ОСТЕОЛОГІЯ

ЗАГАЛЬНА ОСТЕОЛОГІЯ

 

ПЛАН

  1. Опорно-руховий апарат.
  2. Скелет.
  3. Кістка як орган.
  4. Класифікація кісток.
  5. Загальний план будови трубчастих кісток, губчастих кісток, плоских кісток, повітроносних кісток.
  6. Рентгеноанатомія кісток.
  7. Короткі відомості про розвиток кісток у філогенезі. Розвиток, ріст і формування кісток у пре- та постнатальному періодах життя людини.
  8. Вплив зовнішніх і внутрішніх факторів на ріст і розвиток кісток.
  9. Вікові особливості кісток. Різниця в будові дитячої, юнацької, дорослої та старечої кісток.
  10. Фізіологічні вигини хребта і їх функціональне значення. Поняття про сколіоз. Постава тіла ї її анатомічні основи.

 

  1. Опорно-руховий апарат.

 

Переміщення в просторі і зміна положення тіла (локомоція) – одна з основних функцій організму. Цю функцію забезпечує опорно-руховий апарат, який складається з активної і пасивної частин. Пасивна частина – це кістки і з’єднання між ними. Активна частина опорно-рухового апарата представлена скелетними поперечно-посмугованими м’язами.

 

 

  1. Скелет.

 

З кісток утворений скелет (skeleton, від грецького skeletos – висушений), що виконує різноманітні функції. Це в першу чергу опора і пересування. Форма тіла людини також залежить від скелета, який має бічну симетрію і сегментарну будову. Кістки є важелями, що приводяться в рух м’язами. При скороченні м’язів частини тіла змінюють своє положення і переміщують тіло в просторі. До кісток прикріплюються зв’язки, фасції та інші сполучнотканинні утвори. Крім цього, кістки скелета утворюють стінки порожнин (порожнини черепа, грудної клітки, таза, хребтовий канал), які надійно захищають розташовані в них органи від ушкоджень. Так, у порожнині черепа розташований головний мозок, у хребтовому каналі – спинний мозок, у порожнині грудної клітки – серце і великі судини, легені, стравохід тощо, у порожнині таза – сечостатеві органи. Кістки беруть участь у мінеральному обміні, депонують солі кальцію, фосфору тощо. Жива кістка містить вітаміни A, D, С та інші.

Скелет – сукупність кісток, які утворюють твердий остов тіла. У живої людини скелет складає 1/5-1/7  загальної маси тіла.

Функції скелета:

– локомоторна – утворює пасивну частину опорно-рухового апарату;

– опорна – до кісток скелету прикріплюються  сухожилки скелетних м’язів, зв‘язки, деякі органи;

– формоутворююча – кістки скелету обмежують порожнини, в яких розташовані внутрішні органи;

– захисна – в порожнинах, обмежених кістками скелета, розташовані внутрішні органи;

– кровотворна та імунна – кістковий мозок  є органом кровотворення і центральним органом імунної системи;

– обмінна функція – приймає участь в обміні речовин, переважно мінеральних речовин, і є депо солей кальцію і фосфору.

Маса «живого» скелета становить 14-20% від маси тіла людини. Твердий скелет складається з 206-210 кісток, 33-35 кісток з яких – непарні. Це хребці, крижова кістка, куприк, деякі кістки черепа і груднина. Решта кісток – парні. Скелет поділяється на осьовий, до якого належить череп, що складається з 29 кісток, хребтовий стовп (32-34 хребці) і грудна клітка (24 ребра і груднина), і додатковий скелет, що включає кістки верхніх (64) і нижніх (62) кінцівок. М’який скелет утворюють сполучнотканинні структури: зв’язки, апоневрози, фасції, міжкісткові перетинки.

Будова  скелета

Хрящ (латинською – cartilago, грецькою – chondros) як орган, утворений з хрящової тканини. Хрящі покриті охрястям (perichondrium), що складається з двох шарів. Зовнішній шар охрястя утворений волокнистою сполучною тканиною, у якій є багато кровоносних судин і нервових закінчень. Внутрішній шар охрястя – хондрогенний, у ньому є прехондробласти і хондробласти. Безпосередньо під охрястям знаходяться хондроцити веретеноподібної форми клітини, які розташовані декількома шарами паралельно до охрястя. Ці клітини за будовою дуже подібні до фібробластів. Глибше розміщені різні за формою і розмірами хондроцити. Ще глибше в лакунах залягають ізогенні групи хрящових клітин. У деяких клітинах можна побачити фігури мітозу. Кістки скелета мають високу механічну міцність, що зумовлена фізико-хімічною єдністю органічних і неорганічних речовин, а також особливою конструкцією кісткової тканини. За міцністю кістка не поступається міді та залізу. Значна кількість органічних речовин (особливо у дітей) забезпечує її велику пружність і еластичність. Якщо в кістці переважають неорганічні речовини, то кістка стає більш ламкою (у старих людей). Так, опір живої кістки і міді на розтягання приблизно однаковий. Кістка витримує стиснення 10 кг/мм2 (аналогічно чавуну). Межа міцності ребер на злам досягає 110 кг/см2. Це пов’язано з особливостями хімічного складу і будови кісток.

Вміст води в «живій» кістці сягає 50%. У сухому залишку кісткової тканини є приблизно 33% органічних речовин, які називають «осеїном», і 67% неорганічних речовин (солей кальцію, фосфору, магнію та інших елементів).

 

 

  1. Кістка як орган.

 

Кістки побудовані з кісткової та хрящової тканини, яка складається з клітин і щільної міжклітинної речовини.

Кістка (оs) ззовні (крім зон суглобового хряща) вкрита окістям (periosteum) – це  міцна сполучнотканинна пластинка, в якій багато кровоносних, лімфатичних судин та нервових закінчень. Окістя міцно зрощене з кісткою за допомогою сполучнотканинних волокон, що проникають у глибину кістки. Зовнішній шар окістя волокнистий і утворений переважно колагеновими волокнами. Внутрішній шар окістя – остеогенний, він безпосередньо прилягає до кісткової тканини. У ньому розташовані  веретеноподібні «спочиваючі» остеогенні клітини, за рахунок яких відбуваються ріст кістки у товщину та її регенерація після пошкодження. Остеогенні клітини вважаються стовбуровими, бо вони здатні до інтенсивного мітотичного поділу і є поліпотентними. У процесі диференціювання з них, у залежності від мікрооточення, можуть утворюватися клітини декількох типів – остеобласти і хондробласти.

