Человек в разрезе

Движение - важнейшая функция организма. Для ее реализации в теле человека имеется опорно-двигательный аппарат, в состав которого входят кости, образующие внутренний остов тела, различные виды соединений костей, среди которых наиболее подвижными являются суставы, и мышцы, представляющие собой активную часть двигательного аппарата.

Все кости, а их в человеческом теле более 200, образуют скелет. Скелет выполняет ряд важных функций. Он защищает внутренние органы от механических повреждений, участвует в обмене веществ (минеральном); в костях находится красный костный мозг, обеспечивающий кроветворение. Самое главное назначение скелета - его участие в движениях тела. Кости как самая плотная часть скелета выполняют роль рычагов, на которые действуют мышцы, прикрепляющиеся к ним.

Кости построены преимущественно из костной ткани, состоящей из клеток и межклеточного вещества, в котором откладываются минеральные соединения (главным образом соли кальция). Кости взрослого человека содержат воду (до 50%), органические вещества (28%) и неорганические соедниения (22%). Органические вещества придают костям эластичность; на 95% это коллаген, а остальную часть составляют белки, жиры и углеводы. Среди неорганических веществ, обеспечивающих твердость костей, преобладают соли кальция, фосфора и магния. Скелет в организме служит основным депо для минеральных соединений.

Химический состав костей и, следовательно, их механические свойства завият от возраста, состояния организма, условий питания. В детском возрасте относительное содержание органических веществ и воды больше, вследствие сего кости обладают большей эластичностью. К старости относительное содержание органических веществ в кости уменьшается, а неорганический - увеличивается, в результате повышается хрупкость костей.

На разрезе в кости различают компактное вещество, образующее ее наружные слои, и внутренее губчатое вещество (рис. 1). В компактном веществе костные пластинки плотно прилежат друг к другу, в губчатом - образуют перекладины, ориентированные относительно действующих на кость сил. В промежутках между костными перекладинами располагается красный костный мозг.

Снаружи каждая кость покрыта надкостницей. Из надкостницы в толщу кости проникают кровеносные сосуды и нервы. За счет внутреннего слоя надкостницы кость растет в толщину и восстанавливается после переломов.

По форме, строению и особенностям развития кости делят на трубчатые (длинные и короткие), губчатые, плоские и смешанные.

Трубчатые кости входят в состав скелета конечностей, играя роль рычагов при движении. К длинным трубчатым костям относят кости плеча, предплечья, бедра и голени, к коротким - большинство костей кисти и стопы. В трубчатых костях различают среднюю часть, или тело - диафиз, и два конца - эпифизы. Диафиз образован преимущественно компактным веществом, эпифизы - трубчатым. Внутри тело трубчатой кости полое и содержит костномозговую полость, в которой у взрослого человека располагается желтый костный мозг (скопление жировой ткани), а у ребенка - красный костный мозг. В ячейках губчатого вещества эпифизов у людей всех возрастов находится кроветворение - постоянная выработка форменных элементов крови: эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов (рис. 2).

Участки костей, которыми они подвижно соединяются друг с другом, называются суставными поверхностями костей. Эти поверхности расположены на концах (эпифизах) трубчатых костей и покрыты не надкостницей, а очень гладким суставным хрящом.

Между диафизом и эпифизом трубчатой кости у детей и подростков расположена тонкая прослойка так называемого эпифизарного хряща, за счет которого кость растет в длину. Рост костей в длину, а соответственно, и рост человека происходит до 20-25 лет, после чего он прекращается (у щенщин на 2-3 года раньше, чем у мужчин). Эпифизарные хрящи окостеневают и эпифизы полностью срастаются с диафизом (рис. 3).

Губчатые кости построены преимущественно из губчатого вещества, окруженного тонким слоем компактного. В ячейках губчатого вещества также содержится красный костный мозг. К типичным губчатым костям относят грудину, позвонки, кости запястья и предплюсны.

Плоские кости по сроению сходны с губчатыми, но имеют значительные размеры; они служат для прикрепления мышц и образования полостей. К плоским относят кости черепа (лобная, теменная и др.), кости поясов конечностей (лопатка, тазовая кость).

Смешанные кости имеют сложную форму и, как правило, развиваются из нескольких частей. Это многие кости черепа (височная, затылочная и др.).

На своей поверхности кости имеют различные отростки, шероховаточти, бугристости, ямки, которые служат местами прикрепления мышц и связок. В местах прохождения сосудов на костях видны борозды. Через отверстия и щели в костях также проходят сосуды и нервы.

В период развития плода в утробе матери кости скелета образованы сначала мягкой фиброзной, а затем хрящевой тканью. Диафизы трубчатых костей начинают окостевать самыми первыми - в конце второго месяца внутриутробного развития. Эпифизы костей долго остаются хрящевыми - очаги окостенения в них появляются в течение 10 лет после рождения. Из очага процесс окостенения распространяется к перифирии эпифиза. Самыми последними окостеневают те бугры и выросты на поверхности костей, к которым прикрепляются мышцы.

