معلومة

7.2: أنواع أنظمة الهيكل العظمي - علم الأحياء


مهارات التطوير

  • ناقش الأنواع المختلفة لأنظمة الهيكل العظمي
  • اشرح دور نظام الهيكل العظمي البشري
  • قارن وقارن بين أنظمة الهيكل العظمي المختلفة

النظام الهيكلي ضروري لدعم الجسم وحماية الأعضاء الداخلية والسماح بحركة الكائن الحي. هناك ثلاثة تصميمات مختلفة للهيكل العظمي تؤدي هذه الوظائف: الهيكل العظمي الهيدروستاتيكي ، والهيكل الخارجي ، والهيكل الداخلي.

الهيكل العظمي الهيدروستاتيكي

الهيكل الهيدروستاتيكي هو هيكل عظمي يتكون من حجرة مملوءة بسائل داخل الجسم ، تسمى اللولب. يتم دعم أعضاء الجوف بواسطة السائل المائي ، والذي يقاوم أيضًا الضغط الخارجي. هذه الحجرة تحت ضغط هيدروستاتيكي بسبب السائل وتدعم الأعضاء الأخرى للكائن الحي. يوجد هذا النوع من النظام الهيكلي في الحيوانات الرخوة مثل شقائق النعمان وديدان الأرض والكنيداريا واللافقاريات الأخرى (الشكل ( PageIndex {1} )).

يتم توفير الحركة في الهيكل العظمي الهيدروستاتيكي من خلال العضلات التي تحيط بالجوف. تنقبض العضلات في الهيكل العظمي الهيدروستاتيكي لتغيير شكل اللولب ؛ ينتج عن ضغط السائل في اللولب الحركة. على سبيل المثال ، تتحرك ديدان الأرض عن طريق موجات من الانقباضات العضلية للعضلات الهيكلية للهيكل العظمي لجدار الجسم ، والتي تسمى التمعج ، والتي تقصر وتطيل الجسم بالتناوب. يمتد إطالة الجسم إلى النهاية الأمامية للكائن الحي. تمتلك معظم الكائنات الحية آلية لإصلاح نفسها في الركيزة. تقصير العضلات ثم سحب الجزء الخلفي من الجسم للأمام. على الرغم من أن الهيكل الهيدروستاتيكي مناسب تمامًا للكائنات اللافقارية مثل ديدان الأرض وبعض الكائنات المائية ، إلا أنه ليس هيكلًا عظميًا فعالًا للحيوانات الأرضية.

الهيكل الخارجي

الهيكل الخارجي هو هيكل عظمي خارجي يتكون من غلاف صلب على سطح الكائن الحي. على سبيل المثال ، تعتبر أصداف السرطانات والحشرات هياكل خارجية (الشكل ( PageIndex {2} )). يوفر هذا النوع من الهيكل العظمي دفاعًا ضد الحيوانات المفترسة ، ويدعم الجسم ، ويسمح بالحركة من خلال تقلص العضلات المتصلة. كما هو الحال مع الفقاريات ، يجب أن تعبر العضلات مفصلًا داخل الهيكل الخارجي. يؤدي تقصير العضلات إلى تغيير العلاقة بين جزأين من الهيكل الخارجي. تحتوي المفصليات مثل السرطانات والكركند على هياكل خارجية تتكون من 30-50 في المائة من الكيتين ، وهو مشتق من عديد السكاريد من الجلوكوز وهو مادة قوية ومرنة. تفرز خلايا البشرة مادة الكيتين. يتم تعزيز الهيكل الخارجي عن طريق إضافة كربونات الكالسيوم في الكائنات الحية مثل سرطان البحر. نظرًا لأن الهيكل الخارجي لا خلوي ، يجب على المفصليات أن تتخلص بشكل دوري من هياكلها الخارجية لأن الهيكل الخارجي لا ينمو مع نمو الكائن الحي.

الهيكل الداخلي

الهيكل الداخلي هو هيكل عظمي يتكون من هياكل صلبة ومعدنية تقع داخل الأنسجة الرخوة للكائنات الحية. مثال على البنية الهيكلية البدائية هو شويكات الإسفنج. تتكون عظام الفقاريات من أنسجة ، بينما لا يحتوي الإسفنج على أنسجة حقيقية (الشكل ( PageIndex {1} )). توفر الهياكل الداخلية الدعم للجسم ، وتحمي الأعضاء الداخلية ، وتسمح بالحركة من خلال تقلص العضلات المرتبطة بالهيكل العظمي.

الهيكل العظمي البشري هو هيكل داخلي يتكون من 206 عظمة عند البالغين. لها خمس وظائف رئيسية: توفير الدعم للجسم ، وتخزين المعادن والدهون ، وإنتاج خلايا الدم ، وحماية الأعضاء الداخلية ، والسماح بالحركة. ينقسم نظام الهيكل العظمي في الفقاريات إلى الهيكل العظمي المحوري (الذي يتكون من الجمجمة والعمود الفقري والقفص الصدري) والهيكل العظمي الزائدي (الذي يتكون من الكتفين وعظام الأطراف والحزام الصدري وحزام الحوض).

يشكل الهيكل العظمي المحوري المحور المركزي للجسم ويتضمن عظام الجمجمة وعظام الأذن الوسطى والعظم اللامي للحلق والعمود الفقري والقفص الصدري (القفص الصدري) (الشكل ( فهرس الصفحة {1} )). تتمثل وظيفة الهيكل العظمي المحوري في توفير الدعم والحماية للدماغ والحبل الشوكي والأعضاء الموجودة في تجويف الجسم البطني. يوفر سطحًا لربط العضلات التي تحرك الرأس والرقبة والجذع ، وتؤدي حركات التنفس ، وتثبت أجزاء من الهيكل العظمي الزائدي.

الجمجمة

تدعم عظام الجمجمة هياكل الوجه وتحمي الدماغ. تتكون الجمجمة من 22 عظمة ، مقسمة إلى فئتين: عظام الجمجمة وعظام الوجه. تتكون عظام الجمجمة من ثماني عظام تشكل التجويف القحفي الذي يحيط بالدماغ ويعمل كموقع ارتباط لعضلات الرأس والرقبة. عظام الجمجمة الثمانية هي العظم الجبهي ، والعظمتان الجداريتان ، والعظمتان الصدغيتان ، والعظم القذالي ، والعظم الوتدي ، والعظم الغربالي. على الرغم من أن العظام تطورت بشكل منفصل في الجنين والجنين ، إلا أنها في البالغين تلتحم بإحكام بالنسيج الضام والعظام المجاورة لا تتحرك (الشكل ( PageIndex {5} )).

