Глава 1 Анатомо-физиологические особенности костно-мышечной системы у детей

Опорно-двигательная система состоит из костей, мышц, связок, сухожилий, хрящей, суставов и суставных капсул. Она предназначена для обеспечения изменения положения и передвижения тела в пространстве.

1.1. Развитие и особенности строения костной ткани у детей

Возрастные особенности костной системы ребенка сводятся к особенностям ее как органа, так и всего скелета в целом.

Закладка и образование костной системы происходит позже других систем организма – на 5-й неделе внутриутробного развития. Будущий скелет плода в эмбриональном периоде образуется из мезенхимальных клеток с помощью двух видов остеогенеза: дермального (соединительнотканного) и хондрального (хрящевого). При первом костная ткань формируется непосредственно из мезенхимы (перепончатый остеогенез). Так образуются кости свода черепа, нижней челюсти, лица и диафизы ключиц. При втором виде (хрящевой остеогенез), по которому развиваются все остальные части скелета, из мезенхимы вначале формируется хрящевая модель кости, а затем происходит периостальное либо энхондральное окостенение. Кальцификация остеоида, т. е. связывание межклеточного вещества солями, осуществляется благодаря деятельности фермента фосфатазы остеокластов, отщепляющей фосфорную кислоту от растворимых фосфорно-кальциевых соединений. Основная дифференцировка костной системы происходит на 4–8-й неделе беременности.

При гистологическом исследовании характер строения костной ткани у новорожденных определяется пористым, грубоволокнистым, сетчатым. Все основное вещество пронизано пучками толстых соединительных волокон, переплетающихся в различных направлениях. Немногочисленные пластинки расположены беспорядочно. Гаверсовы каналы широкие, неправильной формы. При рождении ребенка диафизы трубчатых костей состоят из костной ткани, а большинство эпифизов, кости кистей, стоп, кисти и губчатые кости состоят из хрящевой ткани. По мере роста происходит перестройка кости с заменой волокнистой сетчатой структуры на пластинчатую.

Сеть кровеносных сосудов костной ткани развита хорошо. Сосудистые каналы в детской кости широкие, что способствует богатому снабжению ее кровью и энергичному протеканию остеобластических и остеокластических процессов, обеспечивающих рост, а также быструю регенерацию костей после переломов. Особенности кровоснабжения создают предпосылки к возникновению у детей гематогенного остеомиелита (до 2–3 лет жизни чаще в эпифизах, а в более старшем возрасте – в метафизах).

По химическому составу костная ткань ребенка, по сравнению с взрослыми, содержит меньше минеральных и больше органических веществ и воды (зола составляет 1/2 массы кости новорожденного и 4/5 кости взрослого человека). Большая часть костей у маленьких детей по своему строению близка к хрящевой ткани. Волокнистое строение и особенности химического состава обусловливают большую мягкость, эластичность и податливость костей в детском возрасте: кости у детей легче изгибаются и деформируются, но при этом менее ломкие. Надкостница у детей толще, чем у взрослых (при травме возникают поднадкостничные переломы и переломы по типу «зеленой ветки»), и ее функциональная активность существенно выше, что обеспечивает быстрый рост костей в толщину. Поверхности костей сравнительно ровные. Костные выступы формируются по мере развития и активного функционирования мышц.

Хрящевая модель будущей кости постепенно замещается костной тканью, хрящ при этом разрушается. После рождения ребенка кости интенсивно растут: в толщину – благодаря надкостнице, во внутреннем слое которой молодые костные клетки формируют костную пластинку (периостальный способ образования костной ткани); в длину – благодаря зоне роста (эпифизарному хрящу, расположенному между диафизом и эпифизом трубчатых костей). Но со временем эпифизарный хрящ истончается, пронизывается сосудами и, наконец, к периоду окончания роста перфорируется и исчезает. Происходит слияние эпифиза с диафизом. Однако, изменения в росте за счет эпифизарного хряща — лишь дополнительные механизмы, а основной рост является результатом непрерывной перестройки кости.

Окончательная структура костей формируется после рождения ребенка и ее становление происходит в том возрасте, когда ребенок хорошо ходит. С двенадцати лет кости ребенка по внешнему и гистологическому строению начинают приближаться к таковым взрослого человека. Только в пубертатном периоде костная ткань окончательно идентична костям взрослого человека. В целом развитие костного скелета представляет продолжительный процесс, начинающийся внутриутробно и продолжающийся до 20 - 23-летнего возраста.

Во внутриутробном периоде и у новорожденных все кости заполнены красным костным мозгом, содержащим клетки крови и лимфоидные элементы и выполняющим кроветворную и защитные функции. У взрослых красный костный мозг содержится только в ячейках губчатого вещества плоских, коротких губчатых костей и в эпифизах трубчатых костей. В костномозговой полости диафизов трубчатых костей находится желтый костный мозг.

Главным показателем развития костной ткани является ее своевременное окостенение. Процесс оссификации к моменту рождения ребенка еще полностью не завершен. На последнем месяце внутриутробного развития в эпифизах появляются первые точки окостенения. Но в большей части костей точки окостенения развиваются уже после рождения в течение первых 5 – 15 лет, причем последовательность их появления достаточно постоянна.

Для суждения о состоянии процессов окостенения в педиатрической практике часто пользуются исследованием рентгенограмм кистей и дистальных отделов предплечий (табл. 1). Совокупность имеющихся у ребенка ядер окостенения представляет важную характеристику уровня его биологического развития и носит название «костный возраст».

