Пассивная часть опорно-двигательного аппарата. Скелет и его соединения

Одной из важнейших функций организма человека является передвижение в пространстве. Её выполняет опорно-двигательный аппарат, состоящий из двух частей: пассивной и активной. К первой относятся соединяющиеся между собой кости, ко второй — приводящие их в движение мышцы.

Скелет выполняет множество функций: опорную, защитную, локомоторную, формообразующую.  

Форма тела человека обусловлена скелетом, имеющим билатеральную симметрию и сегментарное строение. Общая масса скелета составляет от 1/7 до 1/5 массы тела человека. В его состав входит более 200 костей. Однако эта цифра весьма относительна.

Количество костей различных частей следующее: позвоночный столб (26 костей), череп (29 костей), грудная клетка (25 костей), кости верхних (64) и нижних (62) конечностей. Кости скелета являются рычагами, приводимыми в движение мышцами.

Скелет образован разновидностями соединительной ткани — костной и хрящевой, которые состоят из клеток и плотного межклеточного вещества.

Кость и хрящ тесно связаны между собой общностью строения, происхождения и функции. У зародыша человека и других позвоночных животных скелет составляет около 50 % массы тела. Однако постепенно хрящ заменяется костью, и у взрослого человека масса хряща составляет около 2 % массы тела. Это суставные хрящи, межпозвоночные диски, хрящи носа, уха, гортани, трахеи, бронхов и рёбер.

Хрящи образованы хрящевой тканью. Они лишены кровеносных сосудов, их питание осуществляется за счёт диффузии из окружающих тканей, снаружи их покрывает надхрящница.

Кости образованы костной тканью.

Кость живого человека — это динамическая структура, в которой происходят постоянный обмен веществ, анаболические и катаболические процессы, разрушение старых и создание новых костных трабекул и остеонов.

Кость как орган, кроме сочленовных поверхностей, покрыта снаружи надкостницей, которая прочно сращена с костью. Наружный слой надкостницы — волокнистый, внутренний — остеогенный (костеобразующий), прилежит непосредственно к костной ткани.

В нём расположены покоящиеся остеогенные клетки, за счёт которых происходит развитие, рост в толщину и восстановление костей после повреждения.

Различают кости трубчатые (например, бедренная, плечевая, пястные, плюсневые и др.); губчатые (например, тела позвонков, кости запястья и др.), плоские (кости крыши черепа, грудина), смешанные (например, позвонки, кости основания черепа), воздухоносные (например, лобная, клиновидная, верхняя челюсть).

У трубчатой кости различают её удлинённую среднюю часть — тело кости, или диафиз, обычно цилиндрической или близкой к трёхгранной формы, и утолщённые концы — эпифизы.

Диафизы построены из компактной, эпифизы — из губчатой кости, покрытой тонким слоем компактной.

На них располагаются суставные поверхности, покрытые суставным хрящом, служащие для соединения с соседними костями. Участок кости, расположенный между диафизом и эпифизом, называется метафизом.

Среди трубчатых костей выделяются длинные трубчатые кости (плечевая, бедренная, кости предплечья и голени) и короткие (кости пясти, плюсны, фаланги пальцев).

Губчатые кости, так же, как и эпифизы трубчатых костей, состоят из губчатого вещества, покрытого тонким слоем компактного вещества. К этим костям также следует отнести кости, развивающиеся в сухожилиях, — сесамовидные (гороховидная, надколенник). Губчатые кости имеют форму неправильного куба или многогранника с закруглёнными углами и гранями. Такие кости располагаются в местах, где большая нагрузка сочетается с большой подвижностью.

Плоские кости участвуют в образовании полостей, поясов конечностей, выполняют функцию защиты (кости крыши черепа, грудина).

Смешанные кости имеют сложную форму. Они состоят из нескольких частей, имеющих различное строение, очертание и происхождение, например, позвонки, кости основания черепа.

Воздухоносные кости имеют в своём теле полость, выстланную слизистой оболочкой и заполненную воздухом.

Внутри костей в костномозговых полостях и ячейках губчатого вещества, выстланных слоем плоских остеогенных клеток, лежащих на тонкой соединительнотканной пластинке, находится костный мозг.

В период внутриутробного развития, а также у новорождённых во всех костных полостях находится красный костный мозг, который выполняет кроветворную и защитную функцию.

У взрослого человека красный костный мозг содержится только в ячейках губчатого вещества плоских костей (грудина, крылья подвздошных костей), в губчатых костях и эпифизах трубчатых костей.

В диафизах, то есть в костномозговых полостях, находится жёлтый костный мозг.

СКЕЛЕТ И ЕГО СОЕДИНЕНИЯ

Скелет человека состоит из позвоночного столба, рёбер с грудиной, скелета конечностей и черепа.

Скелет человека обладает рядом характерных особенностей, наиболее важными из которых являются вертикально расположенный позвоночный столб с изгибами; уплощённая широкая грудная клетка; преобладание мозгового отдела черепа; округлая выпуклая крыша черепа, которая возвышается над лицевым отделом.

Соединения костей

Кости, соединяясь между собой, образуют подвижные соединения или прочные неподвижные конструкции.

Все соединения костей делятся на три большие группы: непрерывные; полусуставы, или симфизы, и прерывные (суставы).

В непрерывных соединениях кости связаны между собой с помощью различных видов соединительной ткани (собственно соединительной ткани, хряща, кости), в которых отсутствует щель или полость между костями. Непрерывные соединения весьма прочны, но неподвижны.

