2.1. Кость как орган
Одну из важнейших функций - передвижение в пространстве человека – выполняет опорно-двигательный аппарат, состоящий из 2-х частей: пассивной и активной. К пассивной относятся кости, соединяющиеся между собой различным образом, к активной - мышцы.
Скелет (от греч. - высохший, высушенный) представляет собой комплекс костей, выполняющих опорную, защитную, локомоторную функции. В состав скелета входит - 206 костей, из них 170- парные, 36 непарные. Скелет условно подразделяют на 2 части:
- осевой скелет, к нему относятся: позвоночный столб - 26 костей, череп - 23 кости, грудная клетка - 25 костей;
- добавочный скелет, к которому относятся: кости верхних конечностей - 64, кости нижних конечностей - 62.
Значение скелета:
1. Механическое значение:
а) выполняет защитную функцию организма от вредных внешних воздействий,
б) опора и поддержка для мягких тканей, которая достигается прикреплением мягких тканей и органов к различным частям скелета,
в) движение, которое возможно благодаря строению, соединению костей, приводимых в движение мышцами, управляемыми нервной системой.
2. Биологическое значение:
а) участие скелета в обмене веществ (фосфор, кальций, железо и др.)
б) выполнение кроветворной функции (красным костный мозг).
Кость - живой орган, в состав которого входят кровеносные сосуды, нервная, костная, хрящевая и соединительная ткани. Кости составляют 18% общей массы тела.
По форме различают кости:
1. Трубчатые - имеют форму трубки с костномозговым каналом внутри и выполняют все 3 функции скелета (опора, защита и движение). Они делятся:
а) длинные - длина которых превышает прочие их размеры (кости верхних и нижних конечностей);
б) короткие - кости, расположенные в пястье, плюсне, фалангах.
2. Губчатые - построены из губчатого вещества, покрытого тонким слоем компактного:
а) длинные - ребра и грудина выполняют функцию опоры и защиты;
б) короткие - кости запястья, предплюсны, позвонки выполняют опорную функцию;
в) сесамовидные - надколенник, гороховидная кость, сесамовидные кости пальцев руки и ноги. Они развиваются в толще сухожилий, их функция – вспомогательные приспособления для работы мышц.
3. Плоские - различают:
а) плоские кости черепа (лобная и теменные) - выполняют защитную функцию. Они построены из 2-х пластинок компактного вещества, между которыми находится губчатое вещество, содержащее каналы для вен. Эти кости развиваются на основе соединительной ткани (покровные кости);
б) плоские кости поясов (лопатка, тазовые кости) выполняют функцию опоры и защиты, построены из губчатого вещества, развившегося на почве хрящевой ткани.
4. Смешанные (кости основания черепа). К ним относятся кости, сливающиеся из нескольких частей, имевших различную форму, строение, развитие и разные функции.
Химический состав кости
В состав костей входит: органические вещества (оссеин, оссеомукоид) - 1/3, неорганические вещества (главным образом соли Са) - 2/3.
От наличия органических веществ зависит упругость кости, а от наличия неорганических соединений - ее твердость. Если прокалить кость, то в ней сгорят органические вещества и останутся минеральные соли, кость сохранит свою твердость, но станет очень хрупкой. В кости, помещенной в раствор соляной или азотной кислот, остаются органические вещества, но растворяются неорганические (происходит декальцификация кости), кость сохраняет свою форму, но лишается твердости – легко гнется. С возрастом происходит относительное уменьшение органических веществ и увеличение минеральных солей. Вследствие этого кости пожилых людей обладают меньшей упругостью, по сравнению с костями детей.