تنقل العظيمات السمعية في الأذن الوسطى الأصوات من الهواء على شكل اهتزازات إلى القوقعة المليئة بالسائل. تتكون العظيمات السمعية من ستة عظام: عظامان مطرقة ، وعظمتان من عظام السندان ، واثنان من الركبتين على كل جانب. هذه هي أصغر العظام في الجسم وهي فريدة من نوعها للثدييات.

تشكل الوجه أربعة عشر عظمة للوجه ، توفر تجاويف لأعضاء الحس (العين والفم والأنف) ، وتحمي مداخل الجهاز الهضمي والجهاز التنفسي ، وتعمل كنقاط ارتباط لعضلات الوجه. 14 عظام الوجه هي عظام الأنف ، وعظام الفك العلوي ، والعظام الوجنية ، والعظام الحنكية ، والقيء ، والعظام الدمعية ، والمحارة الأنفية السفلية ، والفك السفلي. تحدث كل هذه العظام في أزواج باستثناء الفك السفلي والمقيء (الشكل ( PageIndex {6} )).

على الرغم من عدم وجوده في الجمجمة ، إلا أن العظم اللامي يعتبر أحد مكونات الهيكل العظمي المحوري. يقع العظم اللامي أسفل الفك السفلي في مقدمة العنق. يعمل كقاعدة متحركة للسان ومتصل بعضلات الفك والحنجرة واللسان. يتمفصل الفك السفلي مع قاعدة الجمجمة. يتحكم الفك السفلي في فتحة مجرى الهواء والأمعاء. في الحيوانات ذات الأسنان ، يجعل الفك السفلي أسطح الأسنان ملامسة للأسنان العلوية.

العمود الفقري

يحيط العمود الفقري أو العمود الفقري بالحبل الشوكي ويحميه ويدعم الرأس ويعمل كنقطة ارتباط لأضلاع وعضلات الظهر والرقبة. يتكون العمود الفقري للبالغين من 26 عظمة: 24 فقرة وعظام العجز والعصعص. عند البالغين ، يتكون العجز عادة من خمس فقرات تندمج في واحدة. يتكون العصعص عادة من 3-4 فقرات تندمج في واحدة. في حوالي سن السبعين ، قد يندمج العجز والعصعص معًا. نبدأ الحياة بما يقرب من 33 فقرة ، ولكن مع نمونا ، تندمج عدة فقرات معًا. تنقسم فقرات البالغين أيضًا إلى 7 فقرات عنق الرحم و 12 فقرات صدرية و 5 فقرات قطنية (الشكل ( فهرس الصفحة {7} )).

يحتوي كل جسم فقري على ثقب كبير في المركز تمر من خلاله أعصاب الحبل الشوكي. هناك أيضًا شق على كل جانب يمكن من خلاله للأعصاب الشوكية ، التي تخدم الجسم في هذا المستوى ، الخروج من الحبل الشوكي. يبلغ طول العمود الفقري حوالي 71 سم (28 بوصة) في الذكور البالغين وهو منحني ، ويمكن رؤيته من وجهة نظر جانبية. تتوافق أسماء منحنيات العمود الفقري مع منطقة العمود الفقري التي تحدث فيها. المنحنيات الصدرية والعجزية مقعرة (منحنى إلى الداخل بالنسبة لمقدمة الجسم) ومنحنيات عنق الرحم والقطني محدبة (منحنى للخارج بالنسبة إلى مقدمة الجسم). يزيد الانحناء المقوس للعمود الفقري من قوته ومرونته ، مما يسمح له بامتصاص الصدمات مثل الزنبرك (الشكل ( PageIndex {7} )).

تقع الأقراص الفقرية المكونة من غضروف ليفي بين الأجسام الفقرية المجاورة من فقرة عنق الرحم الثانية إلى العجز. كل قرص هو جزء من مفصل يسمح ببعض الحركة للعمود الفقري ويعمل كوسادة لامتصاص الصدمات من الحركات مثل المشي والجري. تعمل الأقراص الفقرية أيضًا كأربطة لربط الفقرات معًا. يتصلب الجزء الداخلي من الأقراص ، وهو النواة اللبية ، مع تقدم العمر ويصبح أقل مرونة. يقلل فقدان المرونة هذا من قدرته على امتصاص الصدمات.

القفص الصدري

القفص الصدري ، المعروف أيضًا باسم القفص الصدري ، هو الهيكل العظمي للصدر ، ويتكون من الضلوع والقص والفقرات الصدرية والغضاريف الساحلية (الشكل ( PageIndex {8} ). 8). يحيط القفص الصدري أعضاء التجويف الصدري ويحميها ، بما في ذلك القلب والرئتين. كما أنه يوفر الدعم لمشدات الكتف والأطراف العلوية ، ويعمل كنقطة ربط للحجاب الحاجز وعضلات الظهر والصدر والرقبة والكتفين. التغييرات في حجم القفص الصدري تمكن من التنفس.

عظم القص هو عظم طويل ومسطح يقع في الجزء الأمامي من الصدر. يتكون من ثلاث عظام تلتحم عند البالغين. الأضلاع هي 12 زوجًا من العظام الطويلة المنحنية التي تتصل بالفقرات الصدرية وتنحني باتجاه مقدمة الجسم ، وتشكل القفص الصدري. تربط الغضاريف الساحلية الأطراف الأمامية للأضلاع بعظم القص ، باستثناء أزواج الضلع 11 و 12 ، وهي أضلاع حرة الحركة.

الهيكل العظمي البشري الزائدي

يتكون الهيكل العظمي الزائدي من عظام الأطراف العلوية (التي تعمل على الإمساك بالأشياء ومعالجتها) والأطراف السفلية (التي تسمح بالحركة). ويشمل أيضًا الحزام الصدري ، أو حزام الكتف ، الذي يربط الأطراف العلوية بالجسم ، وحزام الحوض الذي يربط الأطراف السفلية بالجسم (الشكل ( PageIndex {9} )).

