Скелет людини складається з хрящової й кісткової такнин, особливості яких визначаються їхньою будовою та хімічним складом.
КІСТКОВА ТКАНИНА – сполучна опорна тканина, що складається з клітин та міжклітинної речовини та формує кістки скелета.
Функції кісткової тканини: опорна й захисна.
| Складові тканини | Характеристика |
| Найчисельніші клітини-остеоцити (з грецьк. кістка та клітина) |
Мають численні тонкі відростки, за допомогою яких з'єднуються між собою для міцності. Клітини становлять 1/3 тканини. Клітини кісток за їх спеціалізацією поділяють на три типи: • остеобласти (клітини-будівники кістки) оточують себе мінеральними речовинами і перетворюються в кісткові клітини-остеоцити; • остеоцити найчисельніші клітини кістки (що формуються з остеобластів) виділяють назовні головний органічний компонент міжклітинної речовини (колагеновий білок) та відповідають за мінералізацію кісток; • остеокласти (клітини-руйнівники кістки) «розчиняють» мінеральні речовини кісток, після чого ці речовини знову потрапляють у кров. |
| Міжклітинна речовина |
Тверда міжклітинна речовина заповнює канали між кістковими клітинами. Становить 2/3 частини тканини. Через міжклітинну речовину кісткові клітини живляться і дихають. Основна органічна речовина колаген (осеїн) у складі колагенових волокон надає кісткам гнучкості та пружності. 3 мінеральних речовин найбільше солей – фосфатів та карбонатів Кальцію (99 % усіх мінеральних речовин) і сполук Флуору, Фосфору, Магнію, Натрію, неорганічні речовини надають твердості й міцності під час стискання й розтягу. Склад: органічні речовини (30 %), неорганічні (60 %) речовини, вода (10%). |
За розміщенням кісткових пластинок розрізняють:
| Компактна, або щільна, кісткова речовина |
Остеон - структурна одиниця компактної речовини. Кісткові клітини остеоцити розміщені концентрично, утворюючи колові системи (остеони), що складається із 5-20 циліндричних пластинок, вставлених одна в одну. По центру кожного остеона проходить канал, у якому розміщені кровоносні судини й нерви. Остеони щільно прилягають один до одного, утворюючи міцну структуру |
| Губчаста кісткова речовина |
Губчаста речовина має тонкі кісткові пластинки й перекладини, які перехрещуються сіткою з утворенням комірок (пор). Зумовлює міцність та легкість кістки за невеликої затрати кісткової тканини. У порах речовини розміщується червоний кістковий мозок, що утворює клітини крові - еритроцити. |
Губчаста речовина і будівництво.
Кісткову речовину складають остеони, губчаста речовина складається з кісткових пластинок, що розташовані у тих напрямках, у яких на кістку діють навантаження.
Така будова кісток відповідає принципу будівельної механіки — за найменшої витрати матеріалу і значної легкості забезпечити максимальну міцність споруди: розміщення трубчастих систем і основних балок відповідає напрямку дії сил стискання, розтягування і скручування.
Розташування перекладин Ейфелевої башти (висота — 300 м, маса — 9 000 000 кг) відповідає будові губчастої речовини головок трубчастих кісток, що надає їм легкості та міцності.
КІСТКА – орган скелетної системи, що займає певне місце в тілі, має свою форму й будову та виконує властиву їй функцію.
|
Набирання ложкою супу з тарілки задіює близько 30 суглобів верхньої кінцівки. Найдовша кістка людини - стегнова. Найкоротша і найменша кістка - стремінце вуха. У здійсненні кожного кроку беруть участь до 300 скелетних м'язів. Скелет людини повністю оновлюється кожні 180 днів, тобто за рік двічі відбувається заміна кісткової тканини. Кістки здатні витримувати розтягнення подібно чавуну, а їх опір на стискання вдвоє переважає граніт. Під впливом навантажень кісткова тканина здатна перебудовуватися: що більше та триваліше навантаження на кістки, то активніше оновлюється в них кісткова тканина і вона міцнішає. |
Кістки — це динамічна система, у якій постійно відбувається руйнація старої і утворення нової тканини, тобто є живими утворами з ознаками живого:
| Обмін речовин (живлення, дихання) | Пронизані канальцями, що відкриваються на поверхні кістки у вигляді отворів, через які до кістки підходять і відходять кровоносні судини |
| Ріст | Ріст у довжину забезпечується хрящовою тканиною пластинки росту, у товщину - поділом клітин окістя |
| Регенерація | Клітини внутрішнього шару окістя кістки ростуть, розмножуються й забезпечують ріст кістки в товщину, а також загоєння її при переломі, старі клітини знищуються. |
| Подразливість | Через отвори системи канальців до кістки надходять нервові судини |
| Пристосування до впливів середовища | Навантаження збільшується горбкуватість кістки на цій ділянці, внутрішнє розташування кісткових пластинок. |
ХІМІЧНИЙ СКЛАД КІСТОК.
