Алгоритм изучения рентгенограмм скелета

Предисловие

Учебное пособие поможет студентам младших курсов медицинских факультетов при подготовке к текущим занятиям, зачетам и экзамену. Авторы ставили перед собой задачу в доступной форме, конспективно отразить значимые разделы анатомии и осветить наиболее сложные для понимания вопросы. В связи с этим данное пособие не заменяет базовый учебник по анатомии под редакцией академика М. Р. Сапина и другие анатомические издания. После изучения анатомического препарата по учебнику, атласу оно помогает обобщить полученные сведения и сформулировать содержательный ответ на контрольный вопрос.

Для более полного понимания некоторых разделов анатомии и использования логической памяти особое внимание было уделено анатомо-клиническим аспектам медицины, которые доступны для восприятия студентам младших курсов. Клинические примеры способствуют лучшему запоминанию анатомических фактов и теоретических положений.

Материал, изложенный в пособии, соответствует примерному ответу студента на переводном экзамене. Кроме того, перед каждой главой в виде своеобразного эпиграфа приведена полная формулировка программного вопроса, который будет предложен студенту на экзамене по анатомии. Предлагаемый ответ содержит классические и современные представления по данному вопросу.

Пособие также может быть интересно и студентам старших курсов медицинских и биологических факультетов, врачам-интернам, аспирантам, ординаторам и врачам всех специальностей как своеобразный анатомический справочник.

В настоящем пособии изложены ответы на экзаменационные вопросы по строению, топографии костей и суставов, которые можно использовать как эталоны ответов не только на экзамене, но и на практических занятиях.

Опорно-двигательный аппарат

А

ппарат – это структурно-функциональное объединение разнородных систем и составляющих их органов.

Система включает органы однородные по развитию, строению, топографии и функции. Термин аппарат употребляется и при обозначении мелких структур, имеющих определенное и важное функциональное значение, например, воспринимающий аппарат нервной клетки (рецептор). В основном же под аппаратом понимают совокупность отдельных органов и систем, отличающихся по строению, топографии и развитию, но объединенных общей функцией.

Костный и мягкий скелет входят в состав опорно-двигательного аппарата, как формообразующая и подвижная часть, теснейшим образом связанная со всем организмом. Органы опорно-двигательного аппарата – кости и соединения между ними; мышцы, фасции, клетчатка. Под органом понимается совокупность эволюционно сложившихся различных тканей, среди которых одна или несколько преобладают, определяя его специфическую форму, внутреннее строение, топографию, развитие и функцию. Органы состоят из тканей, которые имеют клетки и межклеточное вещество. Ткани – эволюционные комплексы клеток и межклеточного вещества с определенной функцией.

Органы образуют костную, суставную и мышечную систему. Они имеют общее происхождение из мезодермы, но разное строение и топографию, хотя и объединены единой функцией опоры тела и его передвижения, что связано с преодолением земного притяжения - антигравитационный аппарат. Пассивную часть в нем составляют кости и их соединения, относящиеся к твердому скелету, активную – мышцы. В аппарате имеется и мягкий скелет, представленный мышцами, фасциями, связками, мембранами, клетчаткой.

Структурно-функциональные единицы органов представляют совокупность главных и вспомогательных клеток вместе с сосудами и нервами их обеспечивающими. В результате схема построения организма выглядит как иерархическое, целостное и соподчиненное системно-структурное объединение, а именно: организм — аппараты и системы органов — органы — ткани — структурно-функциональные единицы тканей — клетки — клеточные элементы и межклеточное вещество – биохимические соединения – молекулы и атомы.

Все соединения костей подразделяются на непрерывные, прерывистые (синовиальные или суставы) и полупрерывные.

Скелетные, т. е. поперечно-полосатые мышцы, используя кости и суставы как систему подвижных рычагов, обеспечивают передвижение в пространстве. В условиях пониженной или отсутствующей гравитации при космических полетах в опорно-двигательном аппарате происходят атрофические изменения, что требует создания искусственных приспособлений для постоянного воздействия на его органы. Костюмы космонавтов типа «Чибис» применяются и в медицине при лечении детей с нарушениями опорно-двигательного аппарата, например при церебральном параличе.

