2.1.2. Строение скелета

Скелет (от греч. skeleton – высохший, высушенный) представляет собой комплекс костей, выполняющих опорную, защитную, локомоторную функции. Скелет человека – совокупность костей, пассивная часть опорно-двигательного аппарата. Служит опорой мягким тканям, точкой приложения мышц (рычажная система), вместилищем и защитой внутренних органов. В состав скелета входит более 200 костей, из них 33–34 непарные (рис. 2.3). Самая длинная кость скелета – бедренная кость, а самая маленькая – стремя в среднем ухе.

Рис. 2.3. Скелет человека

Скелет образует вместилища для жизненно важных органов, защищая их от внешних воздействий: в полости черепа расположен головной мозг, в позвоночном канале – спинной, в грудной клетке – сердце и крупные сосуды, легкие, пищевод и др., в полости таза – мочеполовые органы. Кости участвуют в минеральном обмене, они являются депо кальция, фосфора и т. д. Живая кость содержит витамины A, D, С и др.

Скелет человека устроен по общему для всех позвоночных животных принципу. Кости скелета подразделяются на две группы: осевой скелет и добавочный скелет. К осевому скелету относятся кости, лежащие посередине и образующие остов тела; это все кости головы и шеи, позвоночник, рёбра и грудина. Добавочный скелет составляют ключицы, лопатки, кости верхних конечностей, кости таза и кости нижних конечностей.

Все кости скелета делят на подгруппы:

Осевой скелет

Череп – костная основа головы, является вместилищем головного мозга, а также органов зрения, слуха и обоняния. Череп имеет два отдела: мозговой и лицевой.

Грудная клетка – имеет форму усечённого сжатого конуса, является костной основой груди и вместилищем для внутренних органов.

Позвоночник, или позвоночный столб – является главной осью тела, опорой всего скелета; внутри позвоночного канала проходит спинной мозг.

Добавочный скелет

Пояс верхних конечностей – обеспечивает присоединение верхних конечностей к осевому скелету. Состоит из парных лопаток и ключиц.

Верхние конечности – максимально приспособлены для выполнения трудовой деятельности. Конечность состоит из трёх отделов: плеча, предплечья и кисти.

Пояс нижних конечностей – обеспечивает присоединение нижних конечностей к осевому скелету, а также является вместилищем и опорой для органов пищеварительной, мочевыделительной и половой систем.

Нижние конечности – приспособлены для опоры и перемещения тела в пространстве во всех направлениях, кроме вертикально вверх (не считая прыжка).

В течение жизни скелет постоянно претерпевает изменения. Во время внутриутробного развития хрящевой скелет плода постепенно замещается костным. Этот процесс продолжается также и в течение нескольких лет после рождения. Детский скелет содержит большое количество мелких косточек, которые срастаются в крупные кости только к определённому возрасту. Это, например, кости черепа, таза и позвоночника. Крестцовые позвонки, срастаются в единую кость (крестец) только в возрасте 18–25 лет.

Скелет ребенка и взрослого человека отличаются по пропорциям (рис. 2.4). Отдельные части скелета можно различить уже у 5-недельного зародыша (размером с горошину), у которого наиболее заметной частью является позвоночник, образующий выразительную дугу. Скелет новорожденного ребёнка состоит более чем из 300 косточек, в процессе взросления часть из них срастается и в скелете взрослого их остаётся лишь 206.

Мужской и женский скелеты также имеют свои отличительные черты. Они в целом построены по одному типу и кардинальных различий между ними нет. Различия заключаются лишь в немного изменённой форме или размерах отдельных костей и, соответственно, включающих их структур. Кости конечностей и пальцев у мужчин в среднем длиннее и толще. У женщин более широкий таз, а также более узкая грудная клетка, менее угловатые челюсти и слабее выражены надбровные дуги и затылочные мыщелки.

Рис. 2.4. Пропорции скелета взрослого человека (А) и ребенка (Б)

Череп – костная основа головы, является вместилищем головного мозга, а также органов зрения, слуха и обоняния (рис. 2.5.).

