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2: Sistema esquelético y proporciones corporales - Biología

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2: Sistema esquelético y proporciones corporales

Los huesos sirven como depósitos de calcio y fósforo. Aproximadamente el 99% del calcio del cuerpo y el 85% del fósforo se almacenan en los huesos del esqueleto. El calcio es necesario para la contracción muscular y la conducción de los impulsos nerviosos. La cantidad en circulación debe mantenerse estrictamente controlada dentro de un rango estrecho. Si la concentración es demasiado alta o demasiado baja, estas células no pueden funcionar.

Mientras que la médula roja es donde se producen los glóbulos rojos y blancos y las plaquetas, la médula amarilla almacena grasa en forma de triglicéridos. Esto sirve como una reserva de energía rápida que el cuerpo puede usar cuando sea necesario.


La imagen de arriba es una sección transversal de hueso que muestra el interior de la médula roja y amarilla.


Anatomía del sistema esquelético

El sistema esquelético de un cuerpo adulto está formado por 206 huesos individuales. Estos huesos se organizan en dos divisiones principales: el esqueleto axial y el esqueleto apendicular. El esqueleto axial corre a lo largo del eje de la línea media del cuerpo y está formado por 80 huesos en las siguientes regiones:

  • Cráneo
  • Hioides
  • Huesecillos del oído
  • Costillas
  • Esternón
  • La columna vertebral

El esqueleto apendicular está formado por 126 huesos en las siguientes regiones:

Cráneo

los cráneo está compuesto por 22 huesos que se fusionan entre sí a excepción de la mandíbula. Estos 21 huesos fusionados están separados en los niños para permitir que el cráneo y el cerebro crezcan, pero se fusionan para brindar mayor fuerza y ​​protección en la edad adulta. los mandíbula permanece como un hueso de la mandíbula móvil y forma la única articulación móvil en el cráneo con la hueso temporal.

Los huesos de la parte superior del cráneo se conocen como cráneo y protegen al cerebro de daños. Los huesos de la porción inferior y anterior del cráneo se conocen como huesos faciales y sostienen los ojos, la nariz y la boca.

Huesos hioides y auditivos

los hioides es un pequeño hueso en forma de U que se encuentra justo debajo de la mandíbula. El hioides es el único hueso del cuerpo que no forma una articulación con ningún otro hueso; es un hueso flotante. La función del hioides es ayudar a sostener el tráquea abierto y para formar una conexión ósea para el músculos de la lengua.

El martillo, el yunque y el estribo, conocidos colectivamente como huesecillos del oído—Son los huesos más pequeños del cuerpo. Se encuentran en una pequeña cavidad dentro del hueso temporal y sirven para transmitir y amplificar el sonido desde el tímpano al oído interno.

Vértebras

Veintiséis vértebras forman el la columna vertebral del cuerpo humano. Se nombran por región:

  • Cervical (cuello) - 7 vértebras
  • Torácica (pecho) - 12 vértebras
  • Lumbar (espalda baja) - 5 vértebras
  • Sacro - 1 vértebra
  • Cóccix (coxis) - 1 vértebra

Con la excepción del sacro y el cóccix singulares, cada vértebra recibe el nombre de la primera letra de su región y su posición a lo largo del eje superior-inferior. Por ejemplo, la vértebra torácica más superior se llama T1 y la más inferior se llama T12.

Costillas y esternón

El esternón, o esternón, es un hueso delgado en forma de cuchillo ubicado a lo largo de la línea media del lado anterior del región torácica del esqueleto. El esternón se conecta a las costillas mediante delgadas bandas de cartílago llamadas cartílago costal.

Hay 12 pares de costillas que junto con el esternón forman la caja torácica de la región torácica. Las primeras siete costillas se conocen como "costillas verdaderas" porque conectan las vértebras torácicas directamente con el esternón a través de su propia banda de cartílago costal. Las costillas 8, 9 y 10 se conectan todas al esternón a través del cartílago que está conectado al cartílago de la séptima costilla, por lo que consideramos que son "costillas falsas". Las costillas 11 y 12 también son costillas falsas, pero también se consideran "costillas flotantes" porque no tienen ningún cartílago adherido al esternón.

Faja pectoral y miembro superior

La cintura pectoral conecta el huesos de las extremidades superiores (brazo) al esqueleto axial y consta de las clavículas izquierda y derecha y las escápulas izquierda y derecha.

El húmero es el hueso de la parte superior del brazo. Forma la bola y el zócalo articulación del hombro con la escápula y forma el articulación del codo con los huesos del antebrazo. El radio y el cúbito son los dos huesos del antebrazo. El cúbito está en el lado medial del antebrazo y forma una articulación de bisagra con el húmero en el codo. El radio permite que el antebrazo y la mano giren en la articulación de la muñeca.

Los huesos del antebrazo forman la articulación de la muñeca con el carpo, un grupo de ocho huesos pequeños que le dan mayor flexibilidad a la muñeca. Los carpos están conectados a los cinco metacarpianos que forman el huesos de la mano y conectar a cada uno de los dedos. Cada dedo tiene tres huesos conocidos como falanges, a excepción del pulgar, que solo tiene dos falanges.

Faja pélvica y miembro inferior

Formada por los huesos de la cadera izquierdo y derecho, la cintura pélvica conecta el huesos de las extremidades inferiores (pierna) al esqueleto axial.

los fémur es el hueso más grande del cuerpo y el único hueso de la región del muslo (femoral). El fémur forma la bola y el encaje. articulación de cadera con el hueso de la cadera y forma el articulación de la rodilla con la tibia y la rótula. Comúnmente llamada rótula, la rótula es especial porque es uno de los pocos huesos que no están presentes al nacer. La rótula se forma en la primera infancia para apoyar la rodilla para caminar y gatear.

La tibia y el peroné son los huesos de la parte inferior de la pierna. La tibia es mucho más grande que el peroné y soporta casi todo el peso del cuerpo. El peroné es principalmente un punto de unión muscular y se utiliza para ayudar a mantener el equilibrio. La tibia y el peroné forman la articulación del tobillo con el astrágalo, uno de los siete huesos del tarso en el pie.

