Кости и соединения костей

Скелетом человека называется комплекс костей и их соединений. Он составляет пассивную часть опорно-двигательного аппарата, активным элементов которого являются мышцы. Масса скелета в среднем у мужчин равна 10 кг, у женщин - 6,8 кг.

Функции скелета в организме важны и разнообразны. Прежде всего он служит защитой жизненно важным органам. Череп надежно защищает головной мозг, органы слуха, зрения, обоняния, начальные отделы пищеварительного и дыхательного аппаратов. В позвоночном канале содержится спинной мозг. Грудная клетка служит защитой для сердца, легких, вилочковой железы и крупных сосудов. В полости таза находятся мочевой пузырь, прямая кишка, а также матка, влагалище, трубы, яичники у женщин и предстательная железа у мужчин. Скелет выполняет также функцию опоры для мягких тканей и органов. Он определяет внешнюю форму сегментов тела и всего организма человека. Функция движения обеспечивается подвижно соединенными между собой костями, приводимыми в движение мышцами.

В настоящее время большое значение придается также биологическим функциям скелета: участию в минеральном обмене, кроветворении и роли костного мозга в иммунных процессах.

Кость как орган. Каждая из более чем 200 костей скелета является живым, активно функционирующим и непрерывно обновляющимся органом. Проникающие в кость кровеносные сосуды и нервы обеспечивают взаимодействие ее со всем организмом, участие в общем обмене веществ, выполнение функций и необходимую перестройку при росте, развитии и меняющихся условиях существования. Особенности внутреннего строения кости обусловлены ее компактным и губчатым веществом.

Компактное вещество (substantia compacta; см. рис. 23, 41) плотным слоем располагается по периферии кости. Основу его составляют костные пластинки. Часть из них формирует видимую при небольшом увеличении структурную единицу кости - остеон. В остеоне вокруг центрального канала (см. рис. 2, Б), содержащего кровеносные сосуды и нервы, коаксиально (одна снаружи другой) в несколько слоев располагаются цилиндрические костные пластинки. В целом остеон имеет вид цилиндрического тела, ориентированного соответственно действующим на кость нагрузкам. Пространства между остеонами заняты вставочными пластинками. С поверхности кости остеоны и вставочные пластинки покрыты наружными окружающими пластинками, а изнутри - внутренними.

Губчатое вещество (substantia spongiosa; см. рис. 23, 41) находится под компактным, имеет пористую структуру, образовано отдельными костными перекладинами, или трабекулами, основу микроскопического строения которых также составляют костные пластинки. Направление их хода строго соответствует ориентации и выраженности действующих на кость сил.

Костный мозг (medulla ossium) является составной частью кости как органа. Имеется два вида костного мозга - красный и желтый. Красный костный мозг (medulla ossium rubra) является важным органом кроветворения и костеобразования, насыщен кровеносными сосудами и кровяными элементами, которые и придают ему красный цвет. В петлях составляющей его ретикулярной ткани находятся кроветворные элементы (стволовые клетки), а также клетки, разрушающие кость (остеокласты) и образующие ее (остеобласты). По мере созревания клетки крови поступают в кровеносное русло и разносятся по всему организму. Желтый костный мозг (medulla ossium flava) представлен преимущественно жировыми клетками, придающими желтый цвет мозгу. У взрослого человека красный костный мозг локализуется в губчатом веществе кости, а желтый - в ее костномозговой полости.

Надкостница, периост (periosteum) -тонкая двухслойная соединительнотканная пластинка, покрывающая кость снаружи (за исключением суставных поверхностей). Во внутреннем (камбиальном) ее слое, состоящем из рыхлой волокнистой соединительной ткани, находятся костеобразующие клетки - остеобласты. Они участвуют в естественном росте кости в толщину и восстановлении ее целостности после переломов. Наружный слой надкостницы представлен плотными фиброзными волокнами. Надкостница богата кровеносными сосудами и нервами, которые по тонким костным канальцам проникают внутрь кости, кровоснабжая и иннервируя ее.

Формы костей. Различие условий функционирования, развития внутреннего строения обусловливает многообразие форм костей. С учетом внешней формы, структуры и характера развития кости подразделяют на трубчатые, губчатые, плоские и смешанные. Длинные (кости плеча, предплечья, бедра, голени) и короткие (кости пясти и плюсны, фаланги) трубчатые кости имеют вытянутую цилиндрическую среднюю часть, называемую диафизом (diaphysis), состоящую из компактного вещества. Внутри диафиза имеется костномозговая полость (cavitas medullaris) с желтым костным мозгом. На каждом конце диафиза длинных трубчатых костей находится эпифиз (epiphysis), заполненный губчатым веществом с красным костным мозгом. Между эпифизом и диафизом располагается метафиз (metaphysis).