الحزام الصدري

توفر عظام الحزام الصدري نقاط تعلق الأطراف العلوية بالهيكل العظمي المحوري. يتكون الحزام الصدري البشري من الترقوة (أو عظم الترقوة) في الجزء الأمامي ، وكتف الكتف (أو لوحي الكتف) في الخلف (الشكل ( فهرس الصفحة {10} )).

الترقوة هي عظام على شكل حرف S تضع الذراعين على الجسم. تقع الترقوة أفقياً عبر مقدمة الصدر (الصدر) فوق الضلع الأول مباشرة. هذه العظام هشة إلى حد ما وعرضة للكسور. على سبيل المثال ، يؤدي السقوط مع فرد الذراعين إلى انتقال القوة إلى الترقوة ، والتي يمكن أن تنكسر إذا كانت القوة مفرطة. تتمفصل الترقوة مع القص والكتف.

الكتف عبارة عن عظام مثلثة مسطحة تقع في الجزء الخلفي من الحزام الصدري. أنها تدعم العضلات التي تعبر مفصل الكتف. نتوء ، يسمى العمود الفقري ، يمر عبر الجزء الخلفي من لوح الكتف ويمكن الشعور به بسهولة من خلال الجلد (الشكل ( PageIndex {10} )). العمود الفقري للكتف هو مثال جيد على نتوء عظمي يسهل منطقة واسعة من الارتباط للعضلات بالعظام.

الطرف العلوي

يحتوي الطرف العلوي على 30 عظمة في ثلاث مناطق: الذراع (الكتف إلى المرفق) ، والساعد (الزند ونصف القطر) ، والرسغ واليد (الشكل ( PageIndex {11} )).

المفصل هو أي مكان تلتصق فيه عظمتان. عظم العضد هو أكبر وأطول عظم في الطرف العلوي والعظم الوحيد في الذراع. يتمفصل مع لوح الكتف عند الكتف والساعد عند الكوع. يمتد الساعد من الكوع إلى الرسغ ويتكون من عظمتين: عظم الزند والكعبرة. يقع نصف القطر على طول الجانب الجانبي (الإبهام) من الساعد ويتمفصل مع عظم العضد عند الكوع. يقع عظم الزند على الجانب الإنسي (جانب الإصبع الخنصر) من الساعد. إنه أطول من نصف القطر. يتمفصل الزند مع عظم العضد عند الكوع. يتحد نصف القطر والزند أيضًا مع عظام الرسغ ومع بعضهما البعض ، مما يتيح في الفقاريات درجة متغيرة من دوران الرسغ فيما يتعلق بالمحور الطويل للطرف. تشتمل اليد على ثمانية عظام من الرسغ (الرسغ) ، وخمسة عظام للمشط (راحة اليد) ، وعظام الكتائب الأربعة عشر (الأصابع). يتكون كل رقم من ثلاثة كتائب ، ما عدا الإبهام ، عند وجوده ، والذي يحتوي على اثنين فقط.

حزام الحوض

يرتبط حزام الحوض بالأطراف السفلية للهيكل العظمي المحوري. نظرًا لأنه مسؤول عن تحمل وزن الجسم وعن الحركة ، فإن حزام الحوض مرتبط بإحكام بالهيكل العظمي المحوري بواسطة أربطة قوية. كما أن لديها مآخذ عميقة بأربطة قوية لربط عظم الفخذ بالجسم بإحكام. يتم تقوية حزام الحوض من خلال عظمتين كبيرتين في الفخذ. عند البالغين ، تتكون عظام الورك أو عظام الفخذ من اندماج ثلاثة أزواج من العظام: الحرقفة والإسك والعانة. ينضم الحوض معًا في الجزء الأمامي من الجسم عند مفصل يسمى ارتفاق العانة ومع عظام العجز في الجزء الخلفي من الجسم.

يختلف حوض الأنثى قليلاً عن حوض الرجل. على مدى أجيال من التطور ، تتكاثر الإناث ذات الزاوية العانة الأوسع وقناة الحوض ذات القطر الأكبر بنجاح أكبر. لذلك ، كان لدى نسلهم أيضًا تشريح الحوض الذي مكّن من الولادة الناجحة (الشكل ( PageIndex {12} )).

الطرف السفلي

يتكون الطرف السفلي من الفخذ والساق والقدم. عظام الطرف السفلي هي عظم الفخذ (عظم الفخذ) ، الرضفة (الرضفة) ، الظنبوب والشظية (عظام الساق) ، عظم الكعب (عظام الكاحل) ، مشط القدم والكتائب (عظام القدم) (الشكل ( PageIndex {13} )). تكون عظام الأطراف السفلية أكثر ثخانة وأقوى من عظام الأطراف العلوية بسبب الحاجة إلى دعم وزن الجسم بالكامل والقوى الناتجة عن الحركة. بالإضافة إلى اللياقة التطورية ، ستستجيب عظام الفرد للقوى التي تمارس عليه.

عظم الفخذ ، أو عظم الفخذ ، هو أطول وأثقل وأقوى عظمة في الجسم. يشكل عظم الفخذ والحوض مفصل الورك في الطرف القريب. في النهاية البعيدة ، يشكل عظم الفخذ والساق والرضفة مفصل الركبة. الرضفة ، أو الرضفة ، هي عظم مثلثي يقع أمام مفصل الركبة. الرضفة مغروسة في وتر الباسطة الفخذية (عضلات الفخذ الرباعية). يحسن تمديد الركبة عن طريق تقليل الاحتكاك. قصبة الساق هي عظم كبير في الساق يقع أسفل الركبة مباشرة. تتمفصل القصبة مع عظم الفخذ في نهايته القريبة ، مع الشظية وعظام الكاحل في نهايتها البعيدة. وهي ثاني أكبر عظمة في جسم الإنسان وهي مسؤولة عن نقل وزن الجسم من عظم الفخذ إلى القدم. الشظية ، أو عظم الساق ، يوازي ويتفصل مع قصبة الساق. لا يتمفصل مع عظم الفخذ ولا يتحمل الوزن. تعمل الشظية كموقع للالتصاق العضلي وتشكل الجزء الجانبي من مفصل الكاحل.

