СТРОЕНИЕ СКЕЛЕТА

СТРОЕНИЕ СКЕЛЕТА

Хрящ как орган образован хрящевой тканью. Хрящи покрыты надхрящницей (perichondrium), состоящей из двух слоев. Наружный слой надхрящницы образован волокнистой соединительной тканью, богато васкуляризированной и иннервированной. Внутренний слой надхрящницы хондрогенный, в нем лежат хондробласты и прехондробласты. Непосредственно под надхрящницей находятся хондроциты веретенообразной формы, располагающиеся несколькими слоями параллельно надхрящнице. Эти клетки по строению весьма напоминают фибробласты. Глубже располагаются постепенно укрупняющиеся и округляющиеся хондроциты. Еще глубже в лакунах лежат изогенные группы хрящевых клеток. В некоторых клетках можно увидеть фигуры митоза.

Кости скелета обладают высокими механическими свойствами (прочностью), что обеспечивается физико-химическим единством органических и неорганических веществ, а также конструкцией костной ткани. По прочности кость сравнима с медью и железом. Преобладание в кости органических веществ (преимущественно у детей) обеспечивает ей бóльшую упругость и эластичность, чем у взрослых людей. При преобладании неорганических веществ кость становится ломкой, хрупкой (у пожилых и старых людей). Так, сопротивление свежей («живой») кости и чистой меди на растяжение примерно одинаковы и в 9 раз выше, чем сопротивление свинца. Кость выдерживает сжатие 10 кг/мм2 (аналогично чугуну). Предел прочности ребер на излом достигает 110 кг/см2. Это связано с особенностями химического состава и строения костей.

Содержание воды в «живой» кости достигает 50%. В сухом остатке костной ткани имеется около 33% органических веществ, получивших название «оссеин», и 67% неорганических веществ (солей кальция, фос- фора, магния и других элементов).

Кость (os) снаружи (кроме зон суставного хряща) покрыта надкост- ницей (periosteum), представляющей собой прочную соединительнотканную пластинку, богатую кровеносными и лимфатическими сосудами,

нервами (рис. 48). Надкостница прочно сращена с костью при помощи соединительнотканных прободающих (шарпеевских) волокон, проникающих вглубь кости. Наружный слой надкостницы волокнистый, фиброзный, об- разован преимущественно коллагеновыми волокнами, среди которых немного фибробластов. Внутренний слой надкостницы - остеогенный (костеобразующий), прилежит непосредственно к костной ткани. В нем расположены тонкие веретенообразные «покоящиеся» остеогенные клетки, за счет которых происходят развитие, рост в толщину и регенерация костей после повреждения. В настоящее время остеогенные клетки считаются стволовыми, так как они сохраняют способность к интенсивному делению, самоподдержанию и являются плюрипотентными. В процессе дифференцировки из них в зависимости от микроокружения могут образовываться клетки нескольких типов (остеобласты, хондробласты).

На поверхностях каждой кости имеются выпуклости, углубления, борозды, отверстия, шероховатости. Здесь начинаются или прикрепляются мышцы и их сухожилия, фасции, связки, проходят сосуды и нервы. Возвышения, выступающие над поверхностью кости, называют апофизами

Рис. 48. Строение диафиза трубчатой кости. Надкостница: 1 - надкостница; 2 - компактное вещество; 3 - костномозговая полость

Рис. 49. Взаимоотношение компактного (1) и губчатого (2) ве- ществ у проксимального и дистального эпифизов бедренной кости

(от лат. apophysis - отросток, вырост). К ним относятся бугор (tuber), бугорок (tuberculum), гребень (crista), отросток (processus). На костях имеются также углубления (fossa - яма; fossula - ямка, ямочка). Поверхности кости ограничены краями (margo - край). На участках, к которым прилежит нерв или кровеносный сосуд, имеются борозды (sulcus - борозда). В местах прохождения через кость сосуда или нерва образуется канал (canalis), каналец (canaliculus), щель (fissura), вырезка (incisura). На поверхности каждой кости, особенно с внутренней ее стороны, видны точечные отверстия, уходящие в глубь кости, - питательные отверстия (foramina nutricia).

Различают плотное (компактное) и губчатое костное вещество (рис. 49). Компактное костное вещество (substantia osseum compacta) построено из плотной ткани, пронизанной тонкими костными канальцами, содержащими кровеносные сосуды, нервные волокна. Вокруг центрального (гаверсова) канала (canalis centralis) костное вещество образует 4-20 цилиндрических пластинок, вставленных одна в другую (рис. 50). Центральный канал вместе с окружающими его концентрическими костными плас- тинками получил название «остеон» (гаверсова система). Диаметр остеона составляет примерно 0,3-0,4 мм, длина - до 2 см и более. На границах между пластинками залегают костные клетки - остеоциты. В центральных каналах проходят кровеносные капилляры. В перикапиллярном пространстве каналов находятся макрофаги, проходят нервные волокна.

