Определение
Скелетная система обеспечивает поддержку и защиту внутренних органов тела и дает мышцам точку привязанности. У людей есть эндоскелет где наши кости лежат под нашими кожа и мышцы. У других животных, таких как насекомые, есть экзоскелет на внешней стороне тела.
обзор
У человека скелетная система состоит из костей, суставов и связанных с ними хрящей. У взрослого человека 206 костей в теле и различные суставы.
Человеческий скелет можно разделить на две составляющие: осевой скелет и аппендикулярный скелет. Осевой скелет сформирован вокруг центральной оси тела и, таким образом, включает в себя череп, позвоночник и грудная клетка. Защищает головной мозг, спинной мозг, сердце легкие, пищевод и основные органы чувств, такие как глаза, уши, нос и язык. Аппендикулярный скелет связан с конечностями и состоит из костей рук и ног, а также плечевого и тазобедренного поясов.
Функция скелетной системы
Служба поддержки
Первая и наиболее очевидная функция скелетной системы – обеспечить основу для тела. Наличие твердого костного скелета позволяет организм иметь отличительную форму, адаптированную к конкретному образу жизни. Например, у быстро движущегося животного, такого как гепард, скелет содержит длинные, тонкие кости конечностей и чрезвычайно гибкий позвоночник. Структура скелета также позволяет ему поглощать воздействие бега на высоких скоростях.
Кости птиц полые, легкие и создают обтекаемое тело, приспособленное для полета. Многие животные даже имеют половой диморфизм в их скелетах. У людей, хотя этот диморфизм довольно ограничен, существуют различия в углах костей таза для приспособления к беременности.
Интеграция с мышечной системой
Скелетная система также обеспечивает важную форму привязанности к мышечная система, Кости и экзоскелеты твердые и не сгибаются и не двигаются, когда мышцы согнуты. Это означает, что сокращение мускул клетки приведут к укорочению мышц, а кость сохранит свою форму. Эта базовая структура позволяет мышцам перемещать различные части тела, используя силы, возникающие при натяжении скелетной системы.
защита
Следующая очевидная функция скелетной системы – это роль, которую она играет в защите хрупких внутренних органов. У людей это видно по черепу, который полностью окружает мозг. Это также демонстрируется грудной клеткой, которая окружает легкие и сердце, но все еще учитывает расширение. Даже беспозвоночные, такие как улитки и креветки, часто имеют жесткие экзоскелеты, чтобы защитить себя от хищников.
Жесткий эндоскелет позволяет телу подниматься над землей или стоять в вертикальном положении, несет вес организма и обеспечивает леса для движения. Мышцы генерируют силу, необходимую для перемещения костей в суставах. Мышечные волокна содержат актин и миозин, две белковые нити, которые могут скользить мимо друг друга, чтобы изменить длину мышцы. Когда нервный импульс достигает нервно-мышечное соединение, это сигнализирует о сокращении мышц. Сила, создаваемая сжимающейся мышцей, либо тянет две кости вместе, либо раздвигается, в зависимости от характера взаимодействия между мышцей и суставом.
Производство клеток крови
Центральная часть кости содержит Костный мозг, основной сайт для кровь клетка производство у взрослых людей. У взрослых существует два типа костного мозга. Около 50% составляет красный костный мозг, содержащий гемопоэтические стволовые клетки и поддерживающий ткань, Остальное – желтый костный мозг из жира, и его доля увеличивается с возрастом.
Костный мозг превратится в более высокую долю красного костного мозга, если тело получает травму и нуждается в создании большего количества красных кровяных клеток. Состав костного мозга также изменяется во время беременности и кормления грудью у млекопитающих. За время беременности объем крови увеличивается примерно на 1,5 литра, и даже концентрация эритроцитов и лейкоцитов увеличивается.
Производство других типов клеток
Помимо производства красных кровяных клеток, костный мозг в скелетной системе является местом производства ряда других клеток. К ним относятся лимфоциты, которые являются иммунными клетками, которые путешествуют лимфатическая система, Помимо обеспечения иммунных функций, скелетная система также отвечает за размещение стволовых клеток, которые могут дифференцироваться в мышечные клетки, хрящ -продуцирующие клетки и клетки, которые создают кости (остеобласты).
