Кость как орган ( строение кости ).

Кость, , , 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 (Уз), главным образом оссеина, и неорганических (2/з), 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 (cc), 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 ( -c). 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, cc. Если трабекулы лежат рыхло, образуя между собою костные ячейки наподобие губки, то получается губчатое, трабекулярное вещество, , c (, 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 (рис. 7).

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, (двойной), так как оно состоит из неправильной формы костных ячеек, расположенных между двумя костными пластинками - наружной, , и внутренней, . Последнюю называют также стекловидной, v, 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, cv .

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, (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 костеразрушители - 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, v, 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, (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 ( c), а рост кости осуществляется за счет остеобластов, расположенных во внутреннем, прилегающем к кости слое (камбиальном). Суставные поверхности кости, свободные от надкостницы, покрывает суставной хрящ, c c.

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.

Контрольные вопросы к лекции:

1. Понятие о костном (твердом) и соединительнотканном скелете,

2. Общий обзор скелета человека, классификация костей.

3. Строение кости как органа, надкостница, костный мозг.

4. Структура остеона: гаверсовы каналы, костные пластинки; костные клетки - остеобласты, остеоциты, остеокласты.

5. Строение кости; диафиз, метафиз, эпифиз, апофиз, компактное и губчатое вещество.

6. Химический состав кости.

Лекция 2.

Позвоночный столб в целом

1.Раскрыть функционально-морфологические особенности позвоночного столба как целого.

2. Рассмотреть строение позвонка.

3. Отметить особенности строения позвонков различный отделов.

4. Виды изгибов позвоночника.

Позвоночный столб является частью осевого скелета и представляет важнейшую опорную конструкцию тела, он поддерживает голову, и к нему прикрепляются конечности. От позвоночного столба зависят движения туловища. Позвоночный столб выполняет также защитную функцию по отношению к спинному мозгу, который располагается в позвоночном канале. Указанные функции обеспечиваются сегментарным строением позвоночного столба, в котором чередуются жесткие и подвижно-эластические элементы.

Длина позвоночного столба у взрослого мужчины среднего роста (170 см) составляет примерно 73 см, причем на шейный отдел приходится 13 см, на грудной - 30 см, на поясничный - 18 см, на крестцово-копчиковый - 12 см. Позвоночный столб у женщин в среднем на 3-5 см короче и составляет 68-69 см. Длина позвоночного столба составляет около 2/5 всей длины тела взрослого человека. В старческом возрасте длина позвоночного столба уменьшается примерно на 5 см и больше вследствие увеличения изгибов позвоночного столба и уменьшения толщины межпозвоночных дисков.

В позвоночном столбе выделяют шейную, грудную, поясничную, крестцовую и копчиковую части. Первые три состоят из разделенных позвонков, связанных между собой сложной системой соединений. В двух последних частях происходит полное или неполное слияние костных элементов, что обусловлено их преимущественно опорной функцией.

Характерной особенностью позвоночного столба человека является его -образная форма, обусловленная наличием четырех изгибов. Два из них обращены выпуклостью вперед - это шейный и поясничный лордозы, и два обращены назад - грудной и крестцовый кифозы.

Изгибы позвоночного столба намечаются во внутриутробном периоде. У новорожденного позвоночник имеет небольшую дорсальную изогнутость со слабовыраженными лордозом и кифозом. После рождения форма позвоночного столба изменяется в связи с развитием статики тела. Шейный лордоз появляется, когда ребенок начинает держать голову, его формирование связано с напряжением шейных и спинных мышц. Сидение усиливает кифоз грудной части позвоночника. Выпрямление тела, стояние и хождение вызывают образование поясничного лордоза. После рождения усиливается характерная для человека изогнутость крестца, которая имеется уже у плода 5 месяцев. Окончательное моделирование шейного и грудного изгибов происходит к 7 годам, а поясничный лордоз полностью развивается в период полового созревания. Наличие изгибов повышает рессорные свойства позвоночного столба.

Выраженность изгибов позвоночного столба индивидуально изменчива. У женщин поясничный лордоз выражен более отчетливо, чем у мужчин.

