Вам известно, что все кости организма человека образуют скелет — пассивную часть опорно-двигательной системы. Ее активную часть образуют прикрепленные к костям скелетные мышцы. Элементы опорно-двигательной системы человека составляют более 50 % массы тела.

Значение опорно-двигательной системы заключается в обеспечении перемещения организмов в пространстве, движения частей тела относительно друг друга, опоры и защиты важнейших органов. Кости скелета участвуют в обмене солей кальция, фосфора, выполняют кроветворную функцию. При участии мышц происходит ток крови, осуществляются дыхательные движения, человек выполняет физическую работу и т. п.

Пониженная двигательная активность (гиподинамия) является одним из факторов, отрицательно влияющих на процессы роста и развития человека, ведущих к нарушениям в скелете, хроническим болезням и т. п.

Строение и функции костей. Скелет взрослого человека состоит из более 200 костей. Каждая кость человека — сложный орган: она занимает определенное место в теле, имеет свою форму и строение и выполняет присущую ей функцию. Кости образованы костной тканью.

Ил. 75. Микроскопическое строение кости

Основной структурной единицей костной ткани является остеон — цилиндрическое образование из наслоений костных пластинок, вставленных друг в друга (ил. 75). Такое строение обеспечивает прочность кости, противодействуя силам, могущим вызвать ее деформацию. Пластинки остеона состоят из костных клеток — остеоцитов — и межклеточного вещества. Остеоциты имеют длинные отростки, с помощью которых они соединяются между собой, образуя своеобразную сеть. Межклеточное вещество содержит минеральные соли, придающие кости твердость, и белок оссеин, обеспечивающий упругость костей. В центре остеона находится канал, через который проходят нервные волокна и кровеносные сосуды, питающие кость (ил. 75).

Лабораторное исследование

Тема: Микроскопическое строение костной ткани.

Цель: исследовать строение костной ткани, установить связь между ее строением и функциями, научиться распознавать костную ткань.

Оборудование: микроскопы, микропрепарат костной ткани.

Ход исследования

1. Подготовьте микроскоп к работе.

2. Рассмотрите поочередно при малом, а затем при большом увеличении микроскопа постоянный микропрепарат костной ткани. Найдите остеон — структурную единицу костной ткани. Обратите внимание на расположение клеток с отростками (остеоцитов) и межклеточного вещества. Что преобладает в составе ткани: клетки или межклеточное вещество?

3. Сопоставьте увиденное под микроскопом с ил. 10 а (§ 2) учебника.

4. Схематически изобразите увиденную под микроскопом костную ткань.

5. Сделайте вывод: чем обусловлены особенности строения костной ткани?

Химический состав кости. В состав костей входят неорганические (вода — около 50 %, минеральные соли — около 21,8 %) и органические (жиры — около 15,7 %, белки — около 12,5 %) вещества. Из неорганических веществ 95 % приходится на соли кальция, остальное составляют соли фосфора, магния и др. Неорганические вещества придают кости твердость и прочность (ил. 76 а), а органические — гибкость и эластичность (ил. 76 б). При прокаливании кости органические вещества сгорают, и она рассыпается от прикосновения (ил. 76 в).

Виды костей. По форме кости делятся на длинные (трубчатые), короткие, плоские и смешанные (ил. 77). Длинные кости — кости плеча, бедра, голени; короткие — кости стопы, кисти и т. д.; плоские — кости черепа, грудина, лопатки, ребра. Смешанные кости состоят из нескольких частей, имеющих различное строение и форму (например, позвонки, клиновидная кость черепа).

Ил. 76. Показать кости: а — в норме; б — без минеральных веществ; в — без органических веществ

Ил. 77. Виды костей

Строение костей. Любая кость образуется компактным и губчатым веществами. Компактное вещество находится под надкостницей, остеоны в нем размещены плотно. В губчатом веществе остеоны расположены неплотно и образуют костные перегородки, между которыми находится красный костный мозг (кроветворная ткань). Трубчатая кость (ил. 78) состоит из тела, внутри которого имеется полость, и двух головок. Головки всегда шире тела и покрыты на суставных поверхностях слоем гиалинового хряща. Головки кости образованы губчатым веществом. Снаружи кость покрыта надкостницей. Это тонкий плотный слой соединительной ткани, сросшийся с костью. Полость тела кости заполнена желтым костным мозгом, образованным преимущественно жировой тканью.

