Скелет – кости, мускули и стави. Строеж, развитие и всичко важно

От плоските кости на черепа до дългите, цилиндрични на крайниците 260-те отделни кости , изграждащи скелета ви, имат най-различна форма и големина. Вътрешният им строеж ги прави леки, но много здрави – човешките кости са четири пъти по-здрави от бетона; 5-сантиметрово кубче от плътна кост може да издържи тежестта на слон.

За какво служат костите?

Костите придават форма на тялото, поддържат тежестта му и заедно с мускулите участват в извършването на контролирани, целенасочени движения. Черепът и гръдният кош защитават съответно мозъка, сърце то и белите дробове от външно увреждане, а костите на гръбначния стълб предпазват гръбначния мозък.

Освен това в костите се намират главните запаси от калций (най-широко разпространения елемент в организма) – около 99% от общото количество в тялото. Той е отложен под формата на соли, предимно калциев карбонат и калциев фосфат. Освен че е жизненоважна съставка на костите и зъбите, калцият играе основна роля в много химични процеси, включително мускулното съкращение, функцията на нервите и кръвосъсирването.

В процеса на кръвосъсирване кръвта се сгъстява при взаимодействието на калция с белтъци и други вещества, а малки частици, наречени кръвни плочки, се слепват и запушват увредените кръвоносни съдове. Кръвните плочки и по-голямата част от калция в кръвта произхождат от костите.

Костен мозък

При раждането костите ви съдържат подобно на желе вещество, наречено червен костен мозък. То произвежда червени кръвни клетки, пренасящи кислорода из тялото, бели кръвни клетки, борещи се с инфекциите, и кръвни плочки, подпомагащи кръвосъсирването. До настъпването на зряла възраст по-голямата част от червения костен мозък в дългите кости на крайниците се замества от жълт костен мозък (съставен предимно от мазнини), но се запазва в другите ви кости.

Строеж на костта

Всяка ваша кост е покрита с влакнеста външна мембрана – периостеум. Тя съдържа кръвоносни съдове, пренасящи храни-телните вещества и хормоните до вътрешността на костта, и нерви, предаващи информация за болката и положението в про-странството.

Под периостеума самата кост е съставена от плътен външен слой гладка, твърда кост – компактна кост, и вътрешни слоеве от по-мека, пореста такава – спонгиозна кост.

■        Компактната кост е съставена от цилиндрични структури или остеони, всеки с напречно сечение около 0,2 мм и дължина около 10 мм, които са здраво свързани един с друг и образуват здрава, плътна кост. Кръвоносните съдове и нервите, идващи от периостеума, преминават през кухи канали в центъра на остеоните.

■        Спонгиозната кост се разполага под компактната. Тя има структура, подобна на пчелна пита, изградена от твърди пластини (трабекули), и съдържа костния мозък.

От какво е изградена костта?

Основният елемент както на компактната, така и на спонгиозната кост е мрежата от колагенни влакна (здрави белтъчни влакна), пропита с калциеви соли. Последните придават на костта твърдост, а колагенните влакна – гъвкавост. Колагенът има висока еластичност и се открива и в хрущялите, ставните връзки, сухожилията и кожата. Той е и основна съставка на съе-динителната тъкан в тялото, която разделя, поддържа и защитава органите ви.

Клетки на костта

Въпреки че костта е съставена предимно от колаген, втвърден с помощта на калций, тя не е просто инертен материал. Костта представлява удивителна, постоянно променяща се структура, поддържана и непрекъснато обновявана от специални живи клетки, включени в нея.

Всеки вид костни клетки играе обособена роля в образуването, поддържането и възстановяването на костната тъкан.

■        Остеобласти. Разположени близо до повърхността на костите, костообразуващите остеобластни клетки произвеждат ко-лагенната мрежа, която с кристализирането на калциеви соли върху нея се втвърдява, оформяйки тънки костни слоеве.

■        Остеоцити. В крайна сметка остеобластите попадат в „капан“ в костта, образувана от тях, и се

превръщат в остеоцити (най-многобройните костни клетки), чиято главна функция е поддържането на костната тъкан.

