лекции по анатомии. Скелет туловища
 Скачать 0.89 Mb.
|
|
Скелет туловища Скелет туловища составляют позвоночный столб и грудная клетка. Они образуют вместе с мозговым отделом черепа осевой скелет тела, skeleton axiale. Позвоночный столб является частью осевого скелета и представляет важнейшую опорную конструкцию тела, он поддерживает голову, и к нему прикрепляются конечности. От позвоночного столба зависят движения туловища. Позвоночный столб выполняет также защитную функцию по отношению к спинному мозгу, который располагается в позвоночном канале. Указанные функции обеспечиваются сегментарным строением позвоночного столба, в котором чередуются жесткие и подвижно-эластические элементы. Длина позвоночного столба у взрослого мужчины среднего роста (170 см) составляет примерно 73 см, причем на шейный отдел приходится 13 см, на грудной - 30 см, на поясничный - 18 см, на крестцово-копчиковый - 12 см. Позвоночный столб у женщин в среднем на 3-5 см короче и составляет 68-69 см. Длина позвоночного столба составляет около 2/5 всей длины тела взрослого человека. В старческом возрасте длина позвоночного столба уменьшается примерно на 5 см и больше вследствие увеличения изгибов позвоночного столба и уменьшения толщины межпозвоночных дисков. В позвоночном столбе выделяют шейную, грудную, поясничную, крестцовую и копчиковую части. Первые три состоят из разделенных позвонков, связанных между собой сложной системой соединений. В двух последних частях происходит полное или неполное слияние костных элементов, что обусловлено их преимущественно опорной функцией. Позвоночный столб человека имеет ряд отличий от позвоночника животных. Они связаны, в первую очередь, с прямохождением, при котором нагрузка на позвонки возрастает сверху вниз. В этом направлении происходит увеличение тел позвонков. Особенно мощно развит крестец. Количество крестцовых позвонков у человека, как и у антропоидов, достигает 5-6, тогда как у низших приматов обычно не превышает 3-4. Особенностью крестца человека является его большая ширина, максимальная в верхнем отделе. С другой стороны, в процессе эволюции произошло укорочение шейных позвонков и уменьшение числа грудных и поясничных позвонков, в результате чего общая длина позвоночного столба человека стала меньше. Особенно значительная редукция позвонков имела место у высших приматов в хвостовом отделе. Остистые отростки позвонков у человека короче и менее массивны, чем у антропоидов и первобытных людей, что связано с более слабым развитием мышц спины. Характерной особенностью позвоночного столба человека является его S-образная форма, обусловленная наличием четырех изгибов. Два из них обращены выпуклостью вперед - это шейный и поясничный лордозы, и два обращены назад - грудной и крестцовый кифозы. У млекопитающих животных позвоночник образует в шейной части слабо выраженный лордоз, а туловищная его часть имеет вид дуги, что отвечает горизонтальному положению тела. Преобразование позвоночника в направлении формирования его изгибов начинается уже у обезьян. У антропоидов имеется слабая S-образная изогнутость позвоночного столба, поясничный лордоз едва намечен. Слабо выражены были шейный и поясничный лордозы также у палеоантропов (неандертальцы); отсюда можно заключить, что их тело еще не было вполне выпрямленным. Изгибы позвоночного столба намечаются во внутриутробном периоде. У новорожденного позвоночник имеет небольшую дорсальную изогнутость со слабовыраженными лордозом и кифозом. После рождения форма позвоночного столба изменяется в связи с развитием статики тела. Шейный лордоз появляется, когда ребенок начинает держать голову, его формирование связано с напряжением шейных и спинных мышц. Сидение усиливает кифоз грудной части позвоночника. Выпрямление тела, стояние и хождение вызывают образование поясничного лордоза. После рождения усиливается характерная для человека изогнутость крестца, которая имеется уже у плода 5 месяцев. Окончательное моделирование шейного и грудного изгибов происходит к 7 годам, а поясничный лордоз полностью развивается в период полового созревания. Наличие изгибов повышает рессорные свойства позвоночного столба. Выраженность изгибов позвоночного столба индивидуально изменчива. У женщин поясничный лордоз выражен более отчетливо, чем у мужчин. На живых людях показана слабая положительная связь длин поясничного и шейного лордоза, отрицательная - с длиной грудного кифоза. Выделяется несколько вариантов развития поясничного лордоза на основе вертикального поясничного указателя, то есть процентного отношения суммы задних высот тел поясничных позвонков к сумме передних. Его