Одной из причин более раннего появления точек окостенения может быть акселерация, а более позднего - ретардация в связи с болезнями (рахитом, дистрофией и др.).

Таблица 1

Сроки появления и локализация ядер окостенения в костях кисти у мальчиков и девочек, определяющие их возраст (по С. А. Бурову, 1972)

Локализация ядер окостенения	Сроки появления ядер окостенения
	наиболее ранние		наиболее поздние		средние
	мальчики	девочки	мальчики	девочки	мальчики	девочки
Головки II—V пястных костей	8 мес	7 мес	3 года	2 года	2 года	1 год
Головчатая кость	18 дней	18 дней	7 мес	5 мес	3 мес	1мес
Дистальный эпифиз лучевой кости	6 мес	5 мес	2 года	1 год	11 мес	9 мес
Дистальный эпифиз локтевой кости	5 лет	4 года	9 лет	7 лет	7 лет	6 лет
Крючковидная кость	18 дней	18 дней	7 мес	5 мес	4 мес	2 мес
Ладьевидная кость	3 года	2 года	9 лет	7 лет	6 лет	4 года
Основание дистальных фаланг	9 мес	8 мес	3 года	2 года	2 года	1 год
Основание I пястной кости	1 год	11 мес	4 года	3 года	3 года	2 года
Основание проксимальных фаланг II— V пальцев	8 мес	7 мес	3 года	2 года	1 год	11 мес
Основание средних фаланг	9 мес	8 мес	3 года	2 года	2 года	1 год
Полулунная кость	1 год	10 мес	7 лет	5 лет	4 год а	3 года
Сесамовидные кости I пястнофалангового сустава	10 лет	9 лет	16 лет	14 лет	14 лет	11 лет
Трапециевидные кости	3 года	2 года	9 лет	7 лет	7 лет	5 лет
Трехгранная кость	6 мес	5 мес	7 лет	5 лет	3 года	2 года

Костная ткань - динамическая система. Процессы разрушения старой кости и образование новой происходят постоянно, что составляет цикл ремоделирования костной ткани. Продолжительность полного цикла процесса ремоделирования длится в среднем 5 месяцев, из них 3 недели занимает процесс резорбции. Костная масса остается стабильной, пока одинаковы как средняя скорость резорбции, так и скорость костного новообразования.

Перестройка костной ткани у детей – интенсивный процесс, начинающийся с того момента, когда ребенок начинает ходить. Так в течение первого года жизни ремоделируется 50 – 70% костной ткани, в то время как у взрослых за год – всего 5%. У детей 2-х лет уже можно заметить замещение волокнистой костной ткани пластинчатой. По мере роста происходит многократная перестройка кости с заменой к 3–4 годам волокнистой сетчатой структуры на пластинчатую с вторичными гаверсовыми структурами.

В своем развитии костная ткань проходит последовательно три стадии:

1. нарастание массы,

2. период стабилизации

3. физиологическое уменьшение плотности кости.

В нормально развивающемся растущем организме процессы перестройки костной ткани характеризуются преобладанием костеобразования над резорбцией. Это продолжается до достижения максимальной величины плотности, т.е. “пика костной массы”. Основное увеличение костной массы у детей наблюдается в возрасте 10-14 лет. У девочек максимальный прирост плотности кости отмечается несколько ранее (8-15 лет), чем у мальчиков (10-15 лет). По данным остеоденситометрии установлено, что в среднем 10-30% детей 5-18 лет имеют остеопению.

Для своевременного и правильного питания костной ткани в пищевых продуктах должно быть необходимое количество белка, витаминов группы В, D, А, С, кальция, фосфора, микроэлементов. Витамин D выполняет одну из главных функций в процессе остеогенеза. Это нужно понимать для точного выяснения патогенеза довольно частого заболевания детей первого года жизни – рахита.

Интенсивный рост скелета, его постоянное самообновление приводят к тому, что костная ткань ребенка первых лет жизни сравнительно мягкая и гибкая. Этим обусловлена разнообразная деформация скелета при нарушении питания, положения, подвижности малыша. Немаловажное значение в остеогенезе принадлежит движению мышц, подвижности ребенка, массажу и гимнастике. Их ограничение нарушает процесс минерализации и приводит к остеопорозу.

Постоянное самообновление костной ткани регулируется щитовидной и паращитовидными железами. Адекватное состояние костей сохраняется только при нормальном содержании кальция в сыворотке крови, которое равно 2,25 – 2,5 ммоль/л, при этом 46% кальция в плазме крови связано с белком. Основными функциями кальция в организме человека являются:

1. минерализация костной ткани и формирование костного скелета;

2. участие в создании электрического потенциала клетки;

3. регулирование активности автономных клеток и биологически активных веществ;

4. обеспечение нервно-мышечной возбудимости и мышечной сократимости;

5. участие в поддержании нормального функционирования системы гемостаза;

6. активация многих ферментов.

Если ребенок с питанием не получает необходимое количество кальция или имеет место нарушение всасывания кальция в кишечнике (при гиповитаминозе D, заболеваниях желудочно-кишечного тракта), то нормальный уровень кальция в крови поддерживается за счет поступления его из костей. Кроме того, нарушение формирования костной ткани в грудном возрасте быстро происходит при патологии почек, врожденных, хронических или частых острых заболеваниях.

Таким образом, нарушение вскармливания ребенка, заболеваемость, малоподвижный образ жизни – это основные причины, вызывающие патологию костной ткани.