остеология. Развитие кости. Способы окостенения
 Скачать 86.67 Kb.
|
|
Развитие кости. Способы окостенения. Развитие костей происходит либо из эмбриональной соединительной ткани — мезенхимы, либо на основе первичного хряща. Поэтому различают два вида остеогенеза: перепончатый и хрящевой. На 6–8 неделе эмбрионального развития из соединительной ткани начинает формироваться костная, например, в костях свода черепа, такие кости называют первичными (покровными). При хрящевом остеогенезе в соединительной ткани появляется хрящ, а потом в нем развивается костная ткань, что характерно для большинства костей скелета – и такие кости называют вторичными. Из фиброзной и хрящевой тканей формирование костей начинается с появления первичных очагов (ядер, точек) окостенения в эмбриональном и плодном периодах и после рождения до 11–13 лет – вторичных точек. Разрастание костной ткани в хряще осуществляется перихондральным путем с образованием компактной кости, и эндохондральным путем с образованием губчатой кости. При фиброзном остеогенезе окостенение происходит эндесмальным путем. За счет надкостницы кость прирастает в ширину (периостальный рост), в длину кость растет из метаэпифизарных хрящей, находящихся между телом кости и эпифизами. Часть трубчатых костей растет из одного метаэпифизарного хряща (моноэпифизарный рост), например, фаланги пальцев. Длинные кости растут из двух метаэпифизарных хрящей – верхнего и нижнего, которые работают на рост поочередно, что зависит от возрастного срока. К 18–25 годам кости достигают окончательных размеров и метаэпифизарные хрящи превращаются в костную ткань (синостозирование). Костномозговой канал возникает при рассасывании эмбриональной кости и прорастании соединительной ткани с заполнением образовавшегося пространства костным мозгом. Рентгенологические очаги окостенения определяются со 2-го месяца внутриутробного развития. Все ядра окостенения окончательно формируются к 13–14 годам. В периоде полового созревания начинается образование костной ткани в метаэпифизарных хрящах (ростковых зонах удлинения костей), к концу периода костная ткань присутствует на всем протяжении кости. Старение проявляется уменьшением и разрежением (остеопорозом) костной ткани, разрастанием шипов (остеофитов) и другим изменениями. Для каждого возрастного периода характерным является такая перестройка кости, по которой можно определить возраст человека. Например, наличие ядра окостенения в нижнем эпифизе бедра до 1 см в диаметре свидетельствует о новорожденном периоде. Окостенение зубчатых черепных швов происходит участками, которые появляются в разные возрастные сроки. Строение кости. Кость как орган. Рост кости. Кость как орган состоит преимущественно из компактной и губчатой костной ткани, покрытой сверху соединительной тканью (надкостницей) и содержащей внутри красный и желтый костный мозг. Как орган кость обеспечена сосудами и нервами, находящимися в надкостнице, а вглубь кости проникающими через питательные отверстия. Надкостница – тонкая, прочная соединительно-тканная пластинка покрывает кость снаружи, богата сосудами и нервами, состоит из: наружного волокнистого слоя; внутреннего, росткового (камбиального) слоя, обеспечивающего костеобразование при помощи остеобластов, остеокластов и остеоцитов. Внешнее строение многих костей характеризуется наличием тела (диафиза), концов (эпифизов), апофизов (выступов), поверхностей, ямок, вырезок, шероховатых линий, бугров, бугристостей и др. Внутри костей находится костная ткань в виде компактного и губчатого вещества. Компактное вещество кости, лежащее под надкостницей, построено из пластинчатой костной ткани, пронизанной системой продольных канальцев, – центральных (гаверсовых) каналов и перпендикулярных к ним поперечных (фолькмановых) каналов. Последние продолжают во внутрь кости питательные каналы, отверстия которых хорошо заметны на поверхности костей. Круговые (генеральные) пластинки формируют стенки центральных каналов в виде вставленных друг в друга (телескопических) трубочек, связанных между собой вставочными (промежуточными) пластинками – так устроен остеон – структурно-функциональная единица кости. Губчатое вещество состоит из костных балок (перекладин) и пространства между ними, заполненного красным костным мозгом. Балки ориентированы по направлениям сил сжатия и растяжения, образуя арочную систему, обеспечивающую равномерную передачу силы тяжести и мышечной тяги. Биомеханика кости выражается: законом максимума-минимума – максимальная прочность кости достигается за счет минимальных затрат на построение ее конструкции, например, бедренная кость выдерживает нагрузку в 1,5 тонны, что в 25-30 раз больше массы человека; законом нормальных напряжений – в костях возникают собственные нормальные напряжения, величина которых зависит от отдела кости и элементов скелета и изменяется с возрастом: законом о связи ориентации костных трабекул с направлением действующих напряжений: линии трабекул пересекаются и выходят на поверхность кости под углом 90о, траектории трабекул совпадают с направлениями максимальных напряжений, плотность кости пропорциональна силе касательных напряжений; законом о связи величины нагрузки с качественным перераспределением и количественными изменениями нормальных напряжений на поверхности и внутри кости, т.е. появлением новых силовых напряжений. Нагрузка по длинной оси трубчатой и плоской кости показывает, что ее компактный слой более прочен при сжатии, чем при растяжении, и слабее всего противостоит сдвигу. Между пределом прочности и модулем упругости в компактном веществе кости наблюдается положительная корреляция. Действие циклических нагрузок при повышении уровня силы и увеличении времени приводит к усталостному разрушению костной ткани в виде микротрещин остеонов. Количество циклов во времени положительно коррелирует с возрастающим уровнем силовых напряжений и деформаций, на колебания которых значительно влияют вязкоупругие свойства кости. Разрушение кости определяется величиной разности между максимальной и минимальной деформациями. Середина диафиза прочнее, чем участки примыкающие к эпифизам. На клеточном уровне в кости выделяют остеобласты, остеокласты, остеоциты, обеспечивающие одновременно рассасывание (резорбцию) и образование новой жизнеспособной костной ткани. Оба процесса протекают под влиянием генетической программы и условий внешней среды, социальных факторов, что сопровождается индивидуальной изменчивостью кости: увеличением или уменьшением числа остеонов, макроизменениями компактной и губчатой части, конфигурации апофизов, вырезок, ямок и др. анатомических структур (П. Ф. Лесгафт, Б. А. Долго-Сабуров, М. Г. Привес). Органический матрикс кости составляет 30%, неорганический – 60%, вода – 10%. Структурная организация костного межклеточного вещества включает следующие субмикроскопические образования: биополимерные белковые макромолекулы тропоколлагена, соединенные с кристаллами гидроксиапатита с помощью неколлагеновых низкомолекулярных белков: остеонектина, остеокальцина и др. тропоколлагеновые макромолекулы построены в три левых спиральных полипептидных цепи (триплеты) и две правых спиральных цепи, стабилизированные водородными связями; длинные микрофибриллы коллагена, состоящие из 5 спирально перевитых макромолекул тропоколлагена усилены кристаллами гидроксиапатита; микрофибриллы располагаются ступенчато, внутри имеют симметричные решетчатые полости для кристаллов. В микрофибриллах кристаллы гидроксиапатита ориентированы вдоль продольной оси. Из всего количества кристаллов 60% расположено внутри микрофибрилл в решетчатых полостях и 40% на поверхности. Между фибриллами находятся белково-углеводные соединения: гликозаминогликаны, гликопротеины, и протеогликаны, которые соединяют их. Неорганическая часть кости – кристаллы гидроксиапатита Са10(РО4)6(ОН)2., другие минералы и микроэлементы. В центре кристалла находятся гидроксильные группы и фосфорнокислые остатки, по периферии атомы кальция. С возрастом кристаллы незначительно увеличиваются в размерах и уплотняются. Кристаллы образуют значительную поверхность, участвующую в обмене веществ, так активная кристаллическая поверхность 1 г костной ткани равна 130–260 м 2, а всего скелета – 2 км 2. Костная ткань содержит около 98 % всех неорганических веществ организма: из них 99 % кальция, 87 % фосфора, 58 % магния. В ней находятся в виде микроскопических включений так же натрий, калий, кремний и другие минералы (около 20 уже известных микроэлементов), а также другие биохимические соединения: лимонная кислота (цитрат) для растворения минералов, прежде всего кальциевых солей, в костях находится около 70 % всей лимонной кислоты организма, что в 230 раз превышает ее концентрацию в печени. В губчатой костной ткани кислоты больше, здесь она расходуется на окислительные процессы. В процессе обмена в костях образуются и другие органические кислоты, например, молочная. Ферменты, изоферменты кости: кислая фосфатаза, коллагеназа, углеводные ферменты и многие др. тоже входят в биохимический состав костей. Классификация костей. Трубчатые кости: длинные и короткие имеют тело (диафиз) в виде цилиндра или трехгранной призмы; концы (эпифизы), покрытые гиалиновым хрящом для суставных поверхностей и образования суставов; апофизы (выступы) в виде бугров, отростков, надмыщелков для прикрепления мышц; внутри эпифизов находится красный костный мозг, внутри диафизов – желтый мозг, трубчатые кости располагаются в скелете конечностей. Губчатые (короткие) кости имеют форму куба, многоугольника с тонкой компактной частью и толстой губчатой (внутри ее красный костный мозг), то же имеют суставные поверхности, выступы для образования суставов и прикрепления мышц, находятся в запястье и предплюсне. Плоские (широкие) кости: тазовые, черепные (свод), грудина, лопатка; в ряде плоских костей – черепные – губчатое вещество пронизано каналами, содержащими диплоические вены, и оно называется диплое, внутри остальных костей имеется красный костный мозг. Смешанные кости – (позвонок и др.) сочетают в строении признаки плоских, губчатых костей и внутри себя содержат красный костный мозг. Воздухоносные кости отличаются наличием полости, связанной с дыхательной областью носа или носоглоткой: верхняя челюсть, лобная, решетчатая, клиновидная, височная кости. Сесамовидные (остаточные) кости: надколенник, гороховидная, вставочные кости черепа, маленькие косточки в сухожилиях сгибателей и разгибателей конечностей – сесамовидные кости изменяют угол прикрепления сухожилий, облегчая мышечную работу. Позвонки. Отличие позвонков друг от друга. Общее строение позвонка Тело – corpus vertebrae – несет осевую нагрузку, служит для прикрепления внутренних органов, внутри содержит красный костный мозг; Дуга – arcus vertebrae – для прикрепления мембран и отростков; Ножки дуги – pedunkuli arcus vertebrae – для соединения дуги с телом; Отверстие позвоночное – foramen vertebrale – для спинного мозга и его оболочек. Отростки — processi: поперечные: правый и левый — processus transversus – для прикрепления мышц и связок; суставные верхние и суставные нижние – processus articulare superiores et inferiores, – для образования межпозвоночных суставов; остистый – processus spinalis – для прикрепления связок и мышц. Позвоночные вырезки – верхняя, нижняя (incisurae vertebrales superiores et inferiores), межпозвоночное отверстие между вырезками – foramen intervertebrale – у ножек дуги – для прохождения спинномозговых нервов и сосудов. Атлант (Atlas) – первыйшейный позвонок (отличительные признаки) передняя и задняя дуга – arcus anterior et arcus posterior – для прикрепления мембран и связок; борозды позвоночной артерии – на задней дуге сверху – sulci a. vertebrale; передний и задний бугорки – tuberculum anterior et tuberculum posterior – для прикрепления мышц и связок; боковые массы с верхними суставными ямками (овальной формы) и нижними суставными поверхностями (плоскими и круглыми) – massae laterales cum foveae articulares superiores et inferiores – для образования атланто-затылочных и латеральных атланто-аксиальных суставов; суставная поверхность на передней дуге для зуба аксиса и образования срединного атланто-аксиального сустава; отверстие в поперечных отростках – для позвоночных сосудов и симпатических нервов, реберный бугорок на поперечном отростке. Аксис – Axis seu Epistropheus – осевой (второй) шейный позвонок зуб и его суставные поверхности – dens, facies articularis anterior et posterior – для образования срединного атланто-аксиального сустава и прикрепления связок; отверстие поперечного отростка – foramen procesuss transversus – для прохождения позвоночной артерии и симпатического нерва; толстый, короткий и раздвоенный остистый отросток – processus spinosus – для прикрепления межостистой и выйной связок; позвоночное отверстие треугольной формы – foramen vertebrale – для спинного мозга и его оболочек, венозного сплетения. Другие шейные позвонки (отличительные признаки) отверстия поперечных отростков для позвоночной артерии и симпатического нерва; борозда спинального нерва на поперечном отростке; передний и задний бугорки на поперечном отростке; YI позвонок – крупный сонный (передний) бугорок на поперечном отростке, используется для прижатия общей сонной артерии при исследовании пульса и остановке кровотечения; YII позвонок – толстый и длинный остистый отросток (выступающий позвонок). Грудные позвонки (отличительные признаки) верхняя и нижняя реберные ямки и полуямки на теле позвонков для образования сустава головки ребра, по ямкам и полуямкам подразделяют позвонки на типичные и атипичные; реберные поверхности на поперечных отростках для реберно-поперечных суставов, отсутствуют у двух последних грудных позвонков; типичные и атипичные позвонки (I, X, XI, XII). Поясничные позвонки (отличительные признаки) массивность тела; фронтальное положение поперечных отростков; широкие, короткие остистые отростки; сагиттальное расположение суставных поверхностей на верхних суставных отростках; наличие сосцевидного бугорка на каждом верхнем суставном отростке. Крестец. Крестец – Os sacrum — имеет: основание с мысом (basis sacri cum promontorium) сильнее выраженным у мужчин; верхушку – apex sacri — для прикрепления связок и мышц; крестцовый канал для спинальных нервов, терминальной нити и оболочек спинного мозга, заканчивающийся на верхушке крестцовой щелью с парными крестцовыми рогами; поверхности – тазовая (передняя – facies pelvina seu anterior) для присоединения сигмовидной и прямой кишки, дорсальная (задняя – facies dorsalis seu posterior) для прикрепления связок и мышц; на поверхностях — тазовые крестцовые отверстия и дорсальные крестцовые отверстия (foramina sacralia pelYina et foramina sacralia dorsalia) для выхода спинно-мозговых сосудов и нервов; поперечные линии (linea transversae) тазовой поверхности для прикрепления органов; гребни по задней поверхности – срединный непарный, промежуточный и латеральный – правые и левые (crista sacralis mediana, intermedia et lateralis) для прикрепления связок и мышц; латеральные части (partes laterales) с ушковидными поверхностями (facies auriculares), покрытыми гиалиновым хрящом для образования крестцово-подвздошных суставов; крестцовая бугристость — tuberositas sacralis – сзади ушковидной поверхности — для прикрепления мощных связок. Копчик — Os coccygeus, (отличительные признаки) треугольная форма; рудиментарные позвонки – 3–5; основание — basis; верхушка – apex; копчиковые рога – cornu coccygeum. Ребра. Грудина. Ребро имеет позвоночный и грудинный концы, позвоночный состоит из задней и боковой частей – костных, грудинный – из небольшой передней части – хрящевой и костной. На позвоночном конце ребра находятся: головка (caput costae) с гребнем (crista colli costae) у II-X ребер и верхней, нижней суставными поверхностями, покрытыми гиалиновым хрящом, у I, XI и XII ребер гребень отсутствует; шейка, переходящая углом в тело; на переходе – бугорок на 10 верхних ребрах с двумя возвышениями: медиально-нижнее имеет суставную ямку для сочленения с поперечным отростком позвонка, к другому возвышению прикрепляется связка; последние два ребра бугорка не имеют, у первого ребра бугорок совпадает с вершиной угла. Тело ребра, изогнутое у позвоночного конца пологим углом, имеет по нижнему краю на внутренней поверхности бороздку для межреберных сосудов и нервов. Края ребер (II-XII): верхний закругленный, нижний острый служат для прикрепления межреберных мышц; у первого ребра – боковой и внутренний край и верхняя поверхность с лестничным бугорком и бороздой подключичных сосудов. Поверхности ребра (II-XII): передняя (внутренняя) – гладкая к ней прилежит плевра, задняя (наружная) – шероховатая для прикрепления мышц спины, у первого ребра верхняя и нижняя поверхности. Ребра подразделяются на: истинные (верхние семь ребер) — они образуют с грудиной суставы, кроме первого, которое связано синхондрозом и ложные (YIII, IX, X) – они срастаются хрящами между собой и образуют реберную дугу, плавающие (XI, XII) – короткие, свободно лежащие среди мышц живота; типичные (II-X); атипичные (I, XI, XII) из-за отличий в строении: на первом ребре по верхней поверхности (наружный край) имеются лестничный бугорок, борозды подключичной артерии и вены; края у него латеральный и медиальный (боковой и внутренний), поверхности верхняя и нижняя; XI, XII ребра короткие с очень небольшой хрящевой частью, с грудиной и другими ребрами не соединяются. |