Анатомия строение кости – Анатомия человека. Простое и доступное описание анатомических и физиологических особенностей тела человека

Строение костей

Кость (os) человека представляет собой сложный орган: она занимает соответствующее место, имеет соответствующие форму и строение, выполняет только ей присущие функции.

Проникающие в кость сосуды и нервы способствуют взаимодействию ее с организмом, участию в общем обмене веществ, выполнению функций и необходимой перестройке при росте, развитии и изменяющимся условиям существования. В живом организме кость содержит около 50 % воды, 28 % органических веществ, в том числе 16 % жиров и 22 % неорганических веществ. Органический компонент кости представлен белковыми веществами, а неорганический — гидроксиапатитом. Кроме того, в кости содержатся также в разных количествах натрий, магний, калий, хлор, фтор, карбонаты и нитраты.

Преимущество в костях органических веществ (у детей) придает им упругость и эластичность. Изменение соотношения в сторону неорганических веществ ведет к хрупкости костей (у пожилых) и к более частым переломам.

Кость образуется костной тканью, которая относится к соединительной ткани. Она состоит из клеток и плотного межклеточного вещества, богатого коллагеном и минеральными компонентами.

В костной ткани встречаются два типа клеток — остеобласты и остеокласты. Остеобласты это молодые костные клетки, многоугольной формы, богатые элементами зернистой цитоплазматической сети, рибосомами и хорошо развитым комплексом Гольджи. В них содержится большое количество рибонуклеиновой кислоты, щелочной фосфатазы. Остеобласты постепенно дифференцируются в остеоциты, при этом в них уменьшается количество органелл. Межклеточное вещество, образованное остеобластами, окружает остеоциты со всех сторон и пропитывается солями кальция.

Остеоциты зрелые многоотростчатые клетки, которые залегают в костных лакунах, вырабатывающие межклеточное вещество и обычно замурованные в нем. Количество клеточных органелл в остеоцитах снижено, и они нередко запасают гликоген. Если появляется необходимость в структурных изменениях костей, остеобласты активизируются, быстро дифференцируются и превращаются в остеоциты. Система костных канальцев обеспечивает обмен веществ между остеоцитами и тканевой жидкостью.

Кроме вышеназванных клеток, в костной ткани находятся также остеокласты — крупные многоядерные клетки, бедные хроматином. Цитоплазма таких клеток имеет множество выростов, покрытых плазматической мембраной. Клетки содержат митохондрии лизосомы, вакуоли, гидролитические ферменты и выраженные комплексы Гольджи. Плазматическая мембрана в этой области образует много складок и называется гофрированным бережком.

Остеокласты способны резорбировать обызвествленный хрящ и межклеточное вещество костной ткани в процессе развития и перестройки кости. По современным сведениям, остеокласты имеют моноцитарное происхождение и относятся к системе макрофагов.

Снаружи кость покрыта слоем плотной соединительной ткани — надкостницей (periosteum). Это тонкая плотная соединительная пластинка, богатая кровеносными и лимфатическими сосудами и нервами. Надкостница имеет наружный и внутренний слои.

Наружный слой надкостницы волокнистый, внутренний — ростковый (костеобразующий). Внутренний слой присоединяется непосредственно к костной ткани и формирует молодые клетки (остеобласты), которые располагаются на поверхности кости. Таким образом, в результате костеобразующих свойств надкостницы кость растет в толщину. С костью надкостница плотно срастается при помощи проникающих волокон, которые глубоко входят внутрь кости.

Наружный слой кости представлен пластинкой компактного вещества, которая в диафизах трубчатых костей более толстая, чем в эпифизах. В компактном веществе костные пластинки располагаются в определенном порядке, образуют сложные системы — остеоны структурные единицы кости. Остеон состоит из 5—20 цилиндрических пластинок, вставленных одна в другую.

В центре каждого остеона проходит центральный (гаверсов) канал. Через него в свою очередь проходят по одной артерия и вена, которые разветвляются на капилляры и по каналам подходят к лакунам гаверсовой системы. Они обеспечивают поступление и отток из клеток питательных веществ и продуктов метаболизма, СО2 и О2. Каждый гаверсов канал содержит также лимфатический сосуд и нервные волокна. На наружной и внутренней поверхностях кости костные пластинки не образуют концентрические цилиндры, а располагаются вокруг них. Эти области пронизаны каналами Фолькманна, через которые проходят кровеносные сосуды, соединяющиеся с сосудами гаверсовых каналов. Основное вещество компактной кости состоит из костного коллагена, вырабатываемого остеобластами, и гидроксиапатита; кроме того, в него входят магний, натрий, карбонаты и нитраты.

Под компактным веществом располагается губчатое, которое представляет собой сеть из тонких анастомозиро-ванных костных элементов — трабекул. Трабекулы ориентированы в тех направлениях, в которых кости повышают свою устойчивость к нагрузкам и сжатию при минимальной массе. Губчатая кость находится и в эпифизах трубчатых длинных костей и коротких (позвонки, кости запястья и предплюсны). Она свойственна также зародышам и растущим организмам.

Внутри кости, в костномозговой полости и ячейках губчатого вещества, находится костный мозг. Во внутриутробном периоде и у новорожденных все кости содержат красный костный мозг, который выполняет преимущественно кроветворную функцию. У взрослого человека красный костный мозг содержится только в ячейках губчатого вещества плоских костей (грудина, кости черепа, подвздошные кости), в губчатых (коротких костях), эпифизах трубчатых костей. В костномозговой полости диафизов трубчатых костей находится желтый костный мозг. Он состоит из жировых включений и перерожденной ретикулярной стромы.

Кости человека различаются по форме и размерам, занимают определенное место в организме. Существуют следующие виды костей: трубчатые, губчатые, плоские (широкие), смешанные и воздухоносные.

Трубчатые кости выполняют функцию рычагов и формируют скелет свободной части конечностей, делятся на длинные (плечевая, бедренные кости, кости предплечья и голени) и короткие (пястные и плюсневые кости, фаланги пальцев).

В длинных трубчатых костях есть расширенные концы (эпифизы) и средняя часть (диафиз). Участок между эпифизом и диафизом называется метафизом. Эпифизы, костей полностью или частично йокрыты гиалиновым хрящом и участвуют в образовании суставов.

Губчатые (короткие) кости располагаются в тех участках скелета, где прочность костей сочетается с подвижностью (кости запястья, предплюсна, позвонки, сесамовидные кости).

Плоские (широкие) кости участвуют в образовании крыши черепа, грудной и тазовой полостей, выполняют защитную функцию, имеют большую поверхность для прикрепления мышц.

Смешанные кости имеют сложное строение и различную форму. К этой группе костей относятся позвонки, тела которых являются губчатыми, а отростки и дуги — плоскими.

Воздухоносные кости содержат в теле полость с воздухом, выстланную слизистой оболочкой. К ним относятся верхняя челюсть, лобная, клиновидная и решетчатая кости черепа.

Строение и состав кости — урок. Биология, Человек (8 класс).

Кость — основная структурная единица скелета.

В образовании кости основная роль принадлежит соединительной костной ткани.

 

Костная ткань включает:

  • клетки — остеоциты;
  • и межклеточное вещество.

Межклеточное вещество очень плотное, что придаёт костной ткани механическую прочность.

Остеоциты окружены мельчайшими «канальцами» с межклеточной жидкостью, через которую происходит питание и дыхание костных клеток. В костных каналах проходят нервы и кровеносные сосуды.
 

Твёрдость костям придаёт наличие в их составе неорганических веществ: минеральных солей фосфора, кальция, магния.

