Костная система. Скелет и его функции. Строение скелета человека

Строение скелета и костей человека, а так же их предназначение изучает наука остеология. Знание базовых концепций данной науки является обязательным требованием, предъявляемым персональному тренеру, не говоря уже о том, что в процессе работы знания эти необходимо систематически углублять. В данной статье мы будем рассматривать строение и функции скелета человека, то есть затронем тот базовый теоретический минимум, которым обязан владеть буквально каждый персональный тренер.

И по старой традиции, как всегда начнем с краткого экскурса о том, какую роль в теле человека выполняет скелет. Строение человеческого тела, о котором мы говорили в соответствующей статье, формирует помимо прочего – опорно-двигательный аппарат. Это функциональная совокупность костей скелета, их соединений и мускулатуры, осуществляющих посредством нервной регуляции перемещение в пространстве, поддержание поз, мимики и прочей двигательной активности.

Теперь, когда мы знаем, что опорно-двигательный аппарат человека формирует скелет, мышцы и нервная система, можем перейти непосредственно к изучению темы, обозначенной в заголовке статьи. Поскольку скелет человека является своего рода несущей конструкцией для крепления различных тканей, органов и мыщц, то данную тему по праву можно считать фундаментом в изучении всего тела человека.

Строение скелета человека

Скелет человека – функционально структурированный набор костей в теле человека, являющийся частью его двигательного аппарата. Это своего рода каркас, на который крепятся ткани, мышцы, и в котором размещаются внутренние органы, защитой которых он в том числе и выступает. В состав скелета входит 206 костей, большая часть которых объединены в суставы и связки.

Скелет человека, вид спереди: 1 - нижняя челюсть; 2 - верхняя челюсть; 3 - скуловая кость; 4 - решетчатая кость; 5 - клиновидная кость; в - височная кость; 7- слезная кость; 8 - теменная кость; 9 -лобная кость; 10 - глазница; 11 - носовая кость; 12 - грушевидное отверстие; 13 - передняя продольная связка; 14 - межключичная связка; 15 - передняя грудино-ключичная связка; 16 - клюво-ключичная связка; 17 - акромиально-ключичная связка; 18 - клювоакромиальная связка; 19 - клювоплечевая связка; 20 - реберно-ключичная связка; 21 - лучистые грудино-реберные связки; 22 - наружная межреберная перепонка; 23 - реберно-мечевидная связка; 24 - локтевая боковая связка; 25 - лучевая окольная (боковая) связка; 26 - кольцевая связка лучевой кости; 27- подвздошно-поясничная связка; 28 - вентральные (брюшные) крестцово-подвздошные связки; 29 - паховая связка; 30 - крестцово-остистая связка; 31 - межкостная перепонка предплечья; 32 - дорсальные межзапястные связки; 33 - дорсальные пястные связки; 34 - окольные (боковые) связки; 35 - лучевая окольная (боковая) связка запястья; 36 - лобково-бедренная связка; 37 - подвздошно-бедренная связка; 38 - запирательная перепонка; 39 - верхняя лобковая связка; 40 - дугообразная связка лобка; 41 - малоберцовая окольная (боковая) связка; 42 - связка надколенника; 43 - большеберцовая окольная (боковая) связка; 44 - межкостная перепонка голени; 45 - передняя большеберцово-малоберцовая связка; 46 - раздвоенная связка; 47 - глубокая поперечная плюсневая связка; 48 - окольные (боковые) связки; 49 - тыльные связки плюсны; 50 - дорсальные связки плюсны; 51 - медиальная (дельтовидная) связка; 52 - ладьевидная кость; 53 - пяточная кость; 54 - кости пальцев стопы; 55 - плюсневые кости; 56 - клиновидные кости; 57 - кубовидная кость; 58 - таранная кость; 59 - большеберцовая кость; 60 - малоберцовая кость; 61 - надколенник; 62 - бедренная кость; 63 - седалищная кость; 64 - лобковая кость; 65 - крестец; 66 - подвздошная кость; 67 - поясничные позвонки; 68 - гороховидная кость; 69 - трехгранная кость; 70 - головчатая кость; 71 - крючковатая кость; 72 - пястные кости; 7 3-кости пальцев кисти; 74 - трапециевидная кость; 75 - кость-трапеция; 76 - ладьевидная кость; 77- полулунная кость; 78 - локтевая кость; 79 - лучевая кость; 80 - ребра; 81 - грудные позвонки; 82 - грудина; 83 - лопатка; 84 - плечевая кость; 85 - ключица; 86 - шейные позвонки.

