Каков химический состав костей биология 8 класс

Кости скелета



Вопрос 1. Из чего состоит опорно-двигательный аппарат?

Опорно-двигательный аппарат человека составляют кости скелета, их соединения и мышцы.

Вопрос 2. Какие функции выполняет скелет?

Скелет человека служит опорой телу и его органам. Кости туловища и конечностей являются рычагами, с помощью которых осуществляются движения тела в пространстве. Скелет создает и структурную форму тела, определяет его размеры. Выполняет скелет и другие функции, например, участвует в обмене веществ.

Вопрос 3. Каков химический состав костей?

Кость имеет сложный химический состав, она состоит из органических и неорганических веществ. Основную массу сухой кости составляют неорганические вещества (65—70%). Это главным образом соли фосфора и кальция. Костные клетки состоят из органических веществ (30—35% сухой массы кости). От органических веществ зависит эластичность и упругость кости, а от минеральных — твердость. Сочетание этих веществ обеспечивает живой кости высокую прочность. По твердости ее можно сравнить с чугуном, бронзой.

В молодом возрасте и у детей кости более эластичные и упругие, так как в них преобладают органические вещества. С возрастом органических веществ становится меньше, поэтому у пожилых людей кости более хрупкие и ломкие.

Вопрос 4. В чем заключается двигательная функция опорно-двигательного аппарата?

Функции опорно-двигательного аппарата заключаются в том, чтобы придавать человеческому телу определенную форму, защищать его внутренние органы, обеспечивать его опору, позволять движение и принятие любых возможных поз. Функции двигательного аппарата:

— опорная — фиксация мышц и внутренних органов;

— защитная — защита жизненно важных органов (головной мозг и спинной мозг, сердце и др.);

— двигательная — обеспечение простых движений, двигательных действий (осанка, манипуляции);

— рессорная — смягчение толчков и сотрясений;

— участие в обеспечении жизненно важных процессов, такие как минеральный обмен, кровообращение, кроветворение и другие.

Вопрос 5. Какая ткань образует кость?

Каждая кость состоит из нескольких видов тканей, основная среди них — костная. Это особый тип соединительной ткани. Костная ткань построена из костных клеток и межклеточного вещества и имеет у человека пластинчатое строение.

Вопрос 6. Какие бывают кости?

Различают трубчатые кости, они могут быть длинными (например, плечевая, бедренная) или короткими (кости пясти, плюсны, фаланги пальцев). Эти кости состоят из удлиненной средней части (тела) и двух утолщенных концов (эпифизов). Внутри тела кости имеется полость. Широкие, или плоские, кости участвуют в образовании стенок полостей, содержащих внутренние органы (кости мозгового отдела черепа, кости таза, ребра, грудина). Их ширина и длина значительно преобладают над толщиной. Смешанные кости имеют сложную форму и состоят из нескольких частей, имеющих различное строение и очертания. Это позвонки, кости основания черепа.

Вопрос 7. Как устроено губчатое вещество кости?

Это костная ткань ячеистого вида, сформированная рыхло лежащими костными пластинками. В сравнении с компактным веществом, губчатое вещество имеет большую площадь поверхности, лёгкость, меньшую плотность и прочность. Губчатое вещество формирует эпифизы трубчатых костей и практически весь объём губчатых костей. Губчатая костная ткань содержит орган кроветворения — красный костный мозг.

Вопрос 8. Как расположены костные пластинки губчатого вещества, какое они имеют значение?

Губчатое вещество образовано множеством костных пластинок, которые располагаются по направлениям наибольшей нагрузки. Пластинки пересекаются в различных направлениях, образуя систему полостей и отверстий, которые в середине длинных костей сливаются в большую полость. Это придает кости прочность, легкость.

Вопрос 9. Как кости растут в длину и в толщину?

В процессе роста человека его кости растут в длину и в толщину. Рост костей в толщину происходит за счет деления клеток внутреннего слоя надкостницы. В длину молодые кости растут за счет хрящей, расположенных между телом кости и ее концами.

Вопрос 10. Какие бывают соединения костей? Что такое шов?

Различают непрерывные (неподвижные и полуподвижные) и прерывные (подвижные) соединения костей. Соединения костей крыши и лицевого отдела черепа называют швами. Выделяют зубчатые швы, когда зубчатой формы край одной кости крыши черепа соединяется с аналогичным краем другой кости.

Вопрос 11. Каково строение сустава?

