Układ ruchu – kości i stawy
Kości to narządy niezwykłe. Są bardzo wytrzymałe na rozciąganie i zgniatanie, choć znacznie mniej odporne na wyginanie. Wytrzymałość kości ludzkiej na rozciąganie odpowiada mniej więcej odporności żelaznego pręta o podobnym kształcie. Właściwości kości są wynikiem ich budowy fizycznej i chemicznej.
Co sprawia, że dany organizm należy do kręgowców.
Z czego zbudowany jest szkielet.
Jaką budowę ma tkanka kostna.
Wskażesz funkcje kości.
Przedstawisz współdziałanie kości z innymi elementami układu ruchu.
Opiszesz budowę fizyczną i chemiczną kości długiej.
Poznasz ruchome i nieruchome połączenia kości.
1. Kształt i rodzaje kości
Kości powstają już w życiu płodowym, a ich rozwój kończy się po 20. roku życia. Choć same kości nie mają zdolności poruszania się, dzięki współpracy z mięśniami umożliwiają ruch poszczególnych części organizmu. Tworzą zatem bierną część układu ruchu. Stanowią rusztowanie i podporę dla mięśni, ochraniają narządy, magazynują sole mineralne, pełnią funkcję krwiotwórczą.
Kości wykazują dużą różnorodność kształtów, która zależy od funkcji, jaką pełnią w organizmie, oraz siły nacisku ze strony sąsiadujących z nimi mięśni i innych kości. Ze względu na kształt kości możemy podzielić na: długie, krótkie, płaskie, różnokształtne.
Rodzaje kości | Wymiary | Funkcja | Przykłady |
|---|---|---|---|
długie | długość większa niż szerokość i grubość | dźwignia, podpora ciała | kość udowa, kość ramienna, obojczyki, kości palców |
krótkie | długość, szerokość, grubość są do siebie zbliżone | precyzyjne, złożone ruchy | kości stępu, nadgarstka |
płaskie | długość, szerokość większe od grubości | osłona narządów, powierzchnie przyczepu mięśni | łopatka, mostek, kość biodrowa, czołowa |
różnokształtne | nieregularne, tworzą różnowymiarowe bryły | osłona narządów, miejsce przyczepu mięśni | kręgi, żuchwa, kosteczki słuchowe |
Kształt i wielkość kości wykazują zróżnicowanie w zależności od płci, wieku i wzrostu człowieka. Na przykład kości mężczyzn w porównaniu z kośćmi kobiet są większe i masywniejsze. Pomaga to antropologom i lekarzom medycyny sądowej określić płeć i wiek osoby zmarłej na podstawie niektórych pojedynczych kości.
Kości (np. łopatka) mają na powierzchni grzebienie, wyrostki, chropowatości. Wyjaśnij, jakie jest ich znaczenie.
2. Budowa fizyczna kości długiej
Kość długa składa się z trzonu oraz nasad leżących po obu jego stronach. Trzon kości tworzy tkanka kostna zbita (istota zbita), nasady kości zbudowane są z tkanki kostnej gąbczastej (istoty gąbczastej). Istota zbita otacza jamę szpikową wypełnioną galaretowatą substancją – szpikiem kostnymszpikiem kostnym. W trzonie kości znajduje się szpik żółty, składający się głównie z tłuszczu, natomiast w ich nasadach znajduje się szpik czerwony, który pełni funkcję krwiotwórczą – wytwarza niektóre komórki krwi.
Od zewnątrz kość okryta jest błoną zbudowaną z tkanki łącznej – okostnąokostną. Znajdują się w niej naczynia krwionośne i nerwowe, które odżywiają i unerwiają kość. Od strony wewnętrznej w okostnej znajdują się komórki kościotwórcze, czyli komórki uczestniczące w rozwoju i regeneracji kości. Dzięki nim złamana kość się zrasta, a jej składniki wymieniają się mniej więcej co 10 lat. Walcowata budowa trzonu zapewnia kościom odporność na zgniatanie i rozerwanie, a gąbczasta struktura zapewnia wytrzymałość i sztywność przy niewielkiej masie.
Niektóre kości czaszki mają obszerne przestrzenie wypełnione powietrzem (zatoki). Należy do nich m.in. kość czołowa, w której znajdują się zatoki czołowe. Są one wyścielone błoną śluzową, która podobnie jak błona śluzowa nosa może ulegać infekcjom. Taki stan nazywamy zapaleniem zatok i objawia się on m.in. katarem i bólami głowy.
