Кости — единственный твёрдый материал в организме. Главное физическое свойство кости это ее прочность.
Гипотеза: прочность костной ткани зависит от ее химического состава.
В организме человека кости образуют скелет, который с помощью мышц держит тело. Скелет защищает внутренние органы. Нам необходимо выяснить какие свойства позволяют кости быть опорой и защитой.
Целью работы является выяснение компонентов костей, отвечающих за физические свойства кости.
Для достижения поставленной цели поставлены следующие задачи:
1) выяснить, как устроены кости;
2) вывести их химические и физические свойства;
3) провести опыты с целью выявления компонентов костей, отвечающих за прочность костей.
Методы исследования: поисковый, экспериментальный, анализ полученной информации.
Объект исследования: кости.
Предмет исследования: прочность костей.
1. Физические свойства кости
По прочности кости превосходят сталь, но намного легче её. Если бы мы состояли из стальных костей, то вес скелета достигал 240 кг.Самая длинная кость в теле — бедренная. Она составляет ¼ часть всего роста человека и способна выдержать нагрузку давления до 1500 кг.
2. Химический состав кости
Из литературы я узнала, что вещества, входящие в состав кости можно разделить на две группы: органические (1/3) и неорганические (2/3). Органические вещества — белки, жиры и углеводы. Неорганические – соли кальция, фосфора и магния.
Д ля эксперимента мы взяли куриные трубчатые кости бедра, уксус (9 %), уксусную кислоту (70 %), три банки с крышками. В первую банку положили 1 косточку, во вторую 2 косточки и залили одинаковым количеством уксуса. В третью банку положили одну косточку и залили таким же количеством уксусной кислоты.
Ч ерез три дня кости вынули. Косточка из первой банки легко гнулась во все стороны. Мы связали ее резинкой. У кости из второй банки сгибались только края на уровне головок. Кость из третьей банки стала белой, слегка гнулась. Она была легче других, потому что разрушился губчатый слой, и кость стала пустой внутри.
Через сутки все три кости затвердели. Первая кость застыла деформированной.
Четвертую кость еще влажной мы стали нагревать над свечкой.
Через 3 минуты кость стала темнеть. Из кости выходила жидкость в виде пара. Появился запах шашлыка. Потом заблестел выделившийся жир, запахло горелым мясом. Через 15 минут обуглившаяся кость развалилась на части.
1) После уксусной кислоты кость сохранила форму, но стала эластичной (мягкой и гибкой). Из кости удалилась часть неорганических веществ.
2) После нагревания кость потеряла форму. В ней разрушились органические вещества.
3) Прочность кости зависит от сочетания органических и неорганических веществ.
В кабинете химии мы проделали опыты, чтобы доказать, что из кости вышли неорганические вещества: фосфор и кальций.
Опыт 1. Кости состоят из фосфата кальция Са3(РО4)2. Любая кислота делает его растворимый. При взаимодействии с уксусной кислотой образуется фосфорная кислота и кальциевая соль уксусной кислоты:
В пробирку мы отлили раствор из третьей банки и добавили нитрат серебра. В пробирке появился желтый осадок: H3PO4 + 3AgNO3 = Ag3PO4 (желтый осадок) + 3HNO3
В ывод: желтое вещество – фосфат серебра. Значит, в костя есть фосфор, который вышел при взаимодействии с уксусом..
Опыт 2. В другую пробирку в раствор из третьей банки мы добавили карбонат натрия. Должен был появиться белый осадок:
(CH3COO)2Ca +Na2CO3 = CaCO3( белыйосадок ) + 2CH3COONa.
Опыт не получился. Появилась белая пена, выделился углекислый газ:
2CH3COOH + Na2CO3 =2CH3COONa + СО2 (углекислыйгаз) + H2O(вода)
Мы предположили, что опыт не получился из-за большого количества кислоты.
Наша гипотеза подтвердилась. Механические свойства костей зависят от их химического состава. Прочность костной ткани зависит от ее химического состава.
Кости состоят из органических и неорганических веществ. Кальций и фосфор придают кости твердость. Белки — упругость и эластичность. Твердость и эластичность делают кости прочными.
Работая над темой, мы узнали много нового и полезного. Нам понравилось проводить опыты. Было сложно, но интересно, изучать химические формулы.