Скелет человека, вид сзади: 1 - нижняя челюсть; 2 -верхняя челюсть; 3 - боковая связка; 4 - скуловая кость; 5 - височная кость; 6 - клиновидная кость; 7 - лобная кость; 8 - теменная кость; 9- затылочная кость; 10 - шило-нижнечелюстная связка; 11- выйная связка; 12 - шейные позвонки; 13 - ключица; 14 - надостистая связка; 15 - лопатка; 16 - плечевая кость; 17 - ребра; 18 - поясничные позвонки; 19 - крестец; 20 - подвздошная кость; 21 - лобковая кость; 22- копчик; 23 - седалищная кость; 24 - локтевая кость; 25 - лучевая кость; 26 - полулунная кость; 27 - ладьевидная кость; 28 - кость-трапеция; 29 - трапециевидная кость; 30 - пястные кости; 31 - кости пальцев кисти; 32 - головчатая кость; 33 - крючковатая кость; 34 - трехгранная кость; 35 - гороховидная кость; 36 - бедренная кость; 37 - надколенник; 38 - малоберцовая кость; 39 - большеберцовая кость; 40 - таранная кость; 41 - пяточная кость; 42 - ладьевидная кость; 43 - клиновидные кости; 44 - плюсневые кости; 45 - кости пальцев стопы; 46 - задняя большеберцово-малоберцовая связка; 47 - медиальная дельтовидная связка; 48 - задняя таранно-малоберцовая связка; 49 - пяточно-малоберцовая связка; 50 - дорсальные связки предплюсны; 51 - межкостная перепонка голени; 52 - задняя связка головки малоберцовой кости; 53 - малоберцовая окольная (боковая) связка; 54 - большеберцовая окольная (боковая) связка; 55 - косая подколенная связка; 56 - крестцовобугровая связка; 57 - удерживатель сгибателей; 58 - окольные (боковые) связки; 59 - глубокая поперечная пястная связка; 60 - горохо-крючковатая связка; 61 - лучистая связка запястья; 62- локтевая окольная (боковая) связка запястья; 63 - седалищно-бедренная связка; 64 - поверхностная спинная крестцово-копчиковая связка; 65 - спинные крестцово-подвздошные связки; 66 - локтевая окольная (боковая) связка; 67- лучевая окольная (боковая) связка; 68 - подвздошно-поясничная связка; 69 - реберно-поперечные связки; 70 - межпоперечные связки; 71 - клювоплечевая связка; 72 - акромиально-ключичная связка; 73 - клюво-ключичная связка.

Как говорилось выше, скелет человека формирует порядка 206 костей, из которых 34 – непарные, остальные – парные. 23 кости составляют череп, 26 – позвоночный столб, 25 – ребра и грудину, 64 – скелет верхних конечностей, 62 – скелет нижних конечностей. Кости скелета образуются из костной и хрящевой ткани, которые относятся к соединительным тканям. Кости в свою очередь состоят из клеток и межклеточного вещества.

Скелет человека устроен таким образом, что кости его обычно делят на две группы: осевой скелет и добавочный скелет. К первому относятся кости, расположенные по центру и образующие основу тела, это кости головы, шеи, позвоночника, ребра и грудина. Ко второму относятся ключицы, лопатки, кости верхних, нижних конечностей и таза.

Центральный скелет (осевой):

• Череп – основа головы человека. В нем размещается головной мозг, органы зрения, слуха и обоняния. Череп имеет два отдела: мозговой и лицевой.
• Грудная клетка – костное основание груди, и место размещения для внутренних органов. Состоит из 12 грудных позвонков, 12 пар ребер и грудины.
• Позвоночный столб (позвоночник) – главная ось тела и опора всего скелета. Внутри позвоночного канала проходит спинной мозг. Позвоночник имеет следующие отделы: шейный, грудной, поясничный, крестцовый и копчиковый.