Los tarsos son un grupo de siete huesos pequeños que forman el extremo posterior del pie y el talón. Los tarsos forman articulaciones con los cinco metatarsianos largos del pie. Luego, cada uno de los metatarsianos forma una articulación con uno de los conjuntos de falanges en los dedos de los pies. Cada dedo tiene tres falanges, a excepción del dedo gordo del pie, que solo tiene dos falanges.

Estructura microscópica de los huesos

El esqueleto constituye alrededor del 30-40% de la masa corporal de un adulto. La masa del esqueleto está formada por una matriz ósea inerte y muchas células óseas diminutas. Aproximadamente la mitad de la masa de la matriz ósea es agua, mientras que la otra mitad es proteína de colágeno y cristales sólidos de carbonato de calcio y fosfato de calcio.

Las células óseas vivas se encuentran en los bordes de los huesos y en pequeñas cavidades dentro de la matriz ósea. Aunque estas células constituyen muy poco de la masa ósea total, tienen varios papeles muy importantes en las funciones del sistema esquelético. Las células óseas permiten que los huesos:

  • Crecer y desarrollarse
  • Ser reparado después de una lesión o uso diario.
  • Desglosarse para liberar sus almacenados minerales

Tipos de huesos

Todos los huesos del cuerpo se pueden dividir en cinco tipos: largos, cortos, planos, irregulares y sesamoideos.

  • Largo. Los huesos largos son más largos que anchos y son los huesos principales de las extremidades. Los huesos largos crecen más que las otras clases de huesos durante la infancia y, por lo tanto, son responsables de la mayor parte de nuestra estatura como adultos. Una cavidad medular hueca se encuentra en el centro de los huesos largos y sirve como área de almacenamiento para la médula ósea. Los ejemplos de huesos largos incluyen el fémur, la tibia, el peroné, los metatarsianos y las falanges.
  • Pequeño. Los huesos cortos son aproximadamente tan largos como anchos y, a menudo, tienen forma redonda o en cubos. Los huesos del carpo de la muñeca y los huesos del tarso del pie son ejemplos de huesos cortos.
  • Plano. Los huesos planos varían mucho en tamaño y forma, pero tienen la característica común de ser muy delgados en una dirección. Debido a que son delgados, los huesos planos no tienen una cavidad medular como los huesos largos. El frontal, parietal y huesos occipitales del cráneo, junto con las costillas y los huesos de la cadera, son ejemplos de huesos planos.
  • Irregular. Los huesos irregulares tienen una forma que no se ajusta al patrón de los huesos largos, cortos o planos. Las vértebras, el sacro y el cóccix de la columna, así como el esfenoides, el etmoides y huesos cigomáticos del cráneo — son todos huesos irregulares.
  • Sesamoideo. Los huesos sesamoideos se forman después del nacimiento dentro de los tendones que atraviesan las articulaciones. Los huesos sesamoideos crecen para proteger el tendón de tensiones y tensiones en la articulación y pueden ayudar a dar una ventaja mecánica a los músculos que tiran del tendón. La rótula y la hueso pisiforme de los carpos son los únicos huesos sesamoideos que se cuentan como parte de los 206 huesos del cuerpo. Se pueden formar otros huesos sesamoideos en las articulaciones de las manos y los pies, pero no están presentes en todas las personas.

Partes de huesos

Los huesos largos del cuerpo contienen muchas regiones distintas debido a la forma en que se desarrollan. Al nacer, cada hueso largo está formado por tres huesos individuales separados por cartílago hialino. Cada hueso terminal se llama epífisis (epi = en physis = crecer) mientras que el hueso medio se llama diáfisis (dia = pasa a través). Las epífisis y la diáfisis crecen una hacia la otra y finalmente se fusionan en un solo hueso. La región de crecimiento y eventual fusión entre la epífisis y la diáfisis se llama metáfisis (meta = después). Una vez que las partes largas del hueso se han fusionado, el único cartílago hialino que queda en el hueso se encuentra como cartílago articular en los extremos del hueso que forma articulaciones con otros huesos. los cartílago articular actúa como amortiguador y superficie deslizante entre los huesos para facilitar el movimiento en la articulación.

Al observar un hueso en sección transversal, hay varias regiones en capas distintas que forman un hueso. El exterior de un hueso está cubierto por una capa delgada de tejido conectivo irregular denso llamado periostio. El periostio contiene muchas fibras de colágeno fuertes que se utilizan para anclar firmemente los tendones y los músculos al hueso para su movimiento. Las células madre y las células osteoblásticas del periostio participan en el crecimiento y la reparación del exterior del hueso debido al estrés y las lesiones. Los vasos sanguíneos presentes en el periostio proporcionan energía a las células de la superficie del hueso y penetran en el hueso mismo para nutrir las células del interior del hueso. El periostio también contiene tejido nervioso y muchas terminaciones nerviosas para dar al hueso su sensibilidad al dolor cuando se lesiona.

En lo profundo del periostio se encuentra el hueso compacto que forma la parte dura y mineralizada del hueso. El hueso compacto está hecho de una matriz de sales minerales duras reforzadas con resistentes fibras de colágeno. Muchas células diminutas llamadas osteocitos viven en pequeños espacios en la matriz y ayudan a mantener la fuerza y ​​la integridad del hueso compacto.

En lo profundo de la capa de hueso compacto hay una región de hueso esponjoso donde el tejido óseo crece en columnas delgadas llamadas trabéculas con espacios para la médula ósea roja en el medio. Las trabéculas crecen en un patrón específico para resistir el estrés externo con la menor cantidad de masa posible, manteniendo los huesos livianos pero fuertes. Los huesos largos tienen un hueso esponjoso en sus extremos pero tienen una cavidad medular hueca en el medio de la diáfisis. La cavidad medular contiene médula ósea roja durante la infancia, que eventualmente se convierte en médula ósea amarilla después de la pubertad.