■        Остеокласти. Остеоцитите действат съгласувано с клетките, познати като остеокласти. Тези големи клетки повишават киселинността и използват действието на различни ензими за разграждане на костната тъкан. Това става или за да се извлече калцият от костта, който след това да бъде използван другаде в тялото, или за да се отстрани кост, увредена при натоварване или счупване. Впоследствие увредената структура се възстановява от остеоцитите и остеобластите.

Видове кости

Костите в човешкото тяло са класифицирани според формата им:

Дългите кости са цилиндрични и се намират в ръцете и краката, както и в костите на пръстите. Те имат кух, тръбовиден централен канал и плътни краища.

Късите кости нямат централен канал и се състоят от твърда външна обвивка от компактна кост, запълнена със спонгиозна кост. Костите на китките и тарзалните кости в глезените са къси.

Плоските кости са изградени от спонгиозна кост, разположена между два слоя компактна кост. Към тях спадат лопатките, костите на черепа, гръдната кост и някои части от таза. Ребрата също са плоски кости, но имат къси участъци дълга кост в краищата, прикрепящи се за гръбнака.

Кости с неправилна форма. Някои кости, като прешлените и костите на лицето, не се вписват в нито една от тези категории, така че се класифицират като кости с неправилна форма.

Сезамовидните кости са обособени в отделна група, тъй като не са пряко свързани с останалата част от скелета. Те се намират в сухожилията (влакнестите нишки, прикрепващи мускулите към костите) и ги подсилват на местата, подложени на силно триене – например там, където сухожилията минават в близост до ставите. Повечето сезамовидни кости, с изключение на колянните капачки, са много малки.

Какво представляват?

КОСТЕН МОЗЪК

Централната кухина на много от костите, например тази на дългите кости, е изпълнена с костен мозък. В него се образуват новите кръвни клетки.

КОСТНИ КРАИЩА (ЕПИФИЗИ)

По време на детството в краищата на костите има зони от тъкан, произвеждаща хрущял – т.нар. растежни плочки; умножаването на хрущялните клетки в растежната плочка води до удължаване на костта. В зряла възраст плочките се заместват от твърда калцирана кост, трайно запазваща костната дължина.

КОСТНА ЗДРАВИНА

Калциевите кристали в костите са много здрави и издържат на силен натиск, но могат да се строшат при огъване, усуква-не или рязък удар. Колагенните влакна, от друга страна, са извънредно жилави и еластични и лесно издържат на опъване, усукване и огъване. Именно това съчетание от твърди кристали и гъвкав колаген придава огромната здравина на костите.

КОМПАКТНА КОСТ

Плътният външен слой компактна кост изглежда еднороден, но всъщност се състои от множество цилиндрични структури, наречени остеони. Във всеки остеон има миниатюрни кухини (лакуни) и Централен канал, съдържащи нерви и кръвоносни съдове, които снабдяват костта с кислород и хранителни вещества.

ЗНАЕТЕ ЛИ, ЧЕ…

■        Скелетът на нероденото дете в по-голямата си част е изграден предимно от гъвкав хрущял. В периода на ранно детство и по-късно през детството този хрущял се замества от кост. До около 25-годишна възраст в краищата на костите се запазват хрущялни плочки, осигуряващи растежа им.

Не всичкият хрущял в тялото ви се замества от кост – хрущялна тъкан покрива ставните краища на костите и намалява натоварването им. Има я също и в ушите, и във върха на носа.

■        В лицето ви има 14, а във всяка ръка – 27 кости. Най-малката кост в тялото е т.нар. стреме в средното ухо, дълго едва 2,5 мм.

■        Най-дългата и здрава кост в тялото ви е бедрената (femur), но най-твърдата кост е тази на долната челюст.

КАК ЗАЗДРАВЯВАТ СЧУПЕНИТЕ КОСТИ

За пълното срастване на краищата при счупване са необходими от шест седмици до няколко месеца.

1        Веднага след фрактурата разкъсаните кръвоносни съдове в костта предизвикват кървене в мястото на счупването.

2        Увредените кръвоносни съдове образуват съсирек, който спира кървенето, а след време мрежа от влакнеста тъкан замества съсирека.

3        Върху мрежата от влакнеста тъкан костообразуващите клетки (остеобласти) изграждат нова зона от мека гъбеста кост, наречена калус.