Сустав образуется концами соединяющихся костей, заключенными в суставную сумку. Концы костей покрыты гладким эластичным хрящом, наличие которого обеспечивает упругость сустава и облегчает движение. Уменьшению трения также способствует и выделяемая внутренней поверхностью суставной сумки специальная суставная жидкость, которая действует как смазка. Форма соединяющихся костей позволяет выполнять определенные виды движений.

ПОДУМАЙТЕ

Большая берцовая кость при небольшой массе (около 0,5 кг) может выдерживать нагрузку до 1500 кг. Благодаря чему это возможно?

Строение самой кости уникально. Губчатое вещество кости состоит из костных перекладин, направление которых соответствует нагрузкам, которые испытывают кости и силам растягивающим их. Также прочность костей зависит от соотношения неорганических и органических веществ.

Кости и суставы

Попробуем разобраться в этом непростом механизме, где каждая кость занимает определенное место и находится в непосредственной связи с одной или несколькими соседними костями. Исключение составляют так называемые сесамовидные кости, располагающиеся в толще сухожилий мышц (например, надколенник и гороховидная косточка запястья), и подъязычная кость. От характера соединений между костями зависит подвижность частей тела.

Различают непрерывные соединения, формирующие прочные неподвижные или малоподвижные конструкции, прерывные соединения, или суставы, позволяющие костям перемещаться относительно друг друга, а также переходный вид соединений – полусуставы, или симфизы.

Соединительные ткани

Рис. 1. Соединение костей: зубчатый шов, чешуйчатый шов, сустав нижней челюсти, плоский шов, позвонок, межпозвоночный диск, связки

В непрерывных соединениях кости связаны между собой с помощью прослойки соединительной ткани, лишенной каких-либо щелей или полостей. В зависимости от типа соединительной ткани различают фиброзные, хрящевые и костные непрерывные соединения.

К фиброзным соединениям относят многочисленные связки, межкостные перепонки, швы между костями черепа и соединения зубов с челюстями (рис. 1). Связки представляют собой плотные пучки волокон, которые перекидываются от одной кости к другой. Очень много связок в области позвоночника: они располагаются между отдельными позвонками, при движениях позвоночного столба ограничивают чрезмерные наклоны и способствуют возврату в исходное положение. Потеря этими связками эластических свойств в старческом возрасте может привести к формированию горба.

Межкостные перепонки имеют вид пластин, натянутых между костями на значительном протяжении. Они прочно удерживают одну кость возле другой, служат местом прикрепления мышц. Такие перепонки располагаются, например, между длинными трубчатыми костями предплечья и голени.

Швы черепа

Швы черепа – это соединения между костями черепа с помощью тонких прослоек волокнистой соединительной ткани. В зависимости от формы краев костей черепа различают зубчатый, чешуйчатый и плоский швы. Наиболее изящный плоский шов встречается только в области лицевого отдела черепа, а прочный зубчатый шов, похожий на застежку-молнию, – в крыше мозгового отдела. Височная кость, как рыбья чешуя (отсюда и название шва), укреплена на боковой поверхности черепа.

Родничок
У новорожденного ребенка швов не существует, а значительные перепончатые пространства между костями черепа называют родничками. Благодаря наличию родничков форма черепа может меняться во время прохождения плода по родовым путям, что облегчает рождение ребенка. Самый крупный передний, или лобный, родничок располагается в области темени, имеет ромбовидную форму и исчезает только на втором году жизни. Роднички меньших размеров, располагающиеся в затылочной и височной областях черепа, закрываются на 2–3-й месяц после рождения. Формирование швов заканчивается к 3–5 годам жизни. После 30 лет швы между костями черепа начинают зарастать (окостеневать), что связано с отложением в них солей кальция. У мужчин этот процесс происходит несколько раньше, чем у женщин. В старости череп человека становится гладким, границы между костями фактически неразличимы.

Зубы

Зубы укреплены в ячейках (альвеолах) челюстей с помощью, так называемого периодонта – пучков крепких волокон, связывающих корень зуба с поверхностью альвеолы. Такой вид соединения специалисты называют вколачиванием, обращая внимание, однако, на некоторое анатомическое несоответствие: ведь зубы вырастают изнутри челюсти, а не вколачиваются в нее извне!