الرسغ هي عظام الكاحل السبعة. ينقل الكاحل وزن الجسم من عظمة القصبة والشظية إلى القدم. مشط القدم هي عظام القدم الخمسة. الكتائب هي 14 عظمة من أصابع القدم. يتكون كل إصبع من ثلاثة كتائب ، باستثناء إصبع القدم الكبير الذي يحتوي على اثنين فقط (الشكل ( PageIndex {14} )). توجد اختلافات في الأنواع الأخرى ؛ على سبيل المثال ، يتم توجيه عظام مشط الحصان ومشطه رأسياً ولا تتلامس مع الركيزة.

اتصال التطور

تطور تصميم الجسم للتنقل على الأرض

تطلب انتقال الفقاريات إلى الأرض عددًا من التغييرات في تصميم الجسم ، حيث تمثل الحركة على الأرض عددًا من التحديات للحيوانات التي تتكيف مع الحركة في الماء. توفر طفو الماء قدرًا معينًا من الرفع ، والشكل الشائع لحركة الأسماك هو التموجات الجانبية للجسم بأكمله. تدفع هذه الحركة ذهابًا وإيابًا الجسم عكس الماء ، مما يؤدي إلى حركة للأمام. في معظم الأسماك ، ترتبط عضلات الزعانف المزدوجة بحزام داخل الجسم ، مما يسمح ببعض التحكم في الحركة. عندما بدأت أسماك معينة بالانتقال إلى الأرض ، احتفظت بشكل التموج الجانبي للحركة (anguilliform). ومع ذلك ، بدلاً من الدفع ضد الماء ، أصبحت زعانفهم أو زعانفهم نقاط تلامس مع الأرض ، حيث قاموا بتدوير أجسادهم حولها.

أدى تأثير الجاذبية وقلة الطفو على الأرض إلى تعليق وزن الجسم على الأطراف ، مما أدى إلى زيادة تقوية الأطراف وتعظمها. يتطلب تأثير الجاذبية أيضًا تغييرات في الهيكل العظمي المحوري. تسبب التموجات الجانبية للأعمدة الفقرية للحيوانات البرية إجهادًا التوائيًا. أصبح العمود الفقري الأكثر ثباتًا وتعظمًا شائعًا في رباعيات الأرجل الأرضية لأنه يقلل من الإجهاد مع توفير القوة اللازمة لدعم وزن الجسم. في رباعيات الأرجل اللاحقة ، بدأت الفقرات تسمح بالحركة العمودية بدلاً من الانثناء الجانبي. تغيير آخر في الهيكل العظمي المحوري هو فقدان الارتباط المباشر بين الحزام الصدري والرأس. هذا قلل من صخب الرأس الناجم عن تأثير الأطراف على الأرض. تطورت فقرات العنق أيضًا للسماح بحركة الرأس بشكل مستقل عن الجسم.

يختلف الهيكل العظمي الزائدي للحيوانات البرية أيضًا عن الحيوانات المائية. تلتصق الأكتاف بالحزام الصدري من خلال العضلات والأنسجة الضامة ، مما يقلل من تنافر الجمجمة. بسبب العمود الفقري المتموج الجانبي ، في رباعيات الأرجل المبكرة ، تم طرد الأطراف إلى الجانب وحدثت الحركة عن طريق إجراء "تمارين الضغط". كان على فقرات هذه الحيوانات أن تتحرك من جانب إلى جانب بطريقة مماثلة للأسماك والزواحف. يتطلب هذا النوع من الحركة عضلات كبيرة لتحريك الأطراف نحو خط الوسط ؛ كان الأمر أشبه بالمشي أثناء ممارسة تمارين الضغط ، وهو ليس استخدامًا فعالًا للطاقة. يتم وضع أطراف رباعيات الأرجل اللاحقة تحت أجسامهم ، بحيث تتطلب كل خطوة قوة أقل للمضي قدمًا. أدى ذلك إلى انخفاض حجم العضلة المقربة وزيادة نطاق حركة الكتف. هذا أيضًا يقيد الحركة بشكل أساسي على مستوى واحد ، مما يخلق حركة أمامية بدلاً من تحريك الأطراف للأعلى وللأمام. تم تدوير عظم الفخذ والعضد أيضًا ، بحيث يتم توجيه أطراف الأطراف والأصابع للأمام ، في اتجاه الحركة ، بدلاً من الخارج إلى الجانب. من خلال وضعها تحت الجسم ، يمكن للأطراف أن تتأرجح للأمام مثل البندول لإنتاج خطوة أكثر فاعلية للتحرك فوق الأرض.

ملخص

الأنواع الثلاثة لتصميمات الهياكل العظمية هي الهياكل العظمية الهيدروستاتيكية ، والهياكل الخارجية ، والهياكل الداخلية. يتكون الهيكل الهيدروستاتيكي من حجرة مملوءة بالسوائل تحت ضغط هيدروستاتيكي ؛ يتم إنشاء الحركة بواسطة العضلات التي تضغط على السائل. الهيكل الخارجي هو هيكل عظمي خارجي صلب يحمي السطح الخارجي للكائن الحي ويتيح الحركة عبر العضلات المتصلة من الداخل. الهيكل الداخلي هو هيكل عظمي داخلي يتكون من أنسجة صلبة ومعدنية تمكن أيضًا من الحركة من خلال الارتباط بالعضلات. الهيكل العظمي البشري هو هيكل داخلي يتكون من هيكل عظمي محوري وزائدي. يتكون الهيكل العظمي المحوري من عظام الجمجمة وعظام الأذن والعظم اللامي والعمود الفقري والقفص الصدري. تتكون الجمجمة من ثمانية عظام قحفية و 14 عظمة وجه. تشكل ستة عظام عظيمات الأذن الوسطى ، بينما يقع العظم اللامي في الرقبة أسفل الفك السفلي. يحتوي العمود الفقري على 26 عظمة ، وهو يحيط ويحمي النخاع الشوكي. يتكون القفص الصدري من القص والأضلاع والفقرات الصدرية والغضاريف الساحلية. يتكون الهيكل العظمي الزائدي من أطراف الأطراف العلوية والسفلية. يتكون الحزام الصدري من الترقوة والكتف. يحتوي الطرف العلوي على 30 عظمة في الذراع والساعد واليد. يربط حزام الحوض الأطراف السفلية بالهيكل العظمي المحوري. يشمل الطرف السفلي عظام الفخذ والساق والقدم.

