Функции плоских костей. Кости и их соединения

КОСТИ И ИХ СОЕДИНЕНИЯ

Все многообразие функций, выполняемых скелетом, можно объединить в две большие группы – механические функции и биологические функции. К механическим функциям относятся защитная, опорная, локомоторная и рессорная.

Защитная функция скелета состоит в том, что он образует стенки ряда полостей (грудной полости, полости черепа, полости таза, позвоночного канала) и является, таким образом, надежной защитой для располагающихся в этих полостях жизненно важных органов.

Опорная функция скелета заключается в том, что он является опорой для мышц и внутренних органов, которые, фиксируясь к костям, удерживаются в своем положении.

Локомоторная функция скелета проявляется в том, что кости – это рычаги, которые приводятся в движение мышцами (через нервную систему), обусловливая различные двигательные акты – бег, ходьбу, прыжки и т. п.

Рессорная функция скелета обусловлена способностью его смягчать толчки и сотрясения (благодаря сводчатому строению стопы, хрящевым прокладкам между костями в местах их соединения, связкам внутри соединений костей, изгибам позвоночника и др.).

Биологические функции скелета связаны с участием его в обмене веществ, прежде всего в минеральном обмене. Кости – это депо минеральных солей кальция и фосфора. 99% всего кальция находится в костях. При недостатке в пище солей кальция компенсация их в организме осуществляется за счет кальция костей.

Кроме того, кости скелета принимают участие и в кроветворении. Находящийся в них красный костный мозг вырабатывает эритроциты, зернистые формы лейкоцитов и кровяные пластинки. При этом в кроветворной функции участвует не только костный мозг, но и кости в целом, так что усиленная мышечная деятельность, оказывая влияние на кость, способствует и улучшению кроветворения.

КОСТИ

Основной структурно-функциональной единицей скелета является кость. Каждая кость в организме человека – это живой, пластичный, изменяющийся орган. Кость как орган состоит из нескольких тканей, имеет свою определенную морфологическую структуру и функционирует как часть целостного организма. Основной тканью в кости является костная ткань, кроме нее имеется плотная соединительная ткань, образующая, например, оболочку кости, покрывающую ее снаружи, рыхлая соединительная ткань, одевающая сосуды, хрящевая, покрывающая концы костей или образующая зоны роста, ретикулярная ткань – основа костного мозга и элементы нервной ткани – нервы и нервные окончания. Каждая кость имеет определенную форму, величину, строение и находится в связи с соседними костями. Кости составляют примерно 18% веса тела.

Особое специфическое физико-химическое соединение органических и неорганических веществ в костях и обусловливает их основные свойства – упругость, эластичность, прочность и твердость. Кость человека выдерживает давление на 1 мм 2 15 кг, а кирпич всего 0,5 кг.

Химический состав костей непостоянен, он меняется с возрастом, зависит от функциональных нагрузок, питания и других факторов. В костях детей относительно больше, чем в костях взрослых, оссеина, они более эластичны, меньше подвержены переломам, но под влиянием чрезмерных нагрузок легче деформируются.

Форма костей. Форма костей в скелете человека очень разнообразна. Скелет человека состоит из костей. Различают длинные (кости плеча, предплечья, бедра, голени), короткие (кости кисти и стопы) и плоские (кости черепа, лопатки) кости. Кроме того, есть кости пневматические и сесамовидные.

Расположение костей в скелете связано с выполняемой ими функцией при общей закономерности: «Кости построены так, что при наименьшей затрате материала обладают наибольшей крепостью, легкостью, по возможности уменьшая влияние толчков и сотрясений» (П.Ф. Лесгафт).

Длинные кости расположены на конечностях, где они, как рычаги, обеспечивают значительный размах движений. В этих костях преобладает продольный размер. В каждой длинной или трубчатой кости различают среднюю часть – тело (диафиз) и 2 конца (эпифизы) – проксимальный и дистальный.

Внутри тела кости находится костномозговая полость, не уменьшающая ее прочности.

Короткие кости находятся там, где вместе с подвижностью и разнообразием движений необходима прочность (позвоночный столб, кости запястья). Размеры коротких костей одинаковы в трех плоскостях.

