Какие вещества содержаться в кости какие свойства они ей придают

Каждая кость человека представляет собой сложный орган: она занимает определенное положение в теле, имеет свою форму и строение, выполняет свойственную ей функцию. В образовании кости принимают участие все виды тканей, но преобладает костная ткань.

Общая характеристика костей человека

Хрящ покрывает только суставные поверхности кости, снаружи кость покрыта надкостницей, внутри расположен костный мозг. Кость содержит жировую ткань, кровеносные и лимфатические сосуды, нервы.

Костная ткань обладает высокими механическими качествами, ее прочность можно сравнить с прочностью металла. Химический состав живой кости человека содержит: 50% воды, 12,5% органических веществ белковой природы (оссеин), 21,8% неорганических веществ (главным образом фосфат кальция) и 15,7% жира.

Виды костей по форме разделяют на:

• Трубчатые (длинные — плечевая, бедренная и др.; короткие — фаланги пальцев);
• плоские (лобная, теменная, лопатка и др.);
• губчатые (ребра, позвонки);
• смешанные (клиновидная, скуловая, нижняя челюсть).

Строение костей человека

Основной структурой единицей костной ткани является остеон, который виден в микроскоп при малом увеличении. Каждый остеон включает от 5 до 20 концентрически расположенных костных пластинок. Они напоминают собой вставленные друг в друга цилиндры. Каждая пластинка состоит из межклеточного вещества и клеток (остеобластов, остеоцитов, остеокластов). В центре остеона имеется канал — канал остеона; в нем проходят сосуды. Между соседними остеонами расположены вставочные костные пластинки.

Строение кости человека

Костную ткань образуют остеобласты, выделяя межклеточное вещество и замуровываясь в нем, они превращаются в остеоциты — клетки отростчатой формы, неспособные к митозу, со слабо выраженными органеллами. Соответственно в сформировавшейся кости содержатся в основном остеоциты, а остеобласты встречаются только в участках роста и регенерации костной ткани.

Наибольшее количество остеобластов находится в надкостнице — тонкой, но плотной соединительно-тканной пластинке, содержащей много кровеносных сосудов, нервных и лимфатических окончаний. Надкостница обеспечивает рост кости в толщину и питание кости.

Остеокласты содержат большое количество лизосом и способны выделять ферменты, чем можно объяснить растворение ими костного вещества. Эти клетки принимают участие в разрушении кости. При патологических состояниях в костной ткани количество их резко увеличивается.

Остеокласты имеют значение и в процессе развития кости: в процессе построения окончательной формы кости они разрушают обызвествленный хрящ и даже новообразованную кость, «подправляя» ее первичную форму.

Структура кости: компактное и губчатое вещество

На распиле, шлифах кости различают две ее структуры — компактное вещество (костные пластинки расположены плотно и упорядоченно), расположенное поверхностно, и губчатое вещество (костные элементы расположены рыхло), лежащее внутри кости.

Компактное и губчатое вещество кости

Такое строение костей в полной мере соответствует основному принципу строительной механики — при наименьшей затрате материала и большой легкости обеспечить максимальную прочность сооружения. Это подтверждается и тем, что расположение трубчатых систем и основных костных балок соответствует направлению действия силы сжатия, растяжения и скручивания.

Структура костей представляет собой динамическую реактивную систему, изменяющуюся в течение всей жизни человека. Известно, что у людей, занимающихся тяжелым физическим трудом, компактный слой кости достигает относительно большого развития. В зависимости от изменения нагрузки на отдельные части тела могут изменяться расположение костных балок и структура кости в целом.

Соединение костей человека

Все соединения костей можно разделить на две группы:

• Непрерывные соединения, более ранние по развитию в филогенезе, неподвижные или малоподвижные по функции;
• прерывные соединения, более поздние по развитию и более подвижные по функции.

Между этими формами существует переходная — от непрерывных к прерывным или наоборот — полусустав.

Строение сустава человека

Непрерывное соединение костей осуществляется посредством соединительной ткани, хрящей и костной ткани (кости собственно черепа). Прерывное соединение костей, или сустав, является более молодым образованием соединения костей. Все суставы имеют общий план строения, включающий суставную полость, суставную сумку и суставные поверхности.

Суставная полость выделяется условно, так как в норме между суставной сумкой и суставными концами костей пустоты не существует, а находится жидкость.

Суставная сумка охватывает суставные поверхности костей, образуя герметическую капсулу. Суставная сумка состоит из двух слоев, наружный слой которой переходит в надкостницу. Внутренний слой выделяет в полость сустава жидкость, играющую роль смазки, обеспечивая свободное скольжение суставных поверхностей.

