Лекция «Общая остеология»
Скелет
Скелет, skeleton (от греч. skeletos - высохший, высушенный), представленный совокупностью костей, которые образуют в теле человека твердый остов, который обеспечивает выполнение таких функций:
-
-передвижения;
-защиты;
-есть депо макро- и микроэлементов;
-обмен веществ;
-кроветворная.
Кость (os) является органом, который построен из костной ткани (textus osseus), хрящевой ткани (textus cartilagineus), покрытая извне надкостницей (periosteum) и содержит костный мозг (medulla ossium).
Каждая кость имеет определенную форму, величину и положение в теле.
На формообразование костей влияют условия, в которых кости развиваются; если условия одинаковы или близки, то кости имеют определенное сходство (например, позвонки).
Важнейшим из таких факторов является прикрепление к костям мышц, а также прилегание костей, сосудов, нервов и других органов.
На поверхности костей есть разнообразные повышения, углубления и отверстия.
Поверхность костей в местах прикрепления мышц неровная: вгибающаяся или (чаще) выпуклая.
При описании внешней формы кости обращают внимание на характер ее поверхностей; они могут быть плоские, вгибающиеся или выпуклые, гладкие или шершавые.
Суставные поверхности гладкие, они преимущественно размещены на концах длинных костей и соединяют их между собой.
Кость состоит из органического и неорганического вещества. Органическое вещество имеет название осеин, это разновидность коллагена.
Соединение осеина с неорганическим веществом дает важные физические свойства: упругость, прочность. Кроме того, кость является депо химических элементов.
КОСТИ (СИСТЕМА СКЕЛЕТА) OSSA (SYSTEMA
SKELETALE)
Система скелета человека насчитывает 203-206 (36-40 непарных и 164-166 парных) костей, составляет 1/5—1/7 часть массы тела (у детей больше) и играет значительную роль в жизнедеятельности организма.
Во-первых, система скелета, выполняя функцию опоры, имеет механическое значение: на костях начинаются и к ним прикрепляются исчерченные мышцы, при сокращении которых кости исполняют роль плеча рычага I и II вида. Этим обеспечивается перемещение тела или отдельных его частей в пространстве, а также стойкое равновесие тела в разных положениях.
Во-вторых, кости являются крепкой защитой для головного и спинного мозга (череп, позвоночник), а также в значительной мере для органов грудной полости и малого таза.
В-третьих, костная ткань является основным субстратом, где откладываются минеральные соли и осуществляется минеральный обмен.
В-четвертых, во внутрикостных полостях содержится красный и желтый костный мозг (medulla ossium rubra ct flava). Желтый костный мозг у взрослого человека не функционирует как кроветворный орган, в красном костном мозге осуществляются процессы кроветворения и биологической защиты.
Основной структурно функциональной единицей компактной костной ткани является остеон, который видно под микроскопом под малым увеличением или на микрорентгенограммах. Остеон — трубчатая система тонких костных пластинок, которые окружают центральный канал, заполненный коллагеновой соединительной тканью, в которой проходят сосуды, которые питают кость, и нервы. В нем также содержатся костные клетки остеобластоциты, которые потом превращаются на остеоциты. их роль
— создание нового костного вещества. Роль другого типа костных клеток — остеокластоцитов — разрушение старого костного вещества.
Следовательно, костные клетки обеспечивают стабильность обмена веществ в костной ткани и тому подобное.
На распиле, шлифах или рентгенограммах различают два типа структуры костной ткани: компактную (substantia compacta), расположенную поверхностно, и губчатую (трабекулярную) (substantia spongiosa), что содержится внутри (рис.) и состоит из многочисленных костных пластинок и перекладин (трабекул).
Такое строение костей целиком отвечает основному принципу строительной механики — при наименьшей затрате материала и большой легкости обеспечить максимальную прочность сооружения. Это положение подтверждается и тем, что расположение трубчатых систем и основных костных пластинок отвечает направлению действия сил сжатия, растяжения и скручивания.
Структура костной ткани является динамической реактивной системой,
которая изменяется в течение всей жизни человека. В этих изменениях кроме
многочисленных факторов, предопределенных закономерностями роста и развития
скелета, значительную роль играет приспособление к разным функциям,
механической нагрузке. Известно, что у лиц, которые тяжело работают, компактная
костная ткань развита лучше. В зависимости от изменений нагрузки на отдельные
части тела может изменяться расположение костных пластинок и структура кости в
целом.
