Szkielet człowieka - budowa, kości i funkcje

Szkielet człowieka to rusztowanie ciała zbudowane z około 206 kości u osoby dorosłej, połączonych stawami, więzadłami i innymi typami połączeń. Dzieli się na szkielet osiowy oraz szkielet kończyn, a jego najważniejsze zadania to podpora, ochrona narządów, udział w ruchu, wytwarzanie komórek krwi i magazynowanie składników mineralnych.

Z czego zbudowany jest szkielet

Szkielet człowieka tworzą kości oraz ich połączenia, dzięki którym ciało ma kształt, stabilność i możliwość ruchu. Kości nie są martwymi elementami konstrukcji. To żywa tkanka, która rośnie, przebudowuje się, reaguje na obciążenia i bierze udział w gospodarce mineralnej organizmu.

U dorosłego człowieka szkielet liczy około 206 kości. Ta liczba nie oznacza jednak, że każdy człowiek od urodzenia ma dokładnie tyle samo kości. Noworodek ma ich więcej, zwykle około 270-300, ponieważ część elementów szkieletu z czasem się zrasta. Dotyczy to między innymi niektórych kości czaszki oraz kręgów krzyżowych, które u dorosłego tworzą kość krzyżową.

Podstawą szkieletu jest tkanka kostna, czyli rodzaj tkanki łącznej. W szkole często omawia się ją razem z innymi tkanek, ponieważ pokazuje, że tkanka może jednocześnie pełnić funkcję mechaniczną, ochronną i metaboliczną. Kość zawiera twardą istotę zbitą, lżejszą istotę gąbczastą, okostną oraz jamę, w której może znajdować się szpik kostny.

W praktyce szkielet działa jak system połączonych elementów. Same kości byłyby sztywne i mało użyteczne, gdyby nie stawy, więzadła, chrząstki i mięśnie. To właśnie połączenie kości z mięśniami pozwala zginać kolano, unosić ramię, chodzić, oddychać i utrzymywać wyprostowaną postawę.

Szkielet osiowy: czaszka, kręgosłup, klatka piersiowa

Szkielet osiowy tworzy główną oś ciała: czaszka, kręgosłup i klatka piersiowa. To część szkieletu odpowiedzialna przede wszystkim za ochronę mózgu, rdzenia kręgowego, serca i płuc oraz za utrzymanie centralnej podpory organizmu.

Czaszka chroni mózg i tworzy kostne rusztowanie twarzy. Dzieli się na część mózgową oraz twarzową. Większość kości czaszki łączy się nieruchomo za pomocą szwów, czyli mocnych połączeń kostnych. Dzięki temu czaszka jest stabilna i dobrze zabezpiecza mózg przed urazami. Wyjątkiem jest żuchwa, która pozostaje ruchoma, ponieważ umożliwia gryzienie, żucie i mówienie.

Klatka piersiowa składa się z 12 par żeber, mostka oraz kręgów piersiowych. To ważne rozróżnienie: żeber nie jest 12 sztuk, lecz 12 par, czyli 24 kości. Klatka piersiowa chroni serce i płuca, a jednocześnie bierze udział w oddychaniu, ponieważ jej ruchy zwiększają i zmniejszają objętość jamy klatki piersiowej.

Kręgosłup łączy czaszkę z miednicą i stanowi centralną podporę tułowia. Chroni rdzeń kręgowy, który biegnie w kanale kręgowym, i przenosi ciężar górnej części ciała na kończyny dolne. Nie jest prostym słupem z kości. Ma naturalne krzywizny, które pomagają amortyzować wstrząsy podczas chodzenia, biegania i skakania.

Kręgosłup i jego odcinki

Kręgosłup człowieka składa się z 33-34 kręgów i dzieli się na 5 odcinków. Liczba 33-34 wynika głównie ze zmienności w odcinku guzicznym, gdzie liczba zrośniętych kręgów może się różnić między osobami.