Строение кости
Снаружи кость, за исключением суставных поверхностей, покрыта надкостницей. Надкостница - тонкая, крепкая соединительнотканная пленка бледно-розового цвета, окружающая кость снаружи и прикрепленная к ней с помощью соединительнотканных пучков - прободающих волокон. Она состоит из 2-х волокон: наружного волокнистого (фиброзного) и внутреннего костеобразующего (остеогенного) слоев. Она богата нервами и сосудами, благодаря чему участвует в питании и росте кости в толщину. Питание осуществляется за счет кровеносных сосудов, проникающих в большом количестве из надкостницы в наружное компактное вещество кости через многочисленные питательные отверстия. Рост кости осуществляется за счет остеобластов, расположенных во внутреннем слое надкостницы. Суставные поверхности, свободные от надкостницы, покрыты суставным хрящом.
В трубчатой кости различают: среднюю часть - тело (диафиз), два конца (эпифизы).
Структурной единицей кости является остеон - это система костных пластинок, концентрически расположенных вокруг центрального канала, содержащего сосуды и нервы. Он состоит из 5-10 цилиндрических пластинок, вставленных одна в другую. В центре каждого остеона проходит центральный (гаверсовый) канал. Диаметр остеона 0,3-0,4 мм. Они не прилегают друг к другу вплотную, а промежутки между ними заполнены интерстициальными (вставочными, промежуточными) пластинками. Остеоны располагаются не беспорядочно, а соответственно функциональной нагрузке на кость: в трубчатых костях параллельно длине кости, в губчатых - перпендикулярно вертикальной оси, в плоских костях черепа - параллельно поверхности кости и радиально.
Вместе с интерстициальными пластинками остеоны образуют основной средний слой костного вещества, который покрыт снаружи - наружными окружающими костными пластинками, а изнутри - внутренними окружающими костными пластинками.
Наружный слой окружающих пластинок пронизан кровеносными сосудами, идущими из надкостницы в костное вещество в особых каналах. Они обеспечивают обмен веществ в кости.
Из остеонов состоят более крупные элементы кости - перекладины костного вещества или трабекулы. Из трабекул складывается костное вещество двоякого рода:
1. Если трабекулы лежат плотно, то образуется плотное компактное вещество.
2. Если трабекулы лежат рыхло, образуя между собою костные ячейки наподобие губки, то образуется губчатое вещество.
Распределение компактного и губчатого вещества зависит от функциональных условий кости. Компактное вещество находится в тех костях, которые выполняют функцию опоры и движения, например, диафизы трубчатых костей, эпифизы (их поверхность).
В местах, где при большом объеме требуется сохранить легкость и прочность, образуется губчатое вещество, например, эпифизы трубчатых костей (под компактным веществом).
Костные пластинки губчатого вещества образуют костные перекладины, расположенные в определенном порядке. Расположение костных перекладин в различных костях не одинаково и зависит от давления, которое испытывает кость в теле и от растяжения, которому подвергается кость вследствие сокращения прикрепляющихся к ней мышц.
Короткие кости имеют различное строение. Одни из них (кости пясти и фаланги пальцев) по строению аналогичны длинным трубчатым костям. Другие короткие кости (позвонки, кости запястья и предплюсны), подобны эпифизам длинных костей и состоят преимущественно из губчатого вещества, покрытого снаружи тонким слоем компактного вещества.
Плоские кости (кости крыш черепа, ребра, грудина) состоят из 2-ух пластинок компактного вещества, между которыми находится прослойка губчатого.
Внутри костей, вежду костными пластинками губчатого вещества и в костных каналах трубчатых костей находится костным мозг - орган кроветворения и биологической защиты. Он бывает 2-ух видов: красный и желтый.
Красный костный мозг имеет вид нежной красной массы, состоящей из ретикулярной массы, в петлях которой находятся стволовые клетки, выполняющие функцию кроветворения и клетки, выполняющие функцию костеобразования.
Красный костный мозг пронизан нервами и кровеносными сосудами, питающими кроме костного мозга и внутренние слои кости. Кровеносные сосуды и кровяные элементы придают костному мозгу красный цвет.
Желтый костный мозг обязан своим цветом жировым клеткам, из которых он и состоит.