1. Человек/М.О.Лукьянов, Н.Н. Малофеева, Л.С. Сергеева и др. – М.:ЗАО «РОСМЭН-ПРЕСС», 2010. – 96 с. – (Детская энциклопедия РОСМЭН), с. 18-21
2. Интересные факты о костях человека [электронный ресурс]. URL : http :// kartinkinaden . ru / nauka / chelovek /1026- interesnye — fakty — o — kostyah — cheloveka . html (Дата обращения: 10.02.2019).
Полезные продукты и другие факторы укрепления костей
Здоровье костей крайне важно для полноценной жизнедеятельности. Вместе с суставами и мышцами кости дают человеку опору, движения, силу. Череп, позвоночник и грудная клетка защищают внутренние органы от физических воздействий. Но этим их функции не ограничиваются. Это еще и хранилище фосфора, кальция. Наконец, костный мозг выступает основным органом кроветворной системы.
С возрастом кости теряют свою прочность. Примерно с 32-34 лет запускаются необратимые процессы, в которых резорбция (разрушение) протекает быстрее, чем восстановление тканей.
Задача человека — замедлить их и как можно дольше сохранить опорно-двигательный аппарат здоровым и крепким. В этом материала мы расскажем, какие факторы способствуют укреплению костной ткани.
Читайте также: Перманентный маркер стирается или нет с ткани
Какие факторы влияют на формирование костей?
Первичное окостенение происходит на третьем месяце внутриутробного развития. Полностью этот процесс завершается к 25 годам. Параллельно происходит активный рост костей. Хотя костная ткань образуется на протяжении всей жизни, со временем этот процесс замедляется. В среднем полный цикл ремоделирования (перестройки) занимает 10 лет.
Основным показателем качества остеогенеза выступает плотность костной ткани, на которую влияют:
• Количество минералов: кальция, фосфора, магния, кремния.
• Присутствие в организме витаминов (C, D и K).
• Поступление веществ, помогающих усваиванию минералов и витаминов.
• Исключение веществ, способствующих потере кальция.
Нельзя исключать и генетические факторы. При мутации гена, отвечающего за кодирование рецептора кальцитриола (1,25-дигидроксивитамина D), плотность костной ткани будет низкой даже при достаточном поступлении витамина D.
Значение кальция
Этот минерал имеет ключевое значение для поддержания нормальной плотности костной ткани. Спектр его действий довольно широк:
• участвует в образовании инсулиноподобного фактора роста-1;
• активирует деление остеобластов (молодых клеток кости);
• замедляет скорость ремоделирования;
• регулирует фосфорный метаболизм.
В разные периоды развития предпочтительные источники его различаются. Первые порции человек получает из плаценты, потом минерал поставляется через грудное молоко. В детстве и юности (в период активного роста тела) важен рацион, богатый кальцием.
У недоношенных детей часто диагностируются остеопения и сниженная минеральная плотность костной ткани. Без двухмесячной кальциевой терапии переломы у них возможны даже при взятии на руки.
После 35 лет пищевых источников часто становится недостаточно, и приходится принимать витамины и минералы. В противном случае возрастает риск переломов даже при незначительных физических воздействиях.
Значение фосфора
Фосфор (его соли) — это важный компонент костной ткани. Он входит в состав гидроксиапатита — минеральной составляющей кости, которая образует около половины костной массы. В среднем на фосфаты, содержащиеся в скелете человека, приходится от 500 до 700 грамм от его веса.
Когда гидроксиапатиты выстраиваются между фибриллами (нитевидными белковыми структурами) коллагена, запускается биоминерализация — исходный пункт остеогенеза. Это указывает на прямое участие фосфора в формировании костной ткани.
Усвоение минералов для укрепления костей
Кальций и фосфор — основные минералы, которые придают прочность костной ткани. Они необходимы ребенку для нормального роста, взрослому — для предотвращения переломов. Но непосредственного поступления этих веществ в организм недостаточно. Не менее важно их усвоение, которому способствуют:
• Витамин D. Регулирует процесс всасывания кальция.
• Белок. Способствует усвоению и накоплению минералов.
• Магний. Улучшает кальциевый метаболизм.
• Кремний. Важен для усвоения фосфора.
Есть мнение, будто лактоза необходима для усвоения минералов. Но ее значение следует оценивать с другого ракурса.