Костная ткань человека состоит из органических веществ — осеина (близко трети за массой) и неорганических (приблизительно две трети — преимущественно соли кальция в виде фосфатов — 50-80 %, а также соединения магния, натрия, калию, фтора и некоторых кислот).
Во время выжигания кости осеин выжигается, а минеральные вещества остаются, кость становится очень хрупкой. При погружении кости в концентрированный раствор кислот (например, в 15-17 % раствор серной кислоты) удаляются минеральные вещества, и тогда она, точно сохранив форму, становится мягкой, эластичной. Таким образом, естественное сочетание в кости органических и минеральных веществ, будто дополняя друг друга, предоставляет скелету твердость, прочность и значительную упругость. Кость человека крепче гранита, за прочностью приближается к меди и железу, а за упругостью превышает дуб.
Эти физико-химические свойства костной ткани с возрастом очень изменяются. В молодом возрасте, особенно у детей, кости содержат значительно больше осеина. У людей старческого возраста, напротив, увеличивается содержание минеральных веществ, уменьшается количество осеина, и кости становятся хрупче
Кости разделяются на такие группы:
- длинная кость (os longum), имеет трубчатое строение;
- короткая кость (os breve), имеет губчатое строение;
- плоская кость (os planum), выполняет защитную функцию;
- воздухоносная кость (os pneumaticum), содержит воздухоносные ячейки;
- атипичная (мешаная) кость (os irreguläre), состоит из частей, которые принадлежат к вышеуказанным группам или разные за развитием;
- сесамовидная кость (os sesamoideum), принадлежит к вспомогательному аппарату мышц.
Длинные (трубчатые) кости имеют почти цилиндрическое тело — диафиз (diaphysis) и два конца, которые по большей части костенеют самостоятельно и называются епифизами (epiphysis)*. Длинные (трубчатые) кости с двумя епифизами называются биепифизарными.
Короткие (трубчатые) кости имеют самостоятельное окостенение только с одного конца (моноепифизарные).
Стенка тела трубчатых костей образована преимущественно компактным веществом, которое в виде трубки окружает костномозговую полость (cavitas medullaris), в которой содержится (у взрослых людей) желтый костный мозг (medulla ossium flava). Епифизы образованы губчатым веществом, ячейки которого заполнены красным костным мозгом (medulla ossium rubra). Длинные и короткие трубчатые кости составляют основу свободных конечностей и исполняют главным образом роль рычагов, которые принимают участие в опорно-локомоторных функциях, хватательных движениях, поднятии веса, отталкивании и тому подобное.
К плоским костям принадлежат покровные кости черепа и кости поясов конечностей. Они состоят из внешней и внутренней пластинок компактного вещества и заложенной между ними губчатого. В некоторых участках плоских костей губчатое вещество может исчезать. Плоские кости черепа имеют защитное значение для головного мозга, кости поясов конечностей выполняют опорную функцию.
Воздухоносные кости (решетчатая, лобная, верхнечелюстные, височные, клинообразные) имеют разнообразную форму, но всегда содержат большие или более малые воздухоносные полости (пазухи), которые устланы слизистой оболочкой и с возрастом увеличиваются.
К группе атипичных принадлежат другие кости (атлант, нижняя челюсть, носовые, скуловые, небные), очень разнообразне по происхождению, форме, структуре и функции.
Лишь в некоторых местах поверхность костей ровная, большинство поверхности имеют выступы, горбы, гребни, шероховатости, отростки, предопределенные прикреплением сухожилий мышц, прилеганием сосудов и нервов (борозды), давлением мышц, мозговых извилин (углубления, ямки) и тому подобное. У лиц, которые работают физически, шероховатости и гребни на костях увеличиваются. В пожилом возрасте неровности костей становятся более четкими.
Все кости извне и изнутри (в пределах компактного вещества диафизов
и в ячейках губчатого вещества) покрыты двумя соединительнотканными оболочками,
богатыми на кровеносные сосуды. Обе оболочки — внешняя, надкостница, или
периост (periosteum), и внутренняя, эндост (endosteum), —
принимают участие в питании и развитии кости.
Большая часть костей скелета человека в онтогенезе проходит перепончатую, хрящевую и костную стадии развития, которое в значительной мере отбивает филогенетические этапы развития внутреннего скелета хордовых. Эти кости за характером окостенения называют вторичными. Некоторые кости (большинство костей черепа, тело ключицы) развиваются из мезенхимы, обходя стадию хряща. Они получили название первичных.