От формы позвоночного столба зависит осанка человека. Различают три формы осанки:

1) нормальную,

2) с резко выраженными изгибами спины,

3) со сглаженными изгибами (так называемая «круглая спина»).

Увеличение грудного кифоза приводит к сутулости. К 50 годам изгибы позвоночника начинают сглаживаться. У некоторых людей в старости развиваются общий кифоз позвоночного столба. Причиной этих изменений осанки является уплощение межпозвоночных дисков, ослабление связочного аппарата позвоночника, снижение тонуса мышц-разгибателей спины. Этому способствует сидячий образ жизни, неправильный режим работы и отдыха. Физические упражнения позволяют долго сохранять форму позвоночника и хорошую осанку. Недаром у военных и спортсменов в пожилом возрасте сохраняется правильная осанка тела.

СОЕДИНЕНИЕ ПОЗВОНКОВ И ДВИЖЕНИЯ ПОЗВОНОЧНОГО СТОЛБА

Позвонки соединены между собой как непрерывно, посредством хрящевых и фиброзных соединений, так и с помощью суставов. Между телами позвонков располагаются межпозвоночные диски. Каждый диск состоит из фиброзного кольца, расположенного по периферии, и студенистого ядра, занимающего центральную часть диска. Внутри диска часто имеется небольшая полость. Фиброзное кольцо построено из пластинок, расположение волокон в которых сходно с ориентацией волокон в остеонах. Студенистое ядро состоит из слизистой ткани и может изменять свою форму. При нагрузке позвоночного столба повышается внутреннее давление в ядре, однако оно не может сжиматься. Межпозвоночный диск в целом играет роль амортизатора при движениях, благодаря нему происходит равномерное распределение сил между позвонками. Через межпозвоночные диски передается до 80% веса вышележащих частей тела.

Наибольшая высота отдельных дисков в шейном отделе позвоночного столба 5-6 мм, в грудном – 3-4 мм, в поясничном – 10-12 мм. Толщина диска меняется в переднезаднем направлении: так между грудными позвонками диск тоньше спереди, между шейными и поясничными позвонками, наоборот, - тоньше сзади.

Предельная прочность межпозвоночных дисков при сжатии составляет в среднем возрасте 69-137 кг/см², тогда как у тел позвонков она составляет всего 26 кг/см². Поэтому при чрезмерных нагрузках, как, например, у летчиков при катапультировании, чаще повреждаются тела позвонков, чем соединяющие их диски.

Связочный аппарат позвоночного столба играет большую роль в его стабилизации. Выпрямленное положение тела поддерживается при небольшой активности собственных мышц спины. При максимальном сгибании туловища эти мышцы расслабляются, и вся нагрузка падает на связки. Поэтому поднятие тяжестей в таком положении опасно для связок и суставов позвоночника.

Движения позвоночного столба осуществляются за счет межпозвоночных дисков и дугоотростчатых суставов. Последние образованы суставными отростками соседних позвонков и относятся к плоским суставам. Форма суставных поверхностей допускает комбинированное скольжение в различных направлениях. Пара дугоотростчатых соединений вместе с межпозвоночным диском образует «сегмент движения» позвоночного столба. Движения в сегментах ограничиваются связками, суставными и остистыми отростками и другими факторами, поэтому объем движений в одном сегменте невелик. Однако в реальных движениях принимают участие многие сегменты, и суммарная их подвижность весьма значительна.

В позвоночном столбе при действии на него скелетных мышц возможны следующие движения: сгибание и разгибание, отведение и приведение (боковое сгибание), скручивание (вращение) и круговое движение.

Сгибание и разгибание происходит вокруг фронтальной оси. При сгибании тела позвонков наклоняются вперед, остистые отростки удаляются друг от друга. Передняя продольная связка расслабляется, а натяжение задней продольной связки, желтых связок, межостистых и надостной связок тормозят это движение. При разгибании позвоночный столб отклоняется назад, при этом расслабляются все его связки кроме передней продольной, которая при натяжении тормозит разгибание позвоночного столба.

Отведение и приведение совершаются вокруг сагиттальной. При отведении позвоночного столба натяжение желтых связок, капсул дугоотростчатых суставов и межпоперечных связок, расположенных на противоположной стороне, ограничивают это движение.

Вращение позвоночного столба имеет общий объем до 120º. При вращении студенистое ядро межпозвоночных дисков играет роль суставной головки, а натяжение фиброзных колец межпозвоночных дисков и желтых связок тормозит это движение.

Направление и амплитуда движений в различных частях позвоночного столба неодинаковы. Наибольшей подвижностью обладают шейные позвонки. Особое устройство имеют здесь соединения атланта и осевого позвонка. Образуемые ими атлантозатылочный и атлантоосевой суставы составляют в совокупности сложный комбинированный многоосный сустав, в котором происходят движения головы во всех направлениях. Атлант играет роль костного мениска.

Соединения атланта и осевого позвонка дополняются высокодифференцированным связочным аппаратом. Необходимо особо выделить поперечную связку атланта, которая образует синовиальное соединение с зубом осевого позвонка и препятствует его смещению назад, в просвет позвоночного канала, где располагается спинной мозг. Разрывы связок и вывихи в атлантоосевом суставе представляют смертельную опасность ввиду возможного повреждения спинного мозга. Движения между остальными шейными позвонками происходят вокруг всех трех осей. Объем движений увеличивается благодаря относительной толщине межпозвоночных дисков. Сгибание вперед сопровождается скольжением тел позвонков, так что вышележащий позвонок может перегибаться через край нижележащего.

Подвижность грудных позвонков ограничивается тонкими межпозвоночными дисками, грудной клеткой и расположением суставных и остистых отростков.

В поясничной части позвоночного столба толстые межпозвоночные диски допускают сгибание, разгибание и боковое сгибание. Вращение здесь почти невозможно ввиду расположения суставных отростков в сагиттальной плоскости. Наиболее свободны движения между нижними поясничными позвонками. Здесь находится центр большинства общих движений туловища.

Характерным для позвоночного столба является сочетание вращения с боковым сгибанием. Эти движения возможны в большей степени в верхних отделах позвоночника и сильно ограничены в нижних его отделах. В грудной части при боковом сгибании остистые отростки поворачиваются в сторону вогнутости позвоночника, а в поясничной части, наоборот, в сторону выпуклости. Максимум бокового сгибания приходится на поясничный отдел и его соединение с грудным отделом позвоночника. Сочетанное вращение выражается поворотом тел позвонков в сторону сгибания.

Некоторой подвижностью обладает также крестцово-копчиковое соединение у молодых людей, особенно у женщин. Это имеет существенное значение при родах, когда под давлением головки плода копчик отклоняется назад да 1-2 см и увеличивается выход из полости таза.

Объем движений позвоночного столба значительно уменьшается с возрастом. Признаки старения появляются здесь раньше и сильнее выражены, чем в других частях скелета. К ним относится дегенерация межпозвоночных дисков и суставных хрящей. Межпозвоночные диски становятся более волокнистым и, разрыхляются, утрачивают свою упругость и как бы выдавливаются за пределы позвонков. Имеет место обызвествление хрящей, а в некоторых случаях в центре дисков появляются окостенения, что приводит к срастанию соседних позвонков. Вслед за дисками изменяются позвонки. Тела позвонков становятся порозными, по их краям образуются остеофиты. Высота тел позвонков уменьшается, нередко они приобретают клиновидную форму, что приводит к уплощению поясничного лордоза. Ширина позвонков во фронтальной плоскости увеличивается по верхнему и нижнему краям; позвонки принимают вид «катушкообразных». Разрастание кости происходит по краям суставных поверхностей позвонков. Одним из наиболее частых проявлений старения позвоночного столба является окостенение передней продольной связки, которое хорошо выявляется на рентгенограммах.

Контрольные вопросы:
1. Функционально-морфологические особенности позвоночного столба как целого.

2. Перечислить части позвонка.

3. Число позвонков в позвоночном столбе.

4. Перечислить изгибы позвоночника.

Лекция 3