Чем обеспечивается защитная функция и подвижность скелета
Характеристика опорно-двигательной системы. Строение костей
Вопрос 1. Почему скелет и мышцы относят К единой системе органов?
Скелет и мышцы относят к единой системе органов, поскольку они вместе функционируют, определяя форму тела, обеспечивая опорную, защитную и двигательную функции.
Вопрос 2. В чем заключаются опорная, защитная и двигательная функции скелета и мышц?
Опорная функция заключается в том, что кости скелета и мышцы образуют прочный каркас, который определяет положение внутренних органов, что не дает им возможности смещаться.
Защитная функция состоит в защите внутренних органов. Например, грудная клетка закрывает сердце и легкие, дыхательные пути, пищевод и крупные кровеносные сосуды, а тазовые кости защищают органы брюшной полости, почки, мочевой пузырь, половые органы.
Двигательная функция проявляется при условии четкого взаимодействия мышц и костей скелета, так как мышцы приводят в движение костные рычаги.
Вопрос 3. Каков химический состав костей? Как можно выяснить свойства его компонентов?
Клетки костной ткани имеют отростки, с помощью которых они соединяются друг с другом. В состав кости входят органические вещества (белок оссеин и др.) и неорганические соединения (различные соли, преимущественно карбонат и фосфат кальция). Прочность костей достигается сочетанием твердости входящих в их состав неорганических веществ с гибкостью и упругостью органических соединений. С возрастом количество неорганических веществ в костях увеличивается и они становятся более хрупкими.
Выяснить свойства неорганических и органических компонентов кости можно опытным путем. Если кость поджечь, она почернеет от углерода, оставшегося от сгорания органических веществ. Если выгорит и углерод, получится белый остаток, чрезвычайно твердый, но хрупкий. Это минеральное вещество кости.
Для определения свойств органических веществ из кости надо удалить минеральные вещества с помощью соляной кислоты. Кость при этом сохранит свою форму. Но свойства кости изменятся. Она станет гибкой, и ее можно будет завязать узлом. Следовательно, гибкость кости зависит от наличия органических веществ, а твердость — от неорганических.
Вопрос 4. Объясните, почему искривления костей чаще бывают у детей, а переломы — у пожилых людей.
Кости детей насыщены органическими веществами, поэтому они редко ломаются, но часто деформируются. На это может влиять неправильная поза или неравномерная статическая нагрузка. С возрастом в костях уменьшается содержание органических веществ и увеличивается доля минеральных, в результате кости становятся более хрупкими.
Скелет человека
Функции скелета человека
Опорная функция скелета заключается в прикреплении мягких тканей, внутренних органов к различным частям скелета.
Кости в местах суставов (подвижных соединений) образуют рычаги, которые, сокращаясь, приводят в движение мышцы.
Внутри трубчатых костей расположен костномозговой канал, в котором находится желтый костный мозг. Он выполняет питательную функцию (накопление жиров), в случае кровопотери способен превращаться в красный костный мозг (резервная функция).
Осевой скелет
У поясничных позвонков наиболее массивные и большие тела: соразмерно нагрузке, которую им приходится выполнять (по сравнению с шейными позвонками).
В связи с прямохождением у человека формируются 4 физиологических изгиба, то есть у всех имеются в норме: шейный лордоз (изгиб вперед), грудной кифоз (изгиб назад), поясничный лордоз и крестцовый кифоз. Кифозы и лордозы позволяют равномерно распределить нагрузку на весь позвоночник.
Чтобы легко запомнить для себя два новых термина, рекомендую воспользоваться следующей ассоциацией: спросите себя, как ходит английский лорд? Представьте всю его важность и пафосность, выставленную вперед грудь и выгнутую вперед спину (вот и лордоз!). Ассоциируя слово лорд со словом лордоз, вы не будете путаться 😉
Осанкой называют привычное положение спины. Часто у подростков возникают нарушения осанки из-за слабого развития мышц спины. Могут быть слишком сильно выражены лордозы и кифозы, либо, наоборот, очень плохо выражены, плоская спина. Возможно искривление позвоночника вправо или влево: в этом случае говорят о наличии сколиоза.
Последствия неправильной осанки: нарушение кровоснабжения, смещение и сдавливание внутренних органов, деформация грудной клетки.
Скелет грудной клетки состоит из 12 пар ребер, грудины. Череп подразделяется на два отдела: лицевой и мозговой.
Парные кости лицевого отдела черепа: скуловая, носовая, слезная, небная кости и верхняя челюсть. Непарные кости лицевого отдела черепа: нижняя челюсть, подъязычная кость.
Мозговой отдел черепа включает в себя затылочную, лобную, височную и теменную кости, а также решетчатую и клиновидную кость.