Гибкость и упругость придают органические вещества.

Прочность кости обеспечивается сочетанием твёрдости и упругости.

Большей гибкостью обладают кости растущего организма, большей прочностью —  кости взрослого (но не старого) человека.

Состав кости и свойства веществ, входящих в её состав, можно экспериментально доказать.

Сжиганием:

при длительном прокаливании кости органические соединения сгорают. Кость становится хрупкой, рассыпается при прикосновении на множество мелких частиц. Остатки состоят из неорганических соединений. Значит, в отсутствие органических веществ кость теряет гибкость и упругость.
Погружением в раствор соляной кислоты на несколько дней:

неорганические соли растворяются в соляной кислоте и вымываются из кости. Кость становится гибкой, её можно завязать в узел. Значит, при отсутствии неорганических солей кость теряет твёрдость.

 

iz_chego_sostoyat_kosti.jpg
 
Каждая кость — сложный орган.

По форме кости разделяют на:

трубчатые;

губчатые;

плоские;

смешанные.


Рассмотрим строение трубчатых костей на примере бедренной кости.
Во внешнем строении длинной трубчатой кости можно выделить тело кости (диафиз) и две концевые суставные головки (эпифизы).


pic44a.png 

Эпифизы трубчатой кости покрыты хрящом.


Между телом и головками расположен эпифизарный хрящ, обеспечивающий рост кости в длину.

 

Внутри кости находится полость (канал) с жёлтым костным мозгом (жировой тканью), что и дало название таким костям — трубчатые.
 
pic13.png


Эпифизы бедренной кости представлены губчатым веществом.

Тело кости (диафиз) внутри образовано губчатым веществом, снаружи — толстой пластинкой компактного вещества и покрыто оболочкой — надкостницей.

В надкостнице расположены кровеносные сосуды и нервные окончания, благодаря чему она обеспечивает рост кости в толщину, питание, срастание костей после переломов.  На суставных головках (эпифизах) надкостница отсутствует.

1. Кость как орган; ее развитие, строение, рост. Классификация костей.

Каждая кость, os, является самостоятельным органом и состоит из костной ткани. Снаружи кость покрыта надкостницей, periosteum. внутри нее в костномозговых полостях, cavitas medul-lares, находится костный мозг (рис. 14). Кости разнообразны по величине и форме занимают определенное положение в теле. Для удобства изучения различают следующие группы костей: длинные (трубчатые), короткие (губчатые), плоские__(широкие), ненормальные(смешанные), воздухоносные

Длинная (трубчатая) кость os longum. имеет удлиненную, цилиндрической или трехгранной формы среднюю часть — тело кости, диафиз, diaphysis (от греч. dia — между, phyo — рас­ту). Утолщенные концы ее "называют эпифизами, epiphysls (от греч. epi — над). Каждый эпифиз, имеет суставную по­верхность, facies artccularis, покрытую суставным хрящом, которая служит для соединения с соседними костями. Участок кости, где диафиз переходит в эпифиз, выделяют как м е т а ф и з, metaphysis. Этот участок соответствует окостеневшему в пост-натальном онтогенезе эпифизарному хрящу. Трубчатые кости составляют скелет конечностей, выполняют функции рычагов. Выделяют кости длинные (плечевая, бедренная, кости пред,-плечья и голени) и короткие (пястные, плюсневые, фаланги пальцев).

Короткая (губчатая) кость, os breve, имеет форму непра-вильного куба или многогранника. Такие кости расположены ¥~участках скелета, где прочность костей сочетается с под­вижностью,— в соединениях между костями (кости__загшстья, предплюсны).

Плоские (широкие)__кости, ossa plana, участвуют в образо­вании полостей тела_ и выполняют также функцию защиты (кости крыши черепа, тазовые кости, грудина, ребра). Одновре-мённо они представляют обширные поверхности для прикреп­ления мышц.

Ненормальные кости, ossa irregularia, построе­ны сложно форма их разнообразна. Например, тело позвонка по форме (и по строению) относится к губчатым костям, дуга, отрдстки — к плоским.

Воздухоностные кости ossa pneumatica, имеют в_теле полость, выстланную слизистой оболочкой и заполненную воздухом. К ним относятся некоторые кости черепа: лобная, клиновидная, решет­чатая, верхняя челюсть.

На поверхности каждой _кости имеются неровности: здесь начинаются или прикрепляются мышцы и их сухожилия," фас ции, связки. Эти возвышения, выступающие над поверхностью кости"называют апофизами (от греч. apophysis — отросток, вырост). К ним относятся: бугор, tubej, бугорок,, tuberculum , гребень, crista, отросток, processus........На участке, где мышца

прикрепляется своей мясистой частью, определяются углубления: яма, fossa или fovea, ямка, ямочка, fossula. Поверхности кости ограничены кр а я м и (margo — край). На некоторых кос­тях, к которым прилежит нерв или кровеносный сосуд, имеется бороздка, sulcus. В местах прохождения через кость сосуда или нерва образуются канал, canalls, каналец, canaliculus , щель, fissura. вырезка, incisura. На поверхности каждой кос­ти, особенно с внутренней ее стороны, видны точечные отверстия, уходящие в глубь кости, — питательные отверстия, foramina nutricia.

Закругленный эпифиз, отграниченный от тела кости сужени­ем — шейкой, collum, называют головкой (cdput — голова, cdpi-tulum — головка). Головка обычно гладкая, представляет собой покрытую суставным хрящом суставную поверхность и служит для образования сустава с другой костью. Суставная поверх­ность, fades artlcularls, может быть выпуклая или вогнутая либо имеет форму возвышения (мыщелок condylus).

СТРОЕНИЕ КОСТИ

Кость имеет сложные строение и химический состав. В живом организме кость содержит 50% воды, 28,15% органических ве­ществ, в том числе 15,75% жира, и 21,85% неорганических ве­ществ, представленных соединениями кальция, фосфора, магния и других элементов. Обезжиренная, отбеленная и высушенная кость (мацерированная) на '/з состоит из органических ве­ществ, получивших название «оссеин», и на 2/з из неорганиче­ских веществ.

Прочность кости (механические свойства) обеспечивается физико-химическим единством органических и неорганических веществ, а также конструкцией костной ткани. По прочности кость сравнивают с некоторыми металлами (медь, железо). Преобладание в кости органических веществ (у детей) обеспе­чивает ей большую упругость, эластичность. При изменении соотношения в сторону преобладания неорганических веществ кость становится ломкой, хрупкой (у стариков).

Наружный слой кости представлен толстой (в диафизах труб­чатых костей) или тонкой (в эпифизах трубчатых костей, в губчатых и плоских костях) пластинкой компактного вещества, substantia compacta. Под компактным веществом располагается губчатое (трабекулярное), вещество, substantia spongiosa (trabe-cularis), пористое, построенное из костных балок с ячейками между ними, по виду напоминающие губку. Рисунок строения кости хорошо виден на срезах (шлифах) костей (рис. 16). Внутри диафиза трубчатых костей находится костномозговая

полость, cavitas medul-laris, содержащая кост­ный мозг. Компактное вещество построено из ■2 пластинчатой костной ткани и пронизано сис­темой тонких питатель­ных канальцев, одни из которых ориентированы параллельно поверхнос­ти кости, а в трубчатых костях — вдоль длин-;3 ного их размера (цент­ральный, или гаверсов, канал), другие, пробо дающие (каналы Фолькмана), — перпендикулярно поверхности. Эти костные канальцы служат продолжением более крупных питательных каналов, candles nutricii (nutriensii),

открывающихся на поверхности кости в виде отверстий, один — два из которых бывают довольно крупными. Через питательные отверстия в кость, в систему ее костных канальцев проникают артерия, нерв и выходит вена.

Стенками центральных каналов служат концентрически рас­положенные костные пластинки в виде тонких трубочек, встав­ленных одна в другую. Центральный канал с системой концент­рических пластинок является структурной единицей кости и получил название остеона, или гаверсовой системы (рис. 17), Пространства между остеонами выполнены вставочными (про­межуточными, интерстициальными) пластинками. Наружный слой компактного вещества кости образован наружными ок­ружающими пластинками. Внутренний слой кости, ограничиваю­щий костномозговую полость и покрытый эндостом, представ­лен внутренними окружающими пластинками. Остеоны и вста­вочные пластинки образуют компактное корковое вещество кости.

Кроме суставных поверхностей, покрытых хрящом, снаружи кость покрыта надкостницей, periosteum. Надкостница — тон­кая прочная соединительнотканная пластинка, которая богата кровеносными и лимфатическими сосудами, нервами. В ней мож­но выделить два слоя. Наружный слой надкостницы волокнис­тый, внутренний — ростковый, камбиальный (остеогенный, кос-теобразующий), прилежит непосредственно к костной ткани. За счет внутреннего слоя надкостницы образуются молодые кост­ные клетки (остеобласты), откладывающиеся на поверхности кости.

Таким образом, вследствие костеобразующих свойств над­костницы кость растет в толщину.

С костью надкостница прочно сращена при помощи пробо­дающих волокон, уходящих в глубь кости.

Внутри кости, в костномозговой полости и ячейках губчатого вещества, находится костный мозг. Во внутриутробном периоде и у новорожденных во всех костях содержится красный кост­ный мозг, medulla ossium rubra, выполняющий кроветворную и защитную функции. Он представлен сетью ретикулярных во­локон и клеток. В петлях этой сети находятся молодые и зрелые клетки крови и лимфоидные элементы. В костном мозге раз­ветвляются нервные волокна и сосуды. У взрослого человека красный коспшй_мозг содержится только в Ячейках гу-Г>иятГ1ГП вещества плоских костей (кости черепа, грудина, крылья под­вздошных костей), в губчатых (коротких) костях, эпифизах трубчатых костей. В костномозговой полости диафизов трубча­тых костей находится желтый костный мозг, medulla ossium flava, представляющий собой перерожденную ретикулярную строму с жировыми включениями. Масса костного мозга состав Компактное костное вещество, состоящее из концентриче­ски расположенных костных пластинок, хорошо развито в костях, выполняющих функцию опоры и роль рычагов (трубчатые кости). Кости, имеющие значительный объем и испытывающие нагрузку по многим направлениям, состоят преимущественно из губчатого вещества. Снаружи они имеют лишь тонкую пла­стинку компактного костного вещества [эпифизы трубчатых кос­тей, короткие (губчатые) кости].

Губчатое вещество, расположенное между двумя пластинка­ми компактного вещества в костях свода черепа, получило на­звание промежуточного —диплоэ, diploe. Наружная пластинка компактного вещества у костей свода черепа довольно толстая, прочная, а внутренняя — тонкая, при ударе легко ломается, образуя острые обломки, поэтому ее называют стеклянной пластинкой, lamina vitrea. Костные перекладины (балки) губ­чатого вещества расположены не беспорядочно, а в определен­ных направлениях, по которым кость испытывает нагрузки в виде сжатия и растяжения (рис. 18). Линии, соответствующие ориентации костных балок и получившие название кривых сжа­тия и растяжения, могут быть общими для нескольких смежных костей. Такое расположение костных балок под углом друг к другу обеспечивает равномерную передачу на кость давления или тяги мышц. Трубчатое и арочное строение кости обусловли­вает максимальную прочность при наибольшей легкости и наи­меньшей затрате костного материала. Строение каждой кости соответствует ее месту в организме и назначению, направлению силы тяги действующих на нее мышц. Чем больше нагружена кость, чем больше деятельность окружающих ее мышц, тем кость прочнее. При уменьшении силы действующих на кость мышц кость становится тоньше, слабее.

Кость отличается очень большой пластичностью. При изме­няющихся условиях действия на кость различных сил происхо­дит перестройка кости: увеличивается или уменьшается число остеонов, изменяется их расположение. Таким образом, трени­ровки, спортивные упражнения, физическая нагрузка оказывают на кость формообразующее воздействие, укрепляют кости ске­лета.

При постоянной физической нагрузке на кость развивается ее рабочая гипертрофия: компактное вещество утолщается, костномозговая полость суживается. Сидячий образ жизни, дли­тельный постельный режим во время болезни, когда действие мышц на скелет заметно уменьшается, приводят к истончению кости, ослаблению ее. Перестраивается и компактное, и губчатое вещество, которое приобретает крупноячеистое строение. Отмече­ны особенности строения костей в соответствии с профессиональ­ной принадлежностью. Тяга сухожилий, прикрепляющихся к костям в определенных местах, ведет к образованию выступов, бугров. Прикрепление мышцы к кости без сухожилия, когда мышечные пучки непосредственно вплетаются в надкостницу, образует на кости плоскую поверхность или даже ямку.

Влияние действия мышц обусловливает характерный для каждой кости рельеф ее поверхности и соответствующее внут­реннее строение.

Перестройка костной ткани возможна благодаря одновремен­ному протеканию двух процессов: разрушению старой, ранее образовавшейся костной ткани (резорбция) и образованию но­вых костных клеток и межклеточного вещества. Кость разруша­ют особые крупные многоядерные клетки — остеокласты (косте-разрушители). На месте разрушающейся кости формируются но­вые остеоны, новые костные балки. В результате одновременно протекающих процессов — резорбции и костеобразования — из­меняются внутреннее строение, форма, величина кости. Таким образом, не только биологическое начало (наследственность), но и условия внешней среды, социальные факторы влияют на конструкцию кости. Кость меняется в соответствии с изменением степени физической нагрузки; на строение костей влияют харак­тер выполняемой работы и т. д.

1. Кость как орган; ее развитие, строение, рост. Классификация костей.

Каждая кость, os, является самостоятельным органом и состоит из костной ткани. Снаружи кость покрыта надкостницей, periosteum. внутри нее в костномозговых полостях, cavitas medul-lares, находится костный мозг (рис. 14). Кости разнообразны по величине и форме занимают определенное положение в теле. Для удобства изучения различают следующие группы костей: длинные (трубчатые), короткие (губчатые), плоские__(широкие), ненормальные(смешанные), воздухоносные

Длинная (трубчатая) кость os longum. имеет удлиненную, цилиндрической или трехгранной формы среднюю часть — тело кости, диафиз, diaphysis (от греч. dia — между, phyo — рас­ту). Утолщенные концы ее "называют эпифизами, epiphysls (от греч. epi — над). Каждый эпифиз, имеет суставную по­верхность, facies artccularis, покрытую суставным хрящом, которая служит для соединения с соседними костями. Участок кости, где диафиз переходит в эпифиз, выделяют как м е т а ф и з, metaphysis. Этот участок соответствует окостеневшему в пост-натальном онтогенезе эпифизарному хрящу. Трубчатые кости составляют скелет конечностей, выполняют функции рычагов. Выделяют кости длинные (плечевая, бедренная, кости пред,-плечья и голени) и короткие (пястные, плюсневые, фаланги пальцев).

Короткая (губчатая) кость, os breve, имеет форму непра-вильного куба или многогранника. Такие кости расположены ¥~участках скелета, где прочность костей сочетается с под­вижностью,— в соединениях между костями (кости__загшстья, предплюсны).

Плоские (широкие)__кости, ossa plana, участвуют в образо­вании полостей тела_ и выполняют также функцию защиты (кости крыши черепа, тазовые кости, грудина, ребра). Одновре-мённо они представляют обширные поверхности для прикреп­ления мышц.

Ненормальные кости, ossa irregularia, построе­ны сложно форма их разнообразна. Например, тело позвонка по форме (и по строению) относится к губчатым костям, дуга, отрдстки — к плоским.

Воздухоностные кости ossa pneumatica, имеют в_теле полость, выстланную слизистой оболочкой и заполненную воздухом. К ним относятся некоторые кости черепа: лобная, клиновидная, решет­чатая, верхняя челюсть.

На поверхности каждой _кости имеются неровности: здесь начинаются или прикрепляются мышцы и их сухожилия," фас ции, связки. Эти возвышения, выступающие над поверхностью кости"называют апофизами (от греч. apophysis — отросток, вырост). К ним относятся: бугор, tubej, бугорок,, tuberculum , гребень, crista, отросток, processus........На участке, где мышца

прикрепляется своей мясистой частью, определяются углубления: яма, fossa или fovea, ямка, ямочка, fossula. Поверхности кости ограничены кр а я м и (margo — край). На некоторых кос­тях, к которым прилежит нерв или кровеносный сосуд, имеется бороздка, sulcus. В местах прохождения через кость сосуда или нерва образуются канал, canalls, каналец, canaliculus , щель, fissura. вырезка, incisura. На поверхности каждой кос­ти, особенно с внутренней ее стороны, видны точечные отверстия, уходящие в глубь кости, — питательные отверстия, foramina nutricia.

Закругленный эпифиз, отграниченный от тела кости сужени­ем — шейкой, collum, называют головкой (cdput — голова, cdpi-tulum — головка). Головка обычно гладкая, представляет собой покрытую суставным хрящом суставную поверхность и служит для образования сустава с другой костью. Суставная поверх­ность, fades artlcularls, может быть выпуклая или вогнутая либо имеет форму возвышения (мыщелок condylus).

СТРОЕНИЕ КОСТИ

Кость имеет сложные строение и химический состав. В живом организме кость содержит 50% воды, 28,15% органических ве­ществ, в том числе 15,75% жира, и 21,85% неорганических ве­ществ, представленных соединениями кальция, фосфора, магния и других элементов. Обезжиренная, отбеленная и высушенная кость (мацерированная) на '/з состоит из органических ве­ществ, получивших название «оссеин», и на 2/з из неорганиче­ских веществ.

Прочность кости (механические свойства) обеспечивается физико-химическим единством органических и неорганических веществ, а также конструкцией костной ткани. По прочности кость сравнивают с некоторыми металлами (медь, железо). Преобладание в кости органических веществ (у детей) обеспе­чивает ей большую упругость, эластичность. При изменении соотношения в сторону преобладания неорганических веществ кость становится ломкой, хрупкой (у стариков).

Наружный слой кости представлен толстой (в диафизах труб­чатых костей) или тонкой (в эпифизах трубчатых костей, в губчатых и плоских костях) пластинкой компактного вещества, substantia compacta. Под компактным веществом располагается губчатое (трабекулярное), вещество, substantia spongiosa (trabe-cularis), пористое, построенное из костных балок с ячейками между ними, по виду напоминающие губку. Рисунок строения кости хорошо виден на срезах (шлифах) костей (рис. 16). Внутри диафиза трубчатых костей находится костномозговая

полость, cavitas medul-laris, содержащая кост­ный мозг. Компактное вещество построено из ■2 пластинчатой костной ткани и пронизано сис­темой тонких питатель­ных канальцев, одни из которых ориентированы параллельно поверхнос­ти кости, а в трубчатых костях — вдоль длин-;3 ного их размера (цент­ральный, или гаверсов, канал), другие, пробо дающие (каналы Фолькмана), — перпендикулярно поверхности. Эти костные канальцы служат продолжением более крупных питательных каналов, candles nutricii (nutriensii),

открывающихся на поверхности кости в виде отверстий, один — два из которых бывают довольно крупными. Через питательные отверстия в кость, в систему ее костных канальцев проникают артерия, нерв и выходит вена.

Стенками центральных каналов служат концентрически рас­положенные костные пластинки в виде тонких трубочек, встав­ленных одна в другую. Центральный канал с системой концент­рических пластинок является структурной единицей кости и получил название остеона, или гаверсовой системы (рис. 17), Пространства между остеонами выполнены вставочными (про­межуточными, интерстициальными) пластинками. Наружный слой компактного вещества кости образован наружными ок­ружающими пластинками. Внутренний слой кости, ограничиваю­щий костномозговую полость и покрытый эндостом, представ­лен внутренними окружающими пластинками. Остеоны и вста­вочные пластинки образуют компактное корковое вещество кости.

Кроме суставных поверхностей, покрытых хрящом, снаружи кость покрыта надкостницей, periosteum. Надкостница — тон­кая прочная соединительнотканная пластинка, которая богата кровеносными и лимфатическими сосудами, нервами. В ней мож­но выделить два слоя. Наружный слой надкостницы волокнис­тый, внутренний — ростковый, камбиальный (остеогенный, кос-теобразующий), прилежит непосредственно к костной ткани. За счет внутреннего слоя надкостницы образуются молодые кост­ные клетки (остеобласты), откладывающиеся на поверхности кости.

Таким образом, вследствие костеобразующих свойств над­костницы кость растет в толщину.

С костью надкостница прочно сращена при помощи пробо­дающих волокон, уходящих в глубь кости.

Внутри кости, в костномозговой полости и ячейках губчатого вещества, находится костный мозг. Во внутриутробном периоде и у новорожденных во всех костях содержится красный кост­ный мозг, medulla ossium rubra, выполняющий кроветворную и защитную функции. Он представлен сетью ретикулярных во­локон и клеток. В петлях этой сети находятся молодые и зрелые клетки крови и лимфоидные элементы. В костном мозге раз­ветвляются нервные волокна и сосуды. У взрослого человека красный коспшй_мозг содержится только в Ячейках гу-Г>иятГ1ГП вещества плоских костей (кости черепа, грудина, крылья под­вздошных костей), в губчатых (коротких) костях, эпифизах трубчатых костей. В костномозговой полости диафизов трубча­тых костей находится желтый костный мозг, medulla ossium flava, представляющий собой перерожденную ретикулярную строму с жировыми включениями. Масса костного мозга состав Компактное костное вещество, состоящее из концентриче­ски расположенных костных пластинок, хорошо развито в костях, выполняющих функцию опоры и роль рычагов (трубчатые кости). Кости, имеющие значительный объем и испытывающие нагрузку по многим направлениям, состоят преимущественно из губчатого вещества. Снаружи они имеют лишь тонкую пла­стинку компактного костного вещества [эпифизы трубчатых кос­тей, короткие (губчатые) кости].

Губчатое вещество, расположенное между двумя пластинка­ми компактного вещества в костях свода черепа, получило на­звание промежуточного —диплоэ, diploe. Наружная пластинка компактного вещества у костей свода черепа довольно толстая, прочная, а внутренняя — тонкая, при ударе легко ломается, образуя острые обломки, поэтому ее называют стеклянной пластинкой, lamina vitrea. Костные перекладины (балки) губ­чатого вещества расположены не беспорядочно, а в определен­ных направлениях, по которым кость испытывает нагрузки в виде сжатия и растяжения (рис. 18). Линии, соответствующие ориентации костных балок и получившие название кривых сжа­тия и растяжения, могут быть общими для нескольких смежных костей. Такое расположение костных балок под углом друг к другу обеспечивает равномерную передачу на кость давления или тяги мышц. Трубчатое и арочное строение кости обусловли­вает максимальную прочность при наибольшей легкости и наи­меньшей затрате костного материала. Строение каждой кости соответствует ее месту в организме и назначению, направлению силы тяги действующих на нее мышц. Чем больше нагружена кость, чем больше деятельность окружающих ее мышц, тем кость прочнее. При уменьшении силы действующих на кость мышц кость становится тоньше, слабее.

