Как устроено губчатое вещество кости

Кости скелета

Подробное решение Проверь свои знания Кости скелета стр.100 по биологии для учащихся 8 класса, авторов Сонин Н.И., Сапин М.Р. 2013

• Гдз Рабочая тетрадь по Биологии за 8 класс можно найти тут

Вопрос 1. Из чего состоит опорно-двигательный аппарат?

Опорно-двигательный аппарат человека составляют кости скелета, их соединения и мышцы.

Вопрос 2. Какие функции выполняет скелет?

Скелет человека служит опорой телу и его органам. Кости туловища и конечностей являются рычагами, с помощью которых осуществляются движения тела в пространстве. Скелет создает и структурную форму тела, определяет его размеры. Выполняет скелет и другие функции, например, участвует в обмене веществ.

Вопрос 3. Каков химический состав костей?

Кость имеет сложный химический состав, она состоит из органических и неорганических веществ. Основную массу сухой кости составляют неорганические вещества (65—70%). Это главным образом соли фосфора и кальция. Костные клетки состоят из органических веществ (30—35% сухой массы кости). От органических веществ зависит эластичность и упругость кости, а от минеральных — твердость. Сочетание этих веществ обеспечивает живой кости высокую прочность. По твердости ее можно сравнить с чугуном, бронзой.

В молодом возрасте и у детей кости более эластичные и упругие, так как в них преобладают органические вещества. С возрастом органических веществ становится меньше, поэтому у пожилых людей кости более хрупкие и ломкие.

Вопрос 4. В чем заключается двигательная функция опорно-двигательного аппарата?

Функции опорно-двигательного аппарата заключаются в том, чтобы придавать человеческому телу определенную форму, защищать его внутренние органы, обеспечивать его опору, позволять движение и принятие любых возможных поз. Функции двигательного аппарата:

– опорная – фиксация мышц и внутренних органов;

– защитная – защита жизненно важных органов (головной мозг и спинной мозг, сердце и др.);

– двигательная – обеспечение простых движений, двигательных действий (осанка, манипуляции);

– рессорная – смягчение толчков и сотрясений;

– участие в обеспечении жизненно важных процессов, такие как минеральный обмен, кровообращение, кроветворение и другие.

Вопрос 5. Какая ткань образует кость?

Каждая кость состоит из нескольких видов тканей, основная среди них — костная. Это особый тип соединительной ткани. Костная ткань построена из костных клеток и межклеточного вещества и имеет у человека пластинчатое строение.

Вопрос 6. Какие бывают кости?

Различают трубчатые кости, они могут быть длинными (например, плечевая, бедренная) или короткими (кости пясти, плюсны, фаланги пальцев). Эти кости состоят из удлиненной средней части (тела) и двух утолщенных концов (эпифизов). Внутри тела кости имеется полость. Широкие, или плоские, кости участвуют в образовании стенок полостей, содержащих внутренние органы (кости мозгового отдела черепа, кости таза, ребра, грудина). Их ширина и длина значительно преобладают над толщиной. Смешанные кости имеют сложную форму и состоят из нескольких частей, имеющих различное строение и очертания. Это позвонки, кости основания черепа.

Вопрос 7. Как устроено губчатое вещество кости?

Это костная ткань ячеистого вида, сформированная рыхло лежащими костными пластинками. В сравнении с компактным веществом, губчатое вещество имеет большую площадь поверхности, лёгкость, меньшую плотность и прочность. Губчатое вещество формирует эпифизы трубчатых костей и практически весь объём губчатых костей. Губчатая костная ткань содержит орган кроветворения — красный костный мозг.

Вопрос 8. Как расположены костные пластинки губчатого вещества, какое они имеют значение?

Губчатое вещество образовано множеством костных пластинок, которые располагаются по направлениям наибольшей нагрузки. Пластинки пересекаются в различных направлениях, образуя систему полостей и отверстий, которые в середине длинных костей сливаются в большую полость. Это придает кости прочность, легкость.

Вопрос 9. Как кости растут в длину и в толщину?

В процессе роста человека его кости растут в длину и в толщину. Рост костей в толщину происходит за счет деления клеток внутреннего слоя надкостницы. В длину молодые кости растут за счет хрящей, расположенных между телом кости и ее концами.

Вопрос 10. Какие бывают соединения костей? Что такое шов?

Различают непрерывные (неподвижные и полуподвижные) и прерывные (подвижные) соединения костей. Соединения костей крыши и лицевого отдела черепа называют швами. Выделяют зубчатые швы, когда зубчатой формы край одной кости крыши черепа соединяется с аналогичным краем другой кости.

Вопрос 11. Каково строение сустава?

