Лабораторная работа № 3 строение и свойства кости

Цель работы: определить содержание воды, органических и неоргани­ческих веществ в составе кости.

Оборудование и материалы: сушильный шкаф, муфельная печь, техно-химические весы, фарфоровые чашки, сырые кости домашней птицы, кон­центрированная серная кислота, эксикатор, фильтровальная бумага.

Пояснения к работе

В костной ткани постоянно происходит разрушение и созидание кости. Физиологические свойства костной ткани могут меняться с возрастом, в за­висимости от питания, мышечной деятельности, при нарушении деятельно­сти эндокринных желез и иннервации. Различают два вида костной ткани - грубоволокнистую и пластинчатую. К ней относят также и дентин зубов.

В грубоволокнистой костной ткани коллагеновые волокна образуют хо­рошо заметные пучки, между которыми в костных полостях лежат остеоциты. У человека эта ткань встречается лишь в процессе развития костей у за­родыша, а у взрослых - в швах черепа и у мест прикрепления к костям сухо­жилий. Пластинчатая или тонковолокнистая костная ткань содержит колла­геновые волокна, расположенные параллельными пучками внутри пластинок или между ними. Пластинчатая костная ткань образует все кости скелета че­ловека.

Дентин не имеет костных клеток. Тела клеток лежат вне дентина, а их отростки проходят в канальцах внутри него.

Пластинчатая костная ткань образует компактное и губчатое костное вещество, что составляет кость. В компактном костном веществе костные пластины располагаются в определенном порядке и придают веществу большую плотность. В губчатом веществе пластинки внутри кости образуют перекладины разной формы, располагающиеся в зависимости от функции кости (рис. 5).

Р ис. 5. Схема расположения костных перекладин в губчатом веществе вдоль направления сил сжатия (1) и растяжения (2) бедренной кости

Из компактного вещества состоит, главным образом, средняя часть длинных трубчатых костей (тело, или диафиз), а губчатое вещество образует их концы, или эпифизы, а также короткие кости; в плоских костях имеется то и другое вещество (рис. 6).

Рис. 6. Левая плечевая кость с надкостницей: 1 – надкостница; 2 – участок кости, свободный от надкостницы.

В компактном костном веществе костные пластинки образуют своеоб­разные трубчатые системы - остеоны (рис. 7).

Рис .7. Строение кости: 1,4- центральные каналы остеона; 2 - вставочные пластинки; 3- общие пластинки; 5 – пластинки остеона

Остеон является структурной единицей кости. Костные пластинки концентрически расположены вокруг кровеносных сосудов; обычно их 5-20 толщиной 3-7 мкм. Такая конструк­ция придает кости особую прочность. Полость в центре остеона, в которой проходит сосуд, называется центральным каналом остеона (гаверсовым ка­налом). Каналы соединяются друг с другом, а сосуды - между собой, с сосу­дами костного мозга, расположенного внутри кости, и с сосудами надкост­ницы. Между остеонами костные пластинки идут в разных направлениях и носят название вставочных или промежуточных.

Твердый скелет человека состоит более чем из 200 костей, из которых 95 - парные кости. Скелет имеет массу 5 - 6 кг, составляя у мужчин 10 %, а у женщин - 8,5 % от общей массы тела.

Каждая кость живого человека представляет собой сложный орган: она занимает точное положение в теле, имеет определенные форму и строение, исполняет свойственную ей функцию. В образовании кости принимают участие все виды тканей. Конечно, главное место занимает костная ткань Хрящ покрывает только суставные поверхности кости, снаружи кость покрыта надкостницей, внутри расположен костный мозг. Кость содержит жировую ткань, кровеносные и лимфатические сосуды, нервы. Костная ткань обладает высо­кими механическими свойствами, ее прочность можно сравнить с прочно­стью металла. Относительная плотность костной ткани около 2,0. Живая кость содержит 5 % воды, 12,5 % органических веществ белковой природы (оссеина и оссеомукоида), 21,8 % неорганических минеральных веществ (главным образом фосфата кальция) и 15,7 % жира.

В высушенной кости 2/3 массы составляют неорганические вещества, от которых зависит твердость кости и 1/3 - органические вещества, обуслов­ливающие ее упругость.

Задание

1. Взвесить фарфоровые чашки с косточками и занести значения на­чальной массы m₀ в таблицу.

2. Поместить одну фарфоровую чашку с косточкой в сушильный шкаф при температуре ~200 °С. Вторую чашку с косточкой - в муфельную печь, температура -1200 °С. Третью косточку без чашки - в концентрированную серную кислоту.