Структура костной ткани и кровообращение. Частная анатомия
Костная ткань является главным, но не единственным компонентом кости как органа. Кость взрослых животных формирует шесть компонентов (у растущей кости их десять) (рис. 13):
1) на поверхности кости взрослых животных - надкостница - periosteum. Это двухслойная соединительнотканная оболочка. Наружный плотный фиброзный слой ее укрепляет кость, увеличивает ее упругие свойства и несет в себе сосуды и нервы, связанные с глубжележащими сосудами и нервами всей кости. Через бесчисленное множество отверстий прободающих канальцев компакты, сосуды и нервы надкостницы проникают в глубь кости. Внутренний слой надкостницы содержит значительное количество клеток - остеобластов, за счет которых идет рост кости в толщину (периостальное костеобразование);
Рис. 13. Анатомия трубчатой кости молодого животного
2) там, где кости подвижно соединяются друг с другом, их поверхности покрыты слоем гиалинового хряща - это суставной хрящ -cartilago articularis. Толщина его различна на разных костях и участках одной и той же суставной поверхности. Суставной хрящ оголен, лишен надхрящницы и никогда не окостеневает. Там, где суставная поверхность испытывает большую статическую нагрузку, у большинства костей он истончается. Как правило, на проксимальных концах трубчатых костей суставной хрящ тоньше, чем на дистальных (В. К. Васильев, 1985). (Этим можно объяснить, почему при забо-левании суставов обычно раньше нарушаются хрящи на проксимальных концах костей);
3) компактное вещество (оно покрыто надкостницей) обладает большой твердостью, плотностью и прочностью, приравниваемой к прочности- чугуна или гранита. Слой компакты толще там, где кость испытывает большую нагрузку на излом;
4) под компактной расположено губчатое вещество, имеющее балочное строение. Различают мелко-, средне- и крупноячеистое губчатое вещество (последнее всегда расположено ближе к костномозговому участку трубчатой кости, что надо учитывать при чтении рентгенограмм). Его больше в том месте кости, где она испытывает большую нагрузку на сжатие (упругие деформации в губчатом веществе выражены в 4-6 раз больше, чем в компактном);
5) внутри кости и поверхности костных балок и трабекул покрыты тонкой оболочкой - эндоостом, отграничивающим костную ткань от костного мозга;
6) костный мозг - medulla ossium заполняет ячейки губчатого вещества и диафизы трубчатых костей. Самая мягкая часть кости. Он появился в кости лишь у наземных позвоночных в виде бледно-желтой массы костных клеток, заполняющих образовавшиеся пространства в пластинчатой кости. Его студневидная масса придает крепость кости, а костные клетки - остеобласты принимают участие в регенерации кости (ведь движение в условиях земного тяготения требует более интенсивной перестройки). Этот костный мозг, появившийся на самой ранней стадии развития костей первых наземных позвоночных, называется остеобластическим костным мозгом (его первая стадия развития).
У более высокоорганизованных амфибий остеобластический костный мозг заменяется красным костным мозгом (вторая стадия), в котором ретикулярная ткань заполнена клетками крови. В красном костном мозге происходит кроветворение, хотя он и не утрачивает своих остеобластических функций (может участвовать в регенерации костной ткани при переломах). У плода позднего периода и новорожденного все кости кроветворны. Со временем в некоторых костях красный костный мозг становится желтым (у домашних животных примерно на втором месяце после рождения). Костный мозг переходит в третью стадию своего развития, становится желтым (костным мозгом). Дольше всего красный костный мозг сохраняется в губчатом веществе грудины и тел позвонков. Однако при больших потерях крови в желтом костном мозге могут снова возникать очаги кроветворения, он не утратил и своих остеобластических функций.
У исследователей возник вопрос: почему в процессе филогенеза произошла смена функций и свои кроветворные функции печень передала кости? Большинство из них склонны считать, что это произошло потому, что кости в скелете первыми испытывают изменения силы и интенсивности физической нагрузки в условиях гравитационного поля Земли, поэтому сразу отвечают изменением состава периферической крови.
У растущей кости кроме указанных шести компонентов имеются еще четыре компонента, формирующих зоны роста кости. В такой кости кроме суставного хряща есть еще метафизарный хрящ, отделяющий тело кости (диафиз) от ее концов (эпифизов), и три вида особо построенной костной ткани, контактирующей с суставным и метафизарным хрящами и называемой субхондральной костью.
Все перечисленные части взрослой кости как органа прежде всего оказались необходимыми при улучшении ее биофизических свойств - твердости, упругости, прочности и легкости. Все обладают остеобластическими функциями, способствующими восстановлению при перестройке и регенерации кости - при повреждениях. Кости в скелете по форме разделяют на четыре основных типа:
1) короткие кости небольшого размера, губчатое вещество которых покрыто тонким слоем компакты или суставным хрящом;
2) плоские кости состоят из двух слоев компакты, между которыми может быть очень небольшое количество губчатого вещества (лопатка, ребра, кости таза, кости черепа). В некоторых плоских костях свода черепа в губчатом веществе проходит большое количество вен, в связи с чем это губчатое вещество черепа назвали диплоэмброе. Среди плоских костей черепа выделяют еще пневматические кости. Образующиеся внутри них полости заполнены воздухом. Эти полости называются синусами, или пазухами, они сообщаются с носовой полостью и выстланы слизистой оболочкой;
3) смешанные кости сочетают в себе два типа кости - плоскую и короткого типа кость (типичный пример такой смешанной кости - позвонок);
4) длинные трубчатые кости. Они появились тогда, когда в скелете выделились конечности. В средней трети длины трубчатой кости компактный слой самый мощный, и внутри него значительный костномозговой участок (когда кость выварена, на этом месте образуется полость и кость приобретает вид трубки, поэтому эти кости и назвали трубчатыми). У кур в трубчатой кости (плечевой) может образовываться полость. Концы этих костей заполнены губчатым веществом, покрыты тонким слоем компакты и суставным хрящом.
В области концентрации в костях губчатого вещества, там, где возникает больше энергии упругих деформаций, располагается большое количество отверстий. Через них проходят в кости сосуды и нервы, древние анатомы назвали их питательными - foramina nutritia. Более крупные отверстия - венозные - находятся всегда там, где больше губчатого вещества, способствующего выдавливанию крови из кости. Чем выше трубчатая кость расположена на конечности, тем крупнее на ней питательные отверстия.
Каждая кость - os - является очень сложным органом, снабжённым кровеносными сосудами и нервами. Он содержит внутри костный мозг, а снаружи одет своеобразной соединительнотканной оболочкой - надкостницей. У многих костей имеются и хрящевые дополнения, покрывающие главным образом сочленовные поверхности.
1. Надкостница
- periosteum (рис. 17-b) - представляет розового цвета плотную соединительнотканную рубашку кости. В ней можно выделить поверхностный и глубокий слои.
