Информация

7.2: Типы скелетных систем - Биология

7.2: Типы скелетных систем - Биология


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Навыки для развития

  • Обсудите различные типы скелетных систем.
  • Объясните роль скелетной системы человека.
  • Сравните и сопоставьте разные скелетные системы

Скелетная система необходима для поддержки тела, защиты внутренних органов и обеспечения движения организма. Эти функции выполняют три различных конструкции скелета: гидростатический скелет, экзоскелет и эндоскелет.

Гидростатический скелет

Гидростатический каркас - это каркас, образованный заполненным жидкостью отделением внутри тела, называемым целомом. Органы целома поддерживаются водной жидкостью, которая также сопротивляется внешнему сжатию. Этот отсек находится под гидростатическим давлением из-за жидкости и поддерживает другие органы организма. Этот тип скелетной системы встречается у мягкотелых животных, таких как морские анемоны, дождевые черви, книдарии и другие беспозвоночные (рисунок ( PageIndex {1} )).

Движение в гидростатическом скелете обеспечивается мускулами, окружающими целому. Мышцы гидростатического скелета сокращаются, чтобы изменить форму целома; давление жидкости в целом производит движение. Например, дождевые черви перемещаются волнами мышечных сокращений скелетных мышц гидростатического скелета стенки тела, называемыми перистальтикой, которые попеременно укорачивают и удлиняют тело. Удлинение тела расширяет передний конец организма. У большинства организмов есть механизм закрепления в субстрате. Укорочение мышц затем вытягивает заднюю часть тела вперед. Хотя гидростатический скелет хорошо подходит для беспозвоночных организмов, таких как дождевые черви и некоторые водные организмы, он не является эффективным скелетом для наземных животных.

Экзоскелет

Экзоскелет - это внешний скелет, состоящий из твердой оболочки на поверхности организма. Например, панцири крабов и насекомых - это экзоскелеты (Рисунок ( PageIndex {2} )). Этот тип скелета обеспечивает защиту от хищников, поддерживает тело и позволяет двигаться за счет сокращения прикрепленных мускулов. Как и у позвоночных, мышцы должны пересекать сустав внутри экзоскелета. Укорочение мышцы меняет соотношение двух сегментов экзоскелета. Экзоскелеты членистоногих, таких как крабы и омары, состоят на 30–50 процентов из хитина, полисахаридного производного глюкозы, который представляет собой прочный, но гибкий материал. Хитин секретируется клетками эпидермиса. Экзоскелет дополнительно укрепляется за счет добавления карбоната кальция в такие организмы, как омары. Поскольку экзоскелет бесклеточный, членистоногие должны периодически сбрасывать свои экзоскелеты, потому что экзоскелет не растет по мере роста организма.

Эндоскелет

Эндоскелет - это скелет, состоящий из твердых минерализованных структур, расположенных в мягких тканях организмов. Пример примитивного строения эндоскелета - спикулы губок. Кости позвоночных состоят из тканей, тогда как у губок нет настоящих тканей (Рисунок ( PageIndex {1} )). Эндоскелеты обеспечивают поддержку тела, защищают внутренние органы и позволяют двигаться за счет сокращения мышц, прикрепленных к скелету.

Скелет человека - это эндоскелет, который у взрослого человека состоит из 206 костей. У него пять основных функций: поддержка тела, хранение минералов и липидов, выработка клеток крови, защита внутренних органов и обеспечение движения. Скелетная система позвоночных подразделяется на осевой скелет (который состоит из черепа, позвоночника и грудной клетки) и аппендикулярный скелет (который состоит из плеч, костей конечностей, грудного пояса и тазового пояса).

Осевой скелет образует центральную ось тела и включает кости черепа, косточки среднего уха, подъязычную кость горла, позвоночный столб и грудную клетку (грудную клетку) (Рисунок ( PageIndex {1} )). Функция осевого скелета заключается в обеспечении поддержки и защиты головного и спинного мозга и органов брюшной полости тела. Он обеспечивает поверхность для прикрепления мышц, которые перемещают голову, шею и туловище, выполняют дыхательные движения и стабилизируют части аппендикулярного скелета.

Череп

Кости черепа поддерживают структуру лица и защищают мозг. Череп состоит из 22 костей, которые делятся на две категории: кости черепа и кости лица. Кости черепа - это восемь костей, которые образуют полость черепа, которая охватывает мозг и служит местом прикрепления мышц головы и шеи. Восемь черепных костей - это лобная кость, две теменные кости, две височные кости, затылочная кость, клиновидная кость и решетчатая кость. Хотя у эмбриона и плода кости развивались отдельно, у взрослого они плотно срослись с соединительной тканью, и прилегающие кости не двигались (рисунок ( PageIndex {5} )).