Кости приспосабливаются к изменяющимся условиям жизнедеятельности организма. Под влиянием постоянных нагрузок, связанных с профессиональной деятельностью, происходит так называемая рабочая гипертрофия отдельных частей скелета. Например, у шоферов увеличивается ширина костей кисти, а у музыкантов удлиняются фаланги пальцев. В целом кости развиваются тем лучше, чем интенсивнее деятельность связанных с ними мышц.

К старости в костях нарушается соотношение созидания и разрушения костной ткани, костное вещество разрежается (остеопороз), кости становятся тоньше, суставные концы их деформируются, могут образовываться костные наросты - остеофиты. У женщин первые признаки старения отмечаются раньше, чем у мужчин (с 45-50 лет).

Как уже было сказано, основным видом соединения костей являются суставы. Наряду с ними есть более простые и менее подвижные соединения костей с помощью хрящевой и фиброзной ткани, к которым относят связки, швы между костями черепа, межпозвоночные диски.

В каждом суставе различают суставные поверхности сочленяющихся костей, суставную капсулу и суставную полость (рис. 4). Суставные поверхности сочленяющихся костей покрыты слоем гладкого гиалинового хряща, который уменьшает трение между движущимися костями. Суставная капсула окружает суставную полость и прирастает к костям по краю их суставных поверхностей или же несколько отступя от них. Внутренняя оболочка суставной капсулы выделяет в полость сустава прозрачную синовиальную жидкость, облегчающую скольжение сочленяющихся костей. Суставная полость представляет собой закрытое пространство щелевидной формы, заполненное синовиальной жидкостью. Удержание костей в сочленовном состоянии обеспечивается сокращением мышц, окружающих сустав. Этому также способствует внутри- и внесуставные связки, прочная суставная капсула.

Подвижность в суставе зависит от особенностей его сроения, прежде всего от формы и количества суставных поверхностей сочленяющися костей (рис. 5). Форму суставных поверхностей костей принято сравнивать с отрезками геометрических фигур, поэтому различают блоковижный, цилиндрический, эллипсовидный, седловидный, шаровидный и плоский суставы. Одним из наиболее подвижных является шаровидный и плоский суставы. Одним из наиболее подвижных является шаровидный по форме плечевой сустав, который образован шаровидной головкой плечевой кости и суставной впадиной лопатки. В плоских суставах, например между отдельными костями запястья, подвижность, напротив, крайне мала. В блоковидных по форме суставах между фалангами пальцев возможно только сгибание и разгибание, а эллипсовидная форма лучезапястного сустава существенно расширяет объем движений.

В целом, степерь подвижности в суставе определяется числом осей, вокруг которых возможны движения. По числу осей вращения различают многоосные (трехосные) суставы, в которых осуществляются движения вокруг всех трех осей трехмерного пространства, двухосные и одноосные суставы. Примерами многоосного сустава служат плечевой и тазобедренный суставы, двухосного - локтевой и голеностопный суставы.

Для улучшения работы сустава имеются различные приспособления. В первую очередь, это многочисленные связки - пучки прочной волокнистой ткани, которые могут располагаться как снаружи суставной капсулы, так и в полости сустава. Связки укрепляют суставную капсулу, ограничивают и направляют движения в суставе (така как располагаются перпендикулярно к осям вращения и как бы по их концам), отчасти удерживают кости в сочленовном состоянии (например, крестообразные связки внутри коленного сустава, которые к тому же препятствуют переразгибанию голени в коленном суставе).

В некоторых суставах имеются хрящевые мениски (в коленном суставе) или диски (в височно-нижнечелюстном суставе), служащие для увеличения разнообразия движений. В полости коленного сустава, кроме того, присутствуют многочисленные складки - выросты внутренней оболочки суставной капсулы, служащие для амортизации, а вблизи сустава, под сухожилиями мышц - синовиальные сумки, облегчающие взаимное скольжение костей и мышц. Все перечисленные приспособления играют определенную роль при движениях в суставе. Естественно, что при нарушении этого механизма вследствие травмы или заболевания деятельность сустава затрудняется.

Суставы, как и кости, развиваются постепенно. Окончательное формирование всех элементов суставов происходит в возрасте 13-16 лет. Подвижность суставов больше у детей и молодых людей. У женщин она лучше, чем у мужчин. Вместе с тем под влиянием тренировки подвижность суставов увеличивается, о чем свидетельствуют достижения спортсменов-легкоатлетов и цирковых акробатов. С возрастом подвижность суставов уменьшается. Связано это с постепенной потерей эластичности суставной капсулой и связками, ослаблением мышечной активности, развитием различных заболеваний. Лучшее средство для сохранения подвижности суставов и профилактики возрастных изменений - регулярные физические упражнения.

Источник: Качество жизни. Профилактика. № 4 Июль - Август 2003