Поверхностный слой надкостницы богат соединительнотканными волокнами, нервами и сосудами. Он особенно толст в местах прикрепления сухожилий и связок, ибо пучки последних частью переходят прямо в надкостницу, а частью проникают в толщу кости.
Глубокий (остеогенный) слой надкостницы нежнее поверхностного, беден сосудами, но обильно снабжён клеточными элементами; при этом у молодых животных, с растущей костью, самые глубокие округлые или кубические клетки лежат сплошным пластом непосредственно на поверхности костной ткани и носят название костеобразователей - osteoblaston. При росте кости они энергично размножаются, вырабатывают межклеточное вещество костной ткани и одна за другой превращаются в настоящие костные клетки вновь сформированных костных пластов. Таким путём (аппозиционно) кость растёт в толщину снаружи. Под старость остеобласты сохраняются в надкостнице уже не сплошным слоем, а отдельными участками. Таким образом, при повреждении костей костная ткань может восстанавливаться со стороны надкостницы. Помимо этой роли надкостница важна ещё и тем, что находящиеся в ней кровеносные сосуды обеспечивают обильный приток крови в толщу кости. Оголённая на значительном протяжении кость отмирает за отсутствием питательного материала. Богатство надкостницы нервными элементами придаёт ей высокую чувствительность.
Надкостница прочно удерживается на поверхности кости, во-первых, благодаря сосудам, направляющимся от неё в кость, и, во-вторых, тем, что часть пучочков соединительной ткани надкостницы во многих местах погружается в периферические слои кости и прочно здесь залегает, иногда пропитываясь солями извести. Такие пучочки волокон особенно обильны в местах закрепления сухожилий и связок, часть которых также проникает в кость.
2. Скульптура костей и обозначения на них.
Производя осмотр костей скелета, нетрудно заметить, что очертания их не имеют правильных геометрических фигур - скульптура их очень разнообразна.
Для подробного знакомства с рельефом костей необходимо описать их поверхности - facies, -края - margines, -углы - anguli.
Правильность формы костей особенно сильно нарушается присутствием на их поверхностях различного рода возвышений и углублений.
Возвышения на кости бывают разные и получают соответствующие названия: а) резко ограниченный, значительный выступ - отросток - processus; б) с широким основанием тупое возвышение - бугор - tuber, - а такое же, но маленькое возвышение - бугорок - tuberculum; в) значительно выраженное плоскостное возвышение с более или менее ровным свободным краем-ость-spina, - а с изрезанным, неровным краем-гребень-crista, pecten; г) ограниченное место поверхности со многими очень маленькими точечными возвышениями-шероховатость-tuberositas, - а если такие же возвышения тянутся по одной линии-линейная шероховатость, или просто линия - linea; л) шаровидный утолщённый конец кости, смотря по величине, получает название головки - caput, или capitulum; если под таким головчатым концом имеется суженный участок мости, то последний называют шейкой-collum; е) конец кости в виде поперёк лежащего цилиндра-блок-trochlea, - а в виде полуконуса с гребнем (или жолобом), идущим винтообразно по поверхности, - винтообразный блок-cochlea; если утолщённый конец разделён вырезкой на два возвышения, то эти возвышения называются мыщелками - condyli.
Углубления. Нарушения правильности кости в виде всевозможных углублений также имеют соответствующие названия: а) ямка-fossa, или fovea, foveola; б) плоское вдавление-impressio; в) полость-cavum, -пазуха-sinus, -пещера-antrum; г) жолоб, или борозда,-sulcus; д) вырезка по краю-excisura, или incisura; е) щель-fissura, -отверстие-foramen; ж) канал-canalis, -ход-ductus - и др.
3. Различие костей по форме. Если кость есть орган, а форма и строение органа - материальное, конкретное выражение присущей ему функции, то, казалось бы, легко связать форму и строение какой-либо кости с её значением, т. е. функцией. Ho функции даже у одного и того же типа кости, как мы указывали, не одинаковы: кость в одно и то же время может служить и рычагом движения, и опорой, и защитной стенкой; да и условия, в которые кости ставятся при работе, также разнообразны. В силу сказанного установить общие черты взаимоотношения между формой костей я различными оттенками их функций довольно трудно. Поэтому при рассмотрении формы следует сосредоточить внимание лишь на главной функции определённого типа костей, к которой уже нетрудно присоединить и побочное их значение.
Согласно этому, кости условно разбивают на ряд формовых типов, с которыми и связывают их основную функцию.
Таких формовых типов костей различают пять: 1) длинных трубчатых, 2) длинных дугообразных, 3) коротких, 4) плоских и 5) смешанных костей.
а) Длинные трубчатые кости -ossa longa-характеризуются тем, что одно измерение их (длина) значительно превалирует над двумя другими (шириной и толщиной), причём эти последние приблизительно одинаковы по величине, так что кость приближается по форме к цилиндру (рис. 18) с полостью в середине.
На длинных трубчатых костях различают среднюю часть - тело, или диафиз-diaphysis (B) - и два суставных конца, или эпифиза - epiphysis (А, С).
Трубчатые кости служат рычагами движения с высоким полезным действием; вместе с тем они отлично могут выполнять и опорную функцию. Местом нахождения таких цилиндрических стоек являются исключительно звенья конечностей. Длина кости выгодна здесь тем, что конечности должны обладать длинными рычагами, чтобы делать значительные размахи и, следовательно, развивать значительную быстроту при поступательных движениях. Толстый слой компактного вещества диафиза способен оказывать большое сопротивление силам сжатия и растяжения. Так как эти силы воздействуют на периферию цилиндрической кости, то диафиз имеет толстые наружные стенки, а внутри-костномозговую полость; тем самым кость выигрывает в лёгкости и в затрате материала.
Эпифизы длинных костей обычно несколько утолщены, благодаря чему увеличиваются их поверхности соприкосновения с соседними костными звеньями и в то же время возрастает угол между направлениями мускульной силы и самого рычага, на который действует сила, т. е. мускулы ставятся в более выгодные условия для своей работы.
Эпифизы внутри заключают губчатое вещество и тонкий пласт компактного костного вещества с периферии. В этих условиях концы кости при большом их объёме, разумеется, выигрывают в лёгкости, создавая одновременно в петлях губчатого вещества удобное вместилище для красного костного мозга.
Прочность построения в эпифизах достигается тем, что скреплённые перемычками балки губчатого вещества, как это будет описано дальше, распределяются по траекториям сжатия и растяжения, т. е. своим положением строго соответствуют законам механики.
б) Длинные дугообразные кости характеризуются своей длиной, изогнутой в виде полуобруча формой и отсутствием, в отличие от длинных трубчатых костей, костномозговой полости. Длинные дугообразные кости могут быть или лентообразными (пластинчатыми), как, например, рёбра крупного рогатого скота, или более приближающимися к цилиндрическим, как, например, рёбра собак. Они выполняют функцию рычагов движения, являясь в то же время опорой для стенок полостей тела.
