Из губчатого вещества построены эпифизы трубчатых костей, тела позвонков, ребра, грудина, тазовые кости, ряд костей кисти и стопы. Компактное вещество у этих костей образует лишь поверхностный слой.
Структурно-функциональной единицей кости является остеон, или гаверсова система, который представлен концентрически расположенными костными пластинками (гаверсовыми), которые в виде цилиндров разного диаметра вложены друг в друга и окружают гаверсов канал (рис. 5). В последнем проходят кровеносные сосуды и нервы. Между остеонами расположены вставочные, или промежуточные, пластинки, которые идут во всех направлениях. В костях постоянно происходят процессы новообразования и разрушения остеонов. Вставочные пластинки представляют собой оставшиеся части подвергшихся разрушению старых остеонов.
Диафиз трубчатой кости представляет собой полый цилиндр, стенками которого является компактное вещество. Полость диафиза называется костномозговым каналом. Этот канал заполнен красным или желтым костным мозгом.
Рис. 5. Строение остеона: а — костная ткань; б — остеон (реконструкция); в — продольный срез остеона
Эпифизы трубчатой кости построены из губчатого вещества. Компактное вещество покрывает эпифизы только снаружи сравнительно тонким слоем. Аналогичное строение имеют широкие и короткие кости. Пластинки губчатого вещества в каждой кости расположены строго упорядоченно: они совпадают с направлением сил наибольшего сжатия и растяжения.
Известно, что в архитектурных сооружениях полые колонны (трубчатые) имеют большую прочность на единицу массы, чем цельные. Следовательно, остеонная конструкция обеспечивает высокую степень прочности кости. Группы остеонов, располагаясь по линиям наибольших нагрузок, формируют костные перекладины губчатого вещества и костные пластинки компактного вещества. При усилении или ослаблении функциональных нагрузок архитектоника губчатого вещества изменяется, часть перекладин рассасывается или развиваются новые системы костных балок. После срастания переломов изменяется трубчатая структура кости (как макро-, так и микроскопическая) и существенно снижается ее механическая прочность.
Прочность кости у здорового взрослого человека больше, чем прочность некоторых строительных материалов: она примерно такая же, как у чугуна. Исследования по изучению прочности проводились еще в XIX в. Так, по данным П.Ф.Лесгафта, бедренная кость человека при растяжении выдерживала нагрузку 5500 Н/см2, при сжатии — 7787 Н/см2. Большеберцовая кость выдерживала при сжатии нагрузку 1650 Н/см2, что может сравниться с грузом, равным массе тел более чем 20 человек. Указанные цифры свидетельствуют о высокой степени резервных возможностей костей по отношению к различным нагрузкам.
Упругость — это свойство возвращать исходную форму после прекращения действия внешней среды. Упругость кости равна упругости твердых пород дерева. Она, так же, как и прочность, зависит от макро- и микроскопического строения и химического состава кости.
Химический состав кости. Химический состав кости зависит от ее состояния, возрастных и индивидуальных особенностей. Свежая кость взрослого человека содержит 50 % воды, 16 % жира, 12 % органических и 22 % неорганических веществ. Высушенная и обезвоженная кость примерно на 2/3 состоит из неорганического вещества и на 1/3 — из органического.
Неорганическое вещество представлено преимущественно солями кальция в виде субмикроскопических кристаллов гидроксиапатита. С помощью электронного микроскопа установлено, что оси кристаллов параллельны костным волокнам. Из кристаллов гидроксиапатита формируются минеральные волокна.
Органическое вещество кости называется «оссеин». Это белок, представляющий собой разновидность коллагена и образующий основное вещество кости. Синтезируется оссеин костными клетками — остеобластами. Следует отметить, что костный матрикс кроме оссеина содержит минеральные вещества.
Если обработать кость кислотой, т.е. провести декальцинацию, то минеральные соли удаляются. Такая кость, состоящая только из органического вещества, сохраняет все детали формы, но отличается чрезвычайной гибкостью и эластичностью. При удалении органического вещества путем сжигания эластичность кости теряется, а оставшееся вещество становится хрупким. Неорганические вещества придают кости прочность и хрупкость.