Слуховые косточки среднего уха передают звуки из воздуха в виде вибраций в заполненную жидкостью улитку. Слуховые косточки состоят из шести костей: двух костей молоточка, двух костей наковальни и двух стремени с каждой стороны. Это самые маленькие кости в организме, характерные только для млекопитающих.

Четырнадцать лицевых костей образуют лицо, обеспечивают полости для органов чувств (глаз, рта и носа), защищают входы в пищеварительный и дыхательный тракты и служат точками крепления лицевых мышц. 14 лицевых костей - это носовые кости, верхнечелюстные кости, скуловые кости, небное пространство, сошник, слезные кости, нижние носовые раковины и нижняя челюсть. Все эти кости расположены парами, за исключением нижней челюсти и сошника (рис. ( PageIndex {6} )).

Хотя подъязычная кость не обнаруживается в черепе, она считается составной частью осевого скелета. Подъязычная кость лежит ниже нижней челюсти в передней части шеи. Он действует как подвижная основа для языка и соединяется с мышцами челюсти, гортани и языка. Нижняя челюсть сочленяется с основанием черепа. Нижняя челюсть контролирует открытие дыхательных путей и кишечника. У животных с зубами нижняя челюсть приводит поверхность зубов в контакт с зубами верхней челюсти.

Позвоночный столб

Позвоночный столб, или позвоночник, окружает и защищает спинной мозг, поддерживает голову и действует как точка прикрепления ребер и мышц спины и шеи. Позвоночный столб взрослого человека состоит из 26 костей: 24 позвонка, крестца и копчика. У взрослого человека крестец обычно состоит из пяти позвонков, которые сливаются в один. Копчик обычно состоит из 3–4 позвонков, которые сливаются в один. Примерно к 70 годам крестец и копчик могут срастаться. Мы начинаем жизнь примерно с 33 позвонками, но по мере роста несколько позвонков срастаются. Взрослые позвонки далее делятся на 7 шейных позвонков, 12 грудных позвонков и 5 поясничных позвонков (рисунок ( PageIndex {7} )).

В теле каждого позвонка в центре имеется большое отверстие, через которое проходят нервы спинного мозга. На каждой стороне также есть выемки, через которые спинномозговые нервы, обслуживающие тело на этом уровне, могут выходить из спинного мозга. Позвоночный столб составляет примерно 71 см (28 дюймов) у взрослых мужчин и имеет изогнутую форму, что можно увидеть сбоку. Названия изгибов позвоночника соответствуют той области позвоночника, в которой они возникают. Грудной и крестцовый изгибы вогнутые (изгиб внутрь относительно передней части тела), а шейный и поясничный изгибы выпуклые (изгибы наружу относительно передней части тела). Изогнутая кривизна позвоночного столба увеличивает его силу и гибкость, позволяя ему поглощать удары, как пружина (рис. ( PageIndex {7} )).

Межпозвоночные диски, состоящие из фиброзного хряща, лежат между соседними телами позвонков от второго шейного позвонка до крестца. Каждый диск является частью сустава, который обеспечивает некоторое движение позвоночника и действует как амортизатор, поглощающий удары от таких движений, как ходьба и бег. Межпозвоночные диски также действуют как связки, связывающие позвонки вместе. Внутренняя часть дисков, пульпозное ядро, с возрастом твердеет и становится менее эластичной. Эта потеря эластичности снижает его способность поглощать удары.

Грудная клетка

Грудная клетка, также известная как грудная клетка, является скелетом грудной клетки и состоит из ребер, грудины, грудных позвонков и реберных хрящей (рис. ( PageIndex {8} ). 8). Грудная клетка охватывает и защищает органы грудной полости, включая сердце и легкие. Он также обеспечивает опору для плечевых поясов и верхних конечностей и служит точкой крепления диафрагмы, мышц спины, груди, шеи и плеч. Изменения объема грудной клетки позволяют дышать.

Грудина или грудина - это длинная плоская кость, расположенная в передней части грудной клетки. Он образован из трех костей, которые срастаются у взрослого человека. Ребра - это 12 пар длинных изогнутых костей, которые прикрепляются к грудным позвонкам и изгибаются к передней части тела, образуя грудную клетку. Реберные хрящи соединяют передние концы ребер с грудиной, за исключением пар ребер 11 и 12, которые являются свободно плавающими ребрами.

Аппендикулярный скелет человека

Аппендикулярный скелет состоит из костей верхних конечностей (которые служат для захвата предметов и манипулирования ими) и нижних конечностей (которые позволяют передвигаться). Он также включает грудной или плечевой пояс, который прикрепляет верхние конечности к телу, и тазовый пояс, который прикрепляет нижние конечности к телу (рисунок ( PageIndex {9} )).