Рис. 2.5. Строение черепа взрослого человека

Череп имеет два отдела: мозговой и лицевой. Череп человека состоит из 23 костей, 8 парных и 7 непарных. Кости крыши черепа человека плоские, состоят из более толстой наружной и тонкой внутренней пластинки плотного вещества; между ними заключено губчатое вещество, в ячейках которого находится крас­ный костный мозг и многочисленные кровеносные сосуды.

Череп новорожденного имеет те же кости, что и череп взрослого, но они намного меньше. Имеются существенные различия в пропорциях черепа, размерах и форме костей и в том, как они соединены (рис.2.6).

Если бы все кости черепа ребенка росли одинаково до достижения взрослого размера, мы бы по окончании этого процесса выглядели совсем иначе. На самом деле по мере роста пропорции черепа меняются, то есть кости растут с разной скоростью. Наиболее радикально меняется лицо.

Рис. 2.6. Череп новорожденного

У новорожденного мозговая часть черепа примерно в восемь раз больше лицевой, в то время как у взрослого – больше только в три раза. Это происходит потому, что мозг развивается быстро и достигает взрослого размера на ранней стадии жизни, тогда как челюсти, зубы и относящиеся к ним мышцы развиваются в течение более длительного времени. При рождении окружность черепа в среднем – около 33 см, а объем мозга – 400 мл. К двум годам окружность черепа достигает 47 см, а объем мозга – уже 1000 мл. Для сравнения: окружность головы взрослого – около 55 см, а объем мозга – около 1400 мл. Глазницы новорожденного сравнительно велики, и их основание находится почти на уровне полости носа.

Роднички – главная особенность черепа новорожденного родничок.

Роднички – фиброзные мембраны, закрывают промежутки между растущими костями свода черепа. Они, как и широкие швы, позволяют костям черепа скользить и заходить друг на друга во время прохождения головы через узкий родовой канал. Это часто приводит к временной деформации черепа при родах. Имеется шесть родничков, расположенных в углах теменных костей.

Грудная клетка образуется грудиной, рёбрами, позвоночником, а также мышцами. Грудная клетка содержит в себе грудную полость, а также из-за изогнутости диафрагмы верхнюю часть брюшной полости. Укреплённая внутри и снаружи на грудной клетке дыхательная мускулатура обеспечивает дыхание у сухопутных позвоночных.

Грудная клетка человека несколько сжата, ее переднезадний размер значительно меньше поперечного. Форма грудной клетки зависит от пола, телосложения, физического развития и возраста. Грудная клетка состоит из 12 грудных позвонков, 12 пар рёбер и грудины (рис. 2.7).

Рис. 2.7. Грудная клетка:

1 – тело грудины, 2 – рукоятка грудины, 3 – верхняя апертура грудной клетки, 4 – ключица, 5 – лопатка, 6 – ребра, 7 – мечевидный отросток грудины, 8 – реберная дуга

Передне- и заднебоковые отделы грудной клетки образованы ребрами. I–VII ребра называются истинными, каждое из них достигает грудины посредством своего хряща; VIII–X –ложными, концы их хрящей срастаются между собой и с хрящами нижних ребер, образуя реберную дугу; XI–XII–колеблющиеся, их передние концы не доходят до грудины и теряются в верхних отделах передней брюшной стенки.

На внутренней поверхности каждого ребра по его нижнему краю про­ходит борозда, в которой располагаются межреберные нерв, артерия и вены.

Грудина представляет собой плоскую кость, на середине верхнего края которой находится яремная вырезка, которая легко прощупывается у живого человека. По бокам от яремной вырезки имеются ключичные вырезки для соединения с ключицами. Грудина у мужчин длиннее, чем у женщин. Грудина располагается непосредственно под кожей и содержит красный костный мозг. Поэтому при необходимости исследования костного мозга обычно делают пункцию грудины.

