cheminė sudėtis keičiasi visą žmogaus gyvenimą. Jauname amžiuje joje vyrauja organinės medžiagos. Per šį laikotarpį kaulai yra lankstūs ir minkšti. Todėl esant neteisingai kūno padėčiai ir per didelėms apkrovoms, skeletas gali sulinkti, dėl to bloga laikysena. Sistemingas pratimas ir fizinis aktyvumas gali to išvengti.
Laikui bėgant mineralinių druskų kiekis kauluose didėja. Tuo pačiu metu jie praranda savo elastingumą. Kaulams kietumą suteikia mineralinės druskos, tarp kurių yra kalcis, magnis, fosforas ir fluoras. Tačiau esant per didelėms apkrovoms, jie gali sukelti žalą ir lūžius.
Kalcis ypač svarbus kaulams. Jo masė žmogaus organizme yra 1 kg moterų ir 1,5 kg vyrų.
Kalcio vaidmuo organizme
99% viso kalcio kiekio yra kauluose, kurie sudaro tvirtą skeleto karkasą. Likusi dalis gaunama iš kraujo. Šis makroelementas yra dantų ir kaulų statybinė medžiaga, būtina jų augimo ir vystymosi sąlyga.
Žmogaus organizme kalcis taip pat reguliuoja raumenų audinio, įskaitant širdį, veiklą. Kartu su magniu ir natriu jis veikia kraujospūdžio lygį, o su protrombinu - jo krešėjimą.
Nuo kalcio lygio priklauso ir fermentų aktyvacija, kuri paleidžia neuromediatorių sintezės mechanizmą. Tai biologiškai aktyvios medžiagos, per kurias impulsai perduodami iš nervinio audinio ląstelių į raumenis. Šis makroelementas taip pat turi įtakos daugelio fermentų, atliekančių įvairias funkcijas, aktyvavimui: biopolimerų skaidymui, riebalų apykaitai, amilazės ir maltazės sintezei.
Kalcis ypač padidina jų membranų pralaidumą. Tai labai svarbu įvairių medžiagų pernešimui ir homeostazės palaikymui – organizmo vidinės aplinkos pastovumui.
Sveikas maistas
Kaip matote, kalcio trūkumas organizme gali sukelti rimtų jo veikimo sutrikimų. Kasdien vaikas šios medžiagos turėtų suvartoti apie 600 mg, suaugęs – 1000 mg. O nėščioms ir krūtimi maitinančioms moterims šis skaičius turėtų būti padidintas pusantro – du kartus.
Kokiuose maisto produktuose gausu kalcio? Visų pirma, tai įvairūs pieno produktai: kefyras, fermentuotas keptas pienas, grietinė, varškė... O tarp jų lyderis – kietos sūrių rūšys. Ir tai net ne apie kalcio kiekį, o apie jo formą. Šiuose produktuose yra pieno cukraus – laktozės, kuri skatina geresnį šio cheminio elemento pasisavinimą. Kalcio kiekis taip pat priklauso nuo riebalų kiekio. Kuo mažesnis šis rodiklis, tuo daugiau jo yra pieno produkte.
Daržovėse taip pat gausu kalcio. Tai špinatai, brokoliai, kopūstai ir žiediniai kopūstai. Vertingiausi riešutai yra migdolai ir braziliški migdolai. Tikras kalcio sandėlis – aguonos ir sezamo sėklos. Juos naudinga vartoti ir žalius, ir pieno pavidalu.
Valgant kviečių sėlenas ir kepinius, pagamintus iš viso grūdo miltų, sojos sūrio ir pieno, petražolių lapų, krapų, bazilikų ir garstyčių, taip pat padidėja kalcio kiekis.
Pavojingi simptomai
Kaip suprasti, kad normaliam jo vystymuisi organizme nepakanka kalcio? Išoriniai to pasireiškimai yra silpnumas, dirglumas, nuovargis, sausa oda ir trapi nagų plokštelė. Esant rimtam kalcio trūkumui, pastebimas dantų ėduonis, mėšlungis, galūnių skausmas ir tirpimas, sutrikęs kraujo krešėjimas, sumažėjęs imunitetas, tachikardija, kataraktos vystymasis ir polinkis į dažnus kaulų lūžius. Tokiais atvejais būtina duoti kraujo ir, jei reikia, pradėti gydymą.
Taigi kaulams kietumą suteikia mineraliniai komponentai. Visų pirma, tai yra druskos, kuriose yra kalcio, magnio ir fosforo.
Žmogaus skeleto sistemos sandara ir funkcijos
Kaulų sandara, cheminė sudėtis ir fizinės savybės
Kiekvienas gyvo žmogaus kaulas yra sudėtingas organas: jis kūne užima nustatytą padėtį, turi tam tikrą formą ir struktūrą bei atlieka jam būdingą funkciją.
Kaulo formavime dalyvauja visų tipų audiniai, tačiau pagrindinę vietą užima kaulinis audinys. Kremzlės dengia tik sąnarinius kaulų paviršius, kaulo išorę dengia periostas, o viduje yra kaulų čiulpai.