До складу кісток входять органічні (білок осеїн та його похідні) та неорганічні речовини (вода, солі кальцію, фосфору, магнію тощо).
З віком у кістках переважають неорганічні речовини.
Дослід на перевірку властивостей кістки від її хімічного складу.
| Речовини | Перевірка |
| Органічні речовини надають гнучкості та пружності | Якщо кістку покласти на добу у 10 % -й розчин соляної кислоти, то її мінеральні речовини розчиняться, а вона стане гнучкою і пружною, її можна буде зав'язати у вузол. |
| Неорганічні речовини надають твердості та міцності | Коли кістку повільно прожарювати на вогні, вода з неї випарується, органічні речовини згорять, і кістка стане дуже крихкою. |
Віковий взаємозв'язок між кількістю білків і мінеральних речовин у кістках:
• дитячий скелет більш гнучкий, кістки дуже пластичні, бо їхня кісткова тканина містить більше органічних речовин, ніж у дорослих;
• у літніх людей більший вміст мінеральних речовин, крихкі кістки мають меншу пружність і частіше ламаються при травмах.
ТИПИ КІСТОК ЗА БУДОВОЮ - довгі, короткі, плоскі, змішані, повітроносні.
Кожна кістка складається зі сполучної кісткової тканини, окістя та кісткового мозку. В утворенні кістки беруть участь усі тканини, але переважає кісткова.
• Трубчаста будова довгих кісток з порожниною усередині забезпечує їхню міцність і легкість, вони складають основу кінцівок і виконують функцію важелів, які приводяться в рух м'язами.
• Трубчасті короткі кістки розміщуються в тих частинах скелета, де вони повинні одночасно зберігати високу рухливість і витримувати велике навантаження.
• Системи губчастих кісток пружинять і зменшують навантаження на скелет під час рухів (ходьба, піднімання вантажу).
БУДОВА ДОВГОЇ ТРУБЧАСТОЇ КІСТКИ (плечова, стегнова, променева, кістки передпліччя, гомілки, ребра, грудина та ін.).
Мають видовжену порожнисту середню частину – тіло (діафіз), на кінцях якого розташовані потовщення — голівки (епіфізи). Довжина кістки значно більша за ширину. Довгі кістки беруть участь у переміщенні.
Між головкою й тілом кістки є пластинка росту з хрящовою тканиною.
Будова тіла, або діафіза.
1). Ззовні кістка вкрита окістям (тонка й міцна двошарова оболонка сполучної тканини), воно пронизане нервами іа судинами, які крізь спеціальні отвори проникають у кістку. Живлення кістки відбувається завдяки кровоносним судинам зовнішнього шару окістя. У внутрішньому шарі окістя найбільше клітин-остеобластів, які ростуть і розмножуються й забезпечують ріст кістки в товщину, а також загоєння її при переломі. До окістя кріпляться зв'язки та м'язи, а нерівності у місцях прикріплення м'язів на тілі кістки роблять кістку шорсткою (збільшені в людей, які з дитинства чи з юнацького віку займаються спортом).
2). Під окістям міститься зовнішня щільна кісткова компактна тканина стінки кістки. Основою компактної речовини є остеон, у центрі з каналом через який проходять кровоносні судини, що забезпечують живлення кістки.
3). Усередині кістки порожнисті й заповнені у дорослих жовтим кістковим мозком (багатою на жир пухкою сполучною тканиною), у дітей – червоним кістковим мозком.
Завдяки такій трубчастій будові кістки міцні й легкі.
Будова головки, або епіфіза.
1). Епіфіз – це потовщення на кінцях довгих кісток, не містять порожнин, утворені губчастою речовиною (кісткові пластинки розташовані в напрямках найбільшого розтягу або стиснення), збільшує міцність і пружність кістки.
2). У проміжках між пластинками губчастої речовини міститься червоний кістковий мозок (у ньому утворюються клітини крові еритроцити).
3). Зовні вкритий гіаліновим хрящем.
БУДОВА КОРОТКОЇ КІСТКИ (кістки зап'ястка, стопи, фаланги пальців, кістки п'ястка, плесна тощо).
Стінка кістки зовні укрита тонким шаром щільної компактної речовини, а переважає у ній губчаста речовина з червоним кістковим мозком, не має порожнин. Короткі кістки забезпечують велику міцність і рухомість.
БУДОВА ПЛОСКОЇ КІСТКИ (лопатка, тазові кістки, грудина, тім'яна, скроневі, ребра та ін.).
Ззовні та зсередини стінка кістки вкрита тонким шаром щільної речовини, між пластинами якої міститься губчаста речовина, не має порожнин.
