Какие вещества могут обеспечить прочность костей
Обновлено: 28.06.2024
Полный курс за 3 дня. Анатомия человека
Тема 1. Остеология
1. Общие сведения об остеологии
Прежде всего кости туловища и нижних конечностей выполняют опорную функцию для мягких тканей (мышц, связок, фасций, внутренних органов). Большинство костей являются рычагами. К ним прикрепляются мышцы, которые обеспечивают локомоторную функцию (перемещение тела в пространстве). Обе названные функции позволяют считать скелет пассивной частью опорно-двигательного аппарата. Скелет человека является антигравитационной конструкцией, которая противодействует силе земного притяжения. Под воздействием последней тело человека прижимается к земле, скелет при этом препятствует изменению формы тела.
Кости черепа, туловища и тазовые кости выполняют функцию защиты от возможных повреждений жизненно важных органов, крупных сосудов и нервных стволов. Так, череп является вместилищем для головного мозга, органа зрения, органа слуха и равновесия. В позвоночном канале располагается спинной мозг. Грудная клетка защищает сердце, легкие, крупные сосуды и нервные стволы. Тазовые кости предохраняют от повреждений такие органы, как прямая кишка, мочевой пузырь и внутренние половые органы.
Большинство костей содержат внутри красный костный мозг, который является органом кроветворения, а также органом иммунной системы организма. Кости при этом защищают красный костный мозг от повреждения, создают благоприятные условия для его трофики и созревания форменных элементов крови.
Кости принимают участие в минеральном обмене. В них депонируются многочисленные химические элементы, преимущественно соли кальция, фосфора. Так, при введении в организм радиоактивного кальция уже через сутки более половины этого вещества накапливается в костях.
Кость, as – это орган, являющийся компонентом системы органов опоры и движения, имеющий типичную форму и строение, характерную архитектонику сосудов и нервов, построенный преимущественно из костной ткани, покрытый снаружи надкостницей, periosteum, и содержащий внутри костный мозг, medulla osseum.
Каждая кость имеет определенную форму, величину и положение в теле человека. На формообразование костей существенное влияние оказывают условия, в которых кости развиваются, и функциональные нагрузки, которые кости испытывают в процессе жизнедеятельности организма. Каждой кости свойственны определенное число источников кровоснабжения (артерий), наличие определенных мест их локализации и характерная внутриорганная архитектоника сосудов. Указанные особенности распространяются и на нервы, иннервирующие данную кость.
Надкостница покрывает кость снаружи за исключением тех мест, где располагается суставной хрящ и прикрепляются сухожилия мышц или связки (на буграх и бугристостях). Надкостница отграничивает кость от окружающих тканей. Она представляет собой тонкую прочную пленку, построенную из плотной соединительной ткани, в которой располагаются кровеносные и лимфатические сосуды и нервы. Последние из надкостницы проникают в вещество кости.
Надкостница играет большую роль в развитии (росте в толщину) и питании кости. Ее внутренний остеогенный слой является местом образования костной ткани. Кость, лишенная надкостницы, становится нежизнеспособной, омертвевает. При оперативных вмешательствах на костях по поводу переломов необходимо сохранять надкостницу. Надкостница богато иннервирована, поэтому отличается высокой чувствительностью.
Практически у всех костей (за исключением большинства костей черепа) имеются суставные поверхности для сочленения с другими костями. Суставные поверхности покрыты не надкостницей, а суставным хрящом, cartilago articularis. Суставной хрящ по своему строению чаще является гиалиновым и реже – фиброзным. Внутри большинства костей в ячейках между пластинками губчатого вещества или в костно-мозговой полости, cavitas medullaris, находится костный мозг. Он бывает красный и желтый. У плодов и новорожденных в костях содержится только красный (кроветворный) костный мозг. Он представляет собой однородную массу красного цвета, богатую кровеносными сосудами, форменными элементами крови и ретикулярной тканью. В красном костном мозге содержатся также костные клетки – остеоциты. Общее количество красного костного мозга составляет около 1500 см 3 . У взрослого человека костный мозг частично заменяется желтым, который в основном представлен жировыми клетками. Замене подлежит только костный мозг, расположенный в пределах костномозговой полости. Следует отметить, что изнутри костно-мозговая полость выстлана специальной оболочкой, получившей название эндоста, endosteum.