Нагрудный ремень

Кости грудного пояса служат точками крепления верхних конечностей к осевому каркасу. Грудной пояс человека состоит из ключицы (или ключицы) в передней части и лопатки (или лопаток) в задней части (рисунок ( PageIndex {10} )).

Ключицы - это S-образные кости, которые позиционируют руки на теле. Ключицы лежат горизонтально через переднюю часть грудной клетки (грудь) чуть выше первого ребра. Эти кости довольно хрупкие и подвержены переломам. Например, при падении с вытянутыми руками сила передается на ключицы, которые могут сломаться, если сила будет чрезмерной. Ключица сочленяется с грудиной и лопаткой.

Лопатки - это плоские треугольные кости, расположенные в задней части грудного пояса. Они поддерживают мышцы, пересекающие плечевой сустав. Гребень, называемый позвоночником, проходит через заднюю часть лопатки и легко прощупывается через кожу (рис. ( PageIndex {10} )). Позвоночник лопатки - хороший пример костного выступа, который облегчает широкую область прикрепления мышц к кости.

Верхняя конечность

Верхняя конечность содержит 30 костей в трех областях: рука (от плеча до локтя), предплечье (локтевая и лучевая кость), а также запястье и кисть (рисунок ( PageIndex {11} )).

Артикуляция - это любое место, в котором соединяются две кости. Плечевая кость - самая большая и длинная кость верхней конечности и единственная кость руки. Он соединяется с лопаткой в ​​плече и с предплечьем в локте. Предплечье простирается от локтя до запястья и состоит из двух костей: локтевой и лучевой. Радиус расположен вдоль боковой (большой палец) стороны предплечья и сочленяется с плечевой костью в локтевом суставе. Локтевая кость расположена на медиальной стороне (со стороны мизинца) предплечья. Он длиннее радиуса. Локтевая кость сочленяется с плечевой костью в локтевом суставе. Лучевая и локтевая кости также соединяются с костями запястья и друг с другом, что у позвоночных обеспечивает различную степень вращения запястья относительно длинной оси конечности. Рука состоит из восьми костей запястья (запястья), пяти костей пястной кости (ладони) и 14 костей фаланг (пальцев). Каждый палец состоит из трех фаланг, за исключением большого пальца, если он есть, которого всего две.

Тазовый ремень

Тазовый пояс прикрепляется к нижним конечностям осевого скелета. Поскольку тазовый пояс отвечает за вес тела и передвижение, он надежно прикреплен к осевому скелету прочными связками. Он также имеет глубокие гнезда с прочными связками для надежного прикрепления бедренной кости к телу. Тазовый пояс дополнительно укреплен двумя большими тазобедренными костями. У взрослых тазовые или тазобедренные кости образуются путем слияния трех пар костей: подвздошной, седалищной и лобковой. Таз соединяется в передней части тела в суставе, называемом лобковым симфизом, и с костями крестца в задней части тела.

Женский таз немного отличается от мужского таза. На протяжении поколений эволюции самки с более широким лобковым углом и большим диаметром тазового канала воспроизводились более успешно. Следовательно, у их потомства также была анатомия таза, которая обеспечила успешные роды (Рисунок ( PageIndex {12} )).

Нижняя конечность

Нижняя конечность состоит из бедра, голени и стопы. Кости нижней конечности - это бедренная кость (бедренная кость), надколенник (коленная чашечка), большеберцовая и малоберцовая кости (кости голени), предплюсны (кости голеностопного сустава), плюсневые кости и фаланги (кости стопы) (Рис. ( PageIndex {13} )). Кости нижних конечностей толще и прочнее, чем кости верхних конечностей, из-за необходимости выдерживать весь вес тела и возникающие в результате силы движения. Помимо эволюционной приспособленности, кости человека будут реагировать на действующие на них силы.

Бедренная кость или бедренная кость - самая длинная, тяжелая и крепкая кость в теле. Бедренная кость и таз на проксимальном конце образуют тазобедренный сустав. На дистальном конце бедро, голень и надколенник образуют коленный сустав. Коленная чашечка, или коленная чашечка, представляет собой треугольную кость, расположенную перед коленным суставом. Надколенник врастает в сухожилие разгибателей бедра (четырехглавой мышцы). Улучшает разгибание колена за счет уменьшения трения. Большеберцовая кость, или большеберцовая кость, - это большая кость ноги, расположенная непосредственно под коленом. Большеберцовая кость сочленяется с бедренной костью на ее проксимальном конце, с малоберцовой костью и костями предплюсны на ее дистальном конце. Это вторая по величине кость в человеческом теле, которая отвечает за передачу веса тела от бедренной кости к стопе. Малоберцовая кость, или кость теленка, проходит параллельно большеберцовой кости и сочленяется с ней. Он не сочленяется с бедренной костью и не выдерживает нагрузки. Малоберцовая кость действует как место прикрепления мышц и образует боковую часть голеностопного сустава.

