Читать книгу Биология. Человек. 8 класс - Группа авторов - Страница 18

1. Какие отделы составляют добавочный скелет?

2. В чём проявляется приспособление верхних конечностей к труду, а нижних конечностей к опоре?

3. Какие функции выполняют разные виды соединения костей?

К добавочному скелету относят скелеты свободных верхних и нижних конечностей и их поясов.

Скелет верхних конечностей состоит из скелета плечевого пояса и скелетов свободных конечностей. Он приспособлен к выполнению разнообразных сложных движений, в том числе связанных с трудовой деятельностью, и отличается большой подвижностью (рис. 33).

Пояс верхних конечностей (плечевой пояс) включает две лопатки и две ключицы. С осевым скелетом соединены суставами только ключицы. Каждая из них одним концом сочленяется с грудиной, другим – с лопаткой и плечевой костью руки. Лопатки же лежат свободно среди спинных мышц и, соединяясь с плечевой костью, участвуют вместе с ключицами в движении руки. Так, подъём руки над головой возможен с участием плечевого пояса: движение происходит в грудино-ключичном суставе (рис. 34).

Рис. 33. Скелет плечевого пояса и руки: 1 – ключица; 2 – лопатка; 3 – плечевая кость; 4 – лучевая кость; 5 – локтевая кость; 6 – кости запястья; 7 – кости пясти; 8 – кости фаланг пальцев

Рис. 34. Схема, показывающая роль плечевого пояса в подъёме руки вертикально вверх. Цветом выделены мышцы спины, поворачивающие лопатку суставной поверхностью вверх

Скелет руки (свободной верхней конечности) состоит из плечевой кости, двух костей предплечья – локтевой и лучевой, а также костей кисти. В кисти три части: запястье, пясть и фаланги пальцев (см. рис. 33).

Большой палец руки противопоставлен четырём другим пальцам. Вы легко можете прикоснуться кончиком большого пальца к кончику любого из остальных четырёх пальцев. Гибкая кисть и подвижные пальцы – это важное преимущество человека. Благодаря этому мы можем выполнять мелкие и точные движения, необходимые для трудовой деятельности. Подвижное сочленение костей кисти позволяет собирать мелкие предметы в горсть, удерживать их, вращать и перемещать небольшие предметы на некоторые расстояния, то есть выполнять не только силовые, но и точные движения, что недоступно даже человекообразным обезьянам.

Скелет нижних конечностей имеет ряд особенностей, связанных с прямохождением. Он отличается большой прочностью, которая достигается за счёт некоторого ограничения подвижности.

Пояс нижних конечностей представлен тазовыми костями (рис. 35). Это плоские кости, тесно сочленённые с крестцом. Они образуют практически неподвижное сочленение. Тазовые кости вместе с прикрепляющимися к ним мощными мышцами образуют дно брюшной полости, на которое опираются все внутренние органы.

Скелет ноги (свободной нижней конечности) начинается бедренными костями, которые под углом прикрепляются к тазовым костям, образуя прочную арку, способную выдержать большие нагрузки. Обратите внимание на расположение губчатого вещества: костные перекладины в нём расположены перпендикулярно друг к другу и в соседних костях одинаково направлены. Они совпадают с силами сжатия и растяжения, воздействующими на кости (см. рис. 25, Б, В). Суставная головка бедренных костей круглая, движения возможны в любую сторону, но они ограничены связками.

В голени, как и в предплечье, две кости: большеберцовая и малоберцовая. Большеберцовая кость сочленяется и со стопой, и с бедром. Это значительно увеличивает прочность, но снижает подвижность. Малоберцовая кость находится со стороны мизинца и несёт меньшую нагрузку.

Стопа человека, как и его кисть, состоит из трёх частей: предплюсны, плюсны и фаланг пальцев (рис. 36). В предплюсне наиболее массивны таранная и пяточная кости.

Рис. 35. Кости пояса нижних конечностей и ног с частью позвоночника: 1 – таз; 2 – поясничный позвонок; 3 – крестец; 4 – копчик; 5 – головка бедренной кости; 6 – бедренная кость; 7 – большеберцовая кость; 8 – кости стопы; 9 – малоберцовая кость; 10 – коленная чашечка

Рис. 36. Скелет стопы: 1 – пяточная кость; 2 – таранная кость

Подошва ноги имеет продольные и поперечные своды. Благодаря этому она пружинит при ходьбе и беге, смягчает толчки при движениях.

Соединения костей. В скелете человека насчитывают более 200 костей, которые соединены между собой. Характер соединения зависит от той функции, которую выполняют те или иные кости. Все соединения подразделяют на три группы: непрерывные, полусуставы (симфизы) и прерывные (суставы).

Непрерывные соединения осуществляются с помощью различных видов соединительной ткани. При этом между соединяющимися костями нет никакой полости или щели. Непрерывные соединения очень прочные, однако их подвижность ограничена или вообще отсутствует.

Рис. 37. Типы соединения костей: А – сустав: 1 – связки; 2 – суставная сумка; 3 – суставный хрящ; Б – симфизы: 1 – тело позвонка; 2 – межпозвоночный диск; В – непрерывные соединения – швы

Если взглянуть на соединения костей лобной и теменных или теменных и затылочной, то можно заметить, что выступы и шипы одной кости входят в пазы другой. Образуется своеобразный шов, дающий очень прочное неподвижное соединение (рис. 37, В).

В процессе роста между соединяющимися краями костей черепа образуется тонкая прослойка волокнистой соединительной ткани. В дальнейшем, с возрастом, коллагеновые волокна пропитываются солями кальция, и волокнистая ткань превращается в костную. В зависимости от конфигурации краёв соединяющихся костей различают зубчатый, плоский и чешуйчатый швы.

