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 Кости, выдерживающие большую нагрузку, богаче известью, чем кости менее нагруженные. Питание только растительной или только животной пищей также может вызвать изменения химического состава костей. При недостатке в пище витамина Dв костях ребенка плохо откладываются соли извести, сроки окостенения нарушаются, а недоста­ток витамина А может привести к утолще­нию костей, запустению каналов в костной ткани.

В пожилом возрасте количество оссеина снижается, а количество неорганических ве­ществ солей, наоборот, увеличивается, что снижает ее прочностные свойства, создавая предпосылки к более частым переломам кос­тей. К старости в области краев суставных поверхностей костей могут появляться раз­растания костной ткани в виде шипов, выростов, что может ограничивать подвиж­ность в суставах и вызывать болезненные ощущения при движениях. О механических свойствах кости можно судить на основании их крепости на сжатие, растяжение, разрыв, излом и т. п. На сжатие кость в десять раз крепче хряща, в пять раз прочнее железобетона, в два раза больше крепости свинца. На растяжение компактное вещество кости выдерживает нагрузку до 10-12 кг на 1 мм² , а на сжатие – 12-16 кг. По сопротивлению на разрыв кость в продольном на­правлении превышает сопротивление дуба и равна сопротивлению чугуна. Так, напри­мер, для раздробления бедренной кости давлением нужно приблизительно 3 тыс. кг, для раздробления большеберцовой кости не менее 4 тыс. кг. Органическое вещество кости – оссеин выдерживает нагрузку на растяжение 1,5 кг на 1 мм² , на сжатие – 2,5 кг, крепость же сухожилий составляет 7 кг на 1 мм² , Несмотря на значительную крепость и прочность кость весьма пластичный орган и может перестраиваться на протяжении всей жизни че­ловека.

Форма костей. Форма костей в скелете человека очень разнооб­разна. Различают: длинные, короткие, плоские и смешанные 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.

Проксимальный эпифиз расположен ближе к оси туловища, а дистальный – дальше от нее. Эпифизы костей утолщены, что уве­личивает поверхность соединяющихся костей, а следовательно, соз­дает более прочную опору и увеличивает силу полезного действия мышц, изменяя ее угол подхода к кости.

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.

Строение костей . Каждая кость снаружи покрыта соединительнотканной оболочкой – надкостницей, в которой различают два слоя: наружный и внутренний. Наружный слой надкостницы состоит из плотной волокнистой соединительной ткани, внутренний – из рыхлой соединительной ткани, в которой имеются клетки (остео­бласты), продуцирующие костное вещество (в связи с чем этот слой называется остеогенным или костеобразующим). За счет внутреннего слоя происходит рост кости в толщину и сраста­ние после нарушения целости. Надкостница богата сосудами и нервами.

Надкостница выполняет защитную функцию, питательную – со­суды из надкостницы проходят в кость – и костеобразовательную. Отделение надкостницы приводит к омертвению кости.

За надкостницей следует компактное (плотное) вещество кости, а затем губчатое вещество, состоящее из отдельных костных пере­кладин, расположенных в виде сетки так, что между ними образу­ются ячейки – полости (что напоминает губку). Компактное веще­ство в теле длинных трубчатых костей толще; в эпифизах, коротких и плоских костях – тоньше. Оно толще в тех костях, которые не­сут большую нагрузку (в плечевой кости компактный слой тоньше, чем в бедренной).

Перекладины губчатого вещества расположены не беспорядоч­но, а в определенных направлениях в виде дуг, арок, соответствен­но действию сил сжатия и растяжения. Если действие силы направ­лено перпендикулярно кости (например, позвонку), то переклади­ны расположены почти под прямым углом друг к другу. Если силы действуют под острым углом (сила тяги мышц), то изменяется и направление перекладин, обеспечивая прочность и надежность кости.

Все пространство внутри кости заполнено костным мозгом. Он бывает двух видов: красный и желтый. Красный костный мозг на­ходится в ячейках губчатого вещества кости. Следовательно, его много в плоских, коротких, сесамовидных костях и эпифизах длин­ных трубчатых костей. Он выполняет кроветворную функцию. Жел­тый костный мозг расположен в костномозговой полости диафизов длинных костей. Он богат жировыми клетками. В период внутри­утробного развития все кости содержат только красный костный мозг, а после рождения в полости диафизов костей красный кост­ный мозг постепенно к 12-15 годам замещается желтым. Общее количество красного костного мозга около 1500 см³ .

С возрастом компактное вещество утолщается, перекладины губчатого вещества становятся крупнее. Мозговая полость с 7 до 10 лет увеличивается мало. К 18-20 годам строение кости стано­вится аналогичным строению кости взрослого, однако внутренняя перестройка ее происходит на протяжении всей жизни человека. Рельеф поверхности кости формируется в основном после рожде­ния. Прилегающие к костям сухожилия, сосуды оставляют на кос­тях отверстия, вырезки, борозды. В местах прикрепления площадь прикрепления мышц и создает опору для них. Чем сильнее разви­ты мышцы, тем резче выражен рельеф костей.