Тарсалы - это семь костей лодыжки. Голеностопный сустав передает вес тела от большеберцовой и малоберцовой костей стопе. Плюсны - это пять костей стопы. Фаланги - это 14 костей пальцев ног. Каждый палец состоит из трех фаланг, за исключением большого пальца, у которого только две (Рисунок ( PageIndex {14} )). Вариации существуют и у других видов; например, пястные кости и плюсны лошади ориентированы вертикально и не соприкасаются с субстратом.

Связь эволюции

Эволюция дизайна тела для передвижения на суше

Переход позвоночных на сушу потребовал ряда изменений в конструкции тела, поскольку передвижение по суше представляет ряд проблем для животных, которые приспособлены к перемещению в воде. Плавучесть воды обеспечивает определенную подъемную силу, и обычная форма движения рыб - это боковые колебания всего тела. Это движение вперед и назад толкает тело к воде, создавая движение вперед. У большинства рыб мышцы парных плавников прикрепляются к поясам внутри тела, что позволяет в некоторой степени контролировать передвижение. Когда некоторые рыбы начали перемещаться на сушу, они сохранили свою боковую волнообразную форму передвижения (anguilliform). Однако вместо того, чтобы отталкиваться от воды, их плавники или ласты стали точками контакта с землей, вокруг которых они вращались.

Влияние силы тяжести и отсутствие плавучести на суше означало, что вес тела был подвешен на конечностях, что привело к усилению их укрепления и окостенения. Влияние силы тяжести также потребовало изменений осевого каркаса. Боковые волны позвоночника наземных животных вызывают деформацию скручивания. Более твердый и окостеневший позвоночный столб стал обычным явлением у наземных четвероногих, потому что он снижает напряжение, обеспечивая при этом силу, необходимую для поддержания веса тела. У более поздних четвероногих позвонки стали допускать вертикальное движение, а не боковое сгибание. Еще одним изменением осевого скелета была потеря прямого соединения грудного пояса с головой. Это уменьшило сотрясение головы, вызванное ударами конечностей о землю. Позвонки шеи также эволюционировали, чтобы позволить голове двигаться независимо от тела.

Аппендикулярный скелет наземных животных также отличается от водных животных. Плечи прикрепляются к грудному поясу через мышцы и соединительную ткань, уменьшая таким образом сотрясение черепа. Из-за бокового волнистого позвоночного столба у ранних четвероногих конечности были растопырены в стороны, и движение происходило при выполнении «отжиманий». Позвонки этих животных должны были двигаться из стороны в сторону так же, как у рыб и рептилий. Этот тип движения требует больших мышц для перемещения конечностей к средней линии; это было почти как ходьба во время отжимания, и это неэффективное использование энергии. У более поздних четвероногих конечности помещают под туловище, так что каждый шаг требует меньшего усилия для продвижения вперед. Это привело к уменьшению размера приводящей мышцы и увеличению диапазона движений лопаток. Это также ограничивает движение в основном одной плоскостью, создавая движение вперед, а не движение конечностей вверх или вперед. Бедро и плечевая кость также были повернуты, так что концы конечностей и пальцев были направлены вперед, в направлении движения, а не в стороны. При размещении под телом конечности могут качаться вперед, как маятник, для достижения более эффективного шага при движении по земле.

Резюме

Три типа конструкций скелетов - это гидростатические скелеты, экзоскелеты и эндоскелеты. Гидростатический каркас состоит из заполненного жидкостью отсека, находящегося под гидростатическим давлением; движение создается мышцами, оказывающими давление на жидкость. Экзоскелет - это твердый внешний скелет, который защищает внешнюю поверхность организма и позволяет перемещаться через мышцы, прикрепленные внутри. Эндоскелет - это внутренний скелет, состоящий из твердой минерализованной ткани, который также обеспечивает движение за счет прикрепления к мышцам. Скелет человека - это эндоскелет, состоящий из осевого и аппендикулярного скелета. Осевой скелет состоит из костей черепа, косточек уха, подъязычной кости, позвоночника и грудной клетки. Череп состоит из восьми черепных костей и 14 лицевых костей. Шесть костей составляют косточки среднего уха, а подъязычная кость расположена на шее под нижней челюстью. Позвоночный столб состоит из 26 костей, он окружает и защищает спинной мозг. Грудная клетка состоит из грудины, ребер, грудных позвонков и реберных хрящей. Аппендикулярный скелет состоит из конечностей верхних и нижних конечностей. Грудной пояс состоит из ключиц и лопаток. Верхняя конечность состоит из 30 костей руки, предплечья и кисти. Тазовый пояс прикрепляет нижние конечности к осевому каркасу. Нижняя конечность включает кости бедра, голени и стопы.

