Cheminė žmogaus kaulų sudėtis. Kokia yra kaulų cheminė sudėtis?

Iš mokyklos pamokų chemijoje visi žino, kad žmogaus organizme yra beveik visi elementai iš periodinės lentelės D. I. Mendelejevo. Kai kurie procentai yra labai reikšmingi, o kiti yra tik nedidelėse sumose. Bet kiekvienas cheminis elementas organizme atlieka svarbų vaidmenį. Žmogaus kūne mineralinės medžiagos yra druskų pavidalu, organinės yra angliavandenių, baltymų ir kt. Trūkumas ar bet kurio iš jų perteklius gali sutrikdyti įprastą gyvenimo veiklą.

Kaulų cheminė sudėtis apima daugelį elementų ir jų medžiagų, iš esmės tai yra kalcio druskos ir kolagenas, o kiti, kurių procentas yra daug mažesnis, tačiau jų vaidmuo yra ne mažiau reikšmingas. Skeleto stiprumas ir sveikata priklauso nuo kompozicijos pusiausvyros, kurią savo ruožtu lemia įvairūs veiksniai, nuo sveikos mitybos ir baigiant ekologine aplinka.

Jungtys, kurios sudaro skeletą

Kaulų cheminė sudėtis apima organinės ir neorganinės kilmės medžiagas. Tiksliai pusė masės yra vanduo, likusius 50% dalijasi osseinu, riebalais ir kalkingais, fosforo kalcio ir magnio druskos bei natrio chloridu. Mineralinė dalis sudaro apie 22%, o organinė dalis, kurią sudaro baltymai, polisacharidai, citrinos rūgštis ir fermentai, užpildo apie 28%. Kauluose yra 99% kalcio, kuris yra žmogaus kūne. Panašiai komponentų sudėtis yra dantys, nagai ir plaukai.

Transformacijos įvairiose aplinkose

Anatomijos laboratorijoje galima atlikti tokią analizę, kad būtų patvirtinta kaulų cheminė sudėtis. Norint nustatyti organinę dalį, audinys yra veikiamas vidutinio stiprumo rūgščiojo tirpalo, pavyzdžiui, druskos rūgšties, koncentracija apie 15%. Į gautą terpę kalcio druskos ištirpsta, o osseino "skeletas" lieka nepakitęs. Toks kaulai įgauna maksimalų elastingumo savybę, tiesiogine prasme jis gali būti susietas su mazgu.

Neorganinis komponentas, patenkantis į žmogaus kaulų cheminę sudėtį, gali būti identifikuojamas išdegus organinei daliai, jis lengvai oksiduojamas iki anglies dioksido ir vandens. Mineralinė šerdis būdinga jos buvusia forma, bet itin silpna. Mažiausias mechaninis poveikis - ir jis tiesiog trupa.

Kai kaulai patenka į dirvožemį, bakterijos apdoroja organinę medžiagą, mineralinė dalis yra visiškai įmirkyta kalciu ir paverčiama akmeniu. Vietose, kur nėra prieigos prie drėgmės ir mikroorganizmų, audiniai ilgainiui natūraliai mumifikuojami.

Per mikroskopą

Bet kuriame anatomijos vadovėlyje pasakojama apie kaulų cheminę sudėtį ir struktūrą. Ląstelių lygyje audinys apibrėžiamas kaip specialus jungiamojo audinio tipas. Šerdyje yra melo kolageno skaidulos, apsuptos plokštelėmis, sudarytomis iš kristalinės medžiagos - kalcio mineralo - hidroksilapatito (bazinio fosfato). Lygiagrečiose vietose įsikūrusios kaulų ląstelių ir kraujagyslių dugnai. Dėl unikalaus mikroskopinio struktūros, toks audinys yra stebėtinai lengvas.

Pagrindinės skirtingo pobūdžio jungčių funkcijos

Normalus raumenų ir skeleto sistemos veikimas priklauso nuo kaulų cheminės sudėties, ar organinės ir mineralinės medžiagos yra pakankamu kiekiu. Kalkingos ir fosforo kalcio druskos, kurios sudaro 95% neorganinės skeleto dalies, ir kai kurie kiti mineraliniai junginiai, nustato kietumo ir kaulų stiprumo savybes. Dėl jų audinys atsparus rimtiems kroviniams.

Kolageno komponentas ir jo normalus kiekis yra atsakingi už tokią elastingumo, atsparumo suspaudimui, ištempimo, lenkimo ir kitų mechaninių įtakų funkciją. Tačiau tik koordinuotai organinių ir mineralinių komponentų "sąjungai" kaulų audinys suteikia tas išskirtines savybes.

Kaulų sudėtis vaikystėje

Medžiagų, kurios nurodo, kokia yra žmogaus kaulų cheminė sudėtis, procentinė dalis gali skirtis nuo vieno ir to paties atstovo. Priklausomai nuo amžiaus, gyvenimo būdo ir kitų įtakos veiksnių, šių ar tų junginių skaičius gali skirtis. Ypač vaikams kaulinis audinys formuojamas ir daugiausiai sudarytas iš organinės sudedamosios dalies - kolageno. Todėl vaiko skeletas yra lankstesnis ir elastingesnis.

Norint tinkamai sudaryti kūdikio audinius, vitaminai yra labai svarbūs. Visų pirma, pavyzdžiui, D3. Tik jo akivaizdoje kaulų cheminė sudėtis visiškai papildo kalciu. Šio vitamino trūkumas gali sukelti lėtinių ligų atsiradimą ir skeleto pernelyg silpną dėl to, kad audinys laiku nebuvo užpildytas Ca ²⁺ druskomis.

Suaugusiojo skeletas

Pagyvenusio žmogaus kaulų cheminė sudėtis žymiai skiriasi nuo vaiko cheminės sudėties. Dabar mineralinių ir osseino dalių santykis yra grubiai palygintas. Išnyksta ypatingas kaulinio audinio lankstumas, tačiau dėl neorganinio komponento padidėja skeleto stiprumas. Jo fizinės savybės yra panašios į gelžbetoninę konstrukciją arba ketaus, o elastingumas yra dar didesnis nei ąžuolo medienos.

Visiškai, siekiant užtikrinti subalansuotą žmogaus kaulų cheminę sudėtį (toliau pateikiama lentelė rodo įprastą visų medžiagų, sudarančių skeletą, procentinę dalį), gali būti dėl tinkamo gyvenimo būdo, mitybos ir sveikatos priežiūros.

Pagyvenusių žmonių kaulų cheminės sudėties pokyčiai

Žmogaus kaulų cheminė sudėtis suskaidoma senatvėje, o tai sukelia rimtų pasekmių. Vyresnio amžiaus žmonės skundžiasi dėl problemų, susijusių su raumenų ir kaulų sistemos funkcionavimu, jiems dažnai būna lytinių lūžių, kurie ilgiau nei vaikas ar suaugęs. Tai yra skeleto neorganinių druskų kiekio padidėjimo pasekmė, jų skaičius siekia 80%. Todėl kolageno trūkumas, todėl tokių savybių, kaip elastingumas, sumažėjimas lemia tai, kad kaulai tampa itin trapūs. Balanso atkūrimas yra įmanomas specialių vaistų pagalba, bet vis tiek šis procesas negali būti sustabdytas ar grąžintas. Tai yra kūno fiziologinė ypatybė.

Sveikai ir normaliam skeleto veikimui būtina laikytis teisingo kaulų audinio užpildymo su visais cheminiais elementais ir junginiais nuo vaikystės, tik šiuo atveju galima visiškai ir aktyviai gyventi.