Skeleton:масса сухого скелета: 8-10%, живого: 18-20%.

n Твёрдый Скелет - совокупность костей и соединений между ними, образованных из костной, хрящевой, фиброзной ткани вместе с сосудами и нервами.

n Назначение - обеспечение формы тела и его органов, защиты и разграничения их, опоры и перемещения в пространстве, участия в обменных процессах.

n Классификация:

твердый остов - костный скелет: осевой и добавочный,

мягкий остов - кожно-мышечно-фасциальный скелет.

n Общее построение скелета соответствует законам:

билатеральной симметрии с зеркальным отражением правой и левой половины;

полярности расположения – на противоположных полюсах полусферический череп и радиально расположенные кости конечностей;

сегментарности расположения костей туловища и конечностей – позвонки и ребра с межреберными промежутками; плечо, предплечье, кисть и т.д.

 

Происхождение и развитие опорно-двигательного аппарата связано с мезодермой, которая появляется на третьей неделе эмбрионального периода. В начале формируется спинная струна (зачаток позвоночного столба), вокруг нее образуется сегментированная мезодерма тела эмбриона. В последующем из сегментированной мезодермы и хорды возникают сомиты, которые включают три составные части: склеротом, миотом и дерматом. Из склеротома развиваются кости и суставы, из миотома — скелетные мышцы, из дерматома — кожа.

Вначале кости представлены соединительной тканью, на основе которой начинается образование очагов костной ткани. Такие кости называют первичными, т. к. они развиваются благодаря первичному остеогенезу. Когда соединительная ткань превращается в хрящевую, а она, в свою очередь в костную, возникают вторичные кости, которые и составляют большую часть костей скелета. Окостенение начинается с тела (диафиза) и распространяется медленно и постепенно в сторону эпифизов и апофизов (отростки костей). Очаги окостенения появившиеся в диафизах называют первичными. Они, как правило, формируются в конце эмбрионального и в начале плодного периода.

В эпифизах в конце плодного периода и после рождения появляются вторичные очаги окостенения, из которых костная ткань растет навстречу диафизарным (первичным) очагам окостенения. В отростках костей (апофизах) формируются дополнительные ядра окостенения, которые появляются после рождения, вплоть до периода полового созревания.

Рост костей скелета в длину осуществляется за счет хрящевых ростковых зон, расположенных на границе между эпифизами и диафизом. Рост костей в ширину происходит за счет надкостницы. К началу зрелого периода ростковые хрящевые зоны превращаются в костную ткань и рост костей в длину прекращается. В зрелом периоде уравновешиваются в костях процессы резорбции и нового образования костной ткани.

Скелетные мышцы развиваются из миотомов, в которых глубокая часть связана с закладками позвонков и ребер. Поэтому из глубоких частей миотома возникают автохтонные (местные, туземные) мышцы туловища.

Аномалии и пороки развития опорно-двигательного аппарата по классификации ВОЗ 1996 года входят в группу пороков костно-мышечной системы. Они занимают одно из первых мест среди всех пороков, при этом ¾ из них приходится на пороки конечностей. Причины: генетические факторы – 10%, экологические факторы (тератогены) – 10%, комбинированное воздействие – 80%.

Среди врожденных заболеваний опорно-двигательного аппарата преобладают следующие основные пороки развития.

Дисплазия (недоразвитие) тазобедренного сустава и врожденный вывих или подвывих бедра в нем – от 30 до 70-80%. Чаще страдают девочки. На 1000 новорожденных приходится 5 с врожденным подвывихом или вывихом бедра.

Мышечная кривошея – torci colli (10-30%). Шейные ребра.

Врожденная косолапость - pes equino-excavato-adducto-varum (1,3-34,4%).Чаще проявляется у мальчиков.

Врожденная косорукость.

Синдактилия (сросшиеся пальцы), полидактилия (множественные пальцы) и др. аномалии кисти и стопы (10-15%).

Несовершенный остеогенез - очень высокая хрупкость костей при деформации, что приводит к многочисленным переломам.

