V. Типы костей
По внешнему виду кости в скелете делятся на несколько типов:
1. Длинные трубчатые кости – мощные рычаги движения, характерны для звеньев конечностей (бедренная, плечевая и т.д.). На типичной длинной трубчатой кости различают средний участок с мощным компактным слоем – диафиз (в вываренных костях в середине диафиза пустота) и два эпифиза, размещённых на концах кости с хорошо развитым губчатым костным веществом.
2. Длинные дугообразные (согнутые, не трубчатые) кости – типичный пример – рёберные кости –имеют дугообразную форму, концы не имеют явно выраженных утолщений, губчатое вещество равномерно лежит по длине кости.
3. Плоские кости – состоят из двух слоёв компактного костного вещества, между которым может локализироваться небольшое количество губчатого (лопатка, таз, кости черепа). В плоских костях черепа в губчатом костном веществе может находиться большое количество вен, в результате губчатое вещество называется диплоэ. Среди костей черепа выделяют пневматизированные кости, полости внутри которых заполнены воздухом – синусы (сообщаются с носовой полостью и покрыты слизистой оболочкой).
4. Короткие кости –небольшого размера (кости запястья, заплюсны), губчатое вещество в них покрыто тонким слоем компактного. Выполняют опорную функцию, увеличивая упругость (ресорность) конечностей.
5. Смешанные кости – позвонки –объединяют в себе плоскую и короткого типа кость.
6. Короткие трубчатые кости – промежуточное место между длинными трубчатыми костями и короткими (I иII фаланги пальцев).
VI. Биофизические свойства костей
Кость имеет значительную твёрдость, крепость и упругость. Эти особенности обусловлены тем, что межклеточное вещество представляет из себязакономерно совмещённый комплекс неорганических солей и коллагеновых (оссеиновых) волокон. В результате плотность костей всегда выше 1 г/см3, а плотность компактного костного вещества достигает 2,5 г/см3.
При удалении из костей минеральных веществ (декальцинация) упругость кости резко возрастает.
При разрушении органических компонентов костей они становятся хрупкими.
VII. Химический состав костей
Кость содержит почти все элементы таблицы Менделеева, является депо минеральных веществ организма. Ее состав непостоянен, что связано с ремоделяцией кости – постоянное возобновление ее структуры.
Состав кости:
1. Органические вещества – 12% белка (оссеин), 15% жира, 1% углеводов.
2. Неорганические вещества – 50-70% воды, 23% (до 40%) минеральных веществ.
Среди минеральных веществ преобладают соли кальция – гидроксиапатиты (более 98%). Химический состав костей зависит от возраста животного, условий кормления и содержания, положения кости в скелете и соответствует выполнению ее функции.
VIII. Развитие кости в онтогенезе
Как уже известно, кости внутреннего скелета развиваются из хрящевых зачатков, а кости внешнего – непосредственно из соединительной ткани. В результате процесс развития кости из соединительнотканной перепонки определяется как прямой остеогистогенез, а из хрящевых зачатков – непрямой остеогистогенез.
Непрямой остеогистогенез
Начинается в предплодовом периоде онтогенеза, в котором внутренний скелет представлен четко выраженными хрящевыми зачатками, которые имеют форму будущих костей и покрыты соединительнотканной оболочкой (надхрящницы).
Процесс превращения хрящевых зачатков в костные органыво всех, без исключения, костях внутреннего скелета, проходит по общим закономерностям. При этом, наиболее удобным объектом для исследования процессов непрямого остеогистогенезаявляется длинная трубчатая кость. Формирование костной ткани в хрящевом зачатке трубчатой кости начинается в средней его части (диафизе) под надкостницей – перихондральное окостенение, которое переходит в периостальное. В результате формируется костный поясок (манжетка).
В дальнейшем внутри хрящевого диафиза наблюдается массовая гибель и рассасывание хрящевых клеток, сопровождающееся минерализацией межклеточного вещества. Образуются полости, в которые прорастают кровеносные сосуды и мезенхима, клетки которой дифференцируются в остеобласты и остеокласты. В результате развивается костная ткань и формируется энхондральный (внутрихрящевой) очаг окостенения. Костная ткань, которая образуется в участке диафиза, в дальнейшем замещается костным мозгом, а процесс окостенения постепенно распространяется вверх и вниз в направлении эпифизов, которые некоторое время остаются хрящевыми.
В дальнейшем энхондральные очаги окостенения начинают формироваться и в эпифизах. Кости с двумя эпифизарнымиочагами окостенения называют биэпифизарными, с одним – моноэпифизарными. Между диафизом и эпифизами в костях, которые растут, долгое время сохраняется хрящевая прослойка – метафизарный хрящ, который формирует с прилегающими к нему участками костногогубчатого вещества и кровеносными сосудами зону роста, которая обеспечивает рост кости в длину. Рост кости в ширину происходит за счет периостального остеогистогенеза.
В крупнейших костных выступах могут возникать апофизарные (дополнительные) очаги окостенения. С возрастом метафизарные хрящи утончаются и разрушаются, зона роста исчезает, эпифиз и диафиз срастаются. Этот процесс определяется как синостоз. Каждая кость внутреннего скелета имеет свои сроки начала окостенения и синостоза, которые зависят от вида, пола животных и условий их содержания.
Прямой остеогистогенез
Характерный для развития костей внешнего скелета, происходит значительно проще.
В соединительнотканной пластинке (эндесмально) возникают очаги окостенения, которые состоят из скоплений остеобластов и кровеносных сосудов. Сначала формируется грубоволокнистая (ретикулофиброзная), а впоследствии и зрелая костная ткань (пластинчатая кость). Остатки соединительнотканных пластинок, которые сохраняются после рождения, называются темечко.
IX. Иннервация скелета
Долгое время, вплоть до начала XX века, наличие нервов в костях (особенно в костной ткани) было под сомнением. Окончательный ответ на этот вопрос дал исследователь Нистрём, который провел опыты на себе самом и пришел к выводу, что максимальной чувствительностью обладает костный мозг, потом идет надкостница и губчатое костное вещество. Наименее чувствительно – компактное костное вещество. В настоящее время иннервация костей является общепризнанной.
Нервы костей разделяют на три группы:
а) диафизарные – идут в диафизарные питательные отверстия и распределяются в костном мозге костно-мозгового участка диафиза;
б) эпифизарные – входят в эпифизы костей;
в) нервы надкостницы, которые отдают ветви в компактное вещество диафиза.
Многочисленность нервов в костях, которые входят в них практически по всей поверхности, позволяет сделать вывод, что кость невозможно денервировать.
Основные закономерности иннервации скелета:
а) источниками иннервации костей являются все, без исключения, нервные стволы, идущие в участке их расположения;
б) кость всегда получает нервы от нескольких сегментов спинного мозга;
в) чем выше размещено звено конечности, тем больше оно имеет источников иннервации (плечевую кость иннервирует 8 нервов, фаланги пальцев – 2 нерва).