Количественное соотношение органических и неорганических веществ в костях зависит прежде всего от возраста и изменяется под влиянием различных причин (климатических условий, питания, заболеваний организма). Так, у детей кости значительно беднее минеральными веществами (неорганическими), поэтому отличаются большей гибкостью и меньшей твердостью. У пожилых людей, наоборот, уменьшается количество органических веществ. В этом возрасте кости становятся более хрупкими, при травмах в них часто возникают переломы.
РАЗВИТИЕ КОСТЕЙ. Костная ткань начинает формироваться у человеческого зародыша в середине II месяца внутриутробной жизни, когда уже сформировались все остальные ткани. Развитие костей может происходить двумя способами: на основе соединительной ткани и на основе хряща.
Кости, формирующиеся на основе соединительной ткани, называются первичными. К ним относятся кости крыши черепа, кости лицевого черепа. Процесс окостенения первичных костей носит название «эндесмальный». Он осуществляется следующим образом: в центре соединительнотканной закладки появляется точка окостенения, которая затем разрастается в глубину и по поверхности. В конечном итоге от первоначального соединительнотканного пласта неизменным остается лишь самый поверхностный слой, который затем превращается в надкостницу.
Кости, развивающиеся на основе хряща, называют вторичными: они проходят соединительнотканную, хрящевую и, в последнюю очередь, костную стадии. К вторичным костям относятся кости основания черепа, туловища и конечностей.
Рассмотрим развитие вторичной кости на примере длинной трубчатой кости. К концу II месяца внутриутробного периода на месте будущей кости определяется хрящевая закладка, которая по форме напоминает кость. Хрящевая закладка покрыта надхрящницей. В области будущего диафиза кости надхрящница превращается в надкостницу. Под ней откладываются соли кальция, и хрящевые клетки начинают погибать. На их месте из надкостницы появляются костные клетки — остеобласты, и окостенение идет от периферии вовнутрь. Этот этап окостенения вторичных костей называют перихондральным. В дальнейшем отмечается постепенное нарастание новых слоев кости со стороны надкостницы.
В эпифизах окостенение начинается позже: из костной точки, появляющейся внутри хрящевой закладки эпифиза и идет от центра к периферии. Данный процесс окостенения называют энхондральным. После завершения энхондрального окостенения за счет надкостницы по краю хрящевой закладки эпифиза развивается периостальная кость — тонкая пластинка компактного вещества. Хрящевая прослойка остается между эпифизом и диафизом — это метаэпифизарный хрящ. Он является зоной роста кости в длину и после прекращения роста кости исчезает.
В длинных трубчатых костях (бедренной, плечевой, костях голени и предплечья) обычно формируются отдельные точки окостенения в каждом эпифизе. Прирастание эпифизов к диафизу происходит после рождения. Так, нижний эпифиз большеберцовой кости прирастает к 22-летнему возрасту, а верхний — к 24-летнему. В эпифизах некоторых трубчатых костей появляется одновременно несколько точек окостенения. Так, например, в верхнем эпифизе плечевой кости — три точки, в нижнем — четыре. Объемные кости и кости основания черепа также окостеневают по энхондральному типу. В плоских костях процесс окостенения идет в обратном порядке, т.е. периостальное окостенение предшествует энхондральному.
Процесс окостенения скелета у ребенка может ускоряться или замедляться, что обусловлено генетическими и гормональными факторами, различными воздействиями окружающей среды. Для оценки процесса развития скелета введено понятие «костный возраст», о котором судят по числу точек окостенения в костях и по срокам их слияния. Для этого обычно делают рентгеновские снимки кисти, так как в этой части тела особенно четко выявляется возрастная динамика появления точек окостенения. Костный возраст не всегда совпадает с паспортным. Так, у одних детей процесс окостенения завершается на 1-2 года раньше положенного срока, у других — на 1-2 года отстает. Начиная с 9 лет, отчетливо выявляются половые различия окостенения, у девочек этот процесс происходит быстрее. Рост тела в высоту у девушек завершается в 16-17 лет, у юношей — в 17-18 лет. В дальнейшем прирост длины тела составляет около 2 %.