Вторичный скелет (добавочный):

• Пояс верхних конечностей – за счет него к скелету присоединяются верхние конечности. Состоит из парных лопаток и ключиц. Верхние конечности приспособлены для выполнения трудовой деятельности. Конечность (рука) состоит из трех отделов: плечо, предплечье и кисть.
• Пояс нижних конечностей – обеспечивает присоединение нижних конечностей к осевому скелету. В нем размещаются органы пищеварительной, мочевыделительной и половой систем. Конечность (нога) состоит так же из трех отделов: бедро, голень и стопа. Они приспособлены для опоры и перемещения тела в пространстве.

Функции скелета человека

Функции скелета человека обычно делят на механические и биологические.

К механическим функциям относятся:

• Опора – формирование жесткого костно-хрящевого каркаса тела, к которому прикрепляются мышцы и внутренние органы.
• Движение – наличие между костями подвижных соединений позволяет приводить тело в движение при помощи мышц.
• Защита внутренних органов – грудная клетка, череп, позвоночный столб и не только, служат защитой для находящихся в них органов.
• Амортизирующая – снижению вибраций и ударов при передвижении способствует свод стопы, а так же хрящевые прослойки в местах сочленения костей.

К биологическим функциям относятся:

• Кроветворная – формирование новых клеток крови происходит в костном мозге.
• Метаболическая – кости представляют собой хранилище значительной части кальция и фосфора в организме.

Половые особенности строения скелета

Скелеты обоих полов преимущественно сходны и радикальных отличий не имеют. К различиям этим можно отнести лишь незначительные изменения формы или размеров конкретных костей. Наиболее очевидные особенности строения скелета человека выглядят следующим образом. У мужчин, кости конечностей обычно длиннее и толще, а места крепления мышц, как правило, более бугристые. Женщины обладают более широким тазом, и в том числе, более узкой грудной клеткой.

Типы костной ткани

Костная ткань – активная живая ткань, состоящая из компактного и губчатого вещества. Первое выглядит как плотная костная ткань, которая характеризуется расположением минеральных компонентов и клеток в виде Гаверсовой системы (структурной единицы кости). Она включает костные клетки, нервы, кровеносные и лимфатические сосуды. Более 80% костной ткани имеет вид Гаверсовой системы. Располагается компактное вещество во внешнем слое кости.

Строение кости: 1- головка кости; 2- эпифиз; 3- губчатое вещество; 4- центральная костно-мозговая полость; 5- кровеносные сосуды; 6- костный мозг; 7- губчатое вещество; 8- компактное вещество; 9- диафиз; 10- остеон

Губчатое вещество не имеет Гаверсовой системы и составляет 20% костной массы скелета. Губчатое вещество очень пористое, с разветвленными перегородками, которые формируют решетчатую структуру. Такое губчатое строение костной ткани предоставляет возможность для хранения костного мозга и запасания жиров и одновременно обеспечивает достаточную прочность кости. Относительное содержание плотного и губчатого вещества варьируется в различных костях.

Развитие костей

Рост костей представляет собой увеличение размера кости в следствие увеличения костных клеток. Кость может увеличиваться в толщину либо расти в продольном направлении, что непосредственно влияет на скелет человека в целом. Продольный рост происходит в зоне эпифизарной пластинки (хрящевого участка на конце длинной кости) первоначально как процесс замены хрящевой ткани костной. Хотя костная ткань представляет собой одну из наиболее прочных тканей нашего организма, очень важно представлять себе, что рост кости очень динамичный и метаболически активный тканевой процесс, происходящий на протяжении всей жизни человека. Отличительной чертой костной ткани является высокое содержание в ней минеральных веществ, прежде всего кальция и фосфатов (которые придают кости прочность), а так же органических компонентов (обеспечивающих кости упругость). У костной ткани имеются уникальные возможности для роста и самовосстановления. Особенности строения скелета подразумевают в том числе и то, что благодаря процессу, называемому перестройкой костной ткани, кость может адаптироваться к механическим нагрузкам, которым она подвергается.

Рост кости: 1- хрящ; 2- образование костной ткани в диафизе; 3- ростовая пластинка; 4- образование костной ткани в эпифизе; 5- кровеносные сосуды и нервы

I — плод; II — новорожденный; III — ребенок; IV — молодой человек

Перестройка костной ткани – способность модифицировать форму кости, ее размер и строение в ответ на внешние воздействия. Это физиологический процесс, включающий рассасывание (резорбцию) костной ткани и ее образование. Резорбция представляет собой поглощение ткани, в данном случае костной. Перестройка – это непрерывный процесс разрушения, замены, поддержания и восстановления костной ткани. Это сбалансированный процесс резорбции и образования кости.

