Кости человека обладают твердостью, прочностью и одновременно гибкостью. По твердости кость приближается к твердости металла. Научно-медицинское исследование показало, что человеческие кости выдерживают огромное давление, к примеру, плечевая кость способна выдержать тяжесть до 850 кг, а бедренная кость до 1300 кг. Свойства костей зависят непосредственно от их химического состава и строения.
Как правило, кости человека состоят из минеральных солей и органического вещества, основная часть которых состоит из фосфора и соли кальция. Если кость подвергнуть воздействию высокой температуры (например, кость положить в печь на раскаленные угли), то ее органическая часть сгорит. А оставшаяся минеральная часть кости по-прежнему будет тверда, а так же сохранит форму кости, однако при прикосновении, даже незначительном – она рассыпается на мелкие частицы.
Если кость положить в раствор из соляной кислоты на несколько дней, то ее минеральная часть растворится, и пучки волокон органического вещества останутся в виде гибкой и мягкой массы, сохранившей первоначальную форму кости. Непосредственно кость, которая состоит из одного органического вещества, вполне реально согнуть, причем достаточно легко, а при достаточной ее длине даже завязать узлом. Данные опыты показывают, что хрупкость и твердость костей зависят в первую очередь от входящих в состав минеральных солей, в свою очередь гибкость костей обусловлена наличием в них органического вещества.
Возрастные особенности состава кости
Химический состав костей, их свойства в течение жизни человека постепенно меняются. Кости взрослого человека содержат 2 части минеральных солей на 1 часть органического вещества. Как правило, при таком соотношении неорганических и органических и веществ кость имеет наибольшую прочность, и в то же время, обладая некоторой упругостью.
Чем моложе ребенок, тем больше преобладает в составе его скелета хрящевая ткань. Окостенение скелета или превращение хрящевой ткани в костную ткань завершается к 20-25 годам. Кости ребенка более гибки и менее ломки, чем кости взрослого человека. Именно поэтому кости детей легко искривляются. К старости кости становятся ломкими. При падении или ушибе у старых людей часто происходят опасные для жизни переломы костей.
Строение костей
На наружной поверхности каждой кости имеются выступы, гребни, шероховатости (места прикреплений мышц) и отверстия, через которые внутрь кости проходят нервы и соответственно кровеносные сосуды. Кость покрыта довольно-таки тонкой оболочкой — надкостницей, состоящей из плотной соединительной ткани. Надкостница срастается с наружной поверхностью кости. На внутренней поверхности надкостницы имеются клетки, способные к делению. Они называются костеобразовательными, так как из них образуются костные клетки. Надкостница обусловливает рост кости в толщину.
Надкостница имеет большое значение в восстановлении кости при переломе. Сращение кости при переломе происходит успешно только тогда, когда на ней сохранилась надкостница. Надкостница богата кровеносными сосудами и нервами, которые из нее проникают в кость. Если со здоровой кости снять надкостницу, то кость, лишенная сосудов и нервов – омертвеет.
Под надкостницей располагается слой плотного костного вещества. Внутри длинных костей есть полость, а на их концах расположено губчатое вещество, состоящее из множества костных тонких пластинок, которые между собою пересекаются. В губчатом веществе находится красный костный мозг, состоящий из соединительной ткани весьма богатой кровеносными сосудами.
Красный костный мозг — это кроветворный орган, в нем образуются новые клетки крови. У детей и взрослых людей красный костный мозг имеется в концах длинных костей, в позвонках, ребрах, грудине и других плоских костях. У взрослых людей в полостях длинных костей, он заменяется жировой тканью.
Строение костей находится в тесной связи с их функцией. Так, трубчатое строение длинных костей обусловливает большую прочность их и легкость. В строительной технике доказано, что полые металлические трубы не уступают по прочности сплошным, имеющим такой же диаметр, но они значительно легче.