Poznanie budowy kości długiej.
Jak zbudowana jest kość długa?
kość długa ugotowanego lub upieczonego kurczaka,
nóż,
lupa.
Wskaż nasady i trzon kości.
Oceń twardość i elastyczność kości.
Ostrożnie przekrój trzon i nasadę kości. Porównaj twardość kości w różnych miejscach.
Obserwuj przez lupę wewnętrzną strukturę trzonu i nasady kości, wymień zaobserwowane różnice.
3. Budowa chemiczna kości
Mechaniczne właściwości kości wynikają nie tylko z jej budowy fizycznej, ale też chemicznej. Zrąb tkanki kostnej tworzy substancja międzykomórkowa, od której te właściwości zależą. W jej skład wchodzą:
związki organiczne, głównie białka (włókna kolagenowe), które nadają kościom elastyczność,
sole mineralne, głównie węglan i fosforan wapnia oraz fosforan magnezu, które sprawiają, że kość jest twarda.
W substancji międzykomórkowej kości dzieci przeważają białka, dlatego ich kości są elastyczne i odporne na złamania. Z wiekiem stosunek związków organicznych do nieorganicznych zmienia się. Kości ludzi starszych tracą składniki mineralne (ulegają demineralizacji), zawierają też mało kolagenu, dlatego stają się bardziej podatne na złamania.
Kości stanowią magazyn wapnia. W razie niedoboru tego pierwiastka organizm pobiera go z kości, zwiększając ich podatność na złamania. Tak jest także u kobiet w czasie ciąży, kiedy wapń jest potrzebny do formowania szkieletu u płodu. Jako pierwsze odwapnieniu ulegają zęby, dlatego tak ważna jest dbałość o nie w tym okresie.
Historyczna nazwa krzywicy to angielska choroba. W XIX w. krzywica była powszechną chorobą w Anglii i innych krajach Europy Północnej, zwłaszcza w ośrodkach przemysłowych i w ich pobliżu. Wyjaśnij, dlaczego krzywica występowała głównie na północy, a nie na południu Europy.
Od czego zależą właściwości fizyczne kości?
dwa słoiki,
ocet,
woda,
pęseta,
dwie kości kurczaka.
Próba kontrolna:
Kość kurczaka umieszczona w słoiku z wodą.
Próba badawcza:
Kość kurczaka umieszczona w słoiku z octem.
Spróbuj wygiąć obie kości kurczaka.
Włóż jedną kość do słoika wypełnionego octem, przykryj słoik i odstaw na 3 dni. Drugą kość włóż do słoika wypełnionego wodą, przykryj słoik i odstaw na 3 dni.
Po 3 dniach wyjmij pęsetą kości ze słoików, a kość z próby badawczej obmyj w wodzie.
Sprawdź, czy teraz można je wygiąć.
Od czego zależą właściwości fizyczne kości?
Próba kontrolna:
Kość kurczaka nie umieszczona nad płomieniem palnika.
Próba badawcza:
Kość kurczaka umieszczona nad płomieniem palnika.
dwie cienkie kości kurczaka,
szczypce,
rękawice ochronne,
palnik,
digestorium,
talerz.
Załóż rękawice ochronne, weź w szczypce kość kurczaka i umieść ją nad płomieniem palnika. Obserwuj zmiany i wyjaśnij, co jest przyczyną poczernienia kości.
Trzymaj kość w płomieniu do momentu, aż zacznie się spopielanie.
Odłóż przepaloną kość na talerz i poczekaj, aż wystygnie.
Sprawdź, jak zmieniły się właściwości fizyczne kości w porównaniu do kości, której nie umieszczono nad płomieniem palnika.
4. Rodzaje połączeń kości
Kości łączą się ze sobą ruchomo i nieruchomo. Nieruchome połączenia kości to głównie szwyszwy, które uniemożliwiają przemieszczanie się kości względem siebie. Ruchome połączenia kości to stawy.
Wyjaśnij, dlaczego kości czaszki łączą się, tworząc mocno pofałdowaną linię.
StawStaw utworzony jest przez kości dopasowane do siebie kształtem nasady. Miejsca styku pokryte są chrząstką, która amortyzuje wstrząsy i zmniejsza tarcie. Nasady kości od zewnątrz obejmuje torebka stawowa, która zapobiega przesuwaniu się kości i zwichnięciom stawu. W torebce stawowej znajduje się maź, która zabezpiecza kości przed ścieraniem i uszkodzeniem.