Плоские кости не содержат полости; между двумя пластинками компактного вещества в них располагается губчатое вещество. Плоские кости участвуют в образовании полостей для защиты органов (кости черепа, таза и др.).

Смешанные кости – это такие, различные части которых имеют разную форму (височная кость).

Пневматические, или воздухоносные, кости имеют внутри полость, выстланную слизистой оболочкой и заполненную воздухом, что облегчает вес кости, не уменьшая ее прочности.

Сесамовидные кости — это кости, вставленные в сухожилия мышц и увеличивающие поэтому плечо силы мышц, способствующие усилению их действия.

Сверху кости покрыты плотной оболочкой – надкостницей, через мелкие отверстия которой проходят кровеносные сосуды, питающие кость. Благодаря надкостнице обеспечивается рост костей в толщину и срастание костей при переломе. Концы кости покрыты хрящом. За счет деления клеток хряща кость растет в длину.

За надкостницей расположено компактное плотное вещество, пропитанное солями кальция, а под ним – губчатое вещество кости, которое состоит из множества перекрещивающихся костных пластинок, придающих им прочность. Длинные трубчатые кости внутри имеют полость, заполненную костным мозгом.

Череп состоит из мозгового и лицевого отделов. Мозговой отдел – черепная коробка – защищает головной мозг от повреждений. Мозговой отдел образован лобной, затылочной, двумя теменными и двумя височными костями. В состав лицевого отдела черепа входят различные крупные и мелкие кости (например, верхняя и нижняя челюсти, скуловые и носовые кости). Все они неподвижно соединены между собой, кроме нижнечелюстной кости.

Скелет туловища образуют позвоночник и грудная клетка. Позвоночник включает в себя 7 шейных, 12 грудных, 5 поясничных, 5 крестцовых и 4–5 копчиковых позвонков, в соответствии с которыми и различают пять отделов позвоночника – шейный, грудной, поясничный, крестцовый и копчиковый.

Позвоночник человека, в отличие от позвоночника животных, имеет четыре изгиба. Их появление связано с прямохождением и способствует смягчению толчков при ходьбе, беге, прыжках, предохранению внутренних органов и спинного мозга от сотрясений. Каждый позвонок состоит из тела и дуги с несколькими отростками. Внутри позвоночника проходит позвоночный канал, окружающий спинной мозг.

Грудные позвонки, ребра и грудная кость (грудина) образуют грудную клетку, которая находится в верхней части туловища.

Грудная клетка защищает от повреждений расположенные в ней сердце и лёгкие.

У человека 12 пар плоских дугообразно изогнутых рёбер. Рёбра подвижно сочленены с позвонками сзади, а спереди они (кроме двух пар нижних рёбер) при помощи гибких хрящей соединяются с грудиной, расположенной по средней линии груди. Это позволяет грудной клетке расширяться или сужаться при дыхании.

Скелет верхней конечности (руки), состоит из трёх отделов: плеча, предплечья и кисти. Длинная плечевая кость образует плечо. Две кости – локтевая и лучевая – составляют предплечье. С предплечьем соединяется кисть, состоящая из мелких косточек запястья и пясти, образующих ладонь, и гибких подвижных пальцев. При помощи лопаток и ключиц, образующих плечевой пояс, кости руки прикрепляются к костям туловища.

Нижняя конечность (нога) состоит из бедра, голени и стопы. Бедро образовано бедренной костью, которая является самой крупной костью нашего тела. Голень состоит из двух берцовых костей, а стопа – из нескольких костей, самая крупная из которых пяточная. Нижние конечности прикреплены к туловищу с помощью пояса нижних конечностей (тазовых костей). У человека тазовые кости шире и массивнее, чем у животных. Кости конечностей соединяются между собой подвижно при помощи суставов.

Скелет составляют кости головы (череп), туловища, верхних и нижних конечностей.