Kauluose yra riebalinio audinio, kraujo ir limfagyslių bei nervų. Kaulinio audinio struktūrinės ypatybės lemia svarbiausią kaulo savybę – jo mechaninį stiprumą. Kaulo stiprumą galima palyginti su metalo stiprumu, pavyzdžiui, vertikaliai pastatytas blauzdikaulis, kuris yra apatinių galūnių skeleto dalis, gali atlaikyti beveik dviejų tonų sveriančią apkrovą.
Jų cheminė sudėtis turi didelę reikšmę kaulų stiprumui. Gyvame kaule yra 50% vandens, 12,5% organinių baltyminių medžiagų (osseno ir osemukoido), 21,8% neorganinių mineralų (daugiausia kalcio fosfato) ir 15,7% riebalų.
Mineralinės medžiagos suteikia kaulams kietumo, organinės – elastingumo ir lankstumo.
Kaulų plokštelių sistemos susidaro iš kaulinio audinio. Jei kaulų plokštelės tvirtai priglunda viena prie kitos, tada tankus arba kompaktiška, kaulų medžiaga. Jei kaulų skersiniai yra laisvai, formuojant ląsteles, tada kempinė kaulų medžiaga. Kompaktiškų ir kempinių medžiagų santykis įvairiuose kauluose priklauso nuo jų funkcinės reikšmės. Kauluose, kurie atlieka atramos ir judėjimo funkcijas, yra kompaktiškesnė medžiaga. Reikia atsiminti, kad tiek kompaktiškoje, tiek kempinėje medžiagoje kaulo skersiniai išsidėstę ne atsitiktinai, o griežtai taisyklingai pagal suspaudimo ir tempimo jėgų linijas, t.y. jėgos apkrovų poveikio kaului kryptimi.
Iš išorės kaulas yra padengtas plona, bet tankia jungiamojo audinio membrana - periostas. Peroste yra daug nervų ir kraujagyslių, tiekiančių kaulinį audinį. Taip pat yra kaulus formuojančių ląstelių (osteoblastų), kurios lemia kaulų storio augimą ir kaulų fragmentų susiliejimą lūžių metu. Kaulų paviršiuje raumenų prisitvirtinimo vietose susidaro nelygumai, gumbai, gūbriai, kurių vietą ir išsivystymo laipsnį lemia motorinės apkrovos. Vyrams jie yra ryškesni nei moterims, o sportuojantiems žmonėms – labiau nei tiems, kurie nesportuoja.
Skeletą sudarantys kaulai taip pat skiriasi savo forma. Yra 4 rūšių kaulai: ilgi arba vamzdiniai, trumpi, plokšti arba platūs, mišrūs. Vamzdiniai kaulai yra galūnių (šlaunikaulio ir žastikaulio, dilbio, blauzdikaulio ir kt.) skeleto dalis. Kiekvienas vamzdinis kaulas turi vidurinę ilgą dalį ( diafizė) ir du prailginti sąnariniai galai ( epifizės). Vaikystėje kremzlės yra tarp diafizės ir epifizių, o suaugusiesiems šias kremzles pakeičia kaulinis audinys. Vamzdinio kaulo diafizė susideda iš kompaktiškos kaulinės medžiagos. Diafizės viduje yra kaulų čiulpų ertmė, užpildyta geltonais kaulų čiulpais. Epifizes sudaro kempinė kaulinė medžiaga, kurios ląstelėse yra raudonųjų kaulų čiulpų.
Raudonieji kaulų čiulpai yra labai svarbus kraujodaros organas. Jį sudaro smulkus jungiamojo audinio skaidulų tinklas, kuriame subręsta daug raudonųjų ir baltųjų kraujo kūnelių. Šios ląstelės išplaunamos kraujo srove ir pasklinda po visą kūną.
Embriono vystymosi laikotarpiu ir ankstyvoje vaikystėje ilgų vamzdinių kaulų diafizės kaulų čiulpų ertmės taip pat užpildomos raudonaisiais kaulų čiulpais. Laikui bėgant, vyksta riebalinė degeneracija ir virsta geltonais kaulų čiulpais.
Per visą augimo ir vystymosi laikotarpį tarp vamzdinių kaulų diafizės ir epifizės yra kremzlinis sluoksnis, vadinamoji epifizinė kremzlė, kurios dėka kaulas auga. Visiškas šios kremzlės pakeitimas kaulu įvyksta moterims 18-20 metų, o vyrams - 23-25 metų. Nuo to laiko skeleto, taigi ir žmogaus, augimas sustoja.
Kitą grupę sudaro trumpi kaulai, pastatytas kaip ilgų vamzdinių kaulų epifizės. Tokie kaulai (slanksteliai, krūtinkaulis, riešo ir liemens kaulai ir kt.) daugiausia susideda iš kempinės kaulinės medžiagos ir tik iš išorės yra padengtos plonu kompaktiškos kaulinės medžiagos sluoksniu.
Plokšti kaulai susidaro iš dviejų kompaktiškos kaulinės medžiagos plokštelių, tarp kurių yra kempinė medžiaga. Šie kaulai atlieka daugiausia apsauginę funkciją, savo plačiais paviršiais riboja ertmes (parietalines, dubens ir kt.). Kai kuriuose kauluose viduje yra orą laikančių ertmių, jie vadinami orą laikančiais (priekinis, žandikaulis, etmoidinis ir kt.).