Во внутриутробном периоде и у новорожденных во всех костных полостях находится красный костный мозг (когда требуется большая кроветворная и костеобразующая функция). У взрослого человека красный костный мозг содержится только в ячейках губчатого вещества плоских костей (грудина, крылья подвздошных костей), в эпифизах трубчатых костей. В диафизах находится желтый костный мозг.
Различают костные клетки:
1. Остеобласты - молодые костные клетки многоугольной, кубической формы, богатые органеллами: рибосомами, комплексом Гольджи, элементами зернистой эндоплазматической сети. Клетки постепенно дифференцируются в остеоциты, при этом количество органелл в них уменьшается. Межклеточное вещество, образуемое остеобластами, окружает их со всех сторон и пропитывается солями кальция.
2. Остеоциты - зрелые многоотросчатые клетки, их отростки контактируют между собой. Клетки не делятся, органеллы в них развиты слабо.
3. Остеокласты - крупные многоядерные клетки, разрушающие кость и хрящ. На своей поверхности имеют множество цитоплазматических выростов, покрытых цитоплазматической мембраной. Клетки богаты гидролитическими ферментами, митохондриями, лизосомами и вакуолями, хорошо выражен комплекс Гольджи.
О костях вообще (общая остеология) Химический состав кости и ее физические свойства
В состав свежей кости взрослого человека входит вода - 50%, жир -16%, прочие органические вещества- 12%, неорганические вещества - 22%.
Обезжиренные и высушенные кости содержат приблизительно 2/3 неорганических и 1/3 органических веществ. Кроме того, в составе костей имеются витамины А, Д и С.
Органическое вещество костной ткани - оссеин - придает им эластичность. Он растворяется при кипячении в воде, образуя костный клей. Неорганическое вещество костей представлено, главным образом солями кальция, которые с небольшой примесью других минеральных веществ образуют кристаллы гидрооксиапатита.
Сочетание органических и неорганических веществ обуславливает прочность и легкость костной ткани. Так, при малом удельном весе, равном 1.87, т.е. в два раза не превышающим удельный вес воды, прочность кости превосходит прочность гранита. Бедренная кость, например, при сжатии по продольной оси выдерживает нагрузки свыше 1500 кг. Если кость подвергнуть обжиганию, то органическое вещество сгорает, а неорганическое остается и сохраняет форму кости и ее твердость, но такая кость становится очень хрупкой и при надавливании крошится. Наоборот, после вымачивания в растворе кислот, в результате которого растворяются минеральные соли, а органическое вещество остается, кость также сохраняет свою форму, но становится настолько эластичной, что ее можно завязать в узел. Следовательно, эластичность кости зависит от оссеина, а твердость ее - от минеральных веществ.
Химический состав костей связан с возрастом, функциональной нагрузкой, общим состоянием организма. Чем больше нагрузка на кость, тем больше неорганических веществ. Так, например, бедренная кость и поясничные позвонки содержат наибольшее количество углекислого кальция. С увеличением возраста количество органических веществ уменьшается, а неорганических увеличивается. У маленьких детей оссеина сравнительно больше, соответственно, кости отличаются большой гибкостью и поэтому редко ломаются. Наоборот, в старости соотношение органических и неорганических веществ изменяется в пользу последних. Кости становятся менее эластичными и более хрупкими, вследствие чего переломы костей чаще всего наблюдаются у стариков.
Классификация костей
По форме, функции и развитию кости делятся на три части: трубчатые, губчатые, смешанные.
Трубчатые кости входят в состав скелета конечностей, играя роль рычагов в тех отделах тела, где преобладают движения с большим размахом. Трубчатые кости делятся на длинные - плечевая кость, кости предплечья, бедренная кость, кости голени и короткие - кости пясти, плюсны и фаланг пальцев. Трубчатые кости характеризуются наличием средней части - диафиза, содержащего полость (костномозговая полость), и двух расширенных концов - эпифизов. Один из эпифизов располагается ближе к туловищу - проксимальный, другой находится дальше от него - дистальный. Участок трубчатой кости, расположенный между диафизом и эпифизом, носит название метафиза. Отростки кости, служащие для прикрепления мышц, называются апофизами.