Некоторые кости соединяются между собой посредством эластичного хряща, как, например, рёбра с грудиной. Эти соединения обеспечивают относительную подвижность. Хрящ эластичен, и кости могут смещаться относительно друг друга.

Симфизы (от греч. symphysis – срастание) также представляют собой хрящевые соединения. При этом в толще хряща имеется небольшая, заполненная жидкостью щелевидная полость. Таким способом соединяются, например, тела позвонков (межпозвоночные диски).

Прерывные соединения – суставы. В непрерывных соединениях одна кость как бы переходит в другую кость или хрящ. Но есть соединения, в которых кости полностью обособлены друг от друга и сохраняют высокую подвижность. Они лишь примыкают одна к другой. Такие соединения костей называют прерывными соединениями или суставами (рис. 37, А и 38).

Рассмотрим строение и функции подвижного соединения на примере тазобедренного сустава (см. рис. 38). Тазовые кости имеют с каждой стороны по суставной ямке, в каждую из которых входит головка бедренной кости: справа – правой, слева – левой. Поверхность суставной головки и суставной ямки покрыта очень гладким суставным хрящом. Надкостницы в суставе нет, её замещает суставный хрящ. Обе кости скреплены связками и заключены в суставную сумку. Полость сустава герметично закрыта. Внутри её давление ниже атмосферного. Вследствие этого кости прижаты одна к другой. Прочность сустава уменьшится, если внутрь суставной сумки попадёт воздух. Это может случиться при травме сустава.

Рис. 38. Тазобедренный сустав: А – вскрытый сустав с внутренней связкой; Б – положение костей в суставной сумке; В – кольцевая связка, удерживающая головку бедренной кости в суставной ямке тазовой кости; Г – наружные связки, укрепляющие тазобедренный сустав: 1 и 2 – суставные хрящевые поверхности; 3 – внутренняя связка; 4 – кольцевая связка; 5 – суставная полость; 6 – наружные связки

Внутренняя стенка суставной сумки непрерывно выделяет суставную жидкость. Она смазывает трущиеся поверхности суставных хрящей и облегчает движение.

Подвижность сустава обеспечивается формой суставных поверхностей сочленяющихся костей, суставным хрящом и суставной жидкостью, а прочность сустава – суставной сумкой, связками и более низким давлением внутри сустава по сравнению с давлением наружного воздуха.

Особенность суставов состоит в том, что они не только обеспечивают подвижность костей, но и в любой момент могут зафиксировать кости в нужном положении, лишить их подвижности. Например, мы не только можем сгибать и разгибать руку в суставе, поднимая и опуская груз, но и способны удержать груз в разогнутой или согнутой под любым углом руке. Это возможно потому, что в суставной сумке есть складки. И когда мышцы прижимают головки костей друг к другу, суставная жидкость уходит в складки суставной сумки, а хрящ одной кости вдавливается в суставный хрящ другой кости. Вследствие этого трение возрастает, поверхности костей не скользят.

ПЛЕЧЕВОЙ ПОЯС (ЛОПАТКИ, КЛЮЧИЦЫ); КОСТИ РУКИ: ПЛЕЧЕВАЯ, ЛОКТЕВАЯ И ЛУЧЕВАЯ, КОСТИ КИСТИ; ТАЗОВЫЙ ПОЯС (ТАЗОВЫЕ КОСТИ); КОСТИ НОГИ: БЕДРЕННАЯ, БОЛЬШЕБЕРЦОВАЯ И МАЛОБЕРЦОВАЯ, КОСТИ СТОПЫ; СОЕДИНЕНИЯ КОСТЕЙ: НЕПРЕРЫВНЫЕ И ПРЕРЫВНЫЕ.

Вопросы

1. Сравните строение предплечья и голени. В чём их сходство и различие?

2. Чем можно объяснить, что в скелете человека существуют разные типы соединения костей?

3. Какие функции выполняют суставные хрящи, суставная сумка, связки и суставная жидкость?

4. Как вы считаете, почему поверхности суставной головки и суставной ямки не покрыты надкостницей?

Задания

1. Изобразите схематично принципиальное строение сустава. Объясните, почему суставная полость заполнена жидкостью, а не воздухом.

2. Используя дополнительную литературу и ресурсы Интернета, найдите информацию о типах суставов. Выберите критерии и составьте классификацию суставов.

3. Вспомните из предыдущих курсов биологии, у всех ли млекопитающих есть ключицы. Если нет, то объясните почему.

4. Рассмотрите стопу, которая изображена на рисунке скелета, сделанном под руководством Везалия (см. рис. 3). Какая неточность была допущена великим анатомом Возрождения в изображении строения стопы?

5. Составьте и заполните схему «Скелет человека».

Эксперименты

1. Докажите, что плечевой пояс не только соединяет кости руки с осевым скелетом, но и увеличивает подвижность руки.

Положите левую руку на правую ключицу и медленно поднимайте правую руку. Правая ключица остаётся неподвижной, пока рука поднимается до горизонтального положения, после чего приходит в движение. Какое из этих движений происходит с участием плечевого пояса?

2. Выясните, участвует ли в движении руки вверх лопатка, или оно осуществляется только за счёт ключицы (см. рис. 34).

Опустите поднятую руку, после чего нащупайте другой рукой нижний угол правой лопатки. Теперь поднимите правую руку вверх и убедитесь, что при подъёме руки до горизонтального уровня лопатка неподвижна, а при продолжении движения вверх до вертикального положения лопатка смещается вверх и в сторону. Это происходит потому, что мышцы спины, поворачивая лопатку плечевым суставом вверх, приводят плечо в вертикальное положение. Какова роль лопатки в движении руки?