Кости имеют самую разнообразную форму. Однако, несмотря на богатство форм, кости по данному признаку делятся на четыре группы: длинные, короткие, широкие и смешанные.
У длинных костей один размер преобладает над остальными. Средняя часть – диафиз (или тело, corpus) – такой кости имеет цилиндрическую или призматическую форму; концы – эпифизы – более или менее утолщены и соединяются с соседними костями. Кости этого типа образуют основу конечностей и играют роль рычагов, приводимых в движение мышцами.
В коротких костях все три размера приблизительно одинаковы. Кости этого типа встречаются там, где при прочности соединения в то же время необходима известная гибкость. К ним относятся позвонки, мелкие кости стопы и кисти. У широких или плоских костей два размера (ширина и длина) преобладают над толщиной. Такие кости образуют стенки полостей, заключающих важные органы, или представляют собой обширные поверхности для прикрепления мускулатуры. Наконец есть смешанные кости, которые нельзя причислить к какой-либо из названных групп (например, височная кость).
Следует подчеркнуть, что рассмотренная классификация костей не дает исчерпывающей характеристики основным группам костей. Поэтому целесообразно выделить кости туловища и конечностей и кости черепа. По форме и строению различают четыре вида костей туловища и конечностей: трубчатые, плоские, объемные и смешанные кости.
Трубчатые кости на распиле имеют в диафизе полость. По величине они могут быть разделены на длинные (плечевая, кости предплечья, бедренная, кости голени) и короткие (кости пясти, кости плюсны, кости пальцев, ключица).
Плоские кости на распиле представлены преимущественно однородной массой губчатого вещества. Они обширны по площади, но толщина их незначительна (тазовые кости, грудина, лопатки, ребра). Объемные кости в большинстве случаев, так же как и плоские, на распиле содержат однородную массу губчатого вещества (кости запястья, кости предплюсны). Смешанные кости отличаются специфичностью и сложностью своей формы. В их составе встречаются элементы строения объемных и плоских костей (позвонки, крестец, копчик).
Кости черепа различаются по расположению, развитию и строению. По расположению их делят на кости мозгового черепа и кости лицевого черепа, по развитию – на первичные (эндесмальные) и вторичные (энхондральные). Кости черепа имеют очень сложную внешнюю форму, поэтому целесообразно принимать во внимание их внутреннее строение. В связи с этим можно выделить три вида костей черепа:
1) кости, имеющие в своем составе диплоическое вещество: диплоические (теменная, затылочная, лобная кости, нижняя челюсть);
2) кости, содержащие воздушные полости: пневматизированные (височная, клиновидная, решетчатая, лобная кости и верхняя челюсть);
3) кости, построенные преимущественно из компактного вещества: компактные (слезная, скуловая, небная, носовая кости, нижняя носовая раковина, сошник, подъязычная кость).
Внутреннее строение костей у плода и у ребенка после рождения существенно отличается. В связи с этим различают два вида костной ткани – ретикулофиброзную и пластинчатую. Ретикулофиброзная костная ткань составляет основу эмбрионального скелета человека. Костный матрикс у нее структурно не упорядочен, пучки коллагеновых волокон идут в разных направлениях и непосредственно связаны с соединительной тканью, окружающей кость.
Рассмотрены результаты экспериментальных и клинических исследований, указывающие на важность компенсации дефицитов микроэлементов в профилактике и терапии остеопороза, остеопении и рахита.
Results of experimental and clinical tests are reviewed that point out importance of compensation of microelements’ deficit in prophylaxis and therapy of osteoporosis, osteopenia and rachitis.
Питание является важным модифицируемым фактором, определяющим развитие и поддержание костной массы. Диета, сбалансированная по калорийности, белку (1 г/кг/сут), жирам и углеводам (не более 60% от общей калорийности пищи) способствует нормальному метаболизму кальция (Ca) в костной ткани. В настоящее время кальций в сочетании с витамином D является основой нутрициальной коррекции для профилактики и лечения остеопороза, остеопении и рахита [1]. Тем не менее, сочетанный прием кальция и витамина D не всегда успешно профилактирует остеопороз, так как не компенсирует всех нутрициальных потребностей костной ткани.