Межпозвонковые диски

Непрерывные соединения костей с помощью хрящевой ткани отличаются прочностью, упругостью и малой подвижностью, степень которой зависит от толщины хрящевой прослойки. К такому виду соединений относятся, например, межпозвоночные диски (см. рис. 1), толщина которых в поясничном, наиболее подвижном, отделе позвоночного столба достигает 10–12 мм. В центре диска располагается упругое студенистое ядро, которое окружено крепким фиброзным кольцом. Ядро сильно сдавлено и постоянно стремится расшириться, поэтому пружинит и амортизирует толчки, как буфер. При чрезмерных нагрузках и травмах межпозвоночные диски могут деформироваться, смещаться, в результате подвижность и амортизационные свойства позвоночника нарушаются. С возрастом, при нарушении обмена веществ может происходить обызвествление межпозвоночных дисков и связок, образование костных наростов на позвонках. Этот процесс, именуемый остеохондрозом, также приводит к ограничению подвижности позвоночного столба.

Непрерывные хрящевые соединения

Многие непрерывные хрящевые соединения между костями имеются лишь в детстве. С возрастом они окостеневают и превращаются в непрерывные костные соединения. Примером может служить сращение крестцовых позвонков в единую кость – крестец, происходящее в 17–25 лет. Образование некоторых костей черепа (например, затылочной, височной) из нескольких отдельных частей наблюдается в возрасте от 1 года до 6 лет. Наконец, срастание концов трубчатых костей с их средней частью в период от 17 до 21 года у женщин и от 19 до 23 лет у мужчин обусловливает завершение ростовых процессов.

Суставы и полусуставы

Рис. 2. Строение сустава: суставная капсула, кость, суставной хрящ, синовиальная жидкость, синовиальная мембрана

Полусуставы также представляют собой хрящевые соединения между костями. Но в этом случае в толще хряща имеется небольшая щелевидная полость, заполненная жидкостью, что увеличивает подвижность соединения. Полусуставом является лобковый симфиз – соединение двух тазовых костей между собой спереди. Возможность незначительного расхождения тазовых костей в области симфиза важна для женщин в процессе родов.

Подвижными соединениями между костями являются суставы. Они представляют собой прерывные соединения, у которых всегда имеется щелевидное пространство между соединяющимися костями. Помимо щелевидной суставной полости в каждом суставе различают суставные поверхности сочленяющихся костей и суставную капсулу, окружающую его со всех сторон (рис. 2).

Суставная капсула и суставной хрящ
Суставные поверхности сочленяющихся костей покрыты слоем гладкого суставного хряща толщиной от 0,2 до 6 мм, который уменьшает трение между движущимися костями. Чем больше нагрузка, тем толще суставной хрящ. Поскольку хрящ не имеет сосудов, в его питании основную роль играет синовиальная жидкость, заполняющая полость сустава.

Синовиальная мембрана
Суставная капсула окружает суставную полость и прирастает к костям по краю их суставных поверхностей или немного отступя от него. Суставная капсула состоит из двух слоев: наружного – плотной фиброзной мембраны и внутреннего – тонкой синовиальной мембраны. Именно синовиальная мембрана выделяет в полость сустава прозрачную тягучую синовиальную жидкость – своеобразную смазку, облегчающую скольжение сочленяющихся костей. Синовиальная мембрана может образовывать различные выросты: складки внутри сустава, служащие для амортизации при движении, а также выпячивания за пределы суставной капсулы, называемые сумками (бурсы). Располагаясь вокруг сустава в виде мягких прокладок под сухожилиями мышц, сумки уменьшают трение сухожилий о кость при движениях в суставе. Вследствие ушибов может развиться воспаление сумки – бурсит. При этом сумки (и область сустава) разбухают за счет увеличение объема заполняющей их жидкости.

Диски и мениски
Полость сустава имеет щелевидную форму благодаря плотному соприкосновению суставных хрящей и отрицательному давлению внутри сустава. Для увеличения подобия соприкасающихся поверхностей в полости суставов могут располагаться дополнительные хрящевые прокладки: диски и мениски (пластинки полулунной формы). Они выполняют амортизационную функцию и содействуют разнообразию движений в суставе. Например, в коленном суставе имеются два мениска, а в суставах нижней челюсти – диски.

Связки
Удержанию костей в сочленовном состоянии способствуют сокращения мышц, окружающих сустав. Этому также служат связки, которые могут располагаться в полости сустава (как, например, крепкие крестообразные связки коленного сустава) или поверх его капсулы. Связки укрепляют капсулу сустава, направляют и ограничивают движения. В результате травмы, неудачного движения может произойти растяжение и даже разрыв связок, следствием чего бывает смещение костей в суставе – вывих.