При старении в различных частях скелета происходит разрежение кости — остеопороз. В трубчатых костях отмечается рассасывание кости на внутренней поверхности диафиза, в результате расширяется костномозговая полость. Вместе с этим наблюдается отложение солей кальция и развитие костной ткани на внешней поверхности костей, под надкостницей. Нередко в местах прикрепления связок и сухожилий, а также по краям суставных поверхностей формируются костные выросты — остеофиты.
КЛАССИФИКАЦИЯ КОСТЕЙ. Подходы к классификации костей весьма разнообразны. Наиболее целесообразно классифицировать кости по расположению, форме и строению, развитию.
ПО РАСПОЛОЖЕНИЮ выделяют: кости черепа, кости туловища и конечностей.
ПО ФОРМЕ И СТРОЕНИЮ различают четыре вида костей туловища и конечностей: трубчатые, плоские, объемные и смешанные.
ПО РАЗВИТИЮ КОСТИ классифицируют на первичные (развиваются из соединительной ткани), вторичные (развиваются из хряща) и смешанные.
Трубчатые кости на распиле имеют в диафизе полость. По величине они могут быть разделены на длинные (плечевая, кости предплечья, бедренная, кости голени, ключица) и короткие (кости пясти, плюсны, фаланги пальцев).
Плоские кости на распиле представлены преимущественно однородной массой губчатого вещества. Они обширны по площади, но толщина их незначительна (тазовые кости, грудина, лопатки, ребра). Объемные кости в большинстве случаев, так же, как и плоские, на распиле содержат однородную массу губчатого вещества; их длина, высота и ширина примерно одинаковы (кости запястья, кости предплюсны). Смешанные кости отличаются специфичностью и сложностью формы. В их составе встречаются элементы строения объемных и плоских костей (позвонки).
Кости черепа также различаются по расположению, развитию и строению. По расположению их подразделяют на кости мозгового черепа и лицевого черепа, по развитию — на первичные (эндесмальные) и вторичные (энхондральные).
По внутреннему строению выделяют три вида костей черепа:
1) кости, состоящие из диплоического вещества (губчатого вещества с мелкими ячейками), — диплоические (теменная, затылочная, лобная кости, нижняя челюсть);
2) кости, содержащие воздушные полости, — пневматизированные (височная, клиновидная, решетчатая, лобная кости и верхняя челюсть);
3) кости, построенные преимущественно из компактного вещества, — компактные (слезная, скуловая, нёбная, носовая кость, нижняя носовая раковина, сошник, подъязычная кость).
СКЕЛЕТ ТУЛОВИЩА образуют: позвоночный столб, или позвоночник, и грудная клетка.
Позвоночник взрослого человека состоит из 24 свободных позвонков, крестца и копчика. Свободные позвонки разделяются на шейные (7), грудные (12) и поясничные (5). Крестец представлен 5 сросшимися между собой крестцовыми позвонками. Копчик состоит из 3-5 сросшихся рудиментарных позвонков. Грудную клетку образуют грудина и 12 пар ребер с соответствующими грудными позвонками.
Общие черты строения позвонков. Позвонок, vertebra, состоит из тела, дуги и отростков. Тело позвонка обращено вперед и является его опорной частью. Кзади от тела расположена дуга позвонка, которая соединяется с телом при помощи ножки дуги позвонка, образуя позвоночное отверстие (рис. 6). Отверстия всех позвонков, соединенных вместе, составляют позвоночный канал, в котором находится спинной мозг.
На дуге позвонка расположено 7 отростков. Сзади, по срединной линии, отходит непарный остистый отросток. Во фронтальной плоскости расположен парный поперечный отросток. Вверх и вниз от дуги отходят парные верхний и нижний суставные отростки. Основания суставных отростков ограничивают верхнюю и нижнюю позвоночные вырезки. Нижние вырезки глубже, чем верхние. При соединении позвонков друг с другом нижняя и верхняя вырезки образуют межпозвоночное отверстие, через которое проходят спинномозговые нервы и кровеносные сосуды.
СТРОЕНИЕ СКЕЛЕТА ТУЛОВИЩА. Шейные позвонки, vertebrae cervicales (СI-CVII), составляют верхний отдел позвоночного столба. Характерной особенностью шейных позвонков является наличие отверстия в поперечном отростке, где проходят позвоночные артерия и вена.