Плоские и короткие кости состоят в основном из губчатого вещества. Особенностью строения плоской кости (ил. 79) является то, что она состоит из двух тонких пластинок компактного вещества, между которыми расположено губчатое вещество.

Строение и функции хрящей. К скелету человека относятся также хрящи. Они образованы хрящевой тканью (ил. 10 б).

Основной структурной единицей хрящевой ткани является хондроцит — клетка, не имеющая отростков. Межклеточное вещество хрящевой ткани содержит меньше неорганических веществ, чем костной ткани.

В хрящах отсутствуют кровеносные и лимфатические сосуды, поэтому питание происходит за счет надхрящницы (слоя соединительной ткани, окружающей хрящ снаружи). В хрящах, по сравнению с другими тканями, обменные процессы замедлены, их основные свойства — прочность и упругость. Различаются следующие виды хрящей: гиалиновый, волокнистый, эластичный (ил. 80). Их разнообразие обусловлено выполнением специфических функций.

Гиалиновый (стекловидный) хрящ — прочный и упругий (ил. 80 а). Он содержит значительное количество межклеточного вещества и находится там, где особенно важны прочность и эластичность (покрывает суставные поверхности всех костей).

Ил. 78. Строение трубчатой кости

Ил. 79. Строение плоской кости

В волокнистых хрящах содержится множество коллагеновых волокон, расположенных параллельно (ил. 80 б). Эти хрящи менее эластичны, чем гиалиновые. Они образуют межреберные диски; находятся в местах прикрепления связок, сухожилий.

Ил. 80. Виды хрящей (хрящевой ткани): а — гиалиновый; б — волокнистый; в — эластичный

Эластичный хрящ (ил. 80 в) отличается пластичностью, однако он менее прочен, чем гиалиновый и волокнистый, поэтому содержится там, где нет необходимости в большом сопротивлении внешним воздействиям (в надгортаннике, ушной раковине и т. д.).

Лабораторное исследование

Тема: Микроскопическое строение хрящевой ткани.

Цель: исследовать строение хрящевой ткани организма человека, установить связь между ее строением и функциями, научиться распознавать виды хрящевой ткани.

Оборудование: микроскопы, микропрепараты хрящевой ткани.

Ход исследования

1. Рассмотрите поочередно при малом, а затем при большом увеличении микроскопа постоянный микропрепарат хрящевой ткани. Обратите внимание на особенности формы клеток, их расположение в ткани, наличие межклеточного вещества (основного вещества и волокон). Что преобладает в составе ткани: клетки или межклеточное вещество?

2. Сопоставьте увиденное с ил. 80. Выясните, к какому виду хрящевой ткани относится исследуемый микропрепарат.

3. Схематически изобразите увиденное под микроскопом, обозначьте цифрами его составляющие и подпишите их.

4. Сделайте вывод: чем обусловлены особенности строения хрящевой ткани?

Опорно-двигательная система: скелет, мышцы. Кость. Костная ткань. Хрящ. Хрящевая ткань

1. В чем заключается значение опорно-двигательной системы для человека? 2. Назовите части опорно-двигательной системы. 3. Охарактеризуйте ткани: а) костную; б) хрящевую. 4. Какие виды костей различают по их форме? 5. Каково строение длинных и коротких костей? 6. От чего зависит прочность и легкость костей скелета? 7. Назовите виды хрящевой ткани. В состав каких органов они входят? 8. Почему костная и хрящевая ткани относятся к соединительной? 9. От каких особенностей строения и состава костей зависит их прочность, гибкость и относительная легкость? 10. Какие признаки сходства в строении костной и хрящевой тканей? Как различия в строении костной и хрящевой тканей связаны с выполняемыми функциями? 11. Прокомментируйте высказывание древнегреческого ученого Аристотеля, вынесенное как эпиграф к теме. 12. Чтобы убедиться в значении минеральных веществ для свойств кости, проведите дома исследования. Возьмите небольшую сырую куриную кость, положите ее в банку и залейте 9 % раствором уксусной кислоты. Закройте банку и оставьте на сутки. Потом кость выньте, промойте водой и исследуйте, какие произошли изменения. Результаты наблюдений и выводы запишите в тетрадь.