§ 14. Строение и функции скелета

Определения и обозначения

Скелет — совокупность костей и их соединений. Он служит опорой для тела, помогает сохранять его форму, защищает органы и участвует в движении. Поэтому, описывая скелет, нужно учитывать не только сами кости, но и то, как они соединены.

Осевой скелет — центральная часть скелета, включающая череп, позвоночник и грудную клетку. Эти части образуют основу головы и туловища и защищают расположенные внутри органы. Такое деление помогает понять, какие кости прежде всего поддерживают тело и какие создают защиту.

Добавочный скелет — кости верхних и нижних конечностей вместе с их поясами. Пояса соединяют конечности с туловищем, а кости рук и ног обеспечивают их движения. Благодаря такому устройству можно не только перемещаться, но и выполнять разнообразные действия руками.

Сустав — подвижное соединение костей. В нём есть соприкасающиеся суставные поверхности, обычно покрытые хрящом, суставная капсула и полость с жидкостью, уменьшающей трение. Сустав позволяет костям двигаться друг относительно друга; неподвижные соединения, в отличие от него, такого движения почти не допускают.

Как это устроено

Скелет поддерживает тело, потому что кости образуют прочную основу, к которой прикрепляются мышцы и другие ткани. Благодаря этой основе тело сохраняет форму, а его части могут занимать определённое положение. Кости также защищают уязвимые органы: череп окружает мозг, а грудная клетка образует защиту для сердца и лёгких. Следовательно, форма и расположение костей связаны с тем, какие органы нуждаются в опоре или защите.

Деление скелета на осевой и добавочный показывает, как устроена опора тела и где расположены конечности. Череп, позвоночник и грудная клетка находятся вдоль центральной оси и образуют основу головы и туловища. Кости добавочного скелета соединены с этой основой через пояса, поэтому руки и ноги могут двигаться относительно туловища. Такое устройство сочетает устойчивость центральной части тела с подвижностью конечностей.

Кости имеют разную форму и строение, потому что выполняют неодинаковую работу. Длинные кости конечностей помогают перемещать части тела: они передают усилие мышц и действуют как рычаги. Плоские кости черепа, напротив, образуют защитную оболочку вокруг мозга. Значит, особенности кости следует связывать с её функцией, а не считать случайными.

Соединения костей бывают неподвижными, полуподвижными и подвижными. Неподвижное соединение обеспечивает прочность там, где широкие движения не нужны; полуподвижное допускает ограниченную гибкость. Подвижное соединение — сустав — необходимо там, где части тела должны менять положение, например при сгибании руки. Разная подвижность помогает одновременно сохранять устойчивость тела и выполнять движения.

Кости сами по себе не создают движение: его обеспечивают мышцы, прикреплённые к костям. Когда мышца сокращается, она тянет кость, и та перемещается относительно соседней кости в месте соединения. Поэтому для движения нужны сразу три участника: кости, соединяющие их суставы и мышцы, создающие усилие. Если рассматривать сгибание руки, следует проследить, как сокращение мышц перемещает кости предплечья и плеча относительно друг друга.

Отделы скелета и их роль

Чтобы пользоваться таблицей, сначала найдите нужный отдел, а затем сравните его состав и функции. По последнему столбцу можно связать строение скелета с конкретным органом или движением. Например, рёбра относятся к грудной клетке, а её защитная роль связана с сердцем и лёгкими.

Разбор задач

Задача 1. Назовите отдел скелета, к которому относятся череп и позвоночник, и укажите одну его функцию. Нужно определить, к какой группе относятся обе названные части, а затем выбрать общую роль этой группы. Череп и позвоночник входят в центральную часть скелета, а не в скелет конечностей. Один подходящий пример функции — опора тела или защита органов.

1. Сопоставляем перечисленные части с делением скелета на осевой и добавочный.
2. Череп и позвоночник относятся к осевому скелету; к нему также принадлежит грудная клетка.
3. Выбираем функцию, общую для осевого скелета: он образует центральную опору тела и защищает органы.

