Урок 28. Будова і функції опорно-рухової системи. Будова кісток

Від моменту народження і до глибокої старості наше тіло виконує рухи. Людина може виконувати різноманітні та складні рухи. Згадайте витончені піруети балерини, неймовірно складні акробатичні трюки гімнастів. Але всі каші щоденні рухи не є вже й такими простими. Кістки і м'язи працюють разом, узгоджено та синхронно. Щоб зробити бодай крок, ми повинні залучити десятки м’язів і кісток. Тому давайте розберемося, як побудована опорно-рухова система нашого організму.

Ключові слова: опорно-рухова система, хрящ, кістки (довгі, трубчасті, плоскі, короткі, змішані), остеон, остеоцити, остеобласти, остеокласта, хондроцити.

Рух тіла — функція м’язів, але він е неможливим без опори — кісток. Саме вони зумовлюють характер рухів. Кістки ж можуть рухатися тільки завдяки скороченню м’язів, що прикріплюються до них. Разом з тим, м’язи зі зв’язками утримують кістки у певному положенні. Отже, опорно-рухова система складається з «пасивного» скелету і «активної» м’язової частини. Тому і розглянемо ці дві складові одного процесу — кістки та м’язи.

Опорно-рухова система людини виконує такі функції — механічні — захист, форма, рух, та біологічні — кровотворення, теплоутворення, депонування, обміну речовин. Кожну з цих функцій ми розглянемо, вивчаючи окремі частини опорно-рухового апарату.

Склад кісток та їхній ріст. Кожна кістка людини являє собою складний орган. Вона займає певне місце в тілі, має свою форму і

будову, виконує властиву тільки їй функцію. В утворенні кістки беруть участь усі тканини, але переважає кісткова.

Клітини, що утворюють кістку — це остеобласти. Коли вони переходять у неактивний етап, їх називають остеоцитами. Разом з міжклітинною речовиною вони входять до складу кісткових пластинок. 5-20 концентрично розміщених кісткових пластинок об’єднуються в остеони. Вони нагадують собою вставлені один в одного циліндри. У центрі остеону міститься отвір — канал остеону. Через нього проходять судини та нерви. Між сусідніми остеонами розміщені вставні кісткові пластинки. Отже, основною структурною одиницею кісткової тканини є остеон (.«ал. 62).

Найбільша кількість остеобластів розташована в окісті — тонкій, але щільній сполучнотканинній пластинці, що знаходиться на поверхні кістки і містить багато кровоносних і лімфатичних судин, нервових закінчень. Окістя забезпечує живлення кістки і ріст її в товщину.

Жива кістка людини у віці 25-40 років містить органічні речовини— 12,5% білків (колаген, осеїн), 15,7% жирів та неорганічні — 21,8% (переважно Кальцій ортофосфат) і 50% води. Органічні речовини надають кісткам пружності, а неорганічні — міцності. Поєднання цих речовин у кістковій тканині надає їй високих механічних якостей, її міцність можна порівняти з міцністю металу. У дітей в кістках більше органічних речовин, тому вони більш пластичні, гнучкі, у зв’язку з чим скелет легко деформується. У людей похилого віку більше неорганічних речовин і їх кістки є крихкими й можуть ламатися.

Довести це ми можемо, провівши прості досліди. Спочатку видалимо з кістки солі. Для цього її достатньо потримати добу в слабкій кислоті. Солі розчиняться в ній і кістка стане як гумова трубка і при бажанні її можна зав’язати вузлом. Для видалення органічних речовин необхідно взяти іншу кістку і просмажити її на закритому вогні. Після цього вона стане такою крихкою, що при легкому дотику паличкою розсиплеться порошком.

Кістки ростуть до 25 років. Але це не означає, що кісткова тканина не оновлюється. За допомогою спеціалізованих клітин ос-

теокластів відбувається руйнування старих кісткових клітин, а остеобласти окістя утворюють нові клітини.

Кісткова тканина заміщує хрящову ще в скелеті ембріона. Сама хрящова тканина побудована з хондроцитів і міжклітинної речовини. Хрящі не мають кровоносних судин, тому їх живлення здійснюється за рахунок клітин зовнішнього шару — охрястя. Розрізняють три типи хрящів: гіаліновий, волокнистий, еластичний. Найбільше поширений тип це гіаліновий хрящ. Він здатний витримувати великі навантаження і гасити різку механічну дію. Тому ним вкриті суглобові поверхні кісток. У довжину кістка росте саме за рахунок цього хряща. Волокнистий хрящ має багато колагенових волокон, що надають йому міцності і гнучкості. Він утворює міжхребцеві ДИСКИ і входить до складу сухожилків. Еластичний хрящ містить багато еластинових волокон, з нього утворюються зовнішнє вухо, надгортанник, хрящі гортані.

Будова кістки. В організмі людини налічують понад 220 кісток. За формою кістки бувають довгими. Це більшість кісток кінцівок (стегнова, плечова та ін.). Короткі — це кісточки зап’ястків, передплесен. Плоскі або широкі (лопатка, груднина, кістки черепа). Змішані кістки мають елементи коротких і плоских кісток (хребці, потилична, скронева). Довга кістка має всередині порожнину, тому її називають трубчастою. Така кістка складається зі стержня — діафіза, на кінцях якого знаходяться розширення — епіфізи (головки) (мал. 63). Діафіз складається з компактної речовини, утвореної ос-теонами. Епіфізи утворені губчастою речовиною. Вона складається з кісткових пластинок, що розташовані у тих напрямках, у яких на кістку діють навантаження. Між пластинками знаходиться червоний кістковий мозок, у якому утворюються формені елементи крові. У порожнині розташований жовтий кістковий мозок, що є жировою тканиною і виконує запасаючу функцію.

Така будова кісток цілком відповідає принципу будівельної механіки — за найменшої витрати

матеріалу і значної легкості забезпечити максимальну міцність споруди. Це підтверджується тим, що розміщення трубчастих систем і основних кісткових балок відповідає напрямку дії сил стискання, розтягування і скручування. Однією з умов розвитку кісток є робота. Якщо відсутні навантаження, то кістка атрофується.

1. Обґрунтуйте біологічне значення опорно-рухової системи.

2. Охарактеризуйте хімічний склад кістки, визначте його біологічне значення.

3. Поясніть взаємозв'язок анатомічної будови кістки з її фізіологічними функціями.

4. За рахунок чого кістка росте у довжину?

5. За рахунок чого кістка росте у товщину?

ЦЕ ЦІКАВО ЗНАТИ!

Червоний кістковий мозок людини важить близько 2 600 г, а за 70 років життя виробляє 650 кг еритроцитів і 1 000 кг лейкоцитів.

Скелет людини повністю оновлюється кожні 180 днів, тобто за рік двічі відбувається заміна кісткової тканини.

Розташування перекладин Ейфелевоі башти (висота — 300 м, маса — 9 000 000 кг) відповідає будові губчастої речовини головок трубчастих кісток, що надає їм легкості та міцності. Інженер Ж. Ейфель використав ці закони конструкції у своїй споруді.

Кістки здатні витримувати розтягнення подібно чавуну, а їх опір на стискання вдвоє переважає граніт.

Це матеріал з підручника Біологія 8 клас Костильов