Окостенение каждой кости начинается появлением одного, двух или больше ячеек (точек) окостенения. Окостенение первичных костей обычно начинается с появления одной или нескольких точек окостенения среди элементов мезенхимы. Такое окостенел назвали эндесмальным. Процесс окостенел вторичных костей происходит по всей окружности диафиза извне внутрь в глубоких слоях надхрящницы (перихондральное окостенение) и изнутри наружу (энхондральное окостенение) в ткани хряща, в результате чего образуется губчатое вещество кости.
Различают первичные точки окостенения, которые возникают в хрящевых и соединительнотканных закладках костей, и вторичные, которые появляются в более поздние сроки их развития. И первые и вторые точки называют главными. В конце 2-го — в начале 3-го месяца утробного развития появляются первичные точки окостенел в диафизах длинных костей. За счет вторичных точек костенеют главным образом епифизы, а также апофизы (приростки кости) поблизости епифизов. Точки окостенения апофизов называют дополнительными.
Ниже отмечены сроки, место, количество, последовательность появления точек окостенения для каждой кости, а также сроки окончания окостенения костей.
Между частями кости, которые костенеют отдельно (из первичных и вторичных точек окостенения), в большинстве отделов скелета к окончанию роста организма (18 - 22 года) обычно сохраняется епифизарный хрящ. За счет этого хряща обеспечивается рост костей в длину. Утолщение и расширение костей происходит главным образом за счет надкостницы.
Процесс окостенения достаточно изменчив, зависит от внешних (заболевания, условия жизни, характер питания и тому подобное) и внутренних (наследственность) факторов. При тяжелой изнурительной болезни, например туберкулезе, а также при неблагоприятных гигиенических условиях и недостаточном поступлении в организм некоторых витаминов и микроэлементов окостенение скелета, как правило, задерживается.
Значительное влияние на темпы окостенения и сроки синостозирования (срастание отдельных костей между собой) имеет физическая нагрузка. Обычно дозированная физическая тренировка стимулирует рост и окостенение скелета*. Избыточная физическая нагрузка на молодой организм может привести к раннему срастанию концов (епифизов) с телом кости (диафизом), в результате чего ограничивается рост костей в длину (В. В. Бунак, Е. Н. Клебанов, Р. Г. Радиловська и др.). Наибольшие отклонения в терминах окостенения случаются при нарушении функций эндокринной системы.
В темпах окостенения и синостозирования костей наблюдается половой диморфизм. У девочек дифференциация скелета, как правило, происходит быстрее, сравнительно с мальчиками (разница составляет два-три года).
Если нет патологии, состояние точек окостенения (количество, размер и тому подобное) и синостозирования епифизов с диафизами костей является важным диагностическим показателем степени биологической зрелости организма и костного возраста.
Скелет человека состоит из черепа, позвоночного столба, грудной клетки, костей верхней и нижней конечностей.
Большинство костей человека в своем развитии трижды видоизменяются и проходят такие стадии развития: перепончатую, хрящевую, костную.
Если кости в своем развитии не проходят хрящевой стадии, они называется первичными костями (кости свода черепа, кости лица и тому подобное) с образованием точек окостенения, а если кости развиваются на месте хряща, они называются вторичными костями (кости туловища, конечностей, основания черепа и тому подобное).
Для обозначения частей тела, органов и их частей используются специальные термины латинским языком, перечень которых называется анатомической номенклатурой (Nomina Anatomica).
Анатомия как наука имеет собственный понятийный материал, который отражает анатомическая номенклатура. Возле источников формирования анатомической номенклатуры (научно обоснованного перечня анатомических терминов, которые применяются в медицине и биологии) стояли Гиппократ (460-377 гг. до н.э.), К.Гален (131-200 гг. н.э.), А.Везалий (1514-1564).
По-настоящему международный статус анатомическая терминология приобрела с 1895 года, когда на IX конгрессе анатомического союза в Базеле была утверждена Международная анатомическая номенклатура. Этот перечень латинских и (частично) греческих терминов известен под названием
Базельской анатомической номенклатуры (Basele Nomina Anatomica, сокращенно BNA).
С развитием морфологии анатомические термины нуждались в уточнениях и дополнениях. Потому анатомическая терминология несколько раз пересматривалась. На IV Федеральном международном конгрессе анатомов 1955 года была принята Парижская анатомическая номенклатура (Parisiensia Nomina Anatomica, сокращенно PNA). Она базировалась на BNA, из которой заимствованно 4286 терминов; новых наименований было 1354.
