Функции смешанных костей. Кости и их соединения

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.

Функции смешанных 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.

Строение, свойства костей и типы их соединений

Кость — составная часть скелета, опора организма, его твердый орган. Она имеет довольно сложное строение с преобладанием костной ткани. Верхний слой кости составляет так называемое компактное вещество (или же компактная костная ткань), ниже лежит губчатое вещество (или же губчатая костная ткань). В разных типах костей степень развития этих двух веществ отличается. Снаружи кость обволакивается тонкой прочной пленкой надкостницей. Она пронизана нервными окончаниями и сосудами. Именно благодаря ей идет кровоснабжение компактного вещества, а детские кости растут вширь. Лишены надкостницы только суставные поверхности костных концевых утолщений.

Крепкое, плотное и надежное, его основная задача — обеспечить прочность кости, препятствовать ее деформации. В общей массе скелета этот подвид ткани занимает до 80 процентов. Состоит компактное вещество из множества цилиндров, называемых остеонами, сложенных из костных пластинок, которых бывает от 5 до 20. В состав пластинок входит белок коллаген, гарантирующий плотность и эластичность кости. Диаметр каждого цилиндра-остеона очень мал, не больше 0,4 миллиметра, внутри него идет Гаверсов канал с кровеносными сосудами. По всему костному веществу разбросаны костные клетки, выделяющие костный материал пластинок (межклеточное вещество). Тела костных клеток, имеющие многочисленные отростки, находятся между соседними костными пластинками.

Наполняющая внутреннее пространство кости губчатая ткань намного более рыхлая и легкая, чем наружная компактная ткань. Благодаря этому масса кости уменьшается. Особенно развито губчатое вещество в эпифизах — на концах трубчатых костей. Строение его имеет решетчатый, ячеистый вид. В промежутках между перегородками-трабекулами находится красный костный мозг.

Каковы особенности костной ткани?

Костная ткань — один из типов соединительной. Две трети ее составляет межклеточное вещество, в котором хранится почти весь запас кальция, фосфора, половина запаса магния и натрия! Костная ткань не жадничает, она отдает эти вещества в кровь, поддерживая гомеостаз. Новая ткань образуется у человека всю жизнь, примерно за три десятка лет она полностью обновляется. Наиболее бурный рост костной ткани идет в молодом возрасте, а с течением лет темп снижается, костная ткань обедняется, теряет запас полезных веществ и массу. Хорошее развитие скелетных мышц усиливает прочность костей.

Как идет рост костей?

Изначально закладываются хрящи, которые в процессе развития организма замещаются костной тканью. В ширину кости, как уже сказано выше, растут благодаря надкостнице (а именно ее внутреннему остеогенному слою), а в длину — благодаря хрящевым прослойкам около головок (эпифизов) длинных костей — пластинкам роста.

Органические вещества (главное место здесь занимает белок коллаген) придают кости эластичность и упругость. Неорганические (фосфаты кальция — гидроксилапатиты, магния, и др.) делают ее твердой, но зато хрупкой и ломкой.

Проводя опыты, выдерживая кость в 10-процентном растворе соляной кислоты, мы выводим из нее неорганические вещества, — в результате кость становится мягкой и гибкой. Сжигая кость, мы уничтожает органику, остаются лишь неорганические вещества — в результате кость легко ломается.

У ребенка и молодого человека в костях высокое содержание органических веществ, с возрастом оно уменьшается — именно поэтому пожилые люди так легко ломают кости и так тяжело восстанавливаются. Кости детей эластичны, при их некритических искривлениях ситуацию еще можно исправить: например, выпрямить сколиозный позвоночник. В ЕГЭ по биологии могут быть вопросы о том, почему в детском возрасте легче вылечить сколиоз.