Общая остеология

К

ости и соединения между ними образуют скелет или твердый остов, придают характерную форму человеческому телу и обеспечивают прикрепление к нему органов, сосудов мышц и сухожилий, апоневрозов, фасций и связок. Скелет участвует в защите внутренних органов и обменных процессах всего организма, а также содержит в себе иммунный и кроветворный орган – красный костный мозг. Общая масса сухого скелета составляет 5–6 кг и равняется 8-10% от массы всего тела, живой скелет тяжелее в 2 - 3 раза (18-20%).

Скелет подразделяют на осевой и добавочный остов. В состав осевого входят скелет головы (череп) и скелет туловища — позвоночный столб, грудная клетка и таз. Добавочный скелет включает кости и соединения конечностей, которые в каждой из них состоят из костей и соединений пояса и свободной части.

n Общее построение скелета соответствует законам:

билатеральной симметрии с зеркальным отражением правой и левой половины;

полярности расположения - полусферический череп и радиально расположенные кости конечностей;

сегментарности расположения костей туловища и конечностей – позвонки и ребра с межреберными промежутками; плечо, предплечье, кисть; бедро, голень, стопа.

Происхождение скелета - из дорзальной мезодермы на 4-5 неделе с началом образования спинной струны - хорды.

Зародышевые органы

Сомиты (43-45) – для скелета мозгового черепа, шеи, туловища и конечностей;

Висцеральные и Жаберные дуги (всего 5) - для лицевого черепа и слуховых косточек, передней области шеи, гортани и трахеи, бронхов.

n Сомиты -строение:

дерматом для развития кожи,

склеротом – для развития костей;

миотом – для мышц, фасций, клетчатки, капсул, связок.

Висцеральные и Жаберные дуги:

челюстная и подъязычная висцеральная дуга (1 и 2),

жаберная дуга (3-я) - для лицевого черепа, 4-я и 5-я жаберная дуга для хрящей гортани, трахеи и бронхов, для мышц и фасций передней области шеи.

Вентральная несегментированная мезодерма – спланхнотом -для развития мягкого скелета внутренних органов.

 

Закономерности развития костей скелета

n Остеогенез – развитие и рост остеобластов, остеоцитов, остеокластов и образование ими межклеточного вещества. Рост костей в длину - за счет хрящевых ростковых зон, расположенных на границе между эпифизами и диафизом (метафизы). Рост костей в ширину - за счет надкостницы.

n Оссификация - пропитывание (импрегнация) - отложение солей извести и других минералов в межклеточное вещество костной ткани.

n Синостозирование - срастание к 17-23 годам основных частей каждой кости в единое целое за счет окостенения ростковых зон - метафизов.

n Физиологическая регенерация – восстановление костной ткани способом одновременной резорбции (рассасывания) старой ткани и образования новой костной ткани (остеогенез), как проявление генетической и модификационной изменчивости костей на протяжении всей жизни человека.

n

Остеосклероз и остеопороз – виды регенерационной перестройки костей в конце жизни человека:

остеосклероз - увеличение количества, утолщение и деформация костных балок, зарастание костномозговых каналов и костных ячеек.

остеопороз – разрежение костного вещества с уменьшением количества, истончением и деформацией костных балок, увеличением внутрикостных ячеек и каналов за счет декальцинирования костной ткани.

В развитии скелета отмечается три стадии – соединительно-тканная (перепончатая), хрящевая и костная, которые последовательно сменяют друг друга. Окончательно женский скелет формируется к 17–21 году, мужской — к 19–23 годам. В становлении скелета определяющим моментом является образование костной ткани, т.е. процессы окостенения, которые осуществляются поэтапно из 806 ядер. Первый год жизни отличается медленным ростом и развитием. После до 6 лет отмечается ускоренный рост. Затем у девочек с 7 до 9 лет, а у мальчиков с 7 до 11 лет наступает период затишья, который сменяется в пубертатном возрасте активным ростом скелета в длину и ширину.

Внутриутробный, детский, подростковый и юношеский возраст - основные процессы: остеогенез и оссификация, синостозирование костей скелета.

Зрелый возраст - относительная стабилизация физиологической регенерации при постоянном разрушении первичных остеонов и образовании вторичных остеонов.

