Лекция на тему "Опорно-двигательная система"

Тема 2.1.

Опорно-двигательная система

План:

1. Классификация и строение костей.

2. Развитие, рост и строение костей.

I.

Кость - структурно-функциональная единица скелета и самостоятельный орган. Каждая кость занимает точное положение в теле, имеет определённую 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, её 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 2/3 составляют неорганические вещества, от которых зависит твёрдость кости, и 1/3 - органические вещества, обусловливающие её упругость. 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.[1988 Воробьева Е А Губарь А В Сафьянникова Е Б - Анатомия и физиология: Учебник]

Остеопороз - заболевание, связанное с повреждением (истончением) костной ткани, ведущее к переломам и деформации костей. Причина - не усвоение кальция.

Структурной функциональной единицей кости является остеон. Обычно остеон состоит из 5-20 костных пластинок. Диаметр остеона 0,3 - 0,4 мм.

Если костные пластинки плотно прилегают друг к другу, то получается плотное (компактное) костное вещество. Если костные перекладины расположены рыхло, то образуется губчатое костное вещество, в котором находится красный костный мозг.

Снаружи кость покрыта надкостницей. В ней находятся сосуды и нервы.

За счёт надкостницы кость растёт в толщину. За счёт эпифизов кость растёт в длину.

Внутри кости находится полость, заполненная жёлтым костным мозгом.

Внутреннее строение кости

Типы костей по плотности

Компактная кость

Компактная кость образует длинный диафиз и эпифизы трубчатых костей. На поперечном срезе компактной кости можно увидеть скопление остеопов, или гаверсовых систем. Каждая из этих систем представляет собой удлиненный цилиндр. Он ориентирован по длинной оси кости, состоит из центрального гаверсова канала и содержит кровеносные сосуды, обеспечивающие кровоснабжение элементов остеона, лимфатические сосуды и нервы, окруженные концентрическими пластинами кости. Такие пластины называются пластинками. Между ними имеются лакуны, содержащие остеоциты и лимфу. Через тонкие каналы (лимфатические канальцы в гаверсовом канале) лакуны связываются между собой. Лимфатические канальцы обеспечивают остеоциты питанием из лимфы. Большую прочность кости придают множественные трубчатые пластинки. Под прямым углом к длинной кости проходят перфорационные, или фолькманновы каналы. Через них проходят нервные волокна и кровеностные сосуды.

Губчатая кость (спонгиозная, решетчатая кость)

Губчатая кость образуется в эпифизах длинных костей, телах позвонков и других, не имеющих полостей, костях. Состоит из трабекул (синоним: перекладина). Они представляют собой связанные канальцами остеоциты и беспорядочно построенные пластинки. В губчатой кости гаверсовы системы отсутствуют, но имеются множественные открытые пространства в виде ячеистой структуры, подобные большим гаверсовым каналам. Эти пространства заполняются кровеносными сосудами и желтым или красным костным мозгом. При этом происходит образование динамической решетки. Она способна к постепенному изменению путем перестройки в ответ на мышечное напряжение и воздействие веса.

Типы костей по форме

 Несимметричные кости
Несимметричные кости образованы в основном губчатой костью, покрытой тонкими слоями компактной кости и имеют составную форму. К ним относятся тазовые кости, позвонки и некоторые кости черепа.

 Плоские кости
Плоские кости состоят из губчатой костной ткани, лежащей между двумя тонкими слоями компактной кости. Они тонкие, часто изогнутые, уплощенные. К ним относятся большинство костей черепа, ребра и грудина.

 Короткие кости
Короткие кости образованы в основном губчатой костной тканью и имеют кубическую форму. К ним относятся кости запястья и кости предплюсны.
Среди коротких костей отдельно выделяют сесамовидные кости. Название их образовано от латинского слова, в переводе означающего «сформированный, так же, как кунжутное семечко»). Они образуются и находятся в пределах сухожилия. К ним относятся надколенник (коленная чашечка) и гороховидная кость у медиального конца складки запястья.

 Длинные кости
Длинные кости состоят в основном из компактной кости. Имеют диафиз с эпифизами на обоих концах. К ним относятся кости конечностей, кроме костей кисти и стопы.

Компоненты длинной кости

  В центре диафиза начинается преобразование хряща длинной кости. Позднее, на концах костей образуются вторичные формирующие кость центры, из которых происходит рост кости в детстве и юности, прекращающийся только в начале двадцатилетнего возраста. После чего зоны роста уплотняются.

Диафиз (греч. - «разделение»)
Диафиз - центральная часть длинной кости. Он состоит из заполненной костным мозгом костномозговой полости, окруженной плотной костной тканью. Диафиз формируется из одного или более первичных участков окостенения и снабжается одной или несколькими питающими артериями.

Эпифиз (греч. - «вырост»)
Эпифиз - это концевая часть длинной кости или любой части кости, отделенной от основного тела незрелым костным хрящом. Формируется эпифиз из вторичного участка окостенения и состоит в основном из губчатой кости.