Mišrūs kauliukai Jie išsiskiria įvairiomis struktūromis, pavyzdžiui, žandikaulio ir nosies kaulais, apatiniu žandikauliu.
Kaulų sujungimas
Yra du pagrindiniai kaulų jungčių tipai: tęstinis ir nepertraukiamas. At tęstinis Sankryžoje kaulai yra sujungti vienas su kitu ištisiniu kremzlinio ar skaidulinio jungiamojo audinio sluoksniu, leidžiančiu tik nežymiai kaulus pasislinkti ir net tada ne visada. Jo visiškai nėra, jei sluoksnis pakeičiamas kauliniu audiniu, pavyzdžiui, kai kryžkaulio slanksteliai susilieja į vieną kaulą - kryžkaulio. Smegenų kaukolės kaulų nejudrumas pasiekiamas dėl to, kad daugybė vieno kaulo išsikišimų telpa į atitinkamas kito kaulo įdubas. ši kaulų jungtis vadinama siūlė.
Nedidelį mobilumą užtikrina elastingi kremzliniai pagalvėliai, kurių viduje yra ertmė, užpildyta želatinos mase. Tokios tarpinės yra tarp atskirų slankstelių. Suspaudus, pavyzdžiui, susitraukus stuburo raumenims, susispaudžia kremzlės pagalvėlės ir slanksteliai šiek tiek priartėja vienas prie kito. Dėl tos pačios priežasties, kai žmogus guli atsipalaidavęs raumenys, jo kūnas yra šiek tiek ilgesnis nei stovint. Lenkiant į šoną raumenys susitraukia tik vienoje stuburo pusėje, todėl lenkimo pusėje esantys kremzlės pagalvėlės suspaudžiamos, o priešingos pusės – tempiasi. Taigi, slanksteliai, ypač juosmens ir kaklo srityse, gali pakreipti vienas kito atžvilgiu. Visas stuburas kaip visuma suteikia didelę judesių amplitudę ir gali pasilenkti į priekį, atgal ir į šoną. Einant, bėgiojant, šokinėjant, elastingos kremzlės sluoksniai veikia kaip spyruoklės, sušvelnina aštrius smūgius ir apsaugo kūną nuo drebėjimo. Tai ypač svarbu norint išsaugoti subtilų nugaros ir smegenų audinį.
Jungtis tarp kaulų vadinamas nepertraukiamas arba Bendras, jei tarp jų yra siauras tarpas. Kiekvieną sąnarį supa bursa, pagaminta iš labai tankaus jungiamojo audinio. Maišelio storyje ir aplink jį yra tvirti ir elastingi raiščiai. maišelio kraštai kartu su raiščiais tam tikru atstumu nuo jų besiliečiančių paviršių išauga iki kaulų ir hermetiškai uždaro sąnario ertmę. Kontaktiniai, arba sąnariniai, kaulų paviršiai yra padengti kremzlinio audinio sluoksniu, kuris žymiai sumažina trintį tarp kaulų ir taip palengvina jų judėjimą. Trinties mažinimą palengvina ir ant maišelio vidinio paviršiaus nuolat išsiskiriantis skystis, kuris veikia kaip tepalas. Ištempus bursą, sąnario ertmėje susidaro neigiamas slėgis. Jis neleidžia kaulams atsiskirti ir suteikia sąnariui ypatingo stiprumo. Jei maišelis bus pradurtas, oras pateks į vidų ir nesusidarys neigiamas slėgis. Todėl jungtis su pradurta bursa yra mažiau patvari. Dėl pernelyg didelių apkrovų sąnarys gali būti pažeistas: raiščių patempimas ar plyšimas, sąnarinių kaulų galų pasislinkimas ( sąnario išnirimas).
Sąnariniai kaulų paviršiai skiriasi savo forma. Pagal tai jungtys skirstomos į sferines, elipsoidines, cilindrines, bloko formos, balno formos ir plokščias. Sąnarių paviršių forma lemia judesių, vykstančių aplink tris ašis, apimtį ir kryptį. Yra vienaašių, dviašių ir triašių jungčių. Vienaašis leisti judėti tik aplink vieną ašį, kitaip tariant, vienoje plokštumoje (pavyzdžiui, lenkimas ir tiesimas tarp pirštų kaulų), dviašė- aplink dvi ašis arba dviejose plokštumose, viena kitai statmenai (pavyzdžiui, spindulio ir riešo jungtis). Trijų ašių (daugiaašis) sąnariai užtikrina judėjimą visomis kryptimis – lenkimą ir tiesimą, pagrobimą ir sukimąsi (pavyzdžiui, peties sąnarys).
Taip pat yra pereinamasis kaulų jungties tipas - pusiau sąnariai. Pussąnariuose nėra sąnario kapsulės, tačiau tarp kaulų yra kremzlinis audinys (pavyzdžiui, gaktos kaulų kremzlinis sąnarys).
Skeleto struktūra
Žmogaus skeletas yra padalintas į keturias dalis: galvos (kaukolės) skeletą, liemens skeletą ir viršutinių bei apatinių galūnių skeletą.
