Костная система человека

    В зависимости от характера ткани, расположенной между соединяющимися костями, различают соединения с помощью собственно соединительной ткани (синдесмозы), хрящевой (синхондрозы) и костной (синостозы). 

    Синдесмозы. Если в соединительной ткани, находящейся между костями, преобладают коллагеновые волокна, такие соединения называются фиброзными, если эластические – эластическими. Фиброзные соединения в зависимости от величины прослойки могут быть в виде связок (между отростками позвонков), в виде перепонок шириной 3-4 см (между костями таза, предплечья, голени) или в виде швов (между костями черепа), где прослойка соединительной ткани составляет всего 2-3 мм. Примером непрерывных соединений эластического типа могут служить желтые связки позвоночника, находящиеся между дугами позвонков.

    Синхондрозы. В зависимости от строения хряща эти соединения подразделяют на соединения с помощью волокнистого хряща (между телами позвонков) и соединения с помощью гиалинового хряща (реберная дуга, между диафизом и эпифизом, между отдельными частями костей черепа и т. д.).

    Хрящевые  соединения могут быть временными (соединения крестца с копчиком, частей тазовой  кости и др.), которые затем  превращаются в синостозы, и постоянными, существующими на протяжении всей жизни (синхондроз между височной костью и затылочной). Гиалиновые соединения более упругие, но хрупкие по сравнению с волокнистыми.Синостозы. Это соединения костей костной тканью – окостенение эпифизарных хрящей, окостенение швов между костями черепа. Непрерывные соединения костей (кроме синостозов) подвижны. Степень подвижности зависит от величины прослойки ткани и ее плотности. Более подвижными являются собственно-соединительнотканные соединения, менее подвижными – хрящевые. Непрерывные соединения обладают также хорошо выраженным свойством амортизации толчков и сотрясений 

2.2. Функциональная характеристика прерывных соединений костей

    Прерывные соединения костей называют еще синовиальными  соединениями, полостными соединениями или суставами. Сустав имеет свои специфические конструкцию, расположение в организме и выполняет определенные функции. В каждом суставе различают основные элементы и добавочные образования. К основным элементам сустава относятся: суставные поверхности соединяющихся костей, суставная сумка (капсула) и суставная полость.

    Суставные поверхности соединяющихся костей должны в определенной мере соответствовать друг другу по форме. Если поверхность одной кости выпукла, то поверхность другой несколько вогнута. Суставные поверхности покрыты обычно гиалиновым хрящом, который уменьшает трение, облегчает скольжение костей при движениях, является амортизатором и предотвращает срастание костей. Толщина хряща 0,2-4 мм. В суставах с ограниченной подвижностью суставные поверхности покрыты волокнистым хрящом (крестцово-подвздошный сустав).

    Суставная сумка – это соединительнотканная оболочка, герметически окружающая суставные поверхности костей. Она имеет два слоя: наружный – фиброзный (очень плотный, крепкий) и внутренний – синовиальный (со стороны полости сустава покрыт слоем эндотелиальных клеток, которые вырабатывают синовиальную жидкость).

    Суставная полость – небольшая щель между соединяющимися костями, заполненная синовиальной жидкостью, которая, смачивая поверхности соединяющихся костей, уменьшает трение, силой сцепления молекул с поверхностями костей укрепляет суставы, а также смягчает толчки.

Добавочные  образования формируются в результате функциональных требований, как реакция  на увеличение и специфичность нагрузки. К добавочным образованиям относятся внутрисуставные хрящи: диски, мениски, суставные губы, связки, выросты синовиальной оболочки в виде складок, ворсинок. Они являются амортизаторами, улучшают конгруэнтность поверхностей соединяющихся костей, увеличивают подвижность и разнообразие движений, способствуют более равномерному распределению давления одной кости на другую. Диски – это сплошные хрящевые образования, расположенные внутри сустава (в височно-нижнечелюстном); мениски имеют форму полулуний (в коленном суставе); губы в виде хрящевого ободка окружают суставную поверхность (около суставной впадины лопатки); связки – это пучки соединительной ткани, идущие от одной кости к другой, они не только тормозят движения, но и направляют их, а также укрепляют суставную сумку; выросты синовиальной оболочки – это вдающиеся в полость сустава складки, ворсинки, заполненные жиром. Суставы выполняют в основном три функции: содействуют сохранению положения тела и его отдельных звеньев, участвуют в перемещении частей тела по отношению друг к другу и, наконец, участвуют в локомоциях – перемещениях всего тела в пространстве. Эти функции определяются действием активных сил – мышц. В зависимости от характера мышечной деятельности в процессе эволюции и образовались соединения различной формы, имеющие различные функции.