Губчатые кости состоят из губчатого вещества, костномозговой полости не имеют; снаружи покрыты тонким слоем компактного вещества. Различают длинные губчатые кости (ребра, грудина) и короткие (позвонки, кости запястья и предплюсны). К губчатым костям относят и сесамовидные кости, располагающиеся около суставов в сухожилиях мышц.

Плоские кости состоят из губчатого вещества, покрытого снаружи компактным. Ведущим признаком при выделении этой группы явилась внешняя форма различных по происхождению костей: лопатка и тазовая кость развиваются из хряща, а плоские кости крыши черепа - из соединительной ткани. В смешанных костях выделяют различные по происхождению, внешней форме и функции части (кости основания черепа).

Химический состав и физические свойства кости. Высушенная кость на ¹/_з состоит из органического и на ²/_з из неорганического вещества. Органическое вещество (белок оссеин) придает кости гибкость, эластичность, а неорганическое вещество (соли кальция) определяет ее твердость.

Кость очень прочна. Ее механические возможности значительно превышают те обычные нагрузки, которые испытывает человек в естественных условиях. Кость прочнее гранита, а эластичность ее на изгиб больше, чем у дуба.

Соединения костей. При всей своей жесткости и прочности скелет обладает достаточной подвижностью. Это достигается за счет того, что скелет состоит из отдельных звеньев (отдельных костей), скрепленных друг, с другом посредством разнообразных соединений.

Различают непрерывные соединения (фиброзные и хрящевые), полусуставы (симфизы) и прерывные соединения - синовиальные соединения (суставы). В каждом конкретном случае вид соединения строго соответствует выполняемой функции (характеру и объему движения). Кости черепа, например, соединены преимущественно фиброзными и хрящевыми соединениями, а кости конечностей - в основном посредством суставов.

Приступая к изучению суставов (см. рис. 13, 14, 21 - 28, 35 - 45, 59), прежде всего необходимо внимательно осмотреть суставные поверхности костей. Как отметил еще П. Ф. Лесгафт: "...зная геометрическую форму суставных поверхностей, мы можем сказать, какие движения возможны в данном суставе..." Следует выяснить, имеются ли элементы, дополняющие суставные поверхности (суставные губы, мениски и диски). Далее прослеживают ход суставной капсулы, ход и натяжение ее волокон, расслоение ее фиброзной и синовиальной мембран. Знакомство со связками, укрепляющими сустав и направляющими движения, поможет составить более полное представление о характере движений в изучаемом суставе.

После определения формы сустава сначала на скелете, а затем и на живом человеке познают характер и объем движений в нем. Знание механических условий, характера и объема движений в данном суставе поможет в диагностике суставных нарушений, вправлении вывихов и т. п.

Скелет

Скелет (sceleton; рис. 5) человека подразделяют на осевой скелет и добавочный. В состав более сложного осевого скелета входят череп, позвоночный столб и кости грудной клетки. Добавочный скелет представлен костями верхней и нижней конечностей.

Рис. 5. Скелет. 1 - череп (cranium); 2 - позвоночный столб (columna vertebraiis); 3 - грудная клетка (compages thoracis); 4 - кости верхней конечности (ossa membri superioris); 5 - тазовая кость (os coxae); 6 - кости нижней конечности (ossa membri inferioris)

Скелет новорожденного (рис. 6) во многом отличается от скелета взрослого человека. Позвоночный столб новорожденного состоит из позвонков, в которых заложились и заметно разрослись костные точки тел и дуг. Однако точки в телах и дугах еще не срослись и каждый позвонок пока не представляет собой единого целого. Пространства между позвонками, занятые межпозвоночными дисками, относительно больше, чем у взрослого человека.

Рис. 6. Скелет новорожденного. 1 - череп (cranium); 2 - позвоночный столб (columna vertebralis); 3 - грудная клетка (compages thoracis); 4 - кости верхней конечности (ossa membri superioris); 5 - тазовые кости (ossa coxae); 6 - кости нижней конечности (ossa membri inferioris)

Кости грудной клетки новорожденного также не закончили своего развития. Ребра продолжают окостеневать. Грудина состоит из отдельных не сросшихся костных точек, а мечевидный отросток ее еще весь хрящевой.

В длинных и коротких трубчатых костях конечностей новорожденного диафизы состоят из костной ткани. Кости пояса верхней конечности (лопатка и ключица) развились не полностью. Костные зачатки подвздошной, лобковой и седалищной костей не слились в одну тазовую кость. Большинство костей запястья и предплюсны еще хрящевые.