Обзорные вопросы

Предплечье состоит из:

  1. лучевая и локтевая
  2. лучевая и плечевая кость
  3. локтевая и плечевая кость
  4. плечевая кость и запястье

А

Грудной пояс состоит из:

  1. ключица и грудина
  2. грудина и лопатка
  3. ключица и лопатка
  4. ключица и копчик

C

Все следующие группы позвонков, кроме ________, который является искривлением.

  1. грудной
  2. шейный
  3. поясничный
  4. тазовый

D

Что из этого является лицевой костью?

  1. лобной
  2. затылочный
  3. слезный
  4. временный

C

Бесплатный ответ

В чем заключаются основные различия между мужским и женским тазом, позволяющие рожать у женщин?

Женский таз наклонен вперед и шире, легче и мельче, чем мужской таз. Он также имеет лобковый угол, который шире мужского таза.

Каковы основные различия между тазовым поясом и грудным поясом, которые позволяют тазовому поясу выдерживать вес тела?

Тазовый пояс надежно прикреплен к телу прочными связками, в отличие от грудного пояса, который редко прикрепляется к грудной клетке. Гнезда тазового пояса глубокие, что позволяет бедренной кости быть более устойчивой, чем грудной пояс, у которого есть неглубокие гнезда для лопатки. У большинства четвероногих 75 процентов веса приходится на передние ноги, потому что голова и шея очень тяжелые; Преимущество плечевого сустава - больше степеней свободы движений.

Глоссарий

аппендикулярного скелета
состоит из костей верхних конечностей, которые служат для захвата предметов и манипулирования ими, и нижних конечностей, которые позволяют передвижение
артикуляция
любое место, где соединяются две кости
слуховая косточка
(также среднее ухо) преобразует звуки из воздуха в вибрации в заполненной жидкостью улитке
осевой скелет
образует центральную ось тела и включает кости черепа, косточки среднего уха, подъязычную кость горла, позвоночный столб и грудную клетку (грудную клетку)
запястье
восемь костей, составляющих запястье
ключица
S-образная кость, позволяющая расположить руки сбоку
коксальная кость
тазовая кость
черепная кость
одна из восьми костей, образующих полость черепа, которая охватывает мозг и служит местом прикрепления мышц головы и шеи
эндоскелет
скелет живых клеток, которые производят твердую минерализованную ткань, расположенную в мягких тканях организмов
экзоскелет
внешний скелет секретируемого клеточного продукта, который состоит из твердой оболочки на поверхности организма
лицевая кость
одна из 14 костей, образующих лицо; обеспечивает полости для органов чувств (глаза, рот и нос) и точки крепления лицевых мышц
бедренная кость
(также бедренная кость) самая длинная, самая тяжелая и самая крепкая кость в теле
малоберцовая кость
(также и телячья кость) параллельна и сочленяется с большеберцовой костью
предплечье
простирается от локтя до запястья и состоит из двух костей: локтевой и лучевой
плечевая кость
только кость руки
гидростатический каркас
скелет, состоящий из водной жидкости, находящейся под давлением в закрытом отсеке тела
подъязычная кость
лежит ниже нижней челюсти в передней части шеи
межпозвоночного диска
состоит из волокнистого хряща; лежит между соседними позвонками от второго шейного позвонка до крестца
нижняя конечность
состоит из бедра, голени и стопы
пясть
пять костей, составляющих ладонь
плюсневой
одна из пяти костей стопы
надколенник
(также коленная чашечка) треугольная кость, которая лежит впереди коленного сустава
грудной пояс
кости, передающие силу, создаваемую верхними конечностями, на осевой скелет
фаланга
одна из костей пальцев рук или ног
тазовый пояс
кости, передающие силу, создаваемую нижними конечностями, на осевой скелет
радиус
кость, расположенная вдоль боковой (большой) стороны предплечья; сочленяется с плечевой костью в локтевом суставе
ребро
одна из 12 пар длинных изогнутых костей, которые прикрепляются к грудным позвонкам и изгибаются к передней части тела, образуя грудную клетку
лопатка
плоская треугольная кость, расположенная у заднего грудного пояса
череп
кость, которая поддерживает структуры лица и защищает мозг
грудина
(также грудина) длинная плоская кость, расположенная в передней части груди
предплюсны
одна из семи костей лодыжки
грудная клетка
(также грудная клетка) скелет грудной клетки, который состоит из ребер, грудных позвонков, грудины и реберных хрящей
большеберцовая кость
(также большеберцовая кость) большая кость ноги, расположенная непосредственно под коленом
локтевая кость
кость, расположенная на медиальной стороне (со стороны мизинца) предплечья
позвоночник
(также позвоночник) окружает и защищает спинной мозг, поддерживает голову и действует как точка крепления для ребер и мышц спины и шеи.