Важность таких факторов питания, как кальций, фосфор (P) и витамин D, для целостности костей неоспорима. Рецептор витамина D, подобно эстрогеновым рецепторам, является фактором транскрипции, который, в частности, регулирует экспрессию белков, вовлеченных в гомеостаз кальция и фосфора. Экспериментальные данные показывают, что физиологические эффекты витамина D включают торможение секреции провоспалительных цитокинов, молекул адгезии и пролиферацию сосудистых гладкомышечных клеток — процессов, которые имеют важное значение для кальцификации артерий [2].
В то же время проводимые в течение последнего десятилетия исследования показали, что для поддержания структуры костной ткани также необходимы витамины A, C, E, K и микроэлементы медь (Cu), марганец (Mn), цинк, стронций, магний (Mg), железо и бор. Дефицит этих микронутриентов замедляет набор костной массы в детстве и в подростковом возрасте и способствует ускоренной потере костной массы в пожилом возрасте [3, 4]. В настоящей работе рассмотрены результаты экспериментальных и клинических исследований, указывающие на важность компенсации дефицитов этих микроэлементов в профилактике и терапии остеопороза, остеопении и рахита. Особое внимание уделяется бору — микроэлементу, оказывающему значительное влияние на структуру костной ткани и, тем не менее, пренебрегаемому в подавляющем большинстве витаминно-минеральных комплексов.
Магний и поддержка соединительной и костной ткани
Одной из принципиально важных нутрициальных потребностей кости является обеспеченность костей магнием — элементом, регулирующим минерализацию, равномерный рост, гибкость и прочность костной ткани и увеличивающим репаративный потенциал костей. И наоборот, дефицит магния в организме препятствует успешной терапии и профилактике нарушений структуры кости (остеопороз и др.). Среди различных тканей организма основным депо магния являются именно костная ткань. Помимо того, что кость является депо магния, магний также оказывает существенное влияние на минерализацию и структуру костной ткани — низкие уровни магния связаны с низкой костной массой и остеопорозом [5].
Магний является одним из принципиально важных нутриентных факторов, воздействующих на соединительную ткань. Недостаточная обеспеченность магнием является одной из важнейших причин нарушений структуры (дисплазии) соединительной ткани. Систематический анализ взаимосвязей между обеспеченностью клеток магнием и молекулярной структурой соединительной ткани указал на такие молекулярные механизмы воздействия дефицита магния, как ослабление синтеза белков вследствие дестабилизации тРНК, снижение активности гиалуронансинтетаз, повышение активности металлопротеиназ, повышенные активности гиалуронидаз и лизиноксидазы [6]. Следует напомнить, что костная ткань состоит только на 70% из кальциевых соединений, а на 22% — из коллагена, 8% составляет водная фракция.
Важность роли магния в поддержании структуры кости связана и с тем, что при хроническом дефиците магния нарушается важнейший аспект минерального обмена костной ткани — отношение Mg:Ca. При снижении соотношения Mg:Ca в сторону дефицита магния обменные процессы в кости замедлены, быстрее депонируются токсичные металлы (прежде всего, кадмий и свинец). Вследствие накопления токсичных элементов в суставе из-за нарушения пропорции Mg:Ca функция суставов постепенно ухудшается: уменьшается объем движений, происходит деформация суставов конечностей и позвоночника. Эпидемиологические исследования частоты остеопороза в различных странах показали, что более высокое значение отношения Mg:Ca в питании соответствует более низкой встречаемости остеопороза [7].
В эксперименте диета с очень низким содержанием магния (7% от нормального уровня потребления) приводила к значительной гипомагниемии, гипокальциемии, характерным для остеопороза изменениям костной ткани у цыплят. Дефицит магния приводит к разрежению костной ткани, вплоть до образования полостей; компенсация дефицита магния — к восстановлению структуры костной ткани [8].
Более высокое диетарное потребление магния соответствует повышенной минеральной плотности кости (МПК) у мужчин и женщин. В исследовании когорты из 2038 человек оценка диетарного потребления магния по опроснику коррелировала с МПК после поправок на возраст, калорийность диеты, потребление кальция и витамина D, индекс массы тела, курение, алкоголь, физическую активность, использование тиазидных диуретиков и эстроген-содержащих препаратов (р = 0,05, мужчины; p = 0,005, женщины) [9].
Железо
Помимо того, что железо необходимо для поддержания достаточной обеспеченности тканей кислородом, этот микроэлемент также участвует в метаболизме коллагена — основного структурного белка всех видов соединительной ткани, в т. ч. костной. Хронический дефицит железа в эксперименте приводит к задержке созревания коллагена в бедренной кости и также к нарушениям фосфорно-кальциевого метаболизма [11]. В эксперименте железодефицитная анемия (ЖДА) приводит к нарушению минерализации и увеличению резорбции кости [12].