راجع الأسئلة

يتكون الساعد من:

  1. نصف القطر والزند
  2. نصف قطر وعظم العضد
  3. الزند والعضد
  4. عظم العضد والكارب

أ

يتكون الحزام الصدري من:

  1. الترقوة والقص
  2. القص والكتف
  3. الترقوة والكتف
  4. الترقوة والعصعص

ج

كل ما يلي عبارة عن مجموعات من الفقرات باستثناء ________ ، وهي عبارة عن انحناء.

  1. صدري
  2. عنقى
  3. قطني
  4. الحوض

د

أي من هذه عظام الوجه؟

  1. أمامي
  2. قذالي
  3. دمعي
  4. زمني

ج

إستجابة مجانية

ما هي الاختلافات الرئيسية بين حوض الرجل وحوض الأنثى التي تسمح بالولادة عند الإناث؟

يميل حوض الأنثى للأمام ويكون أعرض وأخف وزنًا وأقل عمقًا من حوض الرجل. كما أن لها زاوية عانة أوسع من الحوض الذكري.

ما هي الاختلافات الرئيسية بين حزام الحوض والحزام الصدري التي تسمح لحزام الحوض بتحمل وزن الجسم؟

يرتبط حزام الحوض بإحكام بالجسم بواسطة أربطة قوية ، على عكس الحزام الصدري ، الذي يعلق بشكل ضئيل بالقفص الصدري. تجاويف حزام الحوض عميقة ، مما يسمح لعظم الفخذ أن يكون أكثر ثباتًا من الحزام الصدري ، الذي يحتوي على تجاويف ضحلة للكتف. تمتلك معظم رباعيات الأرجل 75 بالمائة من وزنها على الأرجل الأمامية لأن الرأس والرقبة ثقيلتان جدًا ؛ ميزة مفصل الكتف هي زيادة درجات الحرية في الحركة.

قائمة المصطلحات

الهيكل العظمي الزائدي
تتكون من عظام الأطراف العلوية ، والتي تعمل على الإمساك بالأشياء ومعالجتها ، والأطراف السفلية التي تسمح بالحركة
طريقة التعبير اللفظي
أي مكان تلتصق فيه عظمتان
العظم السمعي
(أيضًا ، الأذن الوسطى) يحول الأصوات من الهواء إلى اهتزازات في القوقعة المليئة بالسائل
الهيكل العظمي المحوري
يشكل المحور المركزي للجسم ويتضمن عظام الجمجمة وعظميات الأذن الوسطى والعظم اللامي للحلق والعمود الفقري والقفص الصدري (القفص الصدري)
رسغ
ثمانية عظام تتألف من الرسغ
الترقوة
عظم على شكل حرف S يضع الذراعين بشكل جانبي
عظم coxal
عظم الورك
عظم الجمجمة
واحدة من ثماني عظام تشكل التجويف القحفي الذي يحيط بالمخ ويعمل كموقع متصل لعضلات الرأس والرقبة
الهيكل الداخلي
هيكل عظمي من الخلايا الحية التي تنتج نسيجًا صلبًا ومعدنيًا يقع داخل الأنسجة الرخوة للكائنات الحية
الهيكل الخارجي
هيكل عظمي خارجي منتج خلوي مُفرز يتكون من غلاف صلب على سطح الكائن الحي
عظم الوجه
واحدة من 14 عظمة تشكل الوجه ؛ يوفر تجاويف لأعضاء الحس (العينين والفم والأنف) ونقاط التعلق لعضلات الوجه
عظم الفخذ
(أيضًا عظم الفخذ) الأطول والأثقل والأقوى في الجسم
مشبك
(أيضًا ، عظم الساق) يوازي ويتفصل مع قصبة الساق
ساعد
يمتد من الكوع إلى الرسغ ويتكون من عظمتين: عظم الزند والكعبرة
عظم العضد
فقط عظم الذراع
هيكل عظمي هيدروستاتيكي
هيكل عظمي يتكون من سائل مائي يتم الاحتفاظ به تحت الضغط في حجرة الجسم المغلقة
العظم اللامي
تقع تحت الفك السفلي في مقدمة العنق
القرص الفقرية
يتكون من غضروف ليفي. تقع بين الفقرات المجاورة من فقرة عنق الرحم الثانية إلى العجز
الطرف السفلي
يتكون من الفخذ والساق والقدم
مشط
خمس عظام تتكون من راحة اليد
مشط القدم
أحد عظام القدم الخمسة
الرضفة
(أيضًا ، الرضفة) عظم مثلث يقع أمام مفصل الركبة
حزام الصدر
العظام التي تنقل القوة الناتجة عن الأطراف العلوية إلى الهيكل العظمي المحوري
الكتائب
أحد عظام أصابع اليدين أو القدمين
الحزام الحوضي
العظام التي تنقل القوة الناتجة عن الأطراف السفلية إلى الهيكل العظمي المحوري
نصف القطر
عظم يقع على طول الجانب الجانبي (الإبهام) من الساعد ؛ يتمفصل مع عظم العضد عند الكوع
ضلع
واحد من 12 زوجًا من العظام الطويلة المنحنية التي ترتبط بالفقرات الصدرية وتنحني باتجاه مقدمة الجسم لتشكيل القفص الصدري
الكتف
عظم مسطح مثلثي يقع في الحزام الصدري الخلفي
جمجمة
عظم يدعم تراكيب الوجه ويحمي الدماغ
عظم القفص الصدري
(أيضًا ، عظم الصدر) عظام طويلة ومسطحة تقع في مقدمة الصدر
عظم الكعب
أحد عظام الكاحل السبعة
القفص الصدري
(أيضًا ، القفص الصدري) الهيكل العظمي للصدر ، والذي يتكون من الأضلاع والفقرات الصدرية والقص والغضاريف الساحلية
قصبة الساق
(أيضًا ، عظم الساق) عظم الساق الذي يقع أسفل الركبة مباشرة
عظم الزند
عظم يقع على الجانب الإنسي (جانب الإصبع الخنصر) من الساعد
العمود الفقري
(أيضًا ، العمود الفقري) يحيط ويحمي الحبل الشوكي ، ويدعم الرأس ، ويعمل كنقطة ارتباط للأضلاع وعضلات الظهر والرقبة

7.2: أنواع أنظمة الهيكل العظمي - علم الأحياء

يوفر الجهاز العضلي الهيكلي الشكل والدعم والاستقرار والحركة للجسم.