Кость отличается очень большой пластичностью. При изме­няющихся условиях действия на кость различных сил происхо­дит перестройка кости: увеличивается или уменьшается число остеонов, изменяется их расположение. Таким образом, трени­ровки, спортивные упражнения, физическая нагрузка оказывают на кость формообразующее воздействие, укрепляют кости ске­лета.

При постоянной физической нагрузке на кость развивается ее рабочая гипертрофия: компактное вещество утолщается, костномозговая полость суживается. Сидячий образ жизни, дли­тельный постельный режим во время болезни, когда действие мышц на скелет заметно уменьшается, приводят к истончению кости, ослаблению ее. Перестраивается и компактное, и губчатое вещество, которое приобретает крупноячеистое строение. Отмече­ны особенности строения костей в соответствии с профессиональ­ной принадлежностью. Тяга сухожилий, прикрепляющихся к костям в определенных местах, ведет к образованию выступов, бугров. Прикрепление мышцы к кости без сухожилия, когда мышечные пучки непосредственно вплетаются в надкостницу, образует на кости плоскую поверхность или даже ямку.

Влияние действия мышц обусловливает характерный для каждой кости рельеф ее поверхности и соответствующее внут­реннее строение.

Перестройка костной ткани возможна благодаря одновремен­ному протеканию двух процессов: разрушению старой, ранее образовавшейся костной ткани (резорбция) и образованию но­вых костных клеток и межклеточного вещества. Кость разруша­ют особые крупные многоядерные клетки — остеокласты (косте-разрушители). На месте разрушающейся кости формируются но­вые остеоны, новые костные балки. В результате одновременно протекающих процессов — резорбции и костеобразования — из­меняются внутреннее строение, форма, величина кости. Таким образом, не только биологическое начало (наследственность), но и условия внешней среды, социальные факторы влияют на конструкцию кости. Кость меняется в соответствии с изменением степени физической нагрузки; на строение костей влияют харак­тер выполняемой работы и т. д.

1. Кость как орган, компоненты кости, закономерности их строения и топографии, роль. Функции скелета.

Кость – самостоятельный орган, состоит из тканей, главная – костная.

Химический состав кости и ее физические св-ва.

Костное вещество состоит из химических веществ: органических (оссеин) и неорганических (солей кальция – его фосфатов). Эластичность кости зависит от оссеина, а твердость – от минеральных солей.

Структурной единицей кости является остеон (система костных пластинок, концентрически расположенных вокруг центрального канала, содержащего сосуды и нервы; остеоны не прилегают друг к другу в плотную и промежутки между ними заполнены интерстициальными костными пластинками. Остеоны располагаются соответственно функциональной нагрузки на кость. Остеоны и вставочные пластинки образуют компактное корковое вещество кости). Наружный слой кости представлен пластинкой компактного вещества (построенный из пластинчатой костной ткани, пронизанной системой тонких питательных канальцев, одни ориентированы параллельно поверхности кости, в трубчатых – вдоль, в других – прободающие – каналы Фолькмана). Каналы Фолькмана служат продолжением крупных питательных каналов, открывающихся на поверхности кости в виде отверстий. Через питательные отверстия в кость, в систему ее костных канальцев входят артерия, нерв и выходит вена. Под компактным – располагается губчатое, после губчатого (пористое, построенное из костных балок с ячейками между ними). Внутри диафиза находится костно-мозговая полость, содержащая костный мозг. Кроме суставных поверхностей, покрытых хрящом, снаружи кость покрыта надкостницей. Надкостница – тонкая соединительнотканная пластинка, которая богата кровеносными и лимфатическими сосудами, нервами. В ней выделяют два слоя – наружный волокнистый, внутренний – ростковый, комбиальный (остеогенный, костеобразующий), прилежит к костной ткани. За счет надкостницы кость растет в толщину. Внутри кости находится костный мозг. Во внутриутробном периоде у новорожденного содержится красный костный мозг в костях, выполняющий кроветворную и защитную ф-ции; он представлен сетью ретикулярных волокон и клеток, в петлях этой сети находятся молодые и зрелые клетки крови и лимфоидные элементы. В костном мозге разветвляются нервы и сосуды. У взрослого человека крастный костный мозг содержится только в ячейках губчатого вещества плоских костей, в губчатых костях, эпифизах трубчатых костей. В костно-мозговой полости диафизов трубчатых костей находится желтый костный мозг, представляющий собой перерожденную ретикулярную строму с жировыми включениями.

Функции костной ткани:

  • Опора для мягких тканей

  • Выполнение всех движений

  • Формирование полости для органов

  • Защитная

  • Ф-ция гемопоэза

  • Депо для минеральных веществ и микроэлементов.

Ф-ции скелета:

образует вместилище для жизненно важных органов.

2. Стадии развития костей. Первичные и вторичные кости. Прямой и непрямой остеогенез.

