Структура,функции и гигиена скилета

2.5 Строение и функции  суставов 

 
Кости сочленяются различными способами. По степени подвижности различают  сочленения: а) неподвижные; б) малоподвижные; в) подвижные соединения костей, или  суставы. Неподвижное соединение образуется в результате срастания костей, при  этом движения могут быть крайне ограниченными  или вовсе отсутствовать. Например, неподвижность костей мозгового  черепа обеспечивается тем, что многочисленные выступы одной кости входят в  соответствующее углубление другой. Подобное соединение костей называется швом. Наличие упругих хрящевых прокладок  между костями обеспечивает небольшую  подвижность. Например, такие прокладки  имеются между отдельными позвонками. Во время сокращения мышц прокладки сжимаются, а позвонки сближаются. При активных движениях (ходьбе, беге, прыжках) хрящ действует в качестве амортизатора, тем самым смягчая резкие толчки и предохраняя тело от сотрясения. Чаще встречаются подвижные соединения костей, что обеспечивается суставами. Концы костей, образующих сустав, покрыты гиалиновым хрящом толщиной от 0,2 до 0,6 мм. Этот хрящ очень эластичен, имеет гладкую блестящую поверхность, поэтому значительно уменьшается трение между костями, что существенно облегчает их движение. Из очень плотной соединительной ткани образуется суставная сумка (капсула), которая окружает область сочленения костей. Крепкий наружный (фиброзный) слой капсулы прочно соединяет между собой сочленяющиеся кости. Внутри капсула выстлана синовиальной оболочкой. В полости сустава находится синовиальная жидкость, которая действует как смазка и тоже способствует уменьшению трения. Снаружи сустав укреплен связками. Ряд суставов укрепляется связками и внутри. Кроме того, внутри суставов имеются особые приспособления, которые увеличивают сочлененные поверхности: губы, диски, мениски из соединительной ткани и хряща. Полость сустава является герметически замкнутой. Давление между суставными поверхностями всегда отрицательное (меньше атмосферного), в связи с чем наружное атмосферное давление препятствует их расхождению. По форме суставной поверхности и по осям вращения выделяют суставы: а) с тремя; б) с двумя; в) с одной осью вращения. Первую группу составляют шаровидные суставы – наиболее подвижные (например, сустав между лопаткой и плечевой костью). Сустав между безымянной костью и бедром, называемый ореховидным, является разновидностью шаровидного сустава. Вторую группу составляют эллипсовидные (например, сустав между черепом и первым шейным позвонком) и седловидные суставы (например, сустав между пястной костью первого пальца руки и соответствующей костью запястья). К третьей группе относятся блоковидные (суставы между фалангами пальцев), цилиндрические (между локтевой и лучевой костями) и винтообразные суставы (образующие локтевой сустав). Любое незакрепленное тело обладает шестью степенями свободы, потому что производит три поступательных и три вращательных движения по осям координат. Закрепленное тело может производить только вращения. Поскольку все звенья тела закреплены, суставы с тремя осями вращения являются наиболее подвижными и имеют три степени свободы. Суставы с двумя осями вращения менее подвижны, поэтому имеют две степени свободы. Одну степень свободы, а значит, наименьшую подвижность имеют суставы с одной осью вращения. 
 
 
 
4. ФОРМИРОВАНИЕ СКЕЛЕТА В ОНТОГЕНЕЗЕ

 
 
4.1 Рост костей черепа

 
Череп – это скелет головы. В соответствии с особенностями развития, строения и функций различают два отдела черепа: мозговой и лицевой (висцеральный). Мозговой отдел черепа образует полость, внутри которой располагается головной мозг. Лицевой отдел формирует  костную основу дыхательного аппарата и пищеварительного канала. Мозговой отдел черепа состоит из крыши (или  свода черепа) и основания. Теменная кость свода черепа представляет собой четырехугольную пластинку  с четырьмя зубчатыми краями. Две  теменные кости, соединенные швами, образуют теменной бугор. Спереди от теменных костей лежит лобная кость, большая часть которой представлена чешуей. Выпуклую часть лицевого отдела черепа образуют лобные бугры, ниже которых  расположены кости, формирующие  стенки глазниц. Между глазницами находится  носовая часть, примыкающая к  носовым костям, ниже которых расположены  ячейки решетчатой кости. Сзади теменных костей расположена затылочная кость, благодаря которой образуется основание  черепа и череп соединяется с  позвоночником. По бокам крыши черепа находятся две височные кости, также  участвующие в образовании основания  черепа. В каждой из них содержатся соответствующие отделы органа слуха  и вестибулярного аппарата. В основании  черепа располагается клиновидная  кость. Кости основания черепа, развившиеся  из хряща, соединяются хрящевой тканью, которая с возрастом заменяется костной тканью. Кости крыши, развившиеся  из соединительной ткани, соединяются соединительно-тканными швами, которые к старости становятся костными. Это относится и к лицевому отделу черепа. Лицевой отдел черепа составляют верхняя челюсть, скуловые, слезные, решетчатые, небные, носовые кости, нижняя носовая раковина, сошник, нижняя челюсть и подъязычная кость. 

4.2 Возрастные особенности  черепа 

 
Мозговой и лицевой отделы черепа образуются из мезенхимы. Кости черепа развиваются первичным и вторичным  путем (см. 3.1). Череп детей существенно отличается от черепа взрослых его величиной по сравнению с размерами тела, строением и пропорциями отдельных частей тела. У новорожденного мозговой отдел черепа в шесть раз больше лицевого, у взрослого – в 2,5 раза. Иначе говоря, у новорожденного лицевой отдел черепа относительно меньше мозгового отдела. С возрастом эти различия исчезают. Более того, изменяется не только форма черепа и составляющих его костей, но и количество костей черепа.  
 
 
 
От рождения и до 7 лет череп растет неравномерно. В росте черепа установлены три волны ускорения: 1) до 3–4 лет; 2) с 6 до 8 лет; 3) с 11 до 15 лет. Наиболее быстрый рост черепа происходит на первом году жизни. Затылочная кость выпячивается и вместе с теменными костями растет особенно быстро. Соотношение объема черепа ребенка и взрослого человека выглядит следующим образом: у новорожденного объем черепа равен одной трети объема взрослого; в 6 месяцев – одной второй; в 2 года – двум третям. В течение первого года жизни толщина стенок черепа увеличивается в три раза. На первом-втором году жизни роднички (участки соединительной ткани) закрываются и замещаются костными швами: затылочный – на втором месяце; клиновидный – на втором-третьем месяце; сосцевидный – в конце первого или начале второго года; лобный – на втором году жизни. К 1,5 годам роднички полностью зарастают, и к четырем годам образуются черепные швы. В возрасте от 3 до 7 лет основание черепа вместе с затылочной костью растет быстрее, чем свод. В 6–7 лет полностью срастается лобная кость. К 7 годам основание черепа и затылочное отверстие достигают относительно постоянной величины, происходит резкое замедление в развитии черепа. С 7 до 13 лет рост основания черепа еще больше замедляется. В 6–7 и в 11–13 лет рост костей свода черепа немного усиливается, а к 10 годам в основном заканчивается. Емкость черепа к 10 годам составляет 1300 куб. см (для сравнения: у взрослого – 1500–1700 куб. см). С 13 до 14 лет интенсивно растет лобная кость, преобладает развитие лицевого отдела черепа во всех направлениях, складываются характерные черты физиономии. В 18–20 лет заканчивается образование синостоза между телами затылочной и клиновидной костей. В результате прекращается рост основания черепа в длину. Полное слияние костей черепа происходит в зрелом возрасте, однако развитие черепа продолжается. После 30 лет швы черепа постепенно становятся костными. Развитие нижней челюсти находится в непосредственной зависимости от работы жевательных мышц и состояния зубов. В ее росте наблюдаются две волны ускорения: 1) до 3 лет; 2) с 8 до 11 лет. Размеры головы у школьников увеличиваются очень медленно. Во всех возрастах у мальчиков средняя окружность головы больше, чем у девочек. Самый большой прирост головы отмечается в возрасте с 11 до 17 лет, т. е. в период полового созревания (у девочек – к 13–14 годам, а у мальчиков – к 13–15). Соотношение окружности головы и роста с возрастом уменьшается. Если в 9-10 лет окружность головы равна в среднем 52 см, то в 17–18 лет – 55 см. У мужчин емкость полости черепа примерно на 100 куб. см больше, чем у женщин. Имеются и индивидуальные особенности черепа. К ним относятся две крайние формы развития черепа: длинноголовая и короткоголовая.

4.3 Рост позвоночника. Позвоночник  ребенка. 

 
Позвоночник составляют 24 свободных  позвонка (7 шейных, 12 грудных и 5 поясничных) и 9-10 несвободных (5 крестцовых и 4–5 копчиковых). Свободные позвонки, сочленяемые  между собой, соединены связками, между которыми находятся эластичные межпозвоночные диски из волокнистого хряща. Крестцовые и копчиковые позвонки сращены и образуют крестец и  копчик. Позвонки развиваются из хрящевой ткани, толщина которой с возрастом  уменьшается.  
 
Различают четыре этапа развития эпифизов позвонков: до 8 лет – хрящевой эпифиз; от 9 до 13 лет – обызвествление эпифиза; от 14 до 17 лет – костный эпифиз; после 17 лет – слияние эпифиза с телом позвонка. С 3 до 15 лет размеры нижних поясничных позвонков увеличиваются больше, чем верхних грудных. Это обусловлено увеличением веса тела, его давлением на нижерасположенные позвонки. С 3 лет позвонки одинаково растут и в высоту, и в ширину; с 5–7 лет – больше в высоту. В 6–8 лет образуются центры окостенения в верхней и нижней поверхностях тел позвонков и в концах остистых и поперечных отростков. До 5 лет спинно-мозговой канал развивается особенно быстро. Так как тела позвонков растут быстрее дужек, то емкость канала относительно уменьшается, что соответствует уменьшению относительных размеров спинного мозга. К 10 годам завершается развитие спинно-мозгового канала, однако структура тела позвонков продолжает развиваться и у детей старшего школьного возраста. К 25 годам заканчивается окостенение шейных, грудных и поясничных позвонков, к 20 годам – крестцовых, к 30 годам – копчиковых позвонков. Длина позвоночника особенно резко увеличивается в течение первого и второго годов жизни, затем рост позвоночника замедляется и снова ускоряется с 7 до 9 лет (у девочек больше, чем у мальчиков). С 9 до 14 лет прирост длины позвоночника у мальчиков и девочек замедляется в несколько раз, а с 14 до 20 лет еще больше. У юношей рост позвоночника заканчивается после 20 лет, у девушек он растет до 18 лет, т. е. рост позвоночника у женщин прекращается раньше, чем у мужчин. Средняя длина позвоночника у мужчин составляет 70–73 см, у женщин – 66–69 см. К концу полового созревания рост длины позвоночника почти завершается (приблизительно равна 40 % длины тела). Сгибание позвоночника больше его разгибания. Наибольшее сгибание позвоночника происходит в шейном отделе (70°), меньше – в поясничном, наименьшее – в грудном отделе. Наклоны в сторону наибольшие между грудным и поясничным отделами (100°). Наибольшее круговое движение наблюдается в шейном отделе позвоночника (75°), оно практически невозможно в поясничном отделе (5°). Таким образом, наиболее подвижен шейный отдел позвоночника, меньше – поясничный и наименее подвижен грудной, потому что его движения тормозят ребра. Подвижность позвоночника у детей, особенно 7–9 лет, гораздо больше, чем у взрослых. Это зависит от относительно большей величины межпозвоночных дисков и их большей упругости. Развитие межпозвоночных дисков происходит долго и заканчивается к 17–20 годам.  
 
Физиологические изгибы позвоночника. После рождения позвоночник приобретает четыре физиологических изгиба. В 6–7 недель с подниманием головы у ребенка происходит изгиб кпереди (лордоз) в шейном отделе. В 6 месяцев в результате сидения образуются изгибы кзади (кифозы) в грудном и крестцовом отделах. В 1 год с началом стояния формируется лордоз в поясничном отделе. Первоначально эти физиологические изгибы позвоночника удерживаются мускулатурой, а затем связочным аппаратом, хрящами и костями позвонков. К 3–4 годам изгибы позвоночника постепенно увеличиваются в результате стояния, ходьбы, под действием силы тяжести и работы мышц. К 7 годам окончательно образуются шейный лордоз и грудной кифоз; к 12 годам – поясничный лордоз, который окончательно формируется к периоду половой зрелости. Поднятие чрезмерных тяжестей увеличивает поясничный лордоз. Благодаря пружинному движению позвоночника может изменяться величина его изгибов. В результате изменения изгибов позвоночника и высоты межпозвоночных дисков изменяется и длина позвоночника: с возрастом и в течение дня. В течение суток рост человека колеблется в пределах 1 см, а иногда и 2–2,5 см и даже 4–6 см. В положении лежа длина тела человека больше на 2–3 см, чем в положении стоя.

4.4 Развитие грудной клетки,форма грудной клетки и ее возрастные особенности 

 
Грудную клетку составляют 12 пар ребер. Истинные ребра (первая – седьмая  пары) с помощью хрящей соединяются  с грудиной, из остальных пяти ложных ребер хрящевые концы восьмой, девятой  и десятой пар соединяются  с хрящом вышележащего ребра, а одиннадцатая и двенадцатая пары не имеют реберных хрящей и обладают наибольшей подвижностью, так как оканчиваются свободно. Вторая – седьмая пары ребер соединены  с грудиной небольшими суставами.С позвонками ребра соединяются суставами, которые при поднятии грудной клетки определяют движение верхних ребер в основном вперед, а нижних – в стороны. Грудина является непарной костью, в которой различаются три части: рукоятка, тело и мечевидный отросток. Рукоятка грудины сочленяется с ключицей при помощи сустава, содержащего внутрихрящевой диск (по характеру движений он приближается к шаровидным сочленениям). Форма грудной клетки зависит от возраста и пола. Кроме того, форма грудной клетки изменяется из-за перераспределения силы тяжести тела при стоянии и ходьбе в зависимости от развития мускулатуры плечевого пояса.  
 
Возрастные изменения в формировании грудной клетки. Ребра развиваются из мезенхимы, преобразующейся в хрящ на втором месяце утробной жизни. Их окостенение начинается на пятой – восьмой неделе, а грудины – на шестом месяце. Ядра окостенения в головке и бугорке появляются в верхних десяти ребрах в 5–6 лет, а в последних двух ребрах – в 15 лет. Слияние частей ребра заканчивается к 18–25 годам. До 1–2 лет ребро состоит из губчатого вещества. С 3–4 лет компактный слой развивается в середине ребра. С 7 лет компактный слой разрастается по всему ребру. С 10 лет компактный слой продолжает увеличиваться в области угла. К 20 годам завершается окостенение ребер. В мечевидном отростке ядро окостенения появляется в 6-12 лет. В 15–16 лет срастаются нижние отрезки тела грудины. В 25 лет мечевидный отросток срастается с телом грудины. Грудина развивается из множества парных точек окостенения, которые чрезвычайно медленно сливаются. Окостенение рукоятки и тела грудины заканчивается к 21–25 годам, мечевидного отростка – к 30 годам. Слияние трех частей грудины в одну кость происходит гораздо позднее, причем далеко не у всех людей. Таким образом, грудина формируется и развивается позже всех других костей скелета.  
 
Форма грудной клетки. У людей встречаются две крайние формы грудной клетки: длинная узкая и короткая широкая. Им соответствуют и формы грудины. Среди основных форм грудной клетки различают коническую, цилиндрическую и плоскую форму. Форма грудной клетки существенно изменяется с возрастом. После рождения и в первые несколько лет жизни грудная клетка имеет форму конуса с обращенным вниз основанием. С возраста 2,5–3 лет рост грудной клетки идет параллельно росту тела, в связи с этим ее длина соответствует грудному отделу позвоночника. Затем рост тела ускоряется, а грудная клетка становится относительно короче. В первые три года наблюдается увеличение окружности грудной клетки, что приводит к преобладанию в верхней части грудной клетки поперечного диаметра. Постепенно грудная клетка изменяет конусообразную форму и приближается к таковой у взрослого человека, т. е. приобретает форму конуса с основанием, обращенным кверху. Окончательную форму грудная клетка приобретает к 12–13 годам, но имеет меньшие размеры, чем у взрослых. Половые различия в форме и окружности грудной клетки. Половые различия в форме грудной клетки проявляются примерно с 15 лет. С этого возраста начинается интенсивное увеличение сагиттального размера грудной клетки. У девочек во время вдоха резко поднимаются верхние ребра, у мальчиков – нижние. В росте окружности грудной клетки также наблюдаются половые различия. У мальчиков окружность грудной клетки с 8 до 10 лет увеличивается на 1–2 см в год, к периоду полового созревания (с 11 лет) – на 2–5 см. У девочек до 7–8 лет величина окружности грудной клетки превосходит половину величины их роста. У мальчиков такое соотношение наблюдается до 9-10 лет, с этого возраста половина величины роста становится больше размера окружности грудной клетки. С 11 лет у мальчиков ее прирост меньше, чем у девочек. Превышение половины роста над окружностью грудной клетки зависит от скорости роста тела, которая больше скорости роста окружности грудной клетки. Рост окружности грудной клетки уступает и прибавлению веса тела, поэтому отношение веса тела к окружности грудной клетки с возрастом постепенно уменьшается. Быстрее всего окружность грудной клетки растет в период полового созревания и в летне-осенний период. Нормальное питание, хорошие гигиенические условия и физические упражнения оказывают главенствующее влияние на рост окружности грудной клетки. Параметры развития грудной клетки зависят от развития скелетных мышц: чем больше развита скелетная мускулатура, тем больше развита грудная клетка. При благоприятных условиях окружность грудной клетки у детей 12–15 лет больше на 7–8 см, чем при неблагоприятных. В первом случае окружность груди сравняется с половиной роста в среднем к 15 годам, а не к 20–21 году, как у детей, находившихся в неблагоприятных условиях жизни. Неправильная посадка детей за партой может повлечь деформацию грудной клетки и, как следствие, нарушение развития сердца, крупных сосудов и легких.

4.5 Развитие костей таза 

 
Наиболее интенсивный рост костей таза наблюдается в первые три  года жизни. В процессе сращения костей таза можно выделить несколько этапов: 5–6 лет (начало сращения); 7–8 лет (срастаются лобковая и седалищная кости); 14–16 лет (кости таза уже почти сращены); 20–25 лет (конец полного сращения). Эти сроки необходимо учитывать  при трудовых движениях и физических упражнениях (особенно для девочек). При резких прыжках с большой  высоты и при ношении обуви  на высоких каблуках несросшиеся  кости таза смещаются, что приводит к неправильному их сращению и  сужению выхода из полости малого таза, приводящему к затруднению  родов. Нарушение сращения также  вызывают чрезмерное неправильное сидение  или стояние, переноска больших  тяжестей, особенно при неравномерном  распределении нагрузки. Размеры  таза у мужчин меньше, чем у женщин. Различают верхний (большой) таз  и нижний (малый) таз. Поперечный размер входа в малый таз у девочек  изменяется скачкообразно в несколько  этапов: в 8-10 лет (очень быстро увеличивается); в 10–12 лет (наблюдается некоторое  замедление его прироста); с 12 до 14–15 лет (прирост снова увеличивается). Переднезадний размер увеличивается  более постепенно; с 9 лет он меньше поперечного. У мальчиков оба размера таза увеличиваются равномерно. 

 
4.6 Развитие костей нижних конечностей 

 
Развитие костей нижних конечностей. К моменту рождения бедренная  кость состоит из хряща, костным  является только диафиз. Синостозирование в длинных костях заканчивается в возрасте от 18 до 24 лет. Коленная чашка приобретает форму, характерную для взрослого, к 10 годам. Развитие костей предплюсны происходит гораздо раньше костей запястья, ядра окостенения в них (в пяточной, таранной и кубовидной костях) появляются еще в утробном периоде. В клиновидных костях они возникают в 1-3-4 года, в ладьевидной – в 4,5 года. В 12–16 лет заканчивается окостенение пяточной кости. Кости плюсны окостеневают позже костей предплюсны, в возрасте 3–6 лет. Окостенение фаланг стопы происходит на третьем-четвертом году жизни. Окончательное окостенение костей ног происходит: бедренной, большеберцовой и малоберцовой – к 20–24 годам; плюсневых – к 17–21 у мужчин и к 14–19 у женщин; фаланг – к 15–21 у мужчин и к 13–17 годам у женщин. С 7 лет ноги растут быстрее у мальчиков. Наибольшее отношение длины ноги к туловищу достигается у мальчиков к 15 годам, у девочек – к 13 годам. Стопа человека образует свод, который опирается на пяточную кость и передние концы плюсневых костей. Общий свод стопы составляют продольный и поперечный своды. Формирование свода стопы у людей произошло как результат прямохождения. Для формирования свода стопы большое значение имеет развитие мышц ног, в частности тех из них, которые удерживают продольный и поперечный своды. Свод позволяет равномерно распределять тяжесть тела, действует, как пружина, смягчая сотрясение и толчки тела во время ходьбы. Он защищает от давления мышцы, сосуды и нервы подошвенной поверхности. Сглаживание свода (плоскостопие) развивается при длительном стоянии, переноске больших тяжестей, при ношении узкой обуви. Плоскостопие приводит к нарушениям осанки, механики ходьбы.