УЧЕНИЕ О КОСТЯХ - ОСТЕОЛОГИЯ (OSTEOLOGIA)
Одни из важнейших функций человеческого организма — удержание тела и его частей в определенном положении и передвижение в пространстве. Эти статические и динамические функции выполняет
опорно-двигательный аппарат, у которого выделяют пассивную и активную части. К пассивной части относят кости, которые служат опорой для мышц и различных органов (твердый, жесткий скелет), и соединения костей (рис. 28). Активной частью опорно-двигательного аппарата являются мышцы, которые, сокращаясь, действуют на костные рычаги, приводя их в движение. В теле человека выделяют также мягкий скелет (остов), который участвует в удержании органов возле костей. К мягкому скелету относят фасции, связки, капсулы органов и другие соединительнотканные структуры.
Кости скелета образованы костной и хрящевой тканями, которые относятся к соединительным тканям. Состоят кости из клеток и плотного межклеточного вещества.
Кости образуют твердый скелет, в который входят позвоночный столб (позвоночник), грудина и ребра (кости туловища), череп, кости верхних и нижних конечностей. Скелет выполняет функции опоры, движения, рессорную, защитную, а также является депо различных солей.
Опорная функция скелета заключается в формировании жесткого костно-хрящевого остова тела, к костям скелета прикрепляются мышцы, фасции и многие органы. Функция движения осуществляется благодаря наличию подвижных соединений между костями, приводимых в движение мышцами. Рессорная функция определяется наличием специальных анатомических образований, уменьшающих и смягчающих сотрясения при движениях (арочная конструкция стопы, хрящевые прослойки между костями и др.). Защитная функция обусловлена участием костей в формировании костных вместилищ для головного мозга и органов чувств (полость черепа), для спинного мозга (позвоночный канал). Внутри костей располагается костный мозг, являющийся источником образования клеток крови и иммунной системы. Кости служат депо минеральных солей. В малых количествах (до 0,001 %) кости содержат более 30 различных химических элементов. Живая кость содержит витамины А, В, С и др.
Рис. 28. Скелет человека; вид спереди. 1 — череп; 2 — позвоночный столб; 3 — ключица; 4 — ребро; 5 — грудина; 6 — плечевая кость; 7 — лучевая кость; 8 — локтевая кость; 7 — кости запястья; 10 — пястные кости; 11 — фаланги пальцев кисти; 12 — подвздошная кость; 13 — крестец; 14 — лобковая кость; 15 — седалищная кость; 16 — бедренная кость; 17 — надколенник; 18 — большеберцовая кость; 19 — малоберцовая кость; 20 — кости предплюсны; 21 — плюсневые кости; 22 — фаланги пальцев стопы.
В составе скелета в среднем 206 костей, из них 33—34 — непарные кости, остальные парные. У взрослого человека 23 кости образуют череп, 26 костей — позвоночный столб, 25 — ребра и грудину, 64 кости образуют скелет верхних конечностей и 62 кости — скелет нижних конечностей.
Позвоночный столб, череп и грудная клетка составляют осевой скелет. Кости верхних и нижних конечностей называют добавочным скелетом. Масса «живого» скелета составляет у новорожденных примерно 11 % от массы тела, у детей других возрастных групп — от 9 до 18 %. У взрослых людей на протяжении большей части жизни соотношение массы скелета и тела удерживается на уровне около 20 %. У пожилых и старых людей масса скелета несколько уменьшается.
В учебных целях используют специально обработанные (мацерированные) кости (последовательно обезжиренные, отбеленные, высушенные), являющиеся пособиями для изучения анатомии. Такой «сухой» скелет имеет массу 5—6 кг. Это составляет примерно 8—10 % от массы всего тела.
КЛАССИФИКАЦИЯ КОСТЕЙ
В основу классификации костей заложены следующие принципы: форма (строение костей), их развитие и функция. Различают следующие группы костей: длинные (трубчатые), короткие (губчатые), плоские (широкие), смешанные (ненормальные) и воздухоносные (рис. 29).
Длинные кости образуют твердую основу конечностей. Они выполняют функции длинных костных рычагов. Эти кости имеют форму трубок. Диафиз (тело кости) обычно цилиндрический или трехгранный. Утолщенные концы длинной трубчатой кости называются эпифизами. На эпифизах находятся суставные поверхности, покрытые суставным хрящом.
Рис. 29. Различные виды костей. 1 — длинная (трубчатая) кость; 2 — плоская кость; 3 — губчатые (короткие) кости; 4 — смешанная кость.
