Назва роботи: «Від чого залежить міцність кісток»

Автор роботи: Кудряшов Микита Вікторович

Співавтор: Полейчук Олександр Васильович

г.о.Тольятті, МОУ СОШ №25, 4класс

ВСТУП

Актуальність дослідження: У нас в класі багато хлопців, всі вони рухливі. Буває, на перервах, під час прогулянок стикаємося, отримуємо удари. Для більшості хлопців це «не страшно». Але в однієї однокласниці після ударів виявлявся перелом кістки ноги. Таке відбувалося неодноразово. Нам стала цікаво, чому у неї часті переломи кісток, від чого ж залежить міцність кісток. Ми вирішили опитати людей різного віку і дізнатися, чи були у них проблеми, пов'язані з пошкодженням кісток. В опитуванні взяли участь ХХХ осіб різного віку. Виявилося, що ХХХ% опитаних стикалися з цією проблемою.

№

питання

Діти і підлітки

Середній вік (до 50 років)

Старше 50 років

1

Чи були у вас пошкодження кісток (переломи, тріщини)?

2

3

Потім ми звернулися за консультацією до лікаря-хірурга ГТП №4 (п.Поволжскій) В.Н.Богословскому. Лікар розповів нам про те, що переломи, тріщини кісток бувають у людей різного віку, але частіше у літніх людей (більше у жінок), і відбувається це навіть від незначних навантажень або несильних ударів і падінь. Значить, питання, який зацікавив нас, дійсно актуальне для багатьох людей.

Предмет дослідження: міцність як якісна характеристика кісток.

Мета дослідження: дізнатися від чого залежить міцність кісток

завдання:

- вивчити наукову літературу та матеріали мережі Інтернет з даного питання;

- провести опитування населення;

- провести досліди по руйнуванню і формування кісткових тканин;

- дати рекомендації по збереженню міцності кісткової тканини.

Методи дослідження: аналіз літературних джерел і джерел мережі Інтернет, анкетування, досвідчений експеримент, спостереження.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ

Перш за все, ми з'ясували, яке визначення «міцності» дається в тлумачних словниках. У тлумачному словнику російської мови Дмитрієва «під міцністю будь-якого матеріалу мається на увазі його стійкість до навантажень, слабка схильність до руйнування». Словник Ушакова визначає міцність як «здатність довго зберігатися, протистояти руйнуванню, псуванню».

Звичайно, кістки людини мають міцність. Археологи знаходить останки (збереглися кістки) людей, тварин, які жили сотні років до нас. З навчальної літератури ми дізналися. Що кістки міцніше бетону і граніту. Говорячи про міцність кісток, вчені мають на увазі такі характеристики як твердість і пружність.

Вивчаючи спеціалізовану літературу, наукові статті мережі Інтернет, ми дізналися, що міцність кісток залежить від їх будови і їх хімічного складу. До складу кісток входять вода, органічні (білки, жири, вуглеводи) і неорганічні речовини (нерозчинні солі кальцію, магнію, фосфору і інші елементи). Ми вирішили дізнатися, які характеристики міцності кісток залежать від органічних, а які від неорганічних речовин. Для проведення досвіду ми взяли курячі кісточки (подібні за складом з кісткою людини), яйце, раковину (містять карбонат кальцію CaCO3 у великій кількості).

Спочатку ми видалили з кістки органічні речовини. Для цього ми кістка прожарили в духовій шафі, так як органічні речовини легко згорають (наприклад, сухе листя, гілки). У процесі прожарювання спостерігався неприємний запах «паленого»; в результаті куряча кісточка обвуглилася, форма залишилася колишньою. Після охолодження при механічному впливі вона розсипалася на дрібні, але тверді частинки. Значить, від органічних речовин залежить пружність і еластичність.

Наступний досвід ми провели з видалення з кістки неорганічних речовин. Ми ще не вивчали хімію, і тому вирішили звернутися за консультацією до вчителя хімії. Вона порадила нам провести досліди не тільки з курячої кісткою, але і з яйцем. Ми помістили в різні посудини з оцтовою кислотою курячу кісточку, сире яйце, черепашку, так як нерозчинні в воді солі розчиняються під дією кислот. Результат нас дуже здивував. Через два дні шкаралупа на яйці стала місцями «просвічувати»; на третій - стала практично непомітна. Ми дістали яйце з посудини, промили. З поверхні яйця розчинився кальцій. Оцтова кислота виділила з карбoната кальцію більш слабку летючу угoльную кислоту, котoрая розпадається на вуглекислий газ і вoду і утворює ацетат натрію.