Костную ткань формируют три типа костных клеток: остеокласты, остеобласты и остеоциты. Остеокласты представляют собой крупные клетки – разрушители кости, осуществляющие процесс резорбции. Остеобласты – это клетки, формирующие кость и новую костную ткань. Остеоциты – это зрелые остеобласты, помогающие регулировать процесс перестройки костной ткани.

ФАКТ. Плотность костной ткани в значительной степени зависит от регулярной двигательной активности в течение длительного времени, а занятия физическими упражнениями, в свою очередь, помогают предотвратить переломы костей вследствие увеличения их прочности.

Заключение

Данный объем информации, безусловно, не является абсолютным максимумом, а скорее необходимым минимумом знаний, необходимых персональному тренеру в его профессиональной деятельности. Как я уже говорил в статьях о работе персональным тренером, основу профессионального развития составляет постоянное обучение и совершенствование. Сегодня мы заложили фундамент в такой сложной и объемной теме, как строение скелета человека, и данная статья будет лишь первой в тематическом цикле. В дальнейшем мы рассмотрим еще немало интересной и полезной информации относительно структурных компонентов каркаса человеческого тела. А пока, вы с уверенностью можете сказать, что строение скелета человека более не является для вас «терра инкогнита».

Скелет - совокупность твердых образований, выполняющих защитную, опорную и двигательную функции. От формы скелета зависит внешний вид человека. Кости и их соединения являются пассивной частью опорно-двигательного аппарата . Мышцы, обладающие способностью сокращаться и изменять положение костей, являются активной частью опорно-двигательного аппарата. Подвижность скелета обеспечивают соединения костей. Некоторые соединения являются эластичными (гибкие хрящевые соединения сочленяют позвонки позвоночника и ребра).

Сустав - соединение двух костей, обеспечивающее подвижность. Чем больше суставов, тем эта часть тела подвижнее (например, кисть). Скелет выполняет имеющую большое значение защитную функцию - предохраняет важные части тела от повреждений, например, череп прикрывает головной мозг , позвоночник - спинной мозг, грудная клетка - сердце, легкие, печень, селезенку.

Строение скелета

Череп

Череп - скелет головы, защищающий головной мозг, органы чувств, начальные отделы пищеварительной и дыхательной систем. Череп состоит из мозгового и лицевого отделов. Мозговой череп образован 7 костями. Верхняя его часть образует крышу, нижняя - основание. Лицевой череп состоит из 22 костей.

Позвоночник

Позвоночник состоит из позвонков: 7 шейных, 12 грудных, 5 поясничных, 5 крестцовых, сросшихся в одну кость (крестец) и копчика. Эластичность позвоночника обеспечивают межпозвоночные диски (всего их 23).

Плечевой пояс

Его образуют обе лопатки и ключица, а со скелетом туловища соединяют разные мышцы и связки. В верхних углах лопаток треугольной формы находятся суставные впадины.

Верхние конечности и кисти

Плечевая кость соединяется в локтевом суставе с обеими костями предплечья - локтевой и лучевой. Сустав запястья образуют множество маленьких косточек. Затем следуют пястные кости и фаланги пальцев.

Грудная клетка

Ее составляют 12 грудных позвонков, 12 пар ребер и грудина. 7 верхних пар ребер соединяются непосредственно с грудиной.

Тазовый пояс

Скелет нижних конечностей включает тазовый пояс, и является составной частью скелета туловища. С обеих сторон имеются сформировавшиеся вертлужные впадины суставов бедра.

Нижние конечности и стопы

В бедре одна большая кость - бедренная, в голени две - большая берцовая и малая берцовая кости. Коленный сустав защищает надколенник. Стопы имеют форму свода, поэтому, несмотря на то, что кости стоп малы и легки, они способны выдерживать вес тела.

Самая большая и прочная кость человека - бедренная. Длина бедренной кости взрослого мужчины достигает 50 см, а наибольшая нагрузка на нее - 750 кг. Если не брать в расчет самые маленькие косточки человека - слуховые, которые не относятся к пассивному опорно-двигательному аппарату, то гороховидная косточка является самой маленькой.