Liemens skeletas apima stuburą (stuburo stuburą), krūtinkaulį ir šonkaulius. Stuburas yra savotiška kūno ašis. Jo viršutinis galas jungiasi su kaukole, o apatinis – su dubens kaulais. Stuburas susideda iš 33-34 slankstelių: 7 kaklo, 12 krūtinės, 5 juosmens, 5 kryžkaulio, sujungtų į vieną kaulą – kryžkaulio ir 4-5 uodegikaulio. Slankstelis priekyje išsiskiria masyviu kūnu, o gale – lanku su keliais procesais, iš kurių vieni tarnauja kaip raumenų tvirtinimai, kiti jungiasi su kaimyniniais slanksteliais. Nugaros smegenys yra stuburo kanale, suformuotame iš angų tarp kūno ir stuburo lanko.
Gimdos kaklelio, krūtinės ląstos ir juosmens sričių slanksteliai yra sujungti vienas su kitu naudojant tarpslankstelinę kremzlę, raiščius ir sąnarius. Judėjimo diapazonas tarp dviejų slankstelių yra mažas, tačiau apskritai šios stuburo dalys turi didelį mobilumą.
Stuburo kryžkaulio ir uodegikaulio dalis yra suformuota iš susiliejusių slankstelių, todėl ši stuburo dalis praktiškai nejuda.
Žmogaus stuburas turi keturias kreives: dvi yra išgaubtos iš priekio, jos vadinamos lordozėmis (gimdos kaklelio ir juosmens), kitos dvi yra išgaubtos užpakalyje, jos vadinamos. kifozė(krūtinės ir sakralinės).
Stuburo išlinkimai – išskirtinis žmogaus bruožas, susijęs su vertikalia kūno padėtimi. Šių lenkimų dėka stovinčio žmogaus kūno svorio centras perkeliamas atgal ir yra vertikalioje linijoje, einančioje tarp pėdų padų, arčiau kulnų. Tokia svorio centro padėtis užtikrina pusiausvyrą ir palengvina vaikščiojimą dviem kojomis. Išlinkimai daro stuburą elastingesnį ir lankstesnį. Einant, bėgant, šokinėjant ir atliekant įvairius staigius judesius, jis spyruokliuoja ir taip apsaugo kūną nuo drebėjimo.
Šonkaulių narvas sudaro kaulinį krūtinės ertmės pagrindą. Jis apsaugo širdį, plaučius, kepenis ir tarnauja kaip kvėpavimo raumenų ir viršutinių galūnių raumenų tvirtinimo taškas. Šonkaulių narvelis susideda iš krūtinkaulio, 12 porų šonkaulių, sujungtų gale su stuburu.
Krūtinės ląstos slanksteliai yra neatsiejama krūtinės dalis. Iš kiekvieno krūtinės ląstos slankstelio atsiranda viena pora šonkaulių, kurie juda su juo sujungti.
10 viršutinių šonkaulių porų priekiniai galai yra sujungti kremzle su krūtinkauliu arba krūtinkauliu, o 8, 9, 10 šonkaulių porų kremzlės suauga kartu ir jungiasi su 7 poros, 11 ir 12 šių porų kremzles. nepasiekia krūtinkaulio ir baigiasi laisvai.
Galvos skeletas, arba laivas, susideda iš priekinės ir smegenų dalių. Kaukolė sudaro didelę ertmę, kurioje yra smegenys. Smegenų kaukolę sudaro šie kaulai: priekiniai, du parietaliniai, pakaušio, du laikinieji, pagrindinis etmoidas.
Veido kaukolė apima viršutinį ir apatinį žandikaulius, žandikaulio kaulus, gomurinius kaulus, vomerą, nosies kaulus, apatinius turbinus ir ašarų kaulus.
Kaukolės kaulų jungtys dažniausiai yra ištisinės ir atliekamos naudojant siūlus. Yra tik vienas nenutrūkstamas judantis sąnarys – smilkininis apatinis žandikaulis.
Viršutinių galūnių skeletas susideda iš pečių juostos kaulų, suformuotų iš kaukolės ir raktikaulio, ir laisvosios viršutinės galūnės, kurioje išskiriamas žastikaulis, judamai sujungtų su mentėmis; dilbis, susidedantis iš dviejų kaulų - alkūnkaulio ir stipinkaulio; plaštaka, kurią sudaro maži riešo kaulai, penki ilgi metakarpo kaulai ir pirštų falangos (du nykščio, trys likusiuose).
Apatinių galūnių skeletas susideda iš dubens juostos kaulų ir laisvos apatinės galūnės kaulų. Apatinių galūnių juostą arba dubens juostą sudaro kryžkaulis ir du dubens kaulai, nejudingai sujungti su juo, kurie taip pat yra nejudingai sujungti vienas su kitu priekyje. Apatinėje galūnėje yra: šlaunys; du blauzdos kaulai - blauzdikaulis ir šeivikaulis; pėda, susidedanti iš pėdos, padikaulio ir pirštų falangų kaulų.
Šlaunikaulis sudaro kelio sąnarį su blauzdikauliu, prie kurio priekyje greta mažas kaulas – girnelė, apsauganti kelio sąnarį nuo pažeidimo.