Функции плоских костей. Кости и их соединения

Кости и их соединения (анатомия человека)

Движение играет огромную роль в жизни всех живых существ, в том числе и человека. Активное перемещение в пространстве является основным отличием животных от растений. Движение служит одной из главных приспособительных реакций животного к окружающей среде, оно осуществляется двигательным аппаратом. Двигательный аппарат человека состоит из костей, соединений между ними и мышц. Движения происходят в местах соединения костей. Мышечная ткань, основным свойством которой является способность сокращаться, приводит в движение костные рычаги. Кости и их соединения относят к пассивной части двигательного аппарата, а мышцы – к его активной части.

У простейших животных опорным и защитным приспособлением является наружный скелет (например, хитиновый покров членистоногих). Однако удобный для защиты, он препятствует росту животного. У позвоночных развивается внутренний скелет, который становится опорой, поддержкой и защитой для мягких тканей и органов.

Биологическое значение костной системы связано с участием ее в минеральном обмене (скелет является депо минеральных солей – фосфора, кальция, железа и др.).

Кости позвоночника и нижних конечностей выполняют главным образом опорную функцию. Кости, составляющие черепную коробку, образуют хорошо защищенное вместилище для головного мозга; позвоночный канал служит костным футляром для спинного мозга; кости, образующие грудную клетку, защищают от внешних воздействий легкие и сердце; кости таза предохраняют мочевой пузырь и прямую кишку, а у женщин также и матку с маточными трубами и яичниками.

Двигательную функцию, функцию рычагов выполняют преимущественно кости конечностей.

Твердый скелет человека состоит более чем из 200 костей, из которых 95 – парные кости. Скелет имеет массу 5 – 6 кг, составляя у мужчин 10%, а у женщин – 8,5% от общей массы тела.

Строение костей (анатомия человека)

Изучение скелета в медицинских учебных заведениях производится на так называемых мацерированных, мертвых, высушенных костях (само слово “скелет” происходит от греческого “высушенный”). Такие кости существенно отличаются от живых костей.

Каждая кость живого человека представляет собой сложный орган: она занимает точное положение в теле, имеет определенные форму и строение, выполняет свойственную ей функцию. В образовании кости принимают участие все виды тканей. Конечно, главное место занимает костная ткань. Хрящ покрывает только суставные поверхности кости, снаружи кость покрыта надкостницей, внутри расположен костный мозг. Кость содержит жировую ткань, кровеносные и лимфатические сосуды, нервы. Костная ткань обладает высокими механическими свойствами, ее прочность можно сравнить с прочностью металла. Относительная плотность костной ткани около 2,0. Живая кость содержит 50% воды, 12,5% органических веществ белковой природы (оссеин и оссеомукоид), 21,8% неорганических минеральных веществ (главным образом фосфат кальция) и 15,7% жира.

В высушенной кости 2 /_з составляют неорганические вещества, от которых зависит твердость кости, и 1 /_з – органические вещества, обусловливающие ее упругость. В этом можно легко убедиться, проделав несложные опыты. Если прокаливанием кости удалить из нее все органические вещества, то кость, хотя и сохранит свою форму, станет хрупкой, так как именно сгоревшие органические вещества придают ей гибкость, упругость и эластичность. Если опустить кость в концентрированную кислоту, то она уже через несколько часов станет мягкой, легко гнущейся: произошла декальцинация кости, неорганические соединения, придающие кости твердость, растворились.

Содержание в кости минеральных (неорганических) веществ с возрастом постепенно увеличивается, в результате чего кости пожилых и старых людей становятся более хрупкими. По этой причине даже незначительные травмы у стариков сопровождаются переломами костей. Гибкость и упругость костей у детей зависят от относительно большего содержания в них органических веществ.

Из костной ткани образуются системы костных пластинок. Если костные пластинки плотно прилегают друг к другу, то получается плотное (компактное) костное вещество. Если костные перекладины расположены рыхло, то образуется губчатое костное вещество. Нужно помнить, однако, что и в компактном, и в губчатом веществе костные перекладины располагаются не беспорядочно, а строго закономерно по линиям сил сжатия (действие тяжести тела на кость) и растяжения (действие на кость сокращающихся мышц, которые начинаются и прикрепляются на кости) (рис. 22).