Остеобласты в кости также имеют эндокринную функцию, секретируя гормон называется остеокальцин. Он требует витамина К для синтеза и является анаболическим гормоном. Он опосредует повышение уровня инсулина и повышает чувствительность организма к инсулину. Остеокальцин способствует увеличению костной массы и минерализации костей.
Хранение минералов
Кости скелетной системы действовать в качестве хранилища для ионов кальцияизменение количества минерализованных отложений в костях для поддержания концентрации ионов кальция в плазме в узком диапазоне. Ионы кальция могут влиять на важные каналы ионов натрия в плазматическая мембрана каждой клетки, тем самым влияя на общий гомеостаз.
По этой причине изменения концентрации ионов кальция оказывают особенно неблагоприятное влияние на возбудимые клетки в нервная система и в сердечной, скелетной и гладкая мышца, Различные взаимодействующие гормоны поддерживают баланс ионов кальция в плазме и костях, особенно гормон паращитовидной железы, выделяемый паращитовидными железами на шее.
Детали скелетной системы
анатомия скелетной системы сложна, и это включает в себя сотни костей в организме человека, Анатомия системы сильно различается между организмами, так как эволюция выбрала для различных адаптаций в определенных вид которые изменяют структуру и функцию их костей.
кость
Кости выполняют множество функций, но наиболее важной является поддержка движений конечностей и тела. Две кости или хрящи удерживаются вместе в суставе через жесткие соединительные ткани, называемые связками. Мышцы надежно прикреплены к костям через гибкую, но неэластичную соединительную ткань, называемую сухожилиями. Мышцы, суставы, сухожилия и связки являются частью сложного механизма, который позволяет движение различных костей.
Суставы
Функционально суставы можно разделить на три класса основанный на диапазоне движения, которое они позволяют в связанных костях. Неподвижные суставы образуются, когда две кости скреплены волокнистой соединительной тканью без синовиальной жидкости. Эти виды суставов скрепляют кости черепа.
Частично подвижные суставы также называют хрящевыми суставами и присутствуют в позвоночнике и ребрах. Третий тип суставов называют синовиальными суставами и имеют заполненную жидкостью синовиальную полость, которая позволяет соединительным костям наибольший диапазон движения. Основываясь на структуре синовиальных суставов, их можно разделить на 6 типов, включая шарнирные суставы пальцев и шаровые и гнездовые суставы бедер и плеч.
Клеточная композиция
Каждая кость состоит из сложных наборов клеток, тканей и специализированных внеклеточный матрикс, Два основных типа клеток называются остеобластами и остеокластами с преимущественно противоположными функциями. В то время как остеобласты участвуют в формировании кости, остеокласты связаны с уменьшением костной массы. внеклеточный матрикс кости состоят из коллагена и других органических волокон, а также неорганического компонента, содержащего соли кальция, такого как гидроксиапатит. Внутри костей мягкая ткань, называемая костным мозгом, играет важную роль в иммунитете и кроветворение, Кость также богато снабжена нервами и кровеносными сосудами.
Структура скелетной системы
В целом, скелетная система структурирована так, чтобы оказывать поддержку против силы тяжести и защищать внутренние органы животного. Хотя эта статья в основном обсуждает скелетную систему человека, у большинства животных есть какой-то скелет. Некоторые животные, такие как губки, могут иметь чрезвычайно упрощенный скелет из отложений кальция внутри животного. Другие, как черепаха, радикально изменили свою скелетную систему, чтобы обеспечить дополнительную защиту.
Хотя в этой статье в основном обсуждается эндоскелет, многие животные используют экзоскелет для тех же целей. Вместо костей, находящихся внутри, кости, защитные пластины или хитиновый скелет фактически окружают мышцы. Хотя это может показаться совершенно другим, структура системы все еще очень похожа. Разница лишь в том, что мышцы и сухожилия соединяются с внутренней частью системы, а не с поверхностью костей.
Структура скелетной системы отражает эволюцию животного, а также потребности, которые ему необходимы для выживания. Например, у людей есть копчик. Это эволюционная реликвия со времен, когда у наших предков были хвосты и они качались с деревьев. Когда мы стали двуногими, мы потеряли потребность в хвосте, и он превратился в одну нефункциональную кость. Точно так же все животные постоянно адаптируются и изменяют свою скелетную систему в течение эволюционного времени.
Позвоночник у здоровых людей S-образный, с выпуклой кривизной для грудного отдела и вогнутым наклоном в шейном и поясничном отделах. Эта форма для позвоночника идеально подходит для вертикальной ходьбы. Если в грудном или поясничном отделе имеется изменение кривизны или имеется боковой изгиб позвоночника, это может привести к боли в спине, затруднению дыхания, пищеварению, подвижности и размножению.
Кривизна позвоночника
Основная масса веса верхней части тела передается вдоль центральной оси к ногам. Когда кости или мышцы спины или не функционируют оптимально, это может привести вначале к аккомодационным изменениям осанки, а затем к боли, травмам или постоянной деформации. Поскольку позвоночник окружает спинной мозг, аномалии скелетной структуры позвоночника могут влиять на нервную систему, проявляясь как боль, покалывание или онемение в конечностях. Кроме того, позвоночник поддерживает грудную клетку, охватывающую сердце, легкие и диафрагму. Таким образом, деформации позвоночника могут также привести к одышке, сердцебиению или даже сердечной аритмии.
Кифоз – это термин для выпуклой кривой грудной области, а чрезмерная кривизна в этой области называется гиперкифозом. Экстремальный гиперкифоз представлен как горбатый. Это может произойти из-за генетических факторов или плохой осанки из-за ожирения или остеопороза или артрита.
Нормальная вогнутая структура поясничного отдела называется лордози когда область чрезмерно изогнута, это называется поясничным гиперлордозом. При гиперлордозе плечи выталкиваются назад, а брюшная полость выступает вперед.
Гиперлордоз может быть вызван генетическими факторами, плохой осанкой или даже недостаточной мышечной силой. Когда позвоночник имеет боковой наклон или боковой изгиб, это называется сколиозом и может быть связано как с гиперкифозом, так и с гиперлордозом.
Остеопороз
Остеопороз является состоянием, отмеченным резорбцией кости. Это уменьшает массу и плотность кости, тем самым повышая вероятность переломов даже от незначительных стрессоров, таких как чихание. Хотя остеопороз обычно связан со старением, курением, ожирением, диетой, некоторые лекарства и употребление алкоголя могут способствовать прогрессированию заболевания.
Тренировки с отягощениями, физические упражнения и диета, содержащая достаточное количество кальция, железа, фосфора, а также витамина D, помогают увеличить плотность и массу костной ткани. Есть некоторые доказательства того, что pH крови играет роль в высвобождении запасов кальция из костей и степени минерализации костей, поскольку соли кальция часто используются в качестве буферов в кислой среде организма. Целая еда, растение было показано, что диета значительно снижает подкисление крови. В результате это также уменьшает случаи остеопороза.
Артрит
Артрит включает в себя ряд заболеваний суставов, которые характеризуются жесткостью, воспалением и болью. Хотя существует ряд потенциальных причин, артрит обычно ухудшается с возрастом, затрагивает суставы, которые используются наиболее часто – особенно суставы пальцев, бедер и коленей. Поэтому артрит вызывает инвалидность, ограничивает движение и ухудшает мелкую моторику.
Интересные факты
- Три кости во внутреннем ухе, называемые лодыжкой, incus и stapes, являются мельчайшие кости в организме человека. Бедренная кость, или бедренная кость, является самой большой костью.
- Подъязычная кость, расположенная за нижней челюстью, также называется «Плавающая» кость потому что он не является частью какого-либо сустава и непосредственно не прикреплен к какой-либо другой кости.
- Положение подъязычной кости делает ее чрезвычайно устойчивой к переломам. Тем не менее, вскрытия, которые показывают сломанный гиоид кости указывают на смерть от удушения.
- Новорожденные имеют около 300 костей. Многие из них кости соединяются сформировать 206 костей взрослого.
- Зубы являются частью скелетной системы. Тем не менее, они не кости.