в) Короткие кости - ossa brevia - представляют сравнительно небольшие угловатые или округлые костные образования, все три измерения которых приблизительно одинаковы.
Они состоят из наружного тонкого слоя компактного вещества, а внутри заполнены костным губчатым веществом, т. е. подходят по строению к эпифизам длинных костей. Короткие кости играют одновременно роль рычагов движения и опорных участков; кроме того, они увеличивают рессорность отдельных участков скелета.
Располагаются они или группами между эпифизами соседних длинных костей, в местах, где требуется умерить давление тяжести тела (путём распределения этого давления на обширную площадь наклонных плоскостей соприкосновения коротких костей одна с другой, например в запястье и заплюсне) и вместе с тем увеличить размах движения и прочность сочленения, или же цепочкой, как, например, тела позвонков. И здесь в окончательном итоге достигается большая подвижность позвоночного столба при значительной прочности соединения отдельных позвонков и сильное ослабление толчков, передаваемых голове при движении животного (рессорная функция).
В отдельных местах организма кости этого типа, так называемые сезамовидные кости, вправлены в сухожилия мускулов, перебрасывающихся через вершины углов. Тем самым уменьшается параллелизм между направлением силы мускула и плечом рычага, на который он действует, т. е. мускул получает возможность работать в более выгодных условиях, а кость функционирует как блок.
Для соединения с соседними костями, а также для прикрепления мускулов (или связок) на коротких костях могут развиваться мощные отростки, как, например, на пяточной кости, на телах позвонков. На последних формируются даже костные дужки для защиты спинного мозга.
г) Плоские кости - ossa plana, - как показывает и само название, распространены своей массой по плоскости, т. е. два измерения их (длина и ширина) превалируют над третьим (толщиной). Они построены из двух компактных пластинок, между которыми остаётся тонкая прослойка губчатого вещества-diploe. Иногда пластинки так плотно сливаются одна с другой, что губчатое вещество отсутствует, а иногда они настолько значительно разъединяются, что образуют довольно обширные пазухи, или синусы, выстланные слизистой оболочкой и наполненные воздухом.
Главное назначение плоских костей - служить стенками полостей для защиты помещённых в них органов. Имеются полости, почти со всех сторон окружённые плоскими костями, как, например, полость черепа, причём кости прочно соединяются между собой швами, которые в большинстве случаев окостеневают; здесь плоские кости особенно рельефно выражены по форме.
В виде исключения плоская кость может и не участвовать в образовании полости, а служить исключительно в качестве широкого поля для закрепления мускулов, как, например, лопатка плечевого пояса.
д) Сметанные кости - ossa mixta - представляют кости, которые не укладываются в какой-либо из упомянутых типов. В их составе находят части, построенные и по типу плоских и по типу коротких костей. К их числу можно отнести височную кость с приросшей к ней скалистой костью у некоторых животных), затылочную и клиновидную кости некоторых животных.
Существует ещё один, важный при изучении признак, по которому можно определить место кости в костном сегменте. В сегментальных плоскостях осевого скелета можно легко выделить кости парные и непарные.
Непарные кости можно распилить или мысленно разделить на две совершенно одинаковые половины (позвонок, затылочную кость, клиновидную кость и др.). Такие кости всегда лежат в сегменте по средней вагиттальной плоскости скелета; эта плоскость рассекает их на симметричные правую и левую половины.
Парные кости нельзя распилить на симметричные половины ни по каким направлениям (кости конечностей, рёбра, слёзная кость, носовые и др.). Они лежат в сегментах по бокам, большей частью на некотором расстоянии одна от другой. Однако отдельные соимённые костные пары могут соприкасаться своими краями по средней сагиттальной линии.
4. Архитектура костей. Каждая кость имеет по периферии очень плотную, жестами тонкую, местами, наоборот, очень толстую стенку. Эта стенка состоит из так называемого компактного костного вещества (рис. 18-4). Внутрь от компактного вещества кость построена из ряда тонких, соединённых со стенкой и между собой костных перекладинок, которые в общей сложности напоминают мелкопетлистую губку, вследствие чего такая структура и называется губчатым костным веществом (5).
Костные перекладинки, или трабекулы, распределены в губчатом веществе по траекториям сжатия и растяжения; таким образом, они реагируют на испытываемые костью сжатие, растяжение и кручение, строго следуя законам механики. В то же время при такой конструкции имеется выигрыш в лёгкости без проигрыша в прочности. Каждая перекладинка имеет своё специальное значение, а при длительном изменении условий, в которых находилась кость, перестраивается её внутренняя архитектура: все ненужные балки уничтожаются клетками-костеразрушителями, а другие клетки-костеобразователи - формируют новые системы балок, отвечающие изменённым условиям.
Кроме того, кость имеет ряд полостей. Одни из них очень обширны, как, например, в среднем участке трубчатых костей у взрослых животных (3) и в некоторых плоских костях; другие, наоборот, очень мелки и многочисленны, как это имеет место в губчатом веществе концевых участков трубчатых костей (5) или коротких и плоских костей. У млекопитающих все костные полости заполнены костным мозгом; лишь некоторые плоские кости скелета головы выстланы эпителием и содержат воздух (пазухи). У птиц таких воздухоносных костей - ossa pneumatica - очень много.
Крепость костей приближается к крепости чугуна, а упругость стоит выше упругости дубового дерева. У молодых животных они более упруги, так как содержат меньше «костной земли», чем у старых животных. В силу этого у очень старых животных кости становятся более ломкими.
Цвет свежих костей - беловатый с желтовато-розовым оттенком; хорошо мацерированные и высушенные на солнце препараты костей выглядят светлопалевыми.
5. Костный мозг выполняет костномозговые полости. Он представляет очень нежное и обильно пронизанное широкими кровеносными капиллярами образование красного цвета; его остовом служит широкопетлистая ретикулярная ткань. В петлях этой сети располагается масса необычайно разнообразных клеточных элементов: сформированные красные кровяные клетки - эритроциты, зернистые лейкоциты, малые и большие лимфоциты, родоначальники перечисленных клеток и их поколения, постепенно превращающиеся в зрелые формы эритроцитов и зернистых лейкоцитов. Словом, в красном костном мозге костных полостей происходит процесс кроветворения. Кроме того, здесь расположены большие одноядерные клетки - мегакариоциты и жировые к летки; если последние преобладают, костный мозг приобретает желтоватый оттенок - жёлтый костный мозг, являющийся, следовательно, запасом питательных веществ. Наконец, здесь же ближе к костной ткани лежат костеобразователи -остеобласты, значение которых то же, что и в надкостнице, и костеразрушители - остеокласты. Это очень крупные многоядерные клетки; они выполняют работу разрушения, выражающуюся в рассасывании и уничтожении костной ткани. Такая, странная на первый взгляд, функция имеет, однако, чрезвычайно важное значение. Благодаря диаметрально противоположной работе костеразрушителей и костеобразователей существует возможность до старости перестраивать архитектуру кости, соответственно изменяющимся механическим условиям сжатия, растяжения и кручения.
