Возрастные анатомо-физиологические особенности скелета
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
Федеральное государственное
бюджетное образовательное
«Волгоградский
государственный социально-
Естественно-географический факультет
Профиль подготовки бакалавров “Биология”, “Химия”
«Возрастные анатомо-физиологические особенности скелета»
Выполнила:
студентка I курса
Москвитина И.В.
Проверила:
Мужиченко М.В.
Волгоград, 2012
Оглавление
Глава 1. Функциональное значение скелета в опорно-двигательной системе организма
Цель данного обзора: выяснить возрастные анатомо-физиологические особенности скелета.
Реализация цели достигалась путем переработки соответствующей литературы.
Строение организма человека нельзя правильно понять без учета его исторического развития, его эволюции, поскольку природа, а, следовательно, и человек, как высший продукт природы, как наиболее высокоорганизованная форма живой материи, непрерывно изменяется. Изменения организма человека происходили и при становлении его в историческом плане, и при индивидуальном развитии от момента зарождения до смерти.
Нельзя себе представить строение организма человека и его отдельных образований без связи с функцией. Форма и функция - две основные диалектические категории, существующие во взаимосвязи и взаимообусловленности, прослеживаются на всех уровнях строения организма. В организме нет образований, которые бы не выполняли ту или иную функцию; не может быть и функции без материальной основы. Под влиянием функции изменяется строение образования, изменившееся строение обеспечивает качественно новую функцию. Поэтому современная анатомия изучает строение организма в функциональном аспекте и во взаимосвязи с внешней средой.
Общетеоретическое значение анатомии состоит не только в том, что она позволяет получить правильное представление о строении организма человека, но и в том, что она дает возможность убедиться в материальности мира, в наличии материальной основы, обеспечивающей все многообразие функциональных проявлений человека, в том числе двигательной деятельности и психики. Анатомия на большом фактическом материале убедительно подтверждает, что организм человека, все составляющие его элементы - это разнообразные формы живой материи, которой свойственны законы материалистической диалектики и виды движения материи. Изучение материальной сущности строения организма человека, его становления и развития способствует диалектико-материалистическому миропониманию.
Все многообразие функций, выполняемых скелетом, можно объединить в две большие группы - механические функции и биологические функции. К механическим функциям относятся защитная, опорная, локомоторная и рессорная.
Защитная функция скелета состоит в том, что он образует стенки ряда полостей (грудной полости, полости черепа, полости таза, позвоночного канала) и является, таким образом, надежной защитой для располагающихся в этих полостях жизненно важных органов.
Опорная функция скелета заключается в том, что он является опорой для мышц и внутренних органов, которые, фиксируясь к костям, удерживаются в своем положении.
Локомоторная функция скелета проявляется в том, что кости - это рычаги, которые приводятся в движение мышцами (через нервную систему), обусловливая различные двигательные акты - бег, ходьбу, прыжки и т. п.
Рессорная функция
скелета обусловлена
Биологические функции скелета связаны с участием его в обмене веществ, прежде всего в минеральном обмене. Кости - это депо минеральных солей кальция и фосфора. 99% всего кальция находится в костях. При недостатке в пище солей кальция компенсация их в организме осуществляется за счет кальция костей.
Кроме того, кости скелета принимают участие и в кроветворении. Находящийся в них красный костный мозг вырабатывает эритроциты, зернистые формы лейкоцитов и кровяные пластинки. При этом в кроветворной функции участвует не только костный мозг, но и кости в целом, так что усиленная мышечная деятельность, оказывая влияние на кость, способствует и улучшению кроветворения.
Глава 2. Химический состав костной ткани и его возрастные изменения
Кость состоит из двух видов химических веществ: неорганических и органических. К неорганическим веществам относятся вода и соли (главным образом соли кальция). Органическое вещество кости называется оссеином. В свежей кости около 50% воды, 22% солей, 12% оссеина и 16% жира. Обезвоженная, обезжиренная и отбеленная кость содержит приблизительно 1/3 оссеина и 2/3 неорганических веществ.