В книгах по анатомии приводятся данные о наличии в скелете человека около 245 костей. Указать точное количество не представляется возможным в связи с отсутствием точного определения кости. Например, следует ли прибавлять к общему количеству костей 32 зуба взрослого человека? Как считать сросшиеся вместе кости черепа, как одну или как несколько костей?

Значение опорно-двигательной системы. Опорно-двигательная система человека состоит из пассивного (скелет и его соединения) и активного (мышцы) отделов.

Скелет - совокупность костей тела, соединенных между собой. Он формирует костный каркас тела и выполняет функции движения, опоры, а также защиты. Функция движения осуществляется с помощью сочлененных суставами костей и сокращения прикрепленных к ним мышц. Опорная функция заключается в прикреплении мягких тканей и органов к различным костям скелета. Функция защиты выражается в образовании костями полостей, в которых находятся жизненно важные органы. Так, грудная клетка предохраняет от механических воздействий сердце и легкие, черепная коробка - головной мозг и т. п. Кости также являются источником минеральных веществ. В них находится красный костный мозг, участвующий в кроветворении.

В скелете человека более 200 костей. Они образованы костной тканью, в состав которой входят органические вещества (оссеин, оссеомукоид и др.) и неорганические соединения (преимущественно карбонат и фосфат кальция). Органические вещества придают кости гибкость и упругость, неорганические - твердость. Доля органических веществ от массы кости составляет около 30%, остальные 70% приходятся на неорганические соединения. С возрастом доля неорганических веществ возрастает, а органических снижается, что делает кости более хрупкими и трудно сражаемыми после переломов.

Строение кости. На продольном распиле трубчатой кости (рис. 12.4) хорошо выделяются два вида костного вещества: снаружи - плотное компактное и внутри - губчатое. Оба вида вещества состоят из рыхло расположенных костных клеток и выделяемого ими межклеточного вещества с погруженными в него белковыми волокнами. В совокупности эти элементы формируют костные пластинки, а они, в свою очередь, - более крупные костные перекладины, или балки. В губчатом веществе перекладины располагаются рыхло, образуя между собой ячейки наподобие губки. Если же перекладины плотно прилегают друг к другу в виде концентрических кругов вокруг каналов, в которых проходят нервы и кровеносные сосуды, питающие кость, то образуется компактное вещество кости. Компактное вещество, находясь снаружи, придает кости прочность, а губчатое уменьшает массу кости. Соотношение плотного и компактного костного вещества различно для разных костей и зависит от их формы, функции и расположения.

Снаружи кость, за исключением суставных поверхностей, покрыта надкостницей. Она представляет собой плотный соединительнотканный чехол, который посредством коллагеновых волокон сращен с костью. В надкостнице содержится много кровеносных сосудов, проникающих в толщу кости и питающих ее. Во внутреннем слое надкостницы имеются клетки (остеобласты), способные образовывать новые костные клетки. Поэтому надкостница обеспечивает рост костей в толщину, а также заживление переломов костей.

Рис. 12.4. Схема строения трубчатой кости: 1 -губчатое вещество; 2 - компактное вещество; 3 - костно-мозговая полость; 4 - костный мозг; 5 - надкостница; 6 -кровеносный сосуд; 7 -питательное отверстие.

Кость содержит костный мозг двух видов. Ячейки между перекладинами губчатого вещества кости заполнены красным костным мозгом. В нем много кровеносных сосудов, питающих кость изнутри, а также кроветворных клеток. В полости трубчатых костей содержится желтый костный мозг, представленный главным образом жировыми клетками, придающими ему желтый цвет.

Форма костей. По форме кости скелета подразделяют на трубчатые, плоские и смешанные.

Трубчатые кости подразделяются на длинные и короткие. Длинные трубчатые кости, образующие основу конечностей, выполняют функцию рычагов, приводимых в движение мышцами (кости плеча, предплечья, бедра, голени). Эти кости имеют утолщенные концы -- головки, или эпифизы, и полую (в виде трубки) среднюю часть - тело, или диафиз, стенки которого образованы компактным веществом. Будучи легкими, такие кости способны оказывать большое сопротивление сжатию и растяжению. В период роста кости между телом и головками расположены хрящевые прослойки. Клетки хряща делятся в сторону концов кости, а на противоположной стороне прослойки хрящ замещается костью, в результате чего длина кости увеличивается. Полное окостенение скелета человека происходит к 20-25 годам. Короткие трубчатые кости располагаются в местах, где большая подвижность сочетается с сопротивлением сдавливающим силам (кости предплюсны, запястья).

Плоские кости формируют защитные полости для внутренних органов (кости черепа, тазовые кости, ребра, лопатки и др.).

К смешанным принадлежат кости, образованные из нескольких частей, имеющих различное строение и функции (височная, клиновидная кости).

Соединение костей. Существует три типа соединения костей: неподвижное, полуподвижное и подвижное, или сустав (рис. 12.5).

Неподвижные соединения осуществляются сращением костей (крестцовые позвонки), а также швами (кости черепа). Они обеспечивают надежность соединения и способность выдерживать большие нагрузки.

Рис 12.5. Неподвижное (а), полуподвижное (б) и подвижное (в) соединение костей: 1 -3 - швы между теменными, лобной и теменной и между затылочной и теменными костями соответственно; 4 - позвонки; 5 - хрящевые прослойки между позвонками; 6,7 -суставные поверхности; 8 - суставная полость; 9 - надкостница; 10 - суставная сумка.

Полуподвижныии называются соединения костей с помощью хряща (соединение позвонков в позвоночнике, ребер с грудиной).

Сустав - наиболее распространенная и сложная форма соединения костей, обеспечивающая подвижное соединение. Суставы независимо от различий в подвижности состоят из трех обязательных элементов: суставных поверхностей, суставной сумки и суставной полости (см. рис. 12.5). Суставные поверхности сочленяющихся костей идеально пригнаны по форме и плотно прилегают друг к другу. Они покрыты особым (гиалиновым) хрящом. Их гладкая поверхность облегчает движение в суставе, а эластичность хряща смягчает толчки и сотрясения, испытываемые суставом. Соединительнотканная суставная сумка натянута между сочленяющимися концами костей и прикреплена к краю суставных поверхностей, где она переходит в надкостницу. В большинстве суставов сумка снаружи укреплена связками. Суставная полость герметична и окружена суставными хрящами и суставной сумкой. В ней находится небольшое количество вязкой жидкости, которая смазывает суставные хрящи, что уменьшает трение в суставах при движении. Благодаря отрицательному давлению в суставной полости поверхности сочленяющихся костей тесно прилегают друг к другу.

По форме суставных поверхностей различают четыре типа суставов: плоские (между костями запястья и пясти), цилиндрические (сочленение между локтевой и лучевой костями), эллиптические (сочленение между костями предплечья и кисти) и шаровидные (плечевой и тазобедренный суставы). Наименьшую подвижность обеспечивают плоские суставы, наибольшую - шаровидные.

Рис 12.6. Скелет человека (спереди и сзади): 1 - череп; 2-позвоночник; 3 - грудина; 4 - грудная клетка; 5 - ключица; 6 - лопатка; 7 - плечевая кость; 8 -локтевая кость; 9 -лучевая кость; 10- кости запястья; 11 - кости пясти; 12 - фаланги пальцев; 13 -тазовая кость; 14 - бедренная кость; 15 - большая берцовая кость; 16 -малая берцо-вая кость; 17-кости предплюсны; 18 - кости плюсны.

Строение скелета человека и его особенности. В скелете выделяют три отдела: скелет туловища, верхних и нижних конечностей и головы - череп (рис. 12.6).

Каждый позвонок состоит из тела и дуги. От позвонка отходят семь отростков: два поперечных, непарный остистый и по два верхних и нижних суставных отростка. При помощи последних позвонки сочленяются друг с другом. Между телом и дугой позвонка имеется позвоночное отверстие. Совокупность расположенных друг над другом отверстий позвонков образует позвоночный канал, в котором располагается спинной мозг. Размеры тел позвонков увеличиваются от шейного отдела к поясничному в связи с возрастающей нагрузкой на нижние позвонки. Тела позвонков соединены между собой хрящевыми межпозвоночными дисками, обеспечивающими его подвижность и гибкость. Крестцовые и копчиковые позвонки сращены между собой и образуют крестцовую и копчиковую кости.