Skeleto sistemos vystymasis
Prenatalinio ir postnatalinio vystymosi metu vaiko skeleto sistema patiria sudėtingų transformacijų. Vaiko skeletas nuo suaugusio žmogaus skeleto skiriasi dydžiu, proporcijomis, struktūra ir kaulų chemine sudėtimi. Skeleto formavimasis prasideda antrojo embriogenezės mėnesio viduryje ir tęsiasi iki 18-25 postnatalinio gyvenimo metų.
Iš pradžių visas embriono skeletas susideda iš kremzlės audinio. Vėliau kremzlinis audinys sunaikinamas, o jo vietoje susidaro kaulinis audinys, t.y. vyksta skeleto kaulėjimas. Tačiau dauguma smegenų ir veido kaukolės kaulų atsiranda vietoje sutankinto pirminio jungiamojo audinio, t.y. be išankstinio kremzlės susidarymo.
Prieš kaulinio audinio vystymąsi sparčiai dauginasi pirminės jungiamojo audinio ląstelės, kurios pradeda intensyviai gaminti kauliniam audiniui būdingą tarpląstelinę medžiagą. Šios ląstelės vadinamos osteoblastai, t.y. kaulo formuotojai, o kaulo išorę dengianti membrana yra periostas. Gimimo metu osifikacijos procesas nėra baigtas, todėl naujagimio skelete vis dar yra daug kremzlių, o pats kaulas chemine sudėtimi labai skiriasi nuo suaugusio žmogaus kaulo. Pirmosiose postnatalinės ontogenezės stadijose jame yra daug organinių medžiagų, jis neturi tvirtumo ir lengvai išsikraipo veikiamas nepalankių išorinių poveikių: siauri batai, neteisinga vaiko padėtis lovelėje ar rankose ir kt. Intensyvus sienų storėjimas ir jų mechaninio stiprumo padidėjimas vyksta iki 6-7 metų. Tada iki 14 metų kompaktiško sluoksnio storis praktiškai nekinta, o po 14 ir iki 18 metų kaulų stiprumas vėl didėja.
Skirtingi kaulai auga skirtingai. Plokšti kaulai, pavyzdžiui, daugumos smegenų ir veido kaukolės kaulų dydis padidėja pritaikius naują kaulinį audinį tiek ant paviršiaus (didėja storis), tiek išilgai kraštų. Priešingu atveju jie auga ilgiau nei jų galūnės. Pirma, kaulinis audinys susidaro diafizės viduryje tiek jo paviršiuje, tiek kremzlės viduje. Palaipsniui osifikacija plinta į visą diafizę; daug vėliau epifizėse atsiranda kaulinio audinio salelės. Tačiau prie ribos tarp diafizės ir epifizės lieka kremzlinio audinio sluoksnis. Diafizės pusėje šis sluoksnis iš dalies sunaikinamas ir pakeičiamas kauliniu audiniu, tačiau neišnyksta, nes tuo pačiu metu jame susidaro naujos ląstelės. Dėl to didėja atstumas tarp epifizių, kitaip tariant, kaulas didėja. Kai kremzlinis sluoksnis kaulėja, kaulų augimas į ilgį tampa neįmanomas.
Galutinis skeleto kaulėjimas moterims baigiasi 17-21 metų amžiaus, vyrams - 19-25 metų. Skirtingų skeleto dalių kaulai kaulėja skirtingu laiku. Pavyzdžiui, stuburo kaulėjimas baigiasi sulaukus 20-25 metų, o galinių slankstelių net iki 30 metų; plaštakos kaulėjimas baigiasi 6-7 metų, riešo kaulų kaulėjimas - 16-17 metų; apatinių galūnių kaulai - maždaug 20 metų. Šiuo atžvilgiu intensyvus, subtilus rankų darbas gali sutrikdyti rankų kaulų vystymąsi, o avint nepatogią avalynę – pėdos deformacija.
Naujagimio stuburui būdingas lenkimų nebuvimas ir ypatingas lankstumas. Iki 3-4 metų amžiaus jis įgauna visus keturis lenkimus, kurie pastebimi suaugusiam žmogui. 3 mėnesius atsiranda gimdos kaklelio lordozė, 6 mėnesius - krūtinės ląstos kifozė, o 1 metais - juosmens lordozė. Paskutinė susiformuoja sakralinė kifozė. Tačiau iki 12 metų vaiko stuburas išlieka elastingas, o stuburo išlinkimai blogai fiksuojami, todėl nepalankiomis vystymosi sąlygomis jis lengvai išlinksta. Stuburo augimo greičio padidėjimas stebimas pradinio mokyklinio amžiaus, 7-9 metų ir prasidėjus brendimui. Po 14 metų stuburas praktiškai nebeauga. 12-13 metų amžiaus krūtinė jau gerokai primena suaugusio žmogaus krūtinę.
Dubens kaulai susilieja 7-8 metų amžiaus, o nuo 9 metų mergaitėms ir berniukams formuojasi lyčių dubens struktūros skirtumai. Apskritai dubens struktūra priartėja prie suaugusio žmogaus 14-16 metų amžiaus, nuo šio momento dubuo gali atlaikyti dideles apkrovas.