Особое специфическое физико-химическое соединение органических и неорганических веществ в костях и обусловливает их основные свойства - упругость, эластичность, прочность и твердость. В этом легко убедиться. Если кость положить в соляную кислоту, то соли растворятся, останется оссеин, кость сохранит форму, но станет очень мягкой (ее можно завязать в узел). Если же кость подвергнуть сжиганию, то органические вещества сгорят, а соли останутся (зола), кость тоже сохранит свою форму, но будет очень хрупкой. Таким образом, эластичность кости связана с органическими веществами, а твердость и крепость - с неорганическими. Кость человека выдерживает давление на 1 мм2 15 кг, а кирпич всего 0,5 кг.
Химический состав костей непостоянен, он меняется с возрастом, зависит от функциональных нагрузок, питания и других факторов. В костях детей относительно больше, чем в костях взрослых, оссеина, они более эластичны, меньше подвержены переломам, но под влиянием чрезмерных нагрузок легче деформируются Кости, выдерживающие большую нагрузку, богаче известью, чем кости менее нагруженные. Питание только растительной или только животной пищей также может вызвать изменения химического состава костей. При недостатке в пище витамина D в костях ребенка плохо откладываются соли извести, сроки окостенения нарушаются, а недостаток витамина. А может привести к утолщению костей, запустению каналов в костной ткани.
В пожилом возрасте количество оссеина снижается, а количество неорганических веществ солей, наоборот, увеличивается, что снижает ее прочностные свойства, создавая предпосылки к более частым переломам костей. К старости в области краев суставных поверхностей костей могут появляться разрастания костной ткани в виде шипов, выростов, что может ограничивать подвижность в суставах и вызывать болезненные ощущения при движениях. О механических свойствах кости можно судить на основании их крепости на сжатие, растяжение, разрыв, излом и т. п. На сжатие кость в десять раз крепче хряща, в пять раз прочнее железобетона, в два раза больше крепости свинца. На растяжение компактное вещество кости выдерживает нагрузку до 10-12 кг на 1 мм2, а на сжатие - 12-16 кг. По сопротивлению на разрыв кость в продольном направлении превышает сопротивление дуба и равна сопротивлению чугуна. Так, например, для раздробления бедренной кости давлением нужно приблизительно 3 тыс. кг, для раздробления большеберцовой кости не менее 4 тыс. кг. Органическое вещество кости - оссеин выдерживает нагрузку на растяжение 1,5 кг на 1 мм2, на сжатие - 2,5 кг, крепость же сухожилий составляет 7 кг на 1 мм2, Несмотря на значительную крепость и прочность кость весьма пластичный орган и может перестраиваться на протяжении всей жизни человека.
Глава 3. Структурно-функциональная характеристика компактного и губчатого вещества костной ткани
Форма костей. Форма костей в скелете человека очень разнообразна. Различают: длинные, короткие, плоские и смешанные кости. Кроме того, есть кости пневматические и сесамовидные. Расположение костей в скелете связано с выполняемой ими функцией при общей закономерности: «Кости построены так, что при наименьшей затрате материала обладают наибольшей крепостью, легкостью, по возможности уменьшая влияние толчков и сотрясений».
Длинные кости расположены на конечностях, где они, как рычаги, обеспечивают значительный размах движений. В этих костях преобладает продольный размер. В каждой длинной или трубчатой кости различают среднюю часть - тело (диафиз) и 2 конца (эпифизы) - проксимальный и дистальный.
Проксимальный
эпифиз расположен ближе к оси
туловища, а дистальный - дальше от нее.
Эпифизы костей утолщены, что увеличивает
поверхность соединяющихся
Внутри тела кости находится костномозговая полость, не уменьшающая ее прочности.
Короткие кости находятся там, где вместе с подвижностью и разнообразием движений необходима прочность (позвоночный столб, кости запястья). Размеры коротких костей одинаковы в трех плоскостях.
Плоские кости
не содержат полости; между двумя
пластинками компактного
Смешанные кости - это такие, различные части которых имеют разную форму (височная кость).
Пневматические, или воздухоносные, кости имеют внутри полость, выстланную слизистой оболочкой и заполненную воздухом, что облегчает вес кости, не уменьшая ее прочности.
Сесамовидные кости - это кости, вставленные в сухожилия мышц и увеличивающие, поэтому плечо силы мышц, способствующие усилению их действия.
