Отдельные кости в человеческом организме соединяются друг с другом в единый скелет мышцами, связками, хрящами. Они придают ему форму и прочность, а в большинстве случаев и подвижность. Почти все кости в человеческом теле непосредственно сочленены между собой.
Типы соединения костей
Различают 3 между костями: неподвижное, полуподвижное и подвижное. А степень подвижности напрямую зависит от типа и строения ткани, находящейся между костями. Она может связывать их совершенно жестко, обеспечивать ограниченную гибкость соединения или широкую амплитуду движений:
- Неподвижное соединение костей имеет свойство образовываться путем их срастания, для него свойственна ограниченность движений, полное отсутствие его или небольшая подвижность.
- Полуподвижные соединения существуют между неподвижными и подвижными соединениями.
- К подвижным соединениям относятся суставы, они отвечают за механику движений в теле.
Неподвижное соединение
Неподвижное соединение костей имеет череп и таз человека. В них между сочленениями находится тонкая прослойка соединительного шва или хряща. Учитывая форму соединения, существуют швы зубчатые, чешуйчатые и плоские. Все они являются областью развития костей черепа и выявляют амортизирующее действие при движениях.
Благодаря тому чтонеподвижное соединение костей имеет череп, его кости защищают от воздействий извне головной мозг и органы чувств, а также формируют черты лица. Исключение составляют только подвижные височно-нижечелюстные суставы, которые соединяют с черепом нижнюю челюсть.
Строение костей черепа
В черепе наблюдаются 2 важных отдела:
- Один из них, мозговой, строится из 8 костей, которые защищают мозг и внутреннее ухо. Все его кости связаны между собой прослойками фиброзной ткани - швами.
- А лицевой состоит из 14 костей, где расположены нос, рот и глаза. Кости лицевого отдела определяют черты лица человека. Носовая полость разделена на две симметричные половины костно-хрящевой перегородкой. Костные выросты, называемые заставляют поток входящего воздуха согреваться и фильтроваться, оставляя на слизистой пыль и микробы. Сюда же открываются
Неподвижное соединение костей имеет тонкую прослойку фиброзной ткани, которая играет роль клея. Она представляет собой плотное волокнистое образование, которое делает их неподвижными. Такое неподвижное соединение костей называют синартроз. Синартрозы встречаются в черепе, например его швы, имеющие соединительную ткань между собой. Именно так сочетаются между собой кости черепа и зубы с лунками челюстей.
Полуподвижные соединения
У человека 7 шейных позвонков, из которых выделяются два верхних: атлант и осевой. Атлант - это кольцевой позвонок, который несет весь вес черепа человека. Его наименование, между прочим, посвящено мифическому титану, держащему на своих плечах небесный свод. Именно благодаря сочленению атланта с черепом, человек может кивать. А осевой позвонок, или эпистрофей, образует сверху зуб, вокруг которого вращается атлант вместе с черепом.
Полуподвижное соединение костей представляет хрящевую ткань, но в толще хряща существует мелкая полость. Ограниченная подвижность этих соединений возникает благодаря хрящевым пластинкам и упругим связкам.
Синхондрозы - это полуподвижные соединения между костями с очень малой степенью подвижности. Хрящевые соединения обладают ограниченной подвижностью благодаря упругости хряща, связывающего кости. Например, полуподвижное соединение костей имеет замыкающее спереди таз, и межпозвоночные диски. В хрящевой ткани клетки разделены межклеточным веществом, которое часто образует прочный каркас, позволяющий ей выполнять связывающие, опорные и защитные функции.
Хрящевые соединения
Различают несколько видов хряща:
- Гиалиновый (стекловидный) - самый распространенный. Он очень прочный, гладкий, голубоватого оттенка. Образует скелет зародыша, а у взрослых - часть ребер, опору дыхательных путей и суставные поверхности сочлененных костей. Интересно, что скелет плода состоит в основном из такого гибкого хряща, который постепенно перерастает в костную ткань. Остатки хряща между диафизами и эпифизами окостеневают только к 25 годам. К тому же окостеневает не весь скелетный хрящ. Он остается на суставных поверхностях костей, в носу и
- Волокнистый (фиброзный) - белесый по цвету. Содержит больше коллагеновых волокон и образует соединения с ограниченной подвижностью, например соединяет межпозвоночные диски. Такие хрящевые межпозвоночные диски могут слегка сжиматься и скручиваться, но благодаря своей многочисленности обеспечивают гибкость позвоночника.
- Эластический (сетчатый) - желтоватый по цвету. Отличается большим количеством волокон эластина, что придает ему гибкость. Образует скелет ушной раковины и часть гортани.
Коллаген - очень прочный и гибкий материал, служащий основой большинства соединительных тканей, которые связывают, разделяют и защищают жизненно важные органы. К ним относятся костная, хрящевая, волокнистая ткань.
Неподвижное соединение костей: примеры
Говоря о неподвижном соединении костей, нужно остановиться на синостозах, которыеформируются из синдесмозов и синхондрозов с возрастом. При этом соединительная ткань или хрящ между некоторыми костями превращается в костную.
Так, кости тазового пояса - это пример того, какие соединения костей являются неподвижными. Они образуют что-то в виде чаши, защищающей и поддерживающей органы нижней части брюшной полости. Этот пояс выдерживает огромные нагрузки, впадина тазобедренного сустава гораздо глубже, чем плечевого, поэтому он намного стабильнее.
Например, копчик состоит из 3-5 рудиментарных позвонков, которые с возрастом срастаются в единую треугольную косточку. Другим примером синостозов выступают заросшие швы или родничок у младенца. Это физиологические синостозы.
Но при некоторых заболеваниях костного аппарата может происходить окостенение не только хрящевой ткани, но и некоторых суставов. Это патологические синостозы. Движения при таком окостенении, естественно, отсутствуют.
Существуют два основных типа соединений костей: непрерывные и прерывные, или суставы . Непрерывные соединения имеются у всех низших позвоночных и на эмбриональных стадиях развития у высших. Когда у последних формируются закладки костей, между ними сохраняется их исходный материал (соединительная ткань, хрящ). При помощи этого материала происходит сращение костей, т.е. образуется непрерывное соединение. Прерывные соединения развиваются на более поздних стадиях онтогенеза у наземных позвоночных и являются более совершенными, так как обеспечивают более дифференцированную подвижность частей скелета. Они развиваются вследствие возникновения щели в исходном материале, сохранившемся между костями. В последнем случае остатки хряща покрывают сочленяющиеся поверхности костей. Существует еще третий, промежуточный тип соединений – полусустав.
Непрерывные соединения. Непрерывное соединение –синартроз, или сращение, имеет место в том случае, когда кости связаны друг с другом соединяющей тканью. Движения при этом крайне ограниченны или вовсе отсутствуют. По характеру связующей ткани различают соединительнотканные сращения, или синдесмозы (рис. 1.5, A ), хрящевые сращения, или синхондрозы , и сращения при помощи костной ткани – синостозы.
Синдесмозы бывают трех родов: 1) межкостные перепонки, например между костями предплечья или
голени; 2) связки, соединяющие кости (но не связанные с суставами), например связки между отростками позвонков или их дугами; 3) швы между костями черепа.
Межкостные перепонки и связки допускают некоторое смещение костей. В швах прослойка соединительной ткани между костями очень незначительна и движения невозможны.
Синхондрозом является, например, соединение I ребра с грудиной посредством реберного хряща, упругость которого допускает некоторую подвижность этих костей.
Синостозы развиваются из синдесмозов и синхондрозов с возрастом, когда соединительная ткань или хрящ между концами некоторых костей заменяется костной тканью. Примером могут служить сращение крестцовых позвонков и заросшие швы черепа. Движения здесь, естественно, отсутствуют.
3. Прерывные (синовиальные) соединения костей. Строение сустава. Классификация суставов по форме суставных поверхностей, количеству осей и по функции.
Прерывные соединения. Прерывное соединение –диартроз, сочленение, или сустав, характеризуется незначительным пространством (щелью) между концами соединяющихся костей. Различают суставы простые, образованные лишь двумя костями (например, плечевой сустав), сложные – когда в соединение входит большее число костей (например, локтевой сустав), и комбинированные, допускающие движение лишь одновременное с движением в других анатомически обособленных суставах (например, проксимальный и дистальный лучелоктевые суставы). В состав сустава входят: суставные поверхности, суставная сумка, или капсула, и суставная полость.
Суставные поверхности соединяющих костей более или менее соответствуют друг другу (конгруэнтны). На одной кости, образующей сустав, суставная поверхность обычно выпуклая и носит название головки. На другой кости развивается соответствующая головке вогнутость – впадина, или ямка. Как головка, так и ямка могут быть образованы двумя или несколькими костями. Суставные поверхности покрыты гиалиновым хрящом, что снижает трение и облегчает движение в суставе.
Суставная сумка прирастает к краям суставных поверхностей костей и образует герметичную суставную полость. Суставная сумка состоит из двух слоев. Поверхностный, фиброзный слой, образован волокнистой соединительной тканью, сливается с надкостницей сочленяющихся костей и несет защитную функцию. Внутренний, или синовиальный, слой богат кровеносными сосудами. Он образует выросты (ворсинки), выделяющие вязкую жидкость – синовию, которая смазывает сочленяющиеся поверхности и облегчает их скольжение. В нормально функционирующих суставах очень мало синовии, например в самом крупном из них – коленном – не более 3,5 см 3 . В некоторых суставах (в коленном), синовиальная оболочка образует складки, в которых откладывается жир, имеющий здесь защитную функцию. В других суставах, например, в плечевом, синовиальная оболочка образует наружные выпячивания, над которыми почти отсутствует фиброзный слой. Эти выпячивания в виде синовиальных сумок располагаются в области прикрепления сухожилий и уменьшают трение при движениях.
Суставной полостью называется герметически закрытое щелевидное пространство, ограниченное сочленяющими поверхностями костей и суставной сумкой. Оно заполнено синовией. В суставной полости между суставными поверхностями имеется отрицательное давление (ниже атмосферного). Атмосферное давление, испытываемое капсулой, способствует укреплению сустава. Поэтому при некоторых заболеваниях повышается чувствительность суставов к колебаниям атмосферного давления, и такие больные могут "предсказывать" изменения погоды. Плотное прижатие суставных поверхностей друг к другу в ряде суставов обусловлено тонусом, или активным напряжением мускулатуры.
Помимо обязательных, в суставе могут встречаться вспомогательные образования. К ним относятся суставные связки и губы, внутрисуставные диски, мениски и сесамовидные (от араб, sesamo – зерно) кости.
Суставные связки представляют собой пучки плотной волокнистой ткани. Они расположены в толще или поверх суставной сумки. Это местные утолщения ее фиброзного слоя. Перекидываясь через сустав и прикрепляясь к костям, связки укрепляют сочленение. Однако основная их роль заключается в ограничении размаха движения: они не допускают его перехода за известные пределы. Большинство связок не эластичны, но очень прочны. В некоторых суставах, например в коленном, есть внутрисуставные связки.
Суставные губы состоят из волокнистого хряща, кольцевидно охватывающего края суставных впадин, площадь которых они дополняют и увеличивают. Суставные губы придают суставу большую прочность, но уменьшают размах движений (например, плечевой сустав).
Диски и мениски представляют собой хрящевые прокладки – сплошные и с отверстием. Они располагаются внутри сустава между суставными поверхностями, а по краям срастаются с суставной сумкой. Поверхности дисков и менисков повторяют форму суставных поверхностей костей, прилегающих к ним с обеих сторон. Диски и мениски содействуют разнообразию движений в суставе. Они имеются в коленном и нижнечелюстном суставах.
Сесамовидные кости невелики и располагаются вблизи некоторых суставов. Одни из этих костей залегают в толще суставной сумки и увеличивая площадь суставной ямки, сочленяются с суставной головкой (например, в суставе большого пальца стопы); другие включаются в сухожилия мышц, перекидывающихся через сустав (например, надколенник, который заключен в сухожилие четырехглавой мышцы бедра). Сесамовидные кости относятся также к вспомогательным образованиям мышц.
Классификация суставов основывается на сравнении формы сочленовных поверхностей с отрезками различных геометрических фигур вращения, получающихся от движения прямой или кривой линии (так называемой образующей) вокруг неподвижной условной оси. Разные формы движения образующей линии дают разные тела вращения. Например, прямая образующая, вращаясь параллельно оси, опишет цилиндрическую фигуру, а образующая в виде полуокружности дает шар. Суставная поверхность определенной геометрической формы позволяет совершать движения только по свойственным этой форме осям. Вследствие этого суставы классифицируются на одноосные, двуосные и трехосные (или практически многоосные).
Одноосные суставы могут быть цилиндрическими или блоковидными.
Цилиндрический сустав имеет суставные поверхности в виде цилиндров, причем выпуклая поверхность охватывается вогнутой впадиной. Ось вращения вертикальная, параллельна длинной оси сочленяющих костей. Она обеспечивает движение по одной вертикальной оси. В цилиндрическом суставе возможно вращение по оси внутрь и наружу. Примерами служат сочленения между лучевой и локтевой костями и сустав между зубом эпистрофея и атлантом.
Блоковидный сустав представляет собой разновидность цилиндрического, отличается от него тем, что ось вращения проходит перпендикулярно оси вращающейся кости и называется поперечной или фронтальной. В суставе возможны сгибание и разгибание. Примером являются межфланговые суставы.
Двуосные суставы могут быть седловидными (в одном направлении суставная поверхность вогнута, а в другом, перпендикулярном ему, – выпукла) и эллипсоидными (суставные поверхности эллипсоидные). Эллипс как тело вращения имеет только одну ось. Возможность движения в эллипсоидном суставе вокруг второй оси обусловлена неполным совпадением суставных поверхностей. Двуосные суставы допускают движения вокруг двух, расположенных в одной плоскости, но взаимно перпендикулярных осей: сгибание и разгибание вокруг фронтальной оси, приведение (к средней плоскости) и отведение вокруг сагиттальной оси. Примером эллипсоидного сустава может служить лучезапястный, а седловидного – запястно-пястный сустав 1 пальца руки.
Трехосные суставы бывают шаровидными и плоскими.
Шаровидные суставы – самые подвижные сочленения. Движения в них происходят вокруг трех главных взаимно перпендикулярных и пересекающихся в центре головки осей: фронтальной (сгибание и разгибание), вертикальной (вращение внутрь и наружу) и сагиттальной (приведение и отведение). Но через центр суставной головки можно провести бесконечное количество осей, поэтому сустав и оказывается практически многоосным. Таков, например, плечевой сустав.
Одной из разновидностей шаровидного сустава является ореховидный сустав, в котором значительная часть суставной шаровидной головки охватывается шаровидной суставной впадиной и в результате ограничивается размах движения. Примером служит тазобедренный сустав. Движения в нем могут происходить в любых плоскостях, но размах движений ограничен.
Плоский сустав – это отрезок шара с очень большим радиусом, благодаря чему кривизна сочленяющихся поверхностей очень незначительна: выделить головку и ямку нельзя. Сустав малоподвижен и допускает лишь незначительное скольжение сочленяющихся поверхностей в различных направлениях. Примером является сустав между сочленовными отростками грудных позвонков.
Кроме описанных движений, в двуосных и трехосных суставах возможно еще движение, называемое круговым. При этом движении конец кости, противоположный закрепленному в суставе, описывает круг, а кость в целом – поверхность конуса.
Полусустав характеризуется тем, что кости в нем соединяются хрящевой прокладкой, которая имеет внутри щелевидную полость. Суставная капсула отсутствует. Таким образом, этот вид соединения представляет собой переходную форму между синхондрозом и диартрозом (между лонными костями таза).
1. Непрерывные – синартрозы – между костями имеется прослойка соединит ткани. Неподвижное.
2. Полупрерывные – гемиартрозы (симфизы) – небольшая полость с жидкостью
3. Прерывные – диартрозы (суставы)кости смещаются друг относительно друга
В позвоночном столбе все виды соединений
Непрерывные соединения : щель ли полость отсутствует,
1.Фиброзные соединения (синдесмозы) –связки (перекидывается с одной кости на другую),мембраны – плоское, широкое, на протяжении тяжа кости – лучевая и локтевая кости, тазобедренный сустав – тазовая кость – запирательная мембрана – большеберцовая и малая берцовая кости;швы - черепа – зубчатый шов, плокий шов – кости лицевого черепа, чешуйчатый шов – височная область,вколачивания – присоединение зубов в челюсти; коллаген - прочность в связке, эластичные волокна – подвижность 2.Хрящевые соединения (синходрозы) – постоянные – грудина и 1 ребро, межпозвонковые диски, временные - таз – седалищная, лобковая, подвздошная, крестец, места присоединения эпифиза и диафиза 3.Костные соединения (синостозы) – замещение временных хрящевых соединений – сросшийся крестец
Прерывные соединения = суставы. обязательные и вспомогательные эл-ты. Обязательные:1.Суставные пов-ти - ин- и конгруэнтны, покрытых гиалиновым хрящом - сглаживает костную ткань, такой же плотный, как и сама кость, он значительно облегчает движение в суставе.2.Суставная капсула – фиброзная (защищает сустав) и синовиальная мембраны (богата кровеносными сосудами, вырабатывает синовиальную жидкость).3.Суставная полость – щелевидное пространсто меду суставными пов-тями, содержит синовиальную жидкость.4. Синовиальная жидкость – выделяется мембраной, со слущивающимися хрящевыми и плоскими соединительнотканными клетками образуют слизь, способствует прилипанию, смачиванию, облегчению скольжения
Полупрерывные = Полусустав – фиброзные или хрящевые соединения. Симфиз лобковый, рукоятки грудины, межпозвонковый. Отсутствует капсула, внутренняя пов-ть щели не выстлана синовиальной оболочкой. Могут быть укреплены межкостными связками
10. Непрерывные соединения костей. Классификация. Примеры .
Непрерывные соединения: синартрозы – между костями имеется прослойка соединит ткани. Неподвижное., щель или полость отсутствует.
связки (перекидывается с одной кости на другую) – коллагеновые волокна, малорастяжимы, очень прочны,
мембраны – плоское, широкое, на протяжении тяжа кости – лучевая и локтевая кости, тазобедренный сустав – тазовая кость – запирательная мембрана – большеберцовая и малая берцовая кости;
швы - черепа – зубчатый шов, плоский шов – кости лицевого черепа, чешуйчатый шов – височная и теменная области, швы - зонами амортизации толчков и сотрясений при ходьбе, прыжках. Также служат зонами роста кости.
вколачивания – соединение корня зуба со стенками альвеолы.
Фиброзные соединения (синдесмозы) –
Хрящевые соединения (синходрозы) прочные и упругие – постоянные – грудина и 1 ребро, межпозвонковые диски, временные - таз – седалищная, лобковая, подвздошная, крестец, места присоединения эпифиза и диафиза
Костные соединения (синостозы) – замещение временных хрящевых соединений
11. Строение сустава .
1. Простые суставы – образованы только 2-мя поверхностями
2. Сложные суставы – в формировании более 2-х суставных поверхностей – локтевой сустав, лучезапястный, коленный, голеностоп
3. комплексный сустав – наличие ещё какой-либо ткани – внутрисуставной диск или мениск – кость-хрящ-кость
ОБЯЗАТЕЛЬНЫЕ: - суставные (гиалиновые) хрящи – сглаживают костную ткань. Такие же плотные, как и сама кость, значительно облегчают движение в суставе. Суставной хрящ не содержит нервных окончаний и кровеносных сосудов. Питание хрящ получает из синовиальной жидкости. Хрящ состоит из специальных хрящевых клеток - хондроцитов и межклеточного вещества - матрикса. Матрикс включает в себя рыхло расположенные волокна соединительной ткани - основное вещество хряща. Особое строение делает хрящ похожим на губку - в спокойном состоянии он впитывает жидкость, а при нагрузке выдавливает ее в суставную полость, обеспечивая как бы дополнительную "смазку" сустава. -суставная сумка или капсула - замкнутый чехол, который окружает концы соединяющихся костей и переходит в надкостницу этих костей. Эта капсула состоит из двух слоев, которые называются мембранами. Наружная мембрана (фиброзная) – защитная оболочка сустава и связки, которые контролируют и удерживают сустав, предотвращая смещение. Внутренняя (синовиальная) - вырабатывает синовиальную жидкость- суставная (синовиальная) полость - это герметичное пространство между внутренней мембраной суставной сумки и поверхностями соединяющихся костей. -синовиальная жидкость- вязкоупругая смазка сустава (гиалуроновая кислота). Она омывает суставные поверхности костей, питает суставной хрящ, выполняет функцию амортизатора, а так же влияет на подвижность сустава по мере изменения своей вязкости.
ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ Суставные диски и мениски – хрящевые пластинки различной формы в инконгруэнтных суставах. Смещаются при движении. Сглаживают сочленяющиеся поверхности, конгруируют их, амортизируют сотрясения и толчки при движении.Суставные губы – по краю вогнутой суставной пов-ти, углубляют и дополняют её.Синовиальные сумки и влагалища – выпячивания синовиальной мембраны в истончённых участках фиброзной мембраны сустава. Устраняют трения соприкасающихся сухожилий и костей.Связки – (тазобедренный, коленный) – покрыты синовиальной мембраной – укрепление сустава.
Глава 3
КОСТИ И ИХ СОЕДИНЕНИЯ
Морфофункциональная характеристика скелета человека
Значение скелета и строение костей
Скелет (греч. skeletos - высохший, высушенный) - это совокупность костей и их соединений. Учение о костях называется остеологией, о соединениях костей - артрологией (синдесмологией), о мышцах -миологией. Система скелета включает более 200 костей (208 костей), из них 85 парных. Кости относят к пассивной части двигательного аппарата, на которую действует активная часть двигательного аппарата - мышцы, непосредственные производители движений.
Функции скелета многообразны, их подразделяют на механические и биологические.
К механическим функциям относятся:
1) опорная - костно-хрящевая опора всего тела;
2) рессорная - смягчает толчки и сотрясения;
3) двигательная (локомоторная) - приводит в движение все тело и его отдельные части;
4) защитная - образует вместилища для жизненно важных органов;
5) антигравитационная - создает опору для устойчивости тела, приподнимающегося над землей.
К биологическим функциям скелета относятся:
1) участие в минеральном обмене (депо солей фосфора, кальция, железа и т.д.);
2) участие в гемопоэзе (кроветворении) - выработка красным костным мозгом эритроцитов и гранулоцитов;
3) участие в иммунных процессах - выработка В-лимфоцитов и предшественников Т-лимфоцитов.
Каждая кость (лат. os) - это самостоятельный орган, имеющий сложное строение (рис. № 21). Основу кости составляет пластинчатая костная ткань, состоящая из компактного и губчатого вещества. Снаружи кость покрыта периостом (надкостницей), за исключением суставных поверхностей, которые покрыты гиалиновым хрящом. Внутри кости содержится красный и желтый костный мозг. Красный костный мозг является центральным органом кроветворения и иммунологической защиты (наряду с тимусом). Он представляет собой ретикулярную ткань (строму), в петлях которой содержатся стволовые клетки (предшественники всех клеток крови и лимфоцитов), молодые и зрелые клетки крови. Желтый костный мозг состоит главным образом из жировой ткани. В кроветворении он не участвует. Кости, как и все органы, снабжены сосудами и нервами. В компактном веществе костные пластинки располагаются в определенном порядке, образуя сложные системы - остеоны (гаверсовы системы ) (рис. № 22). Остеон - структурно-функциональная единица кости. Он состоит из 5-20 цилиндрических пластинок, вставленных одна в другую. В центре каждого остеона проходит центральный (гаверсов) канал . Диаметр остеона 0,3-0,4 мм. Между остеонами залегают вставочные (промежуточные) пластинки, кнаружи от них находятся наружные окружающие (генеральные) пластинки. Губчатое вещество состоит из тонких костных пластинок (трабекул), перекрещивающихся между собой и образующих множество ячеек.
Живая кость содержит 50% воды, 12,5% органических (оссеин, ос-семукоид), 21,8% неорганических веществ (фосфат кальция) и 15,7% жира. В высушенной кости две трети составляют неорганические вещества, одна треть - органические вещества. Первые придают кости твердость, вторые - упругость, гибкость и эластичность.
Для удобства изучения по величине и форме различают 5 групп костей (рис. № 22 и 23).
1) Длинные (трубчатые) кости имеют удлиненную среднюю часть цилиндрической или трехгранной формы - тело, или диафиз; утолщенные концы - эпифизы с суставными поверхностями; участки, где диафиз переходит в эпифиз, - метафизы; возвышения, выступающие над поверхностью кости, - апофизы. Образуют скелет конечностей.
2) Короткие (губчатые) кости имеют форму неправильного куба или многогранника, например, кости запястья и предплюсны.
3) Плоские (широкие) кости участвуют в образовании полостей тела, например, кости крыши черепа, тазовые кости, ребра, грудина.
4) Ненормальные (смешанные) кости , например, позвонки: тело их по форме и строению относится к губчатым костям, дуга и отростки - к плоским.
5) Воздухоносные кости имеют в теле полость, выстланную слизистой оболочкой и заполненную воздухом. К ним относятся некоторые кости черепа: лобная, клиновидная, решетчатая, височная и верхнечелюстная.
Рост трубчатой кости в длину осуществляется за счет метафизарного (эпифизарного) хряща между эпифизом и диафизом. Полное замещение эпифизарного хряща костной тканью и прекращение роста скелета наступает у мужчин в возрасте 23-25 лет, у женщин - 18-20 лет. С этого времени прекращается и рост человека. Рост кости в толщину происходит за счет надкостницы (периоста), ее камбиального слоя.
Прочность кости очень высока. Ее можно сравнить с прочностью металла или железобетона. Например, бедренная кость, укрепленная концами на подпорках, выдерживает груз 1200 кг, а большеберцовая кость в вертикальном положении - 1650 кг.
Виды соединений костей
Соединения костей (рис. № 49) объединяют кости скелета в единое целое, удерживают их друг возле друга и обеспечивают им большую или меньшую подвижность, рессорную (пружинящую) функцию, а также рост скелета и тела человека в целом.
Выделяют 3 вида соединения костей (рис. № 24):
- непрерывные (синартрозы) – связки, мембраны, швы (кости черепа), вколачивание (зубоальвеолярные соединения), хрящевые синхондрозы (временные, постоянные), костные – синостозы ;
- прерывные (суставы, диартрозы);
- переходная форма (полусуставы, симфизы, гемиартрозы).
Непрерывные соединения костей с помощью плотной волокнистой соединительной ткани - это синдесмозы , с помощью хряща - синхондрозы , с помощью костной ткани - синостозы . Наиболее совершенными видами соединения костей в теле человека являются прерывные соединения - суставы (диартрозы). Это подвижные соединения костей друг с другом, в которых на первый план выступает функция движения. В теле человека очень много суставов. В одном позвоночном столбе их около 120. Но план строения всех суставов одинаков.
В суставе выделяют основные и вспомогательные элементы.
Основные элементы сустава включают:
1) суставные поверхности;
2) суставной хрящ;
3) суставную капсулу;
4) суставную полость;
5) синовиальную жидкость.
Вспомогательные элементы сустава включают:
1) связки;
2) суставные диски;
3) суставные мениски;
4) суставные губы;
5) синовиальные сумки.
Суставные поверхности - это участки соприкосновения сочленяющихся костей. Они имеют различную форму: шаровидную, чашеобразную, эллипсовидную, седловидную, мыщелковую, цилиндрическую, бло-ковидную, винтообразную. Если сочленяющиеся поверхности костей по величине и форме соответствуют друг другу, то это конгруэнтные (лат. congruens - соответствующий, совпадающий) суставные поверхности. Если суставные поверхности не соответствуют друг другу по форме и величине, то это инконгруэнтные суставные поверхности. Суставной хрящ толщиной от 0,2 до 6 мм покрывает суставные поверхности и таким образом сглаживает костные неровности и амортизирует движения. Большинство суставных поверхностей покрыто гиалиновым хрящом. Суставная капсула герметически закрывает суставные поверхности от окружающей среды. Состоит из двух слоев: наружного - фиброзной мембраны, очень плотного и крепкого, и внутреннего - синовиальной мембраны, вырабатывающего жидкость - синовию. Суставная полость - это узкая щель, ограниченная суставными поверхностями и синовиальной мембраной, герметически изолированная от окружающих тканей. Имеет всегда отрицательное давление. Синовиальная жидкость - это вязкая прозрачная жидкость, напоминающая яичный белок, которая находится в полости сустава. Является продуктом обмена синовиальной мембраны капсулы и суставных хрящей. Играет роль смазки и буферной подушки.
Связки - внесуставные (внекапсульные и капсульные) и внутрисуставные - укрепляют сустав и капсулу. Суставные диски и мениски - это сплошные и несплошные хрящевые пластинки, которые располагаются между не полностью соответствующими друг другу (инконгруэнтными) суставными поверхностями. Они сглаживают неровности сочленяющихся поверхностей, делают их конгруэнтными. Суставная губа - хрящевой валик вокруг суставной впадины для увеличения ее размера (плечевой, тазобедренный суставы). Синовиальная сумка - это выпячивание синовиальной мембраны в истонченных участках фиброзной мембраны капсулы сустава (коленный сустав).
Суставы отличаются друг от друга по строению, форме сочленяющихся поверхностей, объему движений (биомеханике). Сустав, образованный только двумя суставными поверхностями, - это простой сустав ; тремя и более суставными поверхностями, - сложный сустав . Сустав, характеризующийся наличием между сочленяющимися поверхностями суставного диска (мениска), который делит полость сустава на два этажа, - это комплексный сустав . Два анатомически изолированных сустава, действующие совместно, составляют комбинированный сустав .
Гемиартроз (полусустав, симфиз) - это хрящевое соединение костей, при котором в центре хряща имеется узкая щель. Такое соединение снаружи не покрыто капсулой, а внутренняя поверхность щели не выстлана синовиальной оболочкой. В этих соединениях возможны небольшие смещения костей относительно друг друга. К ним относятся симфиз рукоятки грудины, межпозвоночные симфизы и лобковый симфиз.
3. Позвоночный столб (рис. № 25 и 26)
Позвоночный столб, грудную клетку и череп относят к осевому скелету , кости верхних и нижних конечностей называют добавочным скелетом .
Позвоночный столб (рис. № 27), или позвоночник, расположен на задней стороне туловища. Он выполняет следующие функции:
1) опорную, являясь жестким стержнем, удерживающим тяжесть тела;
2) защитную, образуя полость для спинного мозга, а также органов грудной, брюшной и тазовой полостей;
3) локомоторную, участвуя в движениях туловища и головы;
4) рессорную, или пружинящую, смягчая толчки и сотрясения, получаемые телом при прыжках, беге и т.д.
В составе позвоночного столба 33-34 позвонка, из которых 24 свободные - истинные (шейные, грудные, поясничные), а остальные - сросшиеся - ложные (крестцовые, копчиковые). Различают 7 шейных, 12 грудных, 5 поясничных, 5 крестцовых и 4-5 копчиковых позвонков. Истинные позвонки имеют ряд общих черт. В каждом из них различают утолщенную часть - тело, обращенное вперед, и дугу, идущую от тела назад, ограничивающие позвоночное отверстие. При соединении позвонков эти отверстия образуют позвоночный канал, в котором размещается спинной мозг. От дуги отходят 7 отростков: один непарный - остистый обращен назад; остальные парные: поперечные отростки направлены в стороны от позвонков, верхние суставные отростки идут вверх и нижние суставные отростки направлены вниз. В месте соединения дуги позвонка с телом с каждой стороны имеются две позвоночные вырезки: верхняя и нижняя, которые при соединении позвонков образуют межпозвоночные отверстия. Через эти отверстия проходят спинномозговые нервы и кровеносные сосуды.
Шейные позвонки (рис. № 28) имеют характерные особенности, отличающие их от позвонков других отделов. Главным отличием является наличие отверстия в поперечных отростках и раздвоение на конце остистых отростков. Остистый отросток VII шейного позвонка не расщеплен, он длиннее остальных и легко прощупывается под кожей (выступающий позвонок). На передней поверхности поперечных отростков VI шейного позвонка имеется хорошо развитый сонный бугорок - место, где легко может быть пережата общая сонная артерия для временной остановки кровотечения. I шейный позвонок - атлант не имеет тела и остистого отростка, а содержит только две дуги и латеральные массы, на которых находятся суставные ямки: верхние для сочленения с затылочной костью, нижние для сочленения с II шейным позвонком. II шейный позвонок - осевой (эпистрофей) - имеет на верхней поверхности тела зубовидный отросток - зуб, вокруг которого происходит вращение головы (вместе с атлантом).
У грудных позвонков (рис. № 29) остистые отростки самые длинные и направлены книзу, у поясничных - они широкие в форме четырехугольных пластинок и направлены прямо назад. На теле и поперечных отростках грудных позвонков имеются реберные ямки для сочленения с головками и бугорками ребер.
Крестцовая кость , или крестец, состоит из пяти крестцовых позвонков (рис. № 30 и 31), которые к 20 годам срастаются в одну монолитную кость, что придает этому отделу позвоночника необходимую прочность.
Копчиковая кость , или копчик, состоит из 4-5 маленьких недоразвитых позвонков.
Позвоночный столб человека имеет несколько изгибов . Изгибы, обращенные выпуклостью вперед, называются лордозами, выпуклостью назад - кифозами, а выпуклостью вправо или влево - сколиозами. Различают следующие физиологические изгибы: шейный и поясничный лордозы, грудной и крестцовый кифозы, грудной (аортальный) сколиоз. Последний встречается в 1/3 случаев, расположен на уровне III-V грудных позвонков в виде небольшой выпуклости вправо и вызван прохождением на этом уровне грудного отдела аорты.
Грудная клетка
Грудная клетка (рис. № 32), образована 12 парами ребер, грудиной и грудным отделом позвоночного столба. Она является скелетом стенок грудной полости, в которой находятся важные внутренние органы (сердце, легкие, трахея, пищевод и др.).
Грудина , грудная кость, - это плоская кость, состоящая из трех частей: верхней - рукоятки, средней - тела и нижней - мечевидного отростка. У новорожденных все 3 части грудины построены из хряща, в котором находятся ядра окостенения. У взрослых лишь рукоятка и тело соединены между собой при помощи хряща. К 30-40 годам окостенение хряща завершается, и грудина становится монолитной костью. На верхнем крае рукоятки выделяют яремную вырезку, а по бокам от нее - ключичные вырезки. На наружных краях тела и рукоятки расположено по семь вырезок для ребер.
Ребра - это длинные плоские кости. Их 12 пар. Каждое ребро имеет большую заднюю костную часть и меньшую переднюю хрящевую, которые срастаются между собой. Ребро имеет головку, шейку и тело. Между шейкой и телом у верхних 10 пар находится бугорок ребра, имеющий суставную поверхность для сочленения с поперечным отростком позвонка. На головке ребра имеются две суставные площадки для сочленения с реберными ямками двух смежных позвонков. У ребра различают наружную и внутреннюю поверхности, верхний и нижний края. На внутренней поверхности вдоль нижнего края видна борозда ребра - след залегания сосудов и нервов.
Ребра разделяются на три группы. Верхние 7 пар ребер, достигающие своими хрящами грудины, называются истинными . Следующие 3 пары, соединяющиеся друг с другом своими хрящами и образующие реберную дугу, называются ложными . Последние 2 пары своими концами свободно лежат в мягких тканях, их называют колеблющимися ребрами.
Грудная клетка в целом по форме напоминает усеченный конус. Верхнее отверстие грудной клетки, ограниченное телом I грудного позвонка, первой парой ребер и верхним краем рукоятки грудины, свободно. Через него в область шеи выступают верхушки легких, а также проходят трахея, пищевод, сосуды и нервы. Нижнее отверстие грудной клетки ограничено телом XII грудного позвонка, ребрами XI и XII пар, реберными дугами и мечевидным отростком. Это отверстие герметически затянуто диафрагмой. Поскольку I ребро при дыхании очень мало подвижно, поэтому вентиляция верхушек легких при дыхании минимальна. Это создает благоприятные условия для развития воспалительных процессов именно в верхушках легких.
Различают два типа соединения костей – непрерывное и прерывное.
1. Непрерывное соединение костей – синартроз – synarthrosis . В зависимости от того, какой тканью соединяются кости, различают пять видов синартрозов: синсаркоз, синэластоз, синдесмоз, синхондроз, синостоз.
Синсаркоз – synsarcosis – соединение костей посредством мышц.
Синэластоз – synelastosis – кости соединяются при помощи эластической ткани, способной сильно растягиваться и противостоять разрыву. К синэластозам относятся надостистая и выйная связки.
Синдесмоз – syndesmosis – кости соединяются плотной соединительной (фиброзной) тканью. Её коллагеновые волокна спаиваются рыхлой соединительной тканью в пучки, тяжи или мембраны. Синдесмозы встречаются в виде связок, мембран, швов и вколачивания.
Связка – ligamentum – образована пучками коллагеновых волокон, направляющихся от одной кости к другой.
Мембрана – membrana – состоит из пучков коллагеновых волокон, формирующих тонкие пластины между костями (например, мембрана в затылочно-атлантном суставе).
Шов – sut ura – особый тип соединения пластинчатых костей черепа. Между двумя соединяющимися костями располагается в виде очень тонкого слоя соединительная ткань. По строению соприкасающихся поверхностей костей различает швы: плоский, зубчатый, листочковый, чешуйчатый .
Плоский шов – sut ura plana – когда края соединяющихся костей имеют ровные поверхности. Такое соединение характеризуется непрочностью и поэтому при вываривании или мацерации кости легко отделяются от скелета (соединение носовых костей между собой, особенно у жвачных).
Зубчатый шов – sut ura serrata (от serra – пила) – зубчатые края соединяющихся костей входят друг в друга (соединение носовых костей с лобными или лобных костей с теменными). Зубчатый шов очень прочный.
Листочковый шов – sut ura foliata (от folia – лист) – по форме имеет сходство с зубчатым, но у него отдельные зубцы в виде древесного листа глубоко внедряются в край соседней кости (соединение крыльев клиновидной кости с лобной и теменной костями). Такое соединение отличается большой прочностью.
Чешуйчатый шов – sut ura squamosa (от squama – чешуя) – когда края костей налегают друг на друга, как чешуя у рыбы (соединение теменной кости с чешуей височной кости).
Вколачивание – gomphosis (от gomphos – гвоздь) – характерно для соединения зубов с резцовой, верхнечелюстной и нижнечелюстной костями, когда каждый зуб, располагаясь в альвеолярном углублении, имеет зубную связку (lig . dentale ), представляющую собой надкостницу, или периодонт (periodontum , от peri – вокруг + odontos – зуб) и являющейся общей как для альвеолы, так и для корня зуба.
Синхондрозы –synchondrosis – кости соединяется посредством хрящевой ткани – гиалиновой или волокнистой. В синхондрозах без большой подвижности находится гиалиновый хрящ, например, в соединениях между эпифизами и диафизом трубчатых костей молодых животных. При наличии большой подвижности в синхондрозах имеется волокнистый хрящ в виде дисков, например, между позвонками.
Соединения костей посредством соединительной и хрящевой ткани с возрастом животных могут окостеневать. Такое костное соединение называют синостоз –synostosis .
Подвижность костей при синартрозах зависит, прежде всего, от физических свойств соединяющей ткани. Так, максимальная подвижность наблюдается в синсаркозе, далее в убывающем порядке следуют синэластозы, синдесмозы и синхондрозы. Полностью отсутствует подвижность в синостозах.
2. Прерывное соединение костей – диартрозы –diarthrosis или сустав – articulatio .
Сустав характеризуется наличием между костями щелевидной полости. Суставами соединяются кости, выполняющие функцию движения.
Обязательные структурные элементы сустава:
Суставные поверхности – facies articulares .
Суставной хрящ – cortilago articularis .
Суставная капсула – capsula articularis .
Суставная полость – cavum articulare .
Суставная жидкость – sinovia .
Вспомогательные образования суставов:
Внутрисуставные связки – ligamentum interarticulares .
Суставные губы (тазобедренный сустав) – labia articulares .
Суставные диски – discus articulares .
Суставные мениски – meniscus articulares .
Сесамовидные кости – ossa articulares .
Суставные поверхности – facies articulares – образуются двумя и более сочленяющимися костями. Рельеф суставных поверхностей в определенной степени влияет на объем и функциональные отправления суставов. Суставные поверхности, покрытые суставным хрящом, как правило, являются совпадающими, т.е. конгруэнтными (от congruo – схожусь, совпадаю) и в редких случаях – несовпадающими, или инконгруэнтными. Инконгруэнтность устраняется за счет внутрисуставных включений – суставных губ, дисков, менисков.
Суставной хрящ – cartilago articularis – покрывает суставные поверхности костей. По типу строения он гиалиновый, имея гладкую поверхность, уменьшает трение между костями.
Суставная капсула – ca psula articularis – состоит из двух оболочек: наружной (фиброзной) и внутренней (синовиальной). Фиброзная оболочка капсулы является продолжением надкостницы, которая переходит с одной кости на другую. Синовиальная оболочка построена из рыхлой соединительной ткани, она богата сосудами и нервами и со стороны суставной полости выстлана одним или несколькими слоями соединительнотканных клеток, которые выделяет в полость синовиальную жидкость.
Суставная полость – cavum articulare – представляет собой щелевидное пространство между суставными поверхностями и концами сочленяющихся костей, окруженных капсулой сустава. Она герметична и содержит небольшое количество суставной жидкости.
Суставная жидкость, или синовия – si novia – имеет желтый цвет, прозрачна и обладает значительной вязкостью. Синовия выполняет различные функции: смазывает суставные поверхности костей, тем самым уменьшает трение между ними; служит питательной средой для суставного хряща; играет буферную роль при опоре.
По строению суставы бывает двух видов:
1. Простые суставы – articulatio simplex , в образовании которых участвуют только две кости.
2. Сложные суставы – articulatio composite образованы более чем двумя сочленяющимися костями или содержат в своем суставе вспомогательные образования (внутрисуставные связки, мениски, диски, сесамовидные кости).
Различает ещё комбинированные суставы, когда движение осуществляется одновременно в нескольких суставах, как, например, в парных суставах челюстей, в затылочно-атлантном и атлантноосевом суставах.
По функции суставы подразделяются на одноосные, двуосные и многоосные.
В одноосных суставах движение происходит вокруг одной оси: сгибание – f l exi o и разгибание – extensio . По форме суставной поверхности эти суставы могут быть блоковидные, винтообразные и вращательные.
В двуосных суставах движение происходит по двум перпендикулярным друг к другу осям: по сегментальной оси – сгибание и разгибание, по сагиттальной оси – отведение – abductio и приведение – adductio . По характеру суставной поверхности костей двуосные суставы могут быть эллипсоидными и седлообразными.
В многоосных суставах движение возможно по многим осям, так как суставная поверхность на одной из костей представляет часть шара, а на другой – соответствующую ямку. Такой сустав называется шаровидным (например, плечевой и тазобедренный суставы). В такого типа суставах возможны движения: по сегментальной оси – разгибание и сгибание, по сагиттальной оси – отведение и приведение. По оси, проведённой продольно через центр кости, возможны движения: вращение – rotatio ; вращение наружу – супинация – supinatio ; вращение внутрь – пронация – pronatio .
Вопросы для закрепления изученного материала.
Типы соединения костей и их разновидности.
Что характерно для непрерывных соединений?
Что такое синдесмоз, шов, вколачивание, синхондроз, симфиз, синсаркоз и их характерные отличия.
Что характерно для прерывных соединений?
Основные структурные компоненты прерывного соединения.
Классификация суставов и их морфологическая характеристика.
Связки суставов и их разновидности.
Внутрисуставные включения и их характеристика.
Комбинированные суставы и их характеристика.
Разновидности швов и их характеристика (с примерами).
Факторы, влияющие на развитие, строение и специализацию соединения костей.
Практическое значение знания артрологии для биологии, зоотехнии, ветеринарии?