Articulaciones

Una articulación, o articulación, es un punto de contacto entre los huesos, entre un hueso y un cartílago o entre un hueso y un diente. Las articulaciones sinoviales son el tipo de articulación más común y presentan un pequeño espacio entre los huesos. Este espacio permite un rango de movimiento libre y espacio para que el líquido sinovial lubrique la articulación. Existen articulaciones fibrosas donde los huesos están muy unidos y ofrecen poco o ningún movimiento entre los huesos. Las articulaciones fibrosas también sostienen dientes en sus cuencas huesudas. Finalmente, las articulaciones cartilaginosas se forman donde el hueso se encuentra con el cartílago o donde hay una capa de cartílago entre dos huesos. Estas articulaciones proporcionan una pequeña cantidad de flexibilidad en la articulación debido a la consistencia gelatinosa del cartílago.


Proporciones del cuerpo humano

Introducción
¡Nuestros cuerpos son increíbles! Están llenas de misterios y hechos sorprendentes como este: ¿Sabías que eres un centímetro más alto por la mañana, cuando te acabas de despertar después de horas de estar acostado, que por la noche? Puede que nunca lo hayas notado. Estos datos interesantes solo se revelan por sí mismos cuando se mira de cerca, se mide y se compara. De eso se trata esta actividad: ¡registrar, comparar y descubrir cómo se mide el cuerpo humano!

Fondo
¿Sabías que los cuerpos humanos vienen en todos los tamaños y formas? Sin embargo, cuando empiece a medirlos, encontrará que nuestros cuerpos muestran similitudes sorprendentes y, más sorprendentemente, podemos expresarlas con conceptos matemáticos.

Por un lado, nuestros cuerpos son bastante simétricos. Cuando dibuja una línea vertical en el centro de un cuerpo, los lados izquierdo y derecho son casi imágenes especulares entre sí. Los cuerpos humanos también muestran proporciones interesantes. Las proporciones comparan dos cantidades, como el tamaño de una parte del cuerpo con el tamaño de otra parte o con el tamaño del todo. Un ejemplo de una proporción del cuerpo humano es la extensión de los brazos de una persona y la distancia entre la punta del dedo medio de la mano izquierda y la de la mano derecha cuando extiende ambos brazos horizontalmente y mdash a su altura. Esta proporción es aproximadamente una proporción de uno a uno, lo que significa que la extensión de los brazos de una persona es aproximadamente igual a su altura. Hay muchas más proporciones del cuerpo humano, algunas son independientes de la edad y otras cambian a medida que crecemos de un bebé a un adulto.

¿Se pregunta quién estaría interesado en estas proporciones? Los artistas son ávidos usuarios de las proporciones del cuerpo humano, porque les ayuda a dibujar figuras de aspecto realista. También se utilizan en el mundo médico: una desviación considerable de la proporción del cuerpo humano puede indicar un cuerpo que no se desarrolla de acuerdo con las expectativas. En esta actividad científica, examinaremos algunas proporciones del cuerpo humano y, si lo desea, podemos explorar cómo pueden ayudarlo a dibujar figuras más realistas.

  • Hilo
  • Tijeras
  • Un libro de tapa dura
  • Un ayudante
  • Lápiz y papel (opcional)
  • Cinta métrica (opcional)


Preparación

  • Para comparar la longitud de diferentes partes de su cuerpo con su altura, primero crearemos una cuerda del largo de su altura. Quitarse los zapatos. La forma más sencilla es tumbarse en el suelo con los talones presionando contra la pared. Mire hacia arriba y pídale a su ayudante que coloque un libro de tapa dura sobre la parte superior de su cabeza, apoyado en el suelo. Salgan de debajo del libro y, juntos, extiendan el hilo por el suelo desde la pared hasta el libro, cortando el hilo justo donde lo alcanza. Ahora tienes un trozo de hilo tan largo como alto. (Si no es posible acostarse en el suelo, también puede pararse en el suelo contra la pared y hacer que el libro descanse sobre su cabeza y contra la pared).
  • Primero, examinamos la relación entre la amplitud de los brazos y la altura. La amplitud de su brazo es la distancia entre las yemas de los dedos medios de cada mano cuando estira los brazos lo más que pueden alcanzar. ¿Cómo crees que tu altura se compara con la amplitud de tus brazos? ¿Sería similar, mucho más largo o más corto?
  • Ahora estire los brazos lo más que pueda. Tus brazos estarán paralelos al suelo. Sostenga un extremo del trozo de hilo que acaba de cortar con las yemas de los dedos de la mano izquierda. Deje que su ayudante extienda el hilo hacia la punta del dedo medio de su mano derecha. ¿Es la pieza lo suficientemente larga, demasiado larga o demasiado corta?¿Qué te dice esto acerca de cómo se compara la extensión de tus brazos con tu altura?
  • Para la mayoría de las personas, la amplitud de sus brazos es aproximadamente igual a su altura. Los matemáticos dicen que la relación entre la amplitud de los brazos y la altura es de uno a uno: la amplitud de sus brazos llega una vez a su altura.
  • Ahora dejemos que & rsquos explore otra relación: la longitud del hueso del fémur a su altura. El fémur es el único hueso de su muslo. Para medir su longitud, siéntese y extienda un nuevo trozo de hilo sobre su muslo desde la articulación de la cadera hasta el borde de la rodilla y corte el hilo allí.
  • Haz un presupuesto. ¿Cuántas veces entraría este trozo de hilo en el trozo que es tan largo como usted es alto? ¿Puedes encontrar una manera de probar tu estimación?
  • Hay varias formas de comparar la longitud de los dos trozos de hilo: puede cortar varios trozos de la longitud de su hilo más corto, colocarlos de un extremo a otro junto al trozo más largo y contar cuántos necesita. Otra forma es doblar la cuerda más larga en partes iguales para que la longitud de la cuerda doblada sea igual a la longitud de la cuerda más corta. La cantidad de pliegues necesarios es exactamente la cantidad de veces que la cuerda más corta entra en la cuerda más larga.
  • ¿Viste que la longitud de tu fémur es cuatro veces mayor que tu altura? También puede decir que si divide su altura en cuatro partes iguales, tiene la longitud de su fémur o la longitud de su fémur es un cuarto de su altura. Los matemáticos llaman a esto una proporción de uno a cuatro.
  • Ahora dejemos que & rsquos pase a una proporción que podría ayudarlo a hacer dibujos más realistas: la proporción entre la cabeza y el cuerpo.. ¿Cuántas veces la longitud de tu cabeza encajaría en tu altura? ¿Quizás cuatro, seis u ocho veces? Para probar seis veces, doble el hilo con una longitud igual a su altura en seis piezas iguales. Pídale a su ayudante que coloque un libro sobre su cabeza y cuelgue la cuerda doblada del costado del libro. Si el otro extremo de la cuerda está aproximadamente al nivel de su barbilla, su altura sería aproximadamente seis veces la longitud de su cabeza, o su proporción de cabeza a cuerpo sería de uno a seis. ¿Qué número de pliegues se adapta mejor a ti?
  • Hay muchas más proporciones corporales que puede explorar: la circunferencia de su cabeza en comparación con su altura, o las proporciones de longitud de su antebrazo y pie o pulgar y mano. Use trozos de hilo para medir, comparar y detectar estas y / o sus otras proporciones corporales.
  • Extra: Ha explorado algunas proporciones en su cuerpo y podría preguntarse si también son válidas para otras personas. ¿Crees que son válidos para la mayoría de las personas de tu edad? ¿Qué pasa con los adultos o los bebés? ¿Crees que estas proporciones son válidas para ellos o algunas serían diferentes? Haga una hipótesis, busque algunos voluntarios, mida y compare. ¿Fue correcta tu hipótesis?
  • Extra: Esta actividad usa trozos de hilo para comparar longitudes. También puede medir su altura, extensión de brazos, fémur, etcétera con cinta métrica, redondear los valores y escribir las proporciones como fracciones. ¿Puedes encontrar una manera de simplificar estas fracciones?
  • Extra: Dibuja unas figuras de palitos en una hoja de papel. ¿Puedes aplicar algunas de las proporciones corporales que exploraste (como la distancia entre brazos y altura o la proporción entre la cabeza y el cuerpo) a las figuras?¿Cuáles te parecen más realistas?
  • Extra: Las proporciones están a nuestro alrededor. ¿Puedes encontrar otros lugares donde las proporciones juegan un papel importante? Para comenzar, piense en una receta y la proporción de la cantidad de un ingrediente a otro.. Para los ciclistas ávidos, ¿pueden encontrar las relaciones que corresponden a las diferentes marchas en una bicicleta?