Молочные продукты содержат большое количество кальция и фосфора (преимущественно в виде лактатов, хорошо усваивающихся и легко обеспечивающих суточную норму). При непереносимости лактозы человек их употреблять не может, поэтому вынужден восполнять дефицит иными способами (принимая препараты).
Какие продукты могут восполнить запасы кальция?
99% этого минерала содержится в костях и зубах. Независимо от мер, принимаемых человеком для их укрепления, без кальция плотность будет снижаться, что чревато переломами.
Для здоровья костей важно получать это вещество в достаточном количестве. Кроме молочных продуктов его источниками являются:
• рыба (особенно сардина и лосось);
• морепродукты (крабы, креветки);
• кунжут;
• все виды капусты;
• орехи;
• бобовые;
• твердые сыры;
• яйца;
• зелень (базилик, петрушка, кресс-салат);
• халва подсолнечная.
Многие из них (рыба, яйца, молоко) также выступают источниками витамина D. Поэтому они не только дают человеку кальций, но и помогают его усвоить.
Какие продукты могут навредить здоровью костей?
Рацион нужно тщательно планировать. Эффект от полезных продуктов может быть нивелирован действием вредных — тогда придать прочность костям не получится. Во избежание этого стоит минимизировать употребление:
• Сахара. Большое его количество негативно влияет на микрофлору кишечника, что препятствует всасыванию минералов.
• Кофеина. Он ускоряет выведение с мочой минералов из организма.
• Алкоголя. С одной стороны, он вызывает потерю жидкости, солей, с другой — оказывает токсическое воздействие на костную ткань.
Препятствует усвоению минералов и фитиновая кислота. Это вещество, содержащееся в злаках, блокирует пищеварительные ферменты. Однако это не значит, что овсянка, гречка или кукуруза попадают под запрет. Перед употреблением зёрна ферментируют или обжаривают для нейтрализации фитиновой кислоты.
Рекомендации по укреплению здоровья костей
Остеопороз, при котором снижается плотность костной ткани, не возникает мгновенно.
Читайте также: Какая плотность ткани нужна для обивки мебели
Поэтому даже при появлении первых его признаков можно принять меры, замедляющие процесс:
• скорректировать диету, включив больше полезных продуктов и исключив вредные;
• отказаться от курения;
• увеличить двигательную активность, что благотворно повлияет не только на кости и суставы, но и на организм в целом;
• посетить эндокринолога для назначения гормональной заместительной терапии (для женщин в период менопаузы);
• начать принимать витамин D и препараты, влияющие на фосфорно-кальциевый обмен.
В более серьезных ситуациях, когда общими полезными рекомендациями проблему не решить, врач назначает лечение антирезорбтивными средствами. Это бисфосфонаты (алендронат, ибандронат, ризедронат), замедляющие метаболизм костной ткани и подавляющие ее разрушение.
Значение гормональной заместительной терапии для костной ткани
Снижение уровня эстрогенов — один из факторов риска остеопороза. Это женские половые гормоны, которые в небольшом количестве присутствуют и в мужском теле. Они являются естественными антирезорбтивными агентами (то есть веществами, препятствующими разрушению костной ткани).
У мужчин гормональный статус остается относительно стабильным. У женщин же с наступлением менопаузы количество эстрогенов резко снижается, поэтому они более склонны к остеопорозу.
На фоне климакса костный метаболизм ускоряется на 30%. В силу возраста темпы восстановления ткани не успевают за темпами ее разрушения. В результате скелет женщин старше 60-65 лет становится очень хрупким.
Своевременное начало гормональной заместительной терапии позволяет это предотвратить. Обеспечивая нормальный уровень эстрогенов, она препятствует и снижению плотности костной ткани.
Как укрепить кости через физические упражнения?
Регулярная двигательная активность помогает не только нарастить мышечную массу или улучшить подвижность суставов, но и замедлить дегенеративные процессы костной ткани.
Существуют специальные комплексы упражнений для профилактики остеопороза, но можно начать с минимума:
• пешей ходьбы;
• подъема по лестницам;
• растяжки;
• висении на турнике.
Придать дополнительную плотность костям помогают танцы, плавание, йога. При наличии признаков деминерализации важно, чтобы упражнения не предполагали резких движений и риска падений во избежание переломов.