Пожилой и старческий возраст - другое сочетание регенерации костной ткани – остеосклероз и остеопороз. При остеопорозе кости становятся разреженными и ломкими, особенно, позвонки, плечевая и бедренная, лучевая кость.

На развитие скелета сильно влияет нервная и эндокринная система. Нервная система обладает сильнейшим трофическим влиянием на скелет. При усилении его образуется больше и быстрее костной ткани, которая становится плотной и насыщенной органическими компонентами и минералами, что свидетельствует о склерозировании костей.

В препубертатном периоде усиливается активность гипоталамо-гипофизарной нейроэндокринной железы, что сопровождается появлением в скелете всех основных ядер окостенения с опережением у девочек на 1–4 года по сравнению с мальчиками. С началом периода окостеневают сесамовидные кости, и начинается синостозирование трубчатых и плоских костей, что используется для установления костного возраста. В конце пубертатного периода и юношеском возрасте эти процессы, в основном, заканчиваются, и полная половая зрелость характеризуется в скелете повсеместным распространением костной ткани, рост скелета практически прекращается. При ослабленном влиянии начинается разрежение костной ткани – остеопороз. Опосредованное влияние на скелет нервная система оказывает через мышцы, которые формообразуют кости в местах прикрепления к ним.

Рост и развитие скелета зависит от кровоснабжения, и возрастная изменчивость костей связана с соответствующей перестройкой сосудистого русла (М. Г. Привес).

У плода, новорожденного и грудного ребенка сосуды костей в области диафизов, апофизов и эпифизов образуют изолированные друг от друга замкнутые концевые системы, между которыми и внутри них отсутствуют связи (анастомозы) – неонатальный тип кровоснабжения. В периоды детства до начала полового созревания замкнутость и изолированность сосудов в пределах каждого отдела кости исчезает благодаря появлению многочисленных внутрисистемных анастомозов – инфантильный тип кровоснабжения.

Во время полового созревания и перед ним начинают устанавливаться сосудистые связи между отделами костей, сосуды прорастают метаэпифизарные хрящи и постепенно распространяются по всей кости. Замкнутость большинства концевых систем исчезает и возникает ювенальный тип кровоснабжения скелета. У взрослых внутрикостные и надкостничные сосуды объединяются в единую целостную систему благодаря появлению межсистемных и внутрисистемных анастомозов – зрелый тип кровоснабжения. У стариков медленно и постепенно утрачиваются сосудистые связи, все сосуды скелета истончаются – сенильный тип кровоснабжения.

На строение и развитие скелета влияют и социальные факторы – такие как труд, занятия спортом и физической культурой, питание, жилье и др. Хорошо развитые и тренированные мышцы формируют быстрее и лучше костный рельеф, особенно в местах прикрепления сухожилий, создавая крепкий и подвижный скелет. Данная закономерность позволяет направленно воздействовать на рост и развитие костей, что способствует более гармоничному развитию человека.

Индивидуальная изменчивость скелета и образующих его систем костной и суставной определяется генетической программой (мутационная изменчивость) и факторами окружающей среды (модификационная изменчивость), под обоюдным влиянием которых и происходит его возрастная перестройка. Способность костей и суставов, пластично приспосабливаться к изменяющимся функциональным потребностям, обусловлена биологическими причинами, а здоровый образ жизни конкретного человека и здоровые факторы окружающей экологической и социальной среды еще сильнее развивают эту способность.

 

Органы скелета

n Кость – комплекс тканей: костной, хрящевой, соединительной вместе с сосудами и нервами.

n Костная ткань (пластинчатая и грубоволокнистая) образует во всех костях скелета компактное (80%) и губчатое вещество (20%).

n Прерывные соединения костей - суставы (амфиартрозы, диартрозы) с обязательным наличием 3 признаков:

капсулы из фиброзной ткани с синовиальной оболочкой;

суставной полости с синовиальной жидкостью;

суставных концов покрытых гиалиновым, реже волокнистым хрящом.

n Непрерывные соединения костей - синартрозы:

синдесмозы- соединения посредством фиброзной ткани,

синхондрозы - соединения при помощи хрящевой ткани,

синостозы - соединения посредством костной ткани.