На поверхнях кожної кістки помітні випуклості, заглибини, борозни, отвори, шорсткості. До тих структур прикріплюються сухожилки м’язів, фасції, зв’язки, проходять судини і нерви. Підвищення, що виступають над поверхнею кістки, називають приростками, або апофізами (від латинського apophysis – виріст). До них відносяться: горб (tuber), горбок (tuberculum), гребінь (crіsta), відросток (processus). На кістах є також заглибини: ямка (fossa), ямочка (fossula). Поверхні кістки обмежені краями (margo). На ділянках кісток, до яких прилягають нерви, кровоносні судини та інші структури, мають борозни (sulcus – борозна). У місцях проходження через кістку судини або нерва утворюються: канал (canalis), каналець (canaliculus), щілина (fissura), вирізка (incisura). На поверхні кожної кістки, особливо з внутрішньої сторони, помітні маленькі отвори, що йдуть у глиб кістки – це живильні отвори (foramina nutricia).

Розрізняють щільну і губчасту кісткову речовину. Щільна кісткова речовина (substantia ossium compacta) побудована з щільної тканини, пронизаної тонкими  каналами остеонів (каналами Гаверса), що містять кровоносні судини і нервові волокна. Навколо кожного каналу кісткова речовина утворює по 4-20 циліндричних пластинок остеону. Структура з каналу Гаверса разом з навколишніми кістковими пластинками називається остеоном, або системою Гаверса. Діаметр остеона дорівнює приблизно 0,3–0,4 мм, довжина – до 2 см і більше. На межі між пластинками залягають кісткові клітини — остеоцити.

У сусідніх пластинках одного остеону волокна орієнтовані в різних напрямках, що забезпечує міцність кістки. Сусідні пластинки з’єднані між собою колагеновими волокнами. Кількість пластинок остеону та його діаметр максимально віддалені від джерела живлення – судини, яка проходить в каналі остеону. Ця відстань не повинна перевищувати 0,2 мм, а діаметр остеону – 0,4 мм, бо остеоцити живляться за рахунок міжклітинної рідини, що надходить по системі кісткових канальців, де проходять їх відростки. Між остеонами залягають вставні пластинки – залишки остеонів, які руйнуються в процесі життєдіяльності і перебудови кістки. Ці пластинки служать матеріалом для утворення нових остеонів. Ззовні від остеонів під окістям розташовані рівнобіжними рядами зовнішні оточуючі (генеральні) пластинки. Внутрішній шар щільної речовини кістки, що межує з кістковомозковою порожниною і покритий ендоостом, представлений внутрішніми оточуючими (генеральними) пластинками. Канали остеонів з’єднуються між собою і з поверхнею кістки короткими поперечними проникаючими каналами (канали Фолькмана, живильні канали). Через ці канали зі сторони окістя у кісту проникають судини, які живлять кістку і нервові волокна. Зсередини канали остеонів вистелені ендоостом, утвореним з тонкої сполучнотканинної пластинки, внутрішнім шаром якої є плоскі остеогенні клітини. Остеогенні клітини диференціюються в остеобласти, які утворюють нові остеони, беруть участь у відновленні кістки при пошкодженнях. Остеогенні клітини в „спочиваючому” стані морфологічно не відрізняються від інших клітин, розташованих поруч. Лише після „активації”, перетворюючись в остеобласти, вони морфологічно розпізнаються. При цьому цитоплазма стає більш базофільною, бо зростає кількість рибосом і елементів зернистої ендоплазматичної сітки.

Губчаста кісткова речовина (substantia ossium spongiosa) складається з тонких кісткових пластинок і поперечин (кісткових балок), які перехрещуються між собою. Напрямок поперечин (балок) у губчастій речовині збігається з кривими стиснення і розтягнення, утворюючи конструкції склепінних арок. Таке розташування кісткових балок між собою під певним кутом забезпечує рівномірну передачу тиску чи тяги м’язів на кістку.

Губчаста речовина, що розташована між двома пластинками щільної речовини в кістках склепіння черепа, називається проміжною речовиною – диплое. Її ще називають пластинчастою губчастою речовиною, бо вона не формує остенів. Зовнішня пластинка цих кісток склепіння черепа – товста і міцна, а внутрішня – тонка, при травмі легко ламається, тому її ще називають «скляною» пластинкою.

П.Ф. Лесгафт сформулював ряд загальних принципів організації кісток:

1) губчаста кісткова речовина утворюється в місцях найбільшого стиснення або розтягнення;

2) розвиток кісткової тканини залежить від діяльності приєднаних до даної кістки м’язів;

3) трубчаста й аркова будова кістки забезпечує найбільшу міцність при мінімальних затратах кісткового матеріалу;

4) зовнішня форма кістки залежить від тиску на них навколишніх тканин і органів, у першу чергу м’язів; форма кістки змінюється при зменшенні або збільшенні тиску;

5) зміна форми кістки залежить від зовнішніх сил.

Рельєф кісток залежить від характеру прикріплення до них м’язів. Так, у місцях прикріплення до кістки сухожилків утворюються кісткові виступи. Якщо м’яз вплітається в окістя своєю м’ясистою частиною, то на кістці утворюється заглибина. У місцях проходження судин і нервів на кістках утворюються борозни.

Різні кістки скелета відрізняються між собою як за формою, так і за функцією. Структура і функція кістки взаємозалежні і взаємообумовлені.

 

Кістка являє собою окремий самостійний орган, до складу якого входять такі компоненти: кісткова тканина, хрящова тканина, кістковий мозок, судини, нерви.