Рис. 22. Расположение костных перекладин в губчатом веществе вдоль направления сил сжатия (1) и растяжения (2) бедренной кости (схема)

Различают длинные, короткие, широкие, или плоские, и смешанные кости (рис. 23). К длинным костям относятся длинные трубчатые кости конечностей (плечевая и бедренная, кости предплечья и голени). В длинной трубчатой кости выделяют среднюю часть – тело кости, или диафиз, и два утолщенных конца – верхний и нижний эпифизы. В детском возрасте между диафизом и эпифизами расположены хрящи. У взрослых людей эти хрящи замещаются костной тканью, а участки кости между диафизом и эпифизом образуют метафизы. Строение длинной трубчатой кости отчетливо видно на продольном распиле. Диафиз ее состоит из компактного костного вещества. Внутри диафиза находится костномозговая полость. В ней лежит желтый костный мозг. Снаружи диафиз покрыт надкостницей (рис. 24). Эпифизы построены из губчатого костного вещества, в ячейках которого находится красный костный мозг. Снаружи эпифизы покрыты суставным гиалиновым хрящом. Надкостница диафиза постепенно переходит в надхрящницу эпифизов.

Рис. 23. Скелет человека. 1 – череп; 2 – позвоночный столб; 3 – ключица; 4 – ребро; 5 – грудина; 6 – плечевая кость; 7 – лучевая кость; 8 – локтевая кость; 9 – кости запястья; 10 – кости пясти; 11 – фаланги пальцев кисти; 12 – седалищная кость; 13 – кости плюсны; 14 – кости предплюсны; 15 – большеберцовая кость; 16 – малоберцовая кость; 17 – надколенник; 18 – бедренная кость; 19 – лобковая кость; 20 – подвздошная кость

Рис. 24. Левая плечевая кость с надкостницей. 1 – надкостница; 2 – участок кости, свободный от надкостницы

В течение всего периода развития и роста между диафизом и эпифизами трубчатых костей имеется хрящевая прослойка – так называемый эпифизарный (метаэпифизарный) хрящ, благодаря которому кость растет в длину. Полное замещение хряща костью происходит у женщин к 18 – 20 годам, у мужчин к 23 – 25 годам. С этого времени рост скелета, а значит и рост человека прекращается.

Красный костный мозг является органом кроветворения. Он состоит из тонкой сети соединительнотканных волокон, в которой созревает громадное количество красных и белых клеток крови. Эти клетки как бы вымываются током крови и разносятся по всему организму.

В зародышевом периоде и в раннем детском возрасте костномозговые полости диафизов длинных трубчатых костей также заполнены красным костным мозгом. Со временем он подвергается жировому перерождению и превращается в желтый костный мозг.

Надкостница – тонкая, но плотная соединительнотканная пластинка, состоящая из наружного – волокнистого и внутреннего – костеобразующего (камбиального) слоев. Она имеет много кровеносных сосудов, которые придают ей бледно-розовый цвет. За счет надкостницы кость растет в толщину. Некоторые кости имеют небольшие размеры, но построены по типу длинных трубчатых костей (кости пясти, плюсны, фаланги пальцев).

Другую группу составляют короткие кости, построенные по типу эпифизов длинных трубчатых костей. Такие кости (позвонки, грудина, кости запястья и предплюсны и т. д.) состоят преимущественно из губчатого костного вещества и только снаружи покрыты тонким слоем компактного костного вещества.

Плоские кости образованы из двух пластинок компактного костного вещества, между которыми располагается губчатое вещество. Эти кости выполняют главным образом защитную функцию, ограничивая своими широкими поверхностями полости (теменные, тазовые и др.).

Некоторые кости черепа отличаются наличием в них полостей, выстланных слизистой оболочкой и наполненных воздухом. Их выделяют в группу воздухоносных костей, к которым относят лобную, основную, решетчатую и верхнечелюстные кости. Эти кости входят в состав лицевого черепа. Находящиеся в них полости являются дополнениями к носовой полости, их называют околоносовыми пазухами. У новорожденного они неразвиты и формируются по мере роста черепа. Гнойное воспаление слизистой оболочки пазух опасно, так как отток гноя из них затруднен, поэтому нередко необходима операция.