7.2: Типы скелетных систем - Биология

Опорно-двигательная система обеспечивает телу форму, поддержку, стабильность и движение.

Цели обучения

Обобщите структуру и роль опорно-двигательного аппарата.

Ключевые выводы

Ключевые моменты

  • Скелет, мышцы, хрящи, сухожилия, связки, суставы и другие соединительные ткани - все это части опорно-двигательного аппарата, которые работают вместе, чтобы обеспечить телу поддержку, защиту и движение.
  • Кости скелетной системы защищают внутренние органы тела, поддерживают вес тела и служат основной системой хранения кальция и фосфора.
  • Мышцы мышечной системы удерживают кости на месте, они помогают двигаться, сокращаясь и натягивая кости.
  • Чтобы обеспечить движение, разные кости соединены суставами, которые связаны с другими костями и мышечными волокнами через соединительные ткани, такие как сухожилия и связки.
  • Хрящ предотвращает трение концов костей друг о друга.
  • Недоедание и артрит являются примерами нарушений и заболеваний в организме, которые могут серьезно нарушить функцию опорно-двигательного аппарата.

Ключевые термины

  • протез: искусственная замена части тела, внутренней или внешней
  • артрит: воспаление сустава или суставов, вызывающее боль и / или инвалидность, отек и жесткость из-за различных причин, таких как инфекция, травма, дегенеративные изменения или нарушения обмена веществ
  • мышечно-скелетная система: система органов, состоящая из мышечной и скелетной систем, которая обеспечивает форму, поддержку, стабильность и движение телу.

Костно-мышечная система

Опорно-двигательная система поддерживает организм и дает людям (и многим видам животных) возможность двигаться. Кости тела (скелетная система), мышцы (мышечная система), хрящи, сухожилия, связки, суставы и другие соединительные ткани, которые поддерживают и связывают ткани и органы вместе, составляют опорно-двигательную систему.

Что наиболее важно, система обеспечивает телу форму, поддержку, стабильность и движение. Например, кости скелетной системы защищают внутренние органы тела и поддерживают вес тела. Скелетная часть системы служит основным хранилищем кальция и фосфора. Он также содержит важные компоненты кроветворной системы (производство клеток крови). Мышцы мышечной системы удерживают кости на месте, они также играют роль в движении костей, сокращаясь и натягивая кости, обеспечивая такие разнообразные движения, как стояние, ходьба, бег и хватание предметов. Чтобы обеспечить движение, разные кости соединены суставами. Внутри этих суставов кости связаны с другими костями и мышечными волокнами через соединительную ткань, такую ​​как сухожилия и связки. Хрящ предотвращает трение концов костей друг о друга. Мышцы сокращаются (собираются вверх), чтобы сдвинуть кость, прикрепленную к суставу.

Суставы, сухожилия и связки: Для обеспечения движения различные кости соединены суставами. Внутри этих суставов кости связаны с другими костями и мышечными волокнами через соединительную ткань, такую ​​как сухожилия и связки.

Мышечная система человека: Мышцы мышечной системы удерживают кости на месте, помогая им двигаться, сокращаясь и натягивая кости.

К сожалению, существуют заболевания и расстройства, которые могут отрицательно повлиять на функцию и общую эффективность системы, и могут нанести вред организму. Эти потенциально изнурительные заболевания трудно диагностировать из-за тесной связи опорно-двигательного аппарата с другими внутренними системами. У людей самые распространенные в мире заболевания опорно-двигательного аппарата вызваны недоеданием. Также широко распространены заболевания, поражающие суставы, такие как артрит. В запущенных случаях они могут затруднить движение, полностью нарушая подвижность. В тяжелых случаях, когда сустав сильно поврежден, может потребоваться операция по замене сустава.

Скелетная система человека: Кости скелетной системы защищают внутренние органы тела, поддерживают вес тела и служат основной системой хранения кальция и фосфора.

