Что обеспечивает прочность костной ткани

К вопросу о механических свойствах костной ткани

Что обеспечивает прочность костной ткани

К вопросу о механических свойствах костной ткани

Лайуни Рида бен Шедли

Национальный университет физического воспитания и спорта Украины

Аннотация. В статье приводятся обобщенные литературные данные касающиеся механических свойств костной ткани.

Ключевые слова: костная ткань, механика, организм человека.

Анотацiя. Лайунi Рiда Бен Шедлi. До питання про бiомеханiчнi властивостi кiстковоi тканини. Устаттi наводяться узагальненi лiтературнi данi, якi торкаються механiчних властивостей кiстковоi тканини.

Ключовi слова: кiсткова тканина, механiка, органiзм людини.

Annotation. Ridha Liayouni. To a question on mechanical charecteristics osteal fabric. The generalized literary data touching mechanical characteristics of an osteal fabric are given in article.

Keywords: osteal fabric, mechanics, organism of the man.

Активное взаимодействие организма с внешней средой и опосредованное участие в этом всех его многочисленных систем и органов обеспечивается через опорно-двигательный аппарат.

Основной же компонент аппарата движений – мышца – отличается от таких систем, прежде всего тем, что она непосредственно преобразует химическую энергию в механическую, достигая довольно высокого коэффициента полезного действия в условиях нормальной температуры тела человека.

Основной структурно-функциональной единицей скелета человека является кость. В организме человека каждая кость-это живой, пластичный орган. Она имеет свою морфологическую структуру, функционирует как часть целостного организма и состоит из нескольких тканей.

Основной тканью в кости является костная ткань; кроме неё имеются плотная соединительная ткань, образующая, например, оболочку кости, которая покрывает её сосуды снаружи, рыхлая соединительная ткань, одевающая сосуды, хрящевая ткань, покрывающая концы костей или образующая зоны роста, ретикулярная ткань, являющаяся основой костного мозга, и элементы нервной ткани – нервы нервные окончания. Каждая кость имеет определенную форму, величину, строение и находиться в связи с соседними костями. В состав скелета входит 206 костей – 85 парных и 36 непарных. Кости составляют примерно 18% веса тела.

Выделяют пять структурных уровней компактной костной ткани.

Первый уровень составляет биополимерная макромолекула тропоколлагена, построенная из трёх левых спиральных полипептидных цепочек, которые образуют правую спираль, и неорганические кристаллы.

Второй структурный уровень состоит из микрофибрилл коллагена, образуемых пятью молекулами тропоколлагена.

Третий структурный уровень – это волокно, состоящее из большого количества миофибрилл и связанных с ними микрокристаллов. Между отдельными кристаллами образуются связи в продольном и поперечном направлениях. Эта совокупность органических и неорганических веществ является армирующим компонентом костной ткани.

Четвёртый структурный уровень образуется из ламелл – тонких изогнутых пластинок, представляющих наименьший самостоятельный конструктрукционный элемент компактной костной ткани. Коллагеноминеральные композиции, объединённые при помощи вяжущего вещества, служат материалом для пластинок.

Пятый структурный уровень представлен остеоном или гаверсовой системой – конструкционным элементом, который образуется вокруг кровеносных сосудов, включающихся в объём кости при её образовании. Остеон формируется из концентрически расположенных костных ламелл вокруг гаверсового канала, в котором проходят сосуды и нервы.

Остеоны располагаются не беспорядочно, а соответственно функциональной нагрузке, воздействующей на кость.

Из остеонов формируются перекладины костного вещества или балки, которые в свою очередь образуют компактное вещество (если перекладины лежат плотно) или губчатое вещество (если перекладины лежат рыхло).

Распределение компактного и губчатого вещества зависит от условий функционирования кости. Губчатое вещество располагается там, где при большом объеме кости требуется сохранить её легкость и прочность. В трубчатых костях остеоны располагаются параллельно длине кости.

Функция костной ткани многообразна. Первая и наиболее важная функция опоры для мягких тканей, подавляющее большинство которых располагается в области костных образований и прикрепляется к костям. Мышцы, проходят над местами соединения костей, и производят смещение одной кости в отношении другой или перемещение всего тела относительно поверхности Земли.