Кісткова тканина. Хімічний склад кісткової тканини: органічні речовини (28%), неорганічні речовини (22%), вода (50%).Хімічний склад кісткової тканини не стабільний  і залежить від віку людини, стану його здоров’я, навколишнього середовища, спортивної та професіональної діяльності. Кістки побудовані пластинчастою кістковою тканиною, яка утворена кістковими пластинками. В залежності від  розташування кісткових пластинок виділяють компактну або щільну кісткову тканину і губчасту кісткову тканину. Структурною одиницею компактної кісткової тканини є остеон. Остеон – це система кісткових пластинок, які концентрично розташовані навколо центрального каналу, через який проходять судини. В губчастій кістковій тканині кісткові пластини утворюють кісткові перекладини, які перехрещуються між собою. Ззовні кістка, крім суглобових поверхонь вкрита окістям, в якому виділяють зовнішній волокнистий шар і внутрішній –клітинний шар.

Хрящова тканина. Суглобові поверхні кісток вкриті гіаліновим хрящем.

Кістковий мозок. Кістковий мозок за будовою  і функцією поділяється на два види: червоний кістковий мозок та жовтий кістковий мозок. Червоний кістковий мозок функціонально активний і виконує кровотворну та імунну функції (центральний орган імунної системи). Жовтий кістковий мозок функціонально не активний. Локалізація кісткового мозку. В трубчастих кістках кістковий мозок розташований в кістковомозкових порожнинах В губчастих кістках кістковий мозок розташований в комірках між кістковими перекладками. Вікові особливості співвідношення червоного та жовтого кісткового мозку. У дітей існує тільки  червоний кістковий мозок. Поступово з віком червоний кістковий мозок заміщується на жовтий. У дорослої людини червоний кістковий мозок існує в губчастих кістках: ребрах, груднині, хребцях і плоских кістках – в кістках тазу та черепа.

Судини та нерви. Окістя має багато кровоносних та лімфатичних судин і нервових закінчень. Кісткова тканина кровопостачається кровоносними судинами, які проходять в центральних каналах остеонів. Лімфатичних судин кісткова тканина не має. Чутливої іннервації кісткова тканина не має. Вздовж кровоносних судин розташовані симпатичні волокна, які забезпечують трофічну іннервацію кісткової тканини.

Хрящ і кістка об’єднані між собою спільністю походження, будови і функції. Так, попередником більшості кісток є хрящ. Хрящовий скелет у зародка людини складає приблизно 60% від маси  всього тіла. Поступово хрящ заміняється кісткою. Хрящові моделі довгих кісток, хребців, кісток основи черепа, кінцівок замінюються кісткою. Ріст цих кісток забезпечується проліферативною активністю хряща. Кістки лицевого черепа і склепіння мозкового черепа розвиваються з перетинчастого черепа, минаючи стадію хряща. Такі ж стадії розвитку проходить ключиця. Хрящі вушної раковини і повітроносних шляхів не замінюються кісткою.

 

 

  1. Класифікація кісток.

 

Кістки в філо- та онтогенезі проходять 3 стадії розвитку: сполучнотканинну, хрящову, кісткову. Ті кістки, що пройшли 3 стадії розвитку (непрямий остеогенез) називаються вторинними кістками. Ті кістки, що пройшли 2 стадії розвитку, виключаючи хрящову стадію (прямий остеогенез), називаються первинними.

Розрізняють 3 різновиди скостеніння: ендесмальне (розвивається безпосередньо в сполучній тканині); періхондральне (за рахунок охрестя хрящового зачатка кістки); енхондральне (внутрішньохрящове)  – при цьому різновиді утворюються ядра скостеніння. За часом появи в онтогенезі ядра скостеніння поділяють на: первинні (зокрема, формують діаліз трубчастих кісток); вторинні (зокрема, формують епіфізи трубчастих кісток); додаткові (зокрема, формують апофізи).

За формою кістки поділяються на: довгі (трубчасті та губчасті) кістки, короткі (трубчасті та губчасті) кістки, плоскі кістки, атипові кістки, повітроносні кістки.

Довга трубчаста кістка (os longum) має видовжену середню частину – діафіз (diaphysis; від грецького dia – між, phyo – росту), циліндричної або тригранної форми і два стовщені кінці – наростки, або епіфізи (epiphysis, від грецького epi – над). Наближений до тулуба наросток називають ближчим, або проксимальним (proximalis), а протилежний – дальшим (кінцевим,) або дистальним (distalis). На кожному з епіфізів розташована суглобова поверхня (facies articularis), яка вкрита наростковим хрящем (cortilago epiphysialis), який сполучається в суглобі з відповідною кісткою. Суглобова поверхня може бути опуклою (головка), увігнутою (суглобова ямка) або у вигляді виростка (condylus). Тіло трубчастої кістки побудоване з щільної речовини, у середині тіла є кістковомозкова порожнина (cavitas medullaris), яка заповнена кістковим мозком. Спочатку в онтогенезі наявний червоний кістковий мозок (medulla ossium rubra), який виконує кровотворну функцію, а потім він поступово замінюється жовтим кістковим мозком (medulla ossium flava), бо у ньому переважають жирові клітини. Наростки побудовані з губчастої речовини, яка ззовні вкрита тонкою пластинкою з щільної речовини. У губчастій речовині розміщений червоний кістковий мозок.

Ділянка трубчастої кістки, розташована між діафізом і епіфізом, називається метафізом (metaphysis). У дітей та підлітків метафіз утворений з метафізарного хряща, який є джерелом росту кістки у довжину. Поступово хрящ замінюється кісткою.

Короткі трубчасті кістки ї моноепіфізарними та, відповідно, монометафізарними.

Плоска кістка (os planum). Це такі кістки, які беруть участь в утворенні порожнин і поясів кінцівок, виконують захисну функцію (кістки склепіння черепа, тазові кістки). До їхніх поверхонь прикріплюються м’язи.

Атипова кістка (os irregulare) має неправильну форму. Наприклад, скронева кістка черепа, яка складається з окремих частин різної форми.

Повітроносна кістка (os pneumaticum) має заповнену повітрям порожнину, стінка якої вистелена слизовою оболонкою. До цього класу кісток належать такі кістки черепа: лобова, клиноподібна, решітчаста, верхня щелепа.