Глава 4. Физические свойства и строение костей, их рост и развитие
Строение костей. Каждая кость снаружи покрыта соединительнотканной оболочкой - надкостницей, в которой различают два слоя: наружный и внутренний. Наружный слой надкостницы состоит из плотной волокнистой соединительной ткани, внутренний - из рыхлой соединительной ткани, в которой имеются клетки (остеобласты), продуцирующие костное вещество (в связи, с чем этот слой называется остеогенным или костеобразующим). За счет внутреннего слоя происходит рост кости в толщину и срастание после нарушения целости. Надкостница богата сосудами и нервами.
Надкостница выполняет защитную функцию, питательную - сосуды из надкостницы проходят в кость - и костеобразовательную. Отделение надкостницы приводит к омертвению кости.
За надкостницей следует компактное (плотное) вещество кости, а затем губчатое вещество, состоящее из отдельных костных перекладин, расположенных в виде сетки так, что между ними образуются ячейки - полости (что напоминает губку). Компактное вещество в теле длинных трубчатых костей толще; в эпифизах, коротких и плоских костях - тоньше. Оно толще в тех костях, которые несут большую нагрузку (в плечевой кости компактный слой тоньше, чем в бедренной).
Перекладины губчатого вещества расположены не беспорядочно, а в определенных направлениях в виде дуг, арок, соответственно действию сил сжатия и растяжения. Если действие силы направлено перпендикулярно кости (например, позвонку), то перекладины расположены почти под прямым углом друг к другу. Если силы действуют под острым углом (сила тяги мышц), то изменяется и направление перекладин, обеспечивая прочность и надежность кости.
Развитие и рост костей. Кости развиваются из среднего зародышевого листка - мезодермы, в их формировании принимает участие зародышевая соединительная ткань - мезенхима.
Большинство костей в процессе развития проходят три стадии: соединительнотканную, или перепончатую, хрящевую и костную. И только кости крыши черепа, кости лица, часть ключицы проходят две стадии: перепончатую и костную, минуя хрящевую. Кости, которые развиваются сразу на месте соединительной ткани, называются первичными, а кости, которые развиваются на месте хряща, - вторичными.
Развитие первичных
костей происходит довольно просто: на
месте будущей кости в
Развитие вторичных костей происходит более сложно. Вначале соединительная ткань, прообраз будущей кости, становится хрящевой моделью кости. Надхрящница, покрывающая хрящевую модель, превращается в надкостницу, которая начинает образовывать костное вещество с периферии (перихондральное окостенение). Вместе с этим внутри хряща также появляются остеогенным (костеобразующие) островки - ядра окостенения (энхондральное окостенение). Одновременно с продукцией кости идет и обратный процесс - процесс рассасывания с внутренней стороны костей (изнутри), в связи, с чем образуется костномозговая полость и ячейки в губчатом веществе. Эти два процесса, обусловливая друг друга, протекают параллельно, формируя кость соответственно ее назначению.
К моменту рождения диафизы трубчатых костей уже являются окостеневшими. Окостенение эпифизов происходит после рождения. В проксимальном эпифизе ядро окостенения появляется обычно в первые месяцы после рождения, а в дистальном - на 2-м году жизни. Это основные ядра окостенения. У детей и юношей появляются добавочные точки окостенения в тех местах кости, где прикрепляются мышцы, связки. Они называются апофизами. Между эпифизом и диафизом остается прослойка хряща, за счет которой и осуществляется рост костей в длину. Полное синостозирование дистального эпифиза с телом кости происходит к 21 году, а проксимального - к 24 годам.
Окостение может нарушаться при недостатке в пище витаминов, понижении функции желез внутренней секреции (передней доли гипофиза, щитовидной) и т. п.
Таким образом, рост плоских костей происходит за счет надкостницы и соединительной ткани швов; рост трубчатых костей в толщину - также за счет надкостницы, а в длину - за счет эпифизарных хрящей, расположенных между эпифизом и диафизом. Рост трубчатых костей в основном заканчивается у женщин в 17-20 Лет, у мужчин в 19-23 года. Имеются наблюдения, указывающие на то, что рост костей может происходить и после окостенения эпифизарных хрящей, за счет хряща, покрывающего суставные поверхности костей.
