Внутренний скелет это в биологии кратко

Обновлено: 03.07.2024

, каркас из твёрдых тканей, обеспечивающий телу опору, передвижение и защиту внутренних органов. У большинства беспозвоночных скелет наружный, в виде панциря, раковины, кутикулы. Внутренний скелет имеют губки (известковые, кремниевые иглы-спикулы), иглокожие, головоногие моллюски (остатки раковины или хрящевой скелет) и хордовые (хорда или позвоночник). Скелет позвоночных имеет 3 отдела: скелет головы (череп), осевой скелет (хорда, позвоночник, рёбра, грудина) и скелет конечностей. Основные элементы скелета – кости, хрящи исвязки. Соединения костей могут быть неподвижными (швы, сращения) или подвижными (суставы). Скелет человека насчитывает более 200 костей, разнообразных по форме и размерам. Неподвижное соединение имеют кости черепа (за исключением нижней челюсти), сросшиеся позвонки крестца, кости таза. Менее жёстко соединены рёбра и позвонки. Наиболее подвижны кости конечностей благодаря особому строению суставов и наличию связок. Скелет верхней конечности состоит из костей плечевого пояса, плеча, предплечья и кисти, нижней конечности – из тазового пояса, бедра, голени и стопы. Для скелета мужчин характерны более массивные, нежели у женщин, кости конечностей, более широкая грудная клетка и узкий таз.

ВНУТРЕННИЙ СКЕЛЕТ, система твердых опорпых частей, заложенных в глубине мягких тканей многоклеточных животных (гл. обр., позвоночных), а также в жидком веществе протоплазмы одноклеточных животных и различных клеток многоклеточных. В. с. служит для сохранения определенной формы, а также прочности и устойчивости тела клетки, одноклеточного или многоклеточного животного. Во многих случаях В. с. служит также местом прикрепления мышц и др. сократительных элементов и входит, т. о., в систему органов движения. У простейших отдельные участки протоплазмы могут временно переходить в более твердое состояние, образуя временный, обратимый В. с. (в виде фибрилл, осевых нитей и т. п.). Постоянный В. с. многоклеточных построен из более плотной соединительно-тканной или хрящевой основы, к-рая у нек-рых беспозвоночных (моллюсков) и у низших позвоночных (круглоротых, хрящевых и ганоидных рыб) сохраняется в течение всей жизни, а у высших позвоночных с возрастом окостеневает, т. е. пропитывается солями кальция (подробнее см. Скелет, Костная ткань).—У простейших и у отдельных клеток многоклеточных (напр., у спермиев) постоянный В. с. состоит из необратимой, видоизмененной протоплазмы, к-рая может приобретать еще большую прочность, благодаря пропитыванию солями (напр., у радиолярий). — У насекомых внутренним скелетом (или эндоскелетом) называют отходящую внутрь тела систему выростов внешнего скелета (см.); выросты эти служат опорой для внутренних органов.

Содержание

Скелеты обычно делят на три типа: внешние (экзоскелет), внутренние (эндоскелет) и жидкостные (гидростатический скелет, гидроскелет), хотя последний тип не всегда относят к скелетам из-за отсутствия отвердевших опорных структур.

Экзоскелет

Характерен для большинства беспозвоночных, у которых он представлен в виде раковины (многие простейшие, моллюски) или кутикулы (хитиновый панцирь членистоногих). Характерной особенностью этих образований является то, что они не содержат клеточных организмов.

Эндоскелет

Эндоскелет (или просто скелет) позвоночных представляет собой комплекс плотных образований, развивающихся из мезенхимы. Состоит из отдельных костей, соединенных между собой при помощи хрящевой, костной или фиброзной ткани, вместе с которыми составляет пассивную часть опорно-двигательной системы.

Скелет принято разделять на:

осевой (позвоночный столб, череп, грудная клетка)
добавочный (кости конечностей и их поясов).

Условно также деление на череп и посткраниальный скелет (в состав которого входят все части скелета, кроме черепа).

Значение скелета

Скелет — совокупность отдельных плотных образований, производных мезенхимальной ткани, соединённых между собой посредством хрящевой или костной ткани, выполняет ряд функций биологического и механического значения и составляет пассивную часть аппарата движения [1] .