Observaciones y resultados
Probablemente descubrió que la relación entre la extensión del brazo y la altura es aproximadamente de uno a uno, mientras que el fémur y la altura es aproximadamente de uno a cuatro. Esto se espera porque en promedio y en un amplio rango de edad, el cuerpo humano tiene un brazo que es aproximadamente igual a su altura y un fémur aproximadamente una cuarta parte de su altura.

La proporción de cabeza a cuerpo es un poco más compleja, ya que cambia de una proporción de aproximadamente uno a cuatro para un niño pequeño a aproximadamente uno a ocho para un adulto. Es probable que un niño de cinco años tenga una proporción de cabeza a cuerpo de aproximadamente uno a seis.

Es bueno recordar que estas proporciones son promedios de un grupo grande de personas. Se producen variaciones individuales, algunas incluso podrían usarse para una ventaja personal y mdash, por ejemplo, tener brazos excepcionalmente largos puede ser ventajoso cuando se juega al baloncesto.

Esta actividad te ofrece en colaboración con Science Buddies


Otra función del sistema esquelético es almacenar minerales, especialmente calcio y fósforo. Esta función de almacenamiento está relacionada con el papel de los huesos en el mantenimiento de la homeostasis mineral. Se necesitan los niveles adecuados de calcio y otros minerales en la sangre para el funcionamiento normal del cuerpo. Cuando los niveles de minerales en la sangre son demasiado altos, los huesos absorben algunos de los minerales y los almacenan como sales minerales, razón por la cual los huesos son tan duros. Cuando los niveles de minerales en la sangre son demasiado bajos, los huesos devuelven algunos de los minerales a la sangre. Los minerales óseos son alcalinos (básicos), por lo que su liberación a la sangre protege a la sangre contra la acidez excesiva (pH bajo), mientras que su absorción en los huesos protege la sangre contra la alcalinidad excesiva (pH alto). De esta manera, los huesos ayudan a mantener la homeostasis ácido-base en la sangre.

Otra forma en que los huesos ayudan a mantener la homeostasis es actuando como un órgano endocrino. Una hormona endocrina secretada por las células óseas es osteocalcina, que ayuda a regular la glucosa en sangre y la deposición de grasas. Aumenta la secreción de insulina, así como la sensibilidad de las células a la insulina. Además, aumenta la cantidad de células productoras de insulina y reduce las reservas de grasa.


Interacción con otros sistemas

Tu sistema esquelético no funciona solo. Ya mencionamos la interacción con su sistema muscular. Los músculos se conectan a su esqueleto y se contraen y mueven el esqueleto. Su sistema esquelético está formado por cartílago y hueso calcificado que trabajan juntos. Ayudan a que el proceso de movimiento ocurra de una manera más suave. Los huesos calcificados de su esqueleto también trabajan con el sistema circulatorio. La médula ósea dentro de sus huesos ayuda a producir las células dentro de su sangre. Tanto los glóbulos rojos como los glóbulos blancos se crean en los huesos.


Esqueleto apendicular humano

los esqueleto apendicular está compuesto por los huesos de las extremidades superiores (que funcionan para agarrar y manipular objetos) y las extremidades inferiores (que permiten la locomoción). También incluye la cintura pectoral, o cintura escapular, que une las extremidades superiores al cuerpo, y la cintura pélvica que une las extremidades inferiores al cuerpo (Figura 9).

Figura 9. El esqueleto apendicular está compuesto por los huesos de las extremidades pectorales (brazo, antebrazo, mano), las extremidades pélvicas (muslo, pierna, pie), la cintura pectoral y la cintura pélvica. (crédito: modificación del trabajo de Mariana Ruiz Villareal)

La faja pectoral

los faja pectoral los huesos proporcionan los puntos de unión de las extremidades superiores al esqueleto axial. La cintura pectoral humana consta de la clavícula (o clavícula) en la parte anterior y la escápula (o los omóplatos) en la parte posterior (Figura 10).