Развитию скелета предшествует образование спинной струны – хорды. На 1-м месяце внутриутробной жизни вокруг хорды и в местах закладки всех будущих костей происходят сгущение и уплотнение зародышевой соединительной ткани – мезенхимы. Так образуется перепончатый скелет зародыша – первая стадия развития, общая для всех костей. Очень скоро перепончатый скелет сменяется хрящевым. Он состоит уже как бы из упрощенных хрящевых моделей, напоминающих по форме будущие кости. Хрящевой скелет – это вторая стадия развития костей.

В конце 2-го месяца внутриутробной жизни начинается окостенение хрящевого скелета. Возникают ядра окостенения. При этом образование костной ткани идет параллельно с разрушением хряща. Замена хряща костью продолжается после рождения и происходит в течение длительного времени. Полным вытеснением хряща костной тканью заканчивается третья – костная – стадия развития костей. У взрослого человека хрящ имеется только на суставных поверхностях сочленяющихся костей. Интересно, что ядра окостенения возникают для разных костей в различные, но закономерные сроки. Это используется для определения возраста плодов в судебно-медицинской практике.

Итак, большинство костей скелета в процессе своего развития проходит три стадии: перепончатую, хрящевую и костную. Исключение составляют плоские кости крыши черепа и кости лицевого черепа, которые проходят лишь две стадии развития – перепончатую и костную. У новорожденных и детей первого года жизни можно видеть остатки перепончатого черепа в виде родничков.

Кости, их соединения

Опорно-двигательный аппарат

Мы открываем новую главу анатомии, посвященную опорно-двигательному аппарату. Именно он обеспечивает опору для организма, поддерживает части тела в необходимом положении, служит защитой внутренним органам и обеспечивает локомоторную функцию – движение.

Кости – основа опорно-двигательного аппарата, который мы начинаем изучать. Наука о костях – остеология (от лат. os – кость.)

Помимо того, что вы узнали о строении костей в разделе “соединительные ткани”, существует еще ряд важнейших моментов, на которые я обращу внимание в данной статье.

Скелет и суставы – пассивная часть опорно-двигательного аппарата, мышцы – активная часть. Сокращаясь, мышцы меняют положения костей – возникают различные движения.

Строение кости

Кость состоит из органических и неорганических веществ. Органические вещества представлены оссеином (от лат. os – кость), неорганические вещества – фосфатом кальция. Эластичность костей обусловлена оссеином, а твердость – солями кальция. В норме это соотношение представляет баланс.

У детей кости более эластичны и упруги, чем у взрослых: в них преобладают органические вещества. Кости пожилых людей содержат больше солей кальция, поэтому хрупкие и подвержены переломам.

Компактное вещество кости, которое образует костные балки и перекладины, придает кости прочность. Губчатое вещество заполняет собой пространство между костными балками: в нем находится красный и желтый костный мозг.

В красном костном мозге проходят начальные стадии развития форменные элементы крови: здесь появляются эритроциты, лейкоциты, тромбоциты.

Желтый костный мозг (жировая ткань) выполняет резервную функцию: в случае большой кровопотери он способен замещаться стволовыми клетками, которые делятся и образуют форменные элементы крови. В результате происходит восполнение клеток крови.

Структурная единица компактного вещества кости – остеон, или Гаверсова система. В канале остеона (Гаверсовом канале) проходит кровеносный сосуд. Располагаются остеоны по направлению действия силы, что определяет механическую прочность кости.

Основные клетки костной ткани, изученные нами в разделе “соединительные ткани”: остеобласты, остеоциты и остеокласты. Остеоциты имеют отростчатую форму и располагаются вокруг Гаверсова канала.

Классификация костей

Кости подразделяются на:

Трубчатые

Кости цилиндрической формы, длина которых больше ширины. К длинным трубчатым относятся ключица, бедренная, малоберцовая и большеберцовая кости, плечевая, лучевая и локтевая кости. К коротким – плюсневые и пястные кости, фаланги пальцев. Трубчатые кости выполняют функции подобно рычагам при движении.