Рис. 6. Поясничный позвонок:
A — вид сверху; б — вид сбоку; 1 — тело позвонка; 2 — ножка дуги позвонка; 3 — верхний суставной отросток; 4 — нижний суставной отросток; 5 — остистый отросток; 6 — дуга позвонка; 7 — поперечный отросток; 8 — отверстие позвонка; 9 — нижняя позвоночная вырезка; 10 — верхняя позвоночная вырезка
Два верхних шейных позвонка отличаются от прочих, поэтому их называют атипичными. Остальные позвонки построены по общему принципу: тела их относительно небольшой величины и имеют форму эллипса, позвоночное отверстие большое, треугольной формы (рис. 7).
Рис. 7. Шейные позвонки:
а — атлант; б — осевой; в — VII шейный; 1 — поперечный отросток; 2 — латеральная масса; 3 — передняя дуга; 4 — верхняя суставная поверхность; 5 — отверстие поперечного отростка; 6 — борозда позвоночной артерии; 7 — задняя дуга; 8 — отверстие позвонка; 9— зубовидный отросток (зуб); 10 — верхушка зуба; 11 — верхняя суставная поверхность; 12 — нижний суставной отросток; 13 — остистый отросток; 14 — тело позвонка; 15 — верхний суставной отросток
Поперечные отростки заканчиваются двумя бугорками — передним и задним. Передний бугорок VI шейного позвонка развит сильнее, чем у других. Он называется «сонный бугорок», так как к нему можно прижать сонную артерию при кровотечении.
Остистые отростки короткие, направлены несколько книзу и на конце раздвоены. Остистый отросток VII шейного позвонка более длинный, утолщен на конце, поэтому данный позвонок носит название «выступающий» (его верхушка хорошо прощупывается под кожей).
Суставные отростки шейных позвонков короткие, расположены косо между фронтальной и горизонтальной плоскостями.
На форму двух первых шейных позвонков оказало влияние ближайшее соседство с черепом. С их участием происходит вращение головы, поэтому они получили название «вращательные позвонки».
I шейный позвонок — атлант, atlas (CI), не имеет тела, лишен остистого и суставных отростков. По бокам расположены латеральные массы, верхние поверхности которых сочленяются с мыщелками затылочной кости; нижние суставные поверхности слегка вогнуты, сочленяются со II шейным позвонком. Задняя дуга атланта соответствует дуге типичного позвонка. На верхней поверхности дуги кзади от боковой массы идет борозда позвоночной артерии. На месте тела у атланта имеется передняя дуга, на которой видна площадка д ля соединения с зубовидным отростком (зубом) II шейного позвонка.
II шейный позвонок — осевой, axis (СII), резко отличается от типичных шейных позвонков тем, что на верхней поверхности его тела находится зубовидный отросток, или зуб, dens, который по развитию представляет собой переместившееся тело атланта. При сочленении I и II шейных позвонков зуб играет роль оси, вокруг которой атлант вращается вместе с черепом. На верхних суставных отростках по бокам от зуба находятся суставные поверхности для сочленения с нижними суставными ямками боковых масс атланта.
Грудные позвонки, vertebrae thoracicae (ThI-ThXII), значительно крупнее шейных. Высота тел грудных позвонков от I к XII постепенно нарастает. Поперечный размер их также увеличивается. Для грудных позвонков характерно наличие реберных ямок, расположенных на боковых поверхностях тела и поперечных отростках, которые служат для соединения с ребрами (рис. 8). Суставные отростки грудных позвонков стоят во фронтальной плоскости, суставная поверхность верхних обращена назад, нижних — вперед. Поперечные отростки спереди имеют суставную ямку для сочленения с бугорком ребра. Остистые отростки грудных позвонков длиннее, чем шейных, наклонены книзу и черепицеобразно накладываются друг на друга.