Ответ: череп и позвоночник относятся к осевому скелету; одна из его функций — опора тела.

Задача 2. Почему повреждение грудной клетки может угрожать работе сердца и лёгких? Назовите кости, образующие эту часть скелета. Здесь нужно связать расположение органов с защитной ролью костей. Сердце и лёгкие находятся в грудной полости, которую окружает грудная клетка. Если её кости повреждены, защита органов может ослабнуть.

1. Определяем, какие органы находятся внутри грудной клетки: сердце и лёгкие.
2. Вспоминаем её состав: рёбра, грудина и грудные позвонки.
3. Связываем повреждение с функцией: нарушенная костная защита повышает риск повреждения расположенных внутри органов.

Ответ: травма грудной клетки опасна, потому что может ослабить защиту сердца и лёгких. Грудную клетку образуют рёбра, грудина и грудные позвонки.

Задача 3. Человек сгибает руку в локте и поднимает груз. Объясните, как в этом участвуют кости, сустав и мышцы, и почему кости конечности работают как рычаги. Для объяснения движения важно не приписывать его одним костям. Сустав обеспечивает подвижное соединение, мышцы создают усилие, а кости передают его и перемещаются. При подъёме груза это совместное действие позволяет изменить положение предплечья.

1. Находим соединение, вокруг которого происходит движение: локтевой сустав соединяет кости руки и позволяет сгибать её.
2. Мышцы при сокращении тянут прикреплённые к ним кости; поэтому предплечье перемещается относительно плеча.
3. При подъёме груза мышцы продолжают создавать усилие, а кости передают его и помогают переместить руку и груз.
4. Кости называют рычагами, потому что они перемещаются вокруг точки соединения и передают усилие мышц.

Ответ: мышцы сокращаются и тянут кости, кости движутся относительно друг друга в локтевом суставе и поднимают груз. Кости конечности работают как рычаги, передающие мышечное усилие.

Типичные ошибки

Ошибка — считать скелет только набором костей. Так думают, потому что кости заметнее всего, но их соединения тоже входят в скелет и определяют, насколько части тела могут двигаться. Проверка: если объясняете сгибание руки, назовите не только кости, но и сустав. Без учёта соединения описание движения будет неполным.

Ошибка — путать осевой и добавочный скелет. Причина часто в том, что обе группы состоят из костей, но различаются расположением и ролью. Череп, позвоночник и грудная клетка относятся к осевому скелету, конечности и их пояса — к добавочному. Проверяйте себя по вопросу: речь идёт о центральной опоре или о костях рук и ног?

Ошибка — считать, что все кости соединены подвижно. Суставы хорошо знакомы по движениям рук и ног, поэтому может показаться, что так устроены все соединения. На самом деле соединения бывают неподвижными, полуподвижными и подвижными. Чтобы проверить ответ, подумайте, нужно ли этой части тела свободно двигаться или важнее прочность и защита.

Ошибка — приписывать движение одним костям. Кости выглядят как части, которые перемещаются, но усилие для движения создают сокращающиеся мышцы. Кость сама не тянет соседнюю кость: мышца действует на неё через место прикрепления, а движение происходит в соединении. Проверка: в объяснении движения назовите мышцу, кость и сустав, а не только кости.

Связь с другими темами

Для понимания скелета достаточно знать основные части тела и представлять, что костные структуры могут защищать расположенные внутри органы. Например, связь между черепом и мозгом помогает увидеть защитную функцию костей. Эти знания пригодятся при изучении мышечной системы: мышцы прикрепляются к костям и приводят их в движение. Они также помогут разбираться в осанке, причинах травм и правилах первой помощи.

Что запомнить

• Скелет образует опору тела и участвует в движении.
• Скелет защищает внутренние органы от повреждений.
• Осевой скелет включает череп, позвоночник и грудную клетку.
• Добавочный скелет включает кости конечностей и их поясов.
• Кости соединяются с разной степенью подвижности.
• Движение обеспечивается совместной работой мышц, костей и их соединений.