Позвоночник, или позвоночный столб – является главной осью тела, опорой всего скелета; внутри позвоночного канала проходит спинной мозг. Позвоночник связывает части тела, выполняет защитную и опорную функции для спинного мозга и выходящих из позвоночного канала корешков спинно­мозговых нервов. Верхний конец позвоночника поддерживает голову. Скелет верхней и нижней свободных конечностей прикрепляется к скелету туловища (позвоночник, грудная клетка) посредством поясов. Положение и форма позвоночника человека обусловливают возможность прямохождения.

У стоящего человека позвоночный столб в сагиттальной плоскости обнаруживает двойную S-образную изогнутость. Эта изогнутость представлена двумя выпуклостями, направленными вперед (шейный и поясничный лордозы), и двумя прогнутостями, ориентированными в том же направлении (грудной и крестцовый кифозы) (рис. 2.8). Такой профиль придает позвоночнику свойства гибкого стержня, наподобие эластичной пружины, необходимой для амортизации вертикальных нагрузок, например при беге и прыжках.

Рис. 2.8. Схема строения позвоночника:

I– шейный отдел; II– грудной отдел, III – поясничный отдел, IV – крестцовый отдел, V – копчиковый отдел; А – шейный лордоз, Б – грудной кифоз, В – поясничный лордоз, Г – крестцовый кифоз

Будучи весьма прочным, позвоночный столб удивительно подвижен. Наиболее подвижным является шейный отдел позвоночника. Грудной отдел позволяет совершать вращательные движения, в то время как для поясничного отдела основным типом движения является сгибание-разгибание. Свобода движения в основном определяется связками, способностью мышц к растяжению и зависит от телосложения.

Позвоночник состоит из ряда лежащих один на другом позвонков. Наиболее типично следующее их количество: шейных – 7, грудных – 12, поясничных – 5, крестцовых – 5, копчиковых – 4. У новорожденного ребенка число позвонков 33 или 34. У взрослого человека позвонки нижнего отдела срастаются, образуя крестец и копчик.

Позвонки разных отделов отличаются по форме и величине. Позвоночные отверстия всех позвонков образуют длинный позвоночный канал, в котором залегает спинной мозг, надежно защищенный стенками канала (рис. 2.9). В позвоночном столбе между телами позвонков находятся межпозвоночные диски, построенные из волокнистого хряща. Соединения позвонков образуют межпозвоночное отверстие, через которое проходит спинно-мозговой нерв.

Рис. 2.9. Соединение позвонков

Межпозвонковый диск является существенной частью подвижного элемента позвоночника, он состоит из внешнего кольца плотной фиброзной ткани и находящегося в центре гелеобразного содержимого. Диск соединен с телом соседнего позвонка, и оба позвонка фиксируются передними и задними продольными связками. Наряду с телом позвонков, их отростки и дуги прочно соединены системой связок. По своей функции межпозвонковые диски подобны автомобильным амортизаторам. При нагрузке (вертикальное положение туловища) они сжимаются, а при снятии нагрузки (в положении лежа) снова при­нимают первоначальную форму. Повреждение диска может приводить к сжатию спинно-мозгового корешка, что вызывает боль или слабость нижних конечностей.

В крестцовом канале находятся терминальная нить спинного мозга и корешки поясничных и крестцовых спинно-мозговых нервов. Копчиковые позвонки срастаются в возрасте от 12 до 25 лет, причем этот процесс идет в направлении снизу вверх.

Пояс верхних конечностей – обеспечивает присоединение верхних конечностей к осевому скелету. Состоит из парных лопаток и ключиц, которые прикреплены к грудной клетке с помощью мышц и связок, а спереди посредством сустава сочленяются с грудиной

Верхние конечности – максимально приспособлены для выполнения трудовой деятельности. Конечность состоит из трёх отделов: плеча, предплечья и кисти.

Ключица – парная, S-образно изогнутая трубчатая кость, легко прощупывается у человека. Функциональная роль ключицы очень важна – она как бы отодвигает плечевой сустав от грудной клетки, обусловливая свободу движений руки.

Лопатка – плоская кость треугольной формы, прилежащая к задней поверхности грудной клетки своей реберной поверхностью. В процессе эволюции гоминоидов лопатка существенно изменилась, длина ее уменьшилась по сравнению с шириной, угол ости с плоскостью лопатки достигает прямого угла, в то время как у человекообразных обезьян он не превышает 59°.