В связи с прямохождением человека его позвоночник имеет четыре изгиба. В шейном и поясничном отделах изгибы обращены выпуклостью вперед (лордоз), в грудном и крестцовом - выпуклостью назад (кифоз). Благодаря S-образной форме позвоночника смягчаются толчки при ходьбе, прыжках и беге, облегчается сохранение равновесия тела и увеличивается объем полости грудной клетки и таза.

Грудные позвонки, 12 пар ребер и грудина в совокупности образуют грудную клетку. Плоские, дугообразно изогнутые ребра сочленены с поперечными отростками тел грудных позвонков. Верхние ребра - 7 пар - непосредственно соединены с грудиной - плоской костью, лежащей по средней линии груди. Расположенные под ними 8- 10-я пары ребер соединены друг с другом хрящами и присоединены к 7-й паре ребер. 11-я и 12-я пары ребер не соединяются с грудиной и размещаются свободно в мягких тканях. Грудная клетка защищает расположенные в ней сердце, легкие, трахею, пищевод и крупные кровеносные сосуды. За счет ритмического приподнимания и опускания ребер изменяется объем грудной клетки. В связи с прямохождением человека ее форма плоская и широкая.

Скелет верхних конечностей включает плечевой пояс и скелет свободных верхних конечностей (рук). Плечевой пояс представляют две парные кости -лопатки и ключицы. Лопатка - плоская треугольная кость, наружный угол которой образует суставную впадину для сочленения с головкой плечевой кости. Ключицы одним концом соединены с грудиной, а другим - с лопаткой, благодаря чему рука человека получает возможность совершать разнообразные движения в трех плоскостях. Скелет свободной верхней конечности образован плечевой костью, предплечьем, состоящим из локтевой и лучевой костей, а также кистью. В кисти различают восемь коротких трубчатых костей запястья, расположенных в два ряда по четыре кости, пять длинных костей пясти, каждая из которых имеет по три фаланги пальцев (за исключением большого пальца с двумя фалангами).

Скелет нижних конечностей состоит из тазового пояса и свободных нижних конечностей (ног). Тазовый пояс образован парой массивных тазовых костей, которые сзади сращены с крестцом, а спереди соединены между собой с помощью хряща (лонное сращение). В растущем организме тазовая кость состоит из трех костей, соединенных хрящевой тканью: подвздошной, седалищной и лонной. На месте их сращения имеется углубление - вертлужная впадина, служащая для соединения с головкой бедренной кости. В связи с прямохождением таз человека широкий и чашеобразный. Женский таз по форме более широкий и короткий, мужской - более длинный и узкий.

Скелет свободной нижней конечности состоит из бедренной кости, костей голени (большой и малой берцовой) и костей стопы (семь костей предплюсны, пять плюсны и фаланги пальцев). В стопе имеется свод, образуемый опорой на выступ пяточной кости и переднюю часть костей пясти. Сводчатая стопа смягчает толчки тела при ходьбе.

Скелет головы (череп) состоит из двух отделов: мозгового и лицевого. Мозговой отдел по объему в четыре раза превосходит лицевой (у обезьян они равны). Мозговой череп образован двумя парными костями (теменными и височными) и четырьмя непарными (лобной, затылочной, решетчатой и клиновидной). В состав лицевого отдела черепа, формирующего костный остов лица, входят три непарные кости (нижняя челюсть, сошник и подъязычная) и шесть парных костей (верхнечелюстные, небные, скуловые, носовые, слезные и нижние носовые раковины). В костях верхней и нижней челюстей имеется по 16 ячеек для шеек и корней зубов. Все кости черепа, за исключением нижней челюсти, соединены неподвижно. Нижняя челюсть соединена суставом с отростками височных костей (рис. 12.7).

Рис 12.7. Череп спереди и сбоку: 1 - лобная кость; 2 - теменная кость; 3 - височная кость; 4 - скуловая кость; 5 - носовая кость; б - верхняя челюсть; 7 - нижняя челюсть; 8 - затылочная кость; 9 - основная кость; 10 - наружное слуховое отверстие.

В человеческом теле насчитывается более 200 костей, которые образуют скелет головы (череп), скелет туловища, скелеты верхних и нижних конечностей.

Кроме костей, в состав человеческого скелета входят хрящи. Они занимают очень значительное место в скелете зародыша и сохраняются у детей. С возрастом все большее и большее количество хрящей окостеневает. У взрослого человека хрящи сохраняются на передних концах ребер, лежат между позвонками, покрывают концы длинных костей.