Простые и сложные суставы

Рис. 3. Формы суставов: атлант (первый шейный позвонок), второй шейный позвонок, цилиндрический сустав, плечевая кость, локтевая кость, лучевая кость, блоковидный сустав, лучевая кость, кость запястья, эллипсовидный сустав, тазовая кость, шаровидный сустав, бедренная кость

Если в суставе соединены две кости, то его называют простым суставом. В сложных суставах сочленяются несколько костей (например, в локтевом – три кости). В тех случаях, когда движения в двух самостоятельных суставах происходят одновременно (правый и левый суставы нижней челюсти), говорят о комбинированном суставе.

Для характеристики движений в суставах пользуются тремя условными взаимно перпендикулярными осями, вокруг которых и совершаются движения. По числу осей различают многоосные суставы, в которых движения происходят вокруг всех трех осей трехмерного пространства, а также двухосные и одноосные суставы. Характер и размах движений в суставе зависят от особенностей его строения, прежде всего от формы суставных поверхностей костей. Рельеф суставных поверхностей сравнивают с геометрическими телами, поэтому различают шаровидные (многоосные), эллипсовидные (двухосные), цилиндрические и блоковидные (одноосные), плоские и другие суставы (рис. 3).

Одним из наиболее подвижных является шаровидный по форме плечевой сустав (рис. 4), в котором круглая головка плечевой кости сочленяется с суставной впадиной лопатки. Движения руки в плечевом суставе возможны вокруг всех осей. В плоских суставах (например, между крестцом и тазовыми костями) подвижность, напротив, крайне мала.

Мышцы

Суставы формируются под влиянием деятельности мышц, и их строение тесно взаимосвязано с функцией. Этот закон действует и в процессе эволюции, и в течение индивидуального развития организма. Примером являются особенности скелета верхней и нижней конечностей человека, который в обоих случаях имеет общий план строения, но отличается тонкой организацией костей и их соединений.

В скелете конечностей выделяют пояс (плечевой и тазовый) и свободную конечность, включающую три части: плечо, предплечье и кисть у верхней конечности; бедро, голень и стопу у нижней. Различия в строении скелета конечностей обусловлены их разными функциями. Верхняя конечность – это орган труда, приспособленный к выполнению разнообразных и точных движений. Поэтому кости верхней конечности относительно меньших размеров и соединены между собой и с туловищем очень подвижными соединениями. Нижняя конечность у человека предназначена для опоры тела и перемещения его в пространстве. Кости нижней конечности массивны, прочны, а суставы имеют плотные капсулы, мощный связочный аппарат, что ограничивает размах движений.

Кисть и стопа

Рис. 4. Плечевой сустав (шаровидный): лопатка, плечевая кость

Главные различия наблюдаются в строении кисти и стопы. Среди суставов кисти много подвижных соединений, вследствие чего можно осуществлять разнообразные тонкие движения. Особенно важны суставы большого пальца, за счет которых возможно противопоставление большого пальца кисти всем другим, что способствует захвату предметов. Такого развития суставы кисти достигают только у человека! Стопа несет на себе всю тяжесть человеческого тела. Благодаря сводчатому строению она обладает рессорными свойствами. Уплощение сводов стопы (плоскостопие) приводит к быстрой утомляемости при ходьбе.

Подвижность суставов увеличивается под влиянием тренировки – вспомните поразительную ловкость спортсменов и цирковых акробатов. Но даже обычные люди должны больше двигаться, чтобы сохранять хорошую подвижность суставов. У детей суставы, как правило, более подвижны, чем у взрослых и особенно пожилых людей. Связано это со снижением с возрастом эластичности связочного аппарата, стиранием суставного хряща и другими причинами.

Главный лекарь – движение

Ограничение подвижности и боли при движениях в суставе могут быть связаны с постепенным разрушением суставного хряща и нарушением выработки синовиальной жидкости. Суставной хрящ при этом постепенно истончается, трескается, количество смазки становится недостаточным – в результате объем движений в суставе снижается. Чтобы этого не произошло, следует вести подвижный здоровый образ жизни, правильно питаться, а в случае необходимости – строго выполнять предписания врача, ведь жизнь – это движение, а движение невозможно без четкой работы опорно-двигательного аппарата.

Ольга Гурова, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, доцент кафедры анатомии человека РУДН

Основой строения живого организма выступает скелет, в состав которого входят подвижные соединения, а также костная и хрящевая ткани. Суставы человека важны и нужны для того, чтобы ходить, выполнять сложные и слаженные движения в повседневной работе и профессиональной деятельности. Артрологией называется сложная наука, изучающая все виды анастомозов с костями, краткое общее разъяснение которой обязательно для всех.

