8. Структурата и растежа на костите
8. Структурата и растежа на костите
Състав на костната тъкан. Костите са много здрави. Човешкият пищял в изправено положение може да издържи натоварване от 1500 kg (фиг. 38).
По-голямата здравина на костите зависи от техния състав. Те се образуват от органични и неорганични съединения. Значението на тези вещества е лесно да се установи, като се направи прост експеримент. Ако костта се калцинира дълго време, тогава водата се отстранява от нея и органичните съединения се изгарят. Когато това се прави внимателно, костта не губи формата си, а става толкова крехка, че при докосване веднага се разпада на малки, но много твърди частици, състоящи се от неорганични вещества.
Лесно се отстраняват неорганичните съединения от костта - минерални соли. Те включват калциев карбонат и калциев фосфат. За да направите това, костта се държи за един ден в 10% разтвор на НС1. Неорганичните съединения постепенно се разтварят и костта става толкова гъвкава и разтеглива, че може да се навива. Но щом краищата на тази спирала се освободят, тя се развива и се връща в предишната си позиция. Органичните съединения придават на костите гъвкавост и еластичност.
Комбинацията от твърдостта на неорганичните съединения с еластичността на органичните осигурява по-голяма здравина на костите. Костите на възрастен, но не и на стар човек, са най-здрави.
Структурата на костите. Здравината на костите се определя не само от техния състав, но и от тяхната структура.
Дългите кости, като костите на рамото, предмишницата, бедрото, подбедрицата, са кухи в средната част. Това са тръбести кости. В краищата им има удебелени глави, в които няма кухина. Тръбната структура на дългите кости осигурява тяхната здравина и лекота. В крайна сметка е известно, че металът илипластмасова тръба е почти толкова здрава, колкото твърда пръчка от същия материал, еднаква по дължина и диаметър. Ето защо в инженерството силните и леки конструкции често се правят от тръби. В кухините на тръбните кости се намира съединителна тъкан, богата на мазнини - жълт костен мозък.
Главите на тръбните кости са образувани от гъбесто вещество (фиг. 39), което се състои от множество пресичащи се костни плочи. Те са разположени в посоките, в които костите изпитват най-голямо напрежение или компресия. Тази структура осигурява здравина и лекота на костите. Много леки и издръжливи конструкции, като мостове, радиомачти, са изградени от пресичащи се метални греди (фиг. 40).
Късите кости, като костите на китката и тарзуса, прешлените, също се образуват главно от гъбесто вещество. Плоските кости имат същата структура, като лопатките, ребрата, тазовите кости и покривите на черепа. Пространствата между костните пластини са изпълнени с червен костен мозък, който се образува от съединителна тъкан.
Повърхността на костите е покрита с надкостница (фиг. 41, 1). Това е тънък, но плътен слой от съединителна тъкан, слят с кост. Надкостницата съдържа кръвоносни съдове и нерви. Главите на дългите кости, покрити с хрущял (2), нямат слой надкостница.
Растеж на костите. По време на ембрионалното развитие на човек постепенно се формира скелетът. Първоначално се състои от мека съединителна тъкан, която след това се заменя с хрущял. При новороденото по-голямата част от хрущялната тъкан вече е заменена с кост, но тази подмяна завършва едва на 22-25-годишна възраст. По време на скелетната осификация в някои кости, меката съединителна тъкан се заменя директно с кост, заобикаляйки етапа на хрущяла. В детството имладостта, костите на хората растат на дължина и дебелина. При възрастните има постоянно обновяване на костното вещество.
За изследване на растежа и обновяването на костната субстанция бяха проведени експерименти върху животни.
В храната на телето е добавена специална неотровна боя. При храненето с такава храна се правят прекъсвания: десет дни дават храна с боя, следващите десет дни без и така няколко пъти. От червата боята се пренасяла с кръв до всички органи. След като бикът беше заклан, една от дългите му тръбести кости беше разрязана напречно. Върху среза са открити цветни и бели пластове, редуващи се под формата на концентрични пръстени. Стана ясно, че костта е нараснала на дебелина и по време на растежа е покрита отвън с нови слоеве. Че това наистина е така, показва друг опит. При младо куче кожата на бедрото беше разрязана, мускулите бяха разкъсани и около бедрената кост беше вързана жица. Минаха години. След смъртта на животното тя е била отворена. По повърхността на бедрената кост нямаше телеен пръстен. Намерен е във вътрешната кухина на костта.
Какво обяснява нарастването на дебелината на костта? Клетките от вътрешната повърхност на периоста бързо се делят и отлагат нови слоеве костни клетки върху повърхността на костта. Около тези клетки се образува междуклетъчното вещество.
При възрастните костите не се удължават и не се удебеляват. Но замяната на старата костна субстанция с нова продължава през целия живот. как става това Установено е, че в костите има специални клетки, които разрушават старото костно вещество. Сега е ясно как теленият пръстен, носен на бедрената кост на кучето, е попаднал във вътрешната кухина. Старата костна субстанция се разрушава отвътре, а от повърхността се образува нова.
■ Дълги кости. Къси кости. Плоски кости. Надкостница.
?1. Какви вещества влизат в състава на костта? 2. Каква е структурата на костите? 3.Зависи ли от това здравината и лекотата на костите на скелета? 4. Какво причинява растежа на костите в дебелина?
▲ От два еднакви листа хартия навийте куха тръба и плътна пръчка. Поставете всеки от тях хоризонтално на две стойки и като окачите постепенно нарастващите им тежести до средата, определете кое от тях провисва при по-малко и кое при по-голямо натоварване. Помислете каква особеност на структурата на костта открихте с този експеримент.