6. Структура костей. В состав костной ткани входят: а) костные клетки и б) межклеточная субстанция, в которой различают основное бесструктурное вещество и оформленную часть в виде волокон.
По истории развития костные клетки представляют самые поздние и специально видоизменённые генерации среди родоначальников других видов опорной ткани. Особенности их функции вызвали значительное изменение межклеточной субстанции, основное бесструктурное вещество которой ярко характеризует костную ткань.
Межклеточная субстанция построена сложно. Её основное бесструктурное вещество состоит из слизеподобного (оссеомукоид) и белковоподобного (оссеоальбумоид) органических соединений, вступивших в тесную связь с минеральной субстанцией. Последняя получила название «костной земли». В её состав входят соли извести, главным образом фосфорнокислой.
Волокнистая часть представлена обыкновенными клейдающими (коллагенными) волокнами. Они идут в костной ткани тонкими пучками в определённом, более или менее строгом порядке, следуя закономерностям расположения костных клеток, и формируют изогнутые пластинки и трубки, дающие возможность обозначить их названием костных пластинок. Волокнистое вещество ткани вместе с оссеомукоидом и оссеоальбумоидом представляют органическую основу кости - оссеин, или костный хрящ.
Оссеин пропитан сплошь солями извести, т. е. неорганической составил частью, причём наличие последней служит исключительным признаком постной ткани и придаёт ей необходимую твёрдость.
Костные пластинки имеют форму трубок неодинакового диаметра, как бы вложенных одна в другую и размещающихся вокруг каждого сосудистого канала в количестве от 4 до 24. Система таких пластинок вместе с центральным сосудистым каналом называется остеоном (С). Густота расположения остеонов зависит от местоположения кости в скелете и от падающей на неё физической нагрузки (Н. Ф. Богдашев).
Направление хода пучочков волокнистого вещества в разных пластинках остеона не одинаково: в одних пластинках пучочки идут приблизительно циркулярно по отношению к каналу, а в соседних, наоборот, более продольно, в следующих - опять циркулярно и т. д. В общем же коллагенные волокна одной пластинки лежат перпендикулярно к волокнам, другой и тем самым создают прочные волокнистые скрепы кости, В самых наружных пластинках остеона такой правильности хода волокон уже не наблюдается. Между остеомами лежат ещё системы промежуточных пластинок. В период развития они также были круговыми системами, цикл формирования которых был прерван впоследствии вновь развившимися остеонами; в силу этого они производят впечатление обрезков круга и самостоятельных сосудистых каналов уже не имеют.
Наконец, под надкостницей, т. е. снаружи стенки кости, и у костномозговой полости, т. е. у внутренней поверхности кости, находятся самостоятельные системы кругов костных пластинок, охватывающих трубчатую кость полным кольцом. Первые из них сильно развиты и получают название наружных общих, а вторые - внутренних общих, или генеральных, костных пластинок (а, b).
В компактном веществе плоских костей сосудистые каналы обычно расходятся лучами во все стороны от какого-либо определённого места, а в компактном веществе коротких костей проходят в различных направлениях без какой-либо закономерности.
Губчатое вещество кости состоит из различного диаметра костных перекладин; лишь наиболее толстые из них имеют свои остеоны, а в тонких костные пластинки расположены параллельно поверхности перекладин.
7. Развитие костей. В ранний период онтогенеза скелет представлен молодой соединительной тканью - мезенхимой, которая в скелете туловища и конечностей, а отчасти и черепа затем замещается хрящевой тканью. Костеобразовательный процесс начинается с того,что в определённых участках мезенхимного или хрящевого скелета появляются остеобласты, которые вырабатывают костное вещество и образуют очаги окостенения. Одни кости развиваются непосредственно в мезенхиме и называются поэтому первичными, или покровными. По такому способу окостеневают многие кости мозгового и почти все кости лицевого черепа, а также дистальные участки концевых фаланг пальцев. Очаги окостенения в первичных костях состоят из костных перекладин, формирующих губчатое вещество. Впоследствии оно замыкается с поверхности слоем компактного вещества.
Однако большинство костей скелета возникает путём замещения хряща. Такие кости называются поэтому вторичными, или замещающими. В зависимости от места образования костной ткани различают внутрихрящевое, или энхондральное, окостенение и перихондральное окостенение, при котором костная ткань появляется на поверхности хряща. В длинных костях окостенение начинается в средней части диафиза. Здесь под надхрящницей (будущей надкостницей) появляются остеобласты, вырабатывающие костную ткань, которая в виде ободка (манжетки) охватывает диафиз (рис. 20-1, а). Отсюда остеобласты вместе с кровеносными сосудами внедряются в глубину хряща, где и начинается энхондральное окостенение, приводящее к образованию губчатого вещества (6). Так закладывается диафизарный очаг окостенения.
В дальнейшем на поверхности диафиза откладываются всё новые и новые наслоения периостальной кости. На поперечном распиле диафиза такие слои напоминают годичные кольца дерева (рис. 21). Таким путём обеспечивается рост кости в толщину. По мере того как весь хрящ в области диафиза замещается костной тканью и с поверхности продолжают наращиваться новые слои кости, внутри в средней трети диафиза начинается разрушение и рассасывание (резорбция) губчатого вещества энхондральной кости, на месте которого возникает полость, заполненная костным мозгом (рис, 20-5, 6, 7-с). Наличие костномозговой полости во многих длинных костях и послужило поводом называть их трубчатыми.
Суставные концы длинных костей вначале состоят из хряща. Очаги окостенения (h) в них появляются значительно позднее, чем в диафизах. Они называются эпифизами. Окостенение эпифизами совершается по энхондральному типу. Эпифизы состоят из губчатого вещества, одетого лишь с поверхности тонким слоем компактного вещества. Замещая хрящ, эпифизарный очаг окостенения сближается с костным концом диафиза - метафизом; но прослойка хряща, отделяющая эпифиз от метафиза (метаэпифизарный хрящ) (6, е), несмотря на постоянное разрушение и замещение вновь образующейся костной тканью со стороны метафиза, сохраняется (благодаря усиленному размножению хрящевых клеток) в течение длитeльнoгo срока. Этим обеспечивается рост кости в длину. Однако размножение хрящевых клеток в метаэпифизарной зоне со временем замедляется и, наконец, прекращается полностью, и тогдa вся зона окончательно заменяется костной тканью. Эпифиз при этом срастается с диафизом, возникает синостоз, и продольный рост кости становится невозможным, Появление синостозов указывает на наступление физической зрелости животного.
Многие отростки костей, служащие местом прикрепления связок и мышц, также развиваются за счёт особых энхондральных очагов окостенения. Такие очаги называются апофизами.
В коротких костях окостенение также начинается по энхондральному типу, к которому лишь впоследствии присоединяется перихондральное окостенение. За счёт последнего поверхность коротких костей покрывается тонким замыкающим слоем компактного вещества (Г. Г. Воккен).
В течение жизни животного каждая кость, благодаря деятельности упомянутых выше костеразрущителей и костеобразователей, обладает возможностью перестраиваться по законам механики, отвечая на изменяющиеся условия сжатия и растяжения.
Таким образом, даже на одной и той же кости можно установить различия в её величине (в период роста), различия внутренней структуры, различия в мелких деталях наружного рельефа (отростки, бугорки, желоба и пр.); более или менее сохраняется лишь общий план строения кости.
О костях вообще (общая остеология) Химический состав кости и ее физические свойства
В состав свежей кости взрослого человека входит вода - 50%, жир -16%, прочие органические вещества- 12%, неорганические вещества - 22%.
Обезжиренные и высушенные кости содержат приблизительно 2/3 неорганических и 1/3 органических веществ. Кроме того, в составе костей имеются витамины А, Д и С.
Органическое вещество костной ткани - оссеин - придает им эластичность. Он растворяется при кипячении в воде, образуя костный клей. Неорганическое вещество костей представлено, главным образом солями кальция, которые с небольшой примесью других минеральных веществ образуют кристаллы гидрооксиапатита.
Сочетание органических и неорганических веществ обуславливает прочность и легкость костной ткани. Так, при малом удельном весе, равном 1.87, т.е. в два раза не превышающим удельный вес воды, прочность кости превосходит прочность гранита. Бедренная кость, например, при сжатии по продольной оси выдерживает нагрузки свыше 1500 кг. Если кость подвергнуть обжиганию, то органическое вещество сгорает, а неорганическое остается и сохраняет форму кости и ее твердость, но такая кость становится очень хрупкой и при надавливании крошится. Наоборот, после вымачивания в растворе кислот, в результате которого растворяются минеральные соли, а органическое вещество остается, кость также сохраняет свою форму, но становится настолько эластичной, что ее можно завязать в узел. Следовательно, эластичность кости зависит от оссеина, а твердость ее - от минеральных веществ.
Химический состав костей связан с возрастом, функциональной нагрузкой, общим состоянием организма. Чем больше нагрузка на кость, тем больше неорганических веществ. Так, например, бедренная кость и поясничные позвонки содержат наибольшее количество углекислого кальция. С увеличением возраста количество органических веществ уменьшается, а неорганических увеличивается. У маленьких детей оссеина сравнительно больше, соответственно, кости отличаются большой гибкостью и поэтому редко ломаются. Наоборот, в старости соотношение органических и неорганических веществ изменяется в пользу последних. Кости становятся менее эластичными и более хрупкими, вследствие чего переломы костей чаще всего наблюдаются у стариков.
Классификация костей
По форме, функции и развитию кости делятся на три части: трубчатые, губчатые, смешанные.
Трубчатые кости входят в состав скелета конечностей, играя роль рычагов в тех отделах тела, где преобладают движения с большим размахом. Трубчатые кости делятся на длинные - плечевая кость, кости предплечья, бедренная кость, кости голени и короткие - кости пясти, плюсны и фаланг пальцев. Трубчатые кости характеризуются наличием средней части - диафиза, содержащего полость (костномозговая полость), и двух расширенных концов - эпифизов. Один из эпифизов располагается ближе к туловищу - проксимальный, другой находится дальше от него - дистальный. Участок трубчатой кости, расположенный между диафизом и эпифизом, носит название метафиза. Отростки кости, служащие для прикрепления мышц, называются апофизами.
Губчатые кости находятся в тех отделах скелета, где необходимо обеспечить достаточную прочность и опору при небольшом размахе движений. Среди губчатых костей различают длинные (ребра, грудина), короткие (позвонки, кости запястья, предплюсны) и плоские (кости черепа, кости поясов). К губчатым костям относятся и сесамовидные кости (коленная чашечка, гороховидная кость, сесамовидные кости пальцев кисти и стопы). Они располагаются около суставов, с костями скелета непосредственно не связаны и развиваются в толще сухожилий мышц. Присутствие этих костей способствует увеличению плеча силы мышцы и, следовательно, увеличению ее момента вращения.
Смешанные кости - сюда относятся кости, сливающиеся из нескольких частей, имеющих разную функцию, строение и развитие (кости основания черепа).
Строение кости как органа
Структурной единицей кости является остеон или гаверсова система, т.е. система костных пластинок, концентрически расположенных вокруг канала (гаверсова канала) содержащего сосуды и нервы. Промежутки между остеонами заполнены промежуточными или вставочными (интерстициальными) пластинками.
Из остеонов состоят более крупные элементы кости, видимые уже невооруженным глазом на распиле - перекладины костного вещества или
балки. Из этих перекладин складывается двоякого рода костное вещество: если перекладины лежат плотно, то получается плотное, компактное вещество. Если перекладины лежат рыхло, образуя между собой костные ячейки наподобие губки, то получается губчатое вещество. Строение губчатого вещества обеспечивает максимальную механическую прочность при наименьшей затрате материала в местах, где при большем объеме требуется сохранить легкость и вместе с тем прочность. Перекладины костного вещества располагаются не беспорядочно, а по направлению линий сил растяжения и сжатия, действующих на кость. Направление костных пластинок двух соседних костей представляет одну линию, прерываемую в суставах.
Трубчатые кости построены из компактного и губчатого вещества. Компактное вещество преобладает в диафизах костей, а губчатое в эпифизах, где оно покрыто тонким слоем компактного вещества. Снаружи кости покрыты наружным слоем общих или генеральных пластинок, а изнутри со стороны костномозговой полости - внутренним слоем общих или генеральных пластинок.
Губчатые кости построены в основном из губчатого вещества и тонкого слоя компактного, расположенного по периферии. В покровных костях свода черепа губчатое вещество расположено между двумя пластинами (костными), компактного вещества (наружной и внутренней). Последнюю называют также стеклянной, т.к. она ломается при повреждениях черепа легче, чем наружная. В губчатом веществе проходят многочисленные вены.
Костные ячейки губчатого вещества и костномозговая полость трубчатых костей содержат костный мозг. Различают красный костный мозг с преобладанием кроветворной ткани и желтый - с преобладанием жировой ткани. Красный костный мозг сохраняется в течении всей жизни в плоских костях (ребрах, грудине, костях черепа, таза), а также в позвонках и эпифизах трубчатых костей. С возрастом кроветворная ткань в полостях трубчатых костей заменяется жировой и костный мозг в них становится желтым.
Снаружи кость покрыта надкостницей, а в местах соединения с костями - суставным хрящом. Костномозговой канал, находящийся в толще трубчатых костей, выстлан соединительнотканной оболочкой - эндостом.
Надкостница представляет собой соединительнотканное образование, состоящее из двух слоев: внутреннего (камбиального, росткового) и наружного (волокнистого). Она богата кровеносными и лимфатическими сосудами и нервами, которые продолжаются в толщу кости. С костью надкостница связана посредством соединительнотканных волокон, проникающих в кость. Надкостница является источником роста кости в толщину и участвует в кровоснабжении кости. За счет надкостницы кость восстанавливается после переломов. В старческом возрасте надкостница становится волокнистой, ее способность вырабатывать костное вещество ослабевает. Поэтому переломы костей в старческом возрасте заживают с трудом.
Таким образом, в понятие кости как органа входит костная ткань, образующая главную массу кости, а также костный мозг, надкостница, суставной хрящ, многочисленные нервы и сосуды.
1. Кость как орган, компоненты кости, закономерности их строения и топографии, роль. Функции скелета.
Кость – самостоятельный орган, состоит из тканей, главная – костная.
Химический состав кости и ее физические св-ва.
Костное вещество состоит из химических веществ: органических (оссеин) и неорганических (солей кальция – его фосфатов). Эластичность кости зависит от оссеина, а твердость – от минеральных солей.
Структурной единицей кости является остеон (система костных пластинок, концентрически расположенных вокруг центрального канала, содержащего сосуды и нервы; остеоны не прилегают друг к другу в плотную и промежутки между ними заполнены интерстициальными костными пластинками. Остеоны располагаются соответственно функциональной нагрузки на кость. Остеоны и вставочные пластинки образуют компактное корковое вещество кости). Наружный слой кости представлен пластинкой компактного вещества (построенный из пластинчатой костной ткани, пронизанной системой тонких питательных канальцев, одни ориентированы параллельно поверхности кости, в трубчатых – вдоль, в других – прободающие – каналы Фолькмана ). Каналы Фолькмана служат продолжением крупных питательных каналов, открывающихся на поверхности кости в виде отверстий. Через питательные отверстия в кость, в систему ее костных канальцев входят артерия, нерв и выходит вена . Под компактным – располагается губчатое, после губчатого (пористое, построенное из костных балок с ячейками между ними). Внутри диафиза находится костно-мозговая полость, содержащая костный мозг. Кроме суставных поверхностей, покрытых хрящом, снаружи кость покрыта надкостницей. Надкостница – тонкая соединительнотканная пластинка, которая богата кровеносными и лимфатическими сосудами, нервами. В ней выделяют два слоя – наружный волокнистый, внутренний – ростковый, комбиальный (остеогенный, костеобразующий), прилежит к костной ткани. За счет надкостницы кость растет в толщину. Внутри кости находится костный мозг. Во внутриутробном периоде у новорожденного содержится красный костный мозг в костях, выполняющий кроветворную и защитную ф-ции; он представлен сетью ретикулярных волокон и клеток, в петлях этой сети находятся молодые и зрелые клетки крови и лимфоидные элементы. В костном мозге разветвляются нервы и сосуды. У взрослого человека крастный костный мозг содержится только в ячейках губчатого вещества плоских костей, в губчатых костях, эпифизах трубчатых костей. В костно-мозговой полости диафизов трубчатых костей находится желтый костный мозг, представляющий собой перерожденную ретикулярную строму с жировыми включениями.
Функции костной ткани:
Опора для мягких тканей
Выполнение всех движений
Формирование полости для органов
Защитная
Ф-ция гемопоэза
Депо для минеральных веществ и микроэлементов.
Ф-ции скелета:
ф-ция длинных и коротких рычагов, приводимых в движение мышцы
образует вместилище для жизненно важных органов.
2. Стадии развития костей. Первичные и вторичные кости. Прямой и непрямой остеогенез.
Скелет развивается из мезенхимы, представляющей зародышевую малодифференцированную соединительную ткань. Покровные кости черепа и кости лица формируются на месте соединительной ткани - эндесмально, а другие - на месте хряща - перихондрально (позднее, с появлением надкостницы, периостально) или энхондрально. Все эти процессы начинаются в конце второго месяца внутриутробного периода, когда в организме зародыша имеются все другие виды тканей. Кости, формирующиеся на месте соединительной ткани, так называемые первичные кости, проходят два этапа развития: перепончатый и костный. Кости, развивающиеся на месте хряща, называются вторичными и проходят три этапа: соединительнотканный, хрящевой и костный. При эндесмальном окостенении на месте будущих костей появляются островки окостенения в виде концентрации мезенхимных клеток, участвующих в образовании фиброзных волокон, и множества кровеносных сосудов. Из мезенхимных клеток дифференцируются клетки остеобласты, которые вырабатывают межклеточное вещество, состоящее из оссеина и солей кальция. Фиброзные волокна пропитываются межклеточным веществом и замуровывают остеобласты. Последние после этого переходят в состояние зрелых клеток костной такни - в остеоциты. Аналогично происходит перихондральное (периостальное) окостенение за счет клеток надхрящницы (надкостницы). Эндохондральное окостенение происходит путем прорастания в хрящевые закладки костей кровеносных сосудов с окружающей их мезенхимой. Мезенхима, прилегающая к образующейся кости, превращается в надкостницу. Для внутренней поверхности костей черепа надкостницей является наружный слой твердой мозговой оболочки. Процесс остеогенеза продолжается в направлении образования остеокластов (костедробителей) из мезенхимных клеток, окружающих сосуды. После рождения в скелете новорожденного преобладает хрящевая ткань с множеством ядер окостенения, называемых первичными. В дальнейшем появляются вторичные ядра окостенения. Как первичные, так и вторичные ядра возникают у девочек раньше, чем у мальчиков. Ядра окостенения вначале появляются в центральных отделах диафиза, а затем в эпифизах. Позвонки (за исключением копчиковых позвонков) в конце второго месяца эмбрионального периода имеют два ядра в дуге, слившиеся из нескольких ядер, и одно основное - в теле. В течение первого года жизни ядра дуги, развиваясь в дорсальном направлении, срастаются друг с другом. Этот процесс протекает быстрее в шейных позвонках, чем в копчиковых. Чаще всего к семилетнему возрасту дуги позвонков, за исключением I крестцового позвонка, сращены (иногда крестцовый отдел остается незакрытым до 15-18-летнего возраста). В дальнейшем наступает костное соединение ядер дуги с ядром тела позвонка; это соединение появляется в возрасте 3-6 лет и раньше всего в грудных позвонках. В возрасте 8 лет у девочек, 10 лет у мальчиков на краях тела позвонка возникают эпифизарные кольца, которые образуют краевые валики тела позвонка. В период полового созревания или несколько позже заканчивается оссификация остистых и поперечных отростков, имеющих на своих верхушках дополнительные вторичные ядра окостенения. Несколько иначе развиваются атлант и осевой позвонок . Срастание передней и задней дуг атланта в одну кость происходит в возрасте 5-6 лет; при этом еще до образования костной передней дуги позвонка в ее хрящевой закладке появляется участок со своим парным ядром окостенения, который в возрасте 4-5 лет присоединяется к телу осевого позвонка, образуя его зуб. Последний соединяется с внутренней поверхностью передней дуги атланта при посредстве сустава - атлантоосевой сустав. Крестцовые позвонки, числом 5, срастаются, образуя крестец сравнительно поздно - на 18-25-м году жизни. Начиная с 15 лет происходит срастание трех нижних, а к 25 годам -двух верхних позвонков. Рудиментарные копчиковые позвонки отличаются тем, что в них весьма неравномерно появляются ядра окостенения:в I на 2-3-й неделе после рождения, во II - в 4-8 лет, в III -в 9-13 лет и, наконец, в IV - в 15 лет, а срастание их друг с другом, вначале нижних, затем верхних, продолжается и после 30 лет. Позвоночный столб как целое с возрастом проходит различные стадии изменения своих размеров и формы. В первые два года жизни он особенно интенсивно растет, почти удваивается в длину, до 16 лет замедляется рост в длину, после чего позвоночник снова активно растет, достигая у взрослого длины, превышающей более чем в 3 раза длину позвоночника новорожденного. Считается, что до 2 лет позвонки увеличиваются так же интенсивно, как и межпозвоночные диски, а после 7 лет относительная величина диска значительно уменьшается. Студенистое ядро содержит большое количество воды и имеет значительно большие размеры у ребенка, чем у взрослого. У новорожденного позвоночный столб в переднезаднем направлении прямой. В дальнейшем в результате целого ряда факторов: влияния работы мышц, самостоятельного сидения, тяжести головы и др. появляются изгибы позвоночного столба. В первые 3 мес жизни происходит образование шейного изгиба (шейный лордоз). Грудной изгиб (грудной кифоз) устанавливается к 6-7 мес, поясничный изгиб (поясничный лордоз) достаточно ясно сформирован к концу года жизни. Закладка ребер состоит вначале из мезенхимы, которая залегает между мышечными сегментами и замещается хрящом. Процесс окостенения ребер протекает, начиная со второго месяца внутриутробного периода, перихондрально, а несколько позже - энхондрально. Костная ткань в теле ребра нарастает кпереди, а ядра окостенения в области угла ребра и в области головки появляются в возрасте 15-20 лет. Передние края верхних девяти ребер соединяются с каждой стороны хрящевыми грудинными полосками, которые, приблизившись друг к другу сначала в верхних отделах, а затем и в нижних, соединяются между собой, формируя таким образом грудину. Этот процесс протекает на 3-4-м месяце внутриутробного периода. В грудине различают первичные ядра окостенения для рукоятки и тела и вторичные ядра окостенения для ключичных вырезок и для мечевидного отростка. Процесс окостенения в грудине протекает неравномерно в разных ее частях. Так, в рукоятке первичное ядро окостенения появляется на 6-м месяце внутриутробного периода, к 10-му году жизни происходит слияние частей тела, сращение которых заканчивается к 18 годам. Мечевидный отросток, несмотря на то, что у него появляется вторичное ядро окостенения к 6 годам, нередко остается хрящевым. Грудина в целом окостеневает в возрасте 30-35 лет, иногда еще позже и то не всегда. Образованная 12 парами ребер, 12 грудными позвонками и грудиной в совокупности с суставно-связочным аппаратом, грудная клетка под влиянием определенных факторов проходит целый ряд этапов развития. Развитие легких, сердца, печени, а также положение тела в пространстве - лежание, сидение, хождение - все это, изменяясь в возрастном и функциональном отношении, обусловливает изменение грудной клетки. Основные образования грудной клетки - спинные борозды, боковые стенки, верхняя и нижняя апертуры грудной клетки, реберная дуга, подгрудинный угол - изменяют свои черты в том или другом периоде своего развития, приближаясь каждый раз к особенностям грудной клетки взрослого человека. Считается, что развитие грудной клетки проходит четыре основных периода: от рождения до двухлетнего возраста отмечается очень интенсивное развитие; на втором этапе, от 3 до 7 лет, развитие грудной клетки проходит достаточно быстро, но медленнее, чем в первом периоде; третий этап, от 8 до 12 лет, характеризуется несколько замедленным развитием, четвертый этап - период полового созревания, когда также отмечается усиленное развитие. После этого замедленный рост продолжается до 20-25 лет, когда и заканчивается.
34053 0
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 (periosteum) и содержащий внутри костный мозг (medulla osseum).
Каждая кость имеет определенную форму, величину и положение в теле человека. На формообразование костей существенное влияние оказывают условия, в которых кости развиваются, и функциональные нагрузки, которые кости испытывают в процессе жизнедеятельности организма. Каждой кости свойственно определенное число источников кровоснабжения (артерий), наличие определенных мест их локализации и характерная внутриорганная архитектоника сосудов. Указанные особенности распространяются и на нервы, иннервирующие данную кость.
В состав каждой кости входят несколько тканей, находящихся в определенных соотношениях, но, безусловно, основной является пластинчатая костная ткань. Рассмотрим ее строение на примере диафиза длинной трубчатой кости.
Основную часть диафиза трубчатой кости, расположенную между наружными и внутренними окружающими пластинками, составляют остеоны и вставочные пластинки (остаточные остеоны). Остеон, или гаверсова система, является структурно-функциональной единицей кости. Остеоны можно рассмотреть на шлифах или гистологических препаратах.
Внутреннее строение кости: 1 - костная ткань; 2 - остеон (реконструкция); 3 - продольный срез остеона
Остеон представлен концентрически расположенными костными пластинками (гаверсовыми), которые в виде цилиндров разного диаметра, вложенных друг в друга, окружают гаверсов канал. В последнем проходят кровеносные сосуды и нервы. Остеоны большей частью располагаются параллельно длиннику кости, многократно анастомозируя между собой. Количество остеонов индивидуально для каждой кости, у бедренной кости оно составляет 1,8 на 1 мм 2 . При этом на долю гаверсова канала приходится 0,2-0,3 мм 2 . Между остеонами располагаются вставочные, или промежуточные, пластинки, которые идут во всех направлениях. Вставочные пластинки представляют собой оставшиеся части подвергшихся разрушению старых остеонов. В костях постоянно происходят процессы новообразования и разрушения остеонов.
Снаружи кость окружают несколько слоев генеральных, или общих, пластинок, которые располагаются непосредственно под надкостницей (периостом). Через них проходят прободающие каналы (фолькмановские), которые содержат кровеносные сосуды того же названия. На границе с костномозговой полостью в трубчатых костях находится слой внутренних окружающих пластинок. Они пронизаны многочисленными каналами, расширяющимися в ячейки. Костномозговая полость выстлана эндостом, который представляет собой тонкий соединительнотканный слой, включающий уплощенные неактивные остеогенные клетки.
В костных пластинках, имеющих форму цилиндров, оссеиновые фибриллы плотно и параллельно прилежат друг к другу. Между концентрически лежащими костными пластинками остеонов находятся остеоциты. Отростки костных клеток, распространяясь по канальцам, проходят в направлении к отросткам соседних остеоцитов, вступают в межклеточные соединения, формируя пространственно ориентированную лакунарно-канальцевую систему, участвующую в метаболических процессах.
В составе остеона насчитывается до 20 и более концентрических костных пластинок. В канале остеона проходят 1-2 сосуда микроциркуляторного русла, безмиелиновые нервные волокна, лимфатические капилляры, сопровождаемые прослойками рыхлой соединительной ткани, содержащей остеогенные элементы, в том числе периваскулярные клетки и остеобласты. Каналы остеонов соединены между собой, с периостом и костномозговой полостью за счет прободающих каналов, что способствует анастомозированию сосудов кости в целом.
Снаружи кость покрыта надкостницей, образованной волокнистой соединительной тканью. В ней различают наружный (волокнистый) слой и внутренний (клеточный). В последнем локализуются камбиальные клетки-предшественники (преостеобласты). Основные функции периоста - защитная, трофическая (за счет проходящих здесь кровеносных сосудов) и участие в регенерации (благодаря наличию камбиальных клеток).
Надкостница покрывает кость снаружи, за исключением тех мест, где располагается суставной хрящ и прикрепляются сухожилия мышц или связки (на суставных поверхностях, буграх и бугристостях). Надкостница отграничивает кость от окружающих тканей. Она представляет собой тонкую прочную пленку, состоящую из плотной соединительной ткани, в которой располагаются кровеносные и лимфатические сосуды и нервы. Последние из надкостницы проникают в вещество кости.
Внешнее строение плечевой кости: 1 - проксимальный (верхний) эпифиз; 2 - диафиз (тело); 3 - дистальный (нижний) эпифиз; 4 - надкостница
Надкостница играет большую роль в развитии (росте в толщину) и питании кости. Ее внутренний остеогенный слой является местом образования костной ткани. Надкостница богато иннервирована, поэтому отличается высокой чувствительностью. Кость, лишенная надкостницы, становится нежизнеспособной, омертвевает. При оперативных вмешательствах на костях по поводу переломов надкостницу необходимо сохранять.
Практически у всех костей (за исключением большинства костей черепа) имеются суставные поверхности для сочленения с другими костями. Суставные поверхности покрыты не надкостницей, а суставным хрящом (cartilage articularis). Суставной хрящ по своему строению чаще является гиалиновым и реже - фиброзным.
Внутри большинства костей в ячейках между пластинками губчатого вещества или в костномозговой полости (cavitas medullaris) находится костный мозг. Он бывает красный и желтый. У плодов и новорожденных в костях содержится только красный (кроветворный) костный мозг. Он представляет собой однородную массу красного цвета, богатую кровеносными сосудами, форменными элементами крови и ретикулярной тканью. В красном костном мозге содержатся также костные клетки, остеоциты. Общее количество красного костного мозга составляет около 1500 см 3 . У взрослого человека костный мозг частично заменяется желтым, который в основном представлен жировыми клетками. Замене подлежит только костный мозг, расположенный в пределах костномозговой полости. Следует отметить, что изнутри костномозговая полость выстлана специальной оболочкой, получившей название эндоста (endosteum).
Учение о костях носит название остеология. Точное число костей указать нельзя, так как их количество изменяется с возрастом. В течение жизни образуется более 800 отдельных костных элементов, из них 270 появляются во внутриутробном периоде, остальные - после рождения. При этом большая часть отдельных костных элементов в детском и юношеском возрастах срастается между собой. Скелет у взрослого человека содержит только 206 костей. Кроме постоянных костей, в зрелом возрасте могут быть непостоянные (сесамовидные) кости, появление которых обусловлено индивидуальными особенностями строения и функций организма.
 |  |
| Скелет человека (вид спереди): 1 - череп; 2 - грудина; 3 - ключица; 4 - ребра; 5 - плечевая кость; 6 - локтевая кость; 7 - лучевая кость; 8 - кости кисти; 9 - тазовая кость; 10 - бедренная кость; 11 - надколенник; 12 - малоберцовая кость; 13 - большеберцовая кость; 14 - кости стопы | Скелет человека (вид сзади): 1 - теменная кость; 2 - затылочная кость; 3 - лопатка; 4 - плечевая кость; 5 - ребра; 6 - позвонки; 7 - кости предплечья; 8 - кости запястья; 9 - кости пясти; 10 - фаланги пальцев; 11 - бедренная кость; 12 - большеберцовая кость; 13 - малоберцовая кость; 14 - кости предплюсны; 15 - кости плюсны; 16 - фаланги пальцев |
Кости вместе с их соединениями в организме человека составляют скелет. Под скелетом понимается комплекс плотных анатомических образований, выполняющих в жизнедеятельности организма преимущественно механические функции. Можно выделить твердый скелет, представленный костями, и мягкий скелет, представленный связками, мембранами и хрящевыми соединениями.
Отдельные кости и скелет человека в целом выполняют в организме различные функции. Кости туловища и нижних конечностей выполняют опорную функцию для мягких тканей (мышц, связок, фасций, внутренних органов). Большинство костей являются рычагами. К ним прикрепляются мышцы, которые обеспечивают локомоторную функцию (перемещение тела в пространстве). Обе названные функции позволяют назвать скелет пассивной частью опорно-двигательного аппарата.
Скелет человека является антигравитационной конструкцией, которая противодействует силе земного притяжения. Под воздействием последней тело человека прижимается к земле, скелет при этом препятствует изменению формы тела.
Кости черепа, туловища и тазовые кости выполняют функцию защиты от возможных повреждений для жизненно важных органов, крупных сосудов и нервных стволов. Так, череп является вместилищем для головного мозга, органа зрения, органа слуха и равновесия. В позвоночном канале располагается спинной мозг. Грудная клетка защищает сердце, легкие, крупные сосуды и нервные стволы. Тазовые кости предохраняют от повреждений прямую кишку, мочевой пузырь и внутренние половые органы.
Большинство костей содержит внутри красный костный мозг, который является органом кроветворения, а также органом иммунной системы организма. Кости при этом защищают красный костный мозг от повреждения, создают благоприятные условия для его трофики и созревания форменных элементов крови.
Кости принимают участие в минеральном обмене. В них депонируются многочисленные химические элементы, преимущественно соли кальция, фосфора. Так, при введении в организм радиоактивного кальция уже через сутки более половины этого вещества накапливается в костях.
Болезни суставов