Функции скелета человека и его значение

Скелет человека обеспечивает телу сохранение формы и служит ему опорой при любых положениях (стоянии, сидении, лежании). Ограничивая полости, занятые внутренними органами, скелет выполняет защитную функцию. Наконец, вместе с прикрепленными к нему мышцами человеческий скелет участвует в движениях тела.

Кости скелета человека обладают большой крепостью: они выдерживают давление, равное 16 кг на квадратный миллиметр их поверхности. Плечевую кость мужчины, поставленную вертикально, можно сломать только тяжестью в 850 кг, а бедренную – в 1300 кг. Такая крепость костей зависит от особенностей их строения и химического состава.

Вопрос 1.
Скелет выполняет следующие функции:
1) опорную - для всех других систем и органов;
2) двигательную - обеспечивает передвижение тела и его частей в пространстве;
3) защитную - предохраняет от внешних воздействий органы грудной и брюшной полости, мозг, нервы, сосуды.

Вопрос 2.
Различают два типа скелета – наружный и внутренний. Наружный скелет имеют некоторые простейшие, многие моллюски, членистоногие – это раковины улиток, мидий, устриц, твёрдые панцири раков, крабов, лёгки, но прочные хитиновые покрытия насекомых. Внутренний скелет имеют беспозвоночные радиолярии, головоногие моллюски и позвоночные.

Вопрос 3.
Тело моллюсков обычно заключено в раковину. Раковина может состоять из двух створок или быть другой формы в виде колпачка, завитка, спирали и т.д. Раковина образована двумя слоями - наружным, органическим, и внутренним - из углекислого кальция. Известковый слой подразделяется на два слоя: за органическим залегает фарфоровидный слой, образованный призматическими кристаллами карбоната кальция, а под ним - перламутровый, кристаллы которого имеют форму тонких пластинок, на которых происходит интерференция света.
Раковина представляет собой наружный твердый скелет.

Вопрос 4.
Тело и конечности насекомых имеют хитинизированный покров - кутикулу, который является наружным скелетом. Кутикула многих насекомых снабжена большим количеством волосков, выполняющих функцию осязания.

Вопрос 5.
Простейшие могут образовывать наружные скелеты в виде раковинок или панцирей (фораминиферы, радиолярии, панцирный жгутиконосец), а также внутренние скелеты разнообразной формы. Главная функция скелета простейших, защитная.

Вопрос 6.
Наличие твердых покровов у членистоногих препятствует непрерывному росту животных. Поэтому рост и развитие членистоногих сопровождаются периодическими линьками. Старая кутикула сбрасывается, и, пока новая не затвердеет, животное растет.

Вопрос 7.
У позвоночных внутренний скелет, основным осевым элементом которого является хорда. У позвоночных внутренний скелет состоит из трёх отделов – скелета головы, скелета туловища и скелета конечностей. Внутренний скелет имеют позвоночные (рыбы земноводные, пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие).

Вопрос 8.
Растения то же имеют опорные структуры, с помощью которых они выносят листья к солнцу и поддерживают их в таком положении, чтобы листовые пластинки как можно лучше освещались солнечным светом. У древесных растений основной опорой служит механическая ткань. Выделяют три типа механических тканей:
1) колленхима образована из живых клеток разнообразной формы. Они встречаются в молодых стеблях растений и листьях;
2) волокна представлены мертвыми вытянутыми клетками с равномерно утолщенными оболочками. Волокна входят в состав древесины и луба. Примером лубяных неодревесневших волокон служит лен;
3) каменистые клетки имеют неправильную форму и сильно утолщенные одревесневшие оболочки. Эти клетки образуют скорлупу орехов, косточки костянок и т.д. Каменистые клетки находятся в мякоти плодов груши и айвы.
В сочетании с другими тканями механическая ткань формирует своеобразный «скелет» растения, особенно развитый в стебле. Здесь она часто образует некое подобие цилиндра, проходящего внутри стебля, или располагается вдоль него отдельными тяжами, обеспечивая прочность стебля на изгиб. В корне напротив механическая ткань сосредоточена в центре, повышая сопротивление корня на разрыв. Механическую рол играет также древесина, даже после отмирания клетки древесины продолжают выполнять опорную функцию.