Тем самым кости как опорные образования (в основном, рычаги) принимают участие в выполнении всех движений, совершаемых человеком. Кости также формируют полости (черепная, спинномозговая, тазовая и грудная) для защиты внутренних органов. В кости находится красный костный мозг, который выполняет функцию кроветворения.

Кости осуществляют функцию депо для минеральных веществ и микроэлементов.

В состав живой кости взрослого человека, по данным Гладышевой (1984), входит воды 50 %, жира 15,75%, оссеина (коллагеновых волокон), органического вещества 12,4%, неорганических веществ 21,85%. А по данным Энока (1998) вода составляет около 20% сырой массы кости, остеоколлагеновые волокна, – около 35%, соли – 45%. Неорганические вещества представлены различными солями.

Больше всего в кости содержится фосфата извести – 60% , карбоната извести- 5,9%, сульфата магния- 1,4%. Кроме того, в костях имеются представители почти всех земных элементов. Минеральные соли легко растворяются в слабом растворе соляной или азотной кислоты. Этот процесс называется декальцинацией. Костная ткань может выдержать довольно большие нагрузки на сжатие, растяжение, удар.

По данным многих специалистов, костная ткань на сжатие приблизительно в пять раз прочнее железобетона, по сопротивлению на разрыв она несколько превышает сопротивление дуба, ее прочность примерно соответствует при этом прочности чугуна. В частности, бедренная кость может выдерживать в среднем до 3т. на сжатие, большеберцовая кость – даже до 4 т.

На растяжение компактное вещество кости выдерживает нагрузку 10-12 кг на 1 мм2, а на сжатие -12-16 кг. Так, чтобы раздробить бедренную кость давлением, нужно приблизительно 3 тыс. кг, большеберцовую кость – не менее 4 тыс. кг. Оссеин кости выдерживает нагрузку на растяжение 1,5 кг на 1 мм2, на сжатие – 2,5 кг. Несущая способность костей при изгибе значительно меньше.

Например, бедренная кость выдерживает нагрузку на изгиб до 2,5 * 103 Н.

Прочность костной ткани обеспечивается сложным сочетанием важнейших ее химических компонентов – органических, неорганических соединений и воды. В зависимости от питания, условий жизни и ряда других факторов в кости меняется процентное соотношение этих компонентов и ее прочность.

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.

При недостатке в пище ребенка витамина D в костях плохо откладываются соли извести, сроки окостенения нарушаются, а недостаток витамина А может привести к утолщению костей, запустению каналов в костной ткани.

Процессы, которым подвергается кость, включают развитие, укрепление и резорбцию. Они имеют собирательное название – ремоделирование, или реконструкция. Полный цикл ремоделирования (замены всех структур) костей конечности взрослого человека составляет около 10-20 лет.

Ремоделирование представляет собой равновесие между абсорбцией кости (остеокластами) и её образованием (остеобластами). Оно постоянно изменяется и зависит от таких факторов, как физическая активность, возраст и заболевания.

Физические нагрузки являются основным фактором, определяющим увеличение костной массы у людей. Среди компонентов нагрузки, способствующих увеличению плотности минералов кости, основным является величина отягощения.

Конроем (1996) экспериментально установлено, что адаптация костной массы юных штангистов на 30-50% (в зависимости от анатомического участка и индивидуальных особенностей спортсмена) зависит от силы, развиваемой при выполнении упражнений.

Montoye et al., (1980) обнаружены различия в минеральном составе, плотности и массе костей доминирующих конечностей по сравнению с не доминирующими.

Проявляется это в том, что кости доминирующих конечностей, имеют большую массу, ширину и плотность минералов.

В целом следует отметить, что повышение уровня плотностей костей отмечается в тех участках скелета, которые подвергаются наиболее интенсивным механическим воздействиям.

Плотность костей в значительной мере определяется квалификацией спортсменов, спецификой тренировочной и соревновательной деятельности в различных видах спорта.

У спортсменов высокого класса отмечается повышенная плотность костей по сравнению со спортсменами низкой квалификации и особенно лицами, не занимающимися спортом.