Губчатые кости находятся в тех отделах скелета, где необходимо обеспечить достаточную прочность и опору при небольшом размахе движений. Среди губчатых костей различают длинные (ребра, грудина), короткие (позвонки, кости запястья, предплюсны) и плоские (кости черепа, кости поясов). К губчатым костям относятся и сесамовидные кости (коленная чашечка, гороховидная кость, сесамовидные кости пальцев кисти и стопы). Они располагаются около суставов, с костями скелета непосредственно не связаны и развиваются в толще сухожилий мышц. Присутствие этих костей способствует увеличению плеча силы мышцы и, следовательно, увеличению ее момента вращения.
Смешанные кости - сюда относятся кости, сливающиеся из нескольких частей, имеющих разную функцию, строение и развитие (кости основания черепа).
Строение кости как органа
Структурной единицей кости является остеон или гаверсова система, т.е. система костных пластинок, концентрически расположенных вокруг канала (гаверсова канала) содержащего сосуды и нервы. Промежутки между остеонами заполнены промежуточными или вставочными (интерстициальными) пластинками.
Из остеонов состоят более крупные элементы кости, видимые уже невооруженным глазом на распиле - перекладины костного вещества или
балки. Из этих перекладин складывается двоякого рода костное вещество: если перекладины лежат плотно, то получается плотное, компактное вещество. Если перекладины лежат рыхло, образуя между собой костные ячейки наподобие губки, то получается губчатое вещество. Строение губчатого вещества обеспечивает максимальную механическую прочность при наименьшей затрате материала в местах, где при большем объеме требуется сохранить легкость и вместе с тем прочность. Перекладины костного вещества располагаются не беспорядочно, а по направлению линий сил растяжения и сжатия, действующих на кость. Направление костных пластинок двух соседних костей представляет одну линию, прерываемую в суставах.
Трубчатые кости построены из компактного и губчатого вещества. Компактное вещество преобладает в диафизах костей, а губчатое в эпифизах, где оно покрыто тонким слоем компактного вещества. Снаружи кости покрыты наружным слоем общих или генеральных пластинок, а изнутри со стороны костномозговой полости - внутренним слоем общих или генеральных пластинок.
Губчатые кости построены в основном из губчатого вещества и тонкого слоя компактного, расположенного по периферии. В покровных костях свода черепа губчатое вещество расположено между двумя пластинами (костными), компактного вещества (наружной и внутренней). Последнюю называют также стеклянной, т.к. она ломается при повреждениях черепа легче, чем наружная. В губчатом веществе проходят многочисленные вены.
Костные ячейки губчатого вещества и костномозговая полость трубчатых костей содержат костный мозг. Различают красный костный мозг с преобладанием кроветворной ткани и желтый - с преобладанием жировой ткани. Красный костный мозг сохраняется в течении всей жизни в плоских костях (ребрах, грудине, костях черепа, таза), а также в позвонках и эпифизах трубчатых костей. С возрастом кроветворная ткань в полостях трубчатых костей заменяется жировой и костный мозг в них становится желтым.
Снаружи кость покрыта надкостницей, а в местах соединения с костями - суставным хрящом. Костномозговой канал, находящийся в толще трубчатых костей, выстлан соединительнотканной оболочкой - эндостом.
Надкостница представляет собой соединительнотканное образование, состоящее из двух слоев: внутреннего (камбиального, росткового) и наружного (волокнистого). Она богата кровеносными и лимфатическими сосудами и нервами, которые продолжаются в толщу кости. С костью надкостница связана посредством соединительнотканных волокон, проникающих в кость. Надкостница является источником роста кости в толщину и участвует в кровоснабжении кости. За счет надкостницы кость восстанавливается после переломов. В старческом возрасте надкостница становится волокнистой, ее способность вырабатывать костное вещество ослабевает. Поэтому переломы костей в старческом возрасте заживают с трудом.