Классификация суставов. По количеству соединяющихся костей суставы разделяются на простые и сложные. В простых суставах соединяются только две кости, в сложных – три и более.

    По  форме суставных поверхностей различают  шаровидные (с разновидностью –  ореховидным суставом), эллипсовидные, седловидные, цилиндрические, блоковидные  и плоские суставы.

    По  количеству осей вращения – трехосные  с тремя осями вращения, двуосные – с двумя осями вращения и одноосные – с одной осью вращения. К трехосным суставам относятся шаровидные и ореховидные, к двуосным – эллипсовидные и седловидные, к одосным – блоковидные и цилиндрические. Плоские суставы осей вращения не имеют, в них возможно лишь небольшое скольжение костей по отношению друг к другу. Чем больше осей вращения в суставе, тем больше в нем подвижность и разнообразнее движения, но крепость и прочность меньше. Различают еще комбинированные и двукамерные суставы. Два или несколько самостоятельных суставов, движения в которых происходят одновременно, называются комбинированными. Полость двухкамерных суставов разделяется внутрисуставным хрящом (диком) на две части (камеры).

    Суставы шаровидной формы характеризуются тем, что поверхность одной из соединяющихся костей имеет форму шара, а поверхность другой – несколько вогнута. В этих суставах три взаимно перпендикулярные оси вращения. Примером типичного шаровидного сустава является плечевой. В ореховидном суставе поверхности костей очень конгруентны, головка одной кости больше чем на ¹/₂ входит в суставную впадину другой кости. Оси вращения здесь те же, что и в шаровидном суставе, но размах движений значительно меньше.

    Суставы эллипсовидной формы имеют суставные поверхности (и выпуклую и вогнутую) в виде эллипса. Движения в этих суставах происходят вокруг двух осей вращения – поперечной (сгибание и разгибание), и передне-задней (отведение и приведение). К суставам эллипсовидной формы относятся: лучезапястный и атланто-затылочный.

    В суставах седловидной формы поверхности соединяющихся костей напоминают часть поверхности седла. В них также две оси вращения – поперечная и переднезадняя – с соответствующими движениями. Примером такого сустава является сустав между запястьем и 1-й пястной костью. Здесь сгибание называется противопоставлением, а разгибание – отставлением. В эллипсовидных и седловидных суставах возможны и круговые движения небольшого размаха.

    Суставы цилиндрической формы имеют суставные поверхности в виде отрезков цилиндра, причем одна из них выпуклая, другая вогнутая. Движения в них происходят вокруг вертикальной оси, идущей вдоль кости (сустав между лучевой и локтевой костями), – пронация и супинация.

    В суставах блоковидной формы поверхность одной кости имеет углубление, а поверхность второй – направляющий, соответственно углублению, выступ. У этих суставов лишь одна ось вращения – поперечная, вокруг которой возможны сгибание и разгибание. В качестве примера суставов блоковидной формы можно привести межфаланговые суставы.

В суставах плоской формы суставные поверхности костей хорошо соответствуют друг другу. Подвижность в них невелика (крестцово-подвздошное соединение).

3. Скелет человека.