Film dostępny pod adresem /preview/resource/RQ6ynrbaB7bRA
Film przedstawia sposób działania stawu na przykładzie stawu kolanowego.
Stawy wykazują dużą różnorodność w zależności od miejsca występowania w organizmie i pełnionej funkcji.
Różnią się:
liczbą tworzących je kości: stawy proste są zbudowane z 2 kości (staw ramienny), złożone – z więcej niż 2 kości (staw nadgarstkowy);
kształtem powierzchni stawowych i zakresem ruchów: stawy mogą być m.in. kuliste (ramienny), umożliwiające ruchy w wielu płaszczyznach i zawiasowe (łokciowy), zdolne jedynie do zginania i prostowania.
Największym stawem w organizmie człowieka jest staw kolanowy. Znajdująca się z przodu płaska kostka – rzepka – chroni go przed urazami, na które jest szczególnie narażony.
Ustalenie rodzaju stawu na podstawie zakresu jego ruchów.
Jaki rodzaj stawu występuje między wybranymi kośćmi?
Twoja osoba.
Wykonując wszystkie możliwe ruchy, zbadaj jakiego rodzaju stawy znajdują się:
między kośćmi palców,
między ramieniem a tułowiem (ramienny),
między udem a podudziem (kolanowy),
między udem a tułowiem (biodrowy).
Podsumowanie
Kości przyjmują różne kształty w zależności od pełnionej funkcji.
Budowa fizyczna i chemiczna decyduje o właściwościach mechanicznych kości.
Zawarte w kości sole mineralne nadają im sztywność, a białka – elastyczność.
Okostna okrywa od zewnątrz kości, odżywia je i uczestniczy w ich regeneracji.
Kości łączą się ze sobą, tworząc połączenia ruchome i nieruchome.
Staw składa się z: powierzchni stawowych kości, torebki stawowej oraz jamy stawowej wypełnionej mazią.
Praca domowa
Wymień tkanki budujące kość długą.
Zaobserwuj, lub zapoznaj się z opisem, ilustracji przedstawiającą wygląd czaszki noworodka. Wyjaśnij, dlaczego kości jego czaszki mogą się przesuwać względem siebie.
Słownik
błona okrywająca kość, zawierająca naczynia krwionośne i komórki kostne; uczestniczy w ochronie, odżywianiu i regeneracji kości
ruchome połączenie kości składające się z powierzchni stawowych, jamy stawowej oraz torebki stawowej
gąbczasta masa wypełniająca wolne przestrzenie w jamach szpikowych kości długich; żółty składa się z tłuszczu, a czerwony pełni funkcję krwiotwórczą
nieruchome połączenie kości charakterystyczne dla czaszki
Zadania
Uporządkuj elementy budujące kość długą w środkowej części, rozpoczynając opis od wnętrza. Umieść pierwszy element opisu u góry.
- okostna
- istota zbita
- jama szpikowa
Uczniowie spalili kość kurczaka. Kość zachowała swój kształt, ale po dotknięciu rozsypała się. Wskaż poprawne komentarze do wyniku doświadczenia.
- Kość zawiera sole mineralne.
- Spaliły się sole mineralne usztywniające kość.
- Kość utraciła związki organiczne nadające jej spoistość.
- Jednym ze składników kości są sole mineralne.
3 - 1. jama szpikowa, 2. torebka stawowa, 3. jama stawowa, 4. tkanka kostna gąbczasta, 5. nasada kości, 6. chrząstka stawowa
4 - 1. jama szpikowa, 2. torebka stawowa, 3. jama stawowa, 4. tkanka kostna gąbczasta, 5. nasada kości, 6. chrząstka stawowa
5 - 1. jama szpikowa, 2. torebka stawowa, 3. jama stawowa, 4. tkanka kostna gąbczasta, 5. nasada kości, 6. chrząstka stawowa
6 - 1. jama szpikowa, 2. torebka stawowa, 3. jama stawowa, 4. tkanka kostna gąbczasta, 5. nasada kości, 6. chrząstka stawowa
7 - 1. jama szpikowa, 2. torebka stawowa, 3. jama stawowa, 4. tkanka kostna gąbczasta, 5. nasada kości, 6. chrząstka stawowa