Представители скоростно-силовых видов спорта, вольной и греко-римской борьбы имеют достоверно более высокие показатели плотности костей по сравнению со спортсменами, специализирующимися в циклических, игровых и сложнокоординационных видах спорта.

По данным Michel et al., (1989) на снижение плотности костей приводят большие объёмы работы на выносливость.

Особенно низкая плотность костей отмечается у пловцов на длинные дистанции, что обусловлено не только большим объёмом работы аэробного характера, спецификой отбора пловцов, способных показать высокие результаты на стайерских дистанциях, но и спецификой водной среды, резко снижающей нагрузки на опорно-двигательный аппарат.

С другой стороны, главная проблема, с которой сталкиваются космонавты во время продолжительного пребывания в космосе, – потеря костной ткани (Zernicke, Vailis, Salem, 1990). Условия гипогравитации приводят к деминерализации костей, чрезмерной потере солей скелетом (Anderson, Cohn, 1985; Morey, 1979).

В результате этого кости становятся менее прочными и во время значительной физической нагрузки (например, во время выполнения работ вне космического корабля) могут ломаться. Кроме того, при возвращении на Землю затрудняется процесс восстановления костей.

Вследствие этого становится особо актуальной разработка программ физических упражнений, которые позволили бы свести к минимуму потери костной ткани у космонавтов.

Кости как органы представлены у человека в виде единой функциональной системы, относящейся к пассивному двигательному аппарату. По форме и виду соединений костей можно представить объем движений и тем самым судить о функциональных особенностях аппарата движений.

Литература

1. Алтер М.Ф. Наука о гибкости. – К.: Олимпийская литература, 2001. – 421с.

2. Белинцев Б.М. Физические основы биологического формообразования. – М.: Наука, 1991.-252с.

3. Энока P.M. Основы кинезиологии. – К.: Олимпийская литература, 1998. С. 40- 60.

Поступила в редакцию 28.05.2002г.

Источник: http://lib.sportedu.ru/Books/XXPI/2002N4/p18-22.htm

Строение и свойства костей

Что обеспечивает прочность костной ткани

“То не досточки, то косточки трещат”.
С.Я.Маршак

Цель урока

  • Обобщить знания учащихся об основных функциях системы опоры и движения, раскрыть особенности строения и свойства костей, обеспечивающие выполнение опорной и защитной функций.

Оборудование

  • Кости скелета, листы бумаги, опоры для конструкций, груз для опыта, декальцинированная и прокаленная кость.

Ход урока

Учитель.

Мы с вами начали изучение темы “Система опоры и движения”. Рассмотрели строение скелета и его функции. Я предлагаю вам вспомнить части скелета, названия костей. Проведем зрительный диктант, взаимопроверку, выставим оценку (Учитель показывает кости, части скелета, дети записывают их названия в тетрадях, проверяют друг у друга и выставляют оценки).

Учитель. Занимательные вопросы.

1. Сколько костей входит в состав скелета? (218)

2. Названия каких костей скелета связаны с предметами хозяйственного обихода? (лопатка, ключица, таз)

3. Назовите самую длинную кость скелета человека. (Бедренная)

4. Почему части кисти имеют названия – запястье, пястье? (основа “пять”)

5. Самая маленькая кость в скелете человека? (Стремечко)

6. Подвижная кость черепа. (Нижняя челюсть)

Скелет человека в цифрах [2]

– Самая длинная кость составляет 27,5% от роста человека (при росте 183 см.=50см.)

– Самая маленькая кость – слуховая в ухе – стремечко – до 3 мм в длину и массой до 4 мг.

– Весь скелет человека весит около 8 кг.

– Большая берцовая кость выдерживает груз 1600-1800кг.

Учитель. Назовите функции скелета

Проблема урока

Учитель.

Что обеспечивает выполнение функций скелета. Обратите внимание на эпиграф урока. Трещат косточки, но выполняют свои функции. Запишите тему урока.

Природа миллионы лет экспериментировала, прежде чем сделать нас такими, какие мы сейчас. Можем ли мы объективно судить о результатах этого эксперимента? Вряд ли. Но судить с точки зрения инженера – конструктора мы можем.

