Скелет человека состоит из более чем 200 костей, из которых около 40 непарные, а остальные парные. Кости составляют 1/5-1/7 массы тела и подразделяются на кости головы — череп, кости туловища и кости верхней и нижней конечностей.
Кость — орган, состоящий из нескольких тканей (костной, хрящевой и соединительной) и имеющий собственные сосуды и нервы. Каждая кость имеет определенные, присущие только ей строение, форму, положение.
Классификация костей
По форме, функции, строению и развитию кости делятся на группы
(рис. 15).
1. Длинные (трубчатые) кости — это кости скелета свободного отдела конечностей. Они построены из компактного вещества, расположенного по периферии, и внутреннего губчатого вещества. В трубчатых костях различают диафиз — среднюю часть, содержащую костномозговую полость, эпифизы — концы и метафиз — участок между эпифизом и диафизом.
2. Короткие (губчатые) кости: кости запястья, предплюсны. Эти кости построены из губчатого вещества, окруженного тонкой пластинкой компактного вещества.
3. Плоские кости — кости свода черепа, лопатка, тазовая кость. В них прослойка губчатого вещества менее развита, чем в губчатых костях.
4. Неправильные (смешанные) кости построены более сложно и сочетают в себе черты строения предыдущих групп. К ним относятся
Рис. 15. Виды костей человека:
1 — длинная (трубчатая) кость — плечевая кость; 2 — плоская кость — лопатка; 3 — неправильная (смешанная) кость — позвонок; 4 — более короткая, чем первая трубчатая кость — фаланга пальцев кисти
позвонки, кости основания черепа. Они образуются из нескольких частей, имеющих разные развитие и строение. Кроме указанных групп костей, выделяют
5. Воздухоносные кости, которые содержат полости, заполненные воздухом и выстланные слизистой оболочкой. Это кости черепа: верхняя челюсть, лобная, клиновидная и решетчатая кости.
Также к системе скелета относятся особые
6. Сесамовидные кости (надколенник, гороховидная кость), расположенные в толще сухожилий и помогающие работе мышц.
Рельеф костей определяется шероховатостями, бороздами, отверстиями, каналами, бугорками, отростками, ямочками. Шероховатости
и отростки являются местами прикрепления к костям мышц и связок. В каналах и бороздах расположены сухожилия, сосуды и нервы. Точечные отверстия на поверхности кости — места прохождения сосудов, питающих кость.
Химический состав костей
В состав живой кости взрослого человека входят вода (50\%), органические вещества (28,15\%) и неорганические компоненты (21,85\%). Обезжиренные и высушенные кости содержат приблизительно 2/3 неорганических веществ, представленных главным образом солями кальция, фосфора и магния. Эти соли образуют в костях сложные соединения, состоящие из субмикроскопических кристаллов гидроксиапатита. Органические вещества кости — это коллагеновые волокна, белки (95\%), жиры и углеводы (5\%). Эти вещества придают костям упругость и эластичность. В составе костей более 30 остеотропных микроэлементов, органические кислоты, ферменты и витамины. Особенности химического состава кости, правильность ориентации коллагеновых волокон вдоль длинной оси кости и своеобразное расположение кристаллов гидроксиапатита обеспечивают костной ткани механическую прочность, легкость и физиологическую активность. Химический состав костей зависит от возраста (у детей преобладают органические вещества, у стариков — неорганические), общего состояния организма, функциональных нагрузок и пр. При ряде заболеваний химический состав костей изменяется.
Строение костей
Макроскопически кость состоит из расположенного по периферии компактного вещества (substantia compacta) и губчатого вещества (substantia spongiosa) — массы костных перекладин в середине кости. Эти перекладины расположены не беспорядочно, а соответственно линиям сжатия и растяжения, которые действуют на определенные участки кости. Каждая кость имеет строение, наиболее соответствующее тем условиям, в которых она находится (рис. 16).
Из губчатого вещества в основном построены губчатые кости и эпифизы трубчатых костей, из компактного — диафизы трубчатых костей. Костномозговая полость, находящаяся в толще трубчатой кости, выстлана соединительнотканной оболочкой — эндостомом (endosteum).