4        В хода на процеса на вкостяване калусът изчезва и меката тъкан постепенно се превръща в твърда компактна кост.

Четири съвета за здрави кости

Хранете се пълноценно.

Убедете се, че приемате достатъчно витамини и минерали, както и много калций, който ще откриете в млечните продукти и зелените листни зеленчуци.

Поддържайте здравината на тялото си.

Правете много физически упражнения, особено такива с тежести, които натоварват костите и укрепват здравината им.

Спрете тютюнопушенето.

Химическите вещества в цигарите пречат на усвояването на калция и ускоряват процесите на стареене.

Пийте в умерени граници.

Прекомерният прием на алкохол пречи на усвояването на хранителните вещества и увеличава костния разпад.

Силата на мускулите

В тялото има около 650 мускула, определящи от една трета до половината от телесното ви тегло. Мускулите не само ви позволяват да сядате, ставате, ходите и говорите, но също всмукват и изкарват въздуха от дробовете ви, движат кръвта по тялото ви, насочват и фокусират очите ви и придвижват храната по храносмилателния тракт.

ТЕЛЕСНА ТОПЛИНА

Топлината, създавана от мускулите като вторичен продукт на тяхната активност, подпомага поддържането на вътрешната телесна температура в стойности около 37 °С. Когато тялото ви е в покой, около 16% от телесната топлина идва от мускулите, но при физическо натоварване този дял се увеличава. Ако се охладите прекомерно, мускулите ви започват да треперят, за да произвеждат повече топлина.

Три вида мускули

Мускулите представляват снопове от дълги, цилиндрични влакна, които при свиването си предизвикват движение. В тялото ви има три различни вида мускулна тъкан: сърдечна, гладка и скелетна.

Сърдечен мускул

Този вид мускулна тъкан образува силния мускул на сърцето, който при свиването си изпомпва кръвта в артериите и при отпускане я поема от вените. Сърдечният мускул е неволеви, тъй

като действа без съзнателен контрол от страна на мозъка. Всяка от клетките на сърдечния мускул може автоматично да се свива и отпуска, но действията им се синхронизират от група специални нервни клетки, действащи като пейсмейкър. Те контролират и честотата на ударите на сърцето, като могат да я ускорят или забавят в отговор на нервни или хормонални сигнали от други части на тялото. Например по време на физическо натоварване, когато скелетните мускули работят интензивно и се нуждаят от повишено кръвоснабдяване, сърцето бие по-бързо и изпомпва повече кръв към тялото.

Гладки мускули

Гладкомускулната тъкан изгражда мускулните слоеве в стените на кръвоносните съдове и кухите органи като тънките черва и пикочния мехур. Тя се свива бавно и ритмично, придвижвайки съдържанието на тези органи по тялото. Както сърдечният мускул, гладките мускули са неволеви, защото работят без съзнателен контрол. Гладки мускули се срещат и в други части на тялото.

В очите например те променят размера на зениците, контролирайки количеството светлина, навлизащо в очите, и фокусират погледа.

Скелетни мускули

Най-разпространеният вид мускулна тъкан в тялото е скелетната – това са мускулите, които движат тялото, теглейки костите и ставите. Те се наричат също волеви мускули, защото работят под контрола на съзнанието.

Скелетните мускули поддържат костите ви по местата им и предпазват ставите ви от разместване; вие ги използвате ежедневно, при всяко едно движение, от усмивката до ходенето. Дори когато стоите неподвижно, скелетните мускули работят, под-държайки стойката и равновесието ви.

Мускулни движения

Скелетните мускули са изградени от снопове мускулни влакна, свързани помежду си със здрава, сребристобяла съединителна тъкан (колаген), която съдържа съдове и нерви. Съединителната тъкан се простира извън мускула, образувайки обла (сухожилие) или лентовидна връзка (апоневроза) между мускула и костта. Тъканта на сухожилието е два пъти по-здрава от тази на мускула.

Мускулното влакно представлява дълга, тънка клетка (или група от клетки), която може да се простира по цялата дължина на мускула – 30-40 см при някои мускули на краката. Всяко влакно съдържа голямо количество по-тънки нишки, наречени миофибрили, разположени по дължината му. Те на свой ред са изградени от редуващи се снопчета дебели и тънки белтъчни влакънца, наречени миофиламенти. Краищата на тънките влакънца частично се припокриват с тези на дебелите.

Когато мускулът получи нервни сигнали, нареждащи му да се свие, той отделя химични вещества, които карат тънките влакънца да се плъзнат навътре между дебелите. Това води до скъсяване на миофибрилите, което на свой ред скъсява мускулните влакна и кара целия мускул да се свие.

Работа по двойки

Тъй като мускулите създават движение при свиването си, скелетните мускули могат да движат костите и крайниците единствено чрез теглене. Именно затова повечето мускули и мускулни групи работят по двойки: едните сгъват ставата, а другите я изправят.

Когато например повдигате ръка, за да докоснете рамото си, бицепсът, разположен по предната страна на мишницата ви, се свива, сгъвайки лакътя, и тегли предмишницата ви нагоре. В същото време трицепсът по задната страна на мишницата ви бавно се отпуска, осигурявайки плавното и контролирано извършване на движението. Когато сваляте ръката си надолу, трицепсът се свива, изправяйки лакътя, а бицепсът се отпуска.

Мускулна сила

Мускулите ви получават повечето от енергията, която ги задвижва от свързването на глюкоза с кислород. Това се извършва в хода на биохимичния процес, наречен аеробно (т.е. в присъствието на кислород) окисление, протичащо в мускулните клетки. Глюкозата идва от храната, която поемате, а кислородът – от въздуха, който дишате, а кръвта ги пренася до мускулите и другите клетки на тялото.

Енергия и физическо натоварване

Когато мускулите ви работят усилено, например при физически упражнения, те се нуждаят от много повече енергия, отколкото когато са в покой. Тогава сърцето ви бие по-бързо и белите ви дробове работят по-интензивно, за да поддържат снабдяването на мускулите с глюкоза и кислород.

Въпреки това понякога кръвният поток не успява да достави цялото необходимо количество кислород и глюкоза, независимо от усиленото дишане и ускорената сърдечна дейност. Това може да се получи при много интензивни натоварвания, например спринтиране или изкачване по наклон с велосипед. За да компенсират този недостиг, мускулите ви си доставят допълнителната енергия, от която се нуждаят, за сметка на собствените си запаси от глюкоза. Тези запаси са под формата на вещество, наречено гликоген, което организмът ви произвежда от глюкоза; то се натрупва в мускулите и черния дроб.

Мускулите ви бързо могат да превърнат гликогена обратно в глюкоза и след това, използвайки процес, наречен анаеробно (т.е. в отсъствие на кислород) окисление, да получат енергия от нея, без да имат нужда от кислород.

Анаеробното окисление дава на мускулите ви ценна допълнителна енергия, но трае кратко време. С изчерпването на гликогена умората настъпва бързо, а натрупването на млечна киселина (остатъчен продукт от анаеробното окисление) причинява скованост и болезненост на мускулите и често води до схващания. Този ефект трае, докато забавите темпото или си починете. Тогава кръвта може да достави необходимото количество глюкоза и кислород и да отнеме млечната киселина от мускулите.

Какво представляват?

Мускулни влакна

Всяко мускулно влакно е изградено от множество по-тънки нишки, наречени миофибрили. Те на свой ред съдържат влакънца – миофиламенти. Двата различни вида миофиламенти – дебели и тънки, придават на мускулите характерната им ивичеста форма.

ФАСЦИКУЛИ

Мускулните влакна се подреждат в дълги снопове – фасцикули, разделени един от друг чрез тънка влакнеста тъкан, наречена перимизиум.

ЕПИМИЗИУМ

Всеки мускул е обвит със слой влакнеста тъкан – епимизиум. Кръвоносните съдове в тази тъкан доставят хранителни вещества и поемат отпадните продукти.

ЗНАЕТЕ ЛИ, ЧЕ…

• Най-големият мускул в тялото ви е големият седалищен мускул. Най-малкият е stapedius – мускулът, контролиращ стремето – една от трите малки костици, провеждащи звука в средното ухо.
• Най-дългият самостоятелен мускул в тялото е sartorius – този, разположен по предната страна на бедрото, който сгъва крака в хълбока и коляното.
• При захапване челюстните ви мускули могат да развият сила до 91 кг/см2.

Ставите: връзки между костите

Ставите са тези места в тялото ви, където две или повече кости контактуват една с друга. Те придават структурна устойчивост на иначе твърдия скелет и ви позволяват да движите, усуквате и навеждате тялото си.

Почти всяка кост в тялото ви образува става с поне още една кост. Изключение правят единствено сезамовидните кости (например колянните капачки), които са включени в сухожилия, както и малката подезична кост с форма на буквата U, разположена високо в предната част на шията и осигуряваща залавно място за няколко важни мускула, подпомагащи гълтането и говора.

Видове стави

Ставите често се класифицират в зависимост от обема на движенията, извършващи се в тях. Някои са свързани неподвижно и не позволяват извършването на движения, други са подвижни до известна степен, а трети, като тези в крайниците ви, позволяват широк обем движения. Подвижността на една става е тясно свързана със строежа и вида на тъканите, които я поддържат:

■        Фиброзните стави имат здрави връзки от съединителна тъкан, които не позволяват движение. Пример за това са костите на черепа ви, свързани помежду си с шевове от колагенни влакна, а зъбите ви са здраво свързани с челюстната кост с перидонтални връзки, фиброзните стави често са определяни и като неподвижни стави (синартрози).

■        Хрущялните стави (синхондрози) позволяват ограничени движения, тъй като костите са свързани с по-гъвкави хрущялни слоеве или плочки. Тези стави позволяват огъване, а не широк обем от движения: например подвижността на гръбнака ви е резултат от комбинираните движения в множеството междупрешленни стави.

■        Синовиалните стави позволяват широк обем от движения. Здрави и гъвкави връзки от влакнеста тъкан поддържат ставата и възпрепятстват разместването на костите. По-голямата част от ставите в тялото са синовиални, включително и тези в крайниците, дланите и стъпалата ви – ставите, в които е необходима висока подвижност.

Движения в ставите

Подвижната става позволява движение на едната кост спрямо другата при теглене от страна на му скулите, залавящи се за костта с помощта на сухожилия. Раменните стави например позволяват костите на мишниците да се движат спрямо лопатките.

Ставна подвижност

Обемът на движенията в дадена синовиална става зависи от структурата на ставата, разположението на ставните връзки и обтегнатостта на мускулите и сухожилията около нея.

При някои хора обемът на ставните движения е много по-голям от средностатистическия. Въпреки че често ги наричат „гумени“, обикновено тези хора просто имат много дълги или разтегливи сухожилия и ставни връзки. Такива стави имат акробатите и това им позволява да усукват телата си в привидно невъзможни пози.

Прекалено голямата ставна подвижност обаче може да доведе до проблеми, тъй като прекалено хлабавите стави са нестабилни и по-лесно могат да се разместят.

ВИДОВЕ ХРУЩЯЛ

Хрущялът в ставите ви, както и навсякъде другаде в организма, е вид съединителна тъкан, която свързва, поддържа и разделя други видове тъкани, например костите и мускулите.  Съществуват три основни вида хрущял:

1. Хиалинният хрущял, най-често срещаният вид, е здраво, гъвкаво и еластично синкавобяло вещество. Специфичен вариант на хиалинния хрущял – ставния хрущял – покрива краищата на костите в синовиалните стави, смекчава натоварването им и ги предпазва от износване.
2. Влакнест хрущял (бял хрущял) се открива в ставите с по-малка подвижност, например тези между прешлените на гръбнака ви.
3. Еластичният хрущял (жълт хрущял) е подобен на хиалинния, но съдържа мрежа от жълти еластични влакна, които го правят разтеглив. Такъв хрущял има в ушните миди и в някои части на гръкляна ви.

БУРСИ

Бурсата представлява малка торбичка, пълна със синовиална течност и покрита отвътре със синовиална мембрана. Бурсите често се срещат между тъканите около синовиалните стави, изложени на увеличено триене или натиск – например между връзките и сухожилията, където намаляват триенето.

Ставни връзки

Повечето синовиални стави притежават ставни врьзки, укрепващи стаената капсула и поддържащи стабилността на ставата.