Виды суставов

Суставные поверхности сочленяющихся костей покрыты суставным хрящом. Гладкая поверхность суставных хрящей способствует движению в суставах. Суставные поверхности по форме и величине очень разнообразны, их принято сравнивать с геометрическими фигурами. Отсюда и название суставов по форме: шаровидные (плечевой), эллипсовидные (луче-запястный), цилиндрические (луче-локтевой) и др.

Так как движения сочленяющихся звеньев совершаются вокруг одной, двух или многих осей, суставы принято также делить по количеству осей вращения на многоосные (шаровидный), двуосные (эллипсовидный, седловидный) и одноосные (цилиндрический, блоковидный).

В зависимости от количества сочленяющихся костей суставы делятся на простые, в которых соединяется две кости, и сложные, в которых сочленяется больше двух костей.

Опорно-двигательный аппарат

Мы открываем новую главу анатомии, посвященную опорно-двигательному аппарату. Именно он обеспечивает опору для организма, поддерживает
части тела в необходимом положении, служит защитой внутренним органам и обеспечивает локомоторную функцию — движение.

Кости — основа опорно-двигательного аппарата, который мы начинаем изучать.
Наука о костях — остеология (от лат. os — кость.)

Помимо того, что вы узнали о строении костей в разделе «соединительные ткани», существует еще ряд важнейших моментов,
на которые я обращу внимание в данной статье.

Скелет и суставы — пассивная часть опорно-двигательного аппарата, мышцы — активная часть. Сокращаясь, мышцы меняют положения костей — возникают различные движения.

Строение кости

Кость состоит из органических и неорганических веществ. Органические вещества представлены оссеином (от лат. os — кость),
неорганические вещества — фосфатом кальция. Эластичность костей обусловлена оссеином, а твердость — солями кальция. В норме
это соотношение представляет баланс.

У детей кости более эластичны и упруги, чем у взрослых: в них преобладают органические вещества. Кости пожилых людей
содержат больше солей кальция, поэтому хрупкие и подвержены переломам.

Компактное вещество кости формируют костные пластины, плотно прилегающие друг к другу и образующие остеоны (структурные единицы компактного вещества костной ткани). Компактное вещество придает кости прочность.

Губчатое вещество также содержит костные пластинки, однако они не образуют остеоны, в связи с чем губчатое вещество менее прочное, чем компактное вещество. В губчатом веществе между костными перекладинами (костными балками) расположен красный костный мозг.

В красном костном мозге проходят начальные стадии развития форменные элементы крови: здесь появляются эритроциты,
лейкоциты, тромбоциты.

Желтый костный мозг (жировая ткань) выполняет питательную функцию: здесь накапливаются питательные вещества — жиры. В случае кровопотери желтый костный мозг способен выполнять резервную функцию и превращаться в красный костный мозг.

Локализуется желтый костный мозг в костномозговых полостях трубчатых костей (в диафизах).

Итак, подведем итоги. Губчатое вещество — место расположения красного костного мозга — центрального органа кроветворения. В полостях трубчатых костей располагается желтый костный мозг, выполняющий питательную функцию и способный выполнять кроветворную функцию при больших кровопотерях.

Структурная единица компактного вещества кости — остеон, или Гаверсова система. В канале остеона (Гаверсовом канале)
проходят кровеносные сосуды, нервы. Располагаются остеоны по направлению действия силы, что определяет механическую прочность кости.

Основные клетки костной ткани, изученные нами в разделе «соединительные ткани»: остеобласты, остеоциты и остеокласты. Остеоциты имеют отростчатую форму и располагаются вокруг Гаверсова канала.

Классификация костей

Кости подразделяются на:

• Трубчатые

Кости цилиндрической формы, чаще всего их длина больше ширины. В полости трубчатых костей находится желтый костный мозг. К длинным трубчатым относятся бедренная, малоберцовая и большеберцовая
кости, плечевая, лучевая и локтевая кости. К коротким — плюсневые и пястные кости, фаланги пальцев. Трубчатые
кости выполняют функции подобно рычагам при движении.

• Губчатые

Губчатые кости покрыты снаружи слоем компактного вещества, состоят из губчатого вещества, в котором находится красный костный мозг. Губчатые кости: грудина (плоская губчатая кость), ребра, кости запястья и предплюсны. Ключица — губчатая кость по строению, однако по форме — трубчатая кость.