Эпифизы участвуют в образовании соединений с соседними костями. Участок кости, находящийся между диафизом и эпифизом, называют метафизом. Этот отдел кости соответствует окостеневшему в процессе постнатального развития эпифизарному хрящу, расположенному между диафизом и эпифизом. За счет метафизарной хрящевой зоны кость растет в длину. Среди трубчатых костей принято выделять длинные (плечевые, бедренные и др.) и короткие (пястные и плюсневые) кости.
Короткие, или губчатые, кости располагаются в тех частях скелета, где значительная подвижность костей сочетается с большой механической нагрузкой (кости запястья и предплюсны). К коротким костям относят также сесамовидные кости, расположенные в толще некоторых сухожилий. Сесамовидные кости наподобие своеобразных блоков увеличивают угол прикрепления сухожилия к кости и соответственно силу мышечного сокращения.
Плоские кости формируют стенки полостей, выполняют защитные функции (кости крыши черепа, таза, грудина, ребра). Эти кости имеют значительные поверхности для прикрепления мышц.
Смешанные кости построены сложно, их части по своему виду похожи на различные по форме кости. Так, у позвонка, например, его тело относят к губчатым костям, отростки и дугу — к плоским костям.
Воздухоносные кости содержат полости, выстланные слизистой оболочкой и заполненные воздухом. Такие полости имеют некоторые кости черепа (лобная, клиновидная, решетчатая, височная, верхнечелюстные). Наличие полостей в костях облегчает массу головы. Полости служат также резонатором голоса.
На поверхности каждой кости имеются неровности. Это места начала и прикрепления мышц, фасций, связок. Возвышения, отростки, бугры называются апофизами. Их формированию способствует тяга мышечных сухожилий. На участках, где мышца прикрепляется своей мясистой частью, имеются обычно углубленные участки (ямки).
В местах прилегания сосудов или нервов на поверхности кости имеются борозды, вырезки. У трехгранных трубчатых костей обозначают заостренные края и плоские поверхности между ними, у плоских костей выделяют края, углы, а также поверхности.
СТРОЕНИЕ И ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ КОСТЕЙ
Кости занимают строго определенное место в организме человека. Как и любой орган, кость представлена разными видами тканей, основное место среди которых занимает костная ткань, являющаяся разновидностью соединительной ткани.
Кость (os) имеет сложное строение и химический состав. В живом организме в составе кости взрослого человека присутствует до 50 % воды, 28,15 % органических и 21,85 % неорганических веществ. Неорганические вещества представлены соединениями кальция, фосфора, магния и других элементов. Мацерированная кость на состоит из органических веществ, получивших название «оссеин», на 2\3 — из неорганических веществ.
Прочность кости обеспечивается физико-химическим единством неорганических и органических веществ и особенностями ее конструкции. Преобладание органических веществ обеспечивает значительную упругость, эластичность кости. При увеличении доли неорганических соединений (в старческом возрасте, при некоторых заболеваниях) кость становится ломкой, хрупкой. Соотношение неорганических веществ в составе кости у разных людей неодинаково. Даже у одного и того же человека оно изменяется на протяжении жизни, зависит от особенностей питания, профессиональной деятельности, наследственности, экологических условий и др.
Большинство костей взрослого человека состоит из пластинчатой костной ткани. Из нее образовано компактное и губчатое вещество, распределение которых зависит от функциональных нагрузок на кость (рис. 30).
Компактное вещество (substаntia compаcta) кости образует диафизы трубчатых костей, в виде тонкой пластины покрывает снаружи их эпифизы, а также губчатые и плоские кости, построенные из губчатого вещества. Компактное вещество кости пронизано тонкими каналами, в которых проходят кровеносные сосуды, нервные волокна. Одни каналы располагаются преимущественно параллельно поверхности кости (центральные, или гаверсовы, каналы), другие открываются на поверхности кости
питательными отверстиями (forаmina nutricia), через которые в толщу кости проникают артерии и нервы, а выходят вены.
Стенки
центральных (гаверсовых) каналов (canаles centrаles) образованы концентрическими пластинками толщиной 4— 15 мкм, как бы вставленными друг в друга. Вокруг одного канала от 4 до 20 таких костных пластинок. Центральный канал вместе с окружающими его пластинками называют
остеоном (гаверсова система) (рис. 31). Остеон является структурно-функциональной единицей компактного вещества кости. Пространства между остеонами заполнены вставочными пластинками. Наружный слой компактного вещества сформирован наружными окружающими пластинками, являющимися продуктом костеобразующей функции надкостницы. Внутренний слой, ограничивающий костно-мозговую полость, представлен внутренними окружающими пластинками, образующимися из остеогенных клеток эндоста.