Figura 10. (a) La cintura pectoral de los primates está formada por las clavículas y las escápulas. (b) La vista posterior revela la espina de la escápula a la que se une el músculo.

los clavículas son huesos en forma de S que colocan los brazos sobre el cuerpo. Las clavículas se encuentran horizontalmente a lo largo de la parte frontal del tórax (pecho), justo por encima de la primera costilla. Estos huesos son bastante frágiles y susceptibles a fracturas. Por ejemplo, una caída con los brazos extendidos provoca que la fuerza se transmita a las clavículas, que pueden romperse si la fuerza es excesiva. La clavícula se articula con el esternón y la escápula.

los escápulas son huesos planos y triangulares que se encuentran en la parte posterior de la cintura pectoral. Apoyan los músculos que cruzan la articulación del hombro. Una cresta, llamada columna, atraviesa la parte posterior de la escápula y se puede sentir fácilmente a través de la piel (Figura 10). La espina de la escápula es un buen ejemplo de una protuberancia ósea que facilita una amplia área de unión de los músculos al hueso.

La extremidad superior

Figura 11. El miembro superior consta del húmero de la parte superior del brazo, el radio y el cúbito del antebrazo, ocho huesos del carpo, cinco huesos del metacarpo y 14 huesos de las falanges.

La extremidad superior contiene 30 huesos en tres regiones: el brazo (hombro a codo), el antebrazo (cúbito y radio) y la muñeca y la mano (Figura 11).

Un articulación es cualquier lugar en el que se unen dos huesos. los húmero es el hueso más grande y largo del miembro superior y el único hueso del brazo. Se articula con la escápula en el hombro y con el antebrazo en el codo. los antebrazo se extiende desde el codo hasta la muñeca y consta de dos huesos: el cúbito y el radio. los radio se encuentra a lo largo del lado lateral (pulgar) del antebrazo y se articula con el húmero en el codo. los cubito se encuentra en la cara medial (lado del dedo meñique) del antebrazo. Es más largo que el radio. El cúbito se articula con el húmero en el codo. El radio y el cúbito también se articulan con los huesos del carpo y entre sí, lo que en los vertebrados permite un grado variable de rotación del carpo con respecto al eje mayor de la extremidad. La mano incluye los ocho huesos del mano (muñeca), los cinco huesos del metacarpo (palma), y los 14 huesos de la falanges(dígitos). Cada dígito consta de tres falanges, excepto el pulgar, cuando está presente, que tiene solo dos.

La cintura pélvica

los cintura pélvica se adhiere a las extremidades inferiores del esqueleto axial. Debido a que es responsable de soportar el peso del cuerpo y de la locomoción, la cintura pélvica está firmemente sujeta al esqueleto axial mediante fuertes ligamentos. También tiene cavidades profundas con ligamentos robustos para sujetar de forma segura el fémur al cuerpo. La cintura pélvica se ve reforzada por dos grandes huesos de la cadera. En los adultos, los huesos de la cadera o huesos coxales, están formados por la fusión de tres pares de huesos: ilion, isquion y pubis. La pelvis se une en la parte anterior del cuerpo en una articulación llamada sínfisis púbica y con los huesos del sacro en la parte posterior del cuerpo.

La pelvis femenina es ligeramente diferente a la pelvis masculina. A lo largo de generaciones de evolución, las hembras con un ángulo púbico más amplio y un canal pélvico de mayor diámetro se reprodujeron con más éxito. Por lo tanto, su descendencia también tenía una anatomía pélvica que permitió un parto exitoso (Figura 12).

Figura 12. Para adaptarse a la aptitud reproductiva, la (a) pelvis femenina es más liviana, más ancha, menos profunda y tiene un ángulo más amplio entre los huesos púbicos que (b) la pelvis masculina.

La extremidad inferior

Figura 13. La extremidad inferior consta de los huesos del muslo (fémur), rótula (rótula), pierna (tibia y peroné), tobillo (tarsos) y pie (metatarsianos y falanges).

los miembro inferior consta del muslo, la pierna y el pie. Los huesos de la extremidad inferior son el fémur (hueso del muslo), rótula (rótula), tibia y peroné (huesos de la pierna), tarsos (huesos del tobillo) y metatarsianos y falanges (huesos del pie) (Figura 13). ). Los huesos de las extremidades inferiores son más gruesos y fuertes que los huesos de las extremidades superiores debido a la necesidad de soportar todo el peso del cuerpo y las fuerzas resultantes de la locomoción. Además de la aptitud evolutiva, los huesos de un individuo responderán a las fuerzas que se ejerzan sobre ellos.

los fémur, o fémur, es el hueso más largo, pesado y fuerte del cuerpo. El fémur y la pelvis forman la articulación de la cadera en el extremo proximal. En el extremo distal, el fémur, la tibia y la rótula forman la articulación de la rodilla. los rótula, o rótula, es un hueso triangular que se encuentra anterior a la articulación de la rodilla. La rótula está incrustada en el tendón de los extensores femorales (cuádriceps). Mejora la extensión de la rodilla al reducir la fricción. los tibia, o tibia, es un hueso grande de la pierna que se encuentra directamente debajo de la rodilla. La tibia se articula con el fémur en su extremo proximal, con el peroné y los huesos del tarso en su extremo distal. Es el segundo hueso más grande del cuerpo humano y se encarga de transmitir el peso del cuerpo desde el fémur al pie. los fíbula, o hueso de la pantorrilla, es paralelo y se articula con la tibia. No se articula con el fémur y no soporta peso. El peroné actúa como un sitio para la inserción de los músculos y forma la parte lateral de la articulación del tobillo.

Figura 14. El pie humano incluye los metatarsianos y las falanges.

los tarsales son los siete huesos del tobillo. El tobillo transmite el peso del cuerpo desde la tibia y el peroné hasta el pie.

los metatarsianos son los cinco huesos del pie. Las falanges son los 14 huesos de los dedos de los pies. Cada dedo del pie consta de tres falanges, excepto el dedo gordo que tiene solo dos (Figura 14).