Эпифизарная линия
Эпифизарная линия представляет собой остаток эпифизарной пластины гиалинового хряща. Встречается в молодой, растущей кости. Является зоной роста длинной кости. Постепенно во взрослом состоянии пластина полностью замещается костью, и рост длинных костей останавливается. На ее предыдущее расположение указывает только остаточная линия.

Суставной хрящ
Суставной хрящ располагается в пределах синовиального сустава в местах, где соприкасаются две кости. Он гладкий, скользкий, пористый, гибкий, нечувствительный и бессосудистый. Массируется движениями, способствующими поглощению синовиальной жидкости, кислорода и питательных веществ.
Примечание: суставной хрящ может разрушиться из-за дегенеративного процесса при остеоартрите и последних стадиях некоторых форм ревматоидного артрита.

Надкостница
Надкостница представляет собой волокнистую мембранозную соединительную ткань. Надкостница образует двухслойную оболочку, окутывающую внешнюю поверхность кости. Оболочка является высоко чувствительной. Внешний слой образован плотной неоформленной соединительной тканью. Внутренний слой состоит из остеобластов и остеокластов и находится непосредственно напротив поверхности кости.
В надкостнице имеются лимфатические и кровеносные сосуды, проникающие в кость через питательные каналы, и нервные волокна. К кости надкостница прикрепляется волокнами Шарпея, состоящими из коллагена. Надкостница также образует точки прикрепления для сухожилий и связок.

Костномозговая полость
Костномозговая полость - это полость диафиза, содержащая костный мозг. У молодых - людей красный, с возрастом превращающийся в большинстве костей в желтый костный мозг.

 Красный костный мозг
Красный костный мозг представляет собой студенистое вещество красного цвета. В его состав входят красные и белые клетки крови на разных стадиях развития. Располагается в костномозговых полостях плоских и длинных костей, в их губчатой части. У людей, достигших половой зрелости, красный костный мозг, продуцирующий новые красные клетки крови, находится в плоских костях (грудине), несимметричных костях (тазовых), в головках бедренной и плечевой кости. При подозрении на гемолитические заболевания образцы красного костного мозга можно получить именно из указанных костей.

 Желтый костный мозг
Желтый костный мозг не способен производить клетки крови, так как представляет собой жировую соединительную ткань.

Классификация костей по форме:

1. Трубчатые кости - имеют общий план строения, в них различают тело (диафиз) и два конца (эпифизы); цилиндрической или трёхгранной формы; длина преобладает над шириной; снаружи трубчатая кость покрыта соединительнотканным слоем (надкостницей):

   • длинные (бедренная, плечевая);

   • короткие (фаланги пальцев).

2. Губчатые кости - образованы преимущественно губчатой тканью, окружённой тонким слоем твёрдого вещества; сочетают прочность и компактность с ограниченной подвижностью; ширина губчатых костей приблизительно равна их длине:

   • длинные (грудина);

   • короткие (позвонки, крестец)

   • сесамовидные кости - расположены в толще сухожилий и обычно лежат на поверхности других костей (надколенник).

3. Плоские кости - образованы двумя хорошо развитыми компактными наружными пластинками, между которыми располагается губчатое вещество:

   • кости черепа (крыша черепа);

   • плоские (тазовая кость, лопатки, кости поясов верхних и нижних конечностей).

4. Смешанные кости - имеют сложную форму и состоят из частей, различных по функциям, форме и происхождению; из-за сложной структуры смешанные кости нельзя отнести к другим типам костей: трубчатым, губчатым, плоским (грудной позвонок, имеет тело, дугу и отростки; кости основания черепа состоят из тела и чешуи).

Строение кости

I. Трубчатые кости. Построены из губчатого и компактного вещества, образующего трубку с костномозговой полостью; выполняют все 3 функции скелета (опора, защита и движение). Из них длинные трубчатые кости (плечо и кости предплечья, бедро и кости голени) являются стойками и длинными рычагами движения и, кроме диафиза, имеют эндохондральные очаги окостенения в обоих эпифизах (биэпифизарные кости); короткие трубчатые кости (кости пястья, плюсны, фаланги) представляют короткие рычаги движения; из эпифизов эндохондральный очаг окостенения имеется только в одном (истинном) эпифизе (моноэпифизарные кости).

II. Губчатые кости. Построены преимущественно из губчатого вещества, покрытого тонким слоем компактного. Среди них различают длинные губчатые кости (ребра и грудина) икороткие (позвонки, кости запястья, предплюсны). К губчатым костям относятсясесамовидные кости , т. е. похожие на сесамовые зерна растения кунжут, откуда и происходит их название (надколенник, гороховидная кость, сесамовидные кости пальцев руки и ноги); функция их — вспомогательные приспособления для работы мышц; развитие — эндохондральное в толще сухожилий. Сесамовидные кости располагаются около суставов, участвуя в их образовании и способствуя движениям в них, но с костями скелета непосредственно не связаны.

III.Плоские кости: 
    а) плоские кости черепа (лобная и теменные) выполняют преимущественно защитную функцию. Они построены из 2 тонких пластинок компактного вещества, между которыми находится диплоэ, diploё , — губчатое вещество, содержащее каналы для вен. Эти кости развиваются на основе соединительной ткани (покровные кости);
    б) плоские кости поясов (лопатка, тазовые кости) выполняют функции опоры и защиты, построены преимущественно из губчатого вещества; развиваются на почве хрящевой ткани.

