Скелет человека состоит из 206 костей, весьма различных по размеру, форме и строению — от широких и плоских костей свода черепа до длинных трубчатых в конечностях. Особенности внутренней структуры обеспечивают их высокую прочность — в четыре раза выше, чем у бетона. Кубик сплошной костной ткани со стороной 5 см может выдержать вес слона.

Функции костей

Самые очевидные их функции — поддержание формы тела, обеспечение ему прочной опоры и участие вместе с мышцами в целе­направленных, контролируемых движениях. Скелет защищает от внешних воздействий жизненно важные органы; в частности, че­реп служит вместилищем для головного мозга, органов зрения и слуха, позвоночник — для спинного мозга, грудная клетка — для сердца и легких.

Кроме того, кости — это главное хранилище («депо») кальция — минерального вещества, которого больше всего в нашем теле. В них в форме солей (в основ­ном карбоната и фосфата) сосредоточено около 99% его запасов. Кальций не только строитель­ный материал для костей и зубов: он участвует во многих физиологических процессах, включая мышечное сокращение, нервную проводимость и свертывание крови.

ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ, ЧТО…

  • Скелет плода состоит в основном из гибкого хряща. Постепенно он замещается костной тканью. Остатки хряща между диафизами и эпифизами окостеневают только к 25 годам.
  • Окостеневает не весь скелетный хрящ. Он остается на суставных поверхностях костей, в носу и ушных раковинах.

ЭПИФИЗЫ И ДИАФИЗ

У молодого организма между концами (эпифизами) и стержнем (диафизом) трубчатых костей сохраняются тонкие хрящевые прослойки — эпифизарный хрящ. За счет размножения его клеток кости удлиняются. К 18-25 годам этот хрящ окончательно окостеневает и эпифизы срастаются с диафизом.

Костный мозг

Губчатое вещество всех костей, а поначалу и центральная полость трубчатых заполнены красным костным мозгом. В нем образуются клетки крови.

В последнем случае ионы этого элемента нужны для ак­тивации так называемых фак­торов свертывания, что приво­дит к образованию кровяного сгустка. Процесс запускается агрегацией (слипанием) особых клеток крови, тромбоци­тов, закупоривающих брешь в стенке сосуда. Эти клетки то­же образуются в костях.

ПРОЧНОСТЬ КОСТЕЙ

Кристаллические соли кальция в кости очень твердые. Они способны выдерживать огромное давление, но разрушаются при сильных ударах, изгибах и скручиваниях. И напротив, коллагеновые волокна мягкие, но крепкие. Они легко выдерживают деформацию и придают костям гибкость и упругость. В целом прочность этой ткани обусловлена сочетанием свойств ее минерального и органического вещества.

Костный мозг

У новорожденного все кости заполнены студенистым ве­ществом — красным костным мозгом. Это кроветворный ор­ган, вырабатывающий клетки крови — эритроциты (перено­сящие кислород), лейкоциты (защищающие от инфекций) и тромбоциты, участвующие в ее свертывании. С возрастом в полостях длинных (трубча­тых) костей красный костный мозг постепенно перерождается в желтый, состоящий в основном из жира. Однако он сохраняется в их расширен­ных концах и во всех прочих костях.

КОМПАКТНОЕ ВЕЩЕСТВО

Слой этого вещества кажется однородным, но на самом деле он состоит из множества цилиндров, называемых остеонами. Каждый остеон образован концентрическими слоями костной ткани, между которыми находятся микроскопические пустоты (лакуны) с остеоцитами. По оси остеона проходит гаверсов канал с нервами и кровеносными сосудами. Эти каналы сообщаются между собой радиальными питательными каналами.

Строение кости

Каждая кость покрыта сверху фиброзной соединительно­тканной пленкой — надкост­ницей. Она пронизана крове­носными сосудами, достав­ляющими питательные веще­ства и гормоны ее клеткам, а также нервами, передающими информацию о боли и поло­жении кости в пространстве.

Под надкостницей нахо­дится слой твердого и плотно­го компактного вещества ко­сти, а глубже — ее ячеистое губчатое вещество.

  • Компактное вещество об­разовано цилиндрическими структурами (остеонами) диа­метром около 0,2 мм и длиной порядка 10 мм. Они залегают параллельно поверхности ко­сти и плотно упакованы в од­нородную твердую ткань. В центральных каналах остео­нов проходят связанные с надкостницей кровеносные сосуды и нервы.
  • Губчатое вещество окружено компактным. Оно пористое и состоит из твердых балок (трабекул), между которыми находятся взаимосвязанные ячейки, заполненные кост­ным мозгом.

Состав кости

Костная ткань образована главным образом плотным каркасом из волокон белка коллагена, который заполнен кристаллами кальциевых со­лей. Они, т. е. минеральное вещество, придают кости твер­дость, тогда как коллаген (ор­ганическое вещество) обес­печивает ей некоторую упру­гость. Коллаген — очень проч­ный и гибкий материал, слу­жащий основой большинства соединительных тканей, кото­рые связывают, разделяют и защищают жизненно важные органы. К ним относятся, в частности, костная, хрящевая, волокнистая ткани (в связках, сухожилиях, коже и др.).

4 СПОСОБА… сохранить кости крепкими

  1. Правильно питайтесь

Получайте побольше витаминов, минеральных веществ и кальция. Последнего много в молочных продуктах и листовой зелени.

  1. Занимайтесь физкультурой

Физические нагрузки с преодоле­нием силы тяжести стимулируют образование костной ткани.

      3. Не курите

Вещества табачного дыма мешают усвоению кальция и ускоряют старение всех тканей.

      4. Не злоупотребляйте алкоголем

Избыток спиртного мешает усвоению питательных веществ и ускоряет разрушение костей.

Костные клетки

Хотя основная масса кости образована коллагеном и со­лями кальция, это отнюдь не инертная, а живая структура, которая непрерывно изменя­ется, разрушаясь и обновляясь с участием особых клеток.

■ Остеобласты находятся на поверхности кости непосред­ственно под надкостницей.

ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ, ЧТО…

■ В лицевом отделе черепа человека

14 костей, а в каждой кисти — 27.

Самая мелкая косточка — стремя в среднем ухе. Ее длина 2,5 мм.

■ Самая длинная и прочная кость — бедренная, а самая твердая – нижняя челюсть.

Они синтезируют межклеточ­ное вещество кости, т. е. выра­батывают белок, формирую­щий ее коллагеновый каркас, и ионы кальция, которые об­разуют соли, кристаллизую­щиеся внутри него.

  • Остеоциты. Со временем остеобласты оказываются за­мурованными в образованном ими костном материале. Тогда они снижают активность и превращаются в остеоциты с длинными отростками. Это самые многочисленные клет­ки костной ткани, обеспечи­вающие ее обмен веществ.
  • Остеокласты. Эти клетки с помощью кислоты и фермен­тов разрушают межклеточное вещество кости, например для высвобождения из него каль­ция, который нужнее в другом месте, а также для удаления поврежденной ткани, на мес­те которой образуется новая.

Типы костей

Кости человека делятся на несколько групп в зависимо­сти от формы и строения.

  • Длинные (трубчатые) кости цилиндрические с полым цен­тральным стержнем (диафи­зом) и утолщенными концами (эпифизами). Они образуют скелет бедер, голеней, пред­плечий, пальцев и т. п.
  • Короткие кости напомина­ют многогранники, целиком заполненные губчатым веще­ством. Они образуют скелет запястья и предплюсны.
  • Плоские кости напоминают сандвичи из двух слоев компактного вещества с губчатой прослойкой. К этому типу от­носятся лопатки, ребра, гру­дина, кости свода черепа, подвздошные кости таза.
  • Смешанные кости, напри­мер позвонки и кости лицево­го отдела черепа, устроены так сложно, что не соответствуют ни одной из перечисленных выше категорий.
  • Сесамовидные (вставочные) кости не связаны с осталь­ным скелетом. Они образу­ются внутри сухожилий и ук­репляют их в участках силь­ного трения, например о суставы. Обычно они очень мелкие. Исключение — над­коленник.

ЗАЖИВЛЕНИЕ ПЕРЕЛОМА

Для полного срастания сломанной кости требуется от шести недель до нескольких месяцев.

  1. Сразу после перелома в его месте начинается кровотечение из поврежденных сосудов надкостницы.
  2. Кровь свертывается, перестает вытекать, на месте ее сгустка постепенно формируется фиброзная соединительная ткань.
  3. Поверх фиброзной ткани остеобласты откладывают мягкое губчатое вещество кости — образуется так называемая костная мозоль.
  4. Со временем мозоль рассасывается, а на месте наружного слоя ее губчатого вещества образуется компактное.