2CH3COOH + CaCO3 = (CH3COO) 2Ca + H2O + CO2

Видимих ​​змін в кістки і мушлі не відбулося. Через 7 днів ми помітили, що черепашка розчинилася практично повністю, а кістка, яку ми витягли з банки, стала гнучкою (Додаток 1). Значить, нерозчинні солі надають кістки твердість.

Таким чином, дослідним шляхом ми довели, що міцність кісток залежить від поєднання органічних і неорганічних речовин. Якщо в складі кістки буде більше органічних речовин, це призведе до викривлення кісток, а більшу кількість мінеральних речовин викличе крихкість кісток.

З віком поєднання органічних і неорганічних речовин в складі кістки змінюється. Більше органічних речовин в кістках дітей, тому їх кістки еластичнішою. Чим старшою стає людина, тим більше в складі кісток стає солей, і кістки робляться крихкими. Низька мінеральна щільність кісток «може викликати остеопороз - підвищену крихкість кісткової тканини, прогресуюче захворювання, при якому кістки втрачають кальцій. Це дуже небезпечне захворювання, що характеризується пошкодженням кісткової тканини, що веде до переломів і деформації кісток. Остеопороз вражає весь скелет, але особливо - кістки стегна, передпліччя і хребці. Навіть слабкий удар може привести до перелому. Більш того, в разі хребців переломи можуть мати місце навіть за відсутності зовнішнього впливу - в результаті навантаження, створюваної власною вагою тіла [1].

Отже, міцність кісток залежить від їх хімічного складу.

П.Ф. Лесгафт довів, що якість кістки (її хімічний склад) змінюється в залежності від складу їжі. Він провів досвід з чотирма групами цуценят. Цуценят годували цуценят різною їжею: молочної, рослинної, м'ясної, змішаної. Виявилося, що найбільш міцні, великі кістки були у тварин, що харчуються молоком. У цуценят, що містяться на рослинній дієті, кістки були м'які і слабoразвітие; спостерігалися викривлення і переломи кінцівок [2].

Щоб кістки залишалися міцними, їм потрібен кальцій, магній, білок, вітаміни групи B, вітаміни D і K. Існують продукти, багаті цими речовинами. До них відносяться:

- молочні продукти містять велику кількість кальцію, вітаміну D;

- оселедець, сардини і лосось містять велику кількість омега-3 жирних кислот і вітаміну D. Цей вітамін сприяє оновленню клітин, які беруть участь в побудові кісток (остеобластів);

- мигдаль (багатий омега-3 жирними кислотами і білком);

- овочі із зеленим листям (велика кількість кальцію і вітаміну К);

- бобові - боби, квасоля, горох, соя - є джерелом вітамінів групи B (якщо в організмі людини рівень вітамінів B6 і В9 низький, то його кістки стають крихкими);

- фрукти і сухофрукти (в бананах, абрикосах, родзинках і інжирі міститься велика кількість калію, який перешкоджає вимиванню мінеральних речовин з кісток);

- яєчна шкаралупа як джерело кальцію, дуже корисна для нашого організму і легко їм засвоюється.

Робимо висновок, що міцність кісток залежить від правильного харчування.

Ми задумалися, чи дійсно можна заповнити дефіцит кальцію в організмі, чи можна зміцнити слабку кістка, якісно поліпшити хімічний склад кісткової тканини. Для підтвердження ми провели досвід. В отриманий після розкладання шкаралупи розчин (CH3COO) 2Ca ми додали Na. Це викликало бурхливу реакцію, піноутворення. Через кілька днів на тонкій оболонці яйця став з'являтися білий осад - це (Додаток 2). Це доводить, що нестача кальцію в організмі можна заповнити, організовуючи правильне харчування або вживаючи препарати кальцію.

Лесгафт писав: «Розвивається і міцніє тільки той орган, який активно функціонує. Якщо орган не тренувати, не давати йому навантаження, то він неминуче слабшає і атрофується ». Як показало проведене шведськими вченими дослідження, «фізична активність впливає на здоров'я кісток у майбутньому. Звичайні уроки фізкультури в школі позитивно вплинуть на кістки. Такими є результати дослідження вчених зі Шведського університету, які протягом 6-и років спостерігали за 800 дітьми у віковій групі від 7-ї до 9-ти років. Умови дослідження вимагали займатися фізкультурою не менше сорока хвилин на добу. Вчені фіксували всі дані про стан скелета учасників дослідження, а також окремо реєстрували переломи. Дослідники провели порівняльний аналіз результатів даних дітей, які займалися фізкультурою не більше години в тиждень. Таким чином, діти, які часто займалися спортом, мали 72 перелому, в той час як у інших дітей було зареєстровано 143 випадки. У активних дітей кісткова маса хребта вище. Саме за цим показником визначається ступінь міцності кісток в цілому, і якщо з самого дитинства даний індекс високий, то і протягом решти життя кістки будуть міцнішими »[3].