По данным крупных клинико-эпидемиологических исследований, ЖДА способствует значительному повышению риска остеопороза и переломов. Например, в лонгитудинальном исследовании 5286 человек (2511 мужчин и 2775 женщин, 55–74 лет) наблюдались в течение 8 лет. Низкие уровни гемоглобина были связаны с когнитивными нарушениями и более низкой костной массой. За время наблюдения у 235 мужчин и 641 женщины был установлен хотя бы один перелом (исключая переломы позвоночника). Уменьшение содержания гемоглобина в крови на одно стандартное отклонение соответствовало повышению риска переломов на 30% у мужчин (р зубной эмали > почках = легких = лимфатических узлах > печени > мышцах = семенниках > мозге [28].
С фармакологической точки зрения препараты бора характеризуются гиполипидемическим, противовоспалительным, антионкологическим эффектами. Дефицит бора стимулирует развитие таких состояний, как анемия, остео-, ревматоидный артрит, когнитивная дисфункция, остеопороз, мочекаменная болезнь и нарушение обмена половых гормонов.
Результаты экспериментальных и клинических исследований, проводимых с начала 1960-х гг., показали, что препараты бора являются безопасным и эффективным средством для лечения некоторых форм артрита. Дальнейшие исследования подтвердили важность обеспеченности бором для поддержания структуры кости. Так, костная ткань пациентов с более высоким потреблением бора характеризовалась более высокой механической прочностью. В тех географических регионах, где потребление бора составляет менее 1 мг/сут, заболеваемость артритом колеблется от 20% до 70%, в то время как в регионах с потреблением 3–10 мг/сут — не более 10%. Эксперименты с моделями артрита показали эффективность перорального или внутрибрюшинного введения препаратов бора [29].
О молекулярно-физиологических механизмах воздействия бора
Бор влияет на активность ряда ферментных каскадов, включая метаболизм стероидных гормонов и гомеостаз кальция, магния и витамина D, также способствуя снижению воспаления, улучшению профиля липидов плазмы и функционирования нейронов [30] (дефицит бора снижает электрическую активность мозга, результаты тестов на двигательную ловкость, внимание и кратковременную память [31]). Бораты могут образовывать сложные эфиры с гидроксильными группами различных соединений, что может являться одним из возможных механизмов осуществления их биологической активности [32]. Повышенное содержание бора в пище повышает экспрессию борат-транспортера (NaBCl) в тощей кишке и понижает — в ткани почек [33].
Хотя детали молекулярных механизмов воздействия бора на физиологические процессы остаются неизвестными, бор оказывает существенное воздействие на процессы роста клеток костной ткани и хряща. Так, бор повышает одонтогенную и остеогенную дифференцировку клеток ростка стволовых клеток зубов. Прием пентабората натрия оказывал дозозависимый эффект на активность щелочной фосфатазы и экспрессию генов, связанных с одонтогенезом [34]. Поэтому дефицит бора во время беременности, наряду с дефицитами кальция и других микронутриентов, также будет способствовать нарушениям развития зубов и у беременной, и у ребенка.
Бор дозозависимо влияет на процессы дифференцировки стромальных клеток костного мозга. Концентрации бора в 1, 10 и 100 нг/мл повышали, а уровни более 1000 нг/мл ингибировали дифференцировку клеток (р
О. А. Громова* , 1 , доктор медицинских наук, профессор
И. Ю. Торшин*, кандидат физико-математических наук
О. А. Лиманова**, кандидат медицинских наук
* РСЦ Международного института микроэлементов ЮНЕСКО, Москва
** ГБОУ ВПО ИвГМА МЗ РФ, Иваново
Основную массу тела человека, около 75% общего веса, составляет опорно-двигательный аппарат , в который входят мышцы, кости, суставы, сухожилия, связки и хрящи.
Опорно-двигательный аппарат придает телу человека определенную форму, благодаря ему он может стоять прямо и передвигаться.
Костный скелет — часть опорно-двигательного аппарата — является остовом для различных органов и тканей, он защищает от повреждений такие жизненно важные органы, как головной и спинной мозг, сердце и легкие. В костях накапливаются необходимые организму минеральные вещества: кальций и фосфор. Кости содержат костный мозг, в котором образуются все клетки крови — эритроциты, лейкоциты и кровяные пластинки.
