Скелет виконує найважливіші функції. Він служить опорою тіла, до нього прикріплюється більшість органів. Він здійснює їх механічну захист - для мозку, серця, легенів та ін. він утворює міцні, кісткові порожнини. Кістки виконують роль важелів в апараті руху. Велике значення має їхня участь в мінеральному обміні. Кістки людини і тварин дуже схожі. Всі знають, як вони виглядають.
Рис. 21. Кісткові клітини (1) і кісткова тканина (2). |
Кожна кістка являє собою складний орган. Основу її становить кісткова тканина. Якщо роздивитися її під мікроскопом (рис. 21), легко виявити клітини своєрідної форми, поєднані між собою численними відростками. Клітини виробляють білок міжклітинної речовини осеїн.
Саме міжклітинний речовина, що становить за обсягом більшу частину кісткової тканини, забезпечує її механічні властивості. Кость неоднорідна за своєю будовою. Зовнішній шар її щільний, а внутрішній має пористу, губчату структуру. Зовні вона покрита м'якою плівкою - окістям (периостом). Через неї проникають у кістку кровоносні судини і нерви. У внутрішньому її шарі, прилежащем до щільної речовини, розмножуються і ростуть клітини, за рахунок яких відбувається ріст кістки. При переломах вони утворюють спайку - кісткову мозоль, завдяки якій відбувається зрощення відламків. Таким чином, за рахунок окістя здійснюється харчування; зростання і відновлення кісток при переломах. Форма кісток (як, втім, і інших органів) визначається їх роллю, їх функцією (рис. 22). За формою кістки, дуже різні, проте за принципом їх будови можна виділити дві групи: плоскі і трубчасті кістки. Перші служать для захисту і прикріплення органів. Наприклад, кістки черепа захищають мозок кістки тазу - внутрішні органи; трубчасті кістки утворюють скелет кінцівок (рук і ніг). Вони являють важелі руху і тому витягнуті в довжину і служать одночасно для прикріплення органів (наприклад, м'язів). Кінці їх потовщені і складаються суцільно з губчастої речовини (лише зовні вони вкриті тонким шаром щільного речовини), і їх суглобові поверхні завжди вкриті хрящем, які беруть участь в утворенні суглоба. Середня частина кістки, звана тілом, являє трубку циліндричної форми і складається тільки з щільної речовини. В її порожнини у дорослих міститься жовтий кістковий мозок, який утворений жировою тканиною, а в комірках губчастої речовини у всіх кістках (і в трубчастих, і в плоских) знаходиться червоний кістковий мозок, який є важливим органом, він виконує кровотворну функцію. Тут розвиваються і дозрівають клітини крові. Загальна кількість червоного кісткового мозку становить 1,3-1,5 кг (!), тобто за обсягом і вагою він лише трохи менше печінки. Багато захворювання крові виникають в результаті порушення його нормальної діяльності. Крововтрати активізують функції кісткового мозку.
Рис. 22. Форма кісток: 1 - довга трубчаста кістка; 2 - плоска кістка; 3 - коротка губчаста кістка. |
Кістка як орган, що несе часто досить значну механічну навантаження, володіє дуже високою міцністю. Її твердість дивно велика - вона в 30 разів твердіше цегли і в 2,5 рази твердіше граніту (!). По міцності і пружності вона відповідає залізобетону! Ці її властивості забезпечуються як за хімічним складом, так і особливостями внутрішньої структури. У дорослої людини (в молодому і зрілому віці) кістки містять 30% органічних і 70% неорганічних речовин (фосфорнокислого і вуглекислого кальцію). Від цих співвідношень залежить її твердість і гнучкість, що легко продемонструвати такими класичними дослідами. Якщо розчинити солі кальцію, поклавши кістка в соляну кислоту, вона стає такою м'якою, що її можна зав'язати вузлом. Якщо видалити з неї органічні речовини (наприклад, шляхом прожарювання), то вона стає твердою і дуже крихкою. Крім того, міцність кістки забезпечується її внутрішньою структурою, а саме будовою і розташуванням кісткових перекладин губчастої речовини у відповідності з напрямком сил тиску і розтягання. Чим більше навантаження, тим міцніше кістки. Наприклад, в тілі людини у зв'язку з її вертикальним положенням найбільше навантаження падає на велику гомілкову кістку гомілки і вона здатна витримати вагу в 1560 кг (!), тобто ця кістка має запас міцності, приблизно в 23 рази (!) перевищує звичайну навантаження (при масі тіла 70 кг).