Парные кости мозгового отдела черепа: височная и теменная кости. Непарные кости мозгового отдела черепа: лобная, затылочная, клиновидная, решетчатая.
Скелет поясов конечностей
Пояс нижних конечностей (тазовый) состоит из двух тазовых костей, каждая из которых образована сросшимися подвздошной, лобковой и седалищной костями. Тазовый пояс служит опорой для внутренних органов, местом прикрепления многих мышц.
Скелет конечностей
Скелет нижней конечности включает в себя бедренную кость и надколенник (бедро), малоберцовую и большеберцовую кости (голень), предплюсну, плюсну и фаланги пальцев (стопа). Скелет верхней конечности состоит из плечевой кости (плеча), лучевой и локтевой кости (предплечья), запястья, пястья и фаланг пальцев (кисть).
Бедренная кость сочленяется с тазовым поясом с помощью головки бедренной кости, образующей тазобедренный сустав с вертлужной впадиной тазовой кости. Головка плечевой кости образует плечевой сустав с суставной поверхностью лопатки.
Особенности скелета человека
Мы уже изучили скелет человека, однако следует обратить внимание на некоторые его детали. Может быть, они покажутся вам незначительными и слишком очевидными, но именно они отличают человека от многих других животных. Некоторые из этих особенностей связанны с прямохождением и трудовой деятельностью.
Заболевания опорно-двигательного аппарата
Наиболее часто при слабости мышц голени и стопы, связочного аппарата, изменяется форма стопы, опускается ее поперечный и продольный свод: такое заболевание называется плоскостопием.
Причины: неправильная обувь, избыточный вес, длительное хождение или стояние (чрезмерно повышенная или пониженная нагрузка). Сопровождается болями в стопе, неестественной походкой. Из-за смещения центра тяжести организма плоскостопие может приводить к нарушению осанки.
Лечение: физические упражнения, ортопедические стельки (греч. orthos – прямой, правильный + paedos – ребенок).
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
ГДЗ биология 8 класс Колесов, Маш, Беляев Дрофа Задание: 10 Значение опорно-двигательной системы, ее состав Строение костей
Стр. 64. Вопросы в начале параграфа
№ 1. Какие качества кости обеспечивают её лёгкость и прочность?
В состав костей входит два типа вещества: органическое (коллаген) и неорганическое (минералы и соли). Органические вещества обеспечивают костям гибкость и эластичность. Неорганические вещества – упругость и прочность.
№ 2. Почему костную ткань относят к соединительной?
Костная ткань – это особый вид соединительной ткани, которая является главной составляющей частью кости. Ее клеточными элементами являются остеоциты, остеобласты и остеокласты.
Стр. 69. Вопросы
№ 1. Почему скелет и мышцы относят к единому аппарату органов?
Большинство костей скелета соединено подвижно с помощью суставов. Мышцы крепятся одним концом к костям, которые образуют сустав, а другим – к другим костям. Таким образом, при сокращении мышцы, кости приводятся в движение, а значит, функционируют в тандеме, определяют форму тела человека.
№ 2. В чём заключаются опорная, защитная и двигательная функции скелета и мышц?
Опорная функция скелета состоит в том, что он служит своеобразной опорой для мышц и внутренних органов. Фиксируясь к костям связками, они всегда удерживаются в своем естественном положении.
Защитная функция скелета и мышц состоит в том, что они образуют стенки полостей (грудную, полость черепа, таза), в которой находятся жизненно-важные внутренние органы.
Двигательная функция костей скелета и мышц заключается в том, что кости служат некими рычагами, благодаря которым происходит движение мышц, выполнение двигательных актов.
№ 3. Каков химический состав костей? Как можно выяснить свойства его компонентов?
В составе костей содержатся органические (белки, углеводы, жиры) и неорганические (минеральные соли) вещества. Выяснить свойства всех этих компонентов можно, поджигая кость. При горении она станет черной, что говорит о выделении углерода при воздействии высоких температур на органические вещества. Чуть позже можно увидеть белые остатки от кости. Они твердые, но хрупкие – это минеральные вещества.
Если использовать соляную кислоту, то можно определить свойства органических веществ в кости. При воздействии кислоты форма кости сохранится, но она станет гибкой.
№ 4. Объясните, почему искривления костей чаще бывают у детей, а переломы — у пожилых людей.
Искривление чаще всего встречается в костях детского скелета, потому как в их составе преобладает большое количество органических веществ. С возрастом в костях уменьшается количество органических веществ, но увеличивается количество минеральных веществ. Из-за этого кости становятся хрупкими и возникают переломы.
Стр. 69. Задания
№ 1. Рассмотрите рисунок 25, А, Б и В. Сравните его с препаратом распила натуральной кости. Найдите надкостницу, компактное вещество, губчатое вещество, костномозговую полость.
