Перемоем косточки

Само строение костей тоже очень интересно. Кость состоит из компактного (плотного) и губчатого вещества. Их процентное соотношение и область расположения зависят от функции кости и от ее места в скелете. Компактное вещество образует корковый слой, именно из него состоит 80 % массы нашего скелета. Это, например, цилиндрическое тело длинных трубчатых костей. Губчатое вещество – это рыхлые ячейки, а именно – костный мозг. Он и производит на свет эритроциты и лейкоциты.

Друзья и одиночки

Вес человеческого скелета составляет 10–15 кг. А высушенный и обезжиренный (такой, как в кабинетах анатомии и музеях) скелет имеет массу всего 5–6 кг. Хоть кости и могут расти в течение жизни как в длину, так и в ширину, все же понятия «широкой кости» не существует. Полностью скелет человека формируется к 25–30 годам, а далее костные ткани просто обновляются, производя новые клетки. Увеличивается скорость роста кости (и в результате немного увеличивается и масса) при переломах во время восстановления. Поэтому на рентгене скелет человека с избыточной массой тела будет выглядеть так же, как и скелет худого.

Вы можете с легкостью узнать массу своего костного вещества с помощью умных весов, которые набирают значительную популярность в современном мире. Они делают анализ организма на основе электрического сопротивления тканей. Незаметный ток подается в ваши ступни и проходит через все тело, а так как кости, жир и мышцы имеют разную проводимость, весы определяют их массу и процентное соотношение в вашем организме.

Кстати, не все кости внутри организма относятся к общему скелету. Самая одинокая кость – подъязычная. Она имеет U-образную форму и находится под челюстью у основания языка, поддерживая его мышцы, а чуть ниже нее расположен выступ щитовидного хряща, который мы называем «кадыком». Тем не менее подъязычная кость не имеет ни одного сустава и никак не крепится к остальным частям нашего скелета. Эта кость является рычагом, благодаря которому осуществляются такие важные функции, как: движения языка, челюсти, глотание и голосообразование.

Еще одни кости, никак не соединенные с основным скелетом, – это слуховые косточки. Правда, они не такие одинокие, как подъязычная, так как цепочкой соединены между собой. Всего их три: молоточек, наковальня и стремя. И благодаря им мы слышим звук. Они расположены друг за другом в среднем ухе сразу за барабанной перепонкой. Когда звуковые колебания проходят через нее и добираются до этих ребят, то они берут на себя задачу передать их и усилить.

Мы не кости

Есть и такая часть человеческого организма, которую часто по ошибке приравнивают к костям, – зубы. Они состоят отчасти из таких же материалов: кальция, фосфора и других минералов, но если углубиться чуть подробнее, то зуб – это:

• эмаль – наружная оболочка (1);
• дентин – второй слой (2);
• пульпа – внутренняя часть, состоящая из нервных волокон (3);
• цемент – костная ткань (4);
• альвеола – лунка зуба, в которой собственно и располагается корень (5);
• периодонт – соединительно-тканные волокна между корнем и альвеолой (6).
  
  Иллюстрация: Encyclopædia Britannica, Inc., britannica.com

«В отличие от костей скелета, зубы при разрушении, сколе или переломе корня не срастаются. Эмаль коронки зуба не содержит камбиальных (стволовых) клеток и питающих кровеносных микрососудов, поэтому не способна к регенерации. Кроме того, для успешного образования костной мозоли в области перелома нужно надежно зафиксировать отломки. То есть если бы перелом зуба и мог срастаться, то пришлось бы накладывать шины, чтобы ограничить подвижность отломков», – рассказывает Павел Гаряев, кандидат медицинских наук, доцент кафедры нормальной, топографической и клинической анатомии, оперативной хирургии ПГМУ им. академика Е. А. Вагнера.

Интересно отметить, что твердость зубной эмали еще выше, чем у костей! Эмаль выдерживает силу до 770 ньютонов. При укусе пищи мы используем силу до 80 кг/см². А белая акула, к слову, 1800.

Еще одно отличие зубов и костей в том, что зубы – белые, а кости вовсе нет! Скелеты, которые мы видим в музеях или научных кабинетах, специально выбеливаются для более привлекательного вида, на деле же цвет костей находится в спектре коричневого.

На самом деле, зубы даже больше чешуя, чем кости! Всем известно, что в результате процесса эволюции мы вышли из воды, то есть изначально все были рыбами. Так вот, кожа, волосы и зубы регулируются тем же набором генов, что и чешуя. Когда-то давно рыбы решили, что откусывать добычу гораздо удобнее, чем заглатывать целиком, и чешуйки возле рта начали укрепляться дентином, а спустя 400 миллионов лет они являются нашими зубами.

Кожа акулы, покрытая крошечными чешуйками – дермальными зубчиками. Фото: Andrew Gillis, Gillis Lab, phys.org

Жизнь после смерти

Древние люди очень быстро нашли применение костям после смерти их обладателя. Нельзя было упустить такой неповторимый и прочный материал из виду. Из костей делали разнообразное оружие, наконечники для стрел, вытачивали ножи для охоты и приборы для приема пищи, мастерили иглы для шитья, рыболовные крючки и применяли в строительстве. Помимо бытовых нужд кости еще использовали в качестве украшений и для эзотерических целей, например, гаданий. Кстати, известная и популярная и по сей день игра в кости берет свое название именно из материала, из которого делались кубики изначально. Прообразы этой игры были найдены в Египте, и датируются они XX веком до н. э.