Galvos skeletas patiria reikšmingų pokyčių. Naujagimiui plokšti smegenų kaukolės kaulai dar nesiliečia vienas su kitu per visą ilgį. Ypač didelis tarpas tarp priekinių ir parietalinių kaulų - priekinis arba didelis fontanelis. Jis palaipsniui apauga iki 1-ųjų gyvenimo metų pabaigos ir antrųjų gyvenimo metų pradžios. Tarpas tarp pakaušio ir dviejų parietalinių kaulų ( mažas fontanelis) perauga pirmaisiais vaiko gyvenimo mėnesiais, o dažniau – iki jo gimimo.
Net nedideli sumušimai kūdikio galvos vietose, kurios nėra apsaugotos kaulais, gali pavojingai pažeisti smegenų dangalus ir pačias smegenis. Todėl pirmaisiais kūdikio gyvenimo mėnesiais, pavyzdžiui, maudant ar suvystyti, reikia būti ypač atsargiems.
Vaikams ankstyvame amžiuje smegeninė kaukolės dalis yra labiau išsivysčiusi nei veido dalis. Su amžiumi, ypač nuo 13-14 metų, veido sritis auga vis intensyviau ir pradeda dominuoti virš smegenų. Naujagimio kaukolės galvos smegenų dalies tūris yra 6 kartus didesnis nei veido, o suaugusiojo – 2-2,5 karto.
Galvos augimas stebimas visuose vaiko vystymosi etapuose, intensyviausiai jis vyksta brendimo metu.
Kiekvienas žmogaus kaulas yra sudėtingas organas: jis užima tam tikrą kūno vietą, turi savo formą ir struktūrą, atlieka savo funkcijas. Visų tipų audiniai dalyvauja formuojant kaulus, tačiau vyrauja kaulinis audinys.
Bendrosios žmogaus kaulų savybės
Kremzlės dengia tik sąnarinius kaulo paviršius, kaulo išorę dengia periostas, o viduje yra kaulų čiulpai. Kauluose yra riebalinio audinio, kraujo ir limfagyslių bei nervų.
Kaulas pasižymi aukštomis mechaninėmis savybėmis, jo stiprumą galima palyginti su metalo stiprumu. Gyvo žmogaus kaulų cheminėje sudėtyje yra: 50% vandens, 12,5% organinių baltymų (oseino), 21,8% neorganinių medžiagų (daugiausia kalcio fosfato) ir 15,7% riebalų.
Kaulų tipai pagal formą padalintas į:
- Vamzdinis (ilgasis - žastikaulis, šlaunikaulis ir kt.; trumpas - pirštų falangos);
- plokščia (priekinė, parietalinė, kaukolė ir kt.);
- kempinė (šonkauliai, slanksteliai);
- mišrus (sfenoidinis, zigominis, apatinis žandikaulis).
Žmogaus kaulų sandara
Pagrindinė kaulinio audinio vieneto struktūra yra osteonas, kuris matomas per mikroskopą mažu padidinimu. Kiekviename osteone yra nuo 5 iki 20 koncentriškai išdėstytų kaulų plokštelių. Jie primena vienas į kitą įkištus cilindrus. Kiekviena plokštelė susideda iš tarpląstelinės medžiagos ir ląstelių (osteoblastų, osteocitų, osteoklastų). Osteono centre yra kanalas - osteono kanalas; pro jį praeina laivai. Interkaluotos kaulų plokštelės yra tarp gretimų osteonų.
Kaulinį audinį sudaro osteoblastai, išskirdamos tarpląstelinę substanciją ir įsigerdamos į ją, virsta osteocitais – proceso formos ląstelėmis, negalinčiomis mitozės, su menkai apibrėžtomis organelėmis. Atitinkamai, suformuotame kaule daugiausia yra osteocitų, o osteoblastai randami tik kaulinio audinio augimo ir regeneracijos srityse.
Daugiausia osteoblastų yra perioste – plonoje, bet tankioje jungiamojo audinio plokštelėje, kurioje yra daug kraujagyslių, nervų ir limfinių galūnių. Perostas užtikrina kaulo storio augimą ir kaulo mitybą.
Osteoklastai Juose yra daug lizosomų ir jie gali išskirti fermentus, kurie gali paaiškinti jų kaulų medžiagos tirpimą. Šios ląstelės dalyvauja naikinant kaulus. Esant patologinėms kaulų audinio sąlygoms, jų skaičius smarkiai padidėja.
Osteoklastai taip pat svarbūs kaulų vystymosi procese: formuodami galutinę kaulo formą jie ardo sukalkėjusią kremzlę ir net naujai susiformavusį kaulą, „koreguodami“ jo pirminę formą.
Kaulų struktūra: kompaktiška ir kempinė
Ant pjūvių ir kaulų dalių išskiriamos dvi jo struktūros - kompaktiška medžiaga(kaulų plokštelės išsidėsčiusios tankiai ir tvarkingai), išsidėsčiusios paviršutiniškai ir kempinė medžiaga(kauliniai elementai yra laisvai išsidėstę), guli kaulo viduje.
Ši kaulo struktūra visiškai atitinka pagrindinį konstrukcinės mechanikos principą – užtikrinti maksimalų konstrukcijos tvirtumą naudojant mažiausią medžiagos kiekį ir didelį lengvumą. Tai patvirtina ir faktas, kad vamzdinių sistemų ir pagrindinių kaulų sijų išsidėstymas atitinka gniuždymo, tempimo ir sukimo jėgų veikimo kryptį.