Глава 5. Типы соединения скелета, их функциональное значение и формирование в онтогенезе
Кости в организме человека расположены не изолированно друг от друга, а связаны между собой в одно единое целое. Причем характер их соединения определяется функциональными условиями: в одних частях скелета движения между костями выражены больше, в других - меньше. Еще П.Ф. Лесгафт писал, что «ни в одном другом отделе анатомии нельзя так «стройно» и последовательно выявить связь между формой и отправлением» (функцией). По форме соединяющихся костей можно определить характер движения, а по характеру движений - представить форму соединений.
Основным положением при соединении костей является то, что они «соединяются между собой таким образом, что при наименьшем объеме места соединения здесь существуют наибольшее разнообразие и величина движений при возможно большей крепости в наиболее выгодном противодействии влиянию толчков и сотрясений» (П.Ф. Лесгафт).
Все многообразие соединения костей можно представить в виде трех основных типов. Различают непрерывные соединения - синартрозы, прерывные - диартрозы и полу прерывные - гемартрозы (полууставы).
Непрерывными соединениями костей называются такие, при которых между костями нет перерыва, они связаны сплошной прослойкой ткани.
Прерывные соединения - это такие, когда между соединяющимися костями имеется перерыв - полость.
Полу прерывные соединения характеризуются тем, что в ткани, которая расположена между соединяющимися костями, имеется небольшая полость - щель (2-3 мм), заполненная жидкостью. Однако эта полость не разделяет полностью костей, и основные элементы прерывного соединения отсутствуют. Примером такого вида соединений может служить соединение между лобковыми костями.
Непрерывные соединения костей филогенетически более древние. У низших животных исключительно непрерывные соединения. У человека большую часть составляют прерывные соединения костей. Это более поздний, наиболее совершенный и наиболее подвижный вид соединений, хотя и менее прочный. Происходят прерывные соединения из непрерывных путем их постепенного преобразования.
Возникновение различного характера соединений костей можно наблюдать и в онтогенезе человека. Аналогично стадиям развития костей происходит и развитие их соединений. На ранних стадиях образования скелета зачатки костей связаны друг с другом лишь зародышевой соединительной тканью. В зависимости от функциональной направленности там, где между соединяющимися костями нет необходимости в движениях большого размаха, остается соединительная ткань, которая может превращаться в хрящ для обеспечения подвижности и амортизации толчков или в кость. Так формируются непрерывные соединения. Там, где необходима большая подвижность между костями, соединительная ткань рассасывается, возникает прерывное соединение, с полостью между костями. Полость появляется к концу 2-го месяца эмбриональной жизни.
Функциональная характеристика непрерывных соединений костей. В зависимости от характера ткани, расположенной между соединяющимися костями, различают соединения с помощью собственно соединительной ткани (синдесмозы), хрящевой (синхондрозы) и костной (синостозы) (см. схему).
Синдесмозы. Если в соединительной ткани, находящейся между костями, преобладают коллагеновые волокна, такие соединения называются фиброзными, если эластические - эластическими. Фиброзные соединения в зависимости от величины прослойки могут быть в виде связок (между отростками позвонков), в виде перепонок шириной 3-4 см (между костями таза, предплечья, голени) или в виде швов (между костями черепа), где прослойка соединительной ткани составляет всего 2-3 мм. Примером непрерывных соединений эластического типа могут служить желтые связки позвоночника, находящиеся между дугами позвонков.
Синхондрозы. В зависимости от строения хряща эти соединения подразделяют на соединения с помощью волокнистого хряща (между телами позвонков) и соединения с помощью гиалинового хряща (реберная дуга, между диафизом и эпифизом, между отдельными частями костей черепа и т. д.).
Хрящевые соединения могут быть временными (соединения крестца с копчиком, частей тазовой кости и др.), которые затем превращаются в синостозы, и постоянными, существующими на протяжении всей жизни (синхондроз между височной костью и затылочной).
Гиалиновые соединения более упругие, но хрупкие по сравнению с волокнистыми.
Синостозы. Это
соединения костей костной тканью -
окостенение эпифизарных
Прерывные соединения
костей называют еще синовиальными
соединениями, полостными соединениями
или суставами. Сустав имеет свои
специфические конструкцию, расположение
в организме и выполняет опреде
В каждом суставе различают основные элементы и добавочные образования. К основным элементам сустава относятся: суставные поверхности соединяющихся костей, суставная сумка (капсула) и суставная полость.