أهداف التعلم

لخص هيكل ودور الجهاز العضلي الهيكلي

الماخذ الرئيسية

النقاط الرئيسية

  • الهيكل العظمي والعضلات والغضاريف والأوتار والأربطة والمفاصل والأنسجة الضامة الأخرى كلها جزء من الجهاز العضلي الهيكلي ، والتي تعمل معًا لتزويد الجسم بالدعم والحماية والحركة.
  • تحمي عظام الهيكل العظمي أعضاء الجسم الداخلية ، وتدعم وزن الجسم ، وتعمل كنظام تخزين رئيسي للكالسيوم والفوسفور.
  • تحافظ عضلات الجهاز العضلي على العظام في مكانها وتساعد في الحركة عن طريق التقلص وسحب العظام.
  • للسماح بالحركة ، ترتبط العظام المختلفة بمفاصل متصلة بعظام أخرى وألياف عضلية عبر الأنسجة الضامة مثل الأوتار والأربطة.
  • يمنع الغضروف العظام من الاحتكاك مباشرة ببعضها البعض.
  • يعد سوء التغذية والتهاب المفاصل أمثلة على الاضطرابات والأمراض في الجسم التي يمكن أن تضعف بشدة وظيفة الجهاز العضلي الهيكلي.

الشروط الاساسية

  • بدلة: بديل اصطناعي لجزء من الجسم سواء داخلي أو خارجي
  • التهاب المفاصل: التهاب المفاصل أو المفاصل يسبب الألم و / أو الإعاقة والتورم والتصلب لأسباب مختلفة ، مثل العدوى أو الصدمات أو التغيرات التنكسية أو الاضطرابات الأيضية
  • الجهاز العضلي الهيكلي: جهاز يتكون من الجهاز العضلي والهيكل العظمي ، يوفر النظام الشكل والدعم والاستقرار والحركة للجسم.

الجهاز العضلي الهيكلي

يوفر الجهاز العضلي الهيكلي الدعم للجسم ويمنح البشر (والعديد من أنواع الحيوانات) القدرة على الحركة. يتكون الجهاز العضلي الهيكلي من الجسم وعظام # 8217s (الجهاز الهيكلي) والعضلات (الجهاز العضلي) والغضاريف والأوتار والأربطة والمفاصل والأنسجة الضامة الأخرى التي تدعم وتربط الأنسجة والأعضاء معًا.

الأهم من ذلك ، أن النظام يوفر الشكل والدعم والاستقرار والحركة للجسم. على سبيل المثال ، تحمي عظام الهيكل العظمي أعضاء الجسم الداخلية وتدعم وزن الجسم. يعمل الجزء الهيكلي من النظام كمستودع تخزين رئيسي للكالسيوم والفوسفور. كما أنه يحتوي على مكونات أساسية لنظام المكونة للدم (إنتاج خلايا الدم). تحافظ عضلات الجهاز العضلي على العظام في مكانها ، كما أنها تلعب دورًا في حركة العظام من خلال تقلصها وشدها ، مما يسمح بحركات متنوعة مثل الوقوف والمشي والجري والإمساك بالأشياء. للسماح بالحركة ، ترتبط العظام المختلفة بالمفاصل. داخل هذه المفاصل ، ترتبط العظام بالعظام والألياف العضلية الأخرى عبر النسيج الضام مثل الأوتار والأربطة. يمنع الغضروف العظام من الاحتكاك مباشرة ببعضها البعض. تنقبض العضلات (تتجمع) لتحريك العظم المتصل بالمفصل.

المفاصل والأوتار والأربطة: للسماح بالحركة ، ترتبط العظام المختلفة بالمفاصل. داخل هذه المفاصل ، ترتبط العظام بالعظام والألياف العضلية الأخرى عبر الأنسجة الضامة مثل الأوتار والأربطة.

الجهاز العضلي البشري: تعمل عضلات الجهاز العضلي على إبقاء العظام في مكانها أثناء المساعدة في الحركة عن طريق التقلص وشد العظام.

لسوء الحظ ، توجد أمراض واضطرابات قد تؤثر سلبًا على وظيفة النظام وفعاليته الإجمالية ويمكن أن تكون ضارة بالجسم. قد يكون من الصعب تشخيص هذه الأمراض الموهنة بسبب العلاقة الوثيقة بين الجهاز العضلي الهيكلي والأنظمة الداخلية الأخرى. تحدث أمراض الجهاز العضلي الهيكلي الأكثر شيوعًا عند البشر بسبب سوء التغذية. تنتشر أيضًا الأمراض التي تصيب المفاصل ، مثل التهاب المفاصل. هذه يمكن أن تجعل الحركة صعبة في الحالات المتقدمة ، فهي تعيق الحركة تمامًا. في الحالات الشديدة التي يعاني فيها المفصل من أضرار جسيمة ، قد تكون هناك حاجة إلى جراحة استبدال المفصل.

نظام الهيكل العظمي البشري: تحمي عظام الهيكل العظمي أعضاء الجسم الداخلية ، وتدعم وزن الجسم ، وتعمل كنظام تخزين رئيسي للكالسيوم والفوسفور.

أدى التقدم في علم تصميم الأطراف الاصطناعية إلى تطوير مفاصل صناعية ، وكانت جراحة استبدال المفاصل في الوركين والركبتين هي الأكثر شيوعًا. تتوفر أيضًا مفاصل بديلة للكتفين والمرفقين والأصابع. حتى مع هذا التقدم ، لا يزال هناك مجال لتحسين تصميم الأطراف الاصطناعية. تتمتع الأطراف الاصطناعية الحديثة بمتانة محدودة ، وتتآكل بسرعة ، خاصة عند الشباب أو الأفراد النشطين. تركز الأبحاث الحالية على استخدام مواد جديدة ، مثل ألياف الكربون ، التي قد تجعل الأطراف الاصطناعية أكثر متانة.

الأطراف الاصطناعية: التحسينات في تصميم الأطراف الاصطناعية ، والبدائل الاصطناعية لأجزاء الجسم مثل المفاصل والمرفقين والساقين والأصابع ، سمحت بمجموعة واسعة من الأنشطة في المتلقين المعاقين.