• Смешанные

Для этих костей характерна сложная форма, в ходе развития они обычно образуются из нескольких частей. К ним относят позвонки (позвонок — смешанная губчатая кость), крестец, подъязычную кость.

• Плоские (широкие)

Сходны по строению с губчатыми костями. Плоскими костями являются: теменная, лобная, височная и затылочная (кости черепа), лопатка, грудина,
тазовая кость.

Строение трубчатой кости

На примере трубчатой кости мы с вами разберем части, на которые подразделяется кость. Поверхность кости покрыта
надкостницей — соединительнотканной оболочкой, в толще которой лежат кровеносные сосуды и нервы, дающие ветви внутрь.

Запомните, что рост кости в толщину происходит именно благодаря надкостнице: ее внутренний слой клеток делится,
при этом толщина кости увеличивается. Таким образом, надкостница выполняет ряд важных функций:

• Защитную — наружный слой плотный, защищает кость от повреждения
• Питательную (трофическую) — в толще надкостницы к кости проходят сосуды
• Нерворегуляторную — в толще надкостницы проходят нервы
• Костеобразовательную — рост кости в толщину

Помимо надкостницы, трубчатая кость состоит из центрального отдела — диафиза, концевого отдела — эпифиза, и располагающегося
между ними метафиза. В диафизах преобладает компактное вещество кости, в эпифизах — губчатое.
Эти термины легко объяснить и запомнить с помощью рисунка, так что сделайте схему, и вы быстро их выучите.

Обратите свое особое внимание на метафиз, прилегающий к эпифизарной пластинке. Именно за счет этой пластинки, располагающейся
между метафизом и эпифизом, происходит рост кости в длину. Эпифизарная пластинка хорошо кровоснабжается.

Соединения костей

Кости могут быть соединены друг с другом неподвижно: кости таза, черепа. К полуподвижным можно отнести: соединения
позвонков, костей предплюсны, запястья, ребер.

Сустав — подвижное соединение двух костей. Наука о суставах — артрология (греч. aithron — сустав, logos — учение.)

В месте образования сустава кости отделены друг от друга суставной щелью. Поверхности костей в суставе (называемые — суставные) покрыты
гиалиновым хрящом, который снижает трение между костями, выполняет амортизирующую функцию.

Суставную полость окружает суставная сумка (капсула), изнутри покрытая синовиальной оболочкой. Внутри суставная сумка заполнена
синовиальной жидкостью, которая смазывает суставные поверхности костей и уменьшает их трение друг о друга. Снаружи сустав
фиксируют связки.

В норме кости могут смещаться относительно друг друга в суставе, однако при травме, слишком резком и сильном движении
это смещение может быть слишком сильным: в результате нарушается соприкосновение суставных поверхностей. В таком случае говорят о возникновении вывиха.

Вывих — смещение суставных концов костей, которое сопровождается повреждением связочно-капсульного аппарата сустава.

Переломы костей

Перелом кости — частичное или полное нарушение целостности кости, возникающее в результате нагрузки
превышающей прочность травмированного участка.

Переломы подразделяются на:

• Открытые — над переломом локализуется рана, проникающая или непроникающая до костных отломков
• Закрытые — перелом без повреждения кожных покровов над ним

Техника оказания медицинской помощи при переломах:

• Вызвать скорую медицинскую помощь
• При наличии кровотечения — его немедленно нужно остановить, наложив жгут
• В случае повреждения кожных покровов — наложить асептическую повязку, используя бинт или чистую ткань
• Дать пострадавшему обезболивающее, убедившись в отсутствии у него аллергии
• Иммобилизовать (обездвижить) поврежденную конечность специальными шинами, зафиксировать суставы выше и ниже места перелома. Для иммобилизации можно использовать подручные
  средства (палки, доски, прутья и т.п.)

Опорно-двигательная система является основой организма. Скелет защищает отдельные органы от механических повреждений, поэтому от его состояния зависит жизнеспособность человека в целом. В нашей статье мы рассмотрим состав костей, особенности их строения и вещества, которые необходимы для их роста и развития.

Особенности строения костной ткани

Костная является разновидностью соединительной ткани. Она состоит из специализированных клеток и большого количества межклеточного вещества. В совокупности данная структура является одновременно прочной и эластичной. Твердость придают костям, прежде всего, специализированные клетки — остеоциты. Они имеют множество выростов, с помощью которых и соединяются между собой.