№ 2. Рассмотрите рисунок 25, Б и В. Объясните, почему перекладины губчатого вещества ориентированы по направлению сил сжатия и растяжения кости.
Перекладины губчатого вещества ориентированы по направлению сил сжатия и растяжения кости, потому что они формируют сводчатые конструкции. Эти конструкции ориентированы по линии растяжения и сжатия. Такое направление обеспечивает равномерное распределение нагрузок на кость.
Лабораторная работа. Микроскопическое строение кости
Стр. 69
Оборудование: микроскоп, постоянный препарат «Костная ткань»
Ход работы:
1. Рассматриваем при малом увеличении микроскопа костную ткань. С помощью рисунка 23, А и Б определяем, поперечный или продольный срез мы рассматриваем.
2. Находим канальцы, по которым проходили сосуды и нервы. На поперечном срезе они имеют вид прозрачного кружка или овала. На продольном срезе – вид продолговатых полых образований внутри кости, которые тянутся внутрь нее, разветвляются и постепенно становятся тонкими.
3. Находим костные клетки, которые находится между кольцами, и имеют вид черных паучков. Они выделяют пластинки костного вещества, которые потом пропитываются минеральными солями.
4. Вывод:
Мы рассмотрели при малом увеличении микроскопа костную ткань. На рисунке 23 А мы увидели продольный срез. На рисунке 23 Б – поперечный срез. Канальцев, по которым проходили сосуды и нервы, больше содержится в губчатом веществе кости. Однако и в компактном они также есть. Костными клетками заполнено почти все видимое пространство на обеих картинках.
Можно сделать вывод, что строение компактного вещества в кости обусловлено тем, что в нем пролегают нервы и сосуды, которые питают эту кость. Такое строение обеспечивает за счет полости трубочек наименьшую плотность, но высокую прочность, так как эти трубочки имеют малый вес, высокую прочность и ветвистую структуру. Последний аспект обеспечивает максимальную прочность, ведь осевая нагрузка распределяется не в одном направлении, а постепенно уменьшается. Именно по такому типу изготавливают и корпуса самолетов. Для них используют прочные дюралюминиевые конструкции, а не листовой прокат.
Чем обеспечивается защитная функция и подвижность скелета
Опорно-двигательный аппарат обеспечивает передвижение и сохранение положения тела животного в пространстве, образует внешнюю форму тела и участвует в обменных процессах. На его долю приходится около 60% от массы тела взрослого животного.
Условно опорно-двигательный аппарат разделяют на пассивную и активную части. К пассивной части относят кости и их соединения, от которых зависит характер подвижности костных рычагов и звеньев тела животного (15%). Активную часть составляют скелетные мышцы и их вспомогательные приспособления, благодаря сокращениям которых, приводятся в движение кости скелета (45%). Как активная, так и пассивная части имеют общее происхождение (мезодерма) и находятся в тесной взаимосвязи.
Функции аппарата движения:
1) Двигательная активность является проявлением жизнедеятельности организма, именно она отличает животные организмы от растительных и обуславливает возникновение самых разнообразных способов передвижения (ходьба, бег, лазанье, плавание, полет).
2) Опорно-двигательный аппарат образует форму тела – экстерьер животного, так как его формирование происходило под влиянием гравитационного поля Земли, то его величина и форма у позвоночных животных отличаются значительным разнообразием, что объясняется разными условиями их обитания (наземное, наземно-древесное, воздушное, водное).
3) Кроме этого, аппарат движения обеспечивает ряд жизненно-важных функций организма: поиск и захват пищи; нападение и активную защиту; осуществляет дыхательную функцию легких (респираторную моторику); помогает сердцу при продвижении крови и лимфы в сосудах («периферическое сердце»).
4) У теплокровных животных (птиц и млекопитающих) аппарат движения обеспечивает сохранение постоянной температуры тела;
Функции аппарата движения обеспечиваются нервной и сердечно-сосудистой системами, органами дыхания, пищеварения и мочеотделения, кожным покровом, железами внутренней секреции. Так как развитие аппарата движения неразрывно связано с развитием нервной системы, то при нарушении этих связей происходит сначала парез, а затем и паралич аппарата движения (животное не может двигаться). При снижении физических нагрузок происходит нарушение обменных процессов и атрофия мышечной и костной тканей.
Органы опорно-двигательного аппарата обладают свойствами упругих деформаций, при движении в них возникает механическая энергия в виде упругих деформаций, без которой не могут осуществляться нормальное кровообращение и импульсация головного и спинного мозга. Энергия упругих деформаций в костях преобразуется в пъезоэлектрическую, а в мышцах – в тепловую. Высвобождаемая энергия во время движения, вытесняет кровь из сосудов и вызывает раздражение рецепторного аппарата, от которого нервные импульсы поступают в центральную нервную систему. Таким образом, работа аппарата движения тесно связана и не может осуществляться без нервной системы, а сосудистая система в свою очередь не может нормально функционировать без аппарата движения.
Периферический скелет представлен двумя парами конечностей: грудными и тазовыми. В скелете конечностей присутствует только одна закономерность – билатеральность (антимерия). Конечности парные, имеются левые и правые конечности. Остальные элементы ассиметричны. На конечностях различают пояса (грудной и тазовый) и скелет свободных конечностей.
В соответствии с основным биогенетическим законом Бэра и Э.Геккеля в онтогенезе скелет проходит так же три стадии развития: перепончатую (соединительно-тканную), хрящевую и костную.
На самой ранней стадии развития зародыша опорной частью его тела является плотная соединительная ткань, которая формирует перепончатый скелет. Затем у зародыша появляется хорда, и вокруг нее начинают формироваться вначале хрящевой, а позднее костный позвоночный столб и череп, а затем конечности.
В предплодном периоде весь скелет, за исключением первичных покровных костей черепа, хрящевой и составляет около 50% от массы тела. Каждый хрящ имеет форму будущей кости и покрыт надхрящницей (плотной соединительно-тканной оболочкой). В этот период начинается окостенение скелета, т.е. формирование костной ткани на месте хряща. Окостенение или оссификация (лат. оs-кость, facio-делаю) происходит как с наружной поверхности (перихондральная оссификация), так и изнутри (энхондральная оссификация). На месте хряща образуется грубо-волокнистая костная ткань. В результате этого, у плодов скелет построен из грубо-волокнистой костной ткани.
Только в неонатальный период грубо-волокнистая костная ткань замещается на более совершенную пластинчатую костную ткань. В этот период требуется особое внимание к новорожденным, так как их скелет еще не отличается прочностью. Что же касается хорды, то ее остатки располагаются в центре межпозвоночных дисков в виде пульпозных ядер. Особое внимание в этот период надо обратить на покровные кости черепа (затылочную, теменные и височные), так как они минуют хрящевую стадию. Между ними в онтогенезе образуются значительные соединительно-тканные пространства, называемые родничками (fonticulus), только к старости они полностью подвергаются окостенению (эндесмальная оссификация).
Физиология и основы гигиены человека
Основы анатомии и физиологии человека. Профессиональные заболевания
1. ВВЕДЕНИЕ
Анатомия и физиология человека – это важнейшие биологические науки, изучающие строение и функции человеческого организма. Как устроен человек, как функционируют его органы, должен знать не только каждый медик и биолог, но и специалист – инженер-эколог, который непосредственно занимается вопросами охраны здоровья человека и окружающей природной среды.
Организм человека представляет собой единую систему с общими законами развития, закономерностями строения и жизнедеятельности. Его функционирование подчиняется биологическим закономерностям, присущим всем живым организмам. В то же время человек социален и отличается от животных развитым мышлением, интеллектом, наличием второй сигнальной системы, общественными взаимоотношениями. Особенности формы, строения тела человека невозможно понять без анализа функций, равно как нельзя представить особенности функции любого органа без понимания его строения. Человеческий организм состоит из большого числа органов, огромного количества клеток, но это не сумма отдельных частей, а единый слаженный живой организм. Поэтому нельзя рассматривать органы без взаимосвязи друг с другом, без объединяющей роли нервной и сосудистой систем.
Анатомия и физиология, входящие в число естественнонаучных дисциплин, составляют фундамент для последующего изучения экологии, токсикологии, микробиологии. Без этих наук о структуре и процессах, происходящих в органах и их элементах, нельзя понять любые преобразования как в здоровом организме в условиях нормы, так и при заболеваниях в условиях вредного воздействия экологических факторов на организм. Ведь особенности строения тела человека, характерные для каждого индивидуума, передающиеся от родителей, определяются наследственными факторами, а также влиянием на данного человека внешней среды (экологические факторы, питание, физические нагрузки). Человек живет не только в условиях биологической среды, но и в обществе, в условиях определенных человеческих взаимоотношений. Поэтому он испытывает воздействие коллектива, социальных факторов. В связи с этим анатомия и физиология изучают человека не только как биологический объект, но учитывают при этом влияние на него социальной среды, условий труда и быта.
Особую роль при этом приобретает знание профессиональных заболеваний, обусловленных воздействием на организм человека различных факторов химической, физической и биологической природы.
Древние греки утверждали: «В здоровом теле – здоровый дух». Зная, как работает организм, какие факторы наиболее значимы в регуляции жизнедеятельности, можно предвидеть, каким образом возможно предотвратить нарушение функций отдельных систем и органов под влиянием различных вредных веществ, с которыми контактирует человек в результате своей производственной деятельности.