Современная медицина - одна из отраслей науки и профессиональной деятельности, которая выделяется высоким уровнем международной интеграции. Этого можно достичь лишь благодаря широкому использованию в разных странах единственной терминологической базы, в том числе и анатомической.
Исходя из потребностей современной медицины, Федеральный комитет анатомической терминологии (сокращенно FCAT) в августе 1997 года в Сан- Паулу (Бразилия) принял новую современную упрощенную и универсальную анатомическую номенклатуру, в которой насчитывается 7 428 терминов. В данном учебнике использована именно эта новейшая анатомическая номенклатура. Латинские термины и их украинские эквиваленты подаются за изданием: “Международная анатомическая номенклатура” За ред. И.И. Бобрика, В.Г.Ковешникова. - К.: Здоровье, 2001.
Для определения положения органа в пространстве необходимо понимать понятие плоскость, ось, направление.
Выделяют три плоскости: лобовые (plana frontalis); стреловые (plana sagittalia); горизонтальные (horizontalis).
Различают
три оси: вертикальную (axis verticalis);
лобовую; фронтальную (axis frontalia)
и стреловую, сагитальную ось (axis
sagittalis)
К костям туловища принадлежат:
- позвонки (vertebrae);
- грудина (sternum);
- ребра (costae).
Позвонки (vertebrae)
Позвонки образуют позвоночный столб, позвоночник (columna vertebralis), который состоит из:
- 7 шейных позвонков;
- 12 грудных позвонков;
- 5 крестцовых позвонков;
- 5 поясничных позвонков;
- 3-5 копчиковых позвонков.
Шейные позвонки (vertebrae cervicales), грудные позвонки (vertebrae thoracicae) и поясничные позвонки (vertebrae lumbales) являются истинными позвонками (vertebrae verae)
Крестцовые позвонки (vertebrae sacrales) и копчиковые позвонки (vertebrae coccygeae) срастаются соответственно в крестцовую кость (os sacrum) и копчиковую кость (os coccygis). Это ненастоящие позвонки (vertebrae spuriae).
Функция позвонков:
1. Опорная и амортизационная.
2. Защитная.
3. Двигательная.
4. Метаболическая.
5. Кроветворная.
Каждый позвонок состоит из:
- тела позвонка (corpus vertebrae);
- - дуги позвонка (arcus vertebrae).
Они обмежевывают позвоночное отверстие (foramen vertebrale);отвори, налагаясь один на один, образуют позвоночный канал (canalis vertebralis).
На дуге есть 7 отростков:
- непарный остистый отросток (processus spinosus);
- парные поперечные отростки (processus transversi) - для соединения с ребрами (costae);
- парные верхние суставные отростки (processus articulares superiores);
- парные нижние суставные отростки (processus articulares inferiores) - для соединения между
Все позвонки образуют позвоночный столб (columna vertebralis). Он имеет:
- первичную кривизну (curvatura primaria). Первичные искривления позвоночника являются следствием брюшного сгибания эмбриона и сохраняются в грудном и тазовом участках. К ним принадлежат грудной кифоз (kyphosis thoracica) и крестцовый кифоз (kyphosis sacralis) - это изгибы, обращенные назад:
- вторичную кривизну (curvatura secundaria). Вторичные искривления позвоночника являются дорсальнми вогнутостями, вызванными действием мышц плода, и на начальной стадии скорее функциональные, чем структурные. К ним принадлежат шейный лордоз (lordosis cervicis) и поясничный лордоз (lordosis lumbalis), обращенные вперед.
При неправильной осанке может развиться сколиоз (scoliosis) - боковой изгиб позвоночного столба (чаще в грудном отделе).
Окостенение позвонков начинается на восьмой неделе эмбриогенеза и происходит сверху вниз. В каждом позвонке есть три энхондральные первичные точки окостенения — одна в теле и две в дуге (за исключением Атланта — шесть точек, осевого позвонка — четыре точки и копчиковых позвонков — одна точка). Последующее окостенение распространяется на поперечные, суставные и остистые отростки. Позже возникают точки окостенения в рудиментарных реберных отростках. Срастание всех костных частей позвонков происходит в течение третьего — шестого года жизни ребенка.