الهيكل الخارجي

ان الهيكل الخارجي هو هيكل عظمي خارجي يتكون من غلاف صلب على سطح الكائن الحي. على سبيل المثال ، أصداف السرطانات والحشرات هي هياكل خارجية (الشكل 19.3). يوفر هذا النوع من الهيكل العظمي دفاعًا ضد الحيوانات المفترسة ، ويدعم الجسم ، ويسمح بالحركة من خلال تقلص العضلات المتصلة. كما هو الحال مع الفقاريات ، يجب أن تعبر العضلات مفصلًا داخل الهيكل الخارجي. يؤدي تقصير العضلات إلى تغيير العلاقة بين جزأين من الهيكل الخارجي. تحتوي المفصليات مثل السرطانات والكركند على هياكل خارجية تتكون من 30-50 في المائة من الكيتين ، وهو مشتق من عديد السكاريد من الجلوكوز وهو مادة قوية ومرنة. تفرز خلايا البشرة مادة الكيتين. يتم تعزيز الهيكل الخارجي عن طريق إضافة كربونات الكالسيوم في الكائنات الحية مثل سرطان البحر. نظرًا لأن الهيكل الخارجي لا خلوي ، يجب على المفصليات أن تتخلص بشكل دوري من هياكلها الخارجية لأن الهيكل الخارجي لا ينمو مع نمو الكائن الحي.

الشكل 19.3.
تسمح العضلات المرتبطة بالهيكل الخارجي لسرطان الهالوين (Gecarcinus quadratus) بالتحرك.


الهيكل الداخلي

الهيكل الداخلي هو هيكل عظمي يتكون من هياكل صلبة ومعدنية تقع داخل الأنسجة الرخوة للكائنات الحية. مثال على البنية الهيكلية البدائية هو شويكات الإسفنج. تتكون عظام الفقاريات من أنسجة ، بينما لا يحتوي الإسفنج على أنسجة حقيقية ([رابط]). توفر الهياكل الداخلية الدعم للجسم ، وتحمي الأعضاء الداخلية ، وتسمح بالحركة من خلال تقلص العضلات المرتبطة بالهيكل العظمي.


الهيكل العظمي البشري هو هيكل داخلي يتكون من 206 عظمة عند البالغين. له خمس وظائف رئيسية: توفير الدعم للجسم ، وتخزين المعادن والدهون ، وإنتاج خلايا الدم ، وحماية الأعضاء الداخلية ، والسماح بالحركة. ينقسم نظام الهيكل العظمي في الفقاريات إلى الهيكل العظمي المحوري (الذي يتكون من الجمجمة والعمود الفقري والقفص الصدري) والهيكل العظمي الزائدي (الذي يتكون من الكتفين وعظام الأطراف والحزام الصدري وحزام الحوض).


قم بزيارة موقع الجسم التفاعلي لبناء هيكل عظمي افتراضي: حدد & # 8220skeleton & # 8221 وانقر فوق النشاط لوضع كل عظم.


هيكل العظام

الشكل 3. نظام الهافيرسيان.

يتم تنظيم العظم المضغوط وفقًا لوحدات هيكلية تسمى أنظمة هافيرسيان أو العظمون (الشكل 3). تقع هذه على طول خطوط القوة وتصطف على طول المحور الطويل للعظم. ترتبط أنظمة هافيرسيان ببعضها البعض وتشكل بنية مترابطة توفر الدعم والقوة للعظام.

تحتوي أنظمة هافيرسيان على قناة مركزية (قناة هافيرسيان) تعمل كمسار للأوعية الدموية والأعصاب. يتم ترسيب العظم على طول حلقات متحدة المركز تسمى lamellae. على طول الصفائح توجد فتحات صغيرة تسمى الثغرات. تحتوي الثغرات على خلايا سائلة وعظام تسمى الخلايا العظمية. تشع الثغرات في جميع الاتجاهات من القنوات الصغيرة التي تسمى canaliculi. ترتبط أنظمة هافيرسيان ببعضها البعض من خلال سلسلة من القنوات الكبيرة تسمى قنوات فولكسمان (القنوات المثقبة).

خلايا العظام

هناك 3 أنواع أساسية من الخلايا في العظام. تخضع بانيات العظم للانقسام وتفرز مادة تعمل كإطار للعظام. بمجرد إفراز هذه المادة (تسمى العظم العظمي) ، يمكن للمعادن أن تترسب وتشكل عظامًا صلبة. تستجيب بانيات العظم لبعض هرمونات تكوين العظام وكذلك من الإجهاد البدني. الخلايا العظمية هي بانيات عظم ناضجة لا يمكن أن تنقسم عن طريق الانقسام (الشكل 4).

الشكل 4. الخلايا العظمية هي بانيات عظم ناضجة تعيش في ثغرة. هم محاطون بمصفوفة عظمية.

الخلايا العظمية تتواجد في الثغرات. ناقضات العظم قادرة على نزع المعادن من العظام. يحررون الكالسيوم من العظام لإتاحته للجسم حسب احتياجات الجسم.

نخاع العظم

يقع نخاع العظم في التجويف النخاعي للعظام الطويلة وفي بعض العظام الإسفنجية. هناك نوعان من النخاع. يوجد النخاع الأحمر في عظام الرضع والأطفال. يطلق عليه اللون الأحمر لأنه يحتوي على عدد كبير من خلايا الدم الحمراء. في البالغين يتم استبدال النخاع الأحمر بالنخاع الأصفر. ويسمى باللون الأصفر لاحتوائه على نسبة كبيرة من الخلايا الدهنية. يقلل النخاع الأصفر من قدرته على تكوين خلايا دم حمراء جديدة. ومع ذلك ، لا تحتوي جميع عظام البالغين على نخاع أصفر. تستمر العظام التالية في احتواء النخاع الأحمر وإنتاج خلايا الدم الحمراء:

  • نهاية قريبة من عظم العضد
  • ضلوع
  • اجسام الفقرات
  • الحوض
  • عظم الفخذ

نظام الغدد الصماء

يتكون جهاز الغدد الصماء من غدد تفرز الهرمونات في الدم ، ثم تنقل الهرمونات في جميع أنحاء الجسم. هرمونات الغدد الصماء عبارة عن رسل كيميائي يتحكم في العديد من وظائف الجسم ، بما في ذلك التمثيل الغذائي والنمو والتطور الجنسي. الغدة الرئيسية في جهاز الغدد الصماء هي الغدة النخامية التي تنتج الهرمونات التي تتحكم في الغدد الصماء الأخرى. تشمل بعض الغدد الصماء الأخرى البنكرياس والغدة الدرقية والغدد الكظرية.


بيولوجيا أنظمة العضلات والهيكل العظمي: نوع الألياف كمبدأ منظم

يعد توليد القوة العضلية الهيكلية وتقلصها أمرًا أساسيًا لجوانب لا حصر لها من حياة الإنسان. يتم تبسيط تعقيد فسيولوجيا العضلات والهيكل العظمي من خلال تصنيف نوع الألياف حيث يتم ملاحظة الاختلافات من الانتقال العصبي العضلي إلى إطلاق الكالسيوم داخل الخلايا (2+) من الشبكة الساركوبلازمية والتجنيد الناتج وركوب الدراجات عبر الجسور. تستخدم هذه المراجعة تصنيف نوع الألياف كمبدأ منظم ومبسط لاستكشاف التفاعلات المعقدة بين البروتينات الرئيسية المشاركة في توليد قوة العضلات وانقباضها.

حقوق النشر © 2012 Wiley Periodicals، Inc.

الأرقام

أربعة أنواع من وحدات المحركات - بطيئة (النوع S) ، مقاومة للتعب سريع النشل (النوع FR) ، ...

يعتمد توليد القوة العضلية على ...

يعتمد توليد القوة العضلية على طول الألياف العضلية. الكامنة وراء علاقة طول القوة لـ ...

أثناء تنشيط ألياف العضلات ، Ca ...

أثناء تنشيط الألياف العضلية ، يرتبط Ca 2+ المنطلق من الشبكة الساركوبلازمية بـ ...


الهيكل الخارجي

الشكل 2. العضلات المرتبطة بالهيكل الخارجي لسرطان الهالوين (Gecarcinus quadratus) السماح لها بالتحرك.

ان الهيكل الخارجي هو هيكل عظمي خارجي يتكون من غلاف صلب على سطح الكائن الحي. على سبيل المثال ، أصداف السرطانات والحشرات هي هياكل خارجية (الشكل 2). يوفر هذا النوع من الهيكل العظمي دفاعًا ضد الحيوانات المفترسة ، ويدعم الجسم ، ويسمح بالحركة من خلال تقلص العضلات المتصلة. كما هو الحال مع الفقاريات ، يجب أن تعبر العضلات مفصلًا داخل الهيكل الخارجي. يؤدي تقصير العضلات إلى تغيير العلاقة بين جزأين من الهيكل الخارجي. تحتوي المفصليات مثل السرطانات والكركند على هياكل خارجية تتكون من 30-50 في المائة من الكيتين ، وهو مشتق من عديد السكاريد من الجلوكوز وهو مادة قوية ومرنة. تفرز خلايا البشرة مادة الكيتين. يتم تعزيز الهيكل الخارجي عن طريق إضافة كربونات الكالسيوم في الكائنات الحية مثل سرطان البحر. نظرًا لأن الهيكل الخارجي لا خلوي ، يجب أن تتخلص المفصليات بشكل دوري من هياكلها الخارجية لأن الهيكل الخارجي لا ينمو مع نمو الكائن الحي.


بيولوجيا أنظمة العضلات والهيكل العظمي: نوع الألياف كمبدأ منظم

يعد توليد القوة العضلية الهيكلية وتقلصها أمرًا أساسيًا لجوانب لا حصر لها من حياة الإنسان. يتم تبسيط تعقيد فسيولوجيا العضلات والهيكل العظمي من خلال تصنيف نوع الألياف حيث يتم ملاحظة الاختلافات من الانتقال العصبي العضلي إلى إطلاق Ca 2+ داخل الخلايا من الشبكة الساركوبلازمية والتجنيد الناتج وركوب الدراجات عبر الجسور. تستخدم هذه المراجعة تصنيف نوع الألياف كمبدأ منظم ومبسط لاستكشاف التفاعلات المعقدة بين البروتينات الرئيسية المشاركة في توليد قوة العضلات وانقباضها. وايرز سيست بيول ميد 2012. دوى: 10.1002 / wsbm.1184

  • علم وظائف الأعضاء & gt فسيولوجيا الثدييات في الصحة والمرض
  • نماذج من خواص وعمليات الأنظمة ونماذج الأعضاء والأنسجة والفسيولوجية
اسم الملف وصف
wsbm_1184_sm_supportinginformation.wmv1.1 ميغابايت أثناء تنشيط الألياف العضلية ، يرتبط Ca2 + المنطلق من الشبكة الساركوبلازمية بالتروبونين C ويبدأ تغييرًا توافقيًا في مجمع تروبونين / تروبوميوسين على الشعيرة الرقيقة مما يسمح بربط رأس الميوسين بالأكتين.

يرجى ملاحظة ما يلي: الناشر غير مسؤول عن محتوى أو وظيفة أي معلومات داعمة مقدمة من المؤلفين. يجب توجيه أي استفسارات (بخلاف المحتوى المفقود) إلى المؤلف المقابل للمقالة.


يتكون الهيكل الداخلي من هياكل صلبة ومعدنية تقع داخل الأنسجة الرخوة للكائنات الحية. مثال على الهيكل الداخلي البدائي هو شويكة الإسفنج. تتكون عظام الفقاريات من أنسجة ، بينما لا يحتوي الإسفنج على أنسجة حقيقية. توفر الهياكل الداخلية الدعم للجسم ، وتحمي الأعضاء الداخلية ، وتسمح بالحركة من خلال تقلص العضلات المرتبطة بالهيكل العظمي.

الهياكل العظمية للإنسان والخيول هي أمثلة على الهياكل الداخلية. أنها توفر الدعم للهيئات ، وحماية الأعضاء ، والمساعدة في الحركة.

الهيكل العظمي البشري هو هيكل داخلي يتكون من 206 عظمة عند البالغين. لها خمس وظائف رئيسية: توفير الدعم للجسم ، وتخزين المعادن والدهون ، وإنتاج خلايا الدم ، وحماية الأعضاء الداخلية ، والسماح بالحركة. ينقسم نظام الهيكل العظمي في الفقاريات إلى الهيكل العظمي المحوري (الذي يتكون من الجمجمة والعمود الفقري والقفص الصدري) والهيكل العظمي الزائدي (الذي يتكون من الكتفين وعظام الأطراف والحزام الصدري وحزام الحوض).


شاهد الفيديو: وظائف الجهاز الهيكلي (كانون الثاني 2022).