Взламывая анатомию

Отличительной особенностью всех позвоночных, будь то ныне живущие или уже вымершие, является наличие внутреннего скелета, или эндоскелета. К позвоночным относятся люди и другие млекопитающие, земноводные, рептилии, птицы и рыбы. Млекопитающие состоят из сотен костей. Например, у синего кита их около 350, а нижний предел у взрослого человека начинается от 206 костей. Считается, что в теле гигантских змей можно насчитать 500 позвонков, и каждый из них прикрепляется к своей паре ребер. Однако у подавляющего большинства змей 120–240 позвонков.

Форма костей

Как вы уже поняли, кости различаются по местоположению и выполняемым функциям. Внешний вид кости крайне важен, поскольку он определяет выполняемую функцию. Существует пять типов костей.

Мужской и женский скелет

Женский скелет миниатюрнее мужского. Но определять пол костного материала на основании морфологических отличий не всегда правильно – из-за естественного разнообразия людей в популяции. Вот несколько интересных гендерных различий.

Мужские и женские скелеты отличаются по размеру и форме.

Хрящ

Если кости нужна гибкость, то она идет за помощью к хрящу. Эта гладкая, прочная и подвижная соединительная ткань присутствует во всех суставах у взрослых. Она покрывает концы костей, заменяя надкостницу.

На этом микроснимке изображена структура наружного уха с эластичным хрящом, который расположен между перихондрием.

Хрящ, как и кость, образуют клетки, создающие матрикс из хондробластов. Этот матрикс поддерживают более зрелые клетки – хондроциты, обитающие в лакунах матрикса. Под микроскопом хондроциты похожи на игрушечные глазки, которые лежат на ложе из белково-углеводной гиалоплазмы с коллагеном и/или эластином. Будучи аваскулярными, или бессосудистыми, хрящи получают питательные вещества диффузно, через плотную соединительную ткань (перихондрий). Эта мембрана покрывает хрящ, и из-за нее он медленнее заживает после повреждения.

Типы хрящей

Существует три типа хрящей.

Гиалиновый хрящ.

Формирует незрелый скелет и сохраняется в виде специальной пластины роста, расположенной в эпифизе длинных костей. Гиалиновый хрящ создает тонкую прослойку на суставных поверхностях костей. Помимо этого, его можно найти в кончике носа и в некоторых участках дыхательных путей: гортани, трахее и кольцах бронхов (см. параграф «Бронхи и бронхиолы» на стр. 171). Гиалиновый хрящ богат разрозненными коллагеновыми волокнами, что делает его гладким и скользким.

Соединительнотканный хрящ.

Этот тип амортизирует кости позвоночника и встречается в коленном суставе. Соединительнотканный хрящ содержит много пучков коллагена, что делает его особенно прочным и сильным.

Эластичный хрящ.

Образует наружное ухо и надгортанник, который закрывает гортань при глотании. В эластичном хряще преобладает другой белок – эластин. Этот белок придает хрящу гибкость и объясняет, почему наши уши сначала согнутся, а только затем сломаются.

Развитие костей

Кости плода начинают развиваться в форме твердого хряща. Затем, в процессе роста организма, они сливаются и затвердевают. Этот процесс подчиняется основному закону структурной инженерии: исчезновение трубчатой структуры приводит к небольшому снижению прочности, но зато сопутствующее этому снижение веса становится крайне удобным для остальной части опорно-двигательной системы. Процесс замены хряща на кость (окостенение) начинается с тела кости и идет к ее концам, формируя там губчатую кость.

Эпифизарный хрящ

В детском возрасте мягкие диски гиалинового хряща, присутствующие в местах соединения эпифиза с диафизом (так называемый метафиз), проходят через стадию быстрого деления клеток. Хрящевая пластинка роста, или эпифизарная пластинка, – это участок, с которого кости начинают удлиняться. Новые клетки выталкивают старые к центру, из-за чего последние сплющиваются и затвердевают. По мере этого процесса кость постепенно удлиняется, а мы становимся выше.

Паузы и старты

К четырем годам наш мозг получает колоссальные объемы информации, для чего требуется огромное количество энергии. Однажды наступает момент, когда тело больше не может поддерживать одновременно рост и мозга, и самого организма. Поэтому принимает решение о временном замедлении роста костей, чтобы мозг мог потреблять всю необходимую энергию.

На рентгеновском снимке эпифизарная пластинка выглядит как невидимая линия между двумя костями. У взрослых эпифизарная пластина затвердевает и отображается как белая линия. Во взрослом организме кости продолжают расти, но только в диаметре.