классификация: 1) курторахия - до 97.9, 2) орторахия - от 98 до 101.9, 3) койлорахия - 102 и более. Групповая вариация поясничного указателя - от 95.8 до 106.8. Курторахидный тип характерен для европейцев, некоторых групп американских индейцев, масаев, орторахидный - японцев. От формы позвоночного столба зависит осанка человека. Различают три формы осанки: 1) нормальную, 2) с резко выраженными изгибами спины, 3) со сглаженными изгибами (так называемая «круглая спина»). Увеличение грудного кифоза приводит к сутулости. К 50 годам изгибы позвоночника начинают сглаживаться. У некоторых людей в старости развиваются общий кифоз позвоночного столба. Причиной этих изменений осанки является уплощение межпозвоночных дисков, ослабление связочного аппарата позвоночника, снижение тонуса мышц-разгибателей спины. Этому способствует сидячий образ жизни, неправильный режим работы и отдыха. Физические упражнения позволяют долго сохранять форму позвоночника и хорошую осанку. Недаром у военных и спортсменов в пожилом возрасте сохраняется правильная осанка тела. Кроме изгибов в сагиттальной плоскости позвоночный столб имеет небольшой фронтальный изгиб в верхней части грудного отдела, который называют физиологическим, или аортальным, сколиозом. Обычно он расположен на уровне III - V грудных позвонков, обращен выпуклостью в правую сторону и связан, по-видимому, или с прохождением на этом уровне грудного отдела аорты, или преобладанием правой руки. Резко выраженный сколиоз относится к патологии. Он может быть следствием аномалий развития позвонков. Соединения позвонков и движения позвоночного столба Позвонки соединены между собой как непрерывно, посредством хрящевых и фиброзных соединений, так и с помощью суставов. Между телами позвонков располагаются межпозвоночные диски. Каждый диск состоит из фиброзного кольца, расположенного по периферии, и студенистого ядра, занимающего центральную часть диска. Внутри диска часто имеется небольшая полость. Фиброзное кольцо построено из пластинок, расположение волокон в которых сходно с ориентацией волокон в остеонах. Студенистое ядро состоит из слизистой ткани и может изменять свою форму. При нагружении позвоночного столба повышается внутреннее давление в ядре, однако оно не может сжиматься. Межпозвоночный диск в целом играет роль амортизатора при движениях, благодаря ему происходит равномерное распределение сил между позвонками. Через межпозвоночные диски передается до 80% веса вышележащих частей тела. Наибольшая высота отдельных дисков в шейном отделе позвоночного столба 5-6 мм, в грудном - 3-4 мм, в поясничном - 10-12 мм. Толщина диска меняется в переднезаднем направлении: так между грудными позвонками диск тоньше спереди, между шейными и поясничными позвонками, наоборот, - тоньше сзади. Предельная прочность межпозвоночных дисков при сжатии составляет в среднем возрасте 69-137 кг/см2, тогда как у тел позвонков она составляет всего 26 кг/см2. Поэтому при чрезмерных нагрузках, как, например, у летчиков при катапультировании, чаще повреждаются тела позвонков, чем соединяющие их диски. Связочный аппарат позвоночного столба играет большую роль в его стабилизации. Выпрямленное положение тела поддерживается при небольшой активности собственных мышц спины. При максимальном сгибании туловища эти мышцы расслабляются, и вся нагрузка падает на связки. Поэтому поднятие тяжестей в таком положении опасно для связок и суставов позвоночника. Движения позвоночного столба осуществляются за счет межпозвоночных дисков и дугоотростчатых суставов. Последние образованы суставными отростками соседних позвонков и относятся к плоским суставам. Форма суставных поверхностей допускает комбинированное скольжение в различных направлениях. Пара дугоотростчатых соединений вместе с межпозвоночным диском образует «сегмент движения» позвоночного столба. Движения в сегментах ограничиваются связками, суставными и остистыми отростками и другими факторами, поэтому объем движений в одном сегменте невелик. Однако в реальных движениях принимают участие многие сегменты, и суммарная их подвижность весьма значительна. В позвоночном столбе при действии на него скелетных мышц возможны следующие движения: сгибание и разгибание, отведение и приведение (боковое сгибание), скручивание (вращение) и круговое движение. Сгибание и разгибание происходит вокруг фронтальной оси. Амплитуда этих движений равна 170-245º. При сгибании тела позвонков наклоняются вперед, остистые отростки удаляются друг от друга. Передняя продольная связка расслабляется, а натяжение задней продольной связки, желтых связок, межостистых и надостной связок тормозят это движение. При разгибании позвоночный столб отклоняется назад, при этом расслабляются все его связки кроме передней продольной, которая при натяжении тормозит разгибание позвоночного столба. Отведение и приведение совершаются вокруг сагиттальной оси. Общий размах движения равен 165º. При отведении позвоночного столба натяжение желтых связок, капсул дугоотростчатых суставов и межпоперечных связок, расположенных на противоположной стороне, ограничивают это движение. Вращение позвоночного столба имеет общий объем до 120º. При вращении студенистое ядро межпозвоночных дисков играет роль суставной головки, а натяжение фиброзных колец межпозвоночных дисков и желтых связок тормозит это движение. Направление и амплитуда движений в различных частях позвоночного столба неодинаковы. Наибольшей подвижностью обладают шейные позвонки. Особое устройство имеют здесь соединения атланта и осевого позвонка. Образуемые ими атлантозатылочный и атлантоосевой суставы составляют в совокупности сложный комбинированный многоосный сустав, в котором происходят движения головы во всех направлениях. Атлант играет роль костного мениска. Соединения атланта и осевого позвонка дополняются высокодифференцированным связочным аппаратом. Необходимо особо выделить поперечную связку атланта, которая образует синовиальное соединение с зубом осевого позвонка и препятствует его смещению назад, в просвет позвоночного канала, где располагается спинной мозг. Разрывы связок и вывихи в атлантоосевом суставе представляют смертельную опасность ввиду возможного повреждения спинного мозга. Движения между остальными шейными позвонками происходят вокруг всех трех осей. Объем движений увеличивается благодаря относительной толщине межпозвоночных дисков. Сгибание вперед сопровождается скольжением тел позвонков, так что вышележащий позвонок может перегибаться через край нижележащего. В шейном отделе возможно сгибание на 70º, разгибание и вращение на 80º. Подвижность грудных позвонков ограничивается тонкими межпозвоночными дисками, грудной клеткой и расположением суставных и остистых отростков. Амплитуда движения при сгибании равна 35º, при разгибании - 50º, при вращении - 20º. В поясничной части позвоночного столба толстые межпозвоночные диски допускают сгибание, разгибание и боковое сгибание. Сгибание здесь возможно на 60º, а разгибание - на 45º. Вращение здесь почти невозможно ввиду расположения суставных отростков в сагиттальной плоскости. Наиболее свободны движения между нижними поясничными позвонками. Здесь находится центр большинства общих движений туловища. Характерным для позвоночного столба является сочетание вращения с боковым сгибанием. Эти движения возможны в большей степени в верхних отделах позвоночника и сильно ограничены в нижних его отделах. В грудной части при боковом сгибании остистые отростки поворачиваются в сторону вогнутости позвоночника, а в поясничной части, наоборот, в сторону выпуклости. Максимум бокового сгибания приходится на поясничный отдел и его соединение с грудным отделом позвоночника. Сочетанное вращение выражается поворотом тел позвонков в сторону сгибания. Некоторой подвижностью обладает также крестцово-копчиковое соединение у молодых людей, особенно у женщин. Это имеет существенное значение при родах, когда под давлением головки плода копчик отклоняется назад да 1-2 см и увеличивается выход из полости таза. Объем движений позвоночного столба значительно уменьшается с возрастом. Признаки старения появляются здесь раньше и сильнее выражены, чем в других частях скелета. К ним относится дегенерация межпозвоночных дисков и суставных хрящей. Межпозвоночные диски становятся более волокнистым и, разрыхляются, утрачивают свою упругость и как бы выдавливаются за пределы позвонков. Имеет место обызвествление хрящей, а в некоторых случаях в центре дисков появляются окостенения, что приводит к срастанию соседних позвонков. Вслед за дисками изменяются позвонки. Тела позвонков становятся порозными, по их краям образуются остеофиты. Высота тел позвонков уменьшается, нередко они приобретают клиновидную форму, что приводит к уплощению поясничного лордоза. Ширина позвонков во фронтальной плоскости увеличивается по верхнему и нижнему краям; позвонки принимают вид «катушкообразных». Разрастание кости происходит по краям суставных поверхностей позвонков. Одним из наиболее частых проявлений старения позвоночного столба является окостенение передней продольной связки, которое хорошо выявляется на рентгенограммах. Развитие и возрастные особенности позвоночного столба Скелет туловища проходит в эмбриональном развитии бластемную, хрящевую и костную стадии. Позвонки и ребра имеют отчетливо выраженное сегментарное расположение, обусловленное метамерией тела зародыша. У эмбриона по обеим сторонам хорды образуются сегментарно расположенные скопления мезодермы, называемые сомитами. Первая пара сомитов появляется на 16-й день от оплодотворения, а в конце 6-й недели зародыш имеет 39 пар сомитов. Из общей массы мезодермы выделяются группы клеток, которые образуют зачатки осевого скелета, называемые склеротомами. Мезенхима в склеротомах распределяется неравномерно; в интервалах между сомятами находятся скопления клеток, представляющие зачатки тел позвонков, а на уровне сомитов формируются межпозвоночные диски. Таким образом, тело каждого позвонка развивается за счет двух соседних сегментов. В середину тела позвонка входит межсегментарная артерия. Из первичного центра, расположенного в окружности хорды, мезенхима распространяется дорсально к нервной трубке, образуя зачаток дуги и остистого отростка (нейральную часть позвонка), и латерально, давая начало поперечным и реберным отросткам. Бластемная стадия сменяется хрящевой. Раньше всего хрящ появляется в теле позвонка, а затем в дуге и реберных отростках: последние у грудных позвонков отделяются, образуя хрящевые ребра, а у шейных, поясничных и крестцовых позвонков обособления реберных отростков не происходит. Хрящевой позвонок представляет единое целое и не подразделяется на части. На ранних этапах развития тела позвонков различных отделов имеют сходную форму. Окостенение позвонков начинается на 2-м месяце эмбрионального периода и происходит в кранио-каудальном направлении. Первыми появляются точки окостенения в дугах шейных позвонков, на 3-м месяце закладываются точки окостенения в дугах грудных и поясничных позвонков. В это же время начинается окостенение грудных ребер. В телах позвонков точки окостенения появляются раньше в грудном отделе (также в начале 3-го месяца). Окостенение грудных позвонков и ребер можно рассматривать как один из признаков начинающегося созревания функциональной системы дыхания. На 4-м месяце точки окостенения могут быть обнаружены в телах поясничных позвонков, на 5-м месяце в телах шейных и крестцовых позвонков. Окостенение тел позвонков происходит эндохондрально, образованию кости предшествует проникновение в хрящ кровеносных сосудов. Позднее путем перихондрального окостенения формируется кортикальная пластинка компактного вещества. Хорда сохраняется в виде студенистого ядра. Точки окостенения в телах типичных позвонков закладываются симметрично в каждой половине тела, но быстро сливаются между собой. В дугах позвонков точки окостенения парные. У новорожденного типичный позвонок состоит из трех костных элементов - тела и двух половин дуги, разделенных прослойками хряща. На верхней и нижней поверхностях тела позвонка также располагается хрящ в виде пластинок, надетых на позвонок наподобие консервных крышек. Межпозвоночные диски в этом возрасте составляют половину высоты тел позвонков. Поэтому на рентгенограммах позвоночного столба новорожденных между телами позвонков имеются широкие промежутки, которые заняты дисками и упомянутыми хрящевыми пластинками. Ввиду указанных особенностей позвоночный столб плода и новорожденного эластичен, но обладает малой прочностью. Поэтому во время родов в случаях неправильного положения плода и при неосторожном выполнении акушерских манипуляций нередко происходят травмы позвоночного столба, особенно в его шейной части; это приводит к повреждению спинного мозга и снабжающих его артерий и может быть причиной разнообразных нервных расстройств и даже смерти новорожденного. После рождения рост позвонков в ширину происходит периостально, рост в высоту осуществляется за счет образования кости около хрящевых пластинок. К 3-4 месяцам начинается слияние половин дуг у нижних грудных и верхних поясничных позвонков, отсюда процесс распространяется в обоих направлениях, и на 2-3-м году жизни смыкание происходит почти на всем протяжении позвоночного столба. Вслед за этим окостеневают остистые отростки. Срастание тел позвонков с дугами наступает в интервале 3-6 лет. Окостенение некоторых позвонков отличается от приведенной схемы. В атланте точки окостенения закладываются в передней дуге и латеральных массах, слияние частей позвонка завершается к 10 годам. Зуб осевого позвонка имеет две самостоятельные точки окостенения, которые появляются у плодов 4-5 месяцев, несколько позднее образуется добавочная точка в вершине зуба. За счет названных точек окостеневает верхняя часть тела осевого позвонка; их синостоз с телом позвонка наступает в 4-5 лет. |