Визуально остеоциты напоминают сеть. Межклеточное вещество является эластичной основой костной ткани. Оно состоит из волокон белка коллагена, минеральной основы.

Состав костей

Четвертую часть от всего химического состава костей составляет вода. Она является основой для протекания всех обменных процессов. Твердость придают костям неорганические вещества. Это соли кальция, натрия, калия и магния, а также соединения фосфора. Их процентное содержание составляет 50 %.

Чтобы доказать их значение для данного вида ткани, можно провести простой опыт. Для этого кость необходимо поместить в раствор соляной кислоты. В результате минеральные вещества растворятся. Кость при этом станет настолько упругой, что ее можно будет завязать в узел.

25% от химического состава составляют органические вещества. Они представлены эластичным белком коллагеном. Он придает данной ткани упругость. Если прокалить кость на медленном огне, вода испарится, а органические вещества сгорят. В этом случае кость приобретет хрупкость и может рассыпаться.

Какие вещества придают костям твердость

Химический состав костной ткани изменяется на протяжении жизни человека. В молодом возрасте в ней преобладают органические вещества. В этот период кости отличаются гибкостью и мягкостью. Поэтому при неправильном положении тела и чрезмерных нагрузках скелет может искривляться, вызывая нарушение осанки. Предупредить это могут систематические занятия спортом и двигательная активность.

С течением времени в костях увеличивается количество минеральных солей. При этом они утрачивают свою эластичность. Твердость придают костям минеральные соли, в состав которых входят кальций, магний, фосфор, фтор. Но при чрезмерных нагрузках они могут привести к нарушению целостности и переломам.

Особенно важен кальций для костей. Его масса в организме человека составляет 1 кг у женщин и 1,5 кг у мужчин.

Роль кальция в организме

99% общего количества кальция находится в костях, формируя прочный каркас скелета. Оставшийся процент приходится на кровь. Этот макроэлемент является строительным материалом зубов и костей, необходимым условием для их роста и развития.

В организме человека кальций также регулирует работу мышечных тканей, в том числе и сердечной. В совокупности с магнием и натрием он влият на уровень давления крови, а с протромбином — на ее свертываемость.

От уровня кальция также зависит активизация ферментов, запускающая механизм синтеза нейромедиаторов. Это биологически активные вещества, через которые происходит передача импульса от клетки нервной ткани к мышцам. Данный макроэлемент также влияет на активизацию целого ряда ферментов, выполняющих различные функции: расщепление биополимеров, жировой обмен, синтез амилазы и мальтазы.

Кальций усиливает проницаемость поверхностного аппарата клеток, в частности их мембран. Это очень важно для транспорта различных веществ и поддержания гомеостаза — постоянства внутренней среды организма.

Полезные продукты

Как видите, недостаток кальция в организме может привести к серьезным нарушения его функционирования. Ежедневно ребенок должен употреблять около 600 мг этого вещества, взрослый человек — 1000 мг. А для беременных и кормящих грудью этот показатель необходимо увеличить в полтора-два раза.

Какие продукты богаты кальцием? Прежде всего это разнообразные молочные продукты: кефир, ряженка, сметана, творог… А лидером среди них являются твердые виды сыров. И дело даже не в количестве кальция, а в его форме. В этих продуктах находится молочный сахар — лактоза, который способствует лучшему усвоению этого химического элемента. Количество кальция зависит и от жирности. Чем меньше этот показатель, тем больше его в молочном продукте.

Богаты кальцием и овощи. Это шпинат, брокколи, белокочанная и цветная капуста. Из орехов наиболее ценными являются миндаль и бразильский. Настоящий кладезь кальция — семя мака и кунжута. Их полезно употреблять как необработанными, так и в виде молока.

Повышению уровня кальция также способствует употребление в пищу пшеничных отрубей и выпечки из цельнозерновой муки, соевого сыра и молока, листьев петрушки, укропа, базилика и горчицы.

Опасные симптомы

Как понять, что кальция в организме недостаточно для его нормального развития? Внешними проявлениями этого являются слабость, раздражительность, быстрая утомляемость, сухость кожных покровов, ломкость ногтевой пластинки. При серьезном недостатке кальция наблюдается разрушение зубов, судороги, боли и онеменение конечностей, нарушение процесса свертываемости крови, снижение иммунитета, тахикардия, развитие катаракты, склонность к частым переломам костей. В таких случаях необходимо сдать кровь и при необходимости приступить к терапии.

Итак, твердость придают костям их минеральные компоненты. Прежде всего это соли, в состав которых входят кальций, магний и фосфор.