Кістки немовлят утворені в основному з губчастої речовини, яка вкрита тонким шаром компактної речовини, кісткові балки ще не впорядковані, остеони тонкі, кісткові канальці неправильної форми. Окістя відносно товсте. У кістковому матриксі переважають органічні речовини. Майбутні короткі кістки, наростки, виростки і приростки довгих кісток ще побудовані з хряща, але діафізи – з кістки. Заміщення хрящової тканини кістковою відбувається поступово до 20-25 років.

Кістка дуже пластична. У живому організмі, коли на нього діють різноманітні фактори зовнішнього середовища, постійно відбувається перебудова кісток: збільшується або зменшується кількість остеонів, їх розташування, змінюється напрямок ліній стиснення та розтягнення. Зокрема, при тренуваннях, спортивних вправах, фізичному навантаженні змінюється структура і форма кісток. При постійному фізичному навантаженні на кістку наступає її робоча гіпертрофія: щільна речовина потовщується, кістково-мозкова порожнина звужується. При сидячому способі життя, тривалому перебуванні на ліжку під час хвороби, коли дія м’язів на кістки скелету зменшується, кістки тоншають і слабшають. Перебудовується як щільна, так і губчаста речовина, яка стає комірчастою. Будова кістки залежить від професійної діяльності людини. При значних фізичних навантаженнях тяга сухожилків, що прикріплюються до кісток у визначених місцях, призводить до утворення додаткових виступів і горбів. Прилягання м’язових пучків безпосередньо до кістки призводить до утворення на ній плоских поверхонь і навіть ямок. Вплив м’язів обумовлює характерний для кожної кісти рельєф її поверхні і відповідну внутрішню будову.

Перебудова кісткової тканини можлива завдяки одночасному руйнуванню старої кісткової тканини (резорбція) і утворенню нової кісткової тканини. На місці кісткової тканини, що руйнується, формуються нові остеони і кісткові трабекули. Таким чином, не тільки біологічний початок (спадковість), але й умови зовнішнього середовища, соціальні фактори впливають на конструкцію кістки. Кістка змінює свою будову відповідно до зміни фізичного навантаження, виду виконуваної роботи.

 

Отже, в організмі існує понад 200 кісток. Класифікація кісток заснована на формі, розмірах і розвитку кісток.

 

Класифікація кісток:

  1. Трубчасті кістки:

– довгі трубчасті кістки, наприклад, плечова кістка, стегнова кістка;

– короткі трубчасті кістки, наприклад п’ясткові кістки;

  1. Губчасті кістки:

– довгі губчасті кістки, наприклад, ребра, груднина;

– короткі губчасті кістки, наприклад, кістки зап’стка;

– сессамоподібні кістки, наприклад, наколінок.

  1. Плоскі кістки:
  • – кістки поясів кінцівок, наприклад, лопатка:

– кістки склепіння черепу, наприклад, тім’яна кістка;

  1. Повітроносні кістки, наприклад, верхня щелепа;
  2. Змішані кістки, наприклад, хребці.

 

 

  1. Загальний план будови трубчастих кісток, губчастих кісток, плоских кісток, повітроносних кісток.

 

Кожна трубчаста кістка має тіло – діаліз і два кінці: проксимальний і дистальний. Якщо в процесі розвитку центри скостеніння з’являються  на кінці кістки, то такий кінець має назву епіфіза. Ділянка переходу діафіза у епіфіз має назву метафаза. Апофізи – це горбики, гористості, гребені та інше, які утворюють рельєф кістки. Діаліз трубчастої кістки побудований компактною кістковою речовиною. В середині діафіза є кістковомозковий канал, вкритий ендостом, в якому міститься кістковий мозок. Епіфізи побудовані губчастою кістковою речовиною, яка ззовні вкрита тонкою пластинкою компактної кісткової речовини.

Губчасті кістки побудовані губчастою кістковою речовиною, яка ззовні вкрита тонкою пластинкою компактної кісткової речовини.

Плоскі кістки. Кістки склепіння черепу утворені зовнішньою і внутрішньою кістковими пластинками, які побудовані компактною кістковою речовиною. Між зовнішньою і внутрішньою кістковими пластинками розташований шар губчастої кісткової речовини, який має назву діплоє.

Повітроносні кістки  містять порожнину, заповнену повітрям і вистелену слизовою оболонкою. Ці повітроносні порожнини мають назву пазух і відносяться до дихальної частини  носової порожнини.

 

 

  1. Рентгеноанатомія кісток

 

Кістки скелета можна вивчати на живій людині під час рентгенівського дослідження. Наявність солей кальцію в кістах робить їх менш прозорими для променів, ніж навколишні м’які тканини. На рентгенограмах можна чітко побачити ділянки щільної і губчастої речовини, розрізнити окремі частини кістки.

Щільна речовина на рентгенограмі має щільні тіні у вигляді світлих смуг більшої чи меншої ширини, а губчаста – сіткоподібний малюнок різних розмірів. Середня частина діафізів довгих кісток досить товста, її щільна речовина дає відповідної ширини тінь, що звужується у напрямку до епіфізів, де щільна речовина стає тоншою. Між двома світлими тінями щільної речовини діафіза помітна більш темна широка смуга, що відповідає кістковомозковій порожнині. Щільна речовина коротких кісток і епіфізів довгих кісток, яка розташована ззовні, на рентгенограмах виглядає вузькою світлою смугою. У середині помітна сіточка губчатої речовини, за напрямками трабекул якої можна простежити лінії стиснення і розтягнення. Кісткові порожнини, що містять прозорі для рентгенівських променів м’які тканини або повітря (очна ямка, пазухи повітроносних кісток – лобова, клиноподібна, верхньощелепна і порожнина носа), на рентгенограмах мають вигляд великих темних утворень (просвітлень), обмежених світлими лініями – тінями, що відповідають їх кістковим стінкам. Борозни на кістках, у яких проходять кровоносні судини або пазухи твердої мозкової оболони, на рентгенограмах відповідають темним лініям. Суглобова порожнина на рентгенограмах суглобів представлена темною смугою, що обмежена світлими лініями щільної речовини кісток. Ширина рентгенівської суглобової щілини залежить від товщини прозорого для рентгенівських променів наросткового хряща. На рентгенограмах можна бачити центри скостеніння, за якими визначають вік людини, простежити заміщення метафізарного хряща кістковою тканиною, зрощення частин кісток тощо.

 

 

  1. Короткі відомості про розвиток кісток у філогенезі. Розвиток, ріст і формування кісток у пре- та постнатальному періодах життя людини.

 

Більшість кісток людини у своєму розвитку проходять три стадії: перетинчасту, хрящову і кісткову. Вперше перетинчастий скелет у вигляді спинної струни – хорди з’являється у нижчих представників хребетних – ланцетника. У більш високоорганізованих тварин – хрящових риб – поряд з хордою з’являються хрящові хребці, які її оточують (друга, хрящова стадія розвитку скелета). В подальшому у філогенезі хрящовий скелет замінюється кістковим (третя стадія), менш гнучким, але більш міцним, який здатний витримувати значні навантаження. У деяких тварин кісткова тканина розвивається безпосередньо у перетинчастому скелеті, минувши хрящову стадію. У людини в ембріональному періоді розвитку відбувається зворотній розвиток спинної струни, з якої походять тільки драглисті ядра міжхребцевих дисків хребтового стовпа. Процес еволюції скелета, заміна його хрящовим, а потім кістковим в ряді хребетних тварин є прообразом розвитку скелета в онтогенезі людини. У людини кісткова тканина з’являється на 6-8-му тижні внутрішньоутробного життя. Кістки формуються або безпосередньо із ембріональної сполучної тканини – мезенхіми, або на основі хрящової моделі кістки(хрящовий онтогенез). Відбувається заміщення однієї опорної тканини, менш диференційованої, іншою, яка володіє більш високими механічними властивостями. На місці опорної ембріональної сполучної тканини (перетинчастий онтогенез), минувши стадію хряща, розвиваються кістки склепіння черепа, кістки лиця, частина ключиці. Такі кістки називають первинними кістками. Під час розвитку кістки із мезенхіми у молодій сполучній тканині (приблизно в центрі майбутньої кістки) з’являється одна або декілька точок окостеніння. Точка окостеніння складається із молодих кісткових клітин – остеобластів, розташованих у вигляді перекладин. Поступово точка окостеніння збільшується в розмірах, кісткові перекладини розростаються радіально та в глибину, утворюючи своєрідну кісткову сітку, в петлях якої розміщені кровоносні судини і клітини кісткового мозку. Остеобласти продукують міжклітинну речовину, у якій в подальшому відкладаються солі кальцію. Самі ж остеобласти перетворюються в кісткові клітини (остеоцити) і виявляються ніби замурованими у кістковій речовині. У зовнішній і внутрішній частинах сполучнотканинної моделі майбутньої кістки утворюється компактна (щільна) кісткова речовина, а між щільники кістковими   пластинками містяться перекладини губчастої речовини. Поверхневі шари сполучної тканини перетворюються в окістя. Кістки тулуба, кінцівок, основи черепа розвиваються на основі хряща (вторинні кістки), який за своєю формою нагадує значно зменшену кістку дорослої людини. Зовні хрящ вкритий охрястям. Внутрішній шар охрястя, який прилягає до хрящової тканини, є ростковим, а зовнішній містить значну кількість кровоносних судин.

Формування кісток, особливо довгих трубчастих, здійснюється із декількох точок окостеніння. Перша виникає в середній частині хряща (майбутньому діафізі) на 8-му тижні ембріогенезу і поступово поширюється в напрямку до епіфізів до тих пір, поки не сформується уся кістка. Спочатку внутрішній шар охрястя продукує молоді кісткові клітини (остеобласти), які відкладаються на поверхні хряща (перихондральне окостеніння). Саме  охрястя поступово перетворюється в окістя, а молоді кісткові клітини, що утворюються, нашаровуються на попередні способом накладання, формуючи на поверхні хряща кісткову пластинку. Таким чином, за рахунок окістя кістка росте в товщину (периостальний спосіб утворення кісткової тканини). Одночасно кісткова тканина починає утворюватись і всередині хряща. У хрящ зі сторони окістя проростають кровоносні судини, хрящ починає руйнуватись. Сполучна тканина, що вростає разом із судинами всередину хряща, утворює молоді кісткові клітини, які розміщуються у вигляді тяжів біля залишків хряща, що руйнується. Тяжі кісткових клітину розростаючись, формують на місці внутрішніх шарів хряща губчасту кісткову речовину. Такий спосіб утворення кістки (всередині хряща) отримав назву енхондрального.

На останньому місяці внутрішньоутробного розвитку і переважно після народження точки окостеніння з’являються в епіфізах, які до цього залишались хрящовими. У деяких великих епіфізах утворюються по 2- 3 точки окостеніння. Вони збільшуються в розмірах, хрящ поступово руйнується зсередини, а на його місці енхондральним способом утворюється кісткова тканина. Дещо пізніше епіфізи починають костеніти також і з поверхні кістки (периостально). У кінцевому результаті хрящовими залишаються тоненька пластинка в ділянці майбутньої суглобової поверхні (суглобовий хрящ) та хрящовий прошарок між костеніючим епіфізом і кістковим діафізом – епіфізарний хрящ. Периферичний край епіфізарного хряща на поверхні кістки називають епіфізарною лінією. Епіфізарний хрящ виконує кісткоутворюючу функцію протягом постнатального росту кістки, поки кістка не досягне своїх кінцевих розмірів (18-25 років). До цього часу епіфізарний хрящ замінитеся кістковою тканиною, епіфіз зростеться з діафізом (утвориться синостоз) і кістка стане єдиним цілим. Внаслідок кісткоутворюючої функції епіфізарного хряща трубчаста кістка росте в довжину. У деяких трубчастих кістках (кістки п’ястка і плесни, фаланги пальців) додаткова точка окостеніння виникає тільки в одному епіфізі (моноепіфізарні кістки).