Суставные поверхности соединяющихся костей должны в определенной мере соответствовать друг другу по форме. Если поверхность одной кости выпукла, то поверхность другой несколько вогнута. Суставные поверхности покрыты обычно гиалиновым хрящом, который уменьшает трение, облегчает скольжение костей при движениях, является амортизатором и предотвращает срастание костей. Толщина хряща 0,2-4 мм. В суставах с ограниченной подвижностью суставные поверхности покрыты волокнистым хрящом (крестцово-подвздошный сустав).
Суставная сумка - это соединительнотканная оболочка, герметически окружающая суставные поверхности костей. Она имеет два слоя: наружный - фиброзный (очень плотный, крепкий) и внутренний - синовиальный (со стороны полости сустава покрыт слоем эндотелиальных клеток, которые вырабатывают синовиальную жидкость).
Суставная полость - небольшая щель между соединяющимися костями, заполненная синовиальной жидкостью, которая, смачивая поверхности соединяющихся костей, уменьшает трение, силой сцепления молекул с поверхностями костей укрепляет суставы, а также смягчает толчки.
Добавочные
образования формируются в
Глава 6. Общие закономерности роста и развития скелета
Организм ребенка все время находится в процессе роста и развития, которые проходят непрерывно в определенной закономерной последовательности. От момента рождения до взрослого человека ребенок приходит через определенные возрастные периоды. Ребенку в различные периоды жизни свойственны определенные анатомо-физиологические особенности, совокупность которых накладывает отпечаток на реактивные свойства сопротивляемость организма.
Жизнь человека - это непрерывный процесс развития. Первые шаги и дальнейшее развитие двигательной функции, первые слова и развитие речевой функции, превращении ребенка в подростка в период полового созревания, непрерывное развитие центральной нервной системы, усложнение рефлекторной деятельности - это только примеры из огромного числа непрерывных изменений организма.
Возраст |
Мальчики |
Девочки |
|||
Длина тела (см) |
Масса (кг) |
Длина тела (см) |
Масса (кг) |
||
0,1 1 2 3 4 5 6 7 |
49,6 - 54,3 73,3 - 77,4 83,4 - 89,5 95,5 - 99,1 97,1 - 107,4 103,9 - 114,8 110,3 - 121,2 117,3 - 127,3 |
3,1 - 3,9 9,5 - 11,3 11,4 - 14,1 12,6 - 16,9 14,5 - 20,1 16,5 - 21,0 18,7 - 24,5 20,4 - 28,8 |
48,9 - 54,0 71,1 - 76,9 81,1 - 87,6 90,1 - 97,5 98,8 - 107,6 104,4 - 114,2 109,3 - 122,1 115,9 - 126,9 |
2,9 - 3,7 8,7 - 10,8 11,1 - 13,8 12,5 - 16,0 15,1 - 19,9 16,0 - 22,7 17,7 - 25,1 20,3 - 28,0 |
|
Характерной особенностью процесса роста детского организма являются его неравномерность, или гетерохронизм, и волнообразность. Периоды усиленного роста, а меняются его некоторым замедлением. Особенно ярко эта закономерность прослеживается при графическом выражении темпа роста организма ребенка.
Из таблицы видно, что наибольшей интенсивностью рост ребенка отличается в первый год жизни. Если при рождении рост ребенка в среднем равен 50 см, то к концу первого года жизни он достигает 75 - 80 см, т.е. увеличивается более чем на 50%; масса тела за год утраивается - при рождении ребенка она равна в среднем 3,0 - 3,2 кг, а к концу года - 9,5 - 10,0 кг.
С периода новорожденности и до достижения зрелого возраста длина тела увеличивается в 3,5 раза, длина туловища - в 3 раза, длина руки - в 4 раза, длина ноги - в 5 раз.
Организм ребенка развивается в конкретных условиях среды, непрерывно действующей ход его развития. Еще И.М. Сеченов отмечал, что «…организм без внешней среды, поддерживающей его существование, невозможен, поэтому в научное определение организма должна входить и среда, влияющая на него, а так как без последней существование организма невозможно, то споры о том, что в жизни важнее - среда или самое тело - не имеют ни малейшего смысла».