К костям прикрепляются мышцы, которые за счет сокращения и расслабления волокон делают возможными движения различных частей тела. Ряд мышц расположен внутри органов и не связан с костями. При сокращении этих мышц осуществляется работа основных внутренних органов и обеспечиваются жизненно важные процессы в организме: перекачивание крови из сердца в кровеносные сосуды, прохождение пищи через желудочно-кишечный тракт и др. Благодаря сокращению мышц выделяется тепло и поддерживается нормальная температура тела.
1. Значение опорно-двигательной системы
Опорно-двигательную систему называют костно-мышечной, поскольку скелет и мышцы работают согласовано. Они определяют форму тела, обеспечивают опорную, защитную и двигательную функции.
Опорная функция проявляется в том, что кости скелета и мышцы образуют прочный каркас, определяющий положение внутренних органов и не дающий им возможности смещаться.
Защищают органы от травм. Так, спинной и головной мозг находятся в костном "футляре": головной мозг защищен черепом, спинной - позвоночником. Грудная клетка закрывает сердце и легкие, дыхательные пути, пищевод и крупные кровеносные сосуды. Органы брюшной полости сзади защищены позвоночником, снизу - тазовыми костями, спереди - мышцами брюшного пресса.
Двигательная функция возможна только при условии взаимодействия мышц и костей скелета, так как мышцы приводят в движение костные рычаги. Большинство костей скелета соединено подвижно с помощью суставов. Мышца прикрепляется одним концом к одной кости, образующей сустав, другим концом - к другой кости. При сокращении мышца приводит кости в движение. Благодаря мышцам противоположного действия кости могут не только совершать те или иные движения, но и фиксироваться относительно друг друга. Кости и мышцы принимают участие в обмене веществ, в частности в обмене фосфора и кальция.
2. Химический состав костей
Если сжечь кость, она почернеет от углерода, оставшегося от сгорания органических веществ. Если выгорит и углерод, получится белый остаток, чрезвычайно твердый, но хрупкий. Это минеральное вещество кости.
Чтобы определить свойства органических веществ кости, надо удалить минеральные вещества с помощью соляной кислоты. Кость при этом сохранит свою форму. Но свойства кости резко изменятся. Она станет настолько гибкой, что ее можно будет завязать узлом. Гибкость кости зависит от наличия органических веществ, твердость - от неорганических.
Сочетание органических и минеральных веществ придает костям и прочность, и упругость. Наиболее прочны кости от 20 до 40 лет. У детей в костях относительно велика доля органических веществ. Поэтому детские кости редко ломаются, но легко деформируются под влиянием неправильной позы или неравномерной нагрузки. У пожилых людей в костях увеличивается доля минеральных веществ. Поэтому их кости становятся более ломкими.
3. Строение костей
3.1. Макроскопическое строение кости
Кости покрыты плотной соединительной тканью - надкостницей, которая примыкает к компактному веществу кости, которое переходит в губчатое. Последнее состоит из костных перемычек и балок, которые отбразуют многочисленные ячейки.
В них находится красный костный мозг. Его клетки выполняют кроветворную функцию - формируют клетки крови.
Внутри длинных костей имеется костномозговая полость. Она заполнена желтым костным мозгом. Он состоит из клеток жировой и кроветворной соединительной ткани и играет роль резерва на случай, когда красный костный мозг не справляется с работой.
3.2. Микроскопическое строение кости
Компактное вещество кости состоит из микроскопических ячеек и канальцев, по которым из надкостницы в кость входят многичисленные кровеносные сосуды и нервы. Стенки костных канальцев выложены рядами радиально расположенных костных пластинок. Это неклеточное вещество кости. Наличие неклеточного вещества характерно для любой соединительной ткани. Костные клетки, образующие эти пластинки, располагаются по наружному периметру этих колец.
4. Типы костей
По типу строения различают трубчатые, губчатые, плоские кости.