Odcinki kręgosłupa układają się od góry do dołu w stałej kolejności:

• odcinek szyjny: 7 kręgów, podtrzymuje głowę i umożliwia jej ruchy,
• odcinek piersiowy: 12 kręgów, łączy się z żebrami i współtworzy klatkę piersiową,
• odcinek lędźwiowy: 5 kręgów, przenosi duże obciążenia tułowia,
• odcinek krzyżowy: 5 kręgów zrośniętych w kość krzyżową,
• odcinek guziczny, nazywany też ogonowym: zwykle 4-5 zrośniętych kręgów.

Najbardziej ruchome są odcinki szyjny i lędźwiowy. Odcinek piersiowy ma mniejszą ruchomość, bo współtworzy klatkę piersiową i łączy się z żebrami. Odcinki krzyżowy oraz guziczny u dorosłego człowieka są zrośnięte, dlatego pełnią raczej funkcję podporową niż ruchową.

Między kręgami znajdują się krążki międzykręgowe, potocznie nazywane dyskami. To połączenia półruchome, które działają jak amortyzatory i pozwalają kręgosłupowi zginać się, prostować oraz wykonywać skręty. Dzięki temu kręgosłup łączy dwie pozornie sprzeczne cechy: stabilność i elastyczność.

Szkielet kończyn

Szkielet kończyn obejmuje obręcze oraz kości kończyn górnych i dolnych. W odróżnieniu od szkieletu osiowego, który tworzy oś ciała, ta część odpowiada głównie za ruch, chwytanie, przemieszczanie się i przenoszenie ciężaru.

Obręcz barkowa łączy kończynę górną ze szkieletem osiowym. Tworzą ją łopatka i obojczyk. Do niej przyczepia się kość ramienna, a dalej kości przedramienia: łokciowa i promieniowa. Szkielet dłoni składa się z kości nadgarstka, śródręcza i palców. Taka budowa daje kończynie górnej duży zakres ruchu, szczególnie w stawie barkowym, oraz precyzję potrzebną do pisania, chwytania małych przedmiotów czy wykonywania narzędziowych czynności.

Obręcz miedniczna łączy kończyny dolne z tułowiem. Jej głównym elementem jest miednica, która przenosi ciężar ciała na nogi i osłania część narządów jamy brzusznej oraz miednicy. Kończyna dolna składa się między innymi z kości udowej, piszczelowej, strzałkowej oraz kości stopy.

Kość udowa jest najdłuższą i najmocniejszą kością człowieka. To ważny fakt, bo częstym błędem jest wskazywanie kości piszczelowej jako najdłuższej. Piszczel rzeczywiście jest duża i przenosi znaczną część ciężaru ciała, ale pod względem długości oraz wytrzymałości pierwsze miejsce zajmuje kość udowa.

Rodzaje kości i połączenia

Kości różnią się kształtem, wielkością i funkcją, dlatego dzieli się je między innymi na długie, krótkie, płaskie i różnokształtne. Ten podział pomaga zrozumieć, dlaczego kość udowa wygląda inaczej niż kręg, łopatka albo kości nadgarstka.

Kości długie mają wydłużony trzon i zwykle pracują jak dźwignie. Przykładami są kość udowa oraz kość ramienna. Kości krótkie są bardziej zwarte, a ich zadaniem jest przenoszenie obciążeń i umożliwienie drobnych ruchów. Taką budowę mają na przykład kości nadgarstka. Kości płaskie chronią narządy albo dają dużą powierzchnię przyczepu mięśniom. Należą do nich kości czaszki, łopatka i mostek. Kości różnokształtne mają bardziej złożoną budowę, ponieważ pełnią kilka funkcji naraz. Dobrym przykładem są kręgi.

Równie ważne są połączenia kości. Połączenia nieruchome występują na przykład w czaszce i nazywają się szwami. Są bardzo mocne, ponieważ ich główną funkcją jest ochrona. Połączenia półruchome to między innymi chrząstkozrosty, na przykład między kręgami. Pozwalają na ograniczony ruch i amortyzację. Połączenia ruchome to stawy, takie jak staw kolanowy, barkowy czy łokciowy.