Кістковомозковий канал трубчастих кісток виникає у товщі діафізу в міру розсмоктування енхондрально утвореної кістки. Ембріональна сполучна тканина, що проростає всередину кістки, дає зачаток червоному кістковому мозку. Губчасті кістки костеніють аналогічно епіфізам трубчастих кісток. В них нерідко закладаються декілька точок окостеніння. Крім 1-2 основних, з’являються додаткові точки. Коли первинні (основні) і вторинні (додаткові) точки окостеніння об’єднуються в одну кістку, прошарки між ними зникають, ріст кістки закінчується. Протягом індивідуального життя людини кісткова система зазнає значних вікових змін. Так, у кістках новонародженого наявна велика кількість хрящової тканини. У дітей в кістках більше хрящової тканини, більше органічних речовин, ніж неорганічних. У людей похилого віку вміст органічних речовин у кістках зменшується, кістки стають крихкішими, тому у них частіше, ніж у молодому віці трапляються переломи. В міру старіння людини відбувається зменшення кількості кісткових пластинок, обезвапнення хрящів, деформування суглобових головок. Кістка представляє собою живий пластичний утвір, в якому відбуваються процеси росту і обміну речовин, що регулюються нервовою системою та ендокринними залозами. В тому місці, де кістка отримує більше і краще живлення, вона розвивається швидше. Спостереження постнатального розвитку кістки показують, що в місцях, де тиск на кістку є сильнішим, процеси окостеніння відбуваються швидше, ніж у місцях, де тиск слабший (наприклад, на нижніх кіецівках швидше, ніж на верхніх; в ділянці нижніх хребців швидше, ніж в ділянці верхніх).

 

 

  1. Вплив зовнішніх і внутрішніх факторів на ріст і розвиток кісток.

 

Інтенсивність росту, розміри і особливості рельєфу кісток залежать і від механічних навантажень, від діяльності оточуючих м’язів. Враховуючи сучасні дані, можна сформулювати такі функціональні закони росту кісток:

а) механічні навантаження,  які стимулюють ріст кісток, повинні мати ритмічний характер дії;

б) активізація росту кісток здійснюється при оптимальному рівні навантажень: недостатнє чи надмірне навантаження гальмує їхній ріст;

в) реакція кістки, яка росте, реагуючи на механічні навантаження визначається (в числі інших факторів) індивідуально своєрідними особливостями норми реакції на навантаження.

Заняття фізичними вправами сприяють виробленню більш досконалих механічних властивостей кістки в плані опірності на зламування, згинання, стискання, розтягування, скручування. У місцях найбільшого навантаження компактний шар кістки збільшується, змінюється напрям і будова кісткових перекладин. Губчаста речовина кістки стає більш великокомірковою. Будова кісток залежить від професії людини. Залежно від професії пластинки губчастої речовини її кісток розташовуються в таких напрямах, які найкраще забезпечують міцність їх на дію стиснення і розтягування. Напрям гаверсових каналів у щільній речовині також змінюється. На поверхні кісток у людей, які займаються спортом і фізичною працею, утворюються потовщення в місцях прикріплення м’язів, які частіше, ніж інші ділянки кістки, витримують велике навантаження. Кістки мають великі регенеративні можливості, й чим молодший організм, тим вони більші. При переломах кісток регенерація відбувається за рахунок розмноження остеобластів. Спочатку жа місці перелому утворюється кістковий мозоль, який пізніше осифікується, й на його місці утворюється плоский шов. Процеси утворення й руйнації кістки тривають протягом усього життя тканини (резорбція), і утворенню нових кісткових клітин і міжклітинної речовини. Кістку руйнують особливі великі багатоядерні клітини – остеобласти (кісткоруйнівники). Кісткоутворюючу функцію виконують особливі клітини – остеобласти, які швидко розмножуються, оточуються кістковою речовиною і перетворюються в кісткові клітини – остеоцити (зрілі кісткові клітини). На місці кістки, яка руйнується, формуються нові остеони, нові кісткові перекладини. В результаті одночасного здійснення процесів резорбції і кісткоутворення змінюються внутрішня будова, форма і величина кістки. Отже, не тільки спадковість, але й умови зовнішнього середовища, соціальні фактори впливають на конструкцію кістки.

 

 

  1. Вікові особливості кісток. Різниця в будові дитячої, юнацької, дорослої та старечої кісток.

 

Кожна кістка, яка входить до складу скелета людини, містить близько 50% води, 22% – інших неорганічних речовин та 28% органічних речовин. Від співвідношення органічних і неорганічних речовин залежить одна з основних властивостей кістки – її міцність. Еластичність кістки визначається вмістом органічних речовин, а її твердість – кількістю мінеральних солей. Поєднання у живій кістці органічних і неорганічних речовин надає їй надзвичайної міцності та пружності.

Протягом індивідуального життя людини кісткова система зазнає значних вікових змін. Так, у кістках новонародженого переважають органічні речовини над неорганічними, у зв’язку з чим вони дуже еластичні. Кістки новонародженого містять велику кількість хрящової тканини, складаються із грубоволокнистої кісткової тканини, структура основної речовини не впорядкована. Основна маса кісток новонародженого побудована із губчастої речовини. Компактна речовина розвинута слабо, утворює по периферії кістки тонкий шар. У губчастій речовині міститься червоний кістковий мозок. Кістковомозкові порожнини мають менший діаметр, ніж у дорослого. Кісткова тканина новонародженого не має характерного напряму кісткових перекладин, канали остеомі в неправильної форми. Розміри живильних отворів у кістках новонародженого відносно великі, а в окремих кістках ще більші, ніж у дорослих. Окістя має виражену товщину, ним вкриті хрящові частини кістки. До моменту народження діафізи трубчастих кісток складаються з кісткової тканини, а епіфізи і апофізи – з хрящової тканини. Губчасті кістки частково чи повністю складаються з хіряща. Плоскі кістки новонародженого ще не повністю сформовані, містять ділянки сполучної тканини, (наприклад тім’ячка). У всіх кістковомозкових порожнинах кісток новонародженого міститься червоний кістковий мозок, який з часом замінюється жовтим. У кістках дітей органічні речовини також переважають над неорганічними, тому їхній скелет гнучкий, еластичний, пружний, у зв’язку з чим легко деформується, викривлюється при тривалому і важкому навантаженні. Особливістю кісток дитячого віку є відносно більша товщина і функціональна активність окістя. Кістки дітей мають рівну поверхню; кісткові гребені, горбистості, шорсткості утворюються з розвитком м’язів. Протягом першого року життя кістки ростуть повільно, від одного до семи років ріст прискорюється. Після і 1 років знову починається активний ріст, формуються відростки, кістковомозкові порожнини набирають кінцевої форми. У дітей віком понад 12 років кістки за зовнішністю та за гістологічною будовою такі самі, як у дорослих. У кістках дорослого червоний кістковий мозок залишається лише в комірках губчастої речовини плоских кісток (грудина, крила клубових кісток), в губчастих кістках -да в епіфізах трубчастих кісток. У діафізах трубчастих кісток дорослого міститься жовтий кістковий мозок.