Скелет развивается из мезенхимы, представляющей зародышевую малодифференцированную соединительную ткань. Покровные кости черепа и кости лица формируются на месте соединительной ткани - эндесмально, а другие - на месте хряща - перихондрально (позднее, с появлением надкостницы, периостально) или энхондрально. Все эти процессы начинаются в конце второго месяца внутриутробного периода, когда в организме зародыша имеются все другие виды тканей. Кости, формирующиеся на месте соединительной ткани, так называемые первичные кости, проходят два этапа развития: перепончатый и костный. Кости, развивающиеся на месте хряща, называются вторичными и проходят три этапа: соединительнотканный, хрящевой и костный. При эндесмальном окостенении на месте будущих костей появляются островки окостенения в виде концентрации мезенхимных клеток, участвующих в образовании фиброзных волокон, и множества кровеносных сосудов. Из мезенхимных клеток дифференцируются клетки остеобласты, которые вырабатывают межклеточное вещество, состоящее из оссеина и солей кальция. Фиброзные волокна пропитываются межклеточным веществом и замуровывают остеобласты. Последние после этого переходят в состояние зрелых клеток костной такни - в остеоциты. Аналогично происходит перихондральное (периостальное) окостенение за счет клеток надхрящницы (надкостницы). Эндохондральное окостенение происходит путем прорастания в хрящевые закладки костей кровеносных сосудов с окружающей их мезенхимой. Мезенхима, прилегающая к образующейся кости, превращается в надкостницу. Для внутренней поверхности костей черепа надкостницей является наружный слой твердой мозговой оболочки. Процесс остеогенеза продолжается в направлении образования остеокластов (костедробителей) из мезенхимных клеток, окружающих сосуды. После рождения в скелете новорожденного преобладает хрящевая ткань с множеством ядер окостенения, называемых первичными. В дальнейшем появляются вторичные ядра окостенения. Как первичные, так и вторичные ядра возникают у девочек раньше, чем у мальчиков. Ядра окостенения вначале появляются в центральных отделах диафиза, а затем в эпифизах. Позвонки (за исключением копчиковых позвонков) в конце второго месяца эмбрионального периода имеют два ядра в дуге, слившиеся из нескольких ядер, и одно основное - в теле. В течение первого года жизни ядра дуги, развиваясь в дорсальном направлении, срастаются друг с другом. Этот процесс протекает быстрее в шейных позвонках, чем в копчиковых. Чаще всего к семилетнему возрасту дуги позвонков, за исключением I крестцового позвонка, сращены (иногда крестцовый отдел остается незакрытым до 15-18-летнего возраста). В дальнейшем наступает костное соединение ядер дуги с ядром тела позвонка; это соединение появляется в возрасте 3-6 лет и раньше всего в грудных позвонках. В возрасте 8 лет у девочек, 10 лет у мальчиков на краях тела позвонка возникают эпифизарные кольца, которые образуют краевые валики тела позвонка. В период полового созревания или несколько позже заканчивается оссификация остистых и поперечных отростков, имеющих на своих верхушках дополнительные вторичные ядра окостенения. Несколько иначе развиваются атлант и осевой позвонок. Срастание передней и задней дуг атланта в одну кость происходит в возрасте 5-6 лет; при этом еще до образования костной передней дуги позвонка в ее хрящевой закладке появляется участок со своим парным ядром окостенения, который в возрасте 4-5 лет присоединяется к телу осевого позвонка, образуя его зуб. Последний соединяется с внутренней поверхностью передней дуги атланта при посредстве сустава - атлантоосевой сустав. Крестцовые позвонки, числом 5, срастаются, образуя крестец сравнительно поздно - на 18-25-м году жизни. Начиная с 15 лет происходит срастание трех нижних, а к 25 годам -двух верхних позвонков. Рудиментарные копчиковые позвонки отличаются тем, что в них весьма неравномерно появляются ядра окостенения:в I на 2-3-й неделе после рождения, во II - в 4-8 лет, в III -в 9-13 лет и, наконец, в IV - в 15 лет, а срастание их друг с другом, вначале нижних, затем верхних, продолжается и после 30 лет. Позвоночный столб как целое с возрастом проходит различные стадии изменения своих размеров и формы. В первые два года жизни он особенно интенсивно растет, почти удваивается в длину, до 16 лет замедляется рост в длину, после чего позвоночник снова активно растет, достигая у взрослого длины, превышающей более чем в 3 раза длину позвоночника новорожденного. Считается, что до 2 лет позвонки увеличиваются так же интенсивно, как и межпозвоночные диски, а после 7 лет относительная величина диска значительно уменьшается. Студенистое ядро содержит большое количество воды и имеет значительно большие размеры у ребенка, чем у взрослого. У новорожденного позвоночный столб в переднезаднем направлении прямой. В дальнейшем в результате целого ряда факторов: влияния работы мышц, самостоятельного сидения, тяжести головы и др. появляются изгибы позвоночного столба. В первые 3 мес жизни происходит образование шейного изгиба (шейный лордоз). Грудной изгиб (грудной кифоз) устанавливается к 6-7 мес, поясничный изгиб (поясничный лордоз) достаточно ясно сформирован к концу года жизни. Закладка ребер состоит вначале из мезенхимы, которая залегает между мышечными сегментами и замещается хрящом. Процесс окостенения ребер протекает, начиная со второго месяца внутриутробного периода, перихондрально, а несколько позже - энхондрально. Костная ткань в теле ребра нарастает кпереди, а ядра окостенения в области угла ребра и в области головки появляются в возрасте 15-20 лет. Передние края верхних девяти ребер соединяются с каждой стороны хрящевыми грудинными полосками, которые, приблизившись друг к другу сначала в верхних отделах, а затем и в нижних, соединяются между собой, формируя таким образом грудину. Этот процесс протекает на 3-4-м месяце внутриутробного периода. В грудине различают первичные ядра окостенения для рукоятки и тела и вторичные ядра окостенения для ключичных вырезок и для мечевидного отростка. Процесс окостенения в грудине протекает неравномерно в разных ее частях. Так, в рукоятке первичное ядро окостенения появляется на 6-м месяце внутриутробного периода, к 10-му году жизни происходит слияние частей тела, сращение которых заканчивается к 18 годам. Мечевидный отросток, несмотря на то, что у него появляется вторичное ядро окостенения к 6 годам, нередко остается хрящевым. Грудина в целом окостеневает в возрасте 30-35 лет, иногда еще позже и то не всегда. Образованная 12 парами ребер, 12 грудными позвонками и грудиной в совокупности с суставно-связочным аппаратом, грудная клетка под влиянием определенных факторов проходит целый ряд этапов развития. Развитие легких, сердца, печени, а также положение тела в пространстве - лежание, сидение, хождение - все это, изменяясь в возрастном и функциональном отношении, обусловливает изменение грудной клетки. Основные образования грудной клетки - спинные борозды, боковые стенки, верхняя и нижняя апертуры грудной клетки, реберная дуга, подгрудинный угол - изменяют свои черты в том или другом периоде своего развития, приближаясь каждый раз к особенностям грудной клетки взрослого человека. Считается, что развитие грудной клетки проходит четыре основных периода: от рождения до двухлетнего возраста отмечается очень интенсивное развитие; на втором этапе, от 3 до 7 лет, развитие грудной клетки проходит достаточно быстро, но медленнее, чем в первом периоде; третий этап, от 8 до 12 лет, характеризуется несколько замедленным развитием, четвертый этап - период полового созревания, когда также отмечается усиленное развитие. После этого замедленный рост продолжается до 20-25 лет, когда и заканчивается.

Строение костей

Кость (os) человека представляет собой сложный орган: она занимает соответствующее место, имеет соответствующие форму и строение, выполняет только ей присущие функции.

Проникающие в кость сосуды и нервы способствуют взаимодействию ее с организмом, участию в общем обмене веществ, выполнению функций и необходимой перестройке при росте, развитии и изменяющимся условиям существования. В живом организме кость содержит около 50 % воды, 28 % органических веществ, в том числе 16 % жиров и 22 % неорганических веществ. Органический компонент кости представлен белковыми веществами, а неорганический — гидроксиапатитом. Кроме того, в кости содержатся также в разных количествах натрий, магний, калий, хлор, фтор, карбонаты и нитраты.

Преимущество в костях органических веществ (у детей) придает им упругость и эластичность. Изменение соотношения в сторону неорганических веществ ведет к хрупкости костей (у пожилых) и к более частым переломам.

Кость образуется костной тканью, которая относится к соединительной ткани. Она состоит из клеток и плотного межклеточного вещества, богатого коллагеном и минеральными компонентами.

В костной ткани встречаются два типа клеток — остеобласты и остеокласты. Остеобласты это молодые костные клетки, многоугольной формы, богатые элементами зернистой цитоплазматической сети, рибосомами и хорошо развитым комплексом Гольджи. В них содержится большое количество рибонуклеиновой кислоты, щелочной фосфатазы. Остеобласты постепенно дифференцируются в остеоциты, при этом в них уменьшается количество органелл. Межклеточное вещество, образованное остеобластами, окружает остеоциты со всех сторон и пропитывается солями кальция.

Остеоциты зрелые многоотростчатые клетки, которые залегают в костных лакунах, вырабатывающие межклеточное вещество и обычно замурованные в нем. Количество клеточных органелл в остеоцитах снижено, и они нередко запасают гликоген. Если появляется необходимость в структурных изменениях костей, остеобласты активизируются, быстро дифференцируются и превращаются в остеоциты. Система костных канальцев обеспечивает обмен веществ между остеоцитами и тканевой жидкостью.

Кроме вышеназванных клеток, в костной ткани находятся также остеокласты — крупные многоядерные клетки, бедные хроматином. Цитоплазма таких клеток имеет множество выростов, покрытых плазматической мембраной. Клетки содержат митохондрии лизосомы, вакуоли, гидролитические ферменты и выраженные комплексы Гольджи. Плазматическая мембрана в этой области образует много складок и называется гофрированным бережком.

Остеокласты способны резорбировать обызвествленный хрящ и межклеточное вещество костной ткани в процессе развития и перестройки кости. По современным сведениям, остеокласты имеют моноцитарное происхождение и относятся к системе макрофагов.

Снаружи кость покрыта слоем плотной соединительной ткани — надкостницей (periosteum). Это тонкая плотная соединительная пластинка, богатая кровеносными и лимфатическими сосудами и нервами. Надкостница имеет наружный и внутренний слои.

Наружный слой надкостницы волокнистый, внутренний — ростковый (костеобразующий). Внутренний слой присоединяется непосредственно к костной ткани и формирует молодые клетки (остеобласты), которые располагаются на поверхности кости. Таким образом, в результате костеобразующих свойств надкостницы кость растет в толщину. С костью надкостница плотно срастается при помощи проникающих волокон, которые глубоко входят внутрь кости.

Наружный слой кости представлен пластинкой компактного вещества, которая в диафизах трубчатых костей более толстая, чем в эпифизах. В компактном веществе костные пластинки располагаются в определенном порядке, образуют сложные системы — остеоны структурные единицы кости. Остеон состоит из 5—20 цилиндрических пластинок, вставленных одна в другую.

В центре каждого остеона проходит центральный (гаверсов) канал. Через него в свою очередь проходят по одной артерия и вена, которые разветвляются на капилляры и по каналам подходят к лакунам гаверсовой системы. Они обеспечивают поступление и отток из клеток питательных веществ и продуктов метаболизма, СО2 и О2. Каждый гаверсов канал содержит также лимфатический сосуд и нервные волокна. На наружной и внутренней поверхностях кости костные пластинки не образуют концентрические цилиндры, а располагаются вокруг них. Эти области пронизаны каналами Фолькманна, через которые проходят кровеносные сосуды, соединяющиеся с сосудами гаверсовых каналов. Основное вещество компактной кости состоит из костного коллагена, вырабатываемого остеобластами, и гидроксиапатита; кроме того, в него входят магний, натрий, карбонаты и нитраты.

Под компактным веществом располагается губчатое, которое представляет собой сеть из тонких анастомозиро-ванных костных элементов — трабекул. Трабекулы ориентированы в тех направлениях, в которых кости повышают свою устойчивость к нагрузкам и сжатию при минимальной массе. Губчатая кость находится и в эпифизах трубчатых длинных костей и коротких (позвонки, кости запястья и предплюсны). Она свойственна также зародышам и растущим организмам.

Внутри кости, в костномозговой полости и ячейках губчатого вещества, находится костный мозг. Во внутриутробном периоде и у новорожденных все кости содержат красный костный мозг, который выполняет преимущественно кроветворную функцию. У взрослого человека красный костный мозг содержится только в ячейках губчатого вещества плоских костей (грудина, кости черепа, подвздошные кости), в губчатых (коротких костях), эпифизах трубчатых костей. В костномозговой полости диафизов трубчатых костей находится желтый костный мозг. Он состоит из жировых включений и перерожденной ретикулярной стромы.

Кости человека различаются по форме и размерам, занимают определенное место в организме. Существуют следующие виды костей: трубчатые, губчатые, плоские (широкие), смешанные и воздухоносные.

Трубчатые кости выполняют функцию рычагов и формируют скелет свободной части конечностей, делятся на длинные (плечевая, бедренные кости, кости предплечья и голени) и короткие (пястные и плюсневые кости, фаланги пальцев).

В длинных трубчатых костях есть расширенные концы (эпифизы) и средняя часть (диафиз). Участок между эпифизом и диафизом называется метафизом. Эпифизы, костей полностью или частично йокрыты гиалиновым хрящом и участвуют в образовании суставов.

Губчатые (короткие) кости располагаются в тех участках скелета, где прочность костей сочетается с подвижностью (кости запястья, предплюсна, позвонки, сесамовидные кости).

Плоские (широкие) кости участвуют в образовании крыши черепа, грудной и тазовой полостей, выполняют защитную функцию, имеют большую поверхность для прикрепления мышц.

Смешанные кости имеют сложное строение и различную форму. К этой группе костей относятся позвонки, тела которых являются губчатыми, а отростки и дуги — плоскими.

Воздухоносные кости содержат в теле полость с воздухом, выстланную слизистой оболочкой. К ним относятся верхняя челюсть, лобная, клиновидная и решетчатая кости черепа.

Опорно-двигательный аппарат

Одним из главных свойств всех животных и человека является передвижение. Эта функция выполняется опорно-двигательным аппаратом (аппарат движения), представленным двумя частями: пассивной (кости и их соединения) и активной частью (мышцами).

Учение о костях – остеология (osteologia)

Скелет, skeleton, (от греч. skeletos – высушенный, высохший) состоит из более 200 костей (рис. 1), выполняющих механические (опорная, защитная и локомоторная) и биологические функции (участие в минеральном обмене веществ и кроветворении).

Рис. 1. Скелет человека (вид спереди):

1 – cranium;

2 – columna vertebralis;

3 – clavicula;

4 – costa IV;

5 – sternum;

6 – humerus;

7 – ulna;

8 – radius;

9 – carpus;

10 – metacarpus;

11 – ossa digitorum;

12 – os ischii;

13 – metatarsus;

14 – tarsus;

15 – tibia;

16 – fibula;

17 – patella;

18 – femur;

19 – os pubis;

20 – os illium

Скелет условно подразделяют на осевой (позвоночный столб и череп) и добавочный (кости верхних и нижних конечностей).

Кости представлены костной тканью, которая относится к соединительной и состоит из клеток и плотного межклеточного вещества, богатого коллагеном и минеральными компонентами, определяющими физико-химические свойства костной ткани (твердость и упругость). Костная ткань содержит около 33% органических веществ (коллаген, гликопротеиды и др.) и 67% неорганических веществ (соли, цитраты, кристаллы гидрооксиапатита, более 30 микроэлементов).

Выделяют два типа клеток костной ткани: остеобласты – молодые костные клетки, которые постепенно дифференцируются в остеоциты, нарабатывая вокруг себя костный матрикс, пропитанный солями кальция и остеоциты – зрелые многоотростчатые клетки, расположенные в костных лакунах, замурованные в костном матриксе. Отростки их контактируют между собой. Остеоциты не делятся. Кроме того, в костной ткани располагаются и остеокласты – крупные многоядерные клетки, разрушающие кость и хрящ.

Строение кости. Кость как орган

Различают два типа костной ткани – ретикулофиброзную (грубоволокнистую) и пластинчатую. Первая характерна для покровных костей черепа. В ней одновременно с образованием остеоцитов образуется межклеточное вещество и коллагеновые волокна, а между ними основное вещество уплотняется и формирует костные балки (перекладины). Вторая, пластинчатая ткань образуется из первой при врастании в кость сосудов и представлена костными пластинками толщиной от 4 до 15мкм, которые состоят из остеоцитов и межклеточного тонковолокнистого костного вещества.

В зависимости от расположения костных пластинок различают компактное (плотное) вещество, substantia compacta и губчатое (substantia spongiosa) костное вещество (трабекулярная кость). В компактном веществе костные пластинки расположены в определенном порядке, образуя сложные образования – остеоны – структурные единицы кости. Остеон состоит из 5-20 цилиндрических пластинок, вставленных одна в другую. В центре остеона – центральный канал (Гаверсов). Между остеонами располагаются вставочные, промежуточные (интерстициальные) пластинки, кнаружи от них находятся наружные окружающие (генеральные) пластинки, кнутри – внутренние окружающие (генеральные) пластинки (рис. 2).

Рис. 2. Схема строения кости (остеон):

1 – Гаверсов канал; 2 – остеоцит; 3 – пластинка остеона

Губчатое костное вещество состоит из весьма тонких костных пластинок и перекладин, перекрещивающихся между собой и образующих ячейки, заполненные костным мозгом. Перекладины губчатого вещества расположены в определенном порядке. Их направление соответствует действию на кость сил сжатия и растяжения. Трубчатое и арочное строение кости обуславливает наибольшую прочность при меньшей массе и минимальной затрате костного материала (П. A. Лесгафт), что объясняет взаимообусловленность и взаимосвязь формы и выполняемой костью функции. Этот факт положен в основу международной классификации костей (табл.1; рис.3).

Таблица 1

Международная классификация костей

Вид кости

Характеристика (части кости)

Длинная (трубчатая) кость,

os longum, рис.3 (1)

Тело (диафиз), метафиз, эпифиз, апофизы (отростки, выступы-бугры)

Короткая (губчатая) кость, os breve, рис.3 (3)

-

Плоская кость, os planum, рис.3 (2,4)

Края, углы

Ненормальная (смешанная) кость, os irregulare

Отдельные части имеют разный вид остеогенеза

Воздухоносная кость, os pneumaticum, рис.3 (5)

Воздухоносная полость

Наиболее приемлемой считается классификация костей по М. Г. Привесу с учетом формы (строения), функции и развития (табл. 2; рис. 3).

Таблица 2

Классификация костей по М. Г. Привесу

I. Трубчатые, рис.3 (1)

1.Длинные 2.Короткие

II.Губчатые, рис.3 (3)

1.Длинные 2.Короткие 3.Сесамовидные

III.Плоские, рис.3 (2,4,5)

1.Кости черепа 2.Кости поясов

IV.Смешанные

Рис. 3. Форма костей:

1 – трубчатая; 2,4,5 – плоская; 3 – губчатая

В трубчатой кости различают среднюю часть кости в виде трубки с костномозговой полостью (компактное вещество), называемое телом (диафизом) кости, которое в проксимальном и дистальном направлениях переходит в губчатое вещество называемое проксимальным и дистальным метафизами.

Концевые отделы кости, имеющие суставные поверхности, называются эпифизами (проксимальным и дистальным). Истинный эпифиз построен из губчатого вещества и имеет энхондральный очаг (ядро) окостенения. Ложный эпифиз его не имеет. Между метафизом и эпифизом до половозрелого возраста располагается зона роста кости в длину – эпифизарный (метаэпифизарный) хрящ, соответствующий эпифизарной линии на рентгенограммах и срезах кости. Расположенные на метафизах выступы в виде отростков, бугров называются апофизами, и, в отличие от эпифизов, суставной поверхности не имеют.

Губчатые кости состоят из губчатого вещества, покрытого тонким слоем компактного. К ним относятся также кости, развивающиеся в толще сухожилий – сесамовидные (например, гороховидная, надколенник).

Плоские кости состоят из двух пластинок компактного вещества, между которыми находится слой губчатого вещества. Плоские кости черепа развиваются на основе соединительной ткани (покровные кости). Губчатое вещество между внутренней и наружной компактными пластинками называется двойным, diploe. Плоские кости поясов развиваются на основе хрящевой ткани.

Смешанные кости это кости, части которых сливаются при развитии из частей, имеющих разные функции, строение и развитие.

Во внутриутробном периоде у новорожденных во всех полостях костей располагается красный костный мозг, выполняющий кроветворную и защитную функции. У взрослого красный костный мозг содержится только в ячейках губчатого вещества губчатых, плоских костей и метафизах, эпифизах и апофизах трубчатых костей.

Кость, os, как орган снаружи, кроме сочленовых поверхностей, покрыта надкостницей (periosteum), представляющей собой тонкую и прочную соединительнотканную пластинку, богатую кровеносными и лимфатическими сосудами, нервами. Она прочно сращена с костью при помощи прободающих волокон, проникающих вглубь кости. Наружный слой надкостницы – волокнистый, внутренний – остеогенный (костеобразующий), прилежащий к кости, за счет которого происходит развитие, рост в толщину и регенерация костей после повреждения.

Таким образом, в понятие кости как органа входит костная ткань, образующая главную массу кости, а также костный мозг, надкостница, суставной хрящ, многочисленные сосуды и нервы.

Краткий очерк развития скелета

Костная ткань появляется на 6-8-й неделе внутриутробной жизни человека. При развитии покровных костей в том участке соединительной ткани, где возникнет будущая кость, появляется одна или несколько точек окостенения (эндесмальное окостенение), образованных балками молодых костных клеток-остеобластов, которые интенсивно размножаются, в результате чего костные балки разрастаются в разные стороны. В петлях костной сети расположены кровеносные сосуды.

В своем развитии кости конечностей проходят стадии: перепончатую или соединительнотканную, хрящевую, костную. Во внутреннем слое, покрывающем хрящ надхрящницы, примерно на середине диафиза, появляются остеобласты, образующие цилиндрическую костную манжетку (перихондральное окостенение). Постепенно надхрящница превращается в надкостницу, образующую новые остеобласты. Таким образом, образуется костная пластинка на поверхности хряща. Костные клетки располагаются преимущественно вокруг кровеносных сосудов. Рост кости в толщину за счет надкостницы называется периостальным способом образования костной ткани (периостальное окостенение). Вместе с тем, происходит и эндохондральное окостенение. При этом костная ткань образуется внутри хряща. Из надкостницы в хрящ врастают кровеносные сосуды и соединительная ткань, хрящ начинает разрушаться. Часть клеток соединительной ткани превращается в остеобласты, которые разрастаются в виде тяжей, формирующих в глубине хряща губчатое костное вещество. Диафизы окостеневают еще во внутриутробном периоде (первичные точки окостенения). В течение его последнего месяца и после рождения в хрящевых эпифизах появляются 1-3 вторичные точки окостенения, которые увеличиваются в размерах, хрящ изнутри разрушается, а на его месте, как это было описано выше, эндохондрально образуется костная ткань. Позже происходит и периостальное окостенение эпифизов, а хрящ сохраняется в виде тонкой пластинки лишь в области будущей суставной поверхности кости – суставной хрящ, и хрящевой прослойки между эпифизом и метафизом диафиза – эпифизарный хрящ, за счет которого трубчатая кость растет в длину до 16-24 лет, когда эпифизарный хрящ полностью заменяется костной тканью: эпифиз срастается с метафизом диафиза. Губчатые кости окостеневают аналогично эпифизам. В них, наряду с основными (первичными, вторичными), возникают добавочные точки окостенения, которые постепенно сливаются с основными. В толще диафиза трубчатых костей эндохондрально образовавшаяся костная ткань рассасывается, в результате чего возникает костномозговая полость. В нее прорастают клетки эмбриональной соединительной ткани, из них развивается красный костный мозг.

В течение индивидуальной жизни человека костная система претерпевает значительные возрастные изменения. Так, у новорожденного имеется большое количество хрящевой ткани. В течение первого года жизни кости растут медленно, от 1 до 7 лет рост ускоряется. После 11 лет вновь начинается активный рост, формируются отростки, костномозговые полости приобретают окончательную форму. По мере старения наблюдается разрежение кости и уменьшение числа костных пластинок, обызвествление хрящей, деформация суставных головок.