Сустав образуется концами соединяющихся костей, заключенными в суставную сумку. Концы костей покрыты гладким эластичным хрящом, наличие которого обеспечивает упругость сустава и облегчает движение. Уменьшению трения также способствует и выделяемая внутренней поверхностью суставной сумки специальная суставная жидкость, которая действует как смазка. Форма соединяющихся костей позволяет выполнять определенные виды движений.

ПОДУМАЙТЕ

Большая берцовая кость при небольшой массе (около 0,5 кг) может выдерживать нагрузку до 1500 кг. Благодаря чему это возможно?

Строение самой кости уникально. Губчатое вещество кости состоит из костных перекладин, направление которых соответствует нагрузкам, которые испытывают кости и силам растягивающим их. Также прочность костей зависит от соотношения неорганических и органических веществ.

Как устроено губчатое вещество кости

Кость, os, ossis, как орган живого организма состоит из нескольких тканей, главнейшей из которых является костная.

Химический состав кости и ее физические свойства.

Костное вещество состоит из двоякого рода химических веществ: органических (1/3), главным образом оссеина, и неорганических (2/3), главным образом солей кальция, особенно фосфорнокислой извести (более половины – 51,04 %). Если кость подвергнуть действию раствора кислот (соляной, азотной и др.), то соли извести растворяются (decalcinatio), а органическое вещество остается и сохраняет форму кости, будучи, однако, мягким и эластичным. Если же кость подвергнуть обжиганию, то органическое вещество сгорает, а неорганическое остается, также сохраняя форму кости и ее твердость, но будучи при этом весьма хрупким. Следовательно, эластичность кости зависит от оссеина, а твердость ее – от минеральных солей. Сочетание неорганических и органических веществ в живой кости и придает ей необычайные крепость и упругость. В этом убеждают и возрастные изменения кости. У маленьких детей, у которых оссеина сравнительно больше, кости отличаются большой гибкостью и потому редко ломаются. Наоборот, в старости, когда соотношение органических и неорганических веществ изменяется в пользу последних, кости становятся менее эластичными и более хрупкими, вследствие чего переломы костей чаще всего наблюдаются у стариков.

Строение кости

Структурной единицей кости, видимой в лупу или при малом увеличении микроскопа, является остеон, т. е. система костных пластинок, концентрически расположенных вокруг центрального канала, содержащего сосуды и нервы.

Остеоны не прилегают друг к другу вплотную, а промежутки между ними заполнены интерстициальными костными пластинками. Остеоны располагаются не беспорядочно, а соответственно функциональной нагрузке на кость: в трубчатых костях параллельно длиннику кости, в губчатых – перпендикулярно вертикальной оси, в плоских костях черепа – параллельно поверхности кости и радиально.

Вместе с интерстициальными пластинками остеоны образуют основной средний слой костного вещества, покрытый изнутри (со стороны эндоста) внутренним слоем костных пластинок, а снаружи (со стороны периоста) – наружным слоем окружающих пластинок. Последний пронизан кровеносными сосудами, идущими из надкостницы в костное вещество в особых прободающих каналах. Начало этих каналов видно на мацерирован-ной кости в виде многочисленных питательных отверстий (foramina nutricia). Проходящие в каналах кровеносные сосуды обеспечивают обмен веществ в кости. Из остеонов состоят более крупные элементы кости, видимые уже невооруженным глазом на распиле или на рентгенограмме, – перекладины костного вещества, или трабекулы. Из этих трабекул складывается двоякого рода костное вещество: если трабекулы лежат плотно, то получается плотное компактное вещество, substantia compacta. Если трабекулы лежат рыхло, образуя между собою костные ячейки наподобие губки, то получается губчатое, трабекулярное вещество, substantia spongiosa, trabecularis (spongia, греч. – губка).

Распределение компактного и губчатого вещества зависит от функциональных условий кости. Компактное вещество находится в тех костях и в тех частях их, которые выполняют преимущественно функцию опоры (стойки) и движения (рычаги), например в диафизах трубчатых костей.

В местах, где при большом объеме требуется сохранить легкость и вместе с тем прочность, образуется губчатое вещество, например в эпифизах трубчатых костей.

Перекладины губчатого вещества располагаются не беспорядочно, а закономерно, также соответственно функциональным условиям, в которых находится данная кость или ее часть. Поскольку кости испытывают двойное действие – давление и тягу мышц, постольку костные перекладины располагаются по линиям сил сжатия и растяжения. Соответственно разному направлению этих сил различные кости или даже части их имеют разное строение. В покровных костях свода черепа, выполняющих преимущественно функцию защиты, губчатое вещество имеет особый характер, отличающий его от остальных костей, несущих все 3 функции скелета. Это губчатое вещество называется диплоэ, diploe (двойной), так как оно состоит из неправильной формы костных ячеек, расположенных между двумя костными пластинками – наружной, lamina externa, и внутренней, lamina interna. Последнюю называют также стекловидной, lamina vftrea, так как она ломается при повреждениях черепа легче, чем наружная.