В соседних пластинках одного остеона волокна ориентированы в разных направлениях, что улучшает механические свойства кости. Соседние пластинки соединены между собой переходящими из одной в другую дугообразными коллагеновыми волокнами, которые принадлежат пластинкам с продольным ходом волокон. Количество концентрических пластинок остеона, а следовательно, его диаметр ограничены тем максимальным расстоянием, на котором

Рис. 50. Схема строения остеона: 1 - центральный канал (канал остеона); 2 - пластинки остеона; 3 - костная клетка (остеоцит)

могут находиться остеоциты от источника питания - сосуда, проходящего в центральном канале остеона. Это расстояние не должно превышать 0,2 мм, а диаметр остеона - 0,4 мм, так как остеоциты питаются за счет тканевой жидкости, поступающей по системе костных канальцев, в которых проходят контактирующие между собой их отростки. Между остеонами залегают промежуточные пластинки, которые являются остатками остеонов, разрушающихся в процессе жизнедеятельности и перестройки

Рис. 51. Строение трубчатой кости: 1 - надкостница; 2 - компактное вещество кости; 3 - слой наружных окружающих пластинок; 4 - остеоны; 5 - слой внутренних окружающих пластинок; 6 - кост- номозговая полость; 7 - костные перекладины губчатой кости (по В. Баргману)

кости и служащих материалом для образования новых остеонов. Снаружи от остеонов, под надкостницей, лежат параллельными рядами наружные окружающие пластинки - продукт остеогенной функции надкост- ницы (рис. 51). Внутренний слой плотного вещества кости, граничащий с костномозговой полостью и покрытый эндостом, представлен внутренними окружающими пластинками. Эти костные пластинки образуются в результате костеобразующей деятельности эндоста. Каналы остеонов сообщаются между собой и с поверхностью кости с помощью коротких поперечных питательных каналов. Снаружи, со стороны надкостницы, в кость проникают прободающие (фолькмановы) каналы, в которых расположены сосуды, питающие кость, и нервные волокна. Изнутри каналы остеонов выстланы эндостом, образованным тонкой соединительнотканной пластинкой, внутренним слоем которого являются плоские остеогенные клетки. Остеогенные клетки, превращаясь в остеобласты, образуют новые остеоны, участвуют в восстановлении кости при повреждениях. Следует подчеркнуть, что остеогенные клетки в покоящемся состоянии морфологически не отличаются от других клеток, расположенных рядом. Лишь будучи активированными и превращаясь в остеобласты, они становятся морфологически распознаваемыми. При этом возрастает базофилия цитоплазмы, которая связана с увеличением числа рибосом и элементов зернистой эндоплазматической сети.

Губчатое костное вещество (substantia osseum spongiosa) состоит из тон-

ких костных пластинок и перекладин (костных балок), перекрещивающихся между собой и образующих множество ячеек. Направление перекладин (балок) в губчатом веществе совпадает с кривыми сжатия и растяжения, образуя конструкции сводчатых арок (рис. 52). Такое расположение костных балок под углом друг к другу обеспечивает равномерную передачу давления или тяги мышц на кость.

Губчатое вещество, расположенное между двумя пластинками компактного вещества в костях свода черепа, получило название промежуточного - диплоэ. Оно называется также пластинчатым губчатым веществом и

Рис. 52. Расположение костных перекладин в губчатом веществе (по линиям сжатия и растяжения): 1 - линии сжатия (давления); 2 - линии растяжения

не формирует циркулярных трубчатых систем. Наружная пластинка этих костей свода черепа толстая, прочная, а внутренняя - тонкая, при травме легко ломается, поэтому ее называют также «стеклянной» пластинкой.

Рельеф костей зависит от характера прикрепления мышц. Так, в местах прикрепления к кости сухожилий образуются костные выступы. Если мышца вплетается в надкостницу своей мясистой частью, на кости образуется углубление. В местах прохождения сосудов и нервов на костях имеются борозды.

Кости отличаются друг от друга по форме (рис. 53). Форма и выполняемая костями функция взаимосвязаны и взаимообусловлены. По форме различают кости трубчатые, короткие (губчатые), плоские, воздухо- носные, смешанные.