Виды, их анатомия и строение

Наглядным примером изучения структуры костных анастомозов в человеческом теле выступает синовиальный сустав. Клиническая анатомия человека делит все структурные компоненты на 2 вида:

  • Основные элементы:
    • суставные поверхности — участки на костях, которым они соприкасаются (головка и впадина);
    • суставной хрящ — защищает от разрушения в результате трения;
    • капсула — является защитой, отвечает за выработку синовии;
    • полость — щель между поверхностями, наполненная жидкостью;
    • синовия — смягчает трение костей, питает хрящ, поддерживая обмен веществ.
  • Вспомогательные образования:
    • хрящевой диск — пластинка, которая делит полость на две половины.
    • мениски — играют роль амортизатора, находятся в колене;
    • суставная губа — каемка хряща вокруг суставной впадины;
    • связочный соединительный аппарат — контролирует движения;
    • крупные и незначительные мышцы.

Наиболее полное развитие получили суставы и связки конечностей, так как они берут на себя основные функциональные способности человека в жизни и адаптации в социуме. В процессе эволюции рука человека сформировалась из передней конечности млекопитающих.

Функции и задачи

Сочленения создают амортизацию во время двигательной активности человека.

Разные виды суставов человека, их разнообразная анатомическая конструкция имеют принципиальное значение для ряда функциональных обязанностей, выполняемых костными соединениями. Все действия делятся на выполнение таких функций, как:

  • Комбинация костей, зубов и хрящей друг с другом, делает их прочным амортизатором движений.
  • Предотвращение разрушения костной ткани.
  • Выполнение осевых движений, среди которых:
    • фронтальные — сгибание, разгибание;
    • сагиттальные — приведение, отведение;
    • вертикальные — супинация (движение кнаружи), пронация (внутрь);
    • круговые движения — перемещение хода с оси на ось.
  • Физическая активность человека, что обеспечивает правильное строение сустава.
  • Сохранение положения скелета.
  • Влияние на рост и развитие организма.

Классификация, ее принципы

Соединений в организме много, каждое имеет свои особенности и выполняет конкретные функции. Наиболее удобной в клинической практике считается классификация суставов на виды и типы, что удачно изображает таблица. В нее не вошли непрерывные межхрящевые соединения ребер, начиная от 6-го и до 9-го.

Вид Характеристика Тип Особенности расположения
Волокнистые Соединительная ткань с коллагеном Шовные Швы черепа
Синдесмозы Соединяет лучевую и локтевую кость предплечья
Гвоздьевидные Зубы
Хрящевые В структуре находится гиалиновый хрящ или диск Синхондрозные Сустав ребра и рукоятки грудины
Симфизарные или полусуставы Лобковый симфиз, межпозвоночные сочленения
Синовиальные Сустав соединяет полость, капсулу, дополнительные связки, синовиальную жидкость, сумку, влагалища сухожилий Плоский (скользящий) Крестцово-подвздошный
Блоковидный Локтевой, коленный, плечелоктевой (винтообразный сустав)
Шаровой Грудино-реберные (чашеобразный)
Шарнирный (цилиндрический сустав) Соединяет зуб эпистофея и атлант
Мыщелковый Пястно-фаланговые пальцев рук
Седловидный Пястно-запястный большого пальца
Эллипсовидный Лучезапястный

Следует отдельно отметить комбинированный тип, к нему относятся сустав головки ребра и реберно-позвоночные сочленения. В последних бугорок ребра соединяется с поперечным отростком позвонка и делает его не очень подвижным.

Типы соединений

Еще суставы разделяют по таким критериям:

Сочленения могут классифицироваться по степени подвижности.

  • Подвижность:
    • синартрозы — недвижимый;
    • амфиартрозы — малоподвижны;
    • диартрозы — подвижны.
  • Оси движений:
    • одноосные суставы;
    • двухосные;
    • трехосные.
  • Биомеханические свойства:
    • простой;
    • сложный;
    • комплексный.

Основные суставы в организме человека

Тазобедренный

Сочленение соединяет бедренную кость с тазовой.

Соединяет части тазовой с головкой бедренной кости, которые покрыты хрящом и синовиальной мембраной. Шаровидный, парный, многоосный сустав нижних конечностей. Оси движения — фронтальная, саггитальная, вертикальная, круговые вращения. Суставная капсула крепится таким образом, что вертлужная губа и шейка бедра располагаются в суставной полости. Соединительный составляющий элемент представлен связкой головки бедра, лобково-бедренной, подвздошно-бедренной, седалищно-бедренной и круговой зоной.