Если остеопороз уже проявился, больные страдают от болей в спине и конечностях. В этом случае следует воздержаться от подъема тяжестей, что может усугубить синдром.
Полезные продукты и другие факторы укрепления костей
Здоровье костей крайне важно для полноценной жизнедеятельности. Вместе с суставами и мышцами кости дают человеку опору, движения, силу. Череп, позвоночник и грудная клетка защищают внутренние органы от физических воздействий. Но этим их функции не ограничиваются. Это еще и хранилище фосфора, кальция. Наконец, костный мозг выступает основным органом кроветворной системы.
С возрастом кости теряют свою прочность. Примерно с 32-34 лет запускаются необратимые процессы, в которых резорбция (разрушение) протекает быстрее, чем восстановление тканей.
Задача человека — замедлить их и как можно дольше сохранить опорно-двигательный аппарат здоровым и крепким. В этом материала мы расскажем, какие факторы способствуют укреплению костной ткани.
Какие факторы влияют на формирование костей?
Первичное окостенение происходит на третьем месяце внутриутробного развития. Полностью этот процесс завершается к 25 годам. Параллельно происходит активный рост костей. Хотя костная ткань образуется на протяжении всей жизни, со временем этот процесс замедляется. В среднем полный цикл ремоделирования (перестройки) занимает 10 лет.
Основным показателем качества остеогенеза выступает плотность костной ткани, на которую влияют:
• Количество минералов: кальция, фосфора, магния, кремния.
• Присутствие в организме витаминов (C, D и K).
• Поступление веществ, помогающих усваиванию минералов и витаминов.
• Исключение веществ, способствующих потере кальция.
Нельзя исключать и генетические факторы. При мутации гена, отвечающего за кодирование рецептора кальцитриола (1,25-дигидроксивитамина D), плотность костной ткани будет низкой даже при достаточном поступлении витамина D.
Значение кальция
Этот минерал имеет ключевое значение для поддержания нормальной плотности костной ткани. Спектр его действий довольно широк:
• участвует в образовании инсулиноподобного фактора роста-1;
• активирует деление остеобластов (молодых клеток кости);
• замедляет скорость ремоделирования;
• регулирует фосфорный метаболизм.
В разные периоды развития предпочтительные источники его различаются. Первые порции человек получает из плаценты, потом минерал поставляется через грудное молоко. В детстве и юности (в период активного роста тела) важен рацион, богатый кальцием.
У недоношенных детей часто диагностируются остеопения и сниженная минеральная плотность костной ткани. Без двухмесячной кальциевой терапии переломы у них возможны даже при взятии на руки.
После 35 лет пищевых источников часто становится недостаточно, и приходится принимать витамины и минералы. В противном случае возрастает риск переломов даже при незначительных физических воздействиях.
Значение фосфора
Фосфор (его соли) — это важный компонент костной ткани. Он входит в состав гидроксиапатита — минеральной составляющей кости, которая образует около половины костной массы. В среднем на фосфаты, содержащиеся в скелете человека, приходится от 500 до 700 грамм от его веса.
Когда гидроксиапатиты выстраиваются между фибриллами (нитевидными белковыми структурами) коллагена, запускается биоминерализация — исходный пункт остеогенеза. Это указывает на прямое участие фосфора в формировании костной ткани.
Читайте также: Мебельная ткань под старину
Усвоение минералов для укрепления костей
Кальций и фосфор — основные минералы, которые придают прочность костной ткани. Они необходимы ребенку для нормального роста, взрослому — для предотвращения переломов. Но непосредственного поступления этих веществ в организм недостаточно. Не менее важно их усвоение, которому способствуют:
• Витамин D. Регулирует процесс всасывания кальция.
• Белок. Способствует усвоению и накоплению минералов.
• Магний. Улучшает кальциевый метаболизм.
• Кремний. Важен для усвоения фосфора.
Есть мнение, будто лактоза необходима для усвоения минералов. Но ее значение следует оценивать с другого ракурса.
Молочные продукты содержат большое количество кальция и фосфора (преимущественно в виде лактатов, хорошо усваивающихся и легко обеспечивающих суточную норму). При непереносимости лактозы человек их употреблять не может, поэтому вынужден восполнять дефицит иными способами (принимая препараты).
Какие продукты могут восполнить запасы кальция?
99% этого минерала содержится в костях и зубах. Независимо от мер, принимаемых человеком для их укрепления, без кальция плотность будет снижаться, что чревато переломами.
