Сверь числа и знаки с фото.
§ 15. ОПОРНО-ДВИГАТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА. СОСТАВ, СТРОЕНИЕ И РОСТ КОСТЕЙ 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. 33). Остеон представляет собой несколько слоёв тончайших костных пластинок, расположенных 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. [Рисунок: микроскопическое строение кости; видны округлые остеоны с центральными каналами. Подпись: «Рис. 33. Микроскопическое строение кости».] Рассмотрим в качестве примера строение трубчатой кости (рис. 34). 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. Снаружи эпифизы покрыты очень прочным и гладким гиалиновым хрящом толщиной около
0,5 мм. Этот хрящ сводит к минимуму трение между костями в суставах. Развитие и 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, т. е. между диафизом и эпифизами. В этих областях клетки делятся, за счёт чего и происходит рост кости 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. Типы костей. В основу классификации костей положены следующие признаки: форма (строение) и функции. Различают трубчатые (длинные и короткие), губчатые (длинные и короткие), плоские и смешанные кости (рис. 35). 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. [Рисунок: схема строения трубчатой кости; обозначены «Головка кости (эпифиз)», «Кровеносные сосуды и нервы», «Полость кости», «Жёлтый костный мозг», «Тело кости (диафиз)», «Надкостница», «Губчатое вещество», «Компактное вещество». Подпись: «Рис. 34. Строение трубчатой кости».] [Рисунок: типы костей — плоская, смешанная, трубчатая, губчатая. Подпись: «Рис. 35. Типы костей».]
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. ПРОВЕРЬТЕ СЕБЯ 2. Чем отличается костная ткань от других видов [обрезано]
Коротко
Костная ткань — особая соединительная ткань с твёрдым, минерализованным межклеточным веществом. В ней есть остеоциты и остеоны, а за счёт сочетания органических и минеральных веществ она одновременно прочная и упругая.
Прочность кости зависит от её строения: компактное вещество даёт твёрдость, губчатое — лёгкость и распределение нагрузки, трубчатая форма диафиза — прочность при небольшой массе. Бедренная кость выдерживает нагрузку до 1,5 т.
Основные соответствия: диафиз — прочность и опора; эпифизы — сустав и распределение нагрузки; надкостница — питание, рост в толщину и заживление переломов; хрящ — уменьшение трения; красный мозг — кроветворение, жёлтый — запас жира.
2. Чем костная ткань отличается от других видов соединительных тканей?
Костная ткань — разновидность соединительной ткани, но у неё есть важные отличия:
- Межклеточное вещество минерализовано. В нём много солей фосфора, кальция и магния, поэтому оно твёрдое. У многих других соединительных тканей матрикс мягкий, эластичный или жидкий.
- Сочетаются твёрдость и упругость. Минеральные соли придают кости твёрдость, а органические вещества — упругость. Поэтому кость не хрупкая, как мел, и не слишком гибкая.
- Клетки — остеоциты — располагаются между костными пластинками и имеют многочисленные отростки.
- Структурная единица — остеон. Это несколько слоёв тонких костных пластинок, расположенных вокруг канала с кровеносными сосудами и нервными волокнами.
- Плотность укладки разная. Если костные «трубочки» лежат плотно, образуется компактное вещество; если рыхло — губчатое.
Полезно различать: кость — это орган, а костная ткань — его основа.
3. Докажите, что прочность кости зависит от её строения
Прочность кости определяется не только веществом, из которого она состоит, но и тем, как это вещество расположено.
На микроскопическом уровне. Кость построена из остеонов — концентрических костных пластинок вокруг каналов. Плотная укладка пластинок образует компактное вещество, которое хорошо сопротивляется нагрузкам. Рыхлая укладка образует губчатое вещество: оно легче, но тоже участвует в распределении нагрузки.
На уровне состава. Минеральные соли придают костям твёрдость, а органические вещества — упругость. Поэтому кость сочетает прочность и эластичность, а не является просто хрупким «камнем».
На уровне целой кости. Диафиз трубчатой кости образован компактным веществом, а внутри имеет полость. Такая трубчатая конструкция даёт прочность при меньшей массе: полость облегчает кость, а прочный компактный слой расположен по периферии. Эпифизы построены из губчатого вещества и расширяют кость в области сустава, распределяя нагрузку.
Прямое подтверждение из параграфа. Бедренная кость способна выдержать нагрузку в 1,5 т, хотя внутри неё есть полость. Это показывает, что именно архитектура кости — трубчатая форма, компактный слой, губчатые головки — позволяет ей быть прочной и относительно лёгкой.
Вывод: если изменить строение кости, изменятся и её свойства. Поэтому прочность кости действительно зависит от её строения.
4. Строение участков трубчатой кости и их функции
| Участок | Строение | Функция |
|---|---|---|
| Диафиз (тело кости) | Образован компактным веществом; внутри канал с жёлтым костным мозгом; снаружи покрыт надкостницей | Опора и прочность; полость уменьшает массу; кость работает как рычаг |
| Эпифизы (суставные головки) | Губчатое вещество; промежутки заполнены красным костным мозгом; снаружи гиалиновый хрящ около 0,5 мм | Распределяют нагрузку, обеспечивают прочность при малой массе; образуют сустав; хрящ уменьшает трение |
| Компактное вещество | Плотно уложенные костные пластинки и остеоны | Твёрдость и прочность, сопротивление нагрузкам |
| Губчатое вещество | Рыхло расположенные костные пластинки с ячейками | Лёгкость, распределение нагрузки, размещение красного костного мозга |
| Надкостница | Соединительнотканная оболочка с кровеносными сосудами и нервными окончаниями | Питание, чувствительность, рост кости в толщину, срастание переломов; важна для эластичности |
| Гиалиновый хрящ | Гладкий прочный слой на эпифизах толщиной около 0,5 мм | Уменьшает трение в суставе |
| Шейка между диафизом и эпифизом (зона роста) | Хрящевая ткань; клетки делятся | Рост кости в длину; окончательное окостенение у женщин к 16—18 годам, у мужчин — к 20—22 годам |
| Костный мозг | Красный — в губчатом веществе эпифизов; жёлтый — в полости диафиза | Красный участвует в кроветворении; жёлтый — запас жира |
Проверка: если для каждой части кости можно назвать её материал и конкретную задачу, значит, связь «строение → функция» понята. Например, полость в диафизе облегчает кость, губчатые эпифизы распределяют нагрузку, а хрящ уменьшает трение.