1. Трубчатые. Очень прочны, являются надежной основой скелета конечностей. Длинные трубчатые кости: бедренная, берцовые, плечевая, локтевая с лучевой. Короткие: кости плюсны, пясти, фаланг пальцев и др. Средняя часть кости этого типа — диафиз — построена из компактного вещества и выглядит как трубка с костно-мозговой полостью, заполненной желтым костным мозгом (хранящим запас жиров). Эпифизы (головки) — концевые части трубчатых костей, в них преобладает губчатое вещество с красным костным мозгом.

2. Плоские. Представляют собой две параллельные пластинки компактного вещества, между которыми спрятано губчатое вещество. Кости этого типа — лопатка, грудина, ключица, ребра, тазовая кость, кости крыши черепа — служат для формирования стенок полостей, которые окружают различные органы, и поясов конечностей.

3. Губчатые. Имеют лишь тонкий слой наружного плотного компактного вещества, внутри же — основное губчатое вещество. Кости этого типа находятся там, где большая нагрузка сочетается с высокой подвижностью: кости запястья, мелкие кости стопы, коленная чашечка (надколенник), пяточная кость.

4. Кроме того, выделяют смешанные кости — они состоят из частей, имеющих различия в происхождении и строении. К таким костям относятся, например, позвонки, кости основания черепа.

Типы соединения костей

1. Непрерывные соединения обеспечены соединительной тканью (хрящевой, фиброзной, костной), которая, словно мостик, связывает два костных окончания. Они бывают, в свою очередь, совершенно неподвижными и полуподвижными.

1) Неподвижные — это, например, кости черепа с костными швами, или сросшиеся позвонки копчика.

2) Полуподвижные — имеющие хрящевые прокладки как, например, между позвонками. Такое соединение еще называют симфиз (полусустав): например, лобковый симфиз.

2. Прерывные соединения всегда только подвижные. Вот суставы — это подвижные сочленения: в суставную впадину входит суставная головка. Соединяемые поверхности покрыты суставным хрящом, между костями — внутрисуставные связки. К тому же поверхности костей окружены суставной сумкой (капсулой), в ней находится суставная жидкость, выполняющая роль смазки.

Первая помощь при травмах связок, костей и суставов

Растяжение связок. Место повреждения нужно охладить, приложив к нему медицинский гель, любой замороженный предмет, или погрузив в холодную воду. После этого необходимо туго перебинтовать сустав и не нагружать его.

Переломы костей. При открытом переломе край раны обработать антисептиком и наложить стерильную повязку. Для обездвиживание применяется шина, которая должна заходить за суставы выше и ниже участка кости. При повреждении ключицы нужно подвесить руку на косынку, положив валик в подмышечную впадину. При повреждении ребер — после выдоха туго забинтовать грудную клетку.

Вывихи суставов. При вывихе идет смещение концов костей. Нельзя их вправлять самостоятельно. Необходимо охладить сустав, обеспечить человеку полный покой и доставить его в медучреждение.

Заболевания опорно-двигательного аппарата

1. Рахит — возникает при недостатке витамина «Д» и недостаточном питании, лишенном витаминов, у детей первых лет жизни, может привести к деформации костей.

2. Искривление позвоночника возникает по причине различных заболеваний (рахит, полиомиелит, туберкулез), травм, нарушения осанки при пребывании в одной позе. При искривлении нарушается равномерное натяжение мышц, что еще более усугубляет проблему.

3. Плоскостопие — уплощение свода стопы. Причины его: слабые связки стопы, ожирение, ношение тесной и узкой обуви на каблуке, длительные нагрузки, травмы, следствие рахита. Лечение заключается в упражнениях, массаже, ношении качественной ортопедической обуви и стелек.

Хочешь сдать экзамен на отлично? Жми сюда – курсы ЕГЭ в Москве по биологии

Источники:

http://studarium.ru/article/81
http://zinref.ru/000_uchebniki/03200medecina/000_03_anatomia_i_fiziologia_vorobiova_1981/013.htm
http://egevideo.ru/stati/chelovek/stroenie-svoystva-kostey-i-tipy-ikh-soedineniy/