Для здоровья костей важно получать это вещество в достаточном количестве. Кроме молочных продуктов его источниками являются:
• рыба (особенно сардина и лосось);
• морепродукты (крабы, креветки);
• кунжут;
• все виды капусты;
• орехи;
• бобовые;
• твердые сыры;
• яйца;
• зелень (базилик, петрушка, кресс-салат);
• халва подсолнечная.
Многие из них (рыба, яйца, молоко) также выступают источниками витамина D. Поэтому они не только дают человеку кальций, но и помогают его усвоить.
Какие продукты могут навредить здоровью костей?
Рацион нужно тщательно планировать. Эффект от полезных продуктов может быть нивелирован действием вредных — тогда придать прочность костям не получится. Во избежание этого стоит минимизировать употребление:
• Сахара. Большое его количество негативно влияет на микрофлору кишечника, что препятствует всасыванию минералов.
• Кофеина. Он ускоряет выведение с мочой минералов из организма.
• Алкоголя. С одной стороны, он вызывает потерю жидкости, солей, с другой — оказывает токсическое воздействие на костную ткань.
Препятствует усвоению минералов и фитиновая кислота. Это вещество, содержащееся в злаках, блокирует пищеварительные ферменты. Однако это не значит, что овсянка, гречка или кукуруза попадают под запрет. Перед употреблением зёрна ферментируют или обжаривают для нейтрализации фитиновой кислоты.
Рекомендации по укреплению здоровья костей
Остеопороз, при котором снижается плотность костной ткани, не возникает мгновенно.
Поэтому даже при появлении первых его признаков можно принять меры, замедляющие процесс:
• скорректировать диету, включив больше полезных продуктов и исключив вредные;
• отказаться от курения;
• увеличить двигательную активность, что благотворно повлияет не только на кости и суставы, но и на организм в целом;
• посетить эндокринолога для назначения гормональной заместительной терапии (для женщин в период менопаузы);
• начать принимать витамин D и препараты, влияющие на фосфорно-кальциевый обмен.
В более серьезных ситуациях, когда общими полезными рекомендациями проблему не решить, врач назначает лечение антирезорбтивными средствами. Это бисфосфонаты (алендронат, ибандронат, ризедронат), замедляющие метаболизм костной ткани и подавляющие ее разрушение.
Значение гормональной заместительной терапии для костной ткани
Снижение уровня эстрогенов — один из факторов риска остеопороза. Это женские половые гормоны, которые в небольшом количестве присутствуют и в мужском теле. Они являются естественными антирезорбтивными агентами (то есть веществами, препятствующими разрушению костной ткани).
У мужчин гормональный статус остается относительно стабильным. У женщин же с наступлением менопаузы количество эстрогенов резко снижается, поэтому они более склонны к остеопорозу.
На фоне климакса костный метаболизм ускоряется на 30%. В силу возраста темпы восстановления ткани не успевают за темпами ее разрушения. В результате скелет женщин старше 60-65 лет становится очень хрупким.
Своевременное начало гормональной заместительной терапии позволяет это предотвратить. Обеспечивая нормальный уровень эстрогенов, она препятствует и снижению плотности костной ткани.
Как укрепить кости через физические упражнения?
Регулярная двигательная активность помогает не только нарастить мышечную массу или улучшить подвижность суставов, но и замедлить дегенеративные процессы костной ткани.
Существуют специальные комплексы упражнений для профилактики остеопороза, но можно начать с минимума:
• пешей ходьбы;
• подъема по лестницам;
• растяжки;
• висении на турнике.
Придать дополнительную плотность костям помогают танцы, плавание, йога. При наличии признаков деминерализации важно, чтобы упражнения не предполагали резких движений и риска падений во избежание переломов.
Если остеопороз уже проявился, больные страдают от болей в спине и конечностях. В этом случае следует воздержаться от подъема тяжестей, что может усугубить синдром.
- Свежие записи
- Балкон в многоквартирном доме: является ли он общедомовым имуществом?
- Штраф за остекление балкона в 2022: что это и как избежать наказания
- Штраф за мусор с балкона: сколько заплатить за выбрасывание окурков
- Оформление балконного окна: выбираем шторы из органзы
- Как выбрать идеальные шторы для маленькой кухни с балконом