Хімічний склад кісток людини. Який хімічний склад кісток?

Зі шкільних уроків з хімії кожному відомо, що людський організм містить в собі практично всі елементи з періодичної таблиці Д. І. Менделєєва. Процентний вміст деяких вельми значна, а інші присутні лише в слідових кількостях. Але кожен з хімічних елементів, що знаходяться в організмі, виконує свою важливу роль. У людському тілі мінеральні речовини містяться у вигляді солей, органічні представлені як вуглеводи, білки та інші. Дефіцит або надлишок якого-небудь з них призводить до порушення нормальної життєдіяльності.

У хімічний склад кісток входить ряд елементів і їх речовин, в більшій ступені це солі кальцію і колаген, а також інші, процентний вміст яких значно менше, але роль їх не менш значима. Міцність і здоров`я скелета залежить від збалансованості складу, який, у свою чергу, визначається безліччю факторів, починаючи від здорового харчування і закінчуючи екологічною обстановкою навколишнього середовища.

З`єднання, що формують скелет

У хімічний склад кісток входять речовини органічного та неорганічного походження. Рівно половина маси - це вода, інші 50% ділять осеїн, жир і вапняні, фосфорні солі кальцію і магнію, а також хлористий натрій. На мінеральну частину доводиться порядку 22%, а органічна, представлена білками, полісахаридами, лимонною кислотою і ферментами, заповнює приблизно 28%. У кістках міститься 99% кальцію, який є в людському тілі. Схожий компонентний склад мають зуби, нігті і волосся.

Перетворення в різних середовищах

В анатомічній лабораторії можна провести наступний аналіз, щоб підтвердити хімічний склад кісток. Для визначення органічної частини тканину піддають дії розчину кислоти середньої сили, наприклад, соляної, концентрації близько 15%. У створеному середовищі відбувається розчинення солей кальцію, а оссеіновий «скелет» залишається недоторканим. Така кістка набуває максимальне властивість еластичності, її в прямому сенсі можна зав`язати у вузол.

Неорганічну компоненту, що входить в хімічний склад кісток людини, можна виділити шляхом випалювання органічної частини, вона легко окислюється до вуглекислого газу і води. Мінеральний остов характеризується колишньої формою, але крайньої крихкістю. Найменше механічний вплив - і він просто розсиплеться.

При попаданні кісток в грунт бактерії переробляють органічну речовину, а мінеральна частина повністю просочується кальцієм і перетворюється на камінь. У місцях, де немає доступу вологи і мікроорганізмів, тканини з часом піддаються природної муміфікації.

Через мікроскоп

Будь-який підручник по анатомії розповість про хімічний склад і будова кісток. На клітинному рівні тканину визначається як особливий тип сполучної. В основі лежать колагенові волокна, оточені пластинками, складеними з кристалічної речовини - мінералу кальцію - гідроксілаппатіта (основного фосфату). Паралельно розташовуються звёздоподобние порожнечі, що містять кісткові клітки і кровоносні судини. Завдяки своєму унікальному мікроскопічній будові така тканина відрізняється дивовижною легкістю.

Основні функції з`єднань різної природи

Нормальна робота опорно-рухової системи залежить від того, який хімічний склад кісток, в достатній кількості містяться органічні і мінеральні речовини. Вапняні і фосфорні солі кальцію, які складають 95% неорганічної частини скелета, і деякі інші мінеральні сполуки визначають властивість твердості і міцності кістки. Завдяки їм тканину стійка до серйозних навантажень.

Колагенова компонента і її нормальний вміст відповідають за таку функцію, як пружність, стійкість до стиснення, розтягування, перегину та іншим механічних впливів. Але тільки в узгодженому «союзі» органіка і мінеральна складова забезпечують кісткової тканини ті унікальні властивості, якими вона володіє.

Склад кісток у дитячому віці

Процентне співвідношення речовин, що говорить про те, який хімічний склад кісток людини, може варіюватися в одного і того ж представника. Залежно від віку, способу життя та інших факторів впливу, кількість тих чи інших з`єднань може змінюватися. Зокрема, у дітей кісткова тканина тільки формується і складається переважно з органічної компоненти - колагену. Тому скелет дитини більш гнучкий і еластичний.

Для правильного формування тканин дитини вкрай важливо споживання вітамінів. Зокрема, такого, як Д₃. Тільки в його присутності хімічний склад кісток повною мірою поповнюється кальцієм. Дефіцит цього вітаміну може призвести до розвитку хронічних захворювань і зайвої крихкості скелета через те, що тканина вчасно не наповнилася солями Са²⁺.

Скелет дорослої

Хімічний склад кісток людини, що пройшов підлітковий вік, значно відрізняється від дитячого. Тепер співвідношення мінеральної та оссеіновой частин приблизно порівнюються. Зникає особлива гнучкість кісткової тканини, зате міцність скелета за рахунок неорганічної складової збільшується в рази. Фізичні властивості її порівняти з залізобетонною конструкцією або чавуном, а пружність навіть більше, ніж у деревини дуба.

В повному об`ємі забезпечити збалансований хімічний склад кісток людини (таблиця, приведена нижче, містить дані про нормальному процентному вмісті всіх речовин, що складають кістяк) можна завдяки правильному способу життя, раціонального харчування і турботі про здоров`я.

Зміни хімічного складу кісток у літніх людей

Хімічний склад кісток людини порушується до старості, що призводить до серйозних наслідків. Люди похилого віку скаржаться на проблеми з опорно-руховою системою, у них частіше трапляються переломи, які гояться довше, ніж у дитини або дорослого. Це наслідок збільшення вмісту неорганічних солей у складі скелета, їх кількість доходить до 80%. Брак колагену, отже, зменшення такої властивості, як пружність, призводить до того, що кістки стають вкрай крихкими. Відновлення балансу можливо за допомогою спеціальних медичних препаратів, але все одно цей процес неможливо зупинити або повернути назад. Така фізіологічна особливість організму.

Для здоров`я і нормальної роботи скелета необхідно з дитинства стежити за правильним наповненням кісткової тканини усіма хімічними елементами і сполуками, тільки в цьому випадку представляється можливість вести повноцінний і активний спосіб життя.