Довжина і ширина плоских кісток більші за їх товщину, вони більші розміром від коротких, мають плоску форму, виконують захисну функцію, обмежуюють порожнини організма.
БУДОВА ЗМІШАНОЇ, АБО СКЛАДНОЇ КІСТКИ (нижня щелепа, носові, скроневі, хребці, клиноподібна тощо).
У своїй будові поєднують властивості довгих, коротких і широких кісток. Побудовані переважно з губчастої речовини з червоним кістковим мозком, укритої тонким шаром щільної компактної речовини, не мають порожнин.
БУДОВА ПОВІТРОНОСНОЇ КІСТКИ (лобова, решітчаста, верхньощелепні, інші кістки лицьового відділу черепа).
Мають повітряні порожнини, що вистелені слизовою оболонкою й упродовж життя збільшуються. Повітроносні кістки виконують захисну функцію й пристосовані для вентиляції повітря.
За кількістю розрізняють кістки:
● 164 - 166 парні (скроневі та тім'яні кістки черепа, лопатки, ключиці, стегнові й тазові кістки тощо);
● 36 - 40 непарні (лобова, потилична, крижова, під'язикова тощо).
РІСТ КІСТОК.
Скелет новонародженого складається переважно з хрящів, під час розвитку вони поступово замінюються кістковою тканиною, у 20-24 роки окостеніння хрящів завершується.
Ріст кісток черепа відбувається одночасно зі збільшенням об'єму головного мозку людини.
Ріст кісток у довжину відбувається завдяки поділу клітин пластинки росту хрящової тканини.
Відбувається нерівномірно і припиняється (остаточне скостеніння пластинок росту) в 20 -24 роки:
• у 1-2 роки найбільший приріст кісток у довжину;
• у 7-8 років наступне невелике підвищення інтенсивності росту;
• у період статевого дозрівання (дівчатка 12-13 років, хлопці 13-14 років) величина росту може збільшитись на 7-10 см за рік.
Ріс кісток у товщину завдяки розмноженню клітин внутрішнього шару окістя (спеціалізовані клітини остеокласти руйнують старі кісткові клітини, а остеобласти окістя утворюють нові клітини).
ПРОЦЕС ВІДНОВЛЕННЯ КІСТКИ: спочатку в місці перелому формується кістковий мозоль, клітини окістя замінюються на хрящ, відновлюються кровоносні судини, а остеобласти починають активно утворювати нові остеоцити, тому з часом відбувається скостеніння кісткової мозолі, а остеокласти руйнують стару тканину.
Ріст кісток регулюється гормоном росту (його виробляє гіпофіз).
Ріст кісток залежить:
• від обміну мінеральних речовин (насамперед Кальцію і Фосфору та вітамінів D і А);
• на розміри й форму кісток впливає також тривала дія фізичного чинника (активно працюючі скелетні м'язи стимулюють ріст кісток, до яких вони прикріплені).
Вплив сезонних змін на ріст: влітку спостерігається найактивніший ріст дитини, тоді як восени та взимку цей процес сповільнюється.
Зміни скелету в процесі розвитку:
• ріст кісток;
• окостеніння та формуванням постави:
• зміни пропорцій тіла;
• зменшенням вмісту органічних сполук та води в кістках, рухливості суглобів, еластичності зв'язок тощо
З'ЄДНАННЯ КІСТОК, характер яких залежить від функціонального призначення.
НЕРУХОМІ З'ЄДНАННЯ:
• зрощення кісток, коли між кістками відсутня щілина, наявний прошарок сполучної тканини або хряща (мають крижі, куприк);
• шви - численні виступи однієї кістки входять у відповідні заглибини іншої (має череп).
Забезпечує міцне з'єднання кісток і захист органів.
У новонародженого кістки черепа з'єднані собою за допомогою хрящової тканини, а потім поступово утворюють шов.
НАПІВРУХОМЕ З'ЄДНАННЯ утворюється, коли кістки в суглобі відокремлені одна від одної еластичними хрящовими прокладками (з'єднання між хребцями, між ребрами та грудиною, між лобковими кістками тазового поясу та ін)
Забезпечує ковзання кістки відносно кістки, але їх рухливість обмежена.
Оскільки хрящова тканина є еластичною, хрящові диски можуть стискатись і розтягуватись.
Хрящові прокладки з'єднання під час ходіння виконують роль амортизатора, пом'якшуючи поштовхи та оберігаючи внутрішні органи від струсу.
РУХОМІ З'ЄДНАННЯ, АБО СУГЛОБИ - сполучення кісток за допомогою щільної волокнистої тканини із формуванням між кістками простору (ліктьовий, колінний, плечовий і кульшовий суглоби).
Поверхні кісток у суглобі вкриті гіаліновим хрящем і розділені порожниною із суглобовою рідиною, забезпечують рухливість у різних напрямках.
Людина має майже 230 суглобів.
БУДОВА СУГЛОБА.
Суглобовою сумкою (капсулою) з міцної сполучної тканини оточений кожний суглоб ззовні, вона відокремлює його вміст від інших структур організму. Зовнішній шар капсули переходить в окістя.
В порожнину суглоба зі стінки капсули секреторними клітинами виділяється суглобова рідина. Значення суглобової рідини: діє як мастило, зменшуючи тертя в суглобах, та містить поживні речовини для клітин суглобового хряща.
Суглобові поверхні кісток, які вільні від окістя, вкриті гіаліновим хрящем, а їхні форми поверхонь відповідають одна одній: якщо на одній кістці поверхня опукла (суглобова головка), то на другій вона відповідно ввігнута (суглобова впадина).
| Щільне прилягання поверхонь забезпечується герметичною ізоляцією порожнини та їхньою будовою: оскільки тиск у суглобовій порожнині менший від атмосферного, то внаслідок дії атмосферного тиску суглобова головка однієї кістки притискається до западини іншої. |
Зв'язками ззовні укріплені суглобові поверхні кісток (товсті пучки, утворені еластичною сполучною тканиною, прикріплені перехресно від однієї кістки до іншої і зумовлюють зміцнення суглобів, обмеження надмірної рухливості для запобігання вивихам).
Рівний і пружний гіаліновий хрящ зменшує тертя між кістками і полегшує рухи.
ТИПИ СУГЛОБІВ.
Амплітуда та напрямок рухів у суглобі зумовлені формою суглобових поверхонь та їхньою взаємною відповідністю.
Види суглобів за кількістю кісток:
• прості з двох кісток (наприклад, кульшовий, суглоби фалангів пальців);
• складні з декількох кісток (наприклад, колінний, ліктьовий);
• комбіновані об'єднують між собою два окремі суглоби (наприклад, приєднання нижньої щелепи до скроневих кісток, ребер — до хребта).
Види суглобів за формою:
|
• плоский (поверхні майже плоскі й ковзають одна по одній, рухи обмежені міцними зв'язками, наприклад, суглоби зап'ястка й заплесна);
|
|
• циліндричний (виступ однієї з кісток обертається всередині округлої западини іншої кістки, або навпаки, наприклад, міститься між першим та другим хребцем хребта та забезпечує рухи голови вправо і вліво, вгору і вниз);
|
|
• еліпсоподібний (наприклад, суглоб з променевою кісткою із човноподібною кісткою зап'ястка забезпечує згинання-розгинання та відведення-прведення, обертання в ньому обмежене);
|
|
• кулеподібний (кругла головка однієї кістки сполучається із чашоподібною заглибиною іншої, найбільш рухливі суглоби, наприклад, плечовий і кульшовий суглоби);
|
|
• сідлоподібний (рух можливий у двох взаємно перпендикулярних напрямках — вперед-назад та в обидва боки, наприклад суглоб в основі великого пальця);
|
|
• блокоподібний (опукла поверхня однієї кістки відповідає увігнутій поверхні іншої, рух нагадує рух завіси дверей, тобто навколо однієї осі, наприклад, лікоть і коліно, у яких крім згинання-розгинання можливе незначне обертання).
|
Види суглобів за напрямками руху:
• одноосьовий (циліндричний, блокоподібний) виконує рухи в одному напрямку (ліктьовий суглоб, міжфалангові суглоби пальців);
• двохосьовий (еліпсоподібний, сідлоподібний) виконує рухи в двох напрямках (променевозап'ястковий суглоб, колінний суглоб нагадує одноосний шарнір);
• трьохосьовий (кулеподібний, плоский) виконує рухи в трьох напрямках (кульшовий суглоб і плечовий суглоб кулястої форми).
Кістки, з'єднані суглобами, і м'язи працюють разом як важіль.
|
Скелет є системою важелів, а м'язи приводять ці важелі до руху. Важіль — це стрижень, який обертається навколо точки опори під дією прикладеної до нього сили. Принцип важеля — значне переміщення кістки під час докладання до неї відносно невеликої сили. Наприклад, кістки передпліччя є стрижнем, у ліктьовому суглобі розміщується точка опори, передпліччя й кисть є об'єктами, які необхідно перемістити.
Типи рухів, які забезпечують суглоби: ● кутові рухи зі зменшенням кута (згинання, наприклад, передпліччя переміщується вгору в лікті); ● кутові рухи зі збільшенням кута (розгинання, наприклад, передпліччя переміщується униз в лікті); ● обертальні рухи кістки навколо своєї подовжньої осі (наприклад, поворот голови у бік); ● різні комбінації цих рухів. |