В зависимости от конкретных условий среды процесс развития может быть ускорен или замедлен, а его возрастные периоды могут наступать раньше или позже и иметь разную продолжительность
Скелет ребенка в процессе развития подвергается сложным преобразованиям, на которые оказывает влияние ряд внешних и внутренних факторов.
В утробном периоде окостенение скелета происходит довольно поздно и при рождении в скелете ребенка ещё много хрящевой ткани. Особенно много её в позвоночнике, тазе и запястьях. Костная ткань у ребенка грудного возраста имеет волокнистое строение, бедна минеральными солями, богата водой и кровеносными сосудами. Поэтому кости ребенка мягкие, гибкие, не обладают достаточной прочностью.
К 2 годам жизни ребенка по своему строению приближаются к костям взрослого человека и к 12 годам они уже не отличаются от костей взрослого человека.
Характерной особенностью детского возраста является наличие родничков, которые образуются в области соединения нескольких костей и представляют соединительнотканные мембраны. Имеется 4 родничка: большой, малый, 2 боковых. Большинство детей рождаются с закрытыми родничками, но в 25% случаев у новорожденных остается открытым малый родничок, расположенный между теменными и затылочными костями, закрывается он в первые месяцы жизни, но не позднее 3 месяцев.
У новорожденных позвоночник выпрямлен, не имеет физиологических изгибов. Шейный лордоз обнаруживается в 2-месячном возрасте, после того как ребенок начинает держать голову; грудной изгиб позвоночника, выпуклостью кзади, появляется в 6 месяцев, когда ребенок начинает сидеть; поясничный лордоз возникает после года, когда ребенок начинает ходить. К 3-4 годам появляется более или менее характерная конфигурация позвоночника. Постоянство шейной кривизны устанавливается к 7 годам, поясничной - лишь к 12 годам.
В первые месяцы
жизни рост легких опережает рост
грудной клетки, которая для полного
вмещения легких находится как бы
в состоянии максимального
В длинных костях в течение продолжительного времени остаются хрящевые прослойки между диафизом и эпифизом. Они называются эпифизарными хрящами. Клетки эпифизарных хрящей некоторое время сохраняют способность размножаться, благодаря чему кость растет в длину. Полное замещение эпифизарных хрящей костной тканью заканчивается только к 25 годам.
Глава 7. Влияние физической активности и гиподинамии на формирование скелета
Физические упражнения способствуют хорошей работе органов пищеварения, помогая перевариванию и усвоению пищи, активизируют деятельность печени и почек, улучшают желез внутренней секреции: щитовидной, половых, надпочечников, играющих огромную роль в росте и развитии молодого организма.
Под влиянием физических нагрузок увеличивается частота сердцебиения, мышца сердца сокращается сильнее, повышается выброс сердцем крови в магистральные сосуды. Постоянная тренировка системы кровообращения ведёт к её функциональному совершенствованию. Кроме того, во время работы в кровоток включается и та кровь, которая в спокойном состоянии не циркулирует по сосудам. Вовлечение в кровообращение большой массы крови не только тренирует сердце и сосуды, но и стимулирует кроветворение.
Физические упражнения вызывают повышенную потребность организма в кислороде. В результате чего увеличивается “жизненная ёмкость ” лёгких, улучшается подвижность грудной клетки. Кроме того, полное расправление лёгких ликвидирует застойные явления в них, скопление слизи и мокроты, т.е. служит профилактикой возможных заболеваний.

- Возрастные аспекты воспитания гибкости
- Возрастные и индивидуальные особенности детей
- Возрастные и индивидуальные особенности нравственного развития детей дошкольного возраста
- Возрастные и индивидуальные особенности обучения детей искусству хореографии
- Возрастные и индивидуальные особенности обучения детей хореографическому искусству
- Возрастные и личностные кризисы в психосоциальном развитии личности. Факторы, способствующие предотвращению кризисов
- Возрастные индивидуальные кризисы в психологическом развитии человека в возрасте 5-6 лет
- Возрастная структура населения и пенсионное дело
- Возрастная структура населения и проблема воспроизводства трудовых ресурсов
- Возрастная физиология и психофизиология
- Возрастная физиология и школьная гигиена (3)
- Возрастной аспект проблемы психомоторного развития ребенка
- Возрастной кризис и их особенности
- Возрастно-психологические аспекты юношеских взаимоотношений