Трубчатые кости имеют вид цилиндра с утолщенными краевыми концами. Они служат длинными прочными рычагами, за счет которых человек может передвигаться в пространстве или поднимать тяжести. К трубчатым костям относятся кости плеча, предплечья, бедра и голени. Трубчатые кости покрыты надкостницей, за исключением суставных поверхностей. За надкостницей следует слой компактного плотного вещества. На конечных участках кости компактное вещество переходит в губчатое, которое заполняет концы костей. В средней части кости губчатого вещества нет, там находится костномозговая полость, заполненная желтым костным мозгом. Красный костный мозг сохраняется в губчатом веществе концевых участков кости. В толщину трубчатые кости растут за счет надкостницы. Однако масса кости увеличивается незначительно, потому что стенки костномозговой полости содержит клетки, растворяющие кость. Благодаря сложной и согласованной работе тех и других клеток достигается оптимальная прочность кости при наименьших массе и затрате материала. Рост в длину трубчатых костей происходит за счет зон роста и завершается к 20-25 годам. Зона роста находится недалеко от концевых участков костей. Они состоят из хрящевой ткани, которая по мере роста кости замещается костной тканью.
Губчатые кости имеют на поверхности довольно тонкое компактное вещество, под которым находится губчатое вещество, заполненное красным костном мозгом. К губчатым костям относятся кости тел позвонков, грудины, мелкие кости кисти и стопы. В основном губчатые кости выполняют опорную функцию.
Плоские кости выполняют в основном защитную функцию. Они состоят из двух параллельных пластинок компактного вещества, между которыми крест-накрест располагается, как балки, губчатое вещество. К плоским костям относятся кости, образующие свод черепа.
данная исследовательская работа была представлена на городской Научно-практической конференции учащихся. Содержит теоретический материал, результаты практической исследовательской деятельности (опытов) и рекомендации по укреплению и сохранению прочности костей.
| Вложение | Размер |
|---|---|
| исследовательская работа | 601.44 КБ |
Предварительный просмотр:
Автор работы: Кудряшов Никита Викторович
Соавтор: Полейчук Александр Васильевич
г.о.Тольятти, МОУ СОШ №25, 4класс
Дети и подростки
Средний возраст (до 50 лет)
Были ли у вас повреждения костей (переломы, трещины)?
Затем мы обратились за консультацией к врачу-хирургу ГТП №4 (п.Поволжский) В.Н.Богословскому . Врач рассказал нам о том, что переломы, трещины костей бывают у людей разного возраста, но чаще у пожилых людей (больше у женщин), и происходит это даже от незначительных нагрузок или несильных ушибов и падений. Значит, вопрос, который заинтересовал нас, действительно актуален для многих людей.
Предмет исследования : прочность как качественная характеристика костей.
Цель исследования: узнать от чего зависит прочность костей
- изучить научную литературу и материалы сети Интернет по данному вопросу;
- произвести опрос населения;
- провести опыты по разрушению и формированию костных тканей;
- дать рекомендации по сохранению прочности костной ткани.
Методы исследования: анализ литературных источников и источников сети Интернет, анкетирование, опытный эксперимент, наблюдение.
Конечно, кости человека обладают прочностью. Археологи находит останки (сохранившиеся кости) людей, животных, которые жили сотни лет до нас. Из учебной литературы мы узнали. Что кости прочнее бетона и гранита. Говоря о прочности костей, учёные подразумевают такие характеристики как твёрдость и упругость.
Изучая специализированную литературу, научные статьи сети Интернет, мы узнали, что прочность костей зависит от их строения и их химического состава. В состав костей входят вода, органические (белки, жиры, углеводы) и неорганические вещества (нерастворимые соли кальция, магния, фосфора и другие элементы). Мы решили узнать, какие характеристики прочности костей зависят от органических, а какие от неорганических веществ. Для проведения опыта мы взяли куриные косточки (сходные по составу с костью человека), яйцо, раковину (содержат карбонат кальция CaCO3 в большом количестве).
Видимых изменений в кости и ракушке не произошло. Через 7 дней мы заметили, что ракушка растворилась практически полностью, а кость, которую мы извлекли из банки, стала гибкой (Приложение 1). Значит, нерастворимые соли придают кости твёрдость.
Таким образом, опытным путём мы доказали, что прочность костей зависит от сочетания органических и неорганических веществ. Если в составе кости будет больше органических веществ, это приведёт к искривлению костей, а большее количество минеральных веществ вызовет хрупкость костей.
