Опорно-двигательная система, состав, строение и рост костей

Вспомните
1. Каковы особенности наземно-воздушной среды обитания? Сравните ее с водной средой.
2. Какое строение имеет опорно-двигательная система у млекопитающих?

Опорно-двигательная система человека состоит из двух частей: пассивной (скелет) и активной (мышцы). Она выполняет следующие основные функции: 1) опорная – поддержание всех других систем и органов, сохранение формы тела; 2) двигательная – передвижение в пространстве тела и его частей; 3) защитная - ограничивая внутренние полости, предохраняет от внешних воздействий расположенные в них внутренние органы. Основными структурными единицами опорно-двигательной системы являются кости и мышцы.

Состав и строение кости. Структурной основой кости является костная ткань. В её состав входят органические вещества, придающие костям упругость, и неорганические вещества, главным образом минеральные соли фосфора, кальция, магния. Минеральные соли придают костям твёрдость.

Под микроскопом видно, что кость состоит из огромного числа трубочек, называемых остеонами (рис. 12). Остеон представляет собой несколько слоёв тончайших костных пластинок, расположен концентрически вокруг канала, по которому проходят кровеносные сосуды, питающие осте­он, и нервные волокна. Между костными пластинками расположены костные клетки — остеоциты с многочисленными отростками. Если костные трубочки уложены в кости плотно, то образуется так называемое компактное вещество кости, а если рыхло, то губчатое вещество кости.

Строение остеона
Рис. 12. Строение остеона

Рассмотрим в качестве примера строение бедренной кости (рис. 13). Среднюю часть кости называют диафизом, а концевые суставные головки - эпифиза­ми. Внутри диафиза находится канал, наполненный жёлтым костным мозгом. Поэтому такую кость, как бедренная, называют трубчатой. Диафиз образован компактным веществом и покрыт снаружи особой оболочкой из соединительной ткани - надкостницей. В ней проходит большое количество кровеносных сосудов и расположено множество нервных окончаний. Эпифизы бедренной кости образованы губчатым веществом, промежутки между которым заполнены красным костным мозгом.
Строение трубчатой кости
Рис. 13. Строение трубчатой кости

Снаружи эпифизы покрыты очень прочным и гладким ги­алиновым хрящом толщиной около 0,5 мм. Этот хрящ сводит к минимуму трение между костями в суставах.

Рост костей. У детей кости в значительной степени состоят из хрящевой ткани, а с возрастом постепенно происходит их окостенение. В последнюю очередь происходит замена хряща на кость в области шеек длинных костей, то есть между диафизом и эпифизами. В этих областях клетки делятся, за счёт чего и происходит рост костей в длину. Окончательное окостенение шеек длинных костей происходит у женщин к 16-18 годам, а у мужчин немного позднее - к 20-22 годам. После этого рост костей прекращается.

Рост кости в толщину происходит за счёт деления клеток над­костницы. Кроме того, надкостница обеспечивает срастание переломов кости.
Виды костей. В основу классификации костей положены следующие принципы: форма (строение) и функции. Различают трубчатые (длинные и короткие), губчатые (длинные и короткие), плоские и смешанные кости (рис. 14).

Виды костей
Рис. 14. Виды костей
Трубчатые кости построены из губчатого и компактного вещества, образующего трубку с костномозговой полостью. Они выполняют все три функции скелета (опора, защита и движение). Из них длинные трубчатые кости (плечо и кости предплечья, бедро и кости голени) являются стойками и длинными рычагами движения; короткие трубчатые кости (кости пясти, плюсны, фаланги) представляют короткие рычаги движения.

Губчатые кости построены преимущественно из губчатого вещества, покрытого тонким слоем компактного. Среди них различают длинные губчатые кости (рёбра и грудина) и короткие (кости запястья, предплюсны).

Плоские кости построены из двух пластинок компактного вещества, между которыми расположено губчатое вещество кости. Различают плоские кости черепа (лобная и теменные), которые выполняют преимущественно защитную функцию, и плоские кости поясов (лопатка, тазовые кости), которые выполняют функции опоры и защиты.

Смешанные кости имеют сложную форму. Они состоят из нескольких частей, имеющих различное строение и происхождение (кости основания черепа, позвонки).

Свойства костей. Важнейшими свойствами костей человека являются: твёрдость, прочность и эластичность, которые обусловлены особенностями их состава и строения. Твёрдость костей приближается к стали! Не случайно наши предки использовали кост­ный материал, полученный от животных, для изготовления простейших орудий труда, наконечников стрел и гарпунов. Прочность позволяет костям выдерживать огромные нагрузки. Например, установлено, что бедренная кость способна выдержать нагрузку в 1,5 т. Не меньшее значение имеет и эластичность костей. Именно это свойство позволяет защитить организм от повреждений, вызванных повышенной нагрузкой на опорно-двигательную систему. Особое значение в придании костям эластичности имеет надкостница.