У кістках людей похилого віку вміст органічних речовин зменшується. Кістки стають крихкішими, тому в них частіше, ніж в людей молодого віку трапляються переломи. В міру старіння в кістках людини відбувається зменшення кількості кісткових пластинок, обезвапнення хрящів, деформування суглобових головок. У старечому віці|Настає певна атрофія, виявлена більше у губчастій речовині кісток. Атрофія настає у зв’язку з уповільненням процесів асиміляції. У губчастій речовині зменшується густина перекладин, комірки збільшуються, настає остеопороз у тілах хребців. Це веде до деформації, викривлень хребта – сколіозів і кіфозів. Вікові особливості хребта та грудної клітки. Хребет новонародженого має вигляд похилої дуги. Довжина хребта новонародженого складає 40% довжини його тіла. В перші два роки його життя довжина хребта подвоюється. Різні відділи хребта новонародженого ростуть нерівномірно. На першому році життя швидше росте поперековий відділ, дещо повільніше – шийний, грудний і крижовий. Найповільніше всіх росте куприковий відділ. До початку статевого дозрівання ріст хребта сповільнюється. Нове прискорення його росту спостерігається у дівчат в 12-13 років, у хлопчиків – 13-14 років. Міжхребцеві диски у дітей відносно товстіші, ніж у дорослих. З віком товщина міжхребцевих дисків поступово зменшується, вони стають менш еластичними, драглисте ядро зменшується в розмірах. У похилому віці внаслідок зменшення товщини міжхребцевих дисків і збільшення кривини грудного кіфоза довжина хребта зменшується на 3-7 см. Спостерігається загальне розрідження кісткової речовини хребців, обезвапнення міжхребцевих дисків. Все це зменшує ресорні властивості хребта, а також його рухливість і міцність.

Вікові та статеві особливості черепа. Після народження ріст черепа відбувається нерівномірно. Від народження до 7 років череп росте швидко, від 7 до 12-13 років росте рівномірно і повільно. Після 13 років активно ростуть лобний відділ мозкового черепа і лицевий череп. Заростання швів між кістками черепа починається у віці 20-30 років, у чоловіків дещо раніше, ніж у жінок. У похилому і старечому віці рельєф кісток черепа згладжується. Кістки стають більш тонкими, в них частково розсмоктується губчаста речовина, зменшується еластичність кісток. Череп стає більш крихким і легким. Це пов’язано з втратою зубів і згладжуванням зубних альвеол, послабленням жувальної функції і частково атрофією жувальних м’язів. Спостерігається також асиметрія черепа із за роботи жувальних м’язів переважно з одного боку голови. В осіб чоловічої статі лицевий череп росте у довжину сильніше, ніж у жінок. Якщо до періоду статевого дозрівання у хлопчиків і дівчаток лице округле, то після настання статевої І зрілості у чоловіків лице як правило, витягується у довжину, а в жінок зберігає округлість. Чоловічий череп у зв’язку з більшими загальними розмірами тіла більший, ніж жіночий. Мозковий череп більше розвинутий у жінок, а лицевий – у чоловіків. Як правило, чоловічий череп відрізняється вираженим рельєфом в зв’язку з більшим розвитком прикріплених до нього м’язів. У жінок рельєф черепа згладжений. Розвиток і вікові особливості скелета кінцівок. Усі кістки кінцівок, за винятком ключиць, які розвиваються на основні сполучної тканини, проходять три стадії розвитку: сполучнотканинну, хрящову і кісткову.

Процес окостеніння в ключиці починається на 6-му тижні ембріонального розвитку і майже повністю закінчується до моменту народження. У діафізах трубчастих кісток перші точки окостеніння (первинні) виникають в кінці 2-го – на початку 3-го місяця внутрішньоутробного розвитку, в епіфізах і апофізах (горбках) – після народження. Лише деякі епіфізи починають костеніти незадовго до народження. Зростання епіфізів з діафізами, як правило, відбувається в 13-15 років, причому в дівчаток на 1-2 роки раніше, ніж у хлопчиків. У кістках зап’ястка точки окостеніння з’являються після народження: в головчастій на першому році життя, в гачкуватій – в кінці першого – на початку другого року, а в останніх – в період від 2 до 11 років. У кістках поясу нижніх кінцівок (клубовій, сідничній, лобковій) точки окостеніння виникають в період від 3,5 до 5,5 місяців внутрішньоутробного розвитку. Зростання всіх трьох кісток у тазову кістку відбувається в 12-15 років. У кістках передплесни (п’ятковій, таранній, кубоподібній) точки окостеніння з’являються до народження (на 5-9 місяці внутріутробного життя). Останні хрящові закладки кісток передплесни костеніють після народження.