С возрастом сочетание органических и неорганических веществ в составе кости меняется. Больше органических веществ в костях детей, поэтому их кости эластичнее. Чем старше становится человек, тем больше в составе костей становится солей, и кости делаются хрупкими. Низкая минеральная плотность костей «может вызывать остеопороз - повышенную хрупкость костной ткани, прогрессирующее заболевание, при котором кости теряют кальций. Это весьма опасное заболевание, характеризующееся повреждением костной ткани, ведущее к переломам и деформации костей. Остеопороз поражает весь скелет, но особенно - кости бедра, предплечья и позвонки. Даже слабый удар может привести к перелому. Более того, в случае позвонков переломы могут иметь место даже в отсутствие внешнего воздействия - в результате нагрузки, создаваемой собственной тяжестью тела [1].
Итак, прочность костей зависит от их химического состава.
П.Ф. Лесгафт доказал, что качество кости (её химический состав) меняется в зависимости от состава пищи. Он провёл опыт с четырьмя группами щенков. Щенков кормили щенков разной пищей: молочной, растительной, мясной, смешанной. Оказалось, что наиболее прочные, крупные кости были у животных, питающихся молоком. У щенков, содержащихся на растительной диете, кости были мягкие и слабoразвитые; наблюдались искривления и переломы конечностей [2].
Чтобы кости оставались прочными, им нужен кальций, магний, белок, витамины группы B, витамины D и K. Существуют продукты, богатые этими веществами. К ним относятся:
- молочные продукты содержат большое количество кальция, витамина D;
- сельдь, сардины и лосось содержат большое количество омега-3 жирных кислот и витамина D. Этот витамин способствует обновлению клеток, которые участвуют в построении костей (остеобластов);
- миндаль (богат омега-3 жирными кислотами и белком);
- овощи с зелеными листьями (большое количество кальция и витамина К);
- бобовые – бобы, фасоль, горох, соя – являются источником витаминов группы B (если в организме человека уровень витаминов B6 и В9 низкий, то его кости становятся хрупкими);
- фрукты и сухофрукты (в бананах, абрикосах, изюме и инжире содержится большое количество калия, который препятствует вымыванию минеральных веществ из костей);
- яичная скорлупа как источник кальция, очень полезна для нашего организма и легко им усваивается.
Делаем вывод, что прочность костей зависит от правильного питания.
Мы задумались, действительно ли можно ли восполнить дефицит кальция в организме, можно ли укрепить слабую кость, качественно улучшить химический состав костной ткани. Для подтверждения мы провели опыт. В полученный после разложения скорлупы раствор (CH3COO)2Ca мы добавили Na . Это вызвало бурную реакцию, пенообразование. Через несколько дней на тонкой оболочке яйца стал появляться белый осадок – это (Приложение 2). Это доказывает, что недостаток кальция в организме можно восполнить, организовывая правильное питание или употребляя препараты кальция.
Ученые антропологи провели рентгеноскопическое и томографическое обследование костей, раскопанных археологами в штате Иллинойс. Останки принадлежали различным группам Homo sapiens, проживавшим на этой территории на протяжении последних семи тысяч лет.. Исследователей интересовало прежде всего губчатое вещество костей суставов. Оказалось, что упала плотность губчатого вещества только при переходе к оседлому образу жизни. Особенно ярко этот процесс проявился в костях нижней части тела. Полученные выводы говорят о том, что одним из средств профилактики переломов и остеопороза в преклонном возрасте являются физические упражнения .
Значит, прочность костей человека зависит от двигательной активности. Регулярные физические упражнения (ходьба, аэробика, силовые, весовые упражнения) помогут сохранить кости крепкими и неломкими.
Кроме того, учёные отмечают к серьезным нарушениям в организме человека приводят стрессы. Работники университетов Австралии и Норвегии исследовали данные восьми тысяч людей. Они делали им анализы и подтверждали диагнозы. В результате было получено доказательство, что депрессия, а также более серьезные психические расстройства вызывают снижение минеральной плотности костей, что приводит к их хрупкости. Людям, которые переносят стрессовые ситуации нужно принимать кальций и витамин D, чтобы укрепить свои кости [4].
На основании изученного теоретического материала и результатов проведённых опытов можно сделать выводы о том, что прочность костей человека зависит химического состава (соотношения органических и неорганических веществ), и для сохранения прочности костей необходимы: правильное, сбалансированное питание, двигательная активность, психически комфортные условия жизни.
Основываясь на данных выводах, мы предлагаем ряд рекомендаций по сохранению прочности костной ткани (Приложение 3).
Читайте также: