1 лекция Костная

Костная система
Кости являются основными элементами скелета. Количество их в организме человека варьирует и достигает 208-210. Однако описаны случаи, когда количество костей было в организме более 300. Обусловлено это постоянным количеством так называемых сесамовидных костей, а также вставочных костей черепа, сверхкомплектными ребрами, «лишними» копчиковыми позвонками и др. В настоящее время каждую окончательно сформированную кость нередко расценивают как самостоятельный орган.
Наше тело двусторонне симметрично, в силу этого парные органы располагаются по обе стороны от срединной линии, а непарные (позвоночник, грудина и др.) лежат на ее проекции.
Кости приводятся в движение активно функционирующими мышцами. На строение и массивность костей оказывают влияние генетические, гормональные, алиментарные и механические причины.
Принято подразделение костей на следующие виды.
1. Длинные, обычно их называют трубчатыми. В каждой такой кости имеется средняя часть тело диафиз, концы: проксимальный (ближе к туловищу) и дистальный (дальше от туловища) эпифизы. Кроме того, если кость не закончила своего развития в длину, то на границе диафиза и эпифизов выделяют метафизы (также проксимальный и дистальный), или метафизарные зоны, или зоны роста.
У трубчатой кости концы могут быть в виде суставной поверхности головки, ямки, сочленовного отростка, края, вырезки. Между головкой (эпифизом) и телом (диафизом) У ряда трубчатых костей имеется шейка. Трубчатые кости имеют всевозможные выросты, называемые апофизами, образующиеся на местах начала сухожилий.
Если сделать поперечный разрез трубчатой кости, тогда снаружи внутрь будут видны надкостница, компактное вещество, губчатое вещество и костномозговая полость, заполненная костным мозгом. Именно к надкостнице и прикрепляются мышцы и сухожилия. Надкостница представляет собой соединительнотканную оболочку, наружный слой которой волокнистый, а внутренний остеогенный. Толщина надкостницы колеблется от 0,1 до 0,8 мм.
Губчатое вещество состоит из сетки тонких перекладин, пересекающихся в различных направлениях и ограничивающих небольшие полости, наполненные костным мозгом. На границе между губчатым и компактным веществом возникают поля сжатия, усиливающие пространственную жесткость костей.
Различают так называемый красный костный мозг, представленный в костях человеческих плодов и новорожденных детей в первые 2-3 года жизни. Постепенно (с 12 до 18 лет) красный мозг в диафизах замещается желтым костным мозгом. С возрастом хрящевые эпифизы окостеневают, причем это происходит так называемым энхондральным путем, т.е. изнутри хряща кнаружи. Окостенение диафиза осуществляется перихондрально, т.е. снаружи хряща внутрь. Рост в длину происходит за счет метаэпифизарных хрящей (располагаются между метафизом и эпифизом), а их рост в толщину за счет надкостницы.
2. Короткие кости (их три размера примерно одинаковы) обычно окостеневают в тех местах, где подвижность сочетается с большой нагрузкой. Но подвижность эта констатирована при малой смещаемости костей относительно друг друга, а также в местах амортизации механической нагрузки. Недаром такие кости, исходя из их положения и функции, сравнивают с шарикоподшипниками (например: кисть, стопа. Каждая из этих костей имеет несколько поверхностей, для них характерен тонкий слой компактного вещества.
3. Плоские (широкие) кости образуют стенки каких-либо полостей (например, полости черепа, таза) и представляют собой обширные поверхности для прикрепления мышц. Эти кости обычно относительно тонкие, что связано с конкретной в данном месте организма функцией скелета.
На поперечном срезе плоских костей, например костей черепа, снаружи видна компактная наружная пластинка, внутри компактная внутренняя пластинка (или стекловидная, получившая такое название из-за сильной хрупкости). Между ними располагается губчатое вещество кости.
Смешанные кости, т.е. такие, которые не имеют определенной геометрической характеристики. Примером типичной смешанной кости является весьма сложно устроенная височная кость. Обычно для наружной поверхности такой кости характерны (в результате прикрепления к костя мышц и связок) выпуклости, возвышения, гребни, вогнутости в виде ямки, ямочки, отростки, зачастую в виде шипа.
Пневматические кости, т.е. имеющие полость. Они в особенности характерны для скелета птиц, а у человека входят в состав черепа.
Характеризуя различные виды костей, следует вспомнить об одном из законов, сформулированных основоположником функциональной анатомии в России Петром Францевичем Лесгафтом. Закон гласит: «Костная система человеческого организма устроена таким образом, что при наибольшей легкости она представляет наибольшую крепость и лучше всего в состоянии противодействовать влиянию толчка и сотрясения. Рычаги, входящие в состав этой системы, у человека принаровленны больше к ловким и быстрым движениям, чем к проявлению большой силы».
Перечислим функции скелета:
Опорная функция. Скелет выступает «каркасом», Удерживающим в определенном
положении все органы, принимает на себя всю тяжесть тела. Мягкие ткани и органы прикрепляются к различным частям скелета.
Локомоторная функция использование костей при передвижении в качестве
рычагов.
Защита организма от внешних воздействий. Эту функцию можно назвать наиболее древней. Как уже указывалось, элементы скелета образуют полости, каналы для органов и тканей.
Скелет является депо минеральных солей, в меньшей степени белков.
Как оказалось, до 70 % сухого веса костей приходится на минеральные соединения. Причем набор последних весьма разнообразен. В частности, в костях человека содержится около 98 % всех неорганических веществ организма: кальций, фосфор, магний и др., но есть и микроэлементы, такие как медь, стронций, цинк, бериллий, алюминий, барий, кремний, фтор и др. Всего их около 30. Своеобразие структуры элементов и их физико-химических свойств обеспечивает участие костей в самых разнообразных обменных процессах, в связи с чем взгляды на костную ткань, расцениваемую! раньше как пассивную, в корне изменились.
Все сказанное выше и обусловливает тот факт, что кость является очень плотным образованием. Определено, что кость в состоянии выдержать груз от 750 до 2500 кг.
5. Кроветворная функция. Содержащийся в ряде костей костный мозг признается центральным органом кроветворной системы. Именно из него поставляются соответствующие стволовые клетки. Последние, которые в настоящее время рассматриваются как самоподдерживающая популяция, образуются только в строго определенных местах микроучастках костного мозга. Также в пределах костного мозга стволовые клетки превращаются в клетки-предшественницы. Как оказалось, костный мозг состоит из неоднородных по степени зрелости участков. Он «запрятан» в пределы костей; у него нет прямой связи с внешним миром. Обычно внутри диафиза трубчатой кости имеется полость костномозговой канал, в котором и залегает костный мозг.
Так называемый красный костный мозг имеется у зародышей, плодов и новорожденных. Он представляет собой ретикулярную ткань, в петлях которой залегают элементы крови, поэтому кости правомочно относить к кроветворным тканям. Постепенно красный костный мозг в трубчатых костях замещается на так называемый желтый, представленный преимущественно жировыми клетками.
У взрослого человека на долю костного мозга приходится 4,5-4,7 % массы тела. Желтый мозг у взрослого человека составляет 2,5-3 % массы тела. В желтом костном мозге гемопоэтические элементы отсутствуют, но имеется ретикулярная ткань, большинство клеток которой видоизменилась в жировые, и они накопили пигмент типа липохрома.
У взрослого человека костный мозг трубчатых костей, скорее всего, является единственным источником иммуно-компетентных клеток. Кроме того, он содержит клетки, контролирующие выработку антител. (По современным представлениям, красный костный мозг относят к центральным органам иммунной системы.)
Построен костный мозг из ретикулярных элементов. Последние нестабильны, обильно кровоснабжаются. В связи с функцией в ретикулярной строме накапливаются гликоген и нуклеиновые кислоты, способствующие сложным процессам размножения, роста и диференцировки клеток костного мозга.