Костные ячейки содержат костный мозг – орган кроветворения и биологической защиты организма. Он участвует также в питании, развитии и росте кости. В трубчатых костях костный мозг находится также в канале этих костей, называемом поэтому костномозговой полостью, cavitas medullaris.

Таким образом, все внутренние пространства кости заполняются костным мозгом, составляющим неотъемлемую часть кости как органа.

Костный мозг бывает двух родов: красный и желтый.

Красный костный мозг, medulla ossium rubra (детали строения см. в курсе гистологии), имеет вид нежной красной массы, состоящей из ретикулярной ткани, в петлях которой находятся клеточные элементы, имеющие непосредственное отношение к кроветворению (стволовые клетки) и костеобразованию (костесозидатели – остеобласты и костеразруши-тели – остеокласты). Он пронизан нервами и кровеносными сосудами, питающими, кроме костного мозга, внутренние слои кости. Кровеносные сосуды и кровяные элементы и придают костному мозгу красный цвет.

Желтый костный мозг, medulla ossium flava, обязан своим цветом жировым клеткам, из которых он главным образом и состоит.

В периоде развития и роста организма, когда требуются большая кроветворная и костеобразующая функции, преобладает красный костный мозг (у плодов и новорожденных имеется только красный мозг). По мере роста ребенка красный мозг постепенно замещается желтым, который у взрослых полностью заполняет костномозговую полость трубчатых костей.

Снаружи кость, за исключением суставных поверхностей, покрыта надкостницей, periosteum (периост).

Надкостница – это тонкая, крепкая соединительнотканная пленка бледно-розового цвета, окружающая кость снаружи и прикрепленная к ней с помощью соединительнотканных пучков – прободающих волокон, проникающих в кость через особые канальцы. Она состоит из двух слоев: наружного волокнистого (фиброзного) и внутреннего костеобразующего (остеогенного, или камбиального). Она богата нервами и сосудами, благодаря чему участвует в питании и росте кости в толщину. Питание осуществляется за счет кровеносных сосудов, проникающих в большом числе из надкостницы в наружное компактное вещество кости через многочисленные питательные отверстия (foramina nutricia), а рост кости осуществляется за счет остеобластов, расположенных во внутреннем, прилегающем к кости слое (камбиальном). Суставные поверхности кости, свободные от надкостницы, покрывает суставной хрящ, cartilage articularis.

Таким образом, в понятие кости как органа входят костная ткань, образующая главную массу кости, а также костный мозг, надкостница, суставной хрящ и многочисленные нервы и сосуды.

Губчатые кости. Схема губчатой кости. Строение губчатой кости

Скелет человека состоит из более чем 200 костей. Все они выполняют определенную функцию, в целом создавая опору для внешних и внутренних органов. В зависимости от нагрузки и роли в организме, различают несколько их разновидностей.

Строение костей

В сухом виде человеческая кость на 1/3 состоит из органического вещества – белка остеина. Он обеспечивает ее гибкость и упругость. 2/3 – это неорганические соли кальция, за счет которых достигается их прочность.

Внешнюю оболочку составляет так называемое компактное вещество. Это плотные чешуйки костистой ткани. Самый плотный их слой можно наблюдать в центре трубчатых костей. К их краям компактное вещество становится тоньше.

В зависимости от вида костей внутренняя их часть может состоять либо из губчатого вещества, либо из белого костного мозга, либо может быть заполненной воздухом. Губчатые кости, кроме этого, еще имеют и красный костный мозг.

На концах в кость входят нервы и кровеносные сосуды, которые связывают ее со всем организмом и обеспечивают питание, рост и восстановление.

Разновидности костей человеческого организма

По строению кости разделяют на губчатые, трубчатые и пневматические. Трубчатые называют еще длинными. Они присутствуют в скелете конечностей и отвечают за их движение. Эти кости состоят из компактного вещества и полости, заполненной желтым костным мозгом. На концах у них располагается немного губчатого вещества, наполненного красным костным мозгом.

Губчатые кости человека полностью состоят из губчатого вещества с красным костным мозгом внутри, они покрыты компактным веществом. Они образовывают полости (грудную, черепную) и служат опорой в местах с наибольшей нагрузкой (позвоночник, фаланги пальцев).

Пневматические кости имеют особое строение: внутри компактного вещества находится полость, усланная эпителием и заполненная воздухом. В качестве примера можно назвать скелет верхней челюсти.

Губчатые кости: детальная схема

Как уже отмечалось, в своей основе строение губчатой кости практически не отличается от других. Это полость, образованная компактным веществом и заполненная губчатым. По происхождению они бывают разными. Кости ребер, к примеру, образуются из хрящевой ткани, а крышки черепа – из соединительной.