Полупрерывные соединения (полусуставы) – симфизы, хрящевые соединения с малой, щелевидной полостью.

n Хрящ – (2% от массы тела) - из гиалиновой, эластической и волокнистой хрящевой ткани, состоящий из надхрящницы и основного вещества без сосудов и нервов.

n Клеточный состав: хондроциты 3 типов, хондробласты, межклеточное вещество.

n Питание диффузное.

n Свойства: прочность, упругость.

n Послойное строение хряща:

надхрящница из волокнистой соединительной ткани и слоя хондробластов;

слои молодых и зрелых хондроцитов в основном веществе.

n Присутствие хрящей в скелете и органах:

грудинные концы ребер, метаэпифизарные (ростковые) хрящи костей, суставные поверхности и внутрисуставные хрящи; межпозвоночные диски, симфизы;

нос, гортань, трахея и бронхи, наружное ухо и слуховая труба.

Ультра- и микроструктура костной ткани

n Ультраструктуры под электронным микроскопом.

n 1. Биополимерные молекулы тропоколлагена, состоящие из 3 левых спиральных полипептидных цепей правой спирали и неорганических кристаллов.

n 2. Микрофибриллы коллагена из 5 молекул тропоколлагена.

3. Волокна из микрофибрилл и микрокристаллов гидроксиапатита – армирующий компонент.

n Микроструктурыподсветовым микроскопом.

n 4. Ламеллы – тонкие изогнутые пластинки – наименьший самостоятельный конструкционный элемент.

n 5. Остеоны – структурно-функциональные единицы вокруг кровеносных сосудов.

n Остеон – канальцевая система из генеральных костных пластинок, замкнутых в концентрические круги и вставленных друг в друга при многократном соединении между собой вставочными костными пластинками – подобие фиксированной телескопической трубки. Внутри канала остеона – сосуды и нервы. Эпоним - Гаверсова система костных канальцев.

 

 

План анатомического изучения кости

Название и расположение в скелете, классификационная принадлежность.

Главные составные части — назвать и показать, установить функциональное назначение:

эпифизы (концы), диафиз (тело), апофизы (отростки и бугры), поверхности, края

Внешнее строение каждой главной составной части в последовательности:

крупные анатомические структуры

мелкие образования

назначение каждой.

Внутреннее строение – топография и строение надкостницы, компактного и губчатого костного вещества, костномозгового канала, красного и желтого мозга, продольных и поперечных канальцев, костных трабекул, остеонов.

Возрастная перестройка костей — ядра и виды окостенения, ростковые зоны, особенности строения костей в разные возрастные периоды.

Биомеханика кости — закон максимума-минимума, законы о нормальных и силовых напряжениях, радиальные, касательные и прямые траектории костных балок.

Кровоснабжение и иннервация кости.

Рентгенологическое изображение кости – проекции, характеристика теней.

Старение кости

n Возникновение множества вторичных остеонов и образование новой внутренней конструктивной системы.

n Снижение биологической активности.

n Уменьшение количества связующего межкостного вещества.

n Частичная утрата костной, хрящевой и соединительной ткани.

n Образование пор в костях по периметру в поперечном направлении, продольная пористость не изменяется.

n Изменение степени минерализации и порядка расположения минеральных кристаллов и остеонов.

Надкостница – тонкая, прочная соединительнотканная пластинка покрывает кость снаружи, богата сосудами и нервами, состоит из:

· наружного волокнистого слоя;

· внутреннего, росткового (камбиального) слоя, обеспечивающего костеобразование при помощи остеобластов, остеокластов и остеоцитов.

За счет надкостницы кость прирастает в ширину (периостальный рост), в длину кость растет из метаэпифизарных хрящей, находящихся между телом кости и эпифизами. Часть трубчатых костей растет из одного метаэпифизарного хряща (моноэпифизарный рост), например, фаланги пальцев. Длинные кости растут из двух метаэпифизарных хрящей – проксимального и дистального, которые работают на рост поочередно, что зависит от возрастного срока. К 18–25 годам кости достигают окончательных размеров и метаэпифизарные хрящи превращаются в костную ткань (синостозирование). Костномозговой канал возникает при рассасывании эмбриональной кости и прорастании соединительной ткани с заполнением образовавшегося пространства костным мозгом.