Ширина губчатых костей приблизительно равна их длине, состоят из губчатого вещества, в котором находится костный мозг. Губчатые кости: грудина, кости запястья и предплюсны, позвонки.

Для этих костей характерна сложная форма, в ходе развития они обычно образуются из нескольких частей. К ним можно отнести кости черепа – затылочную и височную.

Сходны по строению с губчатыми костями. Плоскими костями являются: теменная и лобная (кости черепа), лопатка, тазовая кость.

Строение трубчатой кости

На примере трубчатой кости мы с вами разберем части, на которые подразделяется кость. Поверхность кости покрыта надкостницей – соединительнотканной оболочкой, в толще которой лежат кровеносные сосуды и нервы, дающие ветви внутрь.

Запомните, что рост кости в толщину происходит именно благодаря надкостнице: ее внутренний слой клеток делится, при этом толщина кости увеличивается. Таким образом, надкостница выполняет ряд важных функций:

• Защитную – наружный слой плотный, защищает кость от повреждения
• Питательную (трофическую) – в толще надкостницы к кости проходят сосуды
• Нерворегуляторную – в толще надкостницы проходят нервы
• Костеобразовательную – рост кости в толщину

Помимо надкостницы, трубчатая кость состоит из центрального отдела – диафиза, концевого отдела – эпифиза, и располагающегося между ними метафиза. В диафизах преобладает компактное вещество кости, в эпифизах – губчатое. Эти термины легко объяснить и запомнить с помощью рисунка, так что сделайте схему, и вы быстро их выучите.

Обратите свое особое внимание на метафиз, прилегающий к эпифизарной пластинке. Именно за счет этой пластинки, располагающейся между метафизом и эпифизом, происходит рост кости в длину. Эпифизарная пластинка хорошо кровоснабжается.

Соединения костей

Кости могут быть соединены друг с другом неподвижно: кости таза, черепа. К полуподвижным можно отнести: соединения позвонков, костей предплюсны, запястья, ребер.

Сустав – подвижное соединение двух костей. Наука о суставах – артрология (греч. aithron – сустав, logos – учение.)

В месте образования сустава кости отделены друг от друга суставной щелью. Поверхности костей в суставе (называемые – суставные) покрыты гиалиновым хрящом, который снижает трение между костями, выполняет амортизирующую функцию.

Суставную полость окружает суставная сумка (капсула), изнутри покрытая синовиальной оболочкой. Внутри суставная сумка заполнена синовиальной жидкостью, которая смазывает суставные поверхности костей и уменьшает их трение друг о друга. Снаружи сустав фиксируют связки.

В норме кости могут смещаться относительно друг друга в суставе, однако при травме, слишком резком и сильном движении это смещение может быть слишком сильным: в результате нарушается соприкосновение суставных поверхностей. В таком случае говорят о возникновении вывиха.

Вывих – смещение суставных концов костей, которое сопровождается повреждением связочно-капсульного аппарата сустава.

Переломы костей

Перелом кости – частичное или полное нарушение целостности кости, возникающее в результате нагрузки превышающей прочность травмированного участка.

Переломы подразделяются на:

• Открытые – над переломом локализуется рана, проникающая или непроникающая до костных отломков
• Закрытые – перелом без повреждения кожных покровов над ним

Техника оказания медицинской помощи при переломах:

• Вызывать скорую медицинскую помощь
• При наличии кровотечения – его немедленно нужно остановить, наложив жгут
• В случае повреждения кожных покровов – наложить асептическую повязку, используя бинт или чистую ткань
• Дать пострадавшему обезболивающее
• Иммобилизовать (обездвижить) поврежденную конечность специальными шинами, также можно использовать подручные средства (палки, доски, прутья и т.п.)

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2020

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Источники:

http://studopedia.ru/5_9346_kosti-i-ih-soedineniya.html
http://zinref.ru/000_uchebniki/03200medecina/000_03_anatomia_i_fiziologia_vorobiova_1981/013.htm
http://studarium.ru/article/81