Прогресс в области дизайна протезов привел к разработке искусственных суставов, наиболее распространенной из которых является операция по замене суставов на бедрах и коленях. Также доступны заменяющие суставы для плеч, локтей и пальцев. Даже при таком прогрессе еще есть возможности для улучшения конструкции протезов. Современные протезы имеют ограниченную долговечность и быстро изнашиваются, особенно у молодых или активных людей. Текущие исследования сосредоточены на использовании новых материалов, таких как углеродное волокно, которые могут сделать протезы более прочными.

Протезы: Усовершенствования конструкции протезов, искусственные заменители таких частей тела, как суставы, локти, ноги и пальцы, позволили расширить спектр действий для пациентов с ограниченными возможностями.


Экзоскелет

An экзоскелет представляет собой внешний скелет, который представляет собой твердую оболочку на поверхности организма. Например, панцири крабов и насекомых - это экзоскелеты (рис. 19.3). Этот тип скелета обеспечивает защиту от хищников, поддерживает тело и позволяет двигаться за счет сокращения прикрепленных мускулов. Как и у позвоночных, мышцы должны пересекать сустав внутри экзоскелета. Укорочение мышцы меняет соотношение двух сегментов экзоскелета. Экзоскелеты членистоногих, таких как крабы и омары, состоят на 30–50 процентов из хитина, полисахаридного производного глюкозы, который является прочным, но гибким материалом. Хитин секретируется клетками эпидермиса. Экзоскелет дополнительно укрепляется за счет добавления карбоната кальция в такие организмы, как омары. Поскольку экзоскелет бесклеточный, членистоногие должны периодически сбрасывать свои экзоскелеты, потому что экзоскелет не растет по мере роста организма.

Рисунок 19.3.
Мышцы, прикрепленные к экзоскелету хеллоуинского краба (Gecarcinus quadratus), позволяют ему двигаться.


Эндоскелет

Эндоскелет - это скелет, состоящий из твердых минерализованных структур, расположенных в мягких тканях организмов. Пример примитивного строения эндоскелета - спикулы губок. Кости позвоночных состоят из тканей, тогда как у губок нет настоящих тканей ([ссылка]). Эндоскелеты обеспечивают поддержку тела, защищают внутренние органы и позволяют двигаться за счет сокращения мышц, прикрепленных к скелету.


Скелет человека - это эндоскелет, который у взрослого человека состоит из 206 костей. У него пять основных функций: поддержка тела, хранение минералов и липидов, выработка клеток крови, защита внутренних органов и обеспечение движения. Скелетная система позвоночных подразделяется на осевой скелет (который состоит из черепа, позвоночника и грудной клетки) и аппендикулярный скелет (который состоит из плеч, костей конечностей, грудного пояса и тазового пояса).


Посетите интерактивный сайт тела, чтобы построить виртуальный скелет: выберите & # 8220skeleton & # 8221 и пролистайте действие, чтобы разместить каждую кость.


Костная структура

Рисунок 3. Гаверсова система.

Компактная кость организована в соответствии со структурными единицами, называемыми гаверсовскими системами или остеонами (рис. 3). Они расположены вдоль силовых линий и выстраиваются вдоль длинной оси кости. Системы Гаверса соединены вместе и образуют взаимосвязанную структуру, обеспечивающую поддержку и прочность костей.

В гаверсовых системах есть центральный канал (гаверсовский канал), по которому проходят кровеносные сосуды и нервы. Кость откладывается по концентрическим кольцам, называемым ламелями. Вдоль ламелей есть небольшие отверстия, называемые лакунами. Лакуны содержат жидкость и костные клетки, называемые остеоцитами. Во всех направлениях от лакун расходятся небольшие каналы, называемые каналикулами. Haversian systems are interconnected by a series of larger canals called Volksmann’s canals (perforating canals).

Bone Cells

There are 3 basic types of cells in bone. Osteoblasts undergo mitosis and secrete a substance that acts as the framework for bone. Once this substance (called osteoid) is secreted minerals can deposit and form hardened bone. Osteoblasts respond to certain bone forming hormones as well as from physical stress. Osteocytes are mature osteoblasts that cannot divide by mitosis (Figure 4).

Figure 4. Osteocytes are mature osteoblasts that reside in a lacuna. They are surrounded by bony matrix.

Osteocytes reside in lacunae. Osteoclasts are capable of demineralizing bone. They free up calcium from bone to make it available to the body depending on the body’s needs.

