ОСТЕОЛОГИЯ (УЧЕНИЕ О КОСТЯХ)

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

Скелет человека подразделяют на осевой и добавочный. В состав более сложного осевого скелета входят: череп, позвоночный столб и кости грудной клетки. Добавочный скелет представлен костями верхней и нижней конечностей (рис. 7).

Туловищная часть осевого скелета состоит из отдельных звеньев, т.е. имеет дискретную структуру (позвонки, ребра, части грудины). Это позволяет при сохранении достаточной прочности обеспечивать значительный объем движений. В связи с вертикальным положением тела осевой скелет человека имеет свои особенности. В отличие от четвероногих животных позвоночник человека - это вертикальный столб с несколькими пружинящими изгибами.

Рис. 7. Скелет.

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

Верхний отдел осевого скелета - череп - в процессе перехода туловища в вертикальное положение и развития мозга приобрел овоидную форму, изменились соотношения его лицевого и мозгового отделов, сместилось положение рычагов равновесия его вентральной и дорсальной сторон.

Грудная клетка как часть осевого скелета при вертикальном положении тела приняла форму овоида с поперечной длинной осью в отличие от животных, имеющих грудную клетку, вытянутую в дорсовентральном направлении.

Добавочный скелет конечностей у человека приобретает две сесамовидные кости: надколенник на нижней конечности и гороховидную кость на верхней. Изменилось соотношение верхних и средних отделов конечностей (плечо, бедро, предплечье, голень).

Функции скелета в организме важны и разнообразны. Прежде всего он служит защитой для жизненно важных органов. Череп надежно защищает головной мозг, органы слуха, зрения, обоняния, начальные отделы пищеварительного и дыхательного аппаратов. В позвоночном канале содержится спинной мозг. Грудная клетка служит защитой для сердца, легких, вилочковой железы, пищевода и крупных сосудов. В полости таза находятся мочевой пузырь, а также матка, влагалище, трубы, яичники уженщин и предстательная железа у мужчин.

Скелет также выполняет функцию опоры длямягких тканей и органов. Он определяет внешнююформу сегментов тела и всего организма человека. Функция движения обеспечивается подвижно соединенными между собой костями, приводимыми в движение мышцами.

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

Кость как орган. Каждая из более чем 200 костей скелета является живым, активно функционирующим и непрерывно обновляющимся органом. Проникающие в кость кровеносные сосуды и нервы обеспечивают взаимодействие ее со всем организмом. Особенности внутреннего строения кости обусловлены ее компактным и губчатым веществом.

Компактное вещество (substantia compacta; рис. 8) плотным слоем располагается на периферии кости. Основу его составляют костные пластинки. Часть из них формирует видимую при небольшом увеличении структурную единицу кости - остеон. В остеоне вокруг центрального канала (см. рис. 8), содержащего кровеносные сосуды и нервы, коаксиально (одна снаружи другой) в несколько слоев располагаются цилиндрические костные пластинки. В целом остеон имеет вид цилиндрического тела, ориентированного соответственно действующим на кость нагрузкам. Пространства между остеонами заняты вставочными пластинками. С поверхности кости остеоны и вставочные пластинки покрыты наружными окружающими пластинками, а изнутри - внутренними.

Губчатое вещество (substantia spongiosa; см. рис. 8) расположено под компактным,имеет пористую структуру, образовано отдельными костными перекладинами, или трабекулами, основу микроскопического строения которых также составляют костные пластинки. Направление их хода строго соответствует ориентации и выраженности действующих на кость сил.

Костный мозг (medulla ossium) является составной частью кости как органа. Различают два вида костного мозга - красный и желтый. Красный костный мозг (medulla ossium rubra) является важным органом кроветворения и костеобразования, насыщен кровеносными сосудами и кровяными элементами, которые и придают ему красный цвет. В петлях составляющей его ретикулярной ткани

Рис. 8. Строение кости.

А - анатомическое;Б - макромикроскопическое; 1 - надкостница (periosteum); 2 - компактное вещество (substantia сompacta); 3 - губчатое вещество (substantia spongiosa); 4 - красный костный мозг (medulla ossium rubra); 5 - желтый костный мозг (medulla ossium flava); 6 - окружающие костные пластинки; 7 -остеоны; 8 - костные пластинки остеона; 9 - центральный канал остеона; 10 -вставочные пластинки.

находятся кроветворные элементы (стволовые клетки), а также клетки, разрушающие (остеокласты) и образующие (остеобласты)кость. По мере созревания клетки крови поступают в кровеносное русло и разносятся по всему организму. Желтый костный мозг (medulla ossium flava) представлен преимущественно жировыми клетками, придающими ему желтый цвет. У взрослого человека красный костный мозг локализуется в губчатом веществе кости, а желтый - в ее костномозговой полости.

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

Формы костей. Различие условий развития,внутреннего строения, функционирования обусловливает многообразие форм костей(рис. 9). С учетом внешней формы, структуры и характера развития кости подразделяют на трубчатые, губчатые, плоские и смешанные, длинные (кости плеча,предплечья, бедра, голени) и короткие (кости пясти и плюсны, фаланги пальцев кисти и стопы).

Трубчатые кости имеют вытянутую цилиндрическую часть,называемую диафизом (diaphysis), состоящую из компактного вещества. Внутри диафа имеется костномозговая полость (cavitas medullaris)с желтым костным мозгом. На каждом конце диафиза длинных трубчатых костей находится

Рис. 9. Формы костей.

А - трубчатая кость; Б - губчатая кость; В - плоская кость.

эпифиз (epiphysis), заполненный губчатым веществом с красным костным мозгом. Между эпифизом и диафизом располагается метафиз (methysis). Трубчатые кости в основном составляют скелет конечностей: кости плеча и предплечья, бедра и голени, кости фаланг кисти и стопы. Функционально такие кости могут обеспечить лучшие кинематические характеристики рычагов скорости.

Губчатые кости состоят из губчатого вещества, которое снаружи покрыто тонким слоем компактного вещества. Одной большой костномозговой полости эти кости не имеют. Красный костный мозг располагается в мелких губчатых ячейках, разделенных костными балками, ориентированными по направлению действующей на данную кость силы. Различают длинные губчатые кости(ребра, грудина) и короткие (позвонки, кости запястья и предплюсны). К губчатым костям относят и сесамовидные кости, располагающиеся около суставов в сухожилиях мышц. Они укрепляют сухожилия, предохраняют их и суставы от повреждений. Примерами таких костей являются надколенник (patella) и гороховидная кость (os pisiforme).

Плоские кости состоят из тонкого слоя губчатого вещества,покрытого снаружи компактным. Ведущим признаком при выделении этой группы явилась внешняя форма различных по происхождению костей: лопатка и тазовая кость развиваются из хряща, а плоские кости крыши черепа - из соединительной ткани. Смешанные кости находятся в различных отделах скелета (позвоночник,череп). Как правило, в них сочетаются элементы губчатых костей и плоских костей(основная часть и чешуя затылочной кости, тело позвонка и его отростки,сосцевидная часть и чешуя височной кости). Такие соотношения обусловлены различием происхождения и функции частей этих костей.

Химический состав и физические свойства костей. Высушенная кость на 1/3 состоит из органического и на 2/3 из неорганического вещества. Органическое вещество (белок оссеин) придает кости гибкость, эластичность, а неорганическое вещество (соли кальция) определяет ее твердость.