Кости свободной верхней конечности. Плечевая кость – длинная трубчатая кость, сочленяющаяся с лопаткой. Внизу плечевая кость заканчивается сложно устроенным мыщелком. Локтевая и лучевая кости – также длинные трубчатые кость.

Кисть делится на три отдела: запястье, пясть и пальцы. Скелет кисти образован 27 костями. Кости запястья в количестве 8 костей располагаются в два ряда, далее размещены 5 костей пясти, сочленяющихся с фалангами (короткие трубчатые кости) пальцев. У большого пальца две фаланги, у остальных четырех – по три.

В процессе эволюции рука ископаемых гоминид благодаря труду постепенно совершенствовалась и превратилась в орган, который способен выполнять самые тонкие и совершенные движения. В процессе эволюции кисть человека приобрела ряд важных структурных особенностей, основными из ко­торых являются уменьшение относительной длины кисти и преобразование седловидно запястно-пястного сустава большого пальца, его смещение из плоскости прочих пальцев в направлении ладони, что привело к способности противопоставлять большой палец другим.

Пояс нижних конечностей обеспечивает присоединение нижних конечностей к осевому скелету, а также является вместилищем и опорой для органов пищеварительной, мочевыделительной и половой систем.

Тазовая кость – парная плоская кость, образована сросшимися подвздошной, лобковой и седалищной костями (рис. 2.10). Хрящевая пластинка между седалищной и лобковой костями исчезает примерно в 6-летнем возрасте. Окончательное сраще­ние трех костей происходит в 12–14 лет у девочек и в 15–16 лет у мальчиков.

Рис. 2.10. Таз женский:

1 – большой таз, 2 – крыло подвздошной кости, 3 – подвздошный гребень, 4 – верхняя передняя подвздошная ость, 5 – нижняя передняя подвздошная ость, 6 – малый таз, 7 – вертлужная впадина, 8 – гребень лобковой кости,9 – лобковый бугорок, 10 – седалищная кость, 11 – седалищный бугор,12 – нижняя ветвь лобковой кости,13 – подлобковая дуга, 14 – запирательное отверстие, 15 – правый крестцово-подвздошный сустав, 16 – крестец

Кости свободной нижней конечности. Бедренная кость – наиболее крупная, массив­ная трубчатая кость. Длинная шейка, соединяющая головку с телом кости, расположена под углом. У мужчин этот угол тупой (около 130°), у женщин почти прямой. С возрастом угол увеличивается (рис. 2.11).

Тело бедренной кости изогнуто кпереди. Эта специфическая особенность, присущая человеку разумному, отсутствует у антропоморфных обезьян, питекантропов и синантропов и появляется лишь у неандертальцев.

Рис. 2.11. Угол наклона шейки бедренной кости к диафизу:

а – у взрослого; б – у 3-х летнего ребенка; в – у пожилого человека

Надколенник лежит в толще сухожилия четырехглавой мышцы бедра. Надколенник легко прощупывается у живого человека.

Большеберцовая кость – единственная из двух костей голени, которая сочленяется с бедренной. Это обусловило ее большую массивность. Малоберцовая кость – более тонкая длинная трубчатая кость.

В стопе различают предплюсну, плюсну и пальцы. Стопа человека выполняет строго спе­циализированную функцию передвижения и опоры. С этим связано ее строение по типу прочной и упругой сводчатой арки с короткими пальцами. 8 костей предплюсны расположены в два ряда. Пяточная кость наиболее крупная. Кости плюсны – это пять коротких трубчатых костей. Скелет пальцев образован фалангами – короткими трубчатыми костями. Количество их соответствует фалангам пальцев кисти, однако они отличаются небольшими размерами.

У новорожденных детей эпифизы всех костей хрящевые, вторичные точки окостенения закладываются у них в течение первых 5–10 лет, а сращение эпифизов с диафизами, как правило, происходит после 15–18 лет, причем у девочек на 1–2 года раньше, чем у мальчиков.