В эпоху возрождения Леонардо да Винчи (Джоконда), который был не только художником но инженером интересовавшимся строением человеческого тела, задумался: “Какой принцип использовала природа, строя тело?” Ответить в то время он не смог на этот вопрос.

Позже в 1679 году итальянский физик Боррели также задумался над этим вопросом, наблюдая за птицами (Фрегат 2 м при размахе крыльев, скелет 110г) Ему было трудно ответить на этот вопрос. Сейчас же каждый школьник может ответить. [1]

Используемый способ

– уменьшение массы при сохранении прочности.

Опыт

Возьмем два одинаковых по размеру листа бумаги. Один свернем трубкой, другой в виде узкой пластинки. Поместим оба листа концами на опору и будем к каждой конструкции подвешивать груз. Мы видим, что конструкция внутри полая, выдерживает больший груз. Где мы наблюдаем такие конструкции в нашем скелете?

Ответ.

Большие кости конечностей.

Учитель.

Наиболее отчетливо это проявилось, у какой группы организмов?

Ответ.

У птиц, для приспособления к полету.

Учитель.

Правильно, у птиц, на это и обратил внимание Боррели: “…тело птицы непропорционально легче, чем у человека или у любого четвероногого…”[1]

Обратим внимание на микроскопическое строение костной ткани, которая является разновидностью соединительной ткани. [3]

Рисунок 1. микроскопическое строение костной ткани

Костная ткань представлена клетками костной ткани — остеоцитами и межклеточным веществом. Структурным элементом является остеон — система костных пластинок, концентрическими кругами располагающиеся вокруг каналов, содержащих нервы и сосуды. Между ними — вставочные пластинки. Что доказывает, что кость – живой орган?

Ответ.

Наличие в кости нервов и кровеносных сосудов.

Учитель.

Различают костное вещество:

Губчатое вещество – совокупность пластинок, расположенных перпендикулярно нагрузкам. Этот принцип строения используется в архитектуре, например, Эйфелева башня в Париже. Что дает такое расположение пластинок?

Плотное компактное вещество, название которого говорит само за себя – пластинки располагаются плотно.

Классификация костей по строению

Учащимся предложено найти в учебнике информацию по данному вопросу. Группы костей демонстрируются на скелете.

Различают четыре группы костей:

  • трубчатые (длинные — плечевая, короткие — фаланги пальцев);
  • губчатые (длинные — ребра, короткие — кости запястья, предплюсны);
  • плоские (лопатки);
  • смешанные (основание черепа, позвонки).

Учитель.

Рассмотрим макроскопическое строение кости. Поможет нам разобраться в этом вопросе рисунок, который я буду рисовать на доске, а вы в тетради. Мы нарисуем строение трубчатой кости. Вы работаете в тетради аккуратно и внимательно.

Рисунок 2. Строение трубчатой кости

Надкостница (Н) – плотная соединительная ткань (функция – защитная, трофическая, костеобразующая). Был проведен опыт: у молодого петуха удалили всю бедренную кость, но сохранили надкостницу. Через некоторое время кость восстановилась. Какие выводы делаем? Заживление костей при переломах.

Компактное вещество (КВ) – прочность.

Губчатое вещество (ГВ) – легкость при прочности. Костные пластинки расположены соответственно направлению сил сжатия и растяжения, действующих на кость.

Красный костный мозг (ККМ) заполняет ячейки губчатого вещества, функция кроветворения.

Желтый костный мозг (ЖКМ) заполняет полость кости, содержит клетки, разрушающие кости – остекласты. Они необходимы для правильного формирования скелета, а также они активизируются при снижении нагрузок. Где нагрузка на кость, там она растет. Где нет – там рассасывается. Без движения – в день теряется около 0,5 г.

кальция, космонавты, находясь в состоянии невесомости – 3 г. В течение всей жизни клетки обновляются. С помощью меченых атомов установили, что в течение года у человека дважды совершается замена вещества кости: снаружи костное вещество нарастает, изнутри разрушается.

Качественный состав кости зависит от состава пищи: прочные, крупные, тяжелые – у питающихся молоком, мясом; мягкие, слаборазвитые – у питающихся растительной пищей.