Existen variaciones en otras especies, por ejemplo, los metacarpianos y metatarsianos del caballo están orientados verticalmente y no hacen contacto con el sustrato.

Conexión Evolution

Evolución del diseño de la carrocería para la locomoción en tierra

La transición de los vertebrados a la tierra requirió una serie de cambios en el diseño del cuerpo, ya que el movimiento en tierra presenta una serie de desafíos para los animales que están adaptados al movimiento en el agua. La flotabilidad del agua proporciona una cierta cantidad de sustentación, y una forma común de movimiento de los peces son las ondulaciones laterales de todo el cuerpo. Este movimiento hacia adelante y hacia atrás empuja el cuerpo contra el agua, creando un movimiento hacia adelante. En la mayoría de los peces, los músculos de las aletas emparejadas se adhieren a las fajas dentro del cuerpo, lo que permite cierto control de la locomoción. Cuando ciertos peces comenzaron a moverse hacia la tierra, mantuvieron su forma de locomoción de ondulación lateral (anguilliforme). Sin embargo, en lugar de empujar contra el agua, sus aletas o aletas se convirtieron en puntos de contacto con el suelo, alrededor del cual giraban sus cuerpos.

El efecto de la gravedad y la falta de flotabilidad en tierra significó que el peso corporal se suspendiera en las extremidades, lo que condujo a un mayor fortalecimiento y osificación de las extremidades. El efecto de la gravedad también requirió cambios en el esqueleto axial. Las ondulaciones laterales de las columnas vertebrales de los animales terrestres provocan tensión de torsión. Una columna vertebral más firme y osificada se volvió común en los tetrápodos terrestres porque reduce la tensión mientras proporciona la fuerza necesaria para soportar el peso del cuerpo. En tetrápodos posteriores, las vértebras comenzaron a permitir el movimiento vertical en lugar de la flexión lateral. Otro cambio en el esqueleto axial fue la pérdida de una unión directa entre la cintura pectoral y la cabeza. Esto redujo la sacudida en la cabeza causada por el impacto de las extremidades en el suelo. Las vértebras del cuello también evolucionaron para permitir el movimiento de la cabeza independientemente del cuerpo.

El esqueleto apendicular de los animales terrestres también es diferente al de los animales acuáticos. Los hombros se adhieren a la cintura pectoral a través de los músculos y el tejido conectivo, reduciendo así la sacudida del cráneo. Debido a una columna vertebral ondulada lateral, en los primeros tetrápodos, las extremidades se extendían hacia los lados y el movimiento se producía al realizar "flexiones". Las vértebras de estos animales tenían que moverse de lado a lado de manera similar a los peces y reptiles. Este tipo de movimiento requiere músculos grandes para mover las extremidades hacia la línea media, era casi como caminar mientras hacía flexiones y no es un uso eficiente de la energía. A los tetrápodos posteriores se les colocan las extremidades debajo del cuerpo, de modo que cada paso requiere menos fuerza para avanzar. Esto resultó en una disminución del tamaño del músculo aductor y un aumento del rango de movimiento de las escápulas. Esto también restringe el movimiento principalmente a un plano, creando un movimiento hacia adelante en lugar de mover las extremidades hacia arriba y hacia adelante. También se rotaron el fémur y el húmero, de modo que los extremos de las extremidades y los dedos apuntaran hacia adelante, en la dirección del movimiento, en lugar de hacia los lados. Al colocarse debajo del cuerpo, las extremidades pueden oscilar hacia adelante como un péndulo para producir un paso que es más eficiente para moverse sobre la tierra.


2. Movimiento

Hay tres sistemas principales involucrados en la mecánica del movimiento:

El sistema nervioso envía los impulsos eléctricos que activan los músculos, el sistema esquelético proporciona las palancas y los anclajes para que los músculos tiren de ellos. Todos los músculos esqueléticos tienen un origen y un punto de inserción.

El origen es el ancla, el hueso que permanece inmóvil mientras el músculo trabaja. La inserción es el hueso que se mueve a medida que trabaja el músculo, que es una de las principales funciones del esqueleto. Entonces, por ejemplo, en el caso del bíceps, la parte superior del brazo y el hombro son los orígenes (ancla) y los huesos del antebrazo son la inserción. Curiosamente, la cantidad de potencia que necesita el músculo está directamente relacionada con la longitud del hueso (o palanca) y dónde está unido.

This means that shorter people actually use less power to move than taller people because they have shorter bones, and the point of attachment is closer to the point of origin.


Types of Skeletal Muscle

All muscle fibers require ATP, and depletion of ATP causes muscle fatigue (exhaustion). Different types of skeletal muscle fibers fatigue at different rates due to (among other things) different sources of ATP:

  • Oxidative muscle fibers rely on fosforilación oxidativa to generate ATP. Since oxidative phosphorylation occurs in mitochondria and requires oxygen, oxidative muscles tend to have high concentrations of mitochondria and appear to be deep red due to high concentrations of mioglobina, which delivers oxygen to the mitochondria from the bloodstream. Oxidative phosphorylation is comparatively slow for producing ATP, but it is also relatively inexhaustible. It generally takes a very long time to run out of ATP in oxidative muscles.
  • Glycolytic muscle fibers rely on glycolysis to generate ATP. Since glycolysis occurs in the cytoplasm, glycolytic muscles tend to have low densities of mitochondria and appear white due to the comparatively lower concentration of myoglobin in these types of muscles. Glycolysis is comparatively fast for producing ATP, but it is also a rapidly-exhausted source of ATP. Glycolytic muscles typically run out of ATP very quickly.