У новонароджених дітей нижні кінцівки ростуть швидше і стають довші за верхні. Найбільша швидкість росту нижніх кінцівок відмічена у хлопчиків в 12-15 років, у дівчат – в 13-14 років. У постнатальному онтогенезі зміна форми і розмірів таза відбувається під впливом сили тяжіння тіла, органів черевної порожнини, під дією м’язів, а також під впливом статевих гормонів. Внаслідок цих різноманітних впливів збільшується передньозадній розмір таза (з 2,7 см у новонародженого до 9,5 см – в 12 років), зростає поперечний розмір таза, який в 13-14 років стає таким же, як у дорослих. Різниця у формі таза у хлопців і дівчат стає помітною після 9 років. У хлопців таз більш високий і вузький, ніж у дівчат.

 

 

  1. Фізіологічні вигини хребта і їх функціональне значення. Поняття про сколіоз. Постава тіла ї її анатомічні основи.

 

Хребет людини – це довгий вигнутий стовп, який донизу потовщується, а, починаючи з крижового відділу, знову звужується. Хребет людини має декілька вигинів, які виникли в результаті пристосування людини до прямоходіння. Вигини, спрямовані випуклістю вперед, називаються лордозами, назад – кіфозами. Розрізняють два лордози – шийний і поперековий та два кіфози – грудний і крижовий.

У новонародженої дитини хребет має вигляд похилої дуги, увігнутої спереду. Вигини починають формуватись тільки починаючи з 3-4 місяця життя дитини, коли вона починає держати голову. Спочатку виникає шийний лордоз, обернений випуклістю вперед. Коли дитина починає сидіти (4-6 місяці життя) збільшується грудний кіфоз, обернений випуклістю дозаду. Пізніше виникає поперековий лордоз, також випуклий вперед, який утворюється у той час, коли дитина починає стояти і ходити (9-12-й місяці після народження). Одночасно компенсаторно формується випуклий дозаду крижовий кіфоз. Вигини хребтового стовпа стають добре помітними в 5-6 років, але остаточно вони формуються в 15-20 років. Вигини хребта збільшують його стійкість та ресорні властивості, разом з міжхребцевими дисками вони надають хребту пружності та еластичності, збільшують ємність грудної і черевної порожнин.

У старості вигини хребта дещо згладжуються. Завдяки зменшенню товщини міжхребцевих дисків та самих хребців і внаслідок втрати еластичності хребтовий стовп згинається вперед, утворюючи один великий грудний вигин (старечий горб), причому довжина хребтового стовпа значно зменшується. Крім нормальних фізіологічних вигинів (лордозів і кіфозів), бувають ще викривлення хребта в боки – сколіози. Виникнення сколіозів найчастіше відбувається у молодшому шкільному йіці в зв’язку з асиметричним положенням тіла та нерівномірним розвитком м’язів з правого і лівого боків. Розвитку сколіозів сприяють неправильне сидіння учнів за партою чи столом, коли розміри меблів не відповідають їх зросту, неправильна поза під час роботи чи відпочинку. На розвиток бічних вигинів хребтового стовпа, крім асиметрії функції м’язів і асиметрії положення тіла під час роботи чи відпочинку, може впливати і деяка неоднаковість довжини ніг. Якщо одна нога довша другої, то таз при стоянні розташовується не зовсім горизонтально, а має деякий нахил в той чи інший бік. Це викликає компенсаторне викривлення хребтового стовпа в протилежний бік. Паталогічними є також і значні вигини хребта вперед або назад. Залежно від ступеня вираженості вигинів хребтового стовпа розрізняють декілька типів постави людини. Так, поставою розуміють звичну позу невимушено стоячої людини, яка тримає тулуб і голову прямо без активного напруження м’язів. Помірно виражена вигнутість усіх відділів хребтового стовпа формує нормальну поставу. Слабо виражена вигнутість хребтового стовпа характеризує випрямлену поставу. При цьому спина різко випрямлена, груди дещо виступають вперед.

Різко виражена вигнутість хребтового стовпа в грудному відділі створює сутулувату поставу, яка характеризується збільшеним шийним вигином і відповідно зменшеним поперековим! вигином. При цьому грудна клітка сплющена, плечі зведені допереду, голова опущена. Сильно виражена вигнутість у поперековому відділі формує лордотичну поставу, яка характеризується збільшенням поперекового вигину з одночасним зменшенням глибини шийного вигину.(Живіт вип’ячений чи відвисає). Надмірна вигнутість одночасно в шийному і поперековому   відділах хребтового стовпа призводить до компенсаторного збільшення грудного кіфоза і обумовлює кіфотичну поставу. Цей вид порушення постави супроводжується зведенням плечей допереду, випинанням живота, опущенням голови; ліктьовий і колінний суглоби зазвичай напівзігнуті.

Бічні викривлення хребтового стовпа вправо чи вліво від вертикальної лінії формують сколіотичну поставу, яка характеризується асиметричним положенням тулуба, зокрема плечей і лопаток. Порушення постави можуть бути зв’язані з вродженими дефектами, однак найбільше значення мають зовнішньосередовищні фактори: звична робоча поза, нераціонально організований режим праці і відпочинку, порушення ряду гігієнічних вимог і т.п.

Існує визначена вікова мінливість у типах постави. Так, в дитячому віці найбільш часто зустрічається лордотичний тип постави, обумовлений слабким м’язовим тонусом. У зрілому віці сагітальна кривина попереково-крижового відділу хребтового стовпа зменшується у зв’язку зі зменшенням кута нахилу таза до вертикалі і збільшенням кривини верхнього відділу хребтового стовпа. У жінок це більше виражено, ніж у чоловіків. В старечому віці підсилюється сплощення поперекового лордозу і збільшується грудний кіфоз. Тип постави може змінюватись у процесі занять спортом, якщо внаслідок нераціональної побудови тренувань гіпертрофуються одні групи м’язів за рахунок недорозвитку інших. Особливо важливо слідкувати за правильністю постави у тих видах спорту, яким властиві асиметричні рухи: фехтуванні, тенісі і т.п.

Тип постави не є постійною і незмінною характеристикою. Систематичні заняття фізичною культурою, використання коригуючих вправ, спрямованих на укріплення недостатньо розвинутих груп м’язів, сприяють формуванню правильної постави, яка забезпечує гармонійне функціонування організму.