Костная система: что это такое, составные части и характеристики



На биологическом уровне скелетная система и костная система состоит из ряда структур, которые обеспечивают поддержку и защиту мягких тканей и мышц живых существ. 

Помимо эндоскелета позвоночных, в природе существуют экзоскелеты членистоногих, которые несут пропорционально меньший вес, чем наш. Обычно они состоят в основном из хитина, карбоната кальция, кремнезема или других минералов. Основная функция — защита, но он также позволяет этим более «простым» живым существам с эволюционной точки зрения дышать и перемещаться в окружающей среде.

Еще ниже по эволюционной шкале находится гидроскелет, который состоит из заполненной жидкостью полости, окруженной мышцами, которые придают животному форму и передвижение. Аннелиды, нематоды и другие беспозвоночные имеют этот тип скелета.

Что такое костная система?

Остеология — это раздел описательной анатомии, который на протяжении многих лет занимается поиском ответов на этот вопрос. После столетий исследований и изучения мы пришли к простейшему возможному определению, но в то же время полное секретов и нюансов, которые мы увидим в следующих строках: костная система определяется как набор костей, которые придают человеческому телу его структуру.

За исключением патологий и мутаций, у всех особей нашего вида всего 206 костей. Это составляет примерно 12% от общего веса человеческого тела, поэтому человек весом 75 килограммов будет иметь массу костей 9 килограммов. У взрослого человека внутри содержится 1–1,2 кг чистого кальция.

Детали скелета

Человеческий скелет разделен на две большие плоскости в зависимости от физиологии и анатомии костей. 

Осевой каркас

Осевой скелет — это ось тела, костная часть, которая позволяет нам оставаться в вертикальном положении в трехмерной среде и дает нам «человеческую форму», которая характеризует наш вид. Этот костный конгломерат включает кости, которые составляют костную структуру головы, слуховые кости, подъязычную кость, позвоночник и грудную клетку.

Основная функция осевого скелета — защита, поскольку грудная клетка и череп охраняют три самых важных органа во всем человеческом теле: мозг, сердце и легкие. Всего насчитывается 80 костей.

Аппендикулярный скелет

Из 206 костей, представленных людьми, аппендикулярный скелет включает все те, которые образуют нижние конечности, верхние конечности и костные пояса (плечевой и тазовый). Эти 126 костей, от бедренной кости до пястной кости, позволяют нам двигать конечностями по своему желанию.

Следует отметить, что все включенные сюда кости двусторонние, то есть повторяются с каждой стороны тела. У нас есть две бедренные кости, две плечевые кости, две локтевой кости, две лучевые кости и т. д. Вы должны иметь в виду, что наше тело основано на физической предпосылке двусторонней симметрии: тело разделено в одной плоскости (сагиттальной), в результате чего образуются две зеркально идентичные половины.

Кости и костная ткань

Кости можно определить как чрезвычайно твердые органы, состоящие из костной ткани, состоящей, в свою очередь, из клеточной части и матричной части.

Внеклеточный костный матрикс

Это часть кости, которая не соответствует живым клеткам и занимает 98% всей ткани. Секрет его твердости заключается в его минерализации, поскольку 65% этой матрицы состоит из кристаллов гидроксиапатита (фосфата кальция). Эти кристаллы имеют форму шестиугольных призм, обычно короткие и таблитчатые, беловато-желтоватого цвета.

Остальные 35% матрикса соответствуют органическим веществам, 90% из которых составляют коллаген, волокнообразующий белок, имеющий преимущественно структурную природу. В дополнение к этому соединению существуют другие белковые вещества, которые различаются по структуре и гормональному действию: некоторые примеры этого — остеонектин, остеопонтин, тромбоспондин и щелочная фосфатаза.

Костные клетки

  1. Остеопрогениторные клетки: они находятся в надкостнице, эндосте и в каналах костей, которые содержат кровеносные сосуды. Они дают начало остеобластам.
  2. Остеобласты: это клетки, которые образуют костный матрикс, то есть они синтезируют уже описанный минеральный компонент. 
  3. Остеоциты: представляют 95% костных клеток. Они происходят из остеобластов, и их функция заключается в синтезе и реабсорбции костного матрикса.
  4. Остеокласты: тип клеток, ответственных за реабсорбцию и ремоделирование окружающего костного вещества.

Функции костной системы

Мы уже исследовали, на какие части делится скелет и тип ткани, из которой он состоит, поэтому нам нужно только знать функциональные возможности этой системы.

Поддержка, защита и движение — это функции костей, которые мы принимаем как должное. Кости являются опорной точкой для мышц, поэтому, когда мышцы сокращаются, костная ткань работает как рычаг, позволяющий нам совершать движения. По этой причине поперечно-полосатые мышцы, кости, суставы и сухожилия составляют то, что мы называем «опорно-двигательной системой человека».

С другой стороны, костная система — идеальное место для хранения минералов. Не говоря уже о том, что 99% кальция находится в костях, и только 1% циркулирует по нашему телу, чтобы выполнять свои функции. Столкнувшись с дефицитом кальция и минералов, тела клеток могут переваривать костный матрикс, тем самым высвобождая эти соединения в кровоток. Этот механизм очень негативен в долгосрочной перспективе: из-за него развиваются такие патологии, как остеопороз.

В дополнение ко всему, кости являются местом производства всех кровяных телец. Костный мозг — это тип гибкой биологической ткани, находящейся внутри длинных костей (таких как бедренная кость), позвонков, ребер и др. Функция которой заключается в выработке лейкоцитов, красных кровяных телец и тромбоцитов.

Эта задача возложена на гемопоэтические стволовые клетки, которые при дифференцировке дают, среди прочего, красные и белые кровяные тельца. Гемопоэтический компонент костного мозга играет неоценимую роль в физиологии человека, поскольку, не идя дальше, он синтезирует приблизительно 500 000 миллионов эритроцитов в день. 

Кости выходят далеко за рамки защиты жизненно важных органов: они позволяют нам двигаться, поддерживать гомеостатический баланс на уровне минералов, накапливать вещества и, кроме того, все циркулирующие тела клеток синтезируются в них. Без костного мозга не было бы ни иммунной системы, ни крови, поэтому жизнь в том виде, в каком мы ее знаем, была бы невозможна.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.


Ответить

Почта не будет опубликована.