Микроскопически кость состоит из костных пластинок: пласти­нок остеона, вставочных пластинок и общих пластинок. Плас­тинки остеона, в виде концентрических кругов окружая кост­ный канал, где проходят сосуды и нервы, образуют структурную единицу кости – остеон. Вставочные пластинки неправиль­ной формы располагаются между остеонами. Общие пластинок и (наружные и внутренние) охватывают кость с наружной поверхности и со стороны костномозговой полости.

Развитие и рост костей . Кости развиваются из среднего заро­дышевого листка – мезодермы, в их формировании принимает уча­стие зародышевая соединительная ткань – мезенхима.

Большинство костей в процессе развития проходят три стадии: соединительнотканную, или перепончатую, хрящевую и костную. И только кости крыши черепа, кости лица, часть ключицы проходят две стадии: перепончатую и костную, минуя хрящевую. Кости, ко­торые развиваются сразу на месте соединительной ткани, называ­ются первичными, а кости, которые развиваются на месте хря­ща, – вторичными.

Развитие первичных костей происходит довольно просто: на месте будущей кости в соединительной ткани возникает ядро окостенения (островок), которое увеличивается в размерах, образуя компактное вещество и губчатое вещество; из наружного слоя мезенхимных клеток формируется надкостница.

Развитие вторичных костей происходит более сложно. Вначале соединительная ткань, прообраз будущей кости, становится хря­щевой моделью кости. Надхрящница, покрывающая хрящевую мо­дель, превращается в надкостницу, которая начинает образовывать костное вещество с периферии (перихондральное окостенение). Вместе с этим внутри хряща также появляются остеогенные (костеобразующие) островки – ядра окостенения (энхондральное окосте­нение). Одновременно с продукцией кости идет и обратный процесс – процесс рассасывания с внутренней стороны костей (изнут­ри), в связи с чем образуется костномозговая полость и ячейки в губчатом веществе. Эти два процесса, обусловливая друг друга, протекают параллельно, формируя кость соответственно ее назна­чению.

К моменту рождения диафизы трубчатых костей уже являются окостеневшими. Окостенение эпифизов происходит после рождения. В проксимальном эпифизе ядро окостенения появляется обычно в первые месяцы после рождения, а в дистальном – на 2-м году жизни. Это основные ядра окостенения. У детей и юношей появ­ляются добавочные точки окостенения в тех местах кости, где прикрепляются мышцы, связки. Они называются апофизами. Меж­ду эпифизом и диафизом остается прослойка хряща, за счет кото­рой и осуществляется рост костей в длину. Полное синостозирование дистального эпифиза с телом кости происходит к 21 году, а проксимального – к 24 годам.

Окостение может нарушаться при недостатке в пище витаминов, понижении функции желез внутренней секреции (передней доли гипофиза, щитовидной) и т. п.

Таким образом, рост плоских костей происходит за счет над­костницы и соединительной ткани швов; рост трубчатых костей в толщину – также за счет надкостницы, а в длину – за счет эпифизарных хрящей, расположенных между эпифизом и диафизом. Рост трубчатых костей в основном заканчивается у женщин в 17-20 Лет, у мужчин в 19-23 года. Имеются наблюдения, указываю­щие на то, что рост костей может происходить и после окостенения эпифизарных хрящей, за счет хряща, покрывающего суставные по­верхности костей.

Лекция №3

Соединения костей

Кости в организме человека расположены не изолированно друг от друга, а связаны между собой в одно единое целое. Причем характер их соединения определяется функциональными усло­виями: в одних частях скелета движения между костями выражены больше, в других – меньше. Еще П.Ф. Леосгафт писал, что «ни в одном другом отделе анатомии нельзя так «стройно» и последователь­но выявить связь между формой и отправлением» (функцией). По форме соединяющихся костей можно определить характер движе­ния, а по характеру движений – представить форму соеди­нений.

Основным положением при соединении костей является то, что они «соединяются между собой таким образом, что при наимень­шем объеме места соединения здесь существуют наибольшее разно­образие и величина движений при возможно большей крепости в наиболее выгодном противодействии влиянию толчков и сотрясе­ний» (П.Ф. Лесгафт).

Все многообразие соединения костей можно представить в виде трех основных типов. Различают непрерывные соединения – синартрозы, прерывные – диартрозы и полупрерывные – гемиартрозы (полусуставы).

Непрерывными соединениями костей называются та­кие, при которых между костями нет перерыва, они связаны спло­шной прослойкой ткани.