 Конец формы

II.

Скелет человека

Скелет человека при рождении состоит приблизительно из 350 костей. Во время развития и роста организма часть из них срастаются, поэтому скелет взрослого человека содержит 206 костей. Все кости скелета можно распределить по двум группам: первая - осевой скелет - несущая конструкция тела, вторая - добавочный скелет. У людей имеются также проявления экзоскелета (наружного скелета) - зубы, ногти, волосы, хорошо развитого беспозвоночных. Полностью развитая кость - самая твердая ткань в организме - состоит из воды (20%), органического материала (30-40%) и неорганического материала (40-50%).

Рост и развитие костей

В большинстве своем кости образуются из хрящевой основы. Последняя кальцифицируется (обызвествляется) и оссифицируется (окостеневает), формируя при этом истинную кость. В этом процессе выделяют следующие стадии:

1. Активизация в течение первого триместра беременности (второй и третий месяц эмбрионального развития) клеток, образующих кость - остеобластов.

2. Продуцирование остеобластами матрикса. Матриксом называют материал между клетками. Он состоит из большого количества коллагена (волокнистый белок), укрепляющего ткань. Далее депонирование кальция в межклеточном веществе обеспечивается ферментами.

3. Укрепление вокруг клеток межклеточного вещества. Клетки становятся остеоцитами, то есть живыми клетками. Новую кость они не производят, но составляют строму кости.

4. Разрушение, реконструирование, восстановление кости остеокластами всю жизнь. С возрастом эти процессы замедляются. Именно поэтому у пожилых людей кости становятся более хрупкими и слабыми.

Остеобласты и остеокласты участвуют в построении и разрушении кости. Благодаря этим клеткам кости медленно, но приспосабливаются к потребностям тела по форме и прочности.
Так развиваются вторичные кости скелета. Первичные же кости скелета (или покровные) развиваются без хрящевой стадии. Это большинство костей лица, кости свода черепа и части ключицы.

Хрящ

 Хрящ (хрящевина) может существовать как временное образование, замещающееся позднее костью, или в качестве постоянного дополнения к кости. Кость плотнее и прочнее хряща.

Хрящ образован живыми клетками, называемыми хондроцитами. Они находятся в лакунах и окружены богатым коллагеном межклеточным веществом. Хрящ почти не пронизан кровеносными сосудами, то есть является относительно бессосудистой структурой. Питание хряща происходит, в основном, из окружающей тканевой жидкости. Хрящи делятся на три основных типа: гиалиновый, белый волокнистый и желтый волокнистый хрящ.

Гиалиновый хрящ

 Гиалиновый хрящ служит временной основой для развития многих костей. В дальнейшем он остается рядом с костью в следующих формах:

• Суставной хрящ синовиального сустава.

• Хрящевые пластинки, расположенные между раздельно окостеневающими зонами кости в периоде роста.

• Мечевидный отросток грудины, окостеневающий позднее или вовсе не окостеневающий, и реберные хрящи.

Также гиалиновый хрящ обнаруживается в носовой перегородке, в большинстве хрящей гортани, в кольцах бронхов и трахеи.

Белый волокнистый хрящ

 Белый волокнистый хрящ состоит из белой волокнистой ткани. Если сравнить с гиалиновых хрящом, то ткань белого волокнистого хряща будет эластичнее и прочнее. Волокнистый хрящ содержат:

• Сесамовидные хрящи некоторых сухожилий.

• Суставные диски ключичного и запястных суставов.

• Оправа (губа) суставных впадин плечевого и бедренного суставов.

• Два полулунных хряща в коленных суставах.

• Межпозвоночные диски, находящиеся между соседними поверхностями тел позвонков.

• Пластинчатый хрящ, соединяющий в лобковом сочленении тазовые кости.

Желтый волокнистый хрящ

В желтом волокнистом хряще содержатся желтые эластические волокна. Содержится в надгортаннике, ушной раковине и евстахиевой трубе среднего уха.

Функции костей

 Опорная. Кости формируют жесткий костно-хрящевой остов тела, к которому прикреплены многие внутренние органы, мышцы, фасции.

Защитная. Из костей формируются костные вместилища для защиты головного мозга (череп), спинного мозга (позвоночник), жизненно важных органов (реберный каркас).

Двигательная. Использование мышцами костей в качестве рычагов для перемещения тела, благодаря наличию подвижных сухожилий. Мышцы также определяют согласованность возможных движений костей и суставов.

Накопительная. В длинных костях (в центральных полостях) накапливается жир в виде желтого костного мозга. Костная ткань играет важную роль в обмене веществ, благодаря накоплению минеральных веществ - основных - кальция и фосфора, а также дополнительных - серы, меди, натрия, магния, калия. При возникновении в организме потребности в каком-либо из указанных веществ, они могут выделяться в кровь и распределяться по всему организму.

Кроветворная. В красном костном мозге некоторых определенных костей образуются новые клетки крови - происходит гемопоэз.

12