Учение о костях – остеология.

Цель лекции. Рассмотреть общие принципы функциональной анатомии опорно-двигательного аппарата человека.

план лекции:

1. Рассмотреть понятие о костном (твердом) и соединительнотканном скелете.

2. Рассмотреть развитие кости.

3. Рассмотреть общий обзор скелета человека, классификацию костей.

4. Рассмотреть строение кости как органа, надкостница, кост­ный мозг.

5. Рассмотреть структуру остеона: гаверсовы каналы, костные пластинки; костные клетки - остеобласты, остеоциты, остеокласты.

6. Рассмотреть строение кости; диафиз, метафиз, эпифиз, апофиз, компактное и губчатое вещество..

7. Раскрыть химический состав костей.

8. Рассмотреть на основе химического строения костей их физические свойства.

ОПОРНО-ДВИГАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ

Система органов опоры и движения (опорно-двигательный аппарат) — это скелет, состоящий из костей и их соединений, а также мышц. Скелет (skeleton) (от греч. skeletos — высушенный) — пассивная часть опорно-двигательного аппарата. Мышцы — его активная часть. На скелете начинаются и прикрепляются многочисленные мышцы. Скелет состоит из костей и хрящей. В скелете человека насчитывается бо­лее 200 костей, которые подразделяются на парные и непарные. Скелет человека защищает от повреждений органы центральной нервной системы (головной и спинной мозг) и жизненно важные внутренние органы (сердце, легкие, кровеносные сосуды, органы половой и мочевой систем и др.), а также участвует в движениях тела и его частей. В губчатом веществе костей заложен красный костный мозг, который; выполняет кроветворную функцию. Скелет является депо солей каль­ция, фосфора, магния и др., участвующих в обменных процессах. Следовательно, скелет выполняет защитную, опорную, двигательную, кроветворную и обменную функции. Масса скелета живого человека cоставляет 15-20% массы тела.

В скелете человека выделяют следующие отделы:

Осевой скелет: скелет головы – череп;

скелет туловища – позвоночный столб, ребра и грудина;

Добавочный скелет: скелет верхних конечностей – лопатка, ключица, плечевая, локтевая, лучевая кости и кости кисти.

скелет нижних конечностей – тазовая, бедренная,

большая и малая берцовые кости,

коленная чашечка и кости стопы.

Классификация костей.

Различают кости на основании 3 принципов, на которых должна быть построена всякая анатомическая классификация: формы (строения), функции и развития.

С этой точки зрения можно наметить следующую классификацию костей (М. Г. Привес):

I. Трубчатые кости. Они построены из губчатого и компактного вещества, образующего трубку с костномозговой полостью; выполняют все 3 функции скелета (опора, защита и движение). Из них длинные трубчатые кости (плечо и кости предплечья, бедро и кости голени) являются стойками и длинными рычагами движения и, кроме диафиза, имеют эндохондральные очаги окостенения в обоих эпифизах; короткие трубчатые кости (кости пястья, плюсны, фаланги) представляют короткие рычаги движения; из эпифизов эндохондральный очаг окостенения имеется только в одном (истинном) эпифизе (моноэпифизарные кости).

П. Губчатые кости. Построены преимущественно из губчатого вещества, покрытого тонким слоем компактного. Среди них различают длинные губчатые кости (ребра и грудина) и короткие (позвонки, кости запястья, предплюсны). К губчатым костям относятся сесамовидные кости, т. е. похожие на сесамовые зерна растения кунжут, откуда и происходит их название (надколенник, гороховидная кость, сесамовидные кости пальцев руки и ноги); функция их - вспомогательные приспособления для работы мышц; развитие - эндохондральное в толще сухожилий. Сесамовидные кости располагаются около суставов, участвуя в их образовании и способствуя движениям в них, но с костями скелета непосредственно не связаны.

III. Плоские кости:

а) плоские кости черепа (лобная и теменные) выполняют преимуще- ственно защитную функцию. Они построены из 2 тонких пластинок компакт- ного вещества, между которыми находится д и п л о э, diploe, - губчатое вещество, содержащее каналы для вен. Эти кости развиваются на основе соединительной ткани (покровные кости);

б) плоские кости поясов (лопатка, тазовые кости) выполняют функции опоры и защиты, построены преимущественно из губчатого вещества; развиваются на почве хрящевой ткани.

IV. Смешанные кости (кости основания черепа). К ним относятся кости, сливающиеся из нескольких частей, имеющих разные функцию, строение и развитие. К смешанным костям можно отнести и ключицу, развивающуюся частью эндесмально, частью эндохондрально.

Развитие кости.

По развитию кости подразделяются на: а) первичные (не проходят хрящевой стадии) — кости черепа и передний конец ключицы и б) вторичные (проходят все три стадии: 1) соединительнотканную; 2) хрящевую и 3) костную — все остальные кости скелета. Образование любой кости происходит за счет молодых соединительнотканных клеток мезенхимного происхождения - остеобластов, которые вырабатывают межклеточное костное вещество, играющее главную опорную роль. Соответственно отмеченным 3 стадиям развития скелета кости могут развиваться на почве соединительной или хрящевой ткани, поэтому различаются следующие виды окостенения (остеогенеза):

1. Эндесмальное окостенение (en - внутри, desme - связка) происходит в соединительной ткани первичных, покровных, костей. На определенном участке эмбриональной соединительной ткани, имеющей очертания будущей кости, благодаря деятельности остеобластов появляются островки костного вещества (точка окостенения). Из первичного центра процесс окостенения распространяется во все стороны лучеобразно путем наложения (аппозиции) костного вещества по периферии. Поверхностные слои соединительной ткани, из которой формируется покровная кость, остаются в виде надкостницы, со стороны которой происходит увеличение кости в толщину.

