Лабораторная работа "Микроскопическое строение кости" знакома каждому школьнику. Все помнят, что именно благодаря особенностям клеточного строения организм обладает слаженной системой органов, обеспечивающих передвижение тела в пространстве.
Значение опорно-двигательной системы
Система органов движения состоит из костей, мышц и соединяющих их связок. Это слаженный механизм, благодаря которому тело имеет форму, его внутренние органы значительно защищены от механических повреждений, отдельные части и весь организм может передвигаться в пространстве. Насколько важна эта функция? Движение - это жизнь. Оно является одним из признаков живых организмом наряду с дыханием, ростом и воспроизведением себе подобных. Многие организмы ведут прикрепленный образ жизни. Например, растения. Но и для них характерны ростовые движения по направлению к солнцу.
Для организма человека эту важную функцию обеспечивает строение костей скелета.
Остеоциты
Микроскопическое строение кости представлено ее клетками. Они называются остеоцитами. Они имеют веретенообразную или звездчатую форму, крупное округлое ядро. В переводе название этих клеток означает "кость".
В цитоплазме остеоцитов мало постоянных клеточных структур, которые называются органеллами. Если рассмотреть их под микроскопом, можно различить отдельные митохондрии и элементы эндоплазматического ретикулума.
Клетки костной ткани имеют важную отличительную особенность. Она заключается в том, что во взрослом сформировавшемся организме остеоциты утрачивают способность к делению и начинается процесс их изнашивания и старения.
Костная ткань
Строение и состав костей человека обусловлены структурой костной ткани. Она состоит из отдельных пластинок, образованных остеоцитами, и межклеточного вещества. Костная ткань является разновидностью соединительной. Ее характерной особенностью является большое количество межклеточного вещества, в которое погружены отдельные клетки.
Так же устроена и костная ткань. Ее межклеточное вещество образовано минералами и коллагеновыми волокнами, которые представляют собой структуры белковой природы.
Лабораторная работа "Микроскопическое строение кости"
Рассмотрим данную разновидность ткани под большим увеличением. Визуально микроскопическое строение кости напоминает сеть. Такая структура образуется благодаря многочисленным тонким выростам остеоцитов, которыми они соединяются между собой. Подобная сеть придает костям прочность. Благодаря наличию коллагеновых волокон, в состав которых входят сократительные белки, кости способны к сжатию и растяжению.
Микроскопическое строение кости рисунок ниже очень хорошо иллюстрирует.
Химический состав костей
25 % от общего состава веществ занимает вода. Такое же процентное содержание приходится на долю органических веществ. В основном это эластичный белок коллаген, имеющий волокнистую структуру. Он придает костям такое свойство, как упругость. Например, строение трубчатой кости позволяет ей выдерживать нагрузку в 1,5 тонны. Минеральные вещества представлены в основном солями фосфора и кальция. Их функция заключается в обеспечении твердости и прочности костей. Особенно важно потребление этих микроэлементов во время формирования скелета ребенка. Кальцием богаты молочные продукты, бобовые растения, капуста, помидоры, щавель и земляника. Фосфор находится в продуктах животного происхождения: мясе, яйцах и рыбе.
Интересные опыты
Микроскопическое строение кости имеет свои особенности. Но какие вещества важнее для развития этой ткани? Чтобы понять это, можно провести опыт.
Кость кладут в водный раствор соляной кислоты. В результате все минеральные вещества растворяются. Кость становится настолько гибкой, что ее можно легко завязать в узелок. Но тогда бы наше тело не имело основы и опоры.
Если прокалить кость на очень медленном огне, постепенно окислятся все органические вещества. В результате такая ткань может просто раскрошиться.
Вывод один: каждая группа веществ придает костям определенные свойства, делая эту ткань уникальной и незаменимой для организма человека.
Классификация костей
В зависимости от формы различают несколько групп костей. Длинные, которые также называют трубчатыми, внутри образуют полость. Она заполнена особым веществом - желтым костным мозгом. Оно богато жировой тканью, питает кости, а также играет важную роль в процессах обмена веществ. Такие кости, благодаря особенностям строения, сочетают в себе прочность и легкость. Их примерами являются бедренная - самая длинная кость организма человека, плечевая, лучевая и другие. Стенки таких костей образованы компактным веществом. Его структурной единицей является остеон, состоящий из специализированных костных пластинок. Головки длинных костей состоят из губчатого вещества, между частицами которого находится красный костный мозг - одна из кроветворных структур организма.