Для взятия костного мозга (пункции) обычно используют наиболее поверхностно расположенные губчатые кости (грудина, ребра, подвздошные).
В костном мозге венозное русло в значительной мере (до 6-8 раз) преобладает над артериальным. И хотя этот мозг рассредоточен по разным костям, функционирует он как
единый орган.
В своем развитии костная ткань проходит определенные стадии. Первоначальная закладка будущих костей в конце 1-го и начале 2-го месяца эмбриональной жизни представлена перепончатым скелетом. Последний сменяется уже опорной тканью: наступает вторая стадия хрящевая. Постепенное насыщение хряща известковыми солями и его перестройка приводят к наступлению третьей стадии костной.
С возрастом размеры костей изменяются, причем, как правило, они увеличиваются.
Развитие кости в ряде случаев происходит на основе хряща. Гистологически выделено три основных его вида.
Гиалиновый, или стекловидный, хрящ. Твердый, упругий, содержит большое количество межклеточного вещества. Хрящ данного вида обычно находится в организме в тех местах, где нужна большая прочность и эластичность (например, на суставных поверхностях).
Волокнистый хрящ. В нем обычно имеется большое количество параллельно идущих пучков коллагеновых волокон. Хрящ данного вида обладает большой прочностью, но меньшей эластичностью, чем гиалиновый (к примеру, волокнистый хрящ образует внутрисуставные диски).
3. Эластический, или сетчатый, хрящ. Он обладает высокими пластичными свойствами, но прочнее, чем два предыдущих вида. Хрящ данного вида встречается в тех местах где не требуется большого сопротивления (например, хрящ гортани, ушной раковины).
Процесс замещения хрящевой ткани происходит несколькими путями. Окостенение изнутри кнаружи так называемый энхондральный процесс, снаружи внутрь
перихондральный. Под эндесмальным окостенением понимается появление костной ткани на месте соединительной, минуя хрящевую стадию. На ранних стадиях развития хрящ составляет до 50 % массы тела, у взрослого человека около 2 %.
Органическое вещество кости носит название оссеин (от лат. «кость»). В детском возрасте органических веществ больше, чем у пожилых лиц, в связи с чем переломы у детей встречаются реже. Неорганическое вещество кости представлено солями кальция, фосфора, магния.
Кости построены из костных пластинок; различают слои наружных общих (генеральных) и внутренних пластинок. Между наружными и внутренними располагаются пластинки, ориентированные концентрически вокруг костных канальцев (так называемых гаверсовых каналов) и носящие название остеонов гаверсовых систем. В каждой кости представлены остеоны различного возраста: новообразующиеся, так называемые среднего возраста и резорбирующи-еся, т.е. поглощающиеся. Их направление, как и костных пластинок, зависит от сил тяги и давления. В гаверсовых каналах, соединяющихся между собой, залегают артериолы, капилляры и венулы. Благодаря пронизывающим кость каналам образуется колоссальная поверхность соприкосновения костной ткани с жидкостями. В период роста эпифиз и метафиз имеют самостоятельное русло кровоснабжения, и лишь со временем между ними формируются анастомозы. Для вен трубчатых костей характерно отсутствие клапанов, а также значительный калибр по сравнению с артериями.
Внешняя среда, трудовые процессы оказывают влияние на все органы и системы человеческого тела, но особенно резко эти воздействия проявляются на костной ткани.
В кости все время происходят процессы созидания и разрушения, усиливающиеся во время активной мышечной работы. Еще в 1870 г. немецкий ученый Вольф предположил, что функция влияет на архитектуру губчатого вещества. Было выявлено, что направление арок компактного вещества кости совпадает с линиями наибольшего давления и тяги. На основании этих данных Вольф сформулировал закон трансформации костной ткани, гласящий, что «каждое изменение в форме и функции костей, или лишь в их функции, имеет следствием определенные изменения во внутренней архитектуре костей, а также в их внешней конфигурации, согласно математическим законам».