Kaulų struktūra yra dinamiška reaktyvi sistema, kuri kinta visą žmogaus gyvenimą. Yra žinoma, kad žmonėms, dirbantiems sunkų fizinį darbą, kompaktiškas kaulo sluoksnis pasiekia gana didelį išsivystymą. Priklausomai nuo atskirų kūno dalių apkrovos pokyčių, gali keistis kaulų sijų vieta ir viso kaulo struktūra.
Žmogaus kaulų ryšys
Visos kaulų jungtys gali būti suskirstytos į dvi grupes:
- Nuolatiniai ryšiai, anksčiau išsivystęs filogenezėje, nejudrus arba sėslus;
- nenutrūkstami ryšiai, vėliau kuriamas ir mobilesnis.
Yra perėjimas tarp šių formų – iš nuolatinės į nenutrūkstamą arba atvirkščiai – pusiau jungtinis.
Nuolatinis kaulų sujungimas atliekamas per jungiamąjį audinį, kremzlę ir kaulinį audinį (pačios kaukolės kaulus). Nenutrūkstamas kaulų ryšys arba sąnarys yra jaunesnis kaulų jungties darinys. Visi sąnariai turi bendrą struktūrinį planą, įskaitant sąnario ertmę, sąnarinę kapsulę ir sąnarinius paviršius.
Sąnario ertmė Išsiskiria sąlygiškai, nes paprastai tarp sąnarinės kapsulės ir sąnarinių kaulų galų nėra tuštumos, tačiau yra skysčio.
Bursa dengia sąnarinius kaulų paviršius, sudarydama hermetišką kapsulę. Sąnario kapsulė susideda iš dviejų sluoksnių, kurių išorinis sluoksnis pereina į periostą. Vidinis sluoksnis išskiria skystį į sąnario ertmę, kuris veikia kaip tepalas, užtikrinantis laisvą sąnarinių paviršių slydimą.
Sąnarių tipai
Sąnariniai sąnarių paviršiai yra padengti sąnario kremzle. Lygus sąnario kremzlės paviršius skatina sąnarių judėjimą. Sąnariniai paviršiai yra labai įvairių formų ir dydžių, dažniausiai jie lyginami su geometrinėmis figūromis. Vadinasi jungčių pavadinimas pagal formą: sferinis (žastikaulis), elipsoidinis (radio-riešo), cilindrinis (radio-ulnar) ir kt.
Kadangi šarnyrinių jungčių judesiai vyksta aplink vieną, dvi ar daug ašių, jungtys taip pat dažniausiai skirstomos pagal sukimosi ašių skaičiųį daugiaašį (sferinį), dviašį (elipsoidinį, balno formos) ir vienaašį (cilindro, bloko formos).
Priklausomai nuo sąnarinių kaulų skaičius sąnariai skirstomi į paprastus, kuriuose yra sujungti du kaulai, ir sudėtingus, kuriuose yra sujungti daugiau nei du kaulai.
Mokykla Rusijos ambasadoje Turkijoje. Eksternas
II ketvirtis
Tema: Skeleto ir raumenų sistema
Kas įtraukta į raumenų ir kaulų sistemą?
B) skeletas ir griaučių raumenys;
B) skrandžio raumenys, skeletas;
D) tik griaučių raumenys.
Ką tai reiškia hematopoetiniais organais?
B) raudonieji kaulų čiulpai;
B) blužnis;
D) geltonieji kaulų čiulpai.
Kokie audiniai yra kaulai ir kremzlės?
B) raumeningas;
B) sujungimas;
D) nervingas.
Dėl kurių ląstelių dalijimosi kaulas išauga?
B) sausgyslės;
B) kaulinis audinys;
D) kremzlės audinys.
Nustatykite plokščius kaulus:
B) priekiniai ir dubens kaulai;
B) žastikaulis;
D) parietaliniai kaulai ir stuburas.
Kuris iš šių dalykų atsirado dėl netinkamos stalo laikysenos?
B) plokščiapėdystė;
B) stuburo išlinkimas;
D) nykštukiškumas.
Kaip yra sujungti kaukolės smegenų dalies kaulai?
B) nejudantis;
B) kilnojamasis;
D) tai vienas visas kaulas.
Kaulų storio augimas atsiranda dėl:
B) kaulų ląstelės;
B) kremzlinis audinys;
D) sausgyslės.
^ Kurie iš šių kaulų sudaro kūno skeletą?
B) 1, 2, 3, 4;
B) 1, 2, 3, 5;
Iš kokių kaulų sudaryta viršutinių galūnių juosta?
B) pečių ašmenys ir raktikauliai;
B) peties ir dilbio kaulai;
D) kaklo slankstelių kaulai.
Kokie kaulai dalyvauja formuojant peties sąnarį?
B) kaukolė, raktikaulis ir žastikaulis;
B) žastikaulio ir dilbio kaulai;
D) žastikaulis ir krūtinkaulis.
^ Kurie iš šių kaulų yra vamzdiniai kaulai?
B) kaukolės kaulai ir slanksteliai;
B) mentės ir krūtinkaulis;
D) šlaunikaulis ir blauzdikaulis.