Рентгенологические очаги окостенения определяются со 2-го месяца внутриутробного развития. Все ядра окостенения окончательно формируются к 13–14 годам. В периоде полового созревания начинается образование костной ткани в метаэпифизарных хрящах (ростковых зонах удлинения костей), к концу периода костная ткань присутствует на всем протяжении кости. Старение проявляется остеопорозом и остеосклерозом костной ткани, разрастанием шипов (остеофитов) и другим изменениями.

Для каждого возрастного периода характерным является такая перестройка кости, по которой можно определить возраст человека. Например, наличие ядра окостенения в нижнем эпифизе бедра до 1 см в диаметре свидетельствует о новорожденном периоде. Окостенение зубчатых черепных швов происходит участками, которые появляются в разные возрастные сроки.

Внешнее строение многих костей характеризуется наличием тела (диафиза) и концов (эпифизов), апофизов (выступов) и поверхностей, ямок и вырезок, шероховатых линий, бугров, бугристостей и др. Под надкостницей располагается костная ткань в виде компактного и губчатого вещества.

Компактное вещество кости, лежащее под надкостницей, построено из пластинчатой костной ткани, пронизанной системой продольных канальцев, – центральных (гаверсовых) каналов и перпендикулярных к ним поперечных (фолькмановых) каналов. Последние продолжают во внутрь кости питательные канальцы, отверстия которых хорошо заметны на поверхности костей. Круговые (генеральные) пластинки формируют стенки центральных каналов в виде вставленных друг в друга (телескопических) трубочек, связанных между собой вставочными (промежуточными) пластинками – так устроен остеон – структурно-функциональная единица кости.

Губчатое вещество тоже построено из пластинчатой ткани, но состоит из костных балок (перекладин) и ячеек между ними, заполненных красным костным мозгом. Балки ориентированы по направлениям сил сжатия и растяжения, образуя арочную систему, обеспечивающую равномерную передачу силы тяжести и мышечной тяги.

Биомеханика кости выражается:

· законом максимума-минимума – максимальная прочность кости достигается за счет минимальных затрат на построение ее конструкции, например, бедренная кость выдерживает нагрузку в 1,5 тонны, что в 25-30 раз больше массы человека;

· законом нормальных напряжений – в костях возникают собственные нормальные напряжения, величина которых зависит от отдела кости и элементов скелета и изменяется с возрастом:

· законом о связи ориентации костных трабекул с направлением действующих напряжений: линии трабекул пересекаются и выходят на поверхность кости под углом 90^о, траектории трабекул совпадают с направлениями максимальных напряжений, плотность кости пропорциональна силе касательных напряжений;

· законом о связи величины нагрузки с качественным перераспределением и количественными изменениями нормальных напряжений на поверхности и внутри кости, т.е. появлением новых силовых напряжений.

Биомеханическая модель трубчатой кости

n Диафиз – замкнутая оболочка переменной толщины из компактного костного вещества, заполненная вязким гелем – костным мозгом; средняя треть диафиза - самая толстая компакта, к эпифизам толщина её уменьшается.

n Эпифизы – расширенные концы из губчатого костного вещества, покрытого тонким слоем компакты.

n Переменная жесткость конструкции: максимальная в диафизе, минимальная в эпифизах.

n Волокна костной ткани испытывают упругие деформации, а тела клеток и межклеточное вещество - пластические деформации.

n Сжатию кость противостоит сильнее, чем растяжению.

 

Нагрузка по длинной оси трубчатой и плоской кости показывает, что ее компактный слой более прочен при сжатии, чем при растяжении, и слабее всего противостоит сдвигу. Между пределом прочности и модулем упругости в компактном веществе кости наблюдается положительная корреляция. Действие циклических нагрузок при повышении уровня силы и увеличении времени приводит к усталостному разрушению костной ткани в виде микротрещин остеонов. Количество циклов во времени положительно коррелирует с возрастающим уровнем силовых напряжений и деформаций, на колебания которых значительно влияют вязкоупругие свойства кости. Разрушение кости определяется величиной разности между максимальной и минимальной деформацией. Середина диафиза прочнее, чем его участки, примыкающие к эпифизам.