Таким образом, в понятие кости как органа входит костная ткань, образующая главную массу кости, а также костный мозг, надкостница, суставной хрящ, многочисленные нервы и сосуды.
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.
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. Остеобласты постепенно дифференцируются в остеоциты, при этом в них уменьшается количество органелл.
Остеоциты - зрелые многоотростчатые клетки, которые залегают в костных лакунах. Количество клеточных органелл в остеоцитах снижено, и они нередко запасают гликоген. Система костных канальцев обеспечивает обмен веществ между остеоцитами и тканевой жидкостью. костной ткани находятся также остеокласты - крупные многоядерные клетки, бедные хроматином.
Снаружи кость покрыта слоем плотной соединительной ткани - надкостницей 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.
Большинство костей содержит внутри красный костный мозг, который является органом кроветворения, а также органом иммунной системы организма. Кости при этом защищают красный костный мозг от повреждения, создают благоприятные условия для его трофики и созревания форменных элементов крови. Кости принимают участие в минеральном обмене. В них депонируются многочисленные химические элементы, преимущественно соли кальция, фосфора. Так, при введении в организм радиоактивного кальция уже через сутки более половины этого вещества накапливается в костях.
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:
ф-ция длинных и коротких рычагов, приводимых в движение мышцы
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.
Кость, os, ossis, как орган живого организма состоит из нескольких тканей, главнейшей из которых является костная.
Химический состав кости и ее физические свойства.
Костное вещество состоит из двоякого рода химических веществ: органических (1/3), главным образом оссеина, и неорганических (2/3), главным образом солей кальция, особенно фосфорнокислой извести (более половины - 51,04 %). Если кость подвергнуть действию раствора кислот (соляной, азотной и др.), то соли извести растворяются (decalcinatio), а органическое вещество остается и сохраняет форму кости, будучи, однако, мягким и эластичным. Если же кость подвергнуть обжиганию, то органическое вещество сгорает, а неорганическое остается, также сохраняя форму кости и ее твердость, но будучи при этом весьма хрупким. Следовательно, эластичность кости зависит от оссеина, а твердость ее - от минеральных солей. Сочетание неорганических и органических веществ в живой кости и придает ей необычайные крепость и упругость. В этом убеждают и возрастные изменения кости. У маленьких детей, у которых оссеина сравнительно больше, кости отличаются большой гибкостью и потому редко ломаются. Наоборот, в старости, когда соотношение органических и неорганических веществ изменяется в пользу последних, кости становятся менее эластичными и более хрупкими, вследствие чего переломы костей чаще всего наблюдаются у стариков.
Строение кости
Структурной единицей кости, видимой в лупу или при малом увеличении микроскопа, является остеон, т. е. система костных пластинок, концентрически расположенных вокруг центрального канала, содержащего сосуды и нервы.
Остеоны не прилегают друг к другу вплотную, а промежутки между ними заполнены интерстициальными костными пластинками. Остеоны располагаются не беспорядочно, а соответственно функциональной нагрузке на кость: в трубчатых костях параллельно длиннику кости, в губчатых - перпендикулярно вертикальной оси, в плоских костях черепа - параллельно поверхности кости и радиально.
Вместе с интерстициальными пластинками остеоны образуют основной средний слой костного вещества, покрытый изнутри (со стороны эндоста) внутренним слоем костных пластинок, а снаружи (со стороны периоста) - наружным слоем окружающих пластинок. Последний пронизан кровеносными сосудами, идущими из надкостницы в костное вещество в особых прободающих каналах. Начало этих каналов видно на мацерирован-ной кости в виде многочисленных питательных отверстий (foramina nutricia). Проходящие в каналах кровеносные сосуды обеспечивают обмен веществ в кости. Из остеонов состоят более крупные элементы кости, видимые уже невооруженным глазом на распиле или на рентгенограмме, - перекладины костного вещества, или трабекулы. Из этих трабекул складывается двоякого рода костное вещество: если трабекулы лежат плотно, то получается плотное компактное вещество, substantia compacta. Если трабекулы лежат рыхло, образуя между собою костные ячейки наподобие губки, то получается губчатое, трабекулярное вещество, substantia spongiosa, trabecularis (spongia, греч. - губка).
Распределение компактного и губчатого вещества зависит от функциональных условий кости. Компактное вещество находится в тех костях и в тех частях их, которые выполняют преимущественно функцию опоры (стойки) и движения (рычаги), например в диафизах трубчатых костей.
В местах, где при большом объеме требуется сохранить легкость и вместе с тем прочность, образуется губчатое вещество, например в эпифизах трубчатых костей.
Перекладины губчатого вещества располагаются не беспорядочно, а закономерно, также соответственно функциональным условиям, в которых находится данная кость или ее часть. Поскольку кости испытывают двойное действие - давление и тягу мышц, постольку костные перекладины располагаются по линиям сил сжатия и растяжения. Соответственно разному направлению этих сил различные кости или даже части их имеют разное строение. В покровных костях свода черепа, выполняющих преимущественно функцию защиты, губчатое вещество имеет особый характер, отличающий его от остальных костей, несущих все 3 функции скелета. Это губчатое вещество называется диплоэ, diploe (двойной), так как оно состоит из неправильной формы костных ячеек, расположенных между двумя костными пластинками - наружной, lamina externa, и внутренней, lamina interna. Последнюю называют также стекловидной, lamina vftrea, так как она ломается при повреждениях черепа легче, чем наружная.
Костные ячейки содержат костный мозг - орган кроветворения и биологической защиты организма. Он участвует также в питании, развитии и росте кости. В трубчатых костях костный мозг находится также в канале этих костей, называемом поэтому костномозговой полостью, cavitas medullaris.
Таким образом, все внутренние пространства кости заполняются костным мозгом, составляющим неотъемлемую часть кости как органа.
Костный мозг бывает двух родов: красный и желтый.
Красный костный мозг, medulla ossium rubra (детали строения см. в курсе гистологии), имеет вид нежной красной массы, состоящей из ретикулярной ткани, в петлях которой находятся клеточные элементы, имеющие непосредственное отношение к кроветворению (стволовые клетки) и костеобразованию (костесозидатели - остеобласты и костеразруши-тели - остеокласты). Он пронизан нервами и кровеносными сосудами, питающими, кроме костного мозга, внутренние слои кости. Кровеносные сосуды и кровяные элементы и придают костному мозгу красный цвет.
Желтый костный мозг, medulla ossium flava, обязан своим цветом жировым клеткам, из которых он главным образом и состоит.
В периоде развития и роста организма, когда требуются большая кроветворная и костеобразующая функции, преобладает красный костный мозг (у плодов и новорожденных имеется только красный мозг). По мере роста ребенка красный мозг постепенно замещается желтым, который у взрослых полностью заполняет костномозговую полость трубчатых костей.
Снаружи кость, за исключением суставных поверхностей, покрыта надкостницей, periosteum (периост).
Надкостница - это тонкая, крепкая соединительнотканная пленка бледно-розового цвета, окружающая кость снаружи и прикрепленная к ней с помощью соединительнотканных пучков - прободающих волокон, проникающих в кость через особые канальцы. Она состоит из двух слоев: наружного волокнистого (фиброзного) и внутреннего костеобразующего (остеогенного, или камбиального). Она богата нервами и сосудами, благодаря чему участвует в питании и росте кости в толщину. Питание осуществляется за счет кровеносных сосудов, проникающих в большом числе из надкостницы в наружное компактное вещество кости через многочисленные питательные отверстия (foramina nutricia), а рост кости осуществляется за счет остеобластов, расположенных во внутреннем, прилегающем к кости слое (камбиальном). Суставные поверхности кости, свободные от надкостницы, покрывает суставной хрящ, cartilage articularis.
Таким образом, в понятие кости как органа входят костная ткань, образующая главную массу кости, а также костный мозг, надкостница, суставной хрящ и многочисленные нервы и сосуды.