Кости скелета

Определения и обозначения

Кость — орган опорно-двигательной системы, состоящий из костной ткани и связанных с ней структур. Она служит опорой, защищает некоторые органы и участвует в движении. Кость не просто твёрдая деталь скелета: её живые ткани растут и восстанавливаются.

Надкостница — оболочка, покрывающая кость снаружи, за исключением участков, закрытых суставным хрящом. В ней проходят сосуды, которые помогают снабжать кость питательными веществами, а её клетки обеспечивают рост кости в толщину. Надкостница также участвует в заживлении повреждений.

Компактное вещество — плотный наружный слой кости. Особенно хорошо оно развито в средней части трубчатых костей, где нужно выдерживать значительную нагрузку. Плотное строение помогает кости быть прочной, не занимая слишком много места.

Губчатое вещество образовано костными перекладинами, между которыми остаются ячейки. Оно находится внутри костей и особенно заметно в их концах; ячейки заполнены костным мозгом. Перекладины расположены так, чтобы кость выдерживала нагрузку, а её масса не становилась чрезмерной.

Как это устроено

Кости соединены в скелет, который поддерживает тело и сохраняет его форму. Он защищает уязвимые органы: например, череп окружает головной мозг, а грудная клетка — сердце и лёгкие. К костям прикрепляются мышцы, поэтому их сокращение может перемещать части тела.

Кость считается живым органом, потому что в ней есть клетки, сосуды и нервы. Сосуды доставляют клеткам кислород и питательные вещества, а также участвуют в удалении продуктов обмена. В костном мозге образуются клетки крови, поэтому внутреннее строение кости связано не только с опорой и движением.

Компактное и губчатое вещества распределены неравномерно: их соотношение зависит от формы кости и испытываемой нагрузки. Плотный компактный слой обеспечивает прочность, а губчатые перекладины поддерживают кость изнутри. Ячейки между перекладинами уменьшают массу, не превращая кость в сплошной тяжёлый блок.

В трубчатой кости середина вытянута и образует тело, или диафиз, а расширенные концы называют эпифизами. В диафизе преобладает компактное вещество, а внутри находится костномозговая полость; в эпифизах много губчатого вещества. Снаружи кость покрывает надкостница, которая обеспечивает её питание и помогает восстанавливаться.

Трубчатые кости растут в длину благодаря хрящевым прослойкам между телом и концами кости. Клетки хряща делятся, а затем хрящевая ткань постепенно заменяется костной, поэтому кость удлиняется. По мере взросления ростковые зоны закрываются и заменяются костной тканью; рост в длину прекращается, тогда как увеличение толщины связано с надкостницей.

Типы костей и особенности их строения

Чтобы определить тип кости, сначала обратите внимание на её форму, а затем — на то, как распределены компактное и губчатое вещества. Примеры помогают сопоставить строение с задачей кости, но форма сама по себе не объясняет всех её функций.

Разбор задач

Задача 1. Назовите тип кости плеча и объясните, по каким особенностям строения его можно определить. Нужно сопоставить форму кости с типами из таблицы, а затем назвать характерные части. Так станет ясно, почему выбран именно этот тип.

1. Плечевая кость вытянута: у неё есть длинная средняя часть и расширенные концы. Такая форма характерна для трубчатой кости.
2. У трубчатой кости тело образовано преимущественно компактным веществом, а концы содержат губчатое. Внутри тела расположена костномозговая полость.
3. Сопоставляем признаки строения с плечевой костью и определяем её тип. Форма и наличие характерных частей подтверждают вывод.

Ответ: плечевая кость — трубчатая; у неё есть вытянутое тело с костномозговой полостью и расширенные губчатые концы.

Задача 2. Объясните, почему кость остаётся прочной, хотя внутри некоторых костей есть полости и губчатое вещество. Полость может показаться признаком слабости, а губчатое строение — непрочным. Для ответа нужно учитывать, что разные вещества распределены в кости не случайно.

1. В средней части трубчатой кости снаружи находится плотное компактное вещество. Оно образует прочную оболочку, способную выдерживать нагрузку.
2. Внутри кости есть полость, а в концах — губчатое вещество с перекладинами. Перекладины помогают выдерживать нагрузку, а ячейки и полость уменьшают массу.
3. Соединяем эти особенности: наружный плотный слой обеспечивает прочность, внутреннее строение помогает не утяжелять кость. Поэтому наличие полостей не означает, что кость лишена опоры.

Ответ: прочность обеспечивают компактный слой и система губчатых перекладин, а полости помогают снизить массу кости.

Задача 3. У подростка повреждена область хрящевой прослойки у конца трубчатой кости. Предположите, на какой процесс это может повлиять, и обоснуйте ответ. Важно не перепутать рост кости в длину с увеличением её толщины. Для вывода нужно вспомнить, где находятся зоны роста.

1. Хрящевые прослойки у концов трубчатой кости участвуют в её удлинении. Именно там хрящ постепенно заменяется костной тканью.
2. Если эта область повреждена, нормальное деление клеток хряща и его замещение костной тканью могут нарушиться. Значит, возможны последствия для роста кости в длину.
3. Рост в толщину обеспечивается надкостницей, а она расположена снаружи. Поэтому повреждение ростковой зоны прежде всего связывают с удлинением, а не с утолщением.

Ответ: повреждение может нарушить рост кости в длину, потому что хрящевая прослойка у её конца является ростковой зоной.

Типичные ошибки

Ошибка — считать кость неживым материалом. Так думают, потому что кость твёрдая, но в ней есть клетки, сосуды и нервы. Проверьте себя: если орган получает питание и может расти и восстанавливаться, он не является просто неживой опорой.

Ошибка — путать компактное и губчатое вещества. Их названия могут казаться похожими, но компактное образует плотный слой, а губчатое состоит из перекладин и ячеек. Чтобы проверить себя, спросите, какое вещество выглядит как плотная оболочка, а какое — как внутренняя сеть.

Ошибка — считать, что кость растёт только в длину. Рост в длину и толщину часто объединяют, потому что оба процесса меняют размер кости, однако обеспечивают их разные участки. Проверьте себя: длину связывают с хрящевыми прослойками, а толщину — с надкостницей.

Ошибка — смешивать функции отдельной кости и скелета в целом. Скелет как система поддерживает тело и защищает органы, а конкретная кость выполняет задачи в своём участке. Проверяйте, о чём идёт речь: об одной кости или о всём скелете.

Связь с другими темами

Перед изучением костей полезно знать, чем костная ткань отличается от хрящевой, и понимать роль скелета в опоре и движении. Эти знания помогут разобраться, как устроены части кости и где расположены зоны роста. Позже они пригодятся при изучении отделов скелета, соединения костей, суставов и работы мышц. Понимание роста и восстановления костей также помогает объяснить возрастные изменения скелета и последствия травм.

Что запомнить

• Кость — живой орган, а не просто твёрдая опора.
• Надкостница участвует в росте кости в толщину и её восстановлении.
• Компактное вещество образует плотный слой кости.
• Губчатое вещество состоит из костных перекладин и ячеек.
• Кости различаются по форме и строению.
• Рост трубчатой кости в длину происходит в области хрящевых прослоек.
• Строение кости связано с её функциями.