Короткими костями являются позвонки, запястья, плюсна. А примеры широких - лопатка и кости таза. Они образованы преимущественно губчатым веществом.
Независимо от структуры, каждая кость сверху покрыта слоем соединительной ткани - надкостницей.
Самые-самые
Строение трубчатой кости обусловливает ее звание самой прочной и длинной. А вот самой короткой является слуховая косточка - стремя. Ее длина не превышает 3,5 мм. Самая прочная кость - челюстная.
Удивляют кости и своим количеством. Представьте: нога человека состоит из 52 костей. Это практически четвертая часть от их общего количества. Интересным фактом является и то, что с возрастом количество костей сокращается. Так, у новорожденного ребенка их около 300, а у взрослого эта цифра едва достигает 206. Это объясняется тем, что с течением времени некоторые кости, например черепа, срастаются между собой.
Рост костей
Человек рождается на свет со скелетом, в строении которого преобладает хрящевая ткань. Ее превращение в костную продолжается в среднем до 20-24 лет. Дальше процессы их роста останавливаются. Поэтому заниматься многими видами спорта врачи советуют в раннем возрасте, когда скелет еще достаточно эластичен. Микроскопическое строение кости позволяет сделать выводы, за счет каких элементов осуществляется их рост. Внутренний слой надкостницы обеспечивает увеличение в толщину. А рост в длину происходит за счет деления клеток хрящевой ткани, расположенных на концах костей.
Строение и соединение костей
Каждая часть скелета человека выполняет свои функциональные обязанности. Поэтому и соединяются кости по-разному. Неподвижное соединение называется швом. Оно представляет собой структуру, в которой выступы одной кости входят в углубления другой. Так соединяются кости скелета головы. На первый взгляд может даже показаться, что череп состоит из одной сплошной кости. Настолько идеально это соединение. Да и существует оно не случайно, а в связи с функциональной необходимостью. Череп защищает головной мозг от механических воздействий во время несчастных случаев. И лишь одна его кость соединяется подвижно. Это нижняя челюсть.
Подвижное соединение костей называется суставом. Именно благодаря этим соединениям и происходит движение организма и его отдельных частей. В чем заключаются особенности строения костей сустава? В частности, в том, что одна головка входит в углубление другой. В местах соприкосновения они покрыты гиалиновым хрящом с гладкой поверхностью. Такое строение способствует уменьшению трения во время движения.
Дополнительной защитой от растяжения является суставная сумка, которая окружает его снаружи. Внутри нее находится специальная жидкость, которая также уменьшает трение. К суставной сумке крепятся мышцы и связки, которые и приводят непосредственно его в движение.
Подвижные соединения костей отличаются важной характерной особенностью. Это количество осей движения. Например, коленный сустав является двухосевым, а тазобедренный позволяет делать движения сразу в трех направлениях.
Совсем другое строение имеет позвоночник человека. Его отдельные кости соединены хрящевыми прослойками. Это и есть полуподвижное соединение костей. Хрящевые прослойки способны к сжатию и растяжению. Они обеспечивают подвижность этой части скелета только в определенных пределах. Однако такое строения обеспечивает эффект амортизатора, смягчая толчки во время резких прыжков и движений.
Строение скелета человека
Скелет как основа опорно-двигательной системы состоит из нескольких частей. Скелет головы, или череп, условно разделяют на два отдела: мозговой и лицевой. Первый у человека имеет преобладающие размеры, что связано с развитием головного мозга - центрального отдела нервной системы. Скелет туловища объединяет позвоночник и грудную клетку, надежно защищающую внутренние органы грудной полости. Количество позвонков в организме человека равно 33-34. Это 7 шейных, 12 грудных, 5 поясничных, 5 сросшихся между собой крестцовых, 4-5 копчиковых. Первые два из них - атлант и эпистрофей - соединяются при помощи зубовидного отростка, благодаря чему голова способна двигаться. Кстати, количество шейных позвонков у всех представителей класса млекопитающие одинаково и равно семи. Такое количество имеет и слон, и полевая мышь. Различие только лишь в размерах.
Скелет плечевого и тазового пояса представлен ключицами и лопатками сверху и сросшимися тазовыми костями снизу. К ним крепятся свободные конечности: плечо, предплечье, кисть, образующие свободные верхние конечности, а также бедро, голень и стопа - нижние соответственно.
Таким образом, выполняемые функции обусловлены строением элементов опорно-двигательного аппарата: от микроскопического до тканевого и уровня органов тела человека.