Bone Marrow

Bone marrow is located in the medullary (marrow) cavity of long bones and in some spongy bones. There are 2 kinds of marrow. Red marrow exists in the bones of infants and children. It is called red because it contains a large number of red blood cells. In adults the red marrow is replaced by yellow marrow. It is called yellow because it contains a large proportion of fat cells. Yellow marrow decreases its ability to form new red blood cells. However, not all adult bones contain yellow marrow. The following bones continue to contain red marrow and produce red blood cells:

  • Proximal end of humerus
  • Ребра
  • Bodies of vertebrae
  • Pelvis
  • Бедренная кость

Endocrine System

The endocrine system is made up of glands that secrete hormones into the blood, which then carries hormones throughout the body. Endocrine hormones are chemical messengers that control many body functions, including metabolism, growth, and sexual development. The master gland of the endocrine system is the pituitary gland, which produces hormones that control other endocrine glands. Some of the other endocrine glands include the pancreas, thyroid gland, and adrenal glands.


Systems biology of skeletal muscle: fiber type as an organizing principle

Skeletal muscle force generation and contraction are fundamental to countless aspects of human life. The complexity of skeletal muscle physiology is simplified by fiber type classification where differences are observed from neuromuscular transmission to release of intracellular Ca(2+) from the sarcoplasmic reticulum and the resulting recruitment and cycling of cross-bridges. This review uses fiber type classification as an organizing and simplifying principle to explore the complex interactions between the major proteins involved in muscle force generation and contraction.

Copyright © 2012 Wiley Periodicals, Inc.

Цифры

Four motor unit types - slow (type S), fast-twitch fatigue resistant (type FR),…

Muscle force generation depends on…

Muscle force generation depends on muscle fiber length. Underlying the force-length relationship of…

During muscle fiber activation, Ca…

During muscle fiber activation, Ca 2+ released from the sarcoplasmic reticulum binds to…


Exoskeleton

Figure 2. Muscles attached to the exoskeleton of the Halloween crab (Gecarcinus quadratus) allow it to move.

An экзоскелет is an external skeleton that consists of a hard encasement on the surface of an organism. For example, the shells of crabs and insects are exoskeletons (Figure 2). This skeleton type provides defence against predators, supports the body, and allows for movement through the contraction of attached muscles. As with vertebrates, muscles must cross a joint inside the exoskeleton. Shortening of the muscle changes the relationship of the two segments of the exoskeleton. Arthropods such as crabs and lobsters have exoskeletons that consist of 30–50 percent chitin, a polysaccharide derivative of glucose that is a strong but flexible material. Chitin is secreted by the epidermal cells. The exoskeleton is further strengthened by the addition of calcium carbonate in organisms such as the lobster. Because the exoskeleton is acellular, arthropods must periodically shed their exoskeletons because the exoskeleton does not grow as the organism grows.


Systems biology of skeletal muscle: fiber type as an organizing principle

Skeletal muscle force generation and contraction are fundamental to countless aspects of human life. The complexity of skeletal muscle physiology is simplified by fiber type classification where differences are observed from neuromuscular transmission to release of intracellular Ca 2+ from the sarcoplasmic reticulum and the resulting recruitment and cycling of cross-bridges. This review uses fiber type classification as an organizing and simplifying principle to explore the complex interactions between the major proteins involved in muscle force generation and contraction. WIREs Syst Biol Med 2012. doi: 10.1002/wsbm.1184

  • Physiology > Mammalian Physiology in Health and Disease
  • Models of Systems Properties and Processes > Organ, Tissue, and Physiological Models
Имя файла Описание
wsbm_1184_sm_supportinginformation.wmv1.1 MB During muscle fiber activation, Ca2+ released from the sarcoplasmic reticulum binds to troponin C initiating a conformational change in the troponin/tropomyosin complex on the thin filament allowing binding of the myosin head to actin.

Обратите внимание: издатель не несет ответственности за содержание или функциональность любой вспомогательной информации, предоставленной авторами. Любые запросы (кроме отсутствующего контента) следует направлять соответствующему автору статьи.


Эндоскелет состоит из твердых минерализованных структур, расположенных в мягких тканях организмов. Пример примитивного строения эндоскелета - спикула губок. Кости позвоночных состоят из тканей, тогда как у губок нет настоящих тканей. Endoskeletons provide support for the body, protect internal organs, and allow for movement through contraction of muscles attached to the skeleton .

The skeletons of humans and horses are examples of endoskeletons. Они обеспечивают телам опору, защиту органов и помощь в движении.

The human skeleton is an endoskeleton that consists of 206 bones in the adult. It has five main functions: providing support to the body, storing minerals and lipids, producing blood cells, protecting internal organs, and allowing for movement. The skeletal system in vertebrates is divided into the axial skeleton (which consists of the skull, vertebral column, and rib cage), and the appendicular skeleton (which consists of the shoulders, limb bones, the pectoral girdle, and the pelvic girdle).


Смотреть видео: Acizi nucleici-mononucleotide, polinucleotide. (December 2022).