Budowa pojedynczej kości także nie jest jednorodna. Z zewnątrz znajduje się istota zbita, twarda i odporna na obciążenia. Wewnątrz występuje istota gąbczasta, lżejsza, ale nadal wytrzymała dzięki beleczkowatej strukturze. Kość pokrywa okostna, w której znajdują się naczynia krwionośne i nerwy. W jamach kości może znajdować się szpik kostny, ważny dla wytwarzania komórek krwi.

Funkcje szkieletu

Szkielet pełni pięć głównych funkcji: podporową, ochronną, ruchową, krwiotwórczą oraz magazynującą. Każda z nich wynika bezpośrednio z budowy kości, ich połączeń oraz współpracy z innymi układami organizmu.

Funkcja podporowa oznacza, że szkielet nadaje ciału kształt i umożliwia utrzymanie postawy. Bez niego miękkie tkanki nie miałyby stabilnego oparcia. Kręgosłup podtrzymuje tułów i głowę, miednica przenosi ciężar na kończyny dolne, a kości nóg umożliwiają stanie oraz chodzenie.

Funkcja ochronna polega na osłanianiu narządów szczególnie wrażliwych na uszkodzenia. Czaszka chroni mózg, kręgosłup chroni rdzeń kręgowy, a klatka piersiowa zabezpiecza serce i płuca. Właśnie dlatego budowa klatki piersiowej ma znaczenie nie tylko dla anatomii szkieletu, ale też dla ukladem oddechowym, ponieważ żebra i mostek chronią płuca, a ruchy żeber pomagają w oddychaniu.

Funkcja ruchowa wynika ze współpracy kości, stawów i mięśni. Kości działają jak dźwignie, a mięśnie, kurcząc się, poruszają nimi w stawach. Sam szkielet nie wykonuje ruchu aktywnie, ale bez niego mięśnie nie mogłyby skutecznie zmieniać położenia części ciała.

Funkcja krwiotwórcza wiąże się z czerwonym szpikiem kostnym. To w nim powstają komórki krwi, między innymi krwinki czerwone, krwinki białe i płytki krwi. Szkielet ma też funkcję magazynującą, ponieważ kości przechowują składniki mineralne, przede wszystkim wapń i fosfor. Organizm może korzystać z tych zasobów, gdy potrzebuje utrzymać prawidłowy poziom minerałów we krwi.

Najczęstsze błędy o szkielecie

Najczęstsze błędy dotyczą liczby kości, budowy żeber, najdłuższej kości oraz podziału szkieletu na części. Warto je znać, bo pojawiają się często w odpowiedziach ustnych, testach i notatkach.

Pierwszy błąd to zdanie: człowiek ma 206 kości, bez dopowiedzenia, że chodzi o dorosłego. Poprawniej powiedzieć, że dorosły człowiek ma około 206 kości, a noworodek więcej, około 270-300. Różnica wynika ze zrastania się kości w trakcie rozwoju. Część kości czaszki oraz kości tworzące kość krzyżową nie pozostają przez całe życie oddzielnymi elementami.

Drugi błąd dotyczy żeber. W klatce piersiowej znajduje się 12 par żeber, czyli razem 24 żebra. Zapis "12 żeber" jest więc nieprecyzyjny i prowadzi do błędnej odpowiedzi, jeśli pytanie dotyczy liczby pojedynczych kości.

Trzeci błąd to wskazywanie piszczeli jako najdłuższej kości. Piszczel jest długa i mocna, ale najdłuższą oraz najmocniejszą kością człowieka jest kość udowa. Czwarty błąd polega na traktowaniu kości jak martwego rusztowania. Kość jest żywą tkanką, ma naczynia, nerwy, komórki i zdolność przebudowy.

Piąty błąd dotyczy podziału. Szkielet osiowy to nie cały szkielet, lecz jego centralna część: czaszka, kręgosłup i klatka piersiowa. Kończyny oraz ich obręcze tworzą osobno szkielet kończyn. Ten podział porządkuje całą anatomię i ułatwia zapamiętanie, które kości pełnią głównie funkcję ochronną, a które przede wszystkim ruchową.

Najczęściej zadawane pytania