2. Перихондралъное окостенение (peri - вокруг, chondros - хрящ) проис- ходит на наружной поверхности хрящевых зачатков кости при участии надхрящницы (perichondrium). Мезенхимный зачаток, имеющий очертания будущей кости, превращается в "кость", состоящую из хрящевой ткани и представляющую собой как бы хрящевую модель кости. Благодаря деятельности остеобластов надхрящницы, покрывающей хрящ снаружи, на поверхности его, непосредственно под надхрящницей, откладывается костная ткань, которая постепенно замещает ткань хрящевую и образует компактное костное вещество.

3. С переходом хрящевой модели кости в костную надхрящница становится надкостницей (periosteum) и дальнейшее отложение костной ткани идет за счет надкостницы - периосталъное окостенение. Поэтому перихондральный и периостальный остеогенезы следуют один за другим.

4. Эндохондралъное окостенение (endo, греч. - внутри, chondros - хрящ) совершается внутри хрящевых зачатков при участии надхрящницы, которая отдает отростки, содержащие сосуды, внутрь хряща. Проникая в глубь хряща вместе с сосудами, костеобразовательная ткань разрушает хрящ, предварительно подвергшийся обызвествлению (отложение в хряще извести и перерождение его клеток), и образует в центре хрящевой модели кости островок костной ткани (точка окостенения). Распространение процесса эндохондрального окостенения из центра к периферии приводит к формированию губчатого костного вещества. Происходит не прямое превращение хряща в кость, а его разрушение и замещение новой тканью, костной.

Рост кости.

Длительный рост организма и огромная разница между размерами и формой эмбриональной и окончательной кости таковы, что делают неизбежной ее перестройку в течение периода роста; в процессе перестройки наряду с образованием новых остеонов идет параллельный процесс рассасывания (резорбция) старых, остатки которых можно видеть среди ново-образующихся остеонов ("вставочные" системы пластинок). Рассасывание есть результат деятельности в кости особых клеток - остеокластов (clasis, греч.-ломание).
Благодаря работе последних почти вся эндохондральная кость диафиза рассасывается и в ней образуется полость (костномозговая полость). Рассасыванию подвергается также и слой перихондральной кости, но взамен исчезающей костной ткани откладываются новые слои ее со стороны надкостницы. В результате происходит рост молодой кости в толщину.
В течение всего периода детства и юности сохраняется прослойка хряща между эпифизом и метафизом, называемая эпифизарным хрящом, или пластинкой роста. За счет этого хряща кость растет в длину благодаря размножению его клеток, откладывающих промежуточное хрящевое вещество. Впоследствии размножение клеток прекращается, эпифизарный хрящ уступает натиску костной ткани и метафиз сливается с эпифизом - получается синостоз (костное сращение).
Таким образом, окостенение и рост кости есть результат жизнедеятельности остеобластов и остеокластов, выполняющих противоположные функции аппозиции и резорбции - созидания и разрушения. Поэтому на примере развития кости мы видим проявление диалектического закона единства и борьбы противоположностей. "Жить значит умирать".

Строение кости. В каждой трубчатой кости различаются следующие части: 1. Тело кости, диафиз, представляет собой костную трубку, содержащую у взрослых желтый костный мозг и выполняющую преимущественно функции опоры и защиты. Стенка трубки состоит из плотного компактного вещества, substantia compacta, в котором костные пластинки расположены очень близко друг к другу и образуют плотную массу. Компактное вещество диафиза разделяется на два слоя соответственно окостенению двоякого рода: 1) наружный кортикальный (cortex - кора) возникает путем перихондрального окостенения из надхрящницы или надкостницы, откуда и получает питающие его кровеносные сосуды; 2) внутренний слой возникает путем эндохондрального окостенения и получает питание от сосудов костного мозга.

Концы диафиза, прилегающие к эпифизарному хрящу, - метафизы. Они развиваются вместе с диафизом, но участвуют в росте костей в длину и состоят из губчатого вещества, substantia spongiosa. В ячейках "костной губки" находится красный костный мозг. У детей и молодых людей до 22-25 лет в этом месте располагается метафизарный хрящ, за счет которого кость растет в длину.

2. Суставные концы каждой трубчатой кости, расположенные по другую сторону эпифизарного хряща, эпифизы. Они также состоят из губчатого вещества, содержащего красный костный мозг, но развиваются в отличие от метафизов эндохондрально из самостоятельной точки окостенения, за кладывающейся в центре хряща эпифиза; снаружи они несут суставную поверхность, участвующую в образовании сустава.

3. Расположенные вблизи эпифиза костные выступы - апофизы, к которым прикрепляются мышцы и связки. Апофизы построены из губчатого вещества.