Ставна капсула

Всяка синовиална става е обвита и защитена от капсула от влакнест колаген и еластична съединителна тъкан. Вътрешната страна на капсулата е покрита с мембрана, произвеждаща синовиалната течност.

Синовиална течност

Пространството около костните краища в синовиалните стави съдържа синовиална течност – бистра, гъста течност, която подхранва ставния хрущял и отмива отпадните продукти. Освен това тази течност смазва ставата, намалява триенето между ставните повърхности и допринася за равномерното разпределяне на натоварването.

Ставен хрущял

Краищата на костите в синовиалните стави са покрити с особен вид хлъзгав хиалинен хрущял, който действа като буфер, намалява триенето и защитава костните краища от износване и увреждане.

В човешкото тяло има стотици стави. Някои от тях, например на дланите и ходилата, са малки и многобройни; други, като тези на коленете и раменете, са значително по-големи. Обемът и видът на движенията в ставите също значително се различават: дори при синовиалните стави, които са с най-голям обем на движение, се срещат такива с висока подвижност (сферичните или ябьлковидни), както и други, в които движенията са доста ограничени (например малките плоски стави по гърба на дланта).

Неподвижни стави – череп и зъби

Костите в неподвижните стави са свързани с тънък слой влакнеста съединителна тъкан, който действа като лепило и пречи на движенията. Повечето неподвижни стави са в черепа ви, където всички кости с изключение на челюстната са свързани помежду си чрез неподвижни стави, наречени шевове.

Осеви стави – горна част на шията

В тези стави едната кост се върти около осевата издатина на другата. Осевата става между първите два прешлена на гръбнака ви позволява да въртите главата си от едната на другата страна.

Елипсовидни и седловидни синовиални стави – длани, китки, палци

В елипсовидните стави овалният изпъкнал край на едната кост влиза във вдлъбнатина с овална форма на другата.

Това позволява свиването, изправянето и страничното накланяне в ставата. Единствените седловидни стави в тялото са в основата на палците на ръцете; седловидната форма на ставата позволява на палеца да се сгъва, изправя и да се накланя странично.

Междупрешленни стави – гръбнак, таз

Между прешлените на гръбнака ви лежат здрави, изпълнени с течност плочки от влакнест хрущял. Когато мускулите дърпат гръбнака, тези дискове се сплескват в точката на натоварване, позволявайки малки движения в тази посока.

Шарнирни синовиални стави – лакти, колене, ходила и глезени, горна част на шията, длани, челюст

Тези стави позволяват движение напред-назад, като отварянето и затварянето на врата. Лактите, коленете и глезените са най-големите шарнирни стави в тялото, но в пръстите на ръцете и краката ви има множество по-малки стави от този тип. Шарнирната става между черепа и първия прешлен на гръбнака ви позволява да кимате с глава.

Плъзгащи се (плоски) синовиални стави – глезени, китки

Ставите, позволяващи плъзгането на почти плоски костни повърхности една спрямо друга, се наричат плоски или плъзгащи се, към които спадат някои от малките стави в глезените, дланите и китките ви. Здрави връзки ограничават движенията в тях.

Сферични (ябълковидни) синовиални стави – хълбоци, рамене

Най-подвижните стави в тялото ви са сферичните на раменете и хълбоците. В тях куполообразната глава на едната кост влиза в ямка с подобна форма на другата. Това позволява на ставата да се движи във всички посоки.

ЗНАЕТЕ ЛИ, ЧЕ…

■        Чувствителната кост на лакьтя ви всъщност не е кост: изтръпването, което получавате, ако ударите вътрешната му страна, всъщност се дължи на лакътния нерв, преминаващ отзад в близост до ставата.

■        Звукът при „пукането“ на кокалчетата на ръцете ви се дължи на мехурчета в синовиалната течност в ставите на пръстите. Мехурчетата се образуват при рязко спадане и последващо покачване на налягането в течността. Няма доказателства, че това води до артрит, но вероятно не е полезно постоянно да разтягате ставите си прекалено.

 

Материалите в lekuva.net са авторски и може да се използват само с публикуване на активен dofollow линк към оригиналния текст и без промяна на съдържанието, запазвайки всички линкове!