Kokie suporuoti kaulai sudaro kaukolės smegenų dalį?
B) frontalinis ir parietalinis;
B) priekinis ir laikinas;
D) laikinoji ir parietinė?
14. Apatinių galūnių diržą sudaro:
A) šlaunikauliai; c) blauzdos kaulai;
B) dubens kaulai; d) visi kojos kaulai.
^ 15. Viršutinių galūnių kaulai:
A) dilbio, peties ir plaštakos kaulai;
B) mentės ir mentės kaulai;
B) peties ir raktikaulio kaulai;
D) raktikauliai ir pečių ašmenys.
^ 16. Kas lemia kaulų kietumą?
A) organinės medžiagos;
B) kempinė struktūra;
D) vamzdinė struktūra.
^ 17. Modifikuoti žmogaus kaulai, susiję su vaikščiojimu vertikaliai:
A) kaukolės kaulai;
B) pečių ašmenys ir raktikauliai;
B) dilbio ir peties kaulai;
D) stuburas ir dubens kaulai.
^ 18. Kokia pirmoji pagalba gali būti suteikta nukentėjusiajam, lūžusiai pėdai?
A) įtvarų uždėjimas žemiau kelio sąnario;
B) įtvarų uždėjimas nuo kelio sąnario ir žemiau;
C) pakankamai tvirtas pėdos tvarstis;
D) teikti pirmąją pagalbą nenaudinga.
^ 19. Kaulų lengvumą ir tvirtumą lemia:
A) organinės medžiagos;
B) neorganinės medžiagos;
B) kempinė struktūra;
D) vamzdinė konstrukcija;
D) visi kartu (a, b, c, d).
II ketvirtis
Tema: Jutimo organai.
^ 1. Kur yra šviesai jautrūs akių receptoriai?
A) tinklainėje;
B) objektyve;
B) rainelėje;
D) tunica albuginea.
^ 2. Kaip vadinamos apsauginės akies membranos?
A) tinklainė ir rainelė;
B) lęšiukas ir vyzdys;
B) gyslainė;
D) tunica albuginea ir ragena.
^ 3. Kurioje analizatoriaus dalyje prasideda stimuliacijos skirtumas?
A) receptoriuose;
B) jutimo nervuose;
B) nugaros smegenyse;
D) smegenų žievėje.
^ 4. Kurios akies dalies pigmentacija lemia jos spalvą?
A) tinklainė;
B) objektyvas;
B) rainelė;
D) tunica albuginea.
5. Objekto projekcijos vieta akies obuolyje:
A) tinklainė;
B) objektyvas;
B) mokinys;
D) tunica albuginea.
^ 6. Kurioje ausies dalyje yra garso receptoriai?
A) klausos kauliuose;
B) ausies būgnelyje;
B) klausos zonoje;
D) sraigėje.
^ 7. Kur yra garsui laidūs kaulai?
A) išorinėje ausyje;
B) sraigėje;
B) galvos smegenų žievės klausos zonoje;
D) vidurinėje ausyje.
^ 8. Kokius išorinius dirgiklius išskiria nosies ertmės receptoriai?
A) kvapai;
B) skonis;
B) objekto forma;
D) temperatūra.
^ 9. Pavadinkite jautrią vaizdinio analizatoriaus dalį:
A) strypai ir kūgiai;
B) mokinys;
B) regos nervas;
^ 10. Laidi vizualinio analizatoriaus dalis:
A) tinklainė;
B) mokinys;
B) regos nervas;
D) smegenų žievės regėjimo sritis.
^ 11. Vaikų trumparegystės priežastys:
A) pailga akies obuolio forma;
B) nervinis slopinimas regėjimo srityje;
C) lęšio lankstumo praradimas;
D) regos nervo nuovargis.
^ 12. Kur formuojamas spalvotas vizualinis vaizdas?
A) strypuose ir kūgiuose;
B) rainelėje;
B) regos nerve;
D) regėjimo zonoje.
^ 13. Kur vyksta garso bangų virpesių transformacija į biosroves?
A) V klausos kaulai;
B) kochleariniuose receptoriuose;
B) klausos zonoje;
D) klausos nervuose.
^ 15. Kokios spalvos ir jų deriniai turi palankiausią ir naudingiausią poveikį žmogaus aukštesnei nervų veiklai?
A) raudona ir balta;
B) raudona ir geltona;
B) mėlyna ir žalia;
D) jų įvairovė ir ryškumas.
^ 16. Kaip paaiškinti atvejį, kai sakoma „Nematau gerai, akys pavargusios“?
A) akių vokų ir lęšiuko nuovargis;
B) tik dėl regos nervo nuovargio;
B) slopinimas smegenų žievės regėjimo zonoje;
D) b) ir c);
D) nėra teisingo atsakymo.
17. Įvardykite galimas klausos praradimo priežastis:
A) vidinės ausies uždegimas ir pažeidimas;
B) klausos nervo pažeidimas;
B) sieros kamštis;
D) nervinis nuovargis;
D) atsakymai į c) ir d).
18. Koks analizatorius nustato objektų formą atstumu?
A) klausa ir regėjimas;
B) regėjimas ir lytėjimas;
B) raumenų ir regėjimo;
D) lytėjimo ir pusiausvyros organai.