Рис. 16. Строение кости:
1 — метафиз; 2 — суставной хрящ;
3 — губчатое вещество эпифиза;
4 — компактное вещество диафиза;
5 — костномозговая полость в диафизе, заполненная желтым костным мозгом (6); 7 — надкостница
Ячейки губчатого вещества и костномозговая полость (в трубчатых костях) заполнены костным мозгом. Различают красный и желтый костный мозг (medulla ossium rubra et flava). С 12-18-летнего возраста красный костный мозг в диафизах замещается желтым.
Снаружи кость покрыта надкостницей, а в местах соединения с костями — суставным хрящом.
Надкостница (periosteum) — соединительнотканное образование, состоящее у взрослых из двух слоев: внутреннего остеогенного, содержащего остеобласты, и наружного волокнистого. Надкостница богата кровеносными сосудами и нервами, которые продолжаются в толщу кости. С костью надкостница связана коллагеновыми волокнами, проникающими в кость, а также сосудами и нервами, проходящими из надкостницы в кость по питательным каналам. Надкостница является источником роста кости в толщину и участвует в кровоснабжении кости. За счет надкостницы кость восстанавливается после перелома. С возрастом структура надкостницы меняется и ее костеобразовательные способности ослабевают, поэтому переломы костей в старческом возрасте заживают долго.
Микроскопически кость состоит из расположенных в определенном порядке костных пластинок. Эти пластинки образованы коллагеновыми волокнами, пропитанными основным веществом, и костными клетками: остеобластами, остеокластами и остеоцитами. В пластинках имеются тонкие канальцы, в которых проходят артерии, вены и нервы.
Костные пластинки делятся на общие, охватывающие кость с наружной поверхности (наружные пластинки) и со стороны костномозговой полости (внутренние пластинки), на пластинки остеона, концентрически расположенные вокруг кровеносных сосудов, и интерстициальные, расположенные между остеонами. Остеон — структурная единица костной ткани. Он представлен 5-20 костными цилиндрами, вставленными один в другой и ограничивающими центральный канал остеона. Помимо каналов остеонов, в кости выделяют прободающие питательные каналы, которые связывают каналы остеонов (рис. 17).
Кость представляет собой орган, внешнее и внутреннее строение которого подвергается изменению и обновлению на протяжении всей жизни человека соответственно изменяющимся условиям жизни. Перестройка костной ткани происходит в результате взаимосвязанных процессов разрушения и созидания, обеспечивающих высокую пластичность и реактивность скелета. Процессы образования и разрушения костного вещества регулируются нервной и эндокринной системами.
Условия жизни ребенка, перенесенные заболевания, конституциональные особенности его организма влияют на развитие скелета. Занятия спортом, физический труд стимулируют перестройку кости. Кости, испытывающие большую нагрузку, претерпевают перестройку, ведущую к утолщению компактного слоя.
Кровоснабжение и иннервация костей. Кровоснабжение костей осуществляется от артерий и ветвей артерий надкостницы. Артериальные ветви проникают через питательные отверстия в костях и делятся последовательно до капилляров. Вены сопровождают артерии. К костям подходят ветви ближайших нервов, образующих в надкостнице нервное сплетение. Одна часть волокон этого сплетения заканчивается в надкостнице, другая, сопровождая крове-
Рис. 17. Микроструктура кости:
1 — надкостница (из двух слоев); 2 — компактное вещество, состоящее из остеонов; 3 — губчатое вещество из перекладин (трабекул), выстланных поверх кости эндостом; 4 — костные пластинки, формирующие остеон; 5 — один из остеонов; 6 — костные клетки — остеоциты; 7 — кровеносные сосуды, проходящие внутри остеонов
носные сосуды, проходит через питательные каналы остеонов и достигает костного мозга.
Вопросы для самоконтроля
1. Перечислите основные функции скелета.
2. Какие стадии развития костей человека в процессе эмбриогенеза вы знаете?
3. Что такое перихондральное и эндохондральное окостенение? Приведите пример.
4. На какие группы классифицируются кости по форме, функции, строению и развитию?
5. Какие органические и неорганические вещества входят в состав кости?
6. Каким соединительнотканным образованием снаружи покрыта кость? Какова его функция?
7. Что является структурной единицей костной ткани? Чем она представлена?