Игральные кости, 600–500 до н. э. britishmuseum.org

Помимо этих бытовых приспособлений ученым удалось обнаружить, что кости использовали в качестве консервных банок. Научная группа исследовала пещеру Кезем, которая находится в Израиле, недалеко от Тель-Авива. Проанализировав 82 тысячи целых костей и фрагментов, исследователи заметили странные насечки на больших трубчатых костях. Эти насечки могли означать, что кости какое-то время лежали в пещере, а позже при необходимости люди их чистили и доставали костный мозг для употребления в пищу.

Исследователи проверили свое предположение опытным путем. Они хранили кости в течение разного времени (до 9 недель), а затем вскрывали их, и засечки получались идентичны найденным в Кеземе. Более того, костный мозг не портился и был пригоден к употреблению. «Кости использовались как “консервные банки”, сохранявшие мозг в течение долгого времени, пока не приходило время снять сухую кожу, расколоть кость и съесть мозг», – объясняет соавтор исследования профессор Ран Баркай (Ran Barkai) из Тель-Авивского университета.

Костный мозг внутри кости после шести недель хранения. Фото: Dr. Ruth Blasco/ AFTAU, phys.org

Как звучат кости

Не совсем очевидное применение кости обнаружили в 70-х в пещере недалеко от города Тренто на севере Италии. Это была флейта, изготовленная из бедренной кости человека! Подобную находку совершил и Иван Турк в 1995 году в Дивье Бабе в Словении (1). Возраст артефакта оценивается в 43 тыс. лет, а сделан он из бедренной кости медведя. Изначально предмет был определен как флейта и официально признан древнейшим музыкальным инструментом в мире, но вызвал много вопросов. В итоге теорию именно этой флейты опровергли, но вопросы остаются до сих пор, ведь такие инструменты и правда существовали в древнем мире.

Другой интересной музыкальной находкой из кости стала лира (2). Она сделана из человеческого черепа. Метрополитен-музей приобрел ее в XIX веке у коллекционера, чье имя неизвестно. Родом лира из Южной Африки, и предполагают, что играли на ней во время проведения таинственных ритуалов, хотя доподлинно это неизвестно.

В современном мире тоже играют на костях. Ганлин (3) – тибетский ритуальный музыкальный инструмент, тоже своего рода флейта. В идеале ганлин изготавливают из бедренной кости девочки-подростка из брахманской семьи, чуть хуже, если из кости мальчика. Но материал такой довольно редкий, так что берут у всех: и у преступников, и у их жертв, и просто у тех, кто умер от болезней. Кость обрамляют металлом и делают в ней два отверстия. Тибетские буддисты считают, что звук ганлина отпугивает злых духов.

И внутри, и вокруг нас

Как упоминалось выше, нередко кости использовались в строительстве, но есть и такие сооружения, которые целиком построены из костей! Самые древние ямные дома (фактически землянки) были найдены в Центральной Украине, в Межириче. Частично сооружение представляло собой котлован округлой формы, а его крыша была сделана из костей мамонта. Также костями были выложены стены. Возраст хижины из Межирича составляет порядка 15 000 лет. Предполагается, что сверху дом был обтянут шкурами животных и использовался как временное пристанище или убежище.

Более масштабная постройка из костей находится в Чехии, в городе Седлец (около 60 км от Праги). Это завораживающая своим зловещим видом церковь – Костница. Абсолютно весь интерьер Kutna Hora создан из костей, здесь находятся останки более чем 40 000 людей. Кресты, гирлянды, иконостас, а больше всего поражает люстра – в ней полный набор человеческого скелета. В 1278 году чешский король Отанар II отправил своего монаха Генриха на Святую Землю, откуда тот привез горсточку земли (прямо с Голгофы). Землю эту он рассыпал по кладбищу, благодаря чему оно стало популярным. Тысячи людей желали быть захоронены в этом святом месте. Но, к сожалению, после эпидемии чумы земля оказалась переполнена, и дополнительно построили храм с усыпальницей, куда отправляли на вечный покой тех, кому на кладбище места не хватило.

Костница, г. Седлец, Чехия. sedlec.info

Следующие века храм несколько раз перестраивали, монахи собирали и отбеливали кости, а также создавали из них разные предметы интерьера, и, наконец, в 1870 году все это чудо стало собственностью семейства Шварценбергов. Они решили привести святое место в порядок и наняли резчика по дереву Франтишека Ринта, который и создал из всех людских скелетов величайшее архитектурное чудо.

Храм из костей, г. Чермна, Польша Фото: Merlin, commons.wikimedia.org

Костница – не единственный храм из костей, в польском городе Чермна есть удивительная часовня черепов. Она построена в память о погибших в 30-летней войне XVII века.

Кости не только сами стали строительным материалом, но еще и прообразом архитектуры. Речь идет об Эйфелевой башне, символе столицы Франции – Парижа. Структурная особенность башни, а именно, хорошая прочность при минимальной массе напрямую объединяет ее с бедренной костью. История вся началась с математика, механика и инженера Карла Кульмана. В 1866 году он заглянул в мастерскую к анатому Мейеру и заметил чертежи сечения кости на столе. Тогда инженер был занят своим проектом – мощным краном, и отметил схожесть схем линий и направлений. Кульман исследовал бедренный сустав и то, как нагрузка распределяется по кости, и отметил это для своих инженерных работ.

Слева – схема направления сил в кране, справа – аналогичное расположение их в бедренной кости. Изображения адаптированы из публикации Кульмана и Вольфа 1870 г. Иллюстрация: D'Arcy Wentworth Thompson «On Growth and Form», wired.com

А одним из учеников Кульмана был Морис Кешлен, и именно он создал первый эскиз башни.

Первый эскиз Эйфелевой башни, выполненный Морисом Кешленом. beobachter.ch

Этот эскиз был взят за основу Гюставом Эйфелем, а сама башня появилась на свет в 1889 году.