На клеточном уровне в кости выделяют остеобласты, остеокласты, остеоциты, обеспечивающие одновременно рассасывание (резорбцию) и образование новой жизнеспособной костной ткани. Оба процесса протекают под влиянием генетической программы и условий внешней среды, социальных факторов, что сопровождается индивидуальной изменчивостью кости: увеличением или уменьшением числа остеонов, макроизменениями компактной и губчатой части, конфигурации апофизов, вырезок, ямок и др. анатомических структур (П. Ф. Лесгафт, Б. А. Долго-Сабуров, М. Г. Привес).

Органический матрикс кости составляет 30%, неорганический – 60%, вода – 10%.

Структурная организация костного межклеточного вещества включает следующие субмикроскопические образования:

· биополимерные белковые макромолекулы тропоколлагена, соединенные с кристаллами гидроксиапатита с помощью неколлагеновых низкомолекулярных белков: остеонектина, остеокальцина и др. тропоколлагеновые макромолекулы построены в три левых спиральных полипептидных цепи (триплеты) и две правых спиральных цепи, стабилизированные водородными связями;

· длинные микрофибриллы коллагена, состоящие из 5 спирально перевитых макромолекул тропоколлагена; внутри имеют симметричные решетчатые полости для кристаллов, усиливающих конструкцию; микрофибриллы располагаются ступенчато.

В микрофибриллах кристаллы гидроксиапатита ориентированы вдоль продольной оси. Из всего количества кристаллов 60% расположено внутри микрофибрилл в решетчатых полостях и 40% на поверхности. Между фибриллами находятся белково-углеводные соединения: гликозаминогликаны, гликопротеины, и протеогликаны, которые соединяют их.

Неорганическая часть кости – кристаллы гидроксиапатита Са₁₀(РО₄)₆(ОН)₂., другие минералы и микроэлементы. В центре кристалла находятся гидроксильные группы и фосфорнокислые остатки, по периферии атомы кальция. С возрастом кристаллы незначительно увеличиваются в размерах и уплотняются. Кристаллы образуют значительную поверхность, участвующую в обмене веществ, так активная кристаллическая поверхность 1 г костной ткани равна 130–260 м ², а всего скелета – 2 км ².

Костная ткань содержит около 98 % всех неорганических веществ организма: из них 99 % кальция, 87 % фосфора, 58 % магния.

В ней находятся в виде микроскопических включений:

натрий, калий, кремний и другие минералы (около 20 уже известных микроэлементов),

лимонная кислота (цитрат) для растворения минералов, прежде всего кальциевых солей, в костях находится около 70 % всей лимонной кислоты организма, что в 230 раз превышает ее концентрацию в печени.

В костной ткани губчатого вещества кислоты больше, здесь она расходуется на окислительные процессы. В процессе обмена в костях образуются и другие органические кислоты, например, молочная.

Ферменты, изоферменты кости: кислая фосфатаза, коллагеноза, углеводные ферменты и многие др. тоже входят в биохимический состав костей.

 

Классификация костей

Трубчатые кости: длинные и короткие имеют:

тело (диафиз) в виде цилиндра или трехгранной призмы;

концы (эпифизы ), покрытые гиалиновым хрящом для суставных поверхностей и образования суставов;

апофизы (выступы ) в виде бугров, отростков, надмыщелков для прикрепления мышц;

внутри эпифизов находится красный костный мозг, внутри диафизов – желтый мозг, трубчатые кости располагаются в скелете конечностей.

Губчатые (короткие) кости имеют форму куба, многоугольника с тонкой компактной частью и толстой губчатой (внутри ее красный костный мозг), то же имеют суставные поверхности, выступы для образования суставов и прикрепления мышц, находятся в запястье и предплюсне.

Плоские (широкие) кости: тазовые, черепные (свод), грудина, лопатка и др. В черепных костях губчатое вещество пронизано каналами, содержащими диплоические вены, и оно называется диплое. Внутри остальных костей имеется красный костный мозг.