Поясничные позвонки, vertebrae lumbales (LI-LV), имеют массивное тело бобовидной формы. Высота и ширина тела постепенно увеличиваются от I к V позвонку. Позвоночное отверстие большое по сравнению с другими позвонками. Суставные отростки хорошо выражены, их суставные поверхности расположены в сагиттальной плоскости: у верхних отростков они направлены медиально, у нижних — латерально. Поперечные отростки расположены во фронтальной плоскости, концы их отклонены кзади. Остистые отростки короткие, плоские, с утолщенными краями, расположены почти на одном уровне с телом позвонка.
Рис. 8. Грудной позвонок (вид сбоку):
Верхний суставной отросток; 2 — верхняя позвоночная вырезка; 3 — верхняя реберная ямка; 4 — тело позвонка; 5 — нижняя реберная ямка; 6 — нижняя позвоночная вырезка; 7 — нижний суставной отросток; 8 — остистый отросток; 9 — поперечный отросток; 10 — реберная ямка
Крестец, os sacrum, состоит их пяти крестцовых позвонков (SI— Sv), которые у взрослого человека срастаются в одну кость. В крестце различают верхний широкий отдел — основание, нижний — узкий — верхушку; переднюю (вогнутую) — тазовую и заднюю (выпуклую) поверхности, а также боковые (латеральные) части (рис. 9).
Основание крестца имеет верхние суставные отростки, которые сочленяются с нижними суставными отростками V поясничного позвонка. Место соединения основания крестца с телом этого позвонка образует выступ, направленный вперед, — мыс.
На тазовой поверхности крестца видны горизонтально ориентированные четыре поперечные линии — следы сращений тел крестцовых позвонков. На концах этих линий справа и слева открываются передние (тазовые) крестцовые отверстия — места выхода передних ветвей крестцовых спинномозговых нервов.
На дорсальной поверхности крестца находятся задние (дорсальные) крестцовые отверстия для выхода задних ветвей крестцовых спинномозговых нервов. Кнаружи от дорсальных крестцовых отверстий расположены парные латеральные части, на которых находятся суставные ушковидные поверхности. С ними соединяются такие же поверхности тазовой кости. Кзади от суставных поверхностей располагается крестцовая бугристость
Рис. 4.9. Крестец и копчик:
А — вид спереди; б — вид сзади; 7 — копчик; 2 — верхушка крестца; 3 — поперечные линии; 4 — передние крестцовые отверстия; 5 — боковая часть; 6 — основание крестца; 7 — крестцовая бугристость; 8— срединный крестцовый гребень; 9 — латеральный крестцовый гребень; 10— промежуточный крестцовый гребень; 77 — крестцовый канал; 12 — копчиковый рог; 13 — задние крестцовые отверстия; 14 — ушковидная поверхность
При срастании крестцовых позвонков в единую кость позвоночные отверстия образуют крестцовый канал, заканчивающийся внизу крестцовой щелью. Тазовые и дорсальные крестцовые отверстия соединяются с крестцовым каналом межпозвоночными отверстиями.
Копчик, os coccygis, у взрослого человека состоит из 3-5 рудиментарных позвонков (CoI—СоIII). Только у I копчикового позвонка кроме тела сохраняются рудименты верхних суставных отростков — копчиковые рога, соединяющиеся посредством связок с крестцовыми рогами. Остальные позвонки имеют округлую форму и маленькие размеры.
Ребра, costae, — кости, соединенные попарно с грудными позвонками (12 пар). У каждого ребра выделяется задняя, более длинная, — костная часть и передняя, более короткая, — хрящевая (реберный хрящ). Семь пар верхних ребер (I-VII) хрящевыми частями соединяются с грудиной — истинные ребра. Хрящи VIII-X пар ребер соединяются с хрящом вышележащего ребра, образуя ложные ребра; XI и XII пары ребер имеют короткие хрящевые части, которые заканчиваются в мышцах брюшной стенки — колеблющиеся ребра (рис. 10).
В костной части ребра выделяют головку, шейку и тело (рис. 11). Головка ребра соединяется с телом позвонка. За головкой задний конец ребра суживается, образуя шейку ребра, которая переходит в самый длинный отдел — тело. Между шейкой и телом находится бугорок, который служит для сочленения с поперечным отростком соответствующего грудного позвонка.
Рис. 10. Грудная клетка (вид спереди):
Дата: 2019-07-24, просмотров: 209.
