układ kostny
Układ kostny, układ szkieletowy, szkielet – twarda konstrukcja zbudowana z tkanki łącznej (chrzęstnej i kostnej) tworząca szkielet wewnętrzny kręgowców, będący „rusztowaniem” podtrzymującym ciało i nadającym mu charakterystyczny kształt oraz stanowiącym miejsce przyczepu mięśni szkieletowych. Układ kostny odgrywa istotną rolę w aparacie ruchowym i hormonalnej regulacji gospodarki wapniowej; pełni funkcję krwiotwórczą (szpik kostny) oraz ochronną dla narządów wewnętrznych. Szkielet kręgowców składa się ze szkieletu osiowego (czaszki, kręgosłupa i klatki piersiowej) oraz szkieletu kończyn (kości kończyn i ich obręczy).
Budowa i funkcje układu kostnego kręgowców
Układ kostny (układ szkieletowy, szkielet) jest konstrukcją tworzącą szkielet wewnętrzny kręgowców, będącą swoistym „rusztowaniem” podtrzymującym ciało i nadającym mu kształt oraz stanowiącym miejsce przyczepu mięśni szkieletowych. Materiałem budującym szkielet większości kręgowców są dwa rodzaje tkanki łącznej podporowej – tkanka chrzęstna i tkanka kostna.
Tkanka chrzęstna (budująca chrząstki) składa się z istoty międzykomórkowej (chondryny), w której zanurzone są włókna białkowe (kolagenowe i sprężyste) oraz komórki chrzęstne (chondrocyty) położone w obrębie terytoriów chrzęstnych. Tkanka chrzestna nie jest unaczyniona i unerwiona; cechuje się dużą wytrzymałością na ściskanie i rozciąganie oraz niewielką zdolnością do regeneracji. Wyróżnia się tkankę chrzęstną szklistą (szkielety ryb chrzęstnoszkieletowych, powierzchnie stawowe, przymostkowe rejony żeber), sprężystą (małżowiny uszne ssaków) oraz włóknistą (dyski międzykręgowe, spojenie łonowe, przyczepy ścięgien do kości).
Tkanka kostna (budująca kości) składa się z istoty międzykomórkowej (osseiny) wysyconej solami mineralnymi (solami wapnia, fosforu i magnezu), w której zanurzone są włókna kolagenowe oraz białka, tworzące tzw. blaszki kostne. Istota międzykomórkowa zawiera również liczne jamki kostne z komórkami kostnymi (osteocytami). Tkanka kostna jest silnie unaczyniona oraz unerwiona; cechuje się dużą twardością i wytrzymałością oraz dużą zdolnością do regeneracji. Wyróżnia się tkankę kostną gąbczastą z blaszkami kostnymi tworzącymi beleczki kostne, pomiędzy którymi znajduje się szpik kostny (nasady kości długich, wnętrze kości krótkich i płaskich) oraz zbitą z osteonami (blaszkami kostnymi ułożonymi koncentrycznie wokół kanału Haversa) (trzony kości długich, zewnętrzna warstwa kości krótkich i płaskich).
Szkielet wewnętrzny kręgowców dzieli się na:
- szkielet osiowy złożony z czaszki (mózgoczaszki i trzewioczaszki), kręgosłupa zbudowanego z kręgów połączonych dyskami międzykręgowymi i klatki piersiowej składającej się z żeber, kręgów piersiowych oraz występującego u kręgowców lądowych mostka;
- szkielet kończyn złożony z kości kończyn górnych (przednich) i dolnych (tylnych) oraz kości ich obręczy – obręczy kończyny górnej (obręczy barkowej) i obręczy kończyny dolnej (obręczy miednicowej), które łączą kończyny ze szkieletem osiowym.
Szkielet kręgowców, oprócz funkcji podporowej, odgrywa również istotną rolę w aparacie ruchowym oraz obudowuje i chroni narządy wewnętrzne – mózg, rdzeń kręgowy, szpik kostny, narządy klatki piersiowej (serce i płuca), narządy jamy brzusznej (wątrobę, żołądek, trzustkę, śledzionę, jelito cienkie i grube) oraz narządy jamy miednicy (narządy układu wydalniczego i rozrodczego). Układ kostny pełni również ważną rolę w hormonalnej regulacji gospodarki wapniowej; szpik kostny jest miejscem powstawania elementów morfotycznych krwi (erytrocytów, leukocytów i trombocytów).
Układ kostny kręgowców wodnych
Szkielet osiowy bezżuchwowców (minogów i śluzic) stanowi chrzęstna struna grzbietowa z silnie wykształconymi osłonkami, w których występują drobne pręciki chrzęstne, uważane za zaczątki łuków kręgowych. Czaszka zbudowana jest z tkanki chrzęstnej; jej główną część stanowi szkielet łuków skrzelowych. Bezżuchwowce nie mają płetw parzystych; u kręgowców tych występują jedynie płetwy nieparzyste – płetwa ogonowa i grzbietowa.
Szkielet ryb może być chrzęstny (ryby chrzęstnoszkieletowe), częściowo skostniały lub kostny (ryby kostnoszkieletowe). Szkielet osiowy składa się z czaszki połączonej nieruchomo z kręgosłupem zróżnicowanym na odcinek tułowiowy i ogonowy; żebra łączą się z kręgami w okolicy tułowiowej. Funkcję szkieletu osiowego u niektórych ryb (np. latimerii) pełni struna grzbietowa. Szkielet kończyn tworzą kości kończyn przednich (płetw piersiowych) i tylnych (płetw brzusznych) oraz obręcze barkowa i miednicowa.
Układ kostny kręgowców lądowych
Szkielet osiowy kręgowców lądowych składa się z czaszki, kręgosłupa oraz klatki piersiowej. Czaszka połączona jest ruchomo z kręgosłupem za pomocą jednego (gady i ptaki) lub dwóch kłykci potylicznych (płazy i ssaki). Kręgosłup zróżnicowany jest na cztery lub pięć odcinków (odcinek szyjny, piersiowy, lędźwiowy, krzyżowy oraz ogonowy); liczba kręgów jest zmienna i stanowi cechę systematyczną. Klatkę piersiową tworzą żebra łączące się z występującym u większości kręgowców lądowych mostkiem bezpośrednio (żebra prawdziwe) lub pośrednio za pomocą chrząstki (żebra rzekome). Żebra płazów nie dosięgają mostka (brak klatki piersiowej); u płazów bezogonowych są całkowicie zredukowane.
Szkielet kończyn wszystkich kręgowców lądowych cechuje się zbliżonym planem budowy. Każda kończyna składa się z części proksymalnej – stylopodium (kość ramienna lub kość udowa), części środkowej – zeugopodium (kości przedramienia – kość promieniowa i kość łokciowa, lub kości podudzia – kość piszczelowa i kość strzałkowa) oraz części dystalnej – autopodium (kości nadgarstka lub kości stępu). Oparcie dla kończyn przednich stanowi obręcz barkowa, dla kończyn tylnych – obręcz miednicowa.