Кроме описанных первичных точек в каждом позвонке (за исключением копчиковых) в течение 13 — 18 годов появляется еще по пять вторичных точек окостенения в хрящевых концах остистого и поперечных отростков и в верхнем и нижнем (также хрящевых) епифизах тела каждого позвонка. Срастания первичных и вторичных точек окостенения, а также тел крестцовых позвонков обычно свидетельствует об окончании окостенения позвоночного столба (в 2022 года). Этот процесс идет в каудокраниальном направлении и значительно зависит от физической нагрузки.
ПОЗВОНОЧНЫЙ СТОЛБ, ПОЗВОНОЧНИК В ЦЕЛОМ (соlumna vertebralis)
Он состоит из всех истинных позвонков (vertebrae verae), крестцовой кости (os sacrum) и копчика (os coccygis) и межпозвонковых симфизов (symphyses intervertebrales) со связочным аппаратом.
Функциональное значение позвоночного столба (columna vertebralis):
- поддерживает голову (caput);
- является гибкой осью ствола или туловища (truncus);
- принимает участие в образовании стенок грудной, брюшной и тазовой полостей (cavitates thoracis, abdominis et pelvis).
В позвоночном канале (canalis vertebralis) содержится спинной мозг (medulla spinalis), его оболочки (meninges spinales) и сосуды (vasa).
Спереди позвоночник (columna vertebralis) является самым широким возле крестцовой кости (os sacrum), кверху постепенно сужается к уровню V грудного позвонка (vertebra thoracica V); отсюда поперечник позвоночника начинает нарастать к участку нижних шейных позвонков (vertebrae cervicales inferiores), потом опять сужается.
Расширение позвоночника в верхнем грудном участке (regio pectoralis) объясняется тем, что здесь фиксируется верхняя конечность (membrum superius).
Сзади на позвоночном столбе (columna vertebralis) отмечаются две борозды (sulci dorsales); посредине они отделены одна от другой гребнем из остистых отростков (processus spinosi), по бокам ограничены возвышениями, образованными поперечными отростками (processus transversi).
Сбоку позвоночника (columna vertebralis) видно 23 пары межпозвонковых отверстий (foramina intervertebralia), которые служат для выхода спинномозговых нервов (nervi spinales) из позвоночного канала (canalis vertebralis); из них нижние - самые широкие, верхние - более узкие.
Позвоночный столб (columna vertebralis) имеет такие изгибы:
- первичный изгиб (curvatura primaria);
- вторичный изгиб (curvatura secundaria).
Первичный изгиб (curvatura primaria) имеется в эмбриона и плода, что обусловлено брюшным сгибанием в утробе матери. Этот изгиб сохраняется и во взрослого в виде грудного и крестцового кифозов (kyphosis thoracica et sacralis).
Вторичный изгиб (curvatura secundaria) формируется после рождения ребенка. Когда ребенок начинает держать голову, а это в 2-3 месяца, формируется шейный изгиб позвоночного столба вперед - шейный лордоз (lordosis cervicalis; lordosis colli).
Изгиб грудного отдела позвоночного столба назад - грудной кифоз (kyphosis thoracica), что укрепляется после рождения, при сидении ребенка.
Когда ребенок начинает стоять и ходить, а это в 1-1,5 года, образуется поясничный лордоз (lordosis lumbalis).
Вышеперечисленные изгибы являются естественными (нормальными) и физиологичными.
К физиологичным изгибам некоторые авторы относят и незначительный изгиб позвоночника в сторону - сколиоз (scoliosis), который появляется в результате физиологичного развития мышц правой или левой половин тела человека.
Патологическими изгибами являются изгибы позвоночного столба вперед, назад или в сторону.
Длина позвоночника мужчины составляет приблизительно
Позвоночник женщины имеет длину в среднем
В старческом возрасте наблюдается укорачивание
позвоночника на
В целом длина позвоночного столба составляет около 2/5 всей длины тела.
Движения позвоночного столба:
- вокруг лобовой оси (axis frontalis) - сгибания и разгибания (flexio et extensio);
- вокруг стреловой оси (axis sagittalis) - сгибание в сторону (отведение [abduction] позвоночника от срединной плоскости [planum medianum]);
- вокруг вертикальной оси (axis verticalis) - повороты (rotationes);
- пружинное движение, при котором изменяют свою величину изгибы позвоночника (например при прыжках).
Большей подвижностью отличаются верхний поясничный и шейный отдел. I и II шейные позвонки дают возможность голове делать самые разнообразные и достаточно большие экскурсии.
Межпозвонковые диски (disci intervertebrales) уменьшают толчки и сотрясения, образуют соединение крепкие, но вместе с тем достаточно эластичные, которые допускают движения во все стороны.