These properties impact the rate of “twitch” and the rate of ATP depletion in a muscle type:

  • Fast-twitch muscles provide brief, rapid, and powerful contractions. They tend to be composed of glycolytic muscle fibers, contain fewer mitochondria, appear white due to lower concentrations of myoglobin, and are very quick to fatigue. Fast-twitch glycolytic muscles are adapted for bursts of activity, and tend to be present in muscles required for short-lived activities such as running.
  • Slow-twitch muscles are capable of maintaining long contractions but are slower to contract. They tend to be composed of oxidative muscle fibers, contain many more mitochondria, appear red due to higher concentrations of myoglobin, and are very slow to fatigue. Slow-twitch oxidative muscles are adapted for endurance activities, and tend to be present in muscles required for long-lived activities such as supporting the body core.
  • Intermediate-twitch muscles (also called moderate fast-twitch fibers) have varying contractile properties due to a mix of oxidative and glycolytic fibers. They can appear pink to red and have ranges of intermediate properties between fast- and slow-twitch muscles, based on the relative abundance of oxidative and glycolytic fibers present in a particular intermediate muscle. Most skeletal muscle contain both slow- and fast-twitch fibers in varying ratios, depending on the specific muscle.

The video below reviews the three types of skeletal muscle fibers:


Contenido

There are two major types of skeletons: solid and fluid. Solid skeletons can be internal, called an endoskeleton, or external, called an exoskeleton, and may be further classified as pliant (elastic/movable) or rígido (hard/non-movable). [3] Fluid skeletons are always internal.

Exoskeleton Edit

Exoskeletons are external, and are found in many invertebrates they enclose and protect the soft tissues and organs of the body. Some kinds of exoskeletons undergo periodic moulting or ecdysis as the animal grows, as is the case in many arthropods including insects and crustaceans.

The exoskeleton of insects is not only a form of protection, but also serves as a surface for muscle attachment, as a watertight protection against drying, and as a sense organ to interact with the environment. The shell of mollusks also performs all of the same functions, except that in most cases it does not contain sense organs.

An external skeleton can be quite heavy in relation to the overall mass of an animal, so on land, organisms that have an exoskeleton are mostly relatively small. Somewhat larger aquatic animals can support an exoskeleton because weight is less of a consideration underwater. The southern giant clam, a species of extremely large saltwater clam in the Pacific Ocean, has a shell that is massive in both size and weight. Syrinx aruanus is a species of sea snail with a very large shell.

Endoskeleton Edit

The endoskeleton is the internal support structure of an animal, composed of mineralized tissue and is typical of vertebrates. Endoskeletons vary in complexity from functioning purely for support (as in the case of sponges), to serving as an attachment site for muscles and a mechanism for transmitting muscular forces. A true endoskeleton is derived from mesodermal tissue. Such a skeleton is present in echinoderms and chordates.

Pliant skeletons Edit

Pliant skeletons are capable of movement thus, when stress is applied to the skeletal structure, it deforms and then reverts to its original shape. This skeletal structure is used in some invertebrates, for instance in the hinge of bivalve shells or the mesoglea of cnidarians such as jellyfish. Pliant skeletons are beneficial because only muscle contractions are needed to bend the skeleton upon muscle relaxation, the skeleton will return to its original shape. Cartilage is one material that a pliant skeleton may be composed of, but most pliant skeletons are formed from a mixture of proteins, polysaccharides, and water. [3] For additional structure or protection, pliant skeletons may be supported by rigid skeletons. Organisms that have pliant skeletons typically live in water, which supports body structure in the absence of a rigid skeleton. [4]

Rigid skeletons Edit

Rigid skeletons are not capable of movement when stressed, creating a strong support system most common in terrestrial animals. Such a skeleton type used by animals that live in water are more for protection (such as barnacle and snail shells) or for fast-moving animals that require additional support of musculature needed for swimming through water. Rigid skeletons are formed from materials including chitin (in arthropods), calcium compounds such as calcium carbonate (in stony corals and mollusks) and silicate (for diatoms and radiolarians).

Cytoskeleton Edit

The cytoskeleton (gr. kytos = cell) is used to stabilize and preserve the form of the cells. It is a dynamic structure that maintains cell shape, protects the cell, enables cellular motion (using structures such as flagella, cilia and lamellipodia), and plays important roles in both intracellular transport (the movement of vesicles and organelles, for example) and cellular division.

Fluid skeletons Edit

Hydrostatic skeleton (hydroskeleton) Edit

A hydrostatic skeleton is a semi-rigid, soft tissue structure filled with liquid under pressure, surrounded by muscles. Longitudinal and circular muscles around their body sectors allow movement by alternate lengthening and contractions along their lengths. A common example of this is the earthworm.

Invertebrados Editar

The endoskeletons of echinoderms and some other soft-bodied invertebrates such as jellyfish and earthworms are also termed hydrostatic a body cavity the coelom is filled with coelomic fluid and the pressure from this fluid acts together with the surrounding muscles to change the organism's shape and produce movement.

Sponges Edit

The skeleton of sponges consists of microscopic calcareous or silicious spicules. The demosponges include 90% of all species of sponges. Their "skeletons" are made of spicules consisting of fibers of the protein spongin, the mineral silica, or both. Where spicules of silica are present, they have a different shape from those in the otherwise similar glass sponges. [5]

Echinoderms Edit

The skeleton of the echinoderms, which include, among other things, the starfish, is composed of calcite and a small amount of magnesium oxide. It lies below the epidermis in the mesoderm and is within cell clusters of frame-forming cells. This structure formed is porous and therefore firm and at the same time light. It coalesces into small calcareous ossicles (bony plates), which can grow in all directions and thus can replace the loss of a body part. Connected by joints, the individual skeletal parts can be moved by the muscles.

Vertebrados Editar

In most vertebrates, the main skeletal component is referred to as bone. These bones compose a unique skeletal system for each type of animal. Another important component is cartilage which in mammals is found mainly in the joint areas. In other animals, such as the cartilaginous fishes, which include the sharks, the skeleton is composed entirely of cartilage. The segmental pattern of the skeleton is present in all vertebrates (mammals, birds, fish, reptiles and amphibians) with basic units being repeated. This segmental pattern is particularly evident in the vertebral column and the ribcage.

Bones in addition to supporting the body also serve, at the cellular level, as calcium and phosphate storage.

Pescado Editar

The skeleton, which forms the support structure inside the fish is either made of cartilage as in the (Chondrichthyes), or bones as in the (Osteichthyes). The main skeletal element is the vertebral column, composed of articulating vertebrae which are lightweight yet strong. The ribs attach to the spine and there are no limbs or limb girdles. They are supported only by the muscles. The main external features of the fish, the fins, are composed of either bony or soft spines called rays, which with the exception of the caudal fin (tail fin), have no direct connection with the spine. They are supported by the muscles which compose the main part of the trunk.

