XI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2019

Костная система человека – это каркас для всего тела. Примерно до 23-25 лет идет формирование скелета. За это время наш организм растет и развивается, но зачастую дети страдают различными заболеваниями такими как: рахит, артрит, изменение форм стопы, сколиоз и другие. В связи с этим актуальным встает вопрос о профилактике заболеваний связанных с костной системой.

Химический состав кости зависит от состояния исследуемой кости, возрастных и индивидуальных особенностей. Свежая кость взрослого человека содержит 50 % воды; 15,75 % жира; 12,25 % органических веществ и 22 % неорганических веществ. Высушенная и обезвоженная кость содержит примерно 2/3 неорганического вещества и 1/3 — органического. Неорганическое вещество представлено преимущественно солями кальция в виде субмикроскопических кристаллов гидроксиапатита. С помощью электронного микроскопа установлено, что оси кристаллов идут параллельно костным волокнам. Из кристаллов гидроксиапатита формируются минеральные волокна. Органическое вещество кости носит название оссеина. Это белок, представляющий собой разновидность коллагена и образующий основное вещество кости. Содержится оссеин в составе костных клеток — остеоцитов. В межклеточном веществе кости или костном матриксе располагаются костные волокна, построенные из белка коллагена. При вываривании костей белки (коллаген и оссеин) образуют клейкую массу. Следует отметить, что костный матрикс, кроме коллагеновых волокон, содержит минеральные волокна. Переплетение волокон органического и неорганического веществ придает костной ткани особые свойства: прочность и упругость.

В детском и юношеском возрасте содержание органических веществ в костях превышает количество минеральных, в старости, количество органических веществ уменьшается.

Чтобы определить химический состав костей и их свойства мы провели эксперимент. Для проведения опыта взяли куриные кости, так как они схожи по химическому составу с костями человека.

На первом этапе мы определили функции и свойства органических веществ:поместив кости курицы в духовой шкаф на 6 часов. В процессе прокаливания наблюдался неприятный запах «палёного»; в результате куриная кость обуглилась, но форма осталась прежней. После остывания при механическом воздействии она рассыпалась на мелкие, но твёрдые частицы. Таким образом, после удаления органических веществ кость сохранила свою форму, но потеряла свою эластичность, т. е. стала хрупкой. Значит, упругость и эластичность зависит от наличия органических веществ.

На втором этапе мы определили функции и свойства неорганических веществ:для этого мы поместили куриные кости в емкость с уксусной кислотой (9%) и оставили на 4 дня. После чего все полученные образцы можно было с легкостью согнуть, не сломав саму кость.

Так как уксусная кислота выделила из карбоната кальция (в большем количестве входит в состав костей) более слабую летучую угольную кислоту, которая распадается на углекислый газ и воду и в результате образовался ацетат кальция, который легко растворяется.

Таким образом, произошло декальцинирование кости. Значит, нерастворимые соли придают прочность костям.

Затем декальцинированные кости разложили по емкостям. Первая емкость с молоком, вторая с водой, а третью оставили на воздухе. Через три дня наблюдалось следующее, что кости, только в молоке теряют эластичность и становятся твердыми. Это доказывает, что недостаток кальция в организме можно восполнить, организовав правильное питание или употреблять медикаменты, содержащие кальций.

Таким образом, опытным путём мы доказали, что прочность костей зависит от сочетания органических и неорганических веществ. Если в составе костей будет больше органических веществ, чем минеральных, то это приведёт к деформированию скелета, иначе кости станут очень хрупкими, что впоследствии станет одной из причин постоянных переломов и вывихах.

Кость - сложный живой орган, который выполняет важные функции в организме – опору и защиту, благодаря своим свойствам. В ходе проведенных исследований и изучения теоретического материала по данной тематике, доказано, что прочность и эластичность костей зависит от химического состава (соотношения органических и неорганических веществ). Для сохранения нормальной работоспособности опорно-двигательной системы необходимым являются рациональное и разнообразное питание, двигательная активность, а также психически комфортные условия жизни.

Выражаю благодарность за помощь в подготовке и проведении работы: учителю I кв.категории МОАУ «СОШ № 57» Ищановой Гульмире Уралтаевне и доценту ФГБОУ ВО ОрГМУ Минздрава России, к.б.н. Тихомировой Галине Михайловне.