В скелете  различают четыре отдела: скелет туловища, скелет головы (череп), скелет верхних и нижних конечностей: Скелет туловища составляют позвоночный столб и грудная клетка (12 пар ребер и грудная кость): а) Позвоночный столб является как бы осью всего тела; он соединяется с ребрами, с костями тазового пояса и с черепом. Различают шейный (7 позвонков), грудной ( 12 позвонков), поясничный (5 позвонков), крестцовый (5 позвонков) и копчиковый (4-5 позвонков) отделы позвоночника. Позвоночный столб состоит из 33-34 соединенных друг с другом позвонков. Позвоночный столб занимает около 40% длины тела и является основным его стержнем, опорой. Позвонок состоит из тела позвонка, дуги позвонка и отростков. Тело позвонка расположено кпереди от других частей. Сверху и снизу тело позвонка имеет шероховатые поверхности, которые посредством межпозвоночных хрящей соединяют тела отдельных позвонков в гибкий, по прочный столб. Кзади от тела располагается дуга, которая вместе с задней поверхностью тела образует позвоночное отверстие. Позвоночные отверстия образуют по всей длине позвоночника позвоночный канал, в котором помещается спинной мозг. К отросткам позвонков прикрепляются мышцы. Между позвонками расположены межпозвоночные диски из волокнистого хряща; они способствуют подвижности позвоночного столба. С возрастом меняется высота дисков. Процесс окостенения позвоночного столба начинается во внутриутробном периоде и заканчивается полностью к 21-23 годам. У новорожденного ребенка позвоночный столб почти прямой, характерные для взрослого человека изгибы только намечаются и развиваются постепенно. Первым появляется шейный лордоз (изгиб, направленный выпуклостью вперед), когда ребенок начинает держать головку (6-7 недель). К шести месяцам, когда ребенок начинает сидеть, образуется грудной кифоз (изгиб, направленный выпуклостью назад). Когда ребенок начинает ходить, образуется поясничный лордоз. С образованием поясничного лордоза центр тяжести перемещается кзади, препятствуя падению тела при вертикальном положении. Изгибы позвоночника составляют специфическую особенность человека и возникли в связи с вертикальным положением тела. Благодаря изгибам позвоночный столб пружинит. Удары и толчки при ходьбе, беге, прыжках ослабляются и затухают, что предохраняет мозг от сотрясений. Движения между каждой парой смежных позвонков имеют небольшую амплитуду, в то время как вся совокупность сегментов позвоночного столба обладает значительной подвижностью. б) грудная клетка образует костную основу грудной полости. Состоит из грудины, 12 пар ребер, соединенных сзади с позвоночным столбом. Грудная клетка защищает сердце, легкие, печень и служит местом прикрепления дыхательных мышц и мышц верхних конечностей. Грудина - плоская непарная кость, расположенная по срединной линии в области передней стенки грудной клетки. В грудине различают три части: рукоятку, тело и мечевидный отросток, а также переднюю (выпуклую) и заднюю (вогнутую) поверхности.. Рукоятка грудины на верхнем крае имеет яремную вырезку, по бокам от которой расположены ключичные вырезки, участвующие в образовании суставов с ключицами. На боковых поверхностях грудины определяется 7 реберных вырезок - места присоединения к грудине хрящевых частей 7 верхних ребер. Среди них одна пара вырезок расположена на боковых поверхностях рукоятки (место присоединения первых ребер), вторая пара реберных вырезок расположена на границе рукоятки и тела (места присоединения вторых ребер), на границе тела и мечевидного отростка имеется седьмая пара реберных вырезок. Мечевидный отросток расположен в нижней части грудины и имеет различную форму. Рукоятка и тело грудины сходятся под небольшим углом, открытым кзади. Угол грудины хорошо прощупывается и соответствует уровню соединения с грудиной 2 ребра. Рукоятка тела и мечевидный отросток соединяются друг с другом посредством хряща, который с возрастом замещается костной тканью. Форма грудной клетки меняется. Под влиянием физических упражнений она может стать шире и объемистее. Ребра представлены 12 парами расположенных симметрично плоских костей. Каждое ребро имеет костную и хрящевую части. Костная часть ребра, более длинная, спереди дополняется хрящевой частью. Костная и хрящевая части ребра прочно сращены друг с другом, при этом надкостница ребра в месте соединения этих частей переходит в надхрящницу. Костная часть ребра - длинная, изогнутая пластинка, в которой различают: головку, шейку и тело. Каждая пара ребер отличается по своей форме и размерам. Ребра своими задними концами соединяются непосредственно с грудиной; эти ребра называются истинными. Реберные хрящи 8, 9 и 10 ребер присоединяются к хрящевым частям вышележащих ребер, они не имеют непосредственной связи с грудиной и поэтому получили название ложных ребер, а 11 и 12 ребра в отличие от остальных свободно оканчиваются в толще мышц стенки живота, они называются колеблющимися. Скелет головы развивается в тесной связи с развитием головного мозга, органов чувств, начальными отделами дыхательного и пищеварительного путей. Скелетом головы является череп, отдельные кости которого подразделяются на кости мозгового черепа и кости лицевого черепа. Кости черепа образуют основание и свод, или крышу. Внутри черепа имеется полость, в которой расположен головной мозг; кости черепа, участвуют в образовании полостей носа, рта и глазниц. К костям мозгового черепа принадлежат: 1) непарные кости: затылочная, лобная, клиновидная, решетчатая; 2) парные кости: теменная, височная. Все кости мозгового черепа соединены неподвижно. Внутри височной кости находится орган слуха, к нему ведет широкое слуховое отверстие. Через большое отверстие затылочной кости полость черепа соединяется с позвоночным каналом. Кости лицевого черепа дают опору мягким тканям лица и ограничивают начальные отделы пищеварительного и дыхательного путей. К костям лицевого черепа принадлежат: 1) непарные кости: нижняя челюсть - единственная подвижная кость в черепе, подъязычная кость и сошник; 2) парные кости ( в лицевом отделе большинство): верхнечелюстная, небная, скуловая, нижняя носовая раковина, слезная и носовая кости. У детей в раннем возрасте мозговая часть черепа более развита, чем лицевая. Наиболее сильно кости черепа растут в течение первого года жизни. С возрастом, особенно с 13-14 лет, лицевой отдел растет более энергично и начинает преобладать на мозговым. У новорожденного объем мозгового черепа в 8 раз больше лицевого, а у взрослого в 2-2,5 раза. У новорожденного черепные кости соединены друг с другом мягкой соединительнотканной перепонкой. Эта перепонка особенно велика там, где сходятся несколько костей. Это - роднички. Располагаются по углам обеих теменных костей, образуя непарные лобный и затылочный и парные передние боковые и задние боковые роднички. Благодаря родничкам кости крыши черепа могут заходить своими краями друг на друга. Это имеет большое значение при прохождении головки плода по родовым путям. Малые роднички зарастают к 2-3 месяцам, а наибольший - лобный - легко прощупывается и зарастает лишь к полутора годам. Скелет верхних и нижних конечностей. У человека анатомические и функциональные особенности конечностей сложились под влиянием прямохождения и труда. Передние конечности в процессе антропогенеза потеряли свое значение для передвижения (локомоции) и превратились в верхние конечности. На их строение основное влияние оказал труд, под воздействием которого верхняя конечность и особенно кисть приспособились к трудовой деятельности, превратились в орган труда. Кисть человека способна не только захватывать предмет, как это имеет место у различных животных, но и обхватывать его. Обхватывание обеспечивается противопоставлением большого пальца остальным пальцам кисти. Нижние конечности приспособлены для передвижения и опоры вертикально расположенного тела. Отсюда понятны особенности строения нижних конечностей: их массивность, соответствующее расположение свода к опоре. Стопа в значительной степени утратила свою хватательную функцию. Несмотря на функциональные различия, верхние и нижние конечности имеют общий план строения. Скелет каждой конечности подразделяется на скелет пояса и скелет свободной конечности. В состав верхней конечности входят скелет плечевого пояса и скелет свободной верхней конечности; нижняя конечность имеет скелет тазового пояса и скелет свободной нижней конечности. Оба пояса соединены с туловищем. а) Скелет верхней конечности: на каждой стороне входят кости плечевого пояса (лопатка и ключица) и кости свободной верхней конечности (плечевая кость, кости предплечья и кисти). Кости плечевого пояса: *Лопатка- плоской треугольной формы кость располагается на задней стороне грудной клетки в верхнелатеральной части туловища на уровне 2-7ребра, связана с позвоночным столбом и ребрами при помощи мышц. В лопатке различают две поверхности (реберную - переднюю и дорсальную - заднюю), три края и три угла. Лопатка соединяется с ключицей. *Ключица - С(англ.)-образно изогнутая длинная кость, которая соединяется с грудиной и ребрами. Кости свободной верхней конечности: *Плечевая кость - относится к длинным костям, в ней различают среднюю часть (диафиз) и два конца (верхний - проксимальный и нижний - дистальный эпифизы). *Кости предплечья - локтевая, лучевая кость, тоже к длинным костям, в соответствии с этим в них различают диафиз, проксимальный и дистальный эпифизы. *В состав кисти входят мелкие кости запястья, пять длинных костей пясти и кости пальцев кисти. Кости запястья образуют свод, обращенный вогнутостью к ладони. У новорожденного они только намечаются; постепенно развиваясь, они становятся ясно видимы только к семи годам, а процесс их окостенения заканчивается значительно позднее (в 10-13 лет). К этому времени заканчивается окостенение фаланг пальцев. Особое значение имеет 1 палец в связи с трудовой функцией. Он обладает большой подвижностью и противопоставлен всем остальным пальцам. б) Скелет нижней конечности: на каждой стороне входят кости тазового пояса (тазовые кости) и кости свободной нижней конечности (бедренная кость, кости голени и стопы). Крестец соединен с тазовыми костями Кости тазового пояса: *Тазовая кость состоит из трех костей - подвздошной (верхнее положение занимает), седалищной и лобковой (расположены внизу). Они имеют тела, которые срастаются друг с другом в возрасте 14-16 лет в области вертлужной впадины. Имеют круглые впадины, куда входят головки бедренных костей ног. Кости свободной нижней конечности: *Бедренная кость - наиболее массивная и самая длинная трубчатая среди длинных костей скелета. *Кости голени, в состав входит большеберцовая и малоберцовая кости являющиеся длинными костями. Первая массивнее, чем вторая. *Кости стопы образованы костями: предплюсны (проксимальный отдел скелета стопы), плюсны и фаланги пальцев стопы. Стопа человека образует свод, который опирается на пяточную кость и на передние концы костей плюсны. Различают продольный и поперечный своды стопы. Продольный, пружинящий свод стопы присущ только человеку, и его формирование связано с прямохождением. По своду стопы равномерно распределяется тяжесть тела, что имеет большое значение при переносе тяжестей. Свод действует как пружина, смягчая толчки тела при ходьбе. Сводчатое расположение костей стопы поддерживается большим количеством крепких суставных связок. При длительном стоянии и сидении, переносе больших тяжестей, при ношении узкой обуви связки растягиваются, что приводит к уплощению стопы, и тогда говорят, что развилось плоскостопие. Заболевание рахитом также может способствовать развитию плоскостопия. Соединение костей: неподвижные, полуподвижные, суставы 1) Неподвижные (непрерывные) соединения происходит путем их срастания, характеризуется ограниченностью размахов движений и сравнительно небольшой подвижностью или отсутствием ее. В зависимости от характера ткани, которая соединяет кости, непрерывные соединения делятся на три вида: синдесмозы - соединение костей соединительной тканью (связки, соединяющиеся кости друг с другом, мембраны, швы), синхондрозы - соединение костей хрящевой тканью (которая может быть 2-х видов: гиалиновый и волокнистый хрящ) и синостозы - соединение костей при помощи костной ткани, это результат сращения ранее обособленных друг от друга костей или их частей (сращение диафиза с эпифизами у взрослого и образование длинной кости). 2) Полуподвижные (полусуставы) - это переходная форма соединений между непрерывными и прерывными. В полусуставах между костями располагается хрящевая ткань, в толще которой имеется полость, не нет суставной капсулы и суставных поверхностей, покрытых хрящом (лонное сочленение, соединения крестца с телом 1 копчикового позвонка). 3) Подвижные соединения костей встречаются чаще, они обеспечиваются истинными суставами. Сочленяющиеся концы костей покрыты гиалиновым хрящом толщиной 0,2-0,6 мм. Этот хрящ эластичен, имеет гладкую блестящую поверхность. Что значительно уменьшает трение между костями и тем самым облегчает их движение. Область сочленения костей окружена суставной сумкой (капсулой) из очень плотной соединительной ткани. Наружный, фиброзный слой капсулы крепкий и прочно соединяет между собой сочленяющиеся кости. Внутренний слой капсулы покрыт синовиальной оболочкой, выстилающей полость сустава.