Губчатое вещество состоит из множества тонких костных перегородок, направленных в соответствии с движением веществ в кости. Такое строение позволяет добиться от костей большей прочности. Они реже ломаются и трескаются.

На краях костей находится хрящевая ткань, через которую внутрь поступают питательные вещества и проникают окончания нервов.

Полости губчатого вещества заполнены красным костным мозгом, отвечающим за образование эритроцитов. Такая схема губчатой кости позволяет ей выполнять сразу несколько очень важных функций.

Разновидности

В строении скелета человека губчатые кости имеют количественное преимущество. Поэтому ученые выделяют несколько их разновидностей.

Различают плоские и объемные кости. Плоские образовывают крышку черепной коробки и тазовой полости. Сюда относятся и лопатки. Объемные представлены ребрами и фалангами пальцев. Позвонки относят к смешанному типу, поскольку их тело состоит из объемной трубчатой кости, а отросток – плоский.

По размерам принято выделять длинные и короткие губчатые кости. Одними из самых длинных считаются ребра. К коротким принадлежат кости фаланг пальцев руки и ноги.

Уникальной костью можно назвать лопатку. Она крепится к туловищу только при помощи соединительных тканей, в то время как большинство костей соединены суставами.

Функции губчатых костей

Первая и главная функция, которую выполняют губчатые кости – это опорная. Они создают основной каркас человеческого скелета. Позвонки образовывают позвоночник, поддерживающий весь организм в вертикальном положении. Кости стопы держат весь вес тела.

Вторая функция – защитная. Губчатые кости человека создают и окружают полости, защищая их содержимое от внешних повреждений. Это крышка черепа, ребра и тазовые кости.

Двигательная функция осуществляется костями фаланг пальцев ноги и руки.

При нарушении обмена веществ кости могут становиться очень хрупкими или чрезвычайно прочными. В обоих случаях это опасно для нормальной жизнедеятельности человека.

Внутреннее наполнение костей – костный мозг – играет основную роль в образовании крови.

Значение красного костного мозга

В человеческом организме схема губчатой кости предполагает обязательное наличие в ней красного костного мозга. Это настолько важное для жизнедеятельности вещество, что оно присутствует даже в трубчатых костях, но в меньшем количестве.

В детском возрасте губчатые и трубчатые кости в одинаковой степени наполнены этим веществом, но с возрастом полости трубчатых постепенно наполняются жировым желтым костным мозгом.

Главное задание красного костного мозга – синтез эритроцитов. Как известно, эти клетки не имеют ядра и не могут сами делиться. В губчатом веществе они дозревают и попадают в кровоток во время обмена веществ в костях.

Нарушение функционирования красного костного мозга влечет за собой такие заболевания, как анемия и разновидности рака крови. Часто медикаментозное лечение не эффективно и приходится прибегать к трансплантации красного мозга.

Это вещество очень чувствительно в радиационному излучению. Поэтому многие пострадавшие от него имеют именно разнообразные формы рака крови. Это же свойство используют и в трансплантологии, когда нужно убить зараженные клетки костного мозга.

Возможные повреждения

По своей природе строение губчатой кости позволяет ей быть довольно устойчивой к механическим повреждениям. Но нередко бывают случаи, когда целостность кости нарушается.

Поскольку большинство длинных губчатых костей имеют изогнутую форму, они могут давать трещины во время сильного удара о твердые предметы. Такие повреждения относительно безопасны. При своевременном оказании медицинской помощи трещины заживают довольно быстро.

Могут губчатые кости и ломаться. В некоторых случаях травмы подобного рода практически не опасны. Если не было смещения, восстанавливаются они довольно быстро. Опасность составляют те кости, которые при переломе могут смещаться и протыкать жизненно важные органы. В таком случае относительно безвредный перелом становится причиной инвалидности и смерти.

Кости и возрастные изменения

Как и все другие органы человека, губчатые кости подвержены возрастным изменениям. При рождении часть будущих костей еще либо не окрепла, либо не образовалась из хрящей и соединительных тканей.

С годами костям свойственно «высыхать». Это означает, что в их составе количество органических веществ становится меньше, в то время как минеральные вещества их замещают. Кости становятся хрупкими и дольше восстанавливаются после повреждений.

Количество костного мозга также постепенно уменьшается. Поэтому пожилые люди склонны к анемиям.

Источники:

http://resheba.me/gdz/biologija/8-klass/sonin-sapin/e:0-a:15

http://meduniver.com/Medical/Anatom/22.html

http://fb.ru/article/175918/gubchatyie-kosti-shema-gubchatoy-kosti-stroenie-gubchatoy-kosti