Рост кости в длину происходит за счет зон роста, находящихся недалеко от концевых участков костей. Это хрящевая ткань (Хр), которая по мере роста кости, замещается костной тканью. Завершается рост костей к 20 – 25 годам.

РРР – рост, развитие, регенерация.

Итак:

кости легки и прочны, но они также упруги и эластичны. Почему? Это объясняется их химическим строением. Кость – композиционный материал и состоит из двух разных веществ.

Химический состав костей

1/32/3
Органическое веществоНеорганическое вещество
Оссеинсоли кальция
Эластичностьпрочность

Искусственные материалы: стекло – неорганическое вещество – обладает твердостью, но хрупкое.

Стеклопластик – композиционный материал – очень прочный. Кость тверже кирпича в 30 раз, гранита – в 2,5 раза, прочнее дуба и почти также прочна, как чугун.

Доказать состав опытным путем. Для этого демонстрируется декальцинированная и прокаленная кости. Декальцинированная кость приготовлена детьми заранее в домашних условиях.

Учитель.

в костях оссеина и солей кальция с возрастом меняется. Вспомните, когда и как часто ломают кости люди разного возраста?

Ответ.

Взрослые люди ломают чаще, чем дети.

Учитель.

Почему? Как это связано с составом костей?

Ответ.

Чем моложе, тем оссеина больше и кости эластичнее.

Учитель.

А теперь сделаем вывод, что обеспечивает функциональность костей?

Кости человека прочны, легки и упруги из-за полости, строения костной ткани, сочетания твердости неорганических соединений с упругостью органических веществ.

Закрепление.

Выполнить задания.

Показать плотное вещество, губчатое вещество, костную полость.

Ответить на вопросы.

  1. Где находится красный костный мозг?
  2. Где находится желтый костный мозг?
  3. В каких участках кости происходит формирование кровяных клеток?
  4. Какую функцию выполняет надкостница?
  5. За счет чего растет кость в толщину?
  6. У детей или стариков кости чаще прогибаются под тяжестью тела? Объясните.
  7. У кого из них чаще ломаются кости?

Итог урока.

Домашнее задание.

  • Прочитать текст учебника и записи в тетрадях.
  • В Египте возникло учение о пропорциях тела, что это за учение? Найти информацию, подготовить презентацию.

Литература.

  1. Богданов К.Ю. Физик в гостях у биолога. – М: Наука, 1986.
  2. Зверев И.Д. Книга для чтения по анатомии, физиологии и гигиене человека. – М6 Просвещение, 1983.
  3. Колесов Д.В., Маш Р.Д., Беляев И.Н. Биология 8 класс. – М: Дрофа, 2006.

1.07.2013

Источник: https://urok.1sept.ru/%D1%81%D1%82%D0%B0%D1%82%D1%8C%D0%B8/635977/

Что обеспечивает прочность костной ткани

Что обеспечивает прочность костной ткани
Только у нас: Введите до 31.03.2020 промокод бонус2020 в поле купон при оформлении заказа и получите скидку 25% на всё!

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

1.Механические свойства биологических тканей

биологический кость прочность перелом

Структура материала является главным фактором, определяющим его механические свойства и характер процесса разрушения. Большинство биологических тканей являются анизотропными композитными материалами, образованными объёмным сочетанием химически разнородных компонентов. Состав каждого типа ткани формировался в процессе эволюции и зависит от функций, которые она выполняет.

Костная ткань. Кость — основной материал опорно-двигательного аппарата. Так в скелете человека более 200 костей. Скелет является опорой тела и способствует передвижению. У взрослого человека скелет весит около 12 кг (18% общего веса).

В компактной костной ткани половину объёма составляет неорганический материал, минеральное вещество кости — гидроксилапатит, Са10( РО4)6(ОН)2.

Это вещество представлено в форме микроскопических кристалликов. Другая часть объёма состоит из органического материала, главным образом коллагена (высокомолекулярное соединение, волокнистый белок, обладающий большой эластичностью).

Способность кости к упругой деформации реализуется за счёт минерального вещества, а ползучесть за счёт коллагена.

Кость является армированным композиционным материалом. Например, кости нижних конечностей армированы высокопрочными волокнами в окружных и спирально перекрещивающихся направлениях.

Механические свойства костной ткани зависят от многих факторов: возраста, заболевания. Индивидуальных условий роста. В норме плотность костной ткани 2400 кг /м 3. При различных способах деформирования кость ведёт себя по-разному. Прочность на сжатие выше, чем на растяжение или изгиб. Так, бедренная кость в продольном направлении выдерживает нагрузку 45000Н, а при изгибе — 25000Н.

Запас механической прочности кости весьма значителен и заметно превышает нагрузки, с которыми она встречается в обычных жизненных условиях.

Вся архитектоника костной ткани идеально соответствует опорной функции скелета, ориентация костных перекладин параллельна линиям основных напряжений, что позволяет кости выдерживать большие механические нагрузки.

Кости обладают различной прочностью в зависимости от функции, которую выполняют.

Бедренная кость в вертикальном положении выдерживает нагрузку до 1,5 т, а большая берцовая кость до 1,8 т (это в 25 — 30 раз больше веса нормального человека).

Установлено, что в соответствии с выполнением физиологических задач по реализации опорных и локомоторных функций согласно распределению силовых нагрузок в костях формируются зоны разной твёрдости.

Однако кость по прочности уступает только твёрдым сортам стали и оказывается гораздо прочнее ставших образцами прочности гранита и бетона. На композитную природу кости указывает низкое значение её модуля Юнга по сравнению с однородными материалами, обладающими такой же прочностью.

Средняя часть плечевой кости человека имеет площадь поперечного сечения около 3,3 см 2 . Легко доказать, что максимальный вес груза, который может удерживать эта кость, находясь в вертикальном положении и работая на сжатие, близок к 60000Н.

В от же время максимальная сила, которую может выдержать та же кость, если она работает на изгиб, а сила приложена к свободному концу кости перпендикулярно оси, близка к 5500Н.

2. Механика карате

Прекрасной иллюстрацией прочности костей человека может служить популярный сейчас вид спортивных упражнений — карате.

Как может голая рука разбивать такие прочные предметы, как дубовые или бетонные бруски, не ломаясь сама? Попробуем оценить необходимую для этого энергию Ер.

Используя закон Гука для деформации бруска и формулу для потенциальной энергии, запасённой в сжатой пружине, можно определить потенциальную энергию руки в момент удара.

Таким образом, рука каратиста обладает достаточным запасом энергии, чтобы разрушить брусок из бетона.

То, что рука каратиста не ломается при ударе о брусок, частично объясняется гораздо большей прочностью костей по сравнению с бетоном.

Если весь кулак в момент удара заменить костью длиной 6 см и диаметром 2 см, фиксированной в двух крайних точках, а удар о брусок моделировать силой, действующей на её середину, то в таких условиях кость может выдержать 25000Н. Это приблизительно в 8 раз больше, чем сила, действующая на кулак каратиста при разламывании бетонных брусков.

Однако, возможности руки каратиста противостоять таким ударам ещё больше, т.к. в отличии от бетонного бруска она не поддерживается по краям и удар не приходится точно в середину. Кроме того, между костью и бруском бетона всегда находится эластичная ткань, амортизирующая удар. Итак, ссылаться на хрупкость наших костей, оправдывая свою нерешительность, мы не вправе. Они не подведут.

Активное взаимодействие организма с внешней средой и опосредованное участие в этом всех его многочисленных систем и органов обеспечивается через опорно-двигательный аппарат.

Основной же компонент аппарата движений — мышца — отличается от таких систем, прежде всего тем, что она непосредственно преобразует химическую энергию в механическую, достигая довольно высокого коэффициента полезного действия в условиях нормальной температуры тела человека.

Основной структурно-функциональной единицей скелета человека является кость. В организме человека каждая кость-это живой, пластичный орган. Она имеет свою морфологическую структуру, функционирует как часть целостного организма и состоит из нескольких тканей.

Основной тканью в кости является костная ткань; кроме неё имеются плотная соединительная ткань, образующая, например, оболочку кости, которая покрывает её сосуды снаружи, рыхлая соединительная ткань, одевающая сосуды, хрящевая ткань, покрывающая концы костей или образующая зоны роста, ретикулярная ткань, являющаяся основой костного мозга, и элементы нервной ткани — нервы нервные окончания. Каждая кость имеет определенную форму, величину, строение и находиться в связи с соседними костями. В состав скелета входит 206 костей — 85 парных и 36 непарных. Кости составляют примерно 18% веса тела. Функция костной ткани многообразна. Первая и наиболее важная функция опоры для мягких тканей, подавляющее большинство которых располагается в области костных образований и прикрепляется к костям. Мышцы, проходят над местами соединения костей, и производят смещение одной кости в отношении другой или перемещение всего тела относительно поверхности Земли.

Тем самым кости как опорные образования (в основном, рычаги) принимают участие в выполнении всех движений, совершаемых человеком. Кости также формируют полости (черепная, спинномозговая, тазовая и грудная) для защиты внутренних органов. В кости находится красный костный мозг, который выполняет функцию кроветворения.

Кости осуществляют функцию депо для минеральных веществ и микроэлементов. Прочность костной ткани обеспечивается сложным сочетанием важнейших ее химических компонентов — органических, неорганических соединений и воды.

В зависимости от питания, условий жизни и ряда других факторов в кости меняется процентное соотношение этих компонентов и ее прочность. 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. При недостатке в пище ребенка витамина D в костях плохо откладываются соли извести, сроки окостенения нарушаются, а недостаток витамина А может привести к утолщению костей, запустению каналов в костной ткани.

Процессы, которым подвергается кость, включают развитие, укрепление и резорбцию. Они имеют собирательное название — ремоделирование, или реконструкция. Полный цикл ремоделирования (замены всех структур) костей конечности взрослого человека составляет около 10-20 лет.

Физические нагрузки являются основным фактором, определяющим увеличение костной массы у людей. Среди компонентов нагрузки, способствующих увеличению плотности минералов кости, основным является величина отягощения.

Конроем (1996) экспериментально установлено, что адаптация костной массы юных штангистов на 30-50% (в зависимости от анатомического участка и индивидуальных особенностей спортсмена) зависит от силы, развиваемой при выполнении упражнений. Обнаружены различия в минеральном составе, плотности и массе костей доминирующих конечностей по сравнению с не доминирующими. Проявляется это в том, что кости доминирующих конечностей, имеют большую массу, ширину и плотность минералов.

В целом следует отметить, что повышение уровня плотностей костей отмечается в тех участках скелета, которые подвергаются наиболее интенсивным механическим воздействиям. Плотность костей в значительной мере определяется квалификацией спортсменов, спецификой тренировочной и соревновательной деятельности в различных видах спорта.

У спортсменов высокого класса отмечается повышенная плотность костей по сравнению со спортсменами низкой квалификации и особенно лицами, не занимающимися спортом.

Представители скоростно-силовых видов спорта, вольной и греко-римской борьбы имеют достоверно более высокие показатели плотности костей по сравнению со спортсменами, специализирующимися в циклических, игровых и сложнокоординационных видах спорта (фигурное катание, художественная и спортивная гимнастика).

На снижение плотности костей приводят большие объёмы работы на выносливость.

Особенно низкая плотность костей отмечается у пловцов на длинные дистанции, что обусловлено не только большим объёмом работы аэробного характера, спецификой отбора пловцов, способных показать высокие результаты на стайерских дистанциях, но и спецификой водной среды, резко снижающей нагрузки на опорно-двигательный аппарат. Кости как органы представлены у человека в виде единой функциональной системы, относящейся к пассивному двигательному аппарату. По форме и виду соединений костей можно представить объем движений и тем самым судить о функциональных особенностях аппарата движений.

Таблица 1. Твёрдость по Бринеллю для тканей челюстных костей зубов

Ссылки по теме:

К какой ткани относится костная ткань . Воспаление костной ткани зуба лечение . Резорбция костной ткани после имплантации . Продукты стимулирующие выработку коллагена и эластина в организме . Что нужно есть для выработки коллагена .

Только у нас: Введите до 31.03.2020 промокод бонус2020 в поле купон при оформлении заказа и получите скидку 25% на всё!

Источник: https://zdorovie-ok.ru/chto-obespechivaet-prochnost-kostnoj-tkani/

Лечение Костей
Добавить комментарий