Смешанные кости – (позвонок и др.) сочетают в строении признаки плоских, губчатых костей и внутри себя содержат красный костный мозг.

Воздухоносные кости отличаются наличием полости, связанной с дыхательной областью носа или носоглоткой: верхняя челюсть, лобная, решетчатая, клиновидная, височная кости.

Сесамовидные (остаточные) кости: надколенник, гороховидная косточка, вставочные кости черепа, маленькие косточки в сухожилиях сгибателей и разгибателей конечностей – сесамовидные кости изменяют угол прикрепления сухожилий, облегчая мышечную работу.

 

Некоторые анатомические предпосылки переломов – «слабые места костей»

n Перелом трубчатой кости у младших детей по типу «зеленой ветки» - поднадкостничные переломы из-за высокой эластичности периоста.

n Эпифизеолиз – перелом по зоне росткового, метаэпифизарного хряща (младшие и старшие дети).

n Перелом кости в типичном месте (взрослые и пожилые) – перелом в естественном «слабом» месте кости, например, у лучевой кости на шиловидном отростке, в голени на лодыжках, переломы тела и отростков позвонков.

n Переломо-вывихи захватывают эпифизы, а с ними суставные поверхности и полости суставов (дети и взрослые).

n Переломы старческого возраста (шейки плечевой и бедренной кости и др.) из-за остеопороза – возрастного изменения костной ткани.

Позвонки: их строение в различных отделах позвоночника, варианты и аномалии; соединения между позвонками. Атлантозатылочный сустав, движения в этом суставе.

Позвонки: их строение в различных отделах

Общее строение позвонка

· Тело – corpus vertebrae – несет осевую нагрузку, служит для прикрепления внутренних органов, внутри содержит красный костный мозг;

· Дуга – arcus vertebrae – для прикрепления мембран и отростков;

· Ножки дуги – pedunculus arcus vertebrae – для соединения дуги с телом;

· Отверстие позвоночное – foramen vertebrale – для спинного мозга и его оболочек.

Отростки — processi:

· поперечный отросток: правый и левый — processus transversus – для прикрепления мышц и связок;

· суставный отросток верхний и суставный нижний (правые и левые) – processus articularis superiores et inferiores, – для образования межпозвоночных суставов;

· остистый отросток – processus spinalis – для прикрепления связок и мышц.

Позвоночные вырезки – верхняя, нижняя (incisurae vertebrales superiores et inferiores), межпозвоночное отверстие между вырезками – foramen intervertebrale – у ножек дуги – для прохождения спинномозговых нервов и сосудов.

Атлант (Atlas) – первый шейный позвонок
(отличительные признаки)

· передняя и задняя дуга – arcus anterior et arcus posterior – для прикрепления мембран и связок;

· борозды позвоночной артерии правая и левая – на задней дуге сверху – sulcus a. vertebrale;

· передний и задний бугорки на дугах – tuberculum anterior et tuberculum posterior – для прикрепления мышц и связок;

· боковые массы с верхними суставными ямками (овальной формы) и нижними суставными поверхностями (плоскими и круглыми) – massae laterales cum foveae articulares superiores et inferiores – для образования атлантозатылочных и латеральных атлантоаксиальных суставов;

· суставная поверхность на передней дуге для зуба аксиса и образования срединного атлантоаксиального сустава;

· отверстие в поперечных отростках – для позвоночных сосудов и симпатических нервов, реберный бугорок на поперечном отростке.

Аксис – Axis seu Epistropheus – осевой
(второй) шейный позвонок

· зуб и его суставные поверхности – dens, facies articularis anterior et posterior – для образования срединного атлантоаксиального сустава и прикрепления связок;

· отверстие поперечного отростка – foramen processus transversus – для прохождения позвоночной артерии и симпатического нерва;

· толстый, короткий и раздвоенный остистый отросток – processus spinosus – для прикрепления межостистой и выйной связки;

· позвоночное отверстие треугольной формы – foramen vertebrale – для спинного мозга и его оболочек, венозного сплетения.

Другие шейные позвонки
(отличительные признаки)

· отверстия поперечных отростков для позвоночной артерии и симпатического нерва;

· борозда спинального нерва на попереч