Строение и возрастные изменения костей. Соединения костей.

Кости состоят из костной ткани, которая по химическому составу включает органические и неорганические вещества. Неорганические ве­щества составляют 65—70% сухой массы кости, органические, представленные оссеином,—30—35%.

В скелете взрослого человека содержится около 1200 г Са, 530 г Р, 11 г Mg. На костную ткань приходится 99% Са, 87% Р и 58% Mg от общего их количества, имеющегося в организме. Минеральные вещества кости представлены в основном кристал­лами гидрооксиапатита.

Помимо Са, Р, Mg, кость содержит более 30 других различ­ных элементов. Содержание их в костной ткани очень невелико (до 0,001%), поэтому они получили название микроэлементов. К ним относятся Al, F, Se, Zn, Си, Ва и др. Все микроэлементы необходимы для нормального функционирования костной ткани. Так, например, недостаток меди влечет за собой искривление и ломкость костей.

Костная ткань содержит около 70% лимонной кислоты от об­щего количества ее, имеющегося в организме. Лимонная кислота обладает способностью растворять соли кальция. От этого зависит ее влияние на процессы формирования и рассасывания костной ткани.

Органическое вещество костей составляет в основном (95%) фибриллярный белок — коллаген. К органическим веществам скелета относятся, кроме коллагена, углеводы и нуклеиновые кислоты. Удаление из костей путем прокали­вания на огне органического вещества делает их очень хрупкими, а удаление неорганического (выдерживание в кислоте) — мягкими.

По форме различают длинные, широкие, короткие и смешанные кости. Примером длинных костей являются кости плеча, предплечья, бедра и голени. В этих костях среднюю часть называют диафизом, концы — эпифизами. Кости мозгового черепа, лопатка — пример широких костей. К коротким костям относят кости запястья, предплюсны. Кость, лежащая в основании че­репа,— клиновидная, или основная,— смешанная. Костная ткань, являясь одним из видов соединительной ткани, состоит из клеток и межклеточного вещества. Различают три вида клеток костной ткани: остеоциты, остеобласты и остеокласты. Основную массу клеток костной ткани составляют остеоциты. Они располо­жены в особых костных полостях, имеют отросчатую форму, и выполняют функцию образования и поддержания постоянства межклеточного вещества. Остеобласты — это молодые клетки, формирующие костную ткань как во время роста костей, так и в период восстановления кости после ее повреждения. Эти клетки располагаются во внутреннем слое надкостницы и для них характерна высокая активность синтеза органических веществ. Остеокласты — крупные, многоядерные клетки, расположенные в надкостнице и участвующие в разрушении межклеточного вещества хрящевой и костной ткани. Межклеточное вещество костной ткани состоит из основного вещества, в котором находятся коллагеновые или оссеиновые во­локна и неорганические соли.

Различают 2 вида костной ткани пластинчатую или тонковолокнистую и грубоволокнистую. В пластинчатой костной ткани оссеиновые волокна располагаются параллельно друг другу, и образуют тонкие костные пластинки, между которыми располагаются остеоциты. В грубоволокнистой костной ткани оссеиновые волокна располагаются беспорядочно. Каждая кость снаружи одета надкостницей, образованной соединительной тканью, в которой располагается остеобласты и остеокласты, обеспечивающие рост и регенерацию костной ткани. Под надкостницей располагается компактное вещество, в котором костные пластинки прилежат друг к другу. Под компактным веществом располагается губчатое вещество, образованное костными балками анастамозирующими между собой. Полости межу балками заполнены костным мозгом. Губчатое вещество находится в эпифизах длинных трубчатых ко­стей, в коротких костях, в некоторых смешанных и плоских.

Кости пронизаны тонкими питательными костными каналами, которые анастамозируют между собой и в которых располагаются сосуды и нервы.

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 скелет человека представлен эмбриональной соединительной тканью — мезенхимой, которая на месте будущих костей уплотняется (перепончатая стадия разви­тия скелета). Там, где будут покровные кости, в перепон­чатом скелете появляются одна или несколько точек окостенения. Эти островки костных клеток, образовавшихся из мезенхимы, разрастаются в стороны и формируют по­кровные кости. Такое развитие костей непосредственно из мезенхимы, в своем развитии минующих хрящевую ста­дию, получило название прямого остеогенеза, или эндесмального способа образования кости (от греч. — связ­ка, ткань). Образовавшиеся таким образом кости называ­ют первичными костями.

Кости туловища, конечностей проходят все три стадии своего развития — перепончатую, хрящевую, костную. 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 начинит за­мещаться костной тканью. Первые костные клетки, точки окостенения появляются в диафизах трубчатых костей.

Перихондралъное окостенение заключается в том, что надхрящница постепенно превращается в надкостницу. Внутренний слой надхрящницы начинает продуцировать не хрящевые, а молодые костные клетки (остеобласты). Остеобласты накладываются на хрящевую модель и обра­зуют костную манжетку, которая постепенно замещает разрушающийся под нею хрящ.

Периосталъное окостенение (образование кости) наблю­дается тогда, когда сформировавшаяся надкостница про­дуцирует молодые костные клетки, которые методом ап­позиции накладываются на лежащую под ними кость. Та­ким способом костная пластинка компактного вещества постепенно утолщается.

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 остеогенные 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.

Окостенение начи­нается во внутриутробном периоде развития, когда появляются первичные ядра окостенения. Значительно большее число ядер око­стенения возникает после рождения ребенка. Эти ядра называют вторичными. Всего за время развития в скелете человека форми­руется 806 ядер окостенения.

Только в черепе почти все ядра окостенения появляются во внутриутробном периоде развития. Во всех же остальных частях скелета число вторичных ядер больше числа первичных. У взрос­лого число костей значительно меньше, чем у подростка 14 лет: у взрослого — 206, в 14 лет — 356. Отсюда следует, что и после 14 лет продолжается срастание костей.

Кость новорожденного характеризуется большим количеством хрящевой ткани, большой толщиной надкостницы, богатой сосуди­стой сетью, неправильным расположением гаверсовых каналов. Кристаллы апатита имеют очень малый размер, диаметр коллагеновых волокон невелик. Вновь сформированная костная ткань богата водой. Неорганическое вещество кости составляет лишь половину ее массы. Все это делает кость менее плотной, порозной, более упругой, эластичной и гибкой.

Соединения костей. Различают несколько типов соединения костей: непрерывные, соединения с помощью суставов и полу­суставов.

Непрерывные соединения — синартроз характеризуется тем, что кости неподвижно (или почти неподвижно) соединены между собой с помощью соединительной ткани, хряща или костной ткани (швы черепа, соединения крестцовых позвонков). Сустав — диарт­роз — образуется сочленением двух или большего количества кос­тей. В суставе поверхности сочленяющихся костей имеют форму, обеспечивающую их наилучшее совпадение. Так, головке одной кости соответствует впадина другой. Движение происходит за счет вращения суставных поверхностей относительно друг друга. В большинстве суставов возможно движение в нескольких плос­костях, т. е. движение в них имеет несколько степеней свободы. К краям суставных поверхностей прикреплена суставная сумка. Пространство между нею и суставными поверхностями костей на­зывается суставной полостью. В ней находится небольшое коли­чество жидкости, облегчающее скольжение суставных поверхностей. Большинство соединений костей осуществляется по этому принципу (плечевой сустав, тазобедренный, голеностопный и т. д.).

В полусуставе хрящевая прокладка между костями имеет по­лость, а суставная сумка отсутствует (соединение лонных костей).