Схема конструкции колена

Комплексный, мыщелковый, самый большой сустав на конечностях нижнего пояса устроен с участием надколенника, проксимальным краем большеберцовой и дистальным — бедренной кости. Анатомические связки коленного сустава представлены тремя группами:

  • Боковая — коллатеральный мало- и большеберцовые.
  • Внекапсульная (задняя) — связка надколенника, дугообразная, поддерживающие латерально-медиальные, подколенная.
  • Внутрикапсульные — поперечная коленная связка и крестообразные.

Обеспечивает вращения и движения во фронтальной оси. Имеет ряд синовиальных сумок, количество и размеры которых индивидуальны. Складки синовиальной мембраны накапливают жировую ткань. Поверхности сустава покрыты хрящевым слоем. Отличительной особенностью является наличие наружного и внутреннего серповидных частей хряща, что имеют названия менисков.

Голеностопный

Сочленение чаще травмируется у людей, активно занимающихся спортом.

Подвижный сустав, в котором соединяются дистальные эпифизы (низ) мало- и большеберцовой костей со стопой человека, а именно с таранной костью. Блоковидный, задействован в движениях фронтальной и саггитальной осей. Связки представлены двумя группами: латеральной, в которую входят таранно-малоберцовая и пяточно-малоберцовая связки и медиальной, или дельтовидной связкой. Голеностопный сустав — главная область травматизации у спортсменов, которые двигаются непрерывно.

Седловидный

Разновидность синовиальных анастомозов, напоминающий наездника на лошади — соответствие названию. На кость, похожей по форме на седло, насажена другая кость. Отличаются гибкостью по сравнению с другими. Ярким примером сустава, который имеет опорно-двигательная система человека, является пястно-запястный сустав большого пальца руки. Здесь седлом выступает кость трапеция, а на ней размещена 1-я пястная кость. Противопоставленный большой палец на верхних конечностях — отличительная черта человека, что выделяет его от мира животных, и благодаря которому есть возможность выполнять работу, в том числе осваивать новые профессии.

Парный локтевой

Сложное подвижное сочленение плечевой с лучевой и локтевой костями, которое состоит сразу из 3 суставов, окруженных одной капсулой. Среди них:

  • плечелучевой — шаровидный сустав, отвечает за движения в двух осях вместе с локтевым;
  • плечелоктевой — блоковидный, винтообразный;
  • проксимальный лучелоктевой — вращательный сустав 1-го типа.

Сочленение имеет сложное строение и имеет самый большой размер в верхних конечностях.

Самый большой сустав верхней половины тела, который обеспечивает движения верхних конечностей и соответствует их количеству. Анатомически считается блоковидным с винтообразными скольжениями, боковые передвижения в нем невозможны. Вспомогательные элементы представлены двумя коллатеральными связками — лучевой и локтевой.

Шаровидный

Сюда относят тазобедренное и плечевое соединение костей (многоосные структуры), что обладают наибольшей мобильностью. Название этой группы определил обязательный костный элемент, напоминающий шар: в 1-м примере — это головка плечевой кости, во 2-м — головка бедра. Общие элементы строения представлены шаровидной головкой на конце одной кости и чашеобразным углублением на второй. Плечевой сустав имеет наибольший диапазон свободных движений в скелете, он простой по структуре, а бедренный — менее мобилен, но сильнее и выносливее.

Блоковидный

Типы суставов, что относятся к синовиальным. Сюда входят коленный, локтевой, голеностопные и менее сложные отделы, обладающие хорошей подвижностью — межфаланговые суставы рук и ног. Эти сочленения, в меру своих особенностей, наделены работой меньшей силы и удерживают незначительную массу, что стандартно их строению — маленькие связки, гиалиновый хрящ, капсула с синовиальной мембраной.

Эллипсовидный

Запястное сочленение относится к эллипсовидному типу.

Вид суставов, также известен как плоский, образован костями с почти гладкой поверхностью. В суставной щели постоянно функционирует синовия, которую продуцирует мембрана. Эти подвижные суставы способствуют ограниченной амплитуде во всех направлениях. Представителями группы являются межпозвонковые, запястные, запястно-пястные суставы в теле человека.

Мыщелковые

Отдельный подвид эллипсоидного класса. Считается переходным типом от блоковидного. Отличительная черта от 1-го — несовпадение формы и размеров соединяющихся поверхностей, от эллипсоидного — числом головок структуