ЛЕКЦИЯ № 16
Опорно-двигательный аппарат.
Остеология — это учение о костях. Скелет взрослого человека содержит 206 костей.
Функции скелета.
1. Опорная - для мягких тканей (мышц, связок, фасций, внутренних органов).
2. Локомоторная – перемещение тела в пространстве.
3. Защитная – образует вместилище для органов.
4. Кроветворная – кости содержат красный костный мозг.
5. Обмен минеральных веществ – кальция, фосфора.
Классификация костей по форме:
1. Трубчатые
- Длинные – бедренная, плечевая, кости предплечья и голени;
- Короткие – кости пястья и фаланги пальцев;
2. Губчатые
- Длинные – ребра, грудина;
- Короткие – кости запястья, предплюсны;
3. Плоские
- Покровные – кости черепа;
- Кости поясов конечностей;
4. Смешанные – обладают чертами разных видов костей – позвонки
5. Воздухоносные – имеют полость которая выслана слизистой оболочкой и сообщается с носовой полостью – лобная, верхняя челюсть, клиновидная и решетчатая.
Кость как орган. Кость, os, — это орган, являющийся компонентом системы органов опоры и движения, имеющий типичную форму и строение, характерную архитектонику сосудов и нервов, построенный преимущественно из костной ткани, покрытый снаружи надкостницей и содержащий внутрикостный мозг.
Трубчатые кости имеют определенное строение, они состоят из диафиза и двух эпифизов, между которыми расположены метафизы (метафизарные хрящи, за счет которых кость растет в длину).
Надкостница, periosteum, покрывает кость снаружи за исключением тех мест, где расположен суставной хрящ и прикрепляются сухожилия мышц или связки. Она отграничивает кость от окружающих тканей, представляет собой тонкую, прочную пленку, построенную из плотной соединительной ткани, в которой расположены нервы, кровеносные и лимфатические сосуды. Последние проникают из надкостницы в вещество кости.
Большую роль надкостница играет в развитии (росте в толщину) и питании кости. В ее внутреннем слое образуется костная ткань. Кость, лишенная надкостницы, становится нежизнеспособной.
Внутри большинства костей в ячейках между пластинками губчатого вещества, или в костномозговой полости, находится костный мозг. Он бывает красным и желтым. У плодов и новорожденных в костях содержится только красный (кроветворный) костный мозг, medulla osseum rubra. Общее количество красного костного мозга составляет около 1500 см3. У взрослого человека красный костный мозг частично заменяется желтым — medulla osseum flava, который в основном представлен жировыми клетками и расположен в пределах костномозговой полости.
На распиле кости видны два вида костного вещества: компактное и губчатое. Компактное вещество, substantia compacta, расположено снаружи и представлено сплошной костной массой. Костные пластинки, образованные костными клетками, в компактном веществе располагаются очень близко друг к другу. Компактное вещество тонким слоем покрывает эпифизы трубчатых и плоских костей. Полностью из компактного вещества построены диафизы трубчатых костей.
Губчатое вещество, substantia spongiosa, представлено редко расположенными костными пластинками, в ячейках между которыми содержится красный костный мозг. Из губчатого вещества построены эпифизы трубчатых костей, тела позвонков, ребра, грудина, тазовые кости, ряд костей кисти и стопы. Компактное вещество у этих костей образует лишь поверхностный слой.
Рис. Горизонтальный распил бедренной кости:
1 – компактное вещество, 2 – губчатое вещество.
Структурно-функциональной единицей кости является остеон, или гаверсова система, который представлен концентрически расположенными костными пластинками (гаверсовыми), которые в виде цилиндров разного диаметра вложены друг в друга и окружают гаверсов канал. В последнем проходят кровеносные сосуды и нервы. Между костными пластинками остеона лежат клетки костной ткани: остеоциты, остеобласты, остеокласты (их функции см. Ткани). Между остеонами расположены вставочные, или промежуточные, пластинки, которые идут во всех направлениях. В костях постоянно происходят процессы новообразования и разрушения остеонов (за счет 3-х видов клеток костной ткани).
Рис. Строение остеона:
1 – остеон, 2 – гаверсов канал в котором проходят сосуды и нервы, 3 – костные пластинки остеона, 4 – надкостница.
Известно, что в архитектурных сооружениях полые колонны (трубчатые) имеют большую прочность на единицу массы, чем цельные. Следовательно, остеонная конструкция обеспечивает высокую степень прочности кости. Группы остеонов, располагаясь по линиям наибольших нагрузок, формируют костные перекладины губчатого вещества и костные пластинки компактного вещества. При усилении или ослаблении функциональных нагрузок архитектоника губчатого вещества изменяется, часть перекладин рассасывается или развиваются новые системы костных балок. После срастания переломов изменяется трубчатая структура кости (как макро-, так и микроскопическая) и существенно снижается ее механическая прочность.
Прочность кости у здорового взрослого человека больше, чем прочность некоторых строительных материалов: она примерно такая же, как у чугуна. Исследования по изучению прочности проводились еще в XIX в. Так, по данным Петра Францевича Лесгафта, бедренная кость человека при растяжении выдерживала нагрузку 5500 Н/см2, при сжатии — 7787 Н/см2. Большеберцовая кость выдерживала при сжатии нагрузку 1650 Н/см2, что может сравниться с грузом, равным массе тел более чем 20 человек. Указанные цифры свидетельствуют о высокой степени резервных возможностей костей по отношению к различным нагрузкам.
Упругость — это свойство возвращать исходную форму после прекращения действия внешней среды. Упругость кости равна упругости твердых пород дерева. Она, так же как и прочность, зависит от макро- и микроскопического строения и химического состава кости.
Химический состав кости. Химический состав кости зависит от ее состояния, возрастных и индивидуальных особенностей. Свежая кость взрослого человека содержит:
- 50 % воды,
- 16 % жира,
- 12 % органических,
- 22 % неорганических веществ.
Высушенная и обезвоженная кость примерно на 2/3состоит из неорганического вещества и на 1/3— из органического.
Неорганическое вещество представлено преимущественно солями кальция.
Органическое вещество кости называется «оссеин». Это белок, представляющий собой разновидность коллагена и образующий основное вещество кости. Синтезируется оссеин костными клетками — остеобластами. Следует отметить, что костный матрикс кроме оссеина содержит минеральные вещества.
Если обработать кость кислотой, т.е. провести декальцинацию, то минеральные соли удаляются. Такая кость, состоящая только из органического вещества, сохраняет все детали формы, но отличается чрезвычайной гибкостью и эластичностью. При удалении органического вещества путем сжигания эластичность кости теряется, а оставшееся вещество становится хрупким. Неорганические вещества придают кости прочность и хрупкость.
Количественное соотношение органических и неорганических веществ в костях зависит, прежде всего, от возраста и изменяется под влиянием различных причин (климатических условий, питания, заболеваний организма). Так, у детей кости значительно беднее минеральными веществами (неорганическими), поэтому отличаются большей гибкостью и меньшей твердостью. У пожилых людей, наоборот, уменьшается количество органических веществ. В этом возрасте кости становятся более хрупкими, при травмах в них часто возникают переломы.
Андросиндесмология. Дословный перевод термина «артросиндесмология» означает «учение о суставах и связках». В обобщенном представлении артросиндесмология — это наука о соединениях костей.
Существуют три основных вида соединений костей:
- непрерывные
- прерывные (суставы)
- симфизы (полусуставы).
I. Непрерывные соединения. Различают три группы непрерывных соединений костей: фиброзные, хрящевые и костные.
1. Синдесмоз – фиброзное соединение – с помощью соединение.
- Связки — это соединения, имеющие вид пучков коллагеновых и эластических волокон, обеспечивающие фиксацию костей.
- Мембраны — соединения, имеющие вид межкостной перепонки, заполняющей обширные промежутки между костями и разделяющие группы мышц-антагонистов.
- Роднички — это соединения между костями черепа у плода, новорожденного и ребенка первого года жизни, имеющие форму перепонки.
- Швы — это тонкие прослойки соединительной ткани с содержанием большого количества коллагеновых волокон, располагающиеся между костями черепа.
- Вколачивания — соединения корней зубов с ячейками альвеолярных отростков челюстей с помощью плотной соединительной ткани, имеющей специальное название — периодонт. Периодонт обеспечивает фиксацию, амортизацию зуба и участвует в питании его тканей
2. Синхондроз – хрящевое соединение.
- Гиалиновый хрящ – временные соединения с возрастом заменяются костной тканью (метафизы).
- Фиброзный хрящ – постоянный (межпозвоночный диски, реберная дуга).
3. Синостоз – костное соединение. Синостозу подвергаются временные синхондрозы – роднички, швы черепа.
При некоторых заболеваниях (болезнь Бехтерева, остеохондроз и т.д.) окостенение может происходить не только в синхондрозах, но и в синдесмозах, и даже в суставах. Это патологические синостозы.!!!
II. Симфизы (полусуставы). Это промежуточный вид между прерывными и непрерывными соединениями. Симфизы представляют собой хрящ, расположенный между двумя костями, в котором имеется небольшая полость без синовиальной выстилки, присущей суставной полости. Примером данного соединения является лобковый симфиз, symphysis pubica. Симфизы образуются при соединении тел V поясничного и I крестцового позвонков, а также между крестцом и копчиком.
III. Прерывные соединения. Это суставы или синовиальные соединения. Сустав, articulatio, — прерывное, полостное соединение, образованное сочленяющимися суставными поверхностями, покрытыми хрящом, заключенными в суставную сумку (капсулу), внутри которой содержится синовиальная жидкость.
Строение сустава.
Сустав включает три основных элемента: суставные поверхности, покрытые хрящом; суставную капсулу; полость сустава.
Суставные поверхности — это участки кости, покрытые суставным хрящом. Чаще суставные поверхности выстланы гиалиновым (стекловидным) хрящом. Суставной хрящ препятствует срастанию костей друг с другом, предупреждает разрушение костей (выдерживает большие нагрузки, чем кость) и обеспечивает скольжение суставных поверхностей относительно друг друга.
Суставная капсула, или сумка, герметично окружает суставную полость. Снаружи она представлена плотной соединительной тканью, а изнутри выстлана синовиальной оболочкой, которая обеспечивает образование и всасывание синовиальной жидкости. Капсула сустава укреплена внесуставными связками, которые расположены в местах наибольшей нагрузки и относятся к фиксирующему аппарату.
Полость сустава — это герметично закрытое пространство, ограниченное суставными поверхностями и капсулой, заполненное синовиальной жидкостью (ее продуцирует внутренний слой покрывающий суставную сумку – синовиальная мембрана). Синовиальная жидкость обеспечивает питание суставного хряща, сцепление (удерживание) суставных поверхностей относительно друг друга, уменьшает трение при движениях.
Рис. Строение сустава:
1 – суставная капсула, 2 – синовиальная мембрана, 3 – суставная полость, 4 – суставные поверхности костей.
Вспомогательные элементы сустава располагаются только в полости сустава. Основными из них являются внутрисуставные связки, внутрисуставные хрящи, суставные губы, суставные складки, сесамовидные кости и синовиальные сумки.
1. Внутрисуставные связки — это связки, покрытые синовиальной мембраной, связывающие суставные поверхности. Они встречаются в коленном суставе, суставе головки ребра и тазобедренном суставе.
2. Внутрисуставные хрящи — это фиброзные хрящи, расположенные между суставными поверхностями в виде пластинки, которая полностью разделяет сустав на два этажа и называется суставным диском. При этом образуются две разделенные полости (в грудино-ключичном и височно-нижнечелюстном суставах). Когда полость сустава разделяется только частично, т.е. пластинки хряща имеют форму полулуния и краями сращены с капсулой, — это мениски (в коленном суставе).
3. Суставная губа — это кольцеобразной формы фиброзный хрящ, дополняющий по краю суставную ямку. При этом одним краем губа срастается с капсулой сустава, а другим она переходит в суставную поверхность. Суставная губа расположена в двух суставах: плечевом и тазобедренном.
4. Суставные складки — это богатые сосудами соединительнотканные образования. Складки, покрытые синовиальной оболочкой, называют синовиальными. Если внутри складок в большом количестве скапливается жировая клетчатка, то образуются жировые складки (крыловидные складки — в коленном суставе; жировое тело вертлужной впадины — в тазобедренном).
5. Сесамовидные кости — это вставочные кости, тесно связанные с капсулой сустава и окружающими сустав сухожилиями мышц. Одна из поверхностей у них покрыта гиалиновым хрящом и обращена в полость сустава. Самая большая сесамовидная кость — это надколенник. Мелкие сесамовидные кости расположены в суставах кисти, стопы (например, в межфаланговых, запястно-пястном суставе I пальца и др.).
6. Синовиальные сумки — это небольшие полости, выстланные синовиальной мембраной, часто сообщающиеся с полостью сустава. Внутри них скапливается синовиальная жидкость, которая смазывает рядом расположенные сухожилия.
Рис. Строение коленного сустава:
1- Наколенник (сесамовидная кость), 2 – мениски коленного сустава.
Виды движений в суставах:
Ø вокруг фронтальной оси производятся сгибание (флексия) и разгибание (экстензия),
Ø вокруг сагиттальной - отведение (абдукция) и приведение (аддукция),
Ø вокруг вертикальной оси - вращение (ротация). Вращение внутрь называется пронацией, а вращение наружу - супинацией.
В зависимости от формы суставных поверхностей суставы могут функционировать вокруг одной, двух и трех осей (одноосные, двухосные и многоосные суставы).
Одноосные суставы — это суставы, в которых совершаются движения только вокруг какой-либо одной оси (фронтальной, сагиттальной или вертикальной). Одноосными по форме суставных поверхностей являются цилиндрический и блоковидный суставы.
Двухосные суставы — суставы, функционирующие вокруг двух осей вращения.
Многоосные суставы — это суставы, движения в которых осуществляются вокруг всех трех осей. Они совершают максимально возможное число видов движения — 6.
Классификация суставов по форме суставных поверхностей и числу осей вращения.
| Вид сустава по количеству осей вращения | Вид сустава по форме суставной поверхности | Виды движений | Рисунок | Место расположения |
| Одноосный | Блоковидный | Сгибание/разгибание | - межфаланговые суставы, - локтевой сустав - коленный сустав | |
| Одноосный | Цилиндрический | Вращение | - атланто-осевой сустав (между I и II шейными позвонками) | |
| Двухосный | Седловидный | Сгибание/разгибание Отведение/приведение | - запястно-пястный сустав I пальца | |
| Многоосный | Шаровидный | Сгибание/разгибание Отведение/приведение Вращение | - плечевой сустав | |
| Многоосный | Плоский | Сгибание/разгибание Отведение/приведение Вращение | - межпозвоночные суставы (один сустав малоподвижен, объем движений достигается за счет большого количества таких суставов) |
В зависимости от количества поверхностей, образующих сустав, последние классифицируют на простые и сложные.
Простой сустав — это сустав, в образовании которого принимают участие только две суставные поверхности, каждая из которых может быть образована одной или несколькими костями. Например, суставные поверхности межфаланговых суставов образованы только двумя костями; а в лучезапястном суставе три кости проксимального ряда запястья образуют единую суставную поверхность.
Сложный сустав — это сустав, в одной капсуле которого находится несколько суставных поверхностей, т.е. несколько простых суставов. Единственным сложным суставом является локтевой. Некоторые авторы к сложным суставам относят и коленный сустав. Мы считаем коленный сустав простым, так как мениски и надколенник — вспомогательные элементы.
По одномоментной совместной функции выделяют комбинированные и некомбинированные суставы.
Комбинированные суставы — это анатомически разобщенные суставы, т.е. находящиеся в разных суставных капсулах, но функционирующие только вместе. Такими суставами, например, являются межпозвоночные, атлантозатылочные, височно-нижнечелюстные и др.
Некомбинированый сустав функционирует самостоятельно.