Aves Editar

The bird skeleton is highly adapted for flight. It is extremely lightweight, yet still strong enough to withstand the stresses of taking off, flying, and landing. One key adaptation is the fusing of bones into single ossifications, such as the pygostyle. Because of this, birds usually have a smaller number of bones than other terrestrial vertebrates. Birds also lack teeth or even a true jaw, instead having evolved a beak, which is far more lightweight. The beaks of many baby birds have a projection called an egg tooth, which facilitates their exit from the amniotic egg.

Marine mammals Edit

To facilitate the movement of marine mammals in water, the hind legs were either lost altogether, as in the whales and manatees, or united in a single tail fin as in the pinnipeds (seals). In the whale, the cervical vertebrae are typically fused, an adaptation trading flexibility for stability during swimming. [6] [7]

Humanos Editar

The skeleton consists of both fused and individual bones supported and supplemented by ligaments, tendons, muscles and cartilage. It serves as a scaffold which supports organs, anchors muscles, and protects organs such as the brain, lungs, heart and spinal cord. Although the teeth do not consist of tissue commonly found in bones, the teeth are usually considered as members of the skeletal system. [8] The biggest bone in the body is the femur in the upper leg, and the smallest is the stapes bone in the middle ear. In an adult, the skeleton comprises around 14% of the total body weight, [9] and half of this weight is water.

Fused bones include those of the pelvis and the cranium. Not all bones are interconnected directly: There are three bones in each middle ear called the ossicles that articulate only with each other. The hyoid bone, which is located in the neck and serves as the point of attachment for the tongue, does not articulate with any other bones in the body, being supported by muscles and ligaments.

There are 206 bones in the adult human skeleton, although this number depends on whether the pelvic bones (the hip bones on each side) are counted as one or three bones on each side (ilium, ischium, and pubis), whether the coccyx or tail bone is counted as one or four separate bones, and does not count the variable wormian bones between skull sutures. Similarly, the sacrum is usually counted as a single bone, rather than five fused vertebrae. There is also a variable number of small sesamoid bones, commonly found in tendons. The patella or kneecap on each side is an example of a larger sesamoid bone. The patellae are counted in the total, as they are constant. The number of bones varies between individuals and with age – newborn babies have over 270 bones [10] [11] [12] some of which fuse together. These bones are organized into a longitudinal axis, the axial skeleton, to which the appendicular skeleton is attached. [13]

The human skeleton takes 20 years before it is fully developed, and the bones contain marrow, which produces blood cells.

There exist several general differences between the male and female skeletons. The male skeleton, for example, is generally larger and heavier than the female skeleton. In the female skeleton, the bones of the skull are generally less angular. The female skeleton also has wider and shorter breastbone and slimmer wrists. There exist significant differences between the male and female pelvis which are related to the female's pregnancy and childbirth capabilities. The female pelvis is wider and shallower than the male pelvis. Female pelvises also have an enlarged pelvic outlet and a wider and more circular pelvic inlet. The angle between the pubic bones is known to be sharper in males, which results in a more circular, narrower, and near heart-shaped pelvis. [14] [15]

Bone Edit

Bones are rigid organs that form part of the endoskeleton of vertebrates. They function to move, support, and protect the various organs of the body, produce red and white blood cells and store minerals. Bone tissue is a type of dense connective tissue. Bones have a variety of shapes with a complex internal and external structure they are also lightweight, yet strong and hard. One of the types of tissue that makes up bone tissue is mineralized tissue and this gives it rigidity and a honeycomb-like three-dimensional internal structure. Other types of tissue found in bones include marrow, endosteum and periosteum, nerves, blood vessels and cartilage.

Extra-skeletal bones in mammals Edit

These bones, primarily formed separately in subcutaneous tissues, include headgears (such as bony core of horns, antlers, and ossicones), osteoderm, and os penis/ os clitoris. [dieciséis]

Cartilage Edit

During embryonic development the precursor to bone development is cartilage that mostly becomes replaced by bone, after flesh such as muscle has formed around it. Cartilage is a stiff and inflexible connective tissue found in many areas including the joints between bones, the rib cage, the ear, the nose, the elbow, the knee, the ankle, the bronchial tubes and the intervertebral discs. It is not as hard and rigid as bone but is stiffer and less flexible than muscle.

Cartilage is composed of specialized cells called chondrocytes that produce a large amount of extracellular matrix composed of Type II collagen (except fibrocartilage which also contains type I collagen) fibers, abundant ground substance rich in proteoglycans, and elastin fibers. Cartilage is classified in three types, elastic cartilage, hyaline cartilage and fibrocartilage, which differ in the relative amounts of these three main components.

Unlike other connective tissues, cartilage does not contain blood vessels. The chondrocytes are supplied by diffusion, helped by the pumping action generated by compression of the articular cartilage or flexion of the elastic cartilage. Thus, compared to other connective tissues, cartilage grows and repairs more slowly.

Ligament Edit

A ligament is a piece of rubbery tissue that connects bone to other bone. [17] It is commonly confused with the tendon, a similar structure that connects muscle to bone.

Tendon Edit

A tendon is a rubber-band like tissue that connects muscle to bone. It is not to be confused with the ligament, a similar tissue that connects bone to bone.

In Western culture, the human skeleton is oftentimes seen as a fearful symbol of death and the paranormal. It is a popular motif in the holiday Halloween, as well as Day of the Dead.

Skeletons can also be found in movies. Skeletons in movies can be often depicted coming to life, commonly in horror movies. Skeletons can also be depicted in movies wearing chainmail, helmets, and shields. Commonly holding an axe or sword. In these types of movies they are commonly getting attacked, "killed", or fighting with character(s). Skeletons can also be found in a more "welcoming" and "friendly" way in movies. Such as, playing as a decoration, a Halloween costume/face paint, ETC. Another way skeletons can be shown in movies is debatably more common than the other depictions is a sign of severe burning from things such as chemicals, fire, and acid. This can also be a case of deterioration over time. [18]


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