В многочисленных последующих работах было показано, что костные пластинки располагаются не хаотично, а по направлению внутренних сил сжатия и растяжения, возникающих в костях в связи с нагрузкой. Установлено, что продольно ориентированные в костях пластинки воспринимают силы сжатия от толчков и сотрясений при поступательном движении и воздействии сил тяжести, поперечные пластинки от сил растяжения в связи с воздействием мышечно-связочного аппарата. Под влиянием мышечной деятельности, статической и динамической нагрузки на кости происходит постоянное изменение внешнего и внутреннего рельефа костной ткани.
При усиленной нагрузке имеет место качественное нарастание толщины компактного слоя костей и параллельное изменение их микроструктуры. Все эти сведения, полученные в наше время, несомненно подтверждают высказывание Н. И. Пирогова (1843), что «наружный вид каждой кости есть осуществленная идея назначения этой кости». Сегодня мы можем добавить, что и внутренний вид кости также подчинен идее ее назначения.
Уровень сегодняшней жизни, столкновение человека с не такими уж редкими случаями экстремального воздействия обусловили необходимость знания механических свойств и пределов прочности разных тканей, составляющих организм человека. Так, в частности в анатомии, возникло новое Направление исследований, получившее название «биосоп-Ромат» органов.
По данным А. О. Обысова, поставленная вертикально бедренная кость выдерживает давление в 1,5 т, а большеберцовая еще больше 1,6-1,8 т, плечевая же всего 850 кг.
Предел прочности на излом ребер у лиц молодого возраста колеблется от 85 до 110 кг/см2, у пожилых, конечно, меньше всего 40 кг. Однако, чтобы сжать позвоночный столб нужна нагрузка 700-2000 кг!
Чрезмерные воздействия, испытываемые, к примеру, в современном так называемом большом спорте, явно отрицательно влияют на строение костной ткани. Образно говоря, кость может прямо-таки расслаиваться от непомерных нагрузок: «спортивная» кость хоть и тверда, но чрезвычайно хрупка и зачастую существует в «предпереломном состоянии».
Наряду с деятельностью мышц среди факторов, влияющих на формирование кости, следует указать сосудистые и нервные, ферментативные и обменные процессы. А в связи с тем, что в период роста скелета отдельные участки кости растут неодинаково, нельзя исключить и влияние местных факторов, коррелирующих рост и зависящих, очевидно, от окружающих кости мягких тканей. Большое значение при этом придается надкостнице, которую в последнее время рассматривают как своеобразный биологический чехол, прикрепляющийся преимущественно к эпифизам костей.
Все эти изменения отражены в нижеследующих положениях, сформулированных в 80-х гг. XIX в. П.Ф. Лесгафтом на основании ряда проведенных экспериментов:
1) кости развиваются тем сильнее во всех своих размерах, чем больше деятельность окружающих их мышц: при меньшей деятельности со стороны этих органов они становятся тоньше, длиннее, уже и слабее;
форма кости меняется, как скоро уменьшается давление со стороны окружающих их органов (мышц, кожи, глаза, зуба и др.);
форма кости изменяется также и от давления наружных частей: кость растет медленнее со стороны увеличенного внешнего давления, искривляясь под влиянием одностороннего действия;
фасции, находящиеся под непосредственным влиянием мышц, оказывают также боковое давление, которое уменьшается при перерезке фасции с такими же последствиями в отношении формы кости, как и после удаления частей мышц;
5) кости являются органами активными в отношении формы своего строения (архитектуры), как стойки или опоры для окружающих их органов, но пассивными в отношении влияния на них этих последних, обусловливающих их внешнюю форму. Это явление зависит, главным образом, от общности источников их питания, которое усиливается при уменьшении давления со стороны окружающих частей или при усилении деятельности прилежащих мышц и наоборот.

15

Приложенные файлы

  • doc 5383486
    Размер файла: 67 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий