Опорно-двигательный аппарат

Размещено на http://www.allbest.ru/

Тема «Опорно-двигательный аппарат»

ВВЕДЕНИЕ

Анатомия и физиология -- это важнейшие науки о строении и функциях человеческого организма. Знать, как устроен человек, как «работают» его органы, должен каждый медик, каждый биолог, тем более что и анатомия и физиология относятся к биологическим наукам.

Человек, как представитель животного мира, подчиняется биологическим закономерностям, присущим всем живым существам. В то же время человек отличается от животных не только своим строением. Он отличается развитым мышлением, интеллектом, наличием членораздельной речи, социальными условиями жизни и общественными взаимоотношениями. Труд и социальная среда оказали большое влияние на биологические особенности человека, существенно изменили их.

Анатомия человека (от греч. anatome -- рассечение, расчленение) -- это наука о формах и строении, происхождении и развитии человеческого организма, его систем и органов. Анатомия изучает внешние формы тела человека, его органы, их микроскопическое и ультрамикроскопическое строение. Анатомия изучает человеческий организм в различные периоды жизни, начиная от зарождения и формирования органов и систем у зародыша и плода и до старческого возраста, изучает человека в условиях влияния внешней среды.

Физиология человека (от греч. physis - природа, logos - наука) изучает процессы жизнедеятельности и закономерности функционирования организма человека, его отдельных систем, органов, тканей и клеток. Анатомия и физиология человека изучает особенности строения и жизнедеятельности организма в процессе индивидуального развития. Организм (от лат. organiso - устраиваю, придаю стройный вид) - это целостная устойчивая биологическая система отдельного живого существа. Все современные знания о строении и жизнедеятельности организма человека показывают, что сложность, упорядоченность и логика его устройства превосходит все мыслимые представления о совершенстве!

Развитие и достижения современной анатомии и физиологии человека связаны с использованием различных современных методов исследования: электронной микроскопии, физических (томография, ультразвуковое исследование, рентгенография и др.) и биохимических методов.

Одним из важнейших свойств живого организма является передвижение в пространстве. Эту функцию у млекопитающих (и человека) выполняет опорно-двигательный аппарат. Опорно-двигательный аппарат (аппарат опоры и движения) объединяет кости, соединения костей и мышцы. Опорно-двигательный аппарат разделяют на пассивную и активную части. К пассивной части относятся кости и соединения костей. Активную часть составляют мышцы, которые благодаря способности к сокращению приводят в движение кости скелета.

1. Общая анатомия скелета

Скелет (от греч. skeleton -- высохший, высушенный) представляет собой комплекс костей, выполняющих опорную, защитную, локомоторную функции. В состав скелета входит более 200 костей, из них 33--34 непарные. Скелет условно подразделяют на две части: осевой и добавочный. К осевому скелету относится позвоночный столб (26 костей), череп (29 костей), грудная клетка (25 костей); к добавочному -- кости верхних (64) и нижних (62) конечностей (рис. 1). Масса «живого» скелета у новорожденных около 11% массы тела, у детей разного возраста -- от 9 до 18%. У взрослых людей отношение массы скелета к массе тела до пожилого, старческого возраста сохраняется на уровне до 20%, затем несколько уменьшается.

Кости скелета являются рычагами, приводимыми в движение мышцами. В результате этого части тела изменяют положение по отношению друг к другу и передвигают тело в пространстве. К костям прикрепляются связки, мышцы, сухожилия, фасции. Скелет образует вместилища для жизненно важных органов, защищая их от внешних воздействий: в полости черепа расположен головной мозг, в позвоночном канале -- спинной, в грудной клетке -- сердце и крупные сосуды, легкие, пищевод и др., в полости таза -- мочеполовые органы. Кости участвуют в минеральном обмене, они являются депо кальция, фосфора и т. д. Живая кость содержит витамины A, D, С и др. Кости образованы костной тканью, которая относится к соединительной, состоит из клеток и плотного межклеточного вещества, богатого коллагеном и минеральными компонентами. Они-то и определяют физико-химические свойства костной ткани (твердость и упругость). В костной ткани содержится около 33 % органических веществ (коллаген, гликопротеиды и др.) и 67 % неорганических соединений. Это в основном кристаллы гидрооксиапатита. Сопротивление свежей кости на разрыв такое же, как меди, и в 9 раз больше, чем свинца. Кость выдерживает сжатие 10 кг/мм (аналогично чугуну). А предел прочности, например, ребер на излом ПО кг/см2. Различают костные клетки двух типов: остеобласты и остеоциты. Остеобласты -- это многоугольной, кубической формы молодые костные клетки, богатые элементами зернистой цитоплазматической сети, рибосомами и хорошо развитым комплексом Гольджи. Остеоциты -- зрелые многоотростчатые клетки, которые залегают в костных лакунах, будучи замурованными в основное костное вещество. Отростки их контактируют между собой, а канальцы, в которых проходят отростки, пронизывают вещество кости. Остеоциты не делятся, органеллы в них развиты слабо. Помимо этих клеток в костной ткани встречаются остеокласты -- крупные многоядерные клетки, разрушающие кость и хрящ.

позвоночник череп скелет кость

2. Строение костей и их классификация

Каждая кость как орган состоит из всех видов тканей, однако главное место занимает костная ткань, являющаяся разновидностью соединительной ткани.

Химический состав костей сложный. Кость состоит из органических и неорганических веществ. Неорганические вещества составляют 65% -- 70% сухой массы кости и представлены главным образом солями фосфора и кальция. В малых количествах кость содержит более 30 других различных элементов. Органические вещества, получившие название оссеин, составляют 30--35% сухой массы кости. Это костные клетки, коллагеновые волокна. Эластичность, упругость кости зависит от ее органических веществ, а твердость -- от минеральных солей. Сочетание неорганических и органических веществ в живой кости придает ей необычайные крепость и упругость. По твердости и упругости кость можно сравнить с медью, бронзой, чугуном. В молодом возрасте, у детей кости более эластичные, упругие, в них больше органических веществ и меньше неорганических. У пожилых, старых людей в костях преобладают неорганические вещества. Кости становятся более ломкими.

У каждой кости выделяют плотное (компактное) и губчатое вещество. Распределение компактного и губчатого вещества зависит от места в организме и функции костей.

Компактное вещество находится в тех костях и в тех их частях, которые выполняют функции опоры и движения, например в диафизах трубчатых костей.

Губчатое вещество находится также в коротких (губчатых) и плоских костях. Костные пластинки образуют в них неодинаковой толщины перекладины (балки), пересекающиеся между собой в различных направлениях. Полости между перекладинами (ячейки) заполнены красным костным мозгом. В трубчатых костях костный мозг находится в канале кости, называемом костномозговой полостью. У взрослого человека различают красный и желтый костный мозг. Красный костный мозг заполняет губчатое вещество плоских костей и эпифизов трубчатых костей. Желтый костный мозг (ожиревший) находится в диафизах трубчатых костей.

Вся кость, за исключением суставных поверхностей, покрыта надкостницей, или периостом.

Различают кости трубчатые (длинные и короткие), губчатые, плоские, смешанные и воздухоносные (Рис.2) . в отделах скелета, где совершаются движения с большим размахом (например, у конечностей). У трубчатой кости различают ее удлиненную часть (цилиндрическую или трехгранную среднюю часть) -- тело кости, или диафиз, и утолщенные концы -- эпифизы. На эпифизах располагаются суставные поверхности, покрытые суставным хрящом, служащие для соединения с соседними костями. Участок кости, расположенный между диафизом и эпифизом, называется метафизом. Среди трубчатых костей выделяют длинные трубчатые кости (например, плечевая, бедренная, кости предплечья и голени) и короткие (кости пясти, плюсны, фаланги пальцев). Диафизы построены из компактной, эпифизы -- из губчатой кости, покрытой тонким слоем компактной.

Губчатые (короткие) кости состоят из губчатого вещества, покрытого тонким слоем компактного вещества. Губчатые кости имеют форму неправильного куба или многогранника. Такие кости располагаются в местах, где большая нагрузка сочетается с большой подвижностью. Плоские кости участвуют в образовании полостей, поясов конечностей, выполняют функцию защиты (кости крыши черепа, грудина, ребра). К их поверхности прикрепляются мышцы.

Смешанные кости имеют сложную форму. Они состоят нескольких частей, имеющих различное строение. Например, позвонки, кости из основания черепа.

Воздухоносные кости имеют в своем теле полость, выстланную слизистой оболочкой и заполненную воздухом. Например, лобная, клиновидная, решетчатая кость, верхняя челюсть.

3. Развитие и рост костей

В онтогенезе человека большинство костей скелета последовательно проходит три стадии в своем развитии. Это перепончатая, хрящевая и костная стадии. Минуют хрящевую стадию так называемые покровные кости (кости свода черепа, лица, ключица).

Вначале в эмбриональной соединительной ткани (мезенхиме) перепончатого скелета на второй неделе развития появляются хрящевые зачатки будущих костей (хрящевая стадия развития скелета). Затем, начиная с 8-й недели внутриутробной жизни, хрящевая ткань на месте будущих костей начинает замещаться костной тканью. Первые костные клетки, точки окостенения появляются в диафизах трубчатых костей. Образование костной ткани на месте хрящевых моделей костей может происходить тремя способами. Это перихондральное, периостальное и энхондральное окостенение. Периостапъное окостенение (образование кости) наблюдается тогда, когда сформировавшаяся надкостница продуцирует молодые костные клетки, Энхондральное окостенение имеет место, когда костная ткань образуется внутри хряща. В хрящ из надкостницы прорастают кровеносные сосуды и соединительная ткань. Хрящ в этих местах начинает разрушаться. Часть клеток проросшей в хрящ соединительной ткани превращается в остео-генные клетки, которые разрастаются в виде тяжей, формирующих в глубине кости ее губчатое вещество.

Диафизы трубчатых костей окостеневают во внутриутробном периоде. Появившиеся в них точки окостенения; называют первичными. Эпифизы трубчатых костей начинают окостеневать или перед самым рождением, или уже во внеутробном периоде жизни человека. Такие точки, образовавшиеся в хрящевых эпифизах, получили название вторичных точек окостенения. Костное вещество эпифизов образуется энхондральным, перихондральным и периостальным способами. Однако на границе эпифизов с диафизом довольно долго сохраняется хрящевая пластинка (эпифизарная), которая замещается костной тканью в 16--24 года, и эпифизы срастаются с диафизами. За счет эпифизарной пластинки трубчатые кости растут в длину. После замещения этих пластинок костной тканью рост костей в длину прекращается.

4. Возрастные изменения костей

Костная ткань динамична, она обладает способностью постоянно обновляться, и на протяжении всей жизни человека в ней меняется количественное и качественное соотношение между органическими и неорганическими веществами. Причем для каждого периода жизни характерны свои соотношения (по ним, в частности, и определяется возраст).

У годовалого ребенка в костной ткани органические вещества преобладают над неорганическими, что в значительной степени определяет мягкость, эластичность его костей. Ведь именно органические вещества да еще вода, обеспечивают кости растяжимость, эластичность. Вспомните школьный опыт: в сосуд с соляной кислотой кладут кусочек кости, и через некоторое время она становится мягкой настолько, что ее даже можно завязать узлом. А происходит это потому, что под действием соляной кислоты растворяются почти все минеральные вещества, а органические остаются.

По мере того, как человек взрослеет, в костной ткани увеличивается процент неорганических веществ и растущие кости обретают все большую твердость. От 1 до 7 лет рост костей ускоряется в длину за счет эпифизарных хрящей, расположенных между телом кости и ее головкой, и в толщину -- благодаря аппозиционному утолщению компактного костного вещества в связи с костеобразующей функцией надкостницы. После 11 лет вновь кости скелета начинают быстро расти , формируются костные отростки (апофизы), костномозговые полости приобретают окончательную форм[1]у. Когда рост заканчивается--а происходит это примерно к 20--25 года,-- хрящи полностью замещаются костной тканью. Рост кости в толщину происходит путем наложения новых масс костного вещества со стороны надкостницы.

В костной ткани продолжают протекать взаимосвязанные процессы созидания и разрушения. Одни остеоны под влиянием крупных многоядерных клеток--остеокластов разрушаются, образуя полости, называемые резорбционными лакунами. Параллельно другие клетки--остеобласты «возводят» новые остеоны. О том, насколько велика скорость обновления костного вещества, говорят хотя бы такие цифры. В эксперименте было установлено, что в течение 50 дней обновляется примерно 29 процентов всего неорганического минерального состава кости в эпифизах (расширенных концевых участках длинных костей) и до 7 процентов в диафизах (средних участках длинных костей). Четко отлаженные, сбалансированные процессы перестройки обеспечивают постоянное обновление костной ткани, предотвращают изнашивание кости. Однако так продолжается до определенного возраста.

Когда человек перешагивает сорокалетний рубеж, в костной ткани начинаются так называемые инволютивные процессы, то есть разрушение остеонов идет более интенсивно, чем их созидание. Эти процессы в дальнейшем способны привести к развитию остеопороза, при котором костные перекладины губчатого вещества истончаются, часть их рассасывается полностью, межбалочные пространства расширяются, и в результате уменьшается количество костного вещества, плотность кости снижается.

С возрастом становится не только меньше костного вещества, но и процент органических веществ в костной ткани снижается. И кроме того, уменьшается содержание воды в костной ткани, она как бы высыхает. Кости становятся ломкими, хрупкими, и даже при обычных физических нагрузках в них могут появиться трещины.

Для костей пожилого человека характерны краевые костные разрастания. Обусловлены они возрастными изменениями, которые претерпевает хрящевая ткань, покрывающая суставные поверхности костей, а также составляющая основу межпозвоночных дисков. С возрастом промежуточный слой хряща истончается, что неблагоприятно сказывается на функции суставов. Как бы стремясь компенсировать эти изменения, увеличить площадь опоры суставных поверхностей, кость разрастается. Краевые костные разрастания могут быть незначительными, но иногда достигают больших размеров.

В норме возрастные изменения в костях развиваются очень медленно, постепенно. Признаки остеопороза обычно выявляются после 60 лет. Однако нередко приходится наблюдать людей, у которых в 70/75-летнем возрасте они выражены незначительно.

5. Общая анатомия соединения костей

Синовиальные соединения (суставы), articulationes synoviales, закладываются на 2-м месяце внутриутробного развития (рис. 284-286). Между концевыми отделами двух развивающихся зачатков мезенхима становится более плотной. Этот уплотненный участок представляет собой мезенхимный суставной диск, или первичную суставную пластинку.

В процессе дальнейшего развития между клетками мезенхимы накапливаются аморфное вещество и тканевая жидкость. В результате этого клетки разобщаются, между ними появляются небольшие полости, которые впоследствии сливаются; на месте диска образуется синовиальная полость. Концевые отделы двух зачатков приходят в соприкосновение друг с другом и сочленяются между собой хрящевыми суставными поверхностями. Мезенхима, окружающая образовавшуюся полость, уплотняется и разделяется на два слоя. Более толстый наружный слой состоит из плотной соединительной ткани. Этот слой формирует основу фиброзной перепонки капсулы сустава. Перепонка сохраняет связь с надхрящницей, а в дальнейшем - с надкостницей. Из внутреннего слоя формируется синовиальная мембрана.

Процесс перестройки первичной суставной пластинки происходит под влиянием мышечных закладок, которые вызывают натяжения в тканях, окружающих будущий сустав. Это натяжение способствует формированию связок сустава еще до образования его полости.

В отдельных суставах мезенхима суставного диска рассасывается не полностью, а превращается в волокнистый хрящ, из которого формируются мениски, имеющие свободный край (коленный сустав), и диски, разделяющие полость сустава на две изолированные полости - двухкамерные суставы: височно-нижнечелюстной, грудино-ключичный.

Межпозвоночные диски новорожденных имеют относительно большие размеры, чем у взрослого человека. В пожилом возрасте снижается эластичность межпозвоночных дисков, в них появляются очаги окостенения, так же как в передней продольной связке.

В суставах новорожденного имеются все элементы, которые встречаются в суставах взрослого, но они являются только прообразом их. Последующее развитие и моделирование дефинитивных форм суставных поверхностей происходят в соответствии с наследственной программой и влияниями окружающей среды.

Суставы новорожденного отличаются от одноименных суставов взрослого человека определенными характеристиками.

Плечевой сустав новорожденного имеет плоскую овальную суставную впадину лопатки, которая окружена невысокой суставной губой. Объем движения в суставе ограничен, так как суставная капсула утолщена, а клювовидно-плечевая связка короткая. К 4-7 годам углубляется суставная впадина, капсула сустава становится свободной, удлиняется клювовидно-плечевая связка и сустав принимает отроение, близкое к таковому у взрослого человека.

Локтевой сустав новорожденного отличается слаборазвитыми связками и туго натянутой суставной капсулой. Формирование сустава продолжается до 13-14 лет. В лучезапястном суставе суставной диск еще не сформировался, сливается с дистальным хрящевым эпифизом локтевой кости. Капсула сустава тонкая. Кости кисти представлены хрящевыми закладками, которые существенно отличаются по форме от будущих костей, вследствие чего движения в лучезапястном суставе и в суставах кисти резко ограничены. Формирование суставов происходит параллельно с окостенением костей кисти.

В тазобедренном суставе новорожденного вертлужная впадина почти плоская, не сформирован ее участок, составляющий у взрослого человека „крышу" сустава. Поэтому головка бедренной кости расположена вне впадины и даже выше нее. Суставная капсула туго натянута, из связок хорошо развита только подвздошно-бедренная. К 4-7 годам головка бедренной кости погружается в вертлужную впадину, а к 13-14 годам сустав принимает окончательную форму.

Коленный сустав новорожденного отличается плотной, туго натянутой суставной капсулой, недостаточно дифференцированными менисками (они представлены соединительнотканными пластинками), короткими крестообразными связками. Окончательную форму сустав принимает к 10-12 годам.

У голеностопного сустава и суставов стопы новорожденного отмечаются тонкие капсулы, слаборазвитые связки. Дальнейшее формирование суставов происходит под влиянием стояния и хождения параллельно с окостенением костей стопы.

В височно-нижнечелюстном суставе новорожденного не выражен суставной бугорок, но уже имеется дифференцированный суставной диск, напоминающий таковой взрослого человека.

Симфизы развиваются из соединительной ткани.

С началом сегментации позвоночника между закладками его тел формируются межпозвоночные диски. Внутренние отделы этих дисков состоят из волокнистого хряща, переходящего в студенистое ядро. Наружный отдел образуется из плотной соединительной ткани и составляет так называемое фиброзное кольцо.

При развитии лобкового симфиза пространство между хрящевыми концами лобковых костей заполняется волокнистым, хрящом, но внутри его остается небольшое щелевидное пространство, которое полностью не разделяет эти кости.

Синдесмозы (связки, швы) формируются из соединительной ткани.

Развитие связок происходит параллельно с развитием капсул суставов.

Швы формируются также из пучков соединительной ткани, объединяющей кости черепа и лица в одно целое.

В процессе роста и сближения костей прослойки соединительной ткани в швах уменьшаются, а у взрослых постепенно замещаются костной тканью, переходя в синостоз (окостенение синдесмоза).

Хрящевые соединения формируются между костями, образующимися на основе хрящевой модели. Так, хрящевая ткань соединяет кости основания черепа, крестца, копчика, таза и др. Впоследствии в хрящевых соединениях между крестцовыми и копчиковыми костями, а также между частями тазовой кости появляются точки окостенения, и соединения постепенно замещаются костными сращениями. В других участках скелета хрящевые соединения не окостеневают, здесь образуются постоянные синхондрозы, как, например, в области основания черепа.

Кости скелета у живого человека соединены между собой при помощи различного вида соединений. Все соединения костей скелета человека можно разделить на непрерывные, полусуставы (симфизы) и прерывные (суставы).

Непрерывные соединения образованы различными видами соединительной ткани. В зависимости от вида ткани, образующей соединения, их подразделяют на соединительнотканные, хрящевые и костные соединения.

Соединительнотканные, или фиброзные (по названию грубоволокнистой ткани), соединения (синдесмозы) характеризуются наличием соединительной ткани между сочленяющимися костями. Эти соединения прочные, более или менее подвижные. К таким соединениям относят швы между костями черепа (зубчатые, чешуйчатые, плоские), связки и межкостные перепонки. Соединения корней зубов с зубными альвеолами верхней и нижней челюстей также относят к соединительнотканным, поскольку между корнем зуба и стенками альвеол имеется тонкая прослойка соединительной ткани. К фиброзным соединениям относят также межкостные перепонки, которые натянуты между костями предплечья и голени и являются местом начала многих мышц. К фиброзным соединениям относятся связки, которые соединяют соседние кости, удерживают их одну возле другой, укрепляют суставы. Состоят связки из пучков плотной волокнистой ткани.

Хрящевые соединения (синхондрозы) характеризуются прочностью, эластичностью, упругостью и малой подвижностью. К хрящевым соединениям относят межпозвоночные диски, хрящевые соединения с грудиной, хрящевые прослойки между частями молодых, еще не сросшихся частей одной кости. Хрящевые прослойки называют временными хрящевыми соединениями, поскольку они в подростковом и юношеском возрасте замещаются костной тканью.

Костными соединениями называют участки костной ткани, появившейся на месте предшествующего хряща. Например: в месте соединения лобковой, подвздошной и седалищной костей в единую тазовую кость или в местах соединения эпифизов трубчатых костей с их диафизом.

Полусуставы, или симфизы, представляют собой соединения двух костей при помощи хряща (хрящевой прослойки), в котором имеется узкая щель, содержащая небольшое количество жидкости. Полного перерыва между двумя такими сочленяющимися костями еще нет. Полость только намечается. Примером такого соединения может служить лобковый симфиз - соединение между двумя лобковыми костями, образующими спереди костный таз.

Синовиальные (прерывные) соединения, или суставы, отличаются большой подвижностью, разнообразием движений и сложностью строения. Каждый сустав имеет несколько обязательных элементов:

1) суставные поверхности сочленяющихся костей;

2) суставной хрящ, покрывающий суставные поверхности;

3) суставная капсула, окружающая в виде муфты концы сочленяющихся костей;

4) суставная полость, ограниченная суставными хрящами и внутренней поверхностью суставной капсулы;

5)суставная (синовиальная) жидкость, которая в небольшом количестве имеется в полости каждого сустава. Эта жидкость увлажняет изнутри суставные хрящи, а также участвует в их питании.

Суставные поверхности костей покрыты суставным хрящом. Толщина его находится в прямой зависимости от нагрузки, испытываемой суставом. Чем больше нагрузка, тем толще хрящ.

Суставной хрящ обладает высокими пружинящими свойствами. Это объясняется тем, что его хрящевые клетки и соединительнотканные волокна в глубине хряща ориентированы перпендикулярно по отношению к свободной поверхности хряща, навстречу силам давления, а в поверхностных слоях - вдоль поверхности хряща, навстречу силам трения. Пружинящий суставной хрящ не только сглаживает толчки при движениях, ходьбе, беге, но и равномерно распределяет давление на суставные поверхности сочленяющихся костей.

Суставная капсула каждого сустава состоит из двух слоев. Наружный слой - фиброзная мембрана, плотная, грубоволокнистая, довольно толстая. Прикрепляется наружный слой к костям вблизи краев суставных поверхностей и переходит в надкостницу. Внутренний тонкий слой суставной капсулы - синовидная мембрана, выстилает изнутри фиброзную мембрану. Со стороны суставной полости синовиальная мембрана покрыта плоскими эпителиальными клетками, вырабатывающими суставную жидкость (синовию).

Синовиальная жидкость (синовия), поступающая в суставную полость из сосудов внутреннего слоя суставной капсулы, облегчает скольжение покрытых хрящом суставных поверхностей. Эта жидкость смачивает соприкасающиеся поверхности суставных хрящей, устраняя трение одного о другое.

Суставная капсула укрепляется связками - толстыми пучками плотной волокнистой соединительной ткани, которые прикрепляются своими концами к сочленяющимся костям. Связки не только укрепляют суставы, они направляют и ограничивают движения, препятствуя вывоврачиванию суставов.

6. Возрастные и функциональные изменения соединений костей

Суставы (синовиальные соединения) начинают формироваться на 6-11-й неделе эмбрионального развития. В этот период начинают образовываться суставные поверхности сочленяющихся костей, суставная полость и другие элементы сустава. Между двумя формирующимися костями разрыхляется эмбриональная соединительная ткань, на месте которой позже образуется суставная полость.

У новорожденных уже имеются все анатомические элементы сустава. Однако эпифизы сочленяющихся костей состоят из хряща. Энхондральное окостенение большинства эпифизов начинается после рождения ребенка (1-2-й годы жизни) и продолжается до юношеского возраста. В возрасте 6-10 лет наблюдается усложнение в строении суставной капсулы, увеличивается количество ворсинок и складок синовиальной мембраны, происходит формирование сосудистых сетей и нервных окончаний синовиальной мембраны. В фиброзной мембране суставной капсулы у детей с 3 до 8 лет увеличивается количество коллагеновых волокон, которые сильно утолщаются, обеспечивая ее прочность. Окончательное формирование всех элементов суставов заканчивается в возрасте 13-16 лет. В условиях нормальной физиологический деятельности суставы долго сохраняют неизменный объем движений и мало подвергаются старению. Движения, занятия физкультурой и спортом сохраняют форму и подвижность суставов. При длительных и чрезмерных нагрузках (механических), а также с возрастом в строении и функциях суставов появляются изменения: истончается и деформируется суставной хрящ, уменьшается его пружинящие свойства, склерозируются фиброзная мембрана суставной капсулы и связки, по периферии суставных поверхностей образуются костные выступы - остеофиты. Происходящие анатомические изменения приводят к функциональным изменениям, к ограничению подвижности и уменьшению размаха движений.

Как и у всех млекопитающих, тело человека состоит из головы, туловища и конечностей, причем такое строение приобретает эмбрион уже на 3-м месяце внутриутробной жизни. В течение первого года жизни окостенение скелета происходит очень активно во множестве точек. Этому способствует специфическое строение костной ткани ребенка, в частности относительно большее (в 5-10 раз в расчете на единицу площади поперечного сечения) количество каналов, по которым внутри кости проходят мелкие сосуды. Благодаря этому снабжение костей кровью у детей гораздо более интенсивное, чем у взрослых. На развитии костного скелета может отрицательно сказываться нарушение баланса витамина D, который участвует в метаболизме кальция в костной ткани. Недостаток витамина ведет к появлению рахита, который проявляется в замедлении процессов окостенения и, как следствие, - в нарушении пропорций в развитии сочленяемых костей. Признаки рахита особенно часто видны по измененной форме черепа и грудной клетки. Для профилактики рахита принято давать детям первого года жизни рыбий жир или синтетический витамин D. В то же время избыток этого витамина также нежелателен, так как он может приводить к ускорению процессов окостенения и торможению ростовых процессов в костной ткани

7. Строение скелета

Скелет человека включает позвоночный столб, ребра и грудину -- кости туловища; череп; кости верхних и нижних конечностей. Особенности строения скелета и отдельных его костей сформировались в связи с прямохождением, развитием головного мозга и органов чувств, различными функциями верхних и нижних конечностей. Кости скелета соединяются между собой с помощью разных видов соединений.

Позвоночный столб.

Позвоночный столб (позвоночник), columna vertebralis, образован последовательно накладывающимися друг на друга позвонками, которые соединены между собой при помощи межпозвоночных дисков, связок и суставов. Формируя осевой скелет, позвоночный столб выполняет опорную функцию, служит гибкой осью туловища, участвует в образовании задней стенки грудной и брюшной полостей и таза и является вместилищем для спинного мозга. В позвоночном канале, canalis vertebralis, находится спинной мозг. Таким образом, позвоночник принимает участие в защите спинного мозга и внутренних органов от повреждений. В вертикальном положении позвоночный столб образует опору для головы, органов грудной и брюшной полостей. В позвоночном столбе выделяют пять отделов: шейный, грудной, поясничный, крестцовый и копчиковый. Только крестцовый отдел позвоночного столба является неподвижным, остальные его отделы обладают различной степенью подвижности.

Отдельные позвонки, образующие позвоночный столб, соединены между собой с помощью всех видов соединений -- суставов, непрерывных соединений и полусуставов. При сокращении мышц, прикрепляющихся к позвонкам, происходит изменение положения позвоночного столба в целом или его отдельных частей. Таким образом, отдельные позвонки играют роль костных рычагов.

Длина позвоночного столба у взрослого мужчины колеблется от 60 до 75 см, у женщин -- от 60 до 65 см, что составляет около 2/5 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.

Наибольший поперечник (11--12 см) позвоночный столб имеет на уровне основания крестца. Ширина позвонков уменьшается снизу вверх, на уровне XII грудного позвонка она равна 5 см. Затем происходит постепенное увеличение ширины позвоночного столба до 8,5 см на уровне I грудного позвонка, что связано с прикреплением на этом уровне верхних конечностей. Далее снова наблюдается уменьшение ширины позвоночного столба до I шейного позвонка. От основания крестца книзу заметно уменьшение поперечника позвоночного столба в связи с уменьшением силы тяжести и передачи ее через тазовые кости на головки бедренных костей.

Позвоночный столб не занимает строго вертикальное положение. Он имеет изгибы в сагиттальной и фронтальной плоскостях.

Изгибы позвоночного столба, обращенные выпуклостью назад, называются кифозами, выпуклостью вперед -- лордозами, а выпуклостью вправо или влево -- сколиозами. Выделяют физиологические изгибы позвоночного столба, наблюдаемые у здорового человека, и патологические, которые развиваются вследствие различных болезненных процессов или в результате неправильной посадки ребенка за партой в школе. Различают следующие физиологические изгибы: шейный и поясничный лордозы, грудной и крестцовый кифозы, грудной (аортальный) сколиоз. Физиологические лордозы и кифозы являются постоянными образованиями, аортальный сколиоз встречается в 1/3 случаев, расположен на уровне III--IV и V грудных позвонков в виде небольшой выпуклости вправо и вызван прохождением на этом уровне грудного отдела аорты.

Возрастные особенности позвоночника.

Позвоночник новорожденного имеет вид пологой дуги, вогнутой спереди. Изгибы начинают формироваться только начиная с 3--4 месяцев жизни ребенка, когда он начинает держать голову. Вначале возникает шейный лордоз. Когда ребенок начинает сидеть (4--6-й месяцы жизни), формируется грудной кифоз. Позднее появляется поясничный лордоз, который образуется в то время, когда ребенок начинает стоять и ходить (9--12-й месяцы после рождения). Одновременно формируется крестцовый кифоз. Изгибы позвоночного столба становятся хорошо заметными к 5--6 годам, окончательное их формирование заканчивается к подростковому, юношескому возрасту.

При неравномерном развитии мышц правой или левой стороны тела, неправильном положении учащихся за партой, у спортсменов как следствие асимметричной работы мышц могут возникать патологические изгибы позвоночника в стороны -- сколиозы.

Длина позвоночного столба новорожденного ребенка составляет 40% длины его тела. В первые два года длина позвоночника почти удваивается. Различные отделы позвоночного столба новорожденного ребенка растут неравномерно. На первом году жизни быстрее растет поясничный отдел, несколько медленнее -- шейный, грудной и крестцовый. Медленнее всего растет копчиковый отдел. К началу периода полового созревания рост позвоночного столба замедляется. Новое ускорение его роста наблюдается у мальчиков к 13--14, у девочек к 12--13 годам.

Межпозвоночные диски у детей относительно толще, чем у взрослых людей. С возрастом толщина межпозвоночных дисков постепенно уменьшается, они становятся менее эластичными, студенистое ядро уменьшается в размерах. У пожилых людей вследствие уменьшения толщины кифоза длина позвоночного столба уменьшается на 3--7 см. Наблюдается общее разрежение костного вещества (остеопороз), обызвествление межпозвоночных дисков и передней продольной связки. Все это уменьшает рессорные свойства позвоночного столба, а также его подвижность и крепость.

Грудная клетка.

Грудная клетка представляет собой костно-хрящевое образование, состоящее из грудных позвонков, 12 пар ребер и грудины, соединенных между собой при помощи различных видов соединений. У грудной клетки различают 4 стенки (переднюю, заднюю и две боковые) и два отверстия (верхнюю и нижнюю апертуры). Передняя стенка образована грудиной и реберными хрящами, задняя -- грудными позвонками и задними концами ребер, а боковые -- ребрами. Ребра отделены друг от друга межреберными промежутками. Верхняя апертура ограничена верхним краем грудины, первыми ребрами и передней поверхностью первого грудного позвонка.

Переднебоковой край нижней апертуры, образованный соединением передних концов VII--X ребер, называется реберной дугой. Правая и левая реберные дуги ограничивают с боков подгрудинный угол, открытый книзу. По бокам сзади нижняя апертура ограничена двенадцатыми ребрами и двенадцатым грудным позвонком. Через верхнюю апертуру проходят трахея, пищевод, сосуды, нервы. Нижняя апертура закрыта диафрагмой, которая имеет отверстия для прохождения аорты, пищевода и нижней полой вены.

Грудная клетка человека по форме напоминает неправильной формы усеченный конус. Она расширена в поперечном направлении и уплощена в переднезаднем, спереди она короче, чем сзади.

Возрастные особенности грудной клетки.

У новорожденных грудная клетка имеет конусовидную форму. Переднезадний диаметр больше поперечного, ребра расположены почти горизонтально. В первые два года жизни идет быстрый рост грудной клетки. В возрасте 6--7 лет ее рост замедляется, а в 7--18 лет наиболее сильно растет средний отдел грудной клетки.

Усиленный рост грудной клетки у мальчиков начинается с 12 лет, а у девочек -- с 11 лет. К 17--20 годам грудная клетка приобретает окончательную форму. У людей брахиморфного типа телосложения грудная клетка имеет коническую форму, у лиц долихоморфного типа телосложения грудная клетка более плоская.

В старческом возрасте в связи с увеличением грудного кифоза грудная клетка укорачивается и опускается.

Физические упражнения не только укрепляют грудную мускулатуру, но и увеличивают размах движений в суставах ребер, что приводит к увеличению объема грудной клетки при дыхании и жизненной емкости легких.

Строение черепа.

Череп, образованный парными и непарными костями, защищает от внешних воздействий головной мозг и органы чувств и дает опору начальным отделам пищеварительной и дыхательной систем.

Череп условно подразделяют на мозговой и лицевой. Мозговой череп является вместилищем для головного мозга.

С ним неразрывно связан лицевой череп, служащий костной основой лица и начальных отделов пищеварительного и дыхательного путей и образующий вместилища для органов чувств.

Мозговая часть черепа включает в себя: лобную кость, две теменные кости, две височные кости, две клиновидные кости, затылочную кость Лицевая часть черепа состоит из: верхней челюсти, двух носовых костей, скуловой кости, нижней челюсти.

Возрастные изменения черепа.

Череп претерпевает существенные изменения в онтогенезе. Затылочная кость новорожденного ребенка состоит из четырех частей: базилярной, двух латеральных и чешуи, разделенных пластинками хряща. Сращение их начинается на втором году жизни. В первую очередь происходит сращение чешуи с латеральными частями. Срастание базилярной части с латеральными частями начинается в 3--4 года и заканчивается в 6--10 лет. Название частей сохраняются и для кости взрослого, на которой границ их, как правило, незаметны. В 16--17 лет затылочная кость срастается с лежащей впереди нее клиновидной, но след бывшего здесь хряща обычно остается заметным.

Клиновидная кость к моменту рождения образована тремя частями: центральной, состоящей из тела и малых крыльев; больших крыльев с латеральной пластинкой крыловидного отростка и медиальной пластинки крыловидного отростка, которые срастаются в течение 3--8-го годов жизни. У новорожденного клиновидная пазуха представляет собой небольшую полость, которая растет, в теле клиновидной кости. В возрасте 8--10 лет пазуха находится внутри тела этой кости, впоследствии (11 --15 лет) достигает размеров пазухи взрослого.

У новорожденного ребенка лабиринты решетчатой кости наряду с хрящевой перпендикулярной пластинкой являются самостоятельными частями, которые на 5--6-м году жизни срастаются в единую решетчатую кость. У новорожденного выражены лишь 3--4 округлые передние ячейки решетчатого лабиринта, впоследствии их форма становится более многообразной, а окончательная устанавливается в возрасте 12--14 лет.

Височная кость у новорожденного ребенка состоит из трех частей: чешуйчатой, барабанной и каменистой. Срастание частей височной кости начинается еще до рождения и заканчивается к 13--14 годам. Барабанная часть у новорожденного имеет вид незамкнутого кольца, на котором натянута барабанная перепонка. В первые годы жизни поперечный размер кольца увеличивается, оно превращается в трубку и как бы оттесняет каменистую часть в медиальном направлении. Эта трубка расширяется и формирует задненижнюю часть наружного костного слухового прохода, крыша которого образована чешуйчатой частью. Нижнечелюстная ямка новорожденного сглажена, она формируется окончательно лишь в возрасте 6 лет, а в старости вновь уплощается. Суставной бугорок появляется в возрасте 7--8 мес, но принимает постоянную форму лишь после смены молочных зубов постоянными. Верхний край чешуи височной кости у новорожденного почти прямой.

У новорожденного лобная кость состоит из двух половин, соединенных лобным швом (метопическим). Процесс сращения обеих половин начинается в средней части шва на 6-м месяце после рождения, затем распространяется вверх и вниз, заканчиваясь концу 3-го года жизни. Лобная пазуха у новорожденного ребенка имеет вид полосы, которая к концу 4-го года достигает величины горошины, в возрасте 7--8 лет -- несколько увеличивается, в 9--11 лет составляет 50% окончательной величины. Лишь в 12--14 лет устанавливается форма уплощенного спереди назад лепестка.

Верхняя челюсть. Верхнечелюстная пазуха у новорожденного развита слабо. Ее окончательная неправильная округлая форма образуется в возрасте 7 лет. Альвеолярная дуга новорожденного ребенка имеет вид широкого короткого желоба. После рождения альвеолярная дуга удлиняется, что связано с прорезыванием зубов, а верхнечелюстной бугор увеличивается.

К моменту рождения обе половины нижней челюсти соединены между собой фиброзной тканью. Их костное сращение начинается на третьем месяце после рождения и оканчивается в 2-летнем возрасте. У новорожденных и детей первого года жизни нижняя челюсть имеет более закругленную форму, ветвь короткая, квадратной формы, с возрастом она удлиняется, угол нижней челюсти тупой (140--150°). В зрелом возрасте размеры угла приближаются к прямому. В пожилом и старческом возрасте у людей, потерявших зубы, ветвь становитя короче, угол увеличивается, альвеолярная часть атрофируется. Срастание частей подъязычной кости в единую кость происходит в возрасте 25--30 лет.

У новорожденного между костями не существует швов, пространство заполнено соединительной тканью. В участках, где сходятся несколько костей, имеется 6 родничков, закрытых соединительно-тканными пластинками: 2 непарных (передний и задний) и 2 парных (клиновидный и сосцевидный). Самый крупный -- передний, или лобный, родничок имеет ромбовидную форму. Он расположен там, где сближается правая и левая половины лобной и теменные кости. Задний, или затылочный, помещается там, где сходятся теменные и затылочная кости. Клиновидный родничок находится сбоку в углу, образованном лобной, теменной и большим крылом клиновидной кости. Сосцевидный родничок расположен в том месте, где сходятся затылочная, теменная кости и сосцевидный отросток височной кости. Благодаря наличию родничков череп новорожденного очень эластичен, его форма может изменяться во время прохождения головки плода через родовые пути в процессе родов. Формирование швов заканчивается в основном на 3--5-м году жизни, к этому времени закрываются роднички. На 2--3-м месяце после рождения закрываются задний (затылочный) и сосцевидный роднички, к 1,5 годам -- передний, лишь к 3-м годам окончательно исчезает клиновидный родничок.

Объем полости мозгового черепа новорожденного в среднем составляет 350--375 см3. В первые 6 месяцев жизни ребенка он удваивается, к 2 годам утраивается, у взрослого он в 4 раза больше, чем объем полости мозгового черепа новорожденного. Глабелла у новорожденного отсутствует, она образуется к 15-летнему возрасту. Соотношение мозгового и лицевого черепа у взрослого и новорожденного различны. Лицо новорожденного ребенка короткое и широкое. В латеральной норме соотношение площадей лицевого черепа к мозговому (граница между ними -- линия, соединяющаяся назион, с задним краем суставного отростка нижней челюсти) у новорожденного равно 1:8, 2-летнего ребенка-- 1:6, у 5-летнего-- 1:4, 10-летнего-- 1:3, взрослой женщины -- 1:2,5, взрослого мужчины -- 1:2.

После рождения рост черепа происходит неравномерно. В постнатальном онтогенезе выделяют три периода роста и развития черепа.

1. Период энергичного активного роста -- от рождения до 7 лет. В течение первого года жизни череп растет более или менее равномерно. От года до 3 лет череп особенно активно растет сзади, это связано с переходом ребенка на 2-м году жизни к прямохождению. С 3 до 7 лет продолжается рост всего черепа, особенно его основания. К 7 годам рост основания черепа в длину в основном заканчивается и оно достигает почти такой же величины, как у взрослого человека.

2. Период замедленного роста -- от 7 до 12--13 лет (начало полового созревания). В это время в основном растет свод мозгового черепа, объем полости последнего достигает 1200--1300 см3.

3. В третьем периоде -- после 13 лет активно растут лобный отдел мозгового и лицевой череп. Проявляются половые особенности черепа: у мужчин лицевой череп растет в длину сильнее, чем у женщин, лицо удлиняется. Зарастание швов начинается в возрасте 20--30 лет, у мужчин несколько раньше, чем у женщин. Сагиттальный шов зарастает в возрасте 22--35 лет, венечный -- в 24--41 год, ламбдовидный -- в 26--42 года, сосцевидно-затылочный -- в 30--81 год, чешуйчатый шов, как правило, не зарастает. Целесообразно выделить и 4-й период -- период преобразования черепа, в пожилом и старческом возрасте. Альвеолярные отростки верхней и альвеолярная часть нижней челюстей уменьшаются, жевательная функция ослабевает, мышцы частично атрофируются, изменяется рельеф челюстей, они становятся менее массивными, рельеф костей черепа сглаживается, частично рассасывается губчатое вещество.

8. Развитие и возрастные особенности скелета

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. Учитывая, что возрастные особенности учащийся будет изучать после подробного знакомства с анатомией взрослого человека, мы в настоящем разделе, как и в остальных подобных, останавливаемся только на некоторых возрастных особенностях. Подробно о развитии см. учебник эмбриологии. 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.