Вчені антропологи провели рентгеноскопічне й томографічне обстеження кісток, розкопаних археологами в штаті Іллінойс. Останки належали різним групам Homo sapiens, які проживали на цій території протягом останніх семи тисяч років .. Дослідників цікавило насамперед губчаста речовина кісток суглобів. Виявилося, що впала щільність губчастої речовини тільки при переході до осілого способу життя. Особливо яскраво цей процес проявився в кістках нижньої частини тіла. Отримані висновки говорять про те, що одним із засобів профілактики переломів і остеопорозу в похилому віці є фізичні вправи.

Значить, міцність кісток людини залежить від рухової активності. Регулярні фізичні вправи (ходьба, аеробіка, силові, вагові вправи) допоможуть зберегти кістки міцними і неламкий.

Крім того, вчені відзначають до серйозних порушень в організмі людини призводять стреси. Працівники університетів Австралії та Норвегії досліджували дані восьми тисяч людей. Вони робили їм аналізи і підтверджували діагнози. В результаті було отримано доказ, що депресія, а також більш серйозні психічні розлади викликають зниження мінеральної щільності кісток, що призводить до їх крихкості. Людям, які переносять стресові ситуації потрібно приймати кальцій і вітамін D, щоб зміцнити свої кістки [4].

ВИСНОВКИ

На підставі вивченого теоретичного матеріалу і результатів проведених дослідів можна зробити висновки про те, що міцність кісток людини залежить хімічного складу (співвідношення органічних і неорганічних речовин), і для збереження міцності кісток необхідні: правильне, збалансоване харчування, рухова активність, психічно комфортні умови життя.

Грунтуючись на даних висновках, ми пропонуємо ряд рекомендацій по збереженню міцності кісткової тканини (Додаток 3).

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

1. Остеопороз [Електронний ресурс] - Режим доступу http://www.orthodox.od.ua/main/7847-prochnost-kostej-cheloveka-zavisit-ot-ego-vesa.html#ixzz3OcUsxfFq
2. Самсонова, А.В. Внесок П.Ф. Лесгафта в біомеханіку О.В.. Самсонова // Праці кафедри біомеханіки: Міждисциплінарний збірник статей.- Вип.1.- СПб, 2007.- С. 4-11.
3. Вплив занять фізкультурою на кістки людини - [Електронний ресурс] - Режим доступу: http://medvesti.com/zdorovie/sport/26033
4. Науково-популярний журнал, «Наука 21 століття» [Електронний ресурс] - Режим доступу: http://mignews.ru

Додаток 1

Сире яйце опустили в розчин оцтової кислоти.

Під впливом оцтової кислоти карбонат кальцію розчинився, яйце «втратило» шкаралупу, кістка стала гнучкою.

Додаток 2

Реакція взаємодії розчину _________________ і _________________

Через кілька днів на тонкій оболонці яйця (в даному випадку, при необережному поводженні, у яйця була порушена оболонка) став з'являтися білий осад.

додаток 3

Щоб в юності і в старості

Чи не переслідували Вас небезпеки,

Не стали б крихкими кісточки,

І щоб не ходити Вам з паличкою,

Потрібно правильно харчуватися!

Потрібно спортом займатися!

Добрим і спокійним бути!

Всіх навколо себе любити!

ПАМ'ЯТАЙ !! Щоб кістки залишалися здоровими і міцними, їм потрібен кальцій , магній , білок , вітаміни групи B, вітаміни D і K.

Рекомендовані продукти:

- молочні продукти;

- оселедець, сардини і лосось;

- мигдаль, волоський горіх;

- шпинат, брокколі, салат;

- боби, квасоля, горох, соя;

- фрукти і сухофрукти (банани, абрикоси, родзинки, інжир)

Дивовижний джерело кальцію!

Яєчна шкаралупа як джерело кальцію, відмінно підходить для нашого організму і легко їм засвоюється. Як правильно вживати яєчну шкаралупу? Курячі яйця вимити в теплій воді з милом. Розтерти яєчну шкаралупу в порошок (краще в ступці). Приймати щодня під час сніданку з кашею або запіканкою з 1-8 грам залежно від віку.

Фізкультура - найкращий помічник!

Дуже важливо займатися фізкультурою в дитинстві і юності - це найкращий час для збільшення маси кістки. Не забувайте про сонячні ванни і масажні процедури!