У трубчатой кости различают удлиненную среднюю часть - тело, или диафиз (от греч. diaphysis), обычно цилиндрической формы или близкой к трехгранной, и утолщенные концы - эпифизы (от греч. epiphysis, приросток). Закругленный эпифиз, отграниченный от тела кости сужением - шейкой, называется головкой кости. Головка кости обычно гладкая, покрыта суставным хрящом и служит для соединения с другой костью. На эпифизах располагаются суставные поверхности, покрытые суставным хрящом, служащие для соединения с соседними костями. Суставная поверхность может быть выпуклой или вогнутой (суставная

Рис. 53. Различные виды костей: I - воздухоносная кость (решетчатая кость); II - длинная (трубчатая) кость; III - плоская кость; IV - губчатые (короткие) кости; V - смешанная кость

ямка) либо в виде возвышения - мыщелка. Участок кости, расположенный между диафизом и эпифизом, называется метафизом. Тело трубчатых костей построено из компактного вещества, внутри находится костномозговая полость. Эпифизы образованы губчатым веществом, которое снаружи покрыто тонкой пластинкой компактной кости. В области метафизов, на месте которых в детском и подростковом возрасте был метаэпифизарный хрящ, костное вещество минерализовано больше, чем в других местах.

Среди трубчатых выделяют длинные (например, плечевая, бедренная, кости предплечья и голени) и короткие трубчатые кости (например, фаланги пальцев, кости пясти, плюсны).

Короткие, или губчатые, кости состоят из губчатого вещества, покрытого, подобно эпифизам, тонким слоем компактного вещества. Короткие кости имеют форму неправильного куба или многогранника, они располагаются в местах, где большая нагрузка сочетается с большой подвижностью, поэтому короткие кости нередко сравнивают с шарикоподшипниками.

Плоские кости участвуют в образовании стенок полостей, поясов конечностей, выполняют функцию защиты (кости крыши черепа, тазовые кости). У плоских костей различают края, углы.

Неправильные (смешанные) кости имеют сложную форму. Они состоят из нескольких частей, имеющих различное строение, очертания, сложное развитие. Например, позвонки, кости основания черепа.

Воздухоносные кости имеют полость, выстланную слизистой оболочкой и заполненную воздухом. Например, лобная, клиновидная, решетчатая кости, верхнечелюстная кость.

Внутри костей в костномозговых полостях и в ячейках губчатого вещества, выстланных эндостом, залегает костный мозг, который выполняет кроветворную и защитную функции. У взрослого человека красный костный мозг содержится только в ячейках губчатого вещества плоских костей (грудина, крылья подвздошных костей), в губчатых костях и эпифизах трубчатых костей. В диафизах находится желтый костный мозг.

Кости новорожденного ребенка образованы в основном губчатым веществом, покрытым тонким слоем компактного, костные балки которого не имеют упорядоченного направления, остеоны тонкие, костные канальцы неправильной формы. Надкостница относительно толстая. В костном матриксе новорожденных содержится больше органических веществ, чем неорганических. Губчатые кости у новорожденных в основном хрящевые. Эпифизы и костные бугры (апофизы) трубчатых костей также состоят из хрящевой ткани, диафизы - из костной. Замещение хрящевой ткани костной происходит постепенно, до 20-25 лет.

Кость отличается очень большой пластичностью. При изменяющихся условиях действия на кость различных сил происходит перестройка кости: увеличивается или уменьшается число остеонов, изменяется их взаиморасположение. Таким образом, тренировки, спортивные упражнения, физическая нагрузка оказывают на кости формообразующее влияние, укрепляют их. При постоянной физической нагрузке на кость развивается ее рабочая ги- пертрофия: компактное вещество утолщается, костномозговая полость суживается. При сидячем образе жизни, длительном постельном режиме во время болезни, когда действие мышц на скелет заметно уменьшается, кости становятся тоньше, слабее. Перестраивается и компактное, и губчатое вещество, которое приобретает крупноячеистое строение. Строение костей имеет особенности в соответствии с профессиональной принадлежностью. Тяга сухожилий, прикрепляющихся к костям в определенных местах, ведет к образованию выступов, бугров (Б.А. Долго-Сабуров). Прикрепление мышц к кости без сухожилия, когда мышечные пучки непосредственно вплетаются в надкостницу, образует на кости плоскую поверхность или даже ямку. Влияние мышц обусловливает характерный для каждой кости рельеф ее поверх- ности и соответствующее внутреннее строение.

Перестройка костной ткани возможна благодаря одновременному разрушению старой, ранее образовавшейся костной ткани (резорбция) и образованию новых костных клеток и межклеточного вещества. На месте разрушающейся костной ткани формируются новые остеоны, новые костные балки. В результате одновременно протекающих процессов резорбции и костеобразования изменяются внутреннее строение, форма и величина кости. Таким образом, не только биологическое начало (наследственность), но и условия внешней среды, социальные факторы влияют на конструкцию кости. Кость изменяется в соответствии с изменением физической нагрузки, на строение костей влияет выполняемая работа и т. п.

YAmedik.org