Симфизы — это полуподвижные хрящевые соединения. В толще хряща имеется небольшая щелевидная полость, например межпозвоночные симфизы, лобковый и симфиз рукоятки грудины.

Суставы представляют собой прерывные соединения, у которых между соединяющимися костями всегда имеется суставная щель. Каждый сустав имеет суставные поверхности костей, покрытые, как правило, гиалиновым суставным хрящом, суставную капсулу и узкую суставную полость, заполненную синовиальной жидкостью.

Толщина суставного хряща колеблется в пределах от 0,2 до 6,0 мм и находится в прямой зависимости от функциональной нагрузки, испытываемой суставом. Чем больше нагрузка, тем толще хрящ и тем меньше он снашивается.

Суставная капсула, прикрепляющаяся вблизи краёв суставных поверхностей сочленяющихся костей или отступая на некоторое расстояние от них, прочно срастается с надкостницей, образуя замкнутую суставную полость.

Капсула состоит из двух слоёв. Наружный слой представлен толстой прочной фиброзной мембраной.

Внутренний слой суставной капсулы образован тонкой гладкой блестящей синовиальной мембраной, которая выстилает изнутри фиброзную мембрану, сумки и продолжается на поверхности кости, не покрытые суставным хрящом.

Синовиальная мембрана имеет множество небольших выростов (ворсинок), обращённых в полость сустава, синовиальные ворсинки, очень богатые кровеносными сосудами.

Через ворсинки осуществляется ультрафильтрация из кровеносного русла в полость сустава, в результате чего образуется синовиальная жидкость и происходит всасывание веществ из неё.

В норме у живого человека суставная полость представляет собой узкую щель, расположенную между покрытыми хрящом суставными поверхностями и ограниченную синовиальной мембраной.

Суставные поверхности редко полностью соответствуют друг другу по форме. Для достижения соответствия, в суставах имеется ряд вспомогательных образований: хрящевых дисков, менисков, губ.

Мениски — это несплошные хрящевые или соединительнотканные пластинки полулунной формы, расположенные между суставными поверхностями.

В коленном суставе имеются полукольцевые медиальный и латеральный мениски, которые расположены между суставными поверхностями бедренной и большеберцовой костей.

Движения в суставах совершаются вокруг трёх осей: вокруг фронтальной оси — сгибание и разгибание, при которых угол между сочленяющимися костями уменьшается или увеличивается; вокруг сагитталной оси — приведение, при котором одна из сочленяющихся костей приближается в срединной плоскости, и отведение, при котором кость удаляется от неё; при вращении кость двигается вокруг своей продольной оси. Круговое движение является сложным, благодаря последовательному движению вокруг всех осей свободный конец движущейся кости (конечности, туловище, голова) описывает окружность.

Форма сочленяющихся поверхностей обусловливает количество осей, вокруг которых может совершаться движение. В зависимости от этого суставы делятся на одно-, двух- и многоосные.

Для удобства форму суставной поверхности сравнивают с отрезком тела вращения. При этом каждая форма сустава содержит определённое число осей движения.

Так, цилиндрический и блоковидный суставы являются одноосными. При вращении прямой линии вокруг параллельной ей прямой оси возникает цилиндрическое тело вращения.

Блок представляет собой цилиндр с бороздой или гребнем, расположенными перпендикулярно оси цилиндра, на другой суставной поверхности имеется соответствующее углубление или выступ.

Примерами блоковидных суставов являются межфаланговые суставы кисти.

Эллипсовидный и седловидный суставы являются двухосными. При вращении половины эллипса вокруг его диаметра образуется тело вращения — эллипс. Лучезапястный сустав является эллипсовидным.

Суставные поверхности седловидного сустава по форме напоминают два седла с пересекающимися под прямым углом осями.

Седловидный запястно-пястный сустав большого пальца характерен только для человека и обусловливает противопоставление большого пальца кисти остальным.

Преобразование сустава в типично седловидный связано с трудовой деятельностью.

Шаровидный и плоский суставы — многоосные. При вращении половины круга вокруг его диаметра образуется шар.

Кроме движения вокруг трёх осей в этих суставах совершается ещё и круговое движение (например, плечевой и тазобедренный суставы). Последний считают чашеобразным благодаря значительной глубине суставной ямки.

Плоские суставы также многоосные.

Движения в них хотя и могут производиться вокруг трёх осей, отличаются малым объёмом.

Объем движения в любом суставе зависит от его строения, разности угловых размеров суставных поверхностей, а в плоских суставах величина дуги движения незначительна. К плоским относятся, например, межзапястные, предплюсне-плюсневые суставы.

По числу суставных поверхностей различают: простые, сложные, комплексные и комбинированные.

1. Простой сустав, имеющий только 2 суставные поверхности, например, межфаланговые суставы.

2. Сложный сустав, имеющий более двух сочленовных поверхностей, например, локтевой сустав. Сложный сустав состоит из нескольких простых сочленений, в которых движения могут совершаться отдельно.

3. Комплексный сустав, содержит внутрисуставной хрящ, который разделяет сустав на две камеры (двухкамерный сустав).

4. Комбинированный сустав представляет комбинацию нескольких изолированных друг от друга суставов, расположенных отдельно друг от друга, но функционирующих вместе. Таковы, например, оба височно-нижнечелюстных сустава, проксимальный и дистальный лучелоктевые суставы.