Для всех позвоночных характерно наличие внутреннего скелета (эндоскелет), хотя и встречаются виды, у которых эндоскелет дополнен в той или иной степени развитым наружным скелетом (экзоскелет), возникающий в коже (например, костная чешуя у некоторых видов рыб). Появление твёрдого скелета (наружный скелет беспозвоночных) позволило защитить организм от вредных внешних влияний окружающей среды. Появление эндоскелета у позвоночных стало каркасом (опорой и поддержкой) для мягких тканей, а превращение отдельных частей скелета в рычаги, приводимые в движение с помощью мышц, дало новую функцию скелету — локомотивную. Таким образом, механическая функция скелета проявляется способностью осуществлять опору (прикрепление мягких тканей и органов к костной ткани), движение (определённое строение длинных трубчатых костей, соединённых подвижными сочленениями и приводимых в движение мышцами, управляемыми импульсами из нервной системы) и защиту (образование из отдельных костей канала, коробки, костной клетки или костного вместилица). Позвоночный канал и черепная коробка защищают ткани и органы нервной системы, грудная клетка — жизненно важные органы грудной полости (сердце и лёгкие), а таз — репродуктивные органы и мочевой пузырь. Наряду с механической функцией скелет позвоночных осуществляет и биологическую функцию — участие в обмене веществ в организме, особенно минеральном (скелет является вместилищем фосфора, кальция, железа и других веществ), а также выполняет кроветворную функцию, не только являясь защитой для костного мозга, но и представляя её органическую часть [1] .

Развитие скелета

Согласно замыслу одного из участников Википедии, на этом месте должен располагаться специальный раздел.
Вы можете помочь проекту, написав этот раздел.

Скелет позвоночных

Скелет рыб

Позвоночник рыб состоит из отдельных, не сращенных в любом отделе, позвонков. Позвонки рыб амфицельные (то есть их обе торцевые поверхности вогнутые), между позвонками находятся хрящевая прослойка; нервная дуга сверху над телом позвонка защищает спинной мозг, который проходит сквозь неё. От позвонков, которые находятся в туловище, в стороны отходят рёберные отростки, к которым прикрепляются рёбра. В хвостовом отделе позвоночника боковых отростков на позвонках нет, вместе с тем кроме нервной дуги имеется сосудистая дуга, которая прикрепляется к позвонку снизу и защищает проходящий в ней большой кровеносный сосуд — брюшную аорту. От нервных и сосудистых дуг вертикально вверх и вниз отходят заострённые отростки. По правую сторону и левую сторону от позвоночника отходит мембрана из соединительной ткани, которая называется горизонтальной перегородкой (септой) и разделяет мышцы тела рыбы на дорсальную (верхнюю) и вентральную (нижнюю) части, которые называются миомерами. В отличие от наземных позвоночных, у которых череп образован большим количеством сращенных костей, череп рыб содержит более чем 40 костных элементов, которые могут двигаться независимо. Это позволяет осуществлять вытягивание челюстей, раздвигание челюстей в стороны, опускать жаберный аппарат и дно ротовой полости. Подвижные элементы прикрепляются к более жёстко сочленённому нейрокраниуму, который окружает головной мозг. Нейрокраниум костных рыб эволюционно образовывается из хрящевого черепа хрящевых рыб, к которому прирастают кожные костные пластинки.

Скелет и мышцы образуют опорно-двигательную систему рыб — систему органов и тканей, которая позволяет рыбам осуществлять движения и корректировать своё положение в окружающей среде. Благодаря эволюционным видоизменениям части опорно-двигательной системы приспособлены для выполнения также и других специализированных функций.

Оберегает внутренние органы от механических воздействий. Череп - вместилище головного мозга и органов чувств: надежно защищает их. Соединяясь друг с другом, позвонки образуют позвоночный (спинномозговой) канал, в котором располагается хорошо защищенный спинной мозг.

Опорная функция скелета заключается в прикреплении мягких тканей, внутренних органов к различным частям скелета.

Эту функцию скелета также называют - амортизирующая (фр. amortir - ослаблять, смягчать, заглушать). Строение скелета (изгибы позвоночника, сводчатая стопа, межпозвонковые диски) обеспечивает смягчение толчков и сотрясений при передвижении, равномерное распределение нагрузки.

Кости в местах суставов (подвижных соединений) образуют рычаги, которые, сокращаясь, приводят в движение мышцы.

Кости активно участвуют в минеральном обмене: кости - депо кальция, фосфора. При нарушении минерального обмена возникает множество заболеваний, наиболее известное - рахит, мы обсудим данное заболевание в этой статье.

Изучив строение костей, вы отлично понимаете, что губчатое вещество - место расположения красного костного мозга, в котором появляются и дифференцируются клетки крови: эритроциты, лейкоциты и тромбоциты.

Внутри трубчатых костей расположен костномозговой канал, в котором находится желтый костный мозг. Он выполняет питательную функцию (накопление жиров), в случае кровопотери способен превращаться в красный костный мозг (резервная функция).

Осевой скелет

Шейный - 7 позвонков
Грудной - 12
Поясничный - 5
Крестцовый - 5
Копчиковый - 3-5

Каждый позвонок (за исключением первого шейного - атланта, который имеет только переднюю и заднюю дуги) образован телом и дугой, которые ограничивают отверстие позвоночного канала с проходящим в нем спинным мозгом. В составе позвонка также находятся отростки: суставные и поперечные, остистый отросток. Соединяясь друг с другом суставными отростками, позвонки образуют позвоночный столб со спинномозговым каналом внутри - надежным вместилищем спинного мозга.

У поясничных позвонков наиболее массивные и большие тела: соразмерно нагрузке, которую им приходится выполнять (по сравнению с шейными позвонками).

Строение шейных, грудных и поясничных позвонков отличается между собой. Первый шейный позвонок - атлант (лат. atlantus - несущий) соединяется с затылочной костью черепа и образует с ней сустав. Атлант не имеет тела, у него есть только передняя и задняя дуги. Второй шейный позвонок - аксис (осевой позвонок, эпистрофей) имеет вырост тела - зуб, участвует в повороте головы.

Вероятно, вы обратили внимание, что позвоночник человека непрямой: он имеет изгибы вперед и назад. Замечу, что позвоночник младенца этих изгибов не имеет - он абсолютно прямой. Эти изгибы начинают формироваться после того, как ребенок принимает вертикальное положение, начинает ходить.

В связи с прямохождением у человека формируются 4 физиологических изгиба, то есть у всех имеются в норме: шейный лордоз (изгиб вперед), грудной кифоз (изгиб назад), поясничный лордоз и крестцовый кифоз. Кифозы и лордозы позволяют равномерно распределить нагрузку на весь позвоночник.

Чтобы легко запомнить для себя два новых термина, рекомендую воспользоваться следующей ассоциацией: спросите себя, как ходит английский лорд? Представьте всю его важность и пафосность, выставленную вперед грудь и выгнутую вперед спину (вот и лордоз!). Ассоциируя слово лорд со словом лордоз, вы не будете путаться ;)

Осанкой называют привычное положение спины. Часто у подростков возникают нарушения осанки из-за слабого развития мышц спины. Могут быть слишком сильно выражены лордозы и кифозы, либо, наоборот, очень плохо выражены, плоская спина. Возможно искривление позвоночника вправо или влево: в этом случае говорят о наличии сколиоза.

Не носить тяжелые предметы в одной руке, тяжелые сумки, портфели на одном плече
Правильно организовать учебное место - спина должна быть плотно прижата к спинке стула, слегка прогнута в пояснице
Плечи должны быть расположены на одном уровне, не напряжены
Девушкам следует избегать обуви на высоком каблуке - это приводит к возникновению поясничного гиперлордоза

Последствия неправильной осанки: нарушение кровоснабжения, смещение и сдавливание внутренних органов, деформация грудной клетки.

Скелет грудной клетки состоит из 12 пар ребер, грудины. Череп подразделяется на два отдела: лицевой и мозговой.

К лицевому отделу черепа относятся верхняя и нижняя челюсти, скуловая, носовая, слезная, небная и подъязычная кости. Единственная подвижная кость черепа - нижняя челюсть, с зубами, расположенными в зубных альвеолах, служит для измельчения пищи.

Парные кости лицевого отдела черепа: скуловая, носовая, слезная, небная кости и верхняя челюсть. Непарные кости лицевого отдела черепа: нижняя челюсть, подъязычная кость.

Мозговой отдел черепа включает в себя затылочную, лобную, височную и теменную кости, а также решетчатую и клиновидную кость.

Парные кости мозгового отдела черепа: височная и теменная кости. Непарные кости мозгового отдела черепа: лобная, затылочная, клиновидная, решетчатая.

Скелет поясов конечностей

Мы переходим к изучению поясов конечностей, хочу заметить одну деталь. В главе зоология мы с вами изучали пояса конечностей, пользуясь терминами - пояс "передних, задних" конечностей. Поскольку человек занимает вертикальное положение, то изучая анатомию человека, мы будем говорить о поясе "верхних, нижних" конечностей.

Пояс верхних конечностей (плечевой) состоит из парных ключиц и лопаток. Ключица одним концом крепится к грудине, а другим - к акромиону (отростку лопатки). Плечевой пояс обеспечивает опору верхним конечностям и разнообразие их движений: к лопатке и ключице крепится большое количество мышц.

Пояс нижних конечностей (тазовый) состоит из двух тазовых костей, каждая из которых образована сросшимися подвздошной, лобковой и седалищной костями. Тазовый пояс служит опорой для внутренних органов, местом прикрепления многих мышц.

Скелет конечностей

Скелет нижней конечности включает в себя бедренную кость и надколенник (бедро), малоберцовую и большеберцовую кости (голень), предплюсну, плюсну и фаланги пальцев (стопа). Скелет верхней конечности состоит из плечевой кости (плеча), лучевой и локтевой кости (предплечья), запястья, пястья и фаланг пальцев (кисть).

Бедренная кость сочленяется с тазовым поясом с помощью головки бедренной кости, образующей тазобедренный сустав с вертлужной впадиной тазовой кости. Головка плечевой кости образует плечевой сустав с суставной поверхностью лопатки.

Иногда на рисунке нужно определить, где лучевая и локтевая кости, это довольно несложно сделать, если вы запомните, что лучевая кость всегда расположена ближе к большому пальцу кисти, а локтевая - к мизинцу. При любом расположении на схеме руки это правило будет действовать.

Особенности скелета человека

Мы уже изучили скелет человека, однако следует обратить внимание на некоторые его детали. Может быть, они покажутся вам незначительными и слишком очевидными, но именно они отличают человека от многих других животных. Некоторые из этих особенностей связанны с прямохождением и трудовой деятельностью.

Мозговой отдел черепа преобладает над лицевым (у обезьян - наоборот)
Слабо выражены надбровные дуги
Менее массивная челюсть, чем у обезьян
Хорошо развит подбородочный выступ, что указывает на возможность членораздельной речи у человека
Череп сверху насаживается на позвоночник, а не подвешивается спереди, как у животных
Позвоночный столб имеет 4 физиологических изгиба: 2 кпереди (лордоз) и 2 кзади (кифоз)
Масса позвонков сверху вниз (от шейного отдела к поясничному) увеличивается соразмерно нагрузке
Грудная клетка уплощенная (в спинно-брюшном направлении)
Массивные нижние конечности
Широкий, низкий таз (у обезьян - узкий, высокий и длинный)

Заболевания опорно-двигательного аппарата

Наиболее часто при слабости мышц голени и стопы, связочного аппарата, изменяется форма стопы, опускается ее поперечный и продольный свод: такое заболевание называется плоскостопием.

Причины: неправильная обувь, избыточный вес, длительное хождение или стояние (чрезмерно повышенная или пониженная нагрузка). Сопровождается болями в стопе, неестественной походкой. Из-за смещения центра тяжести организма плоскостопие может приводить к нарушению осанки.

Лечение: физические упражнения, ортопедические стельки (греч. orthos – прямой, правильный + paedos – ребенок).

Супинаторы (лат. supino - опрокидываю) - внутренняя деталь низа обуви, поднимающая внутренний край стопы, прикрепляемая к стельке, или между стелькой и полустелькой. Супинаторы предназначены для уменьшения нагрузки на свод стопы и формоустойчивости подошвы.

Рахит (греч. rhachis - позвоночник) - заболевание детей грудного и раннего возраста, связанное с нарушением костеобразования и недостаточностью минерализации костей.

Причины рахита: недостаточное получение витамина D с пищей, недостаточное нахождение на солнце (недостаточное облучение ультрафиолетом - необходимо для синтеза витамина D в организме), недоношенность ребенка.

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Скелет — это совокупность твердых образований в организме животных и человека, выполняющих опорную и защитную функции. Роль скелета могут выполнять структуры, состоящие из кости, хряща, кератина (панцирь черепахи), хитина, известковых образований и др.

Кость — это комплекс соединительных тканей, состоящих из клеток и плотного межклеточного вещества, которое содержит соли кальция и белки (главным образом коллаген) и обеспечивает твердость и эластичность кости. Вместе с суставами, связками и мышцами, прикрепленными к кости, скелет образует опорно-двигательный аппарат, или аппарат движения (рис. 1, 2, 3).

Рис. 1. Лицевой и мозговой отделы черепа:
1 — затылочная кость; 2 — теменная кость; 3 — лобная кость; 4 — височная кость; 5 — клиновидная кость; 6 — скуловая кость; 7 — носовая кость; 8 — верхнечелюстная кость; 9 — нижняя челюсть.

Рис. 2. Коленный сустав человека:
1 — суставные поверхности; 2 — суставная полость; 3 — суставная капсула.

Рис. 3. Формы суставов:
1 — эллипсовидная (лучезапястный сустав); 2 — седловидная (запястно-пястный сустав); 3 — шаровидная (пястно-фаланговый сустав); 4 — блоковид- ная (межфаланговый сустав).

Снаружи кости кроме их суставных поверхностей покрывает надкостница. Это тонкая соединительнотканная оболочка, богатая кровеносными, сосудами и нервами. Внутренний слой надкостницы состоит из клеток, которые растут, размножаются, что обеспечивает рост кости в толщину и ее регенерацию при переломах. За счет кровеносных сосудов происходит питание клеток кости.

Рис. 4. Строение пластинчатой костной ткани:
1 — остеон; 2 — гаверсов канал; 3 — кровеносные сосуды; 4 — костные пластинки.

Клетки кости — остеоциты и остеобласты — участвуют в построении костной ткани. Кости взрослого человека в большинстве построены из пластинчатой костной ткани, которая образует остеоны, или гаверсовы системы (рис. 4). Остеон состоит из концентрически расположенных пластинок костной ткани. В центре его проходит канал, содержащий кровеносные сосуды и нервы. Остеоны располагаются не хаотично, а в соответствии с действующими на кость физическими нагрузками: в трубчатых костях — параллельно продольной оси кости, в губчатых — перпендикулярно силам сжатия и растяжения (рис. 5, 6). В губчатом веществе кости и в полости трубчатых костей находится костный мозг, являющийся органом кроветворения.

Рис. 5. Типы костей:
1 — губчатая; 2 — трубчатая.

Рис. 6. Строение кости:
1 —продольный срез бедренной кости; видно губчатое вещество эпифазы; 2 — схема расположения костных пластинок губчатого вещества эпифиза бедренной кости; 3 — горизонтальный распил грудного позвонка.

Кость содержит 30% органических веществ (в основном коллаген и особые полисахариды), 60% минеральных веществ (кальций, магний, фосфаты) и 10% воды.

В процессе эволюции скелет животных претерпел ряд изменений (рис. 7). Сначала он был наружным — это кутикула червей, известковые раковины некоторых беспозвоночных (радиолярий, фораминифер), хитиновый покров у насекомых и ракообразных. У позвоночных он становится внутренним, и в связи с этим изменяется его материал — перепончатый скелет представлен хордой, состоящей из соединительной ткани (у ланцетника); хрящевой скелет образует хрящевая ткань (у акул, круглоротых, осетровых); костный скелет представлен в основном костной тканью (у остальных позвоночных — от костистых рыб до млекопитающих).

Рис. 7. Эволюция скелета позвоночных животных:
1 — рыбы; 2 — земноводные; 3 — пресмыкающиеся; 4 — млекопитающие.

Рис. 8. возможная степень разгибания позвоночника человека.

Развитие скелета в организме человека протекает постепенно, проходя три стадии. В период внутриутробного развития скелет закладывается в виде длинного плотного тяжа и называется спинной струной или хордой. Эту стадию называют перепончатой. Затем хорда вытесняется хрящевой тканью позвонков и происходит формирование хрящевых моделей будущих костей. Но для интенсивного развития мышц необходима более твердая опора. Поэтому с третьего месяца внутриутробного развития начинает формироваться костный скелет. Кости обычно являются рычагами, с помощью которых совершаются разнообразные движения тела и его частей в пространстве (рис. 9, 10, 11).

Процесс окостенения скелета у человека протекает в течение всего периода развития организма. Окостенение позвоночника у мужчин заканчивается к 20—21 году, у женщин — к 18—20 годам.

Функциональные свойства костей под влиянием физических нагрузок изменяются. Эти изменения сводятся к увеличению компактного слоя кости в местах наибольшей нагрузки, костные перекладины утолщаются, губчатое вещество становится более крупноячеистым.

Рис. 12. Формирование изгибов позвоночника у ребенка:
1 — шейный лордоз (изгиб вперед); 2 — грудной кифоз (изгиб назад); 3 — поясничный лордоз.

Гибкий, еще не окостеневший позвоночник детей легко искривляется, может возникать патологическая осанка (рис. 12, 13). Обычно этому способствует мягкая постель, неправильное ношение портфеля, неправильно подобранная школьная мебель. При плоской грудной клетке положение позвоночника неправильное, что ведет к нарушению деятельности органов грудной полости. Поэтому соблюдение гигиенических рекомендаций врачей и занятия физкультурой важны и для правильного развития скелета (см. Гигиена школьника) .

Рис. 13. А — отделы позвоночника человека:
1 — шейный; 2 — грудной, 3 — поясничный; 4 — крестцовый; 5 — копчиковый.
В — точки наибольшей гибкости позвоночника:
а — затылочно-позвоночное соединение; б — соединение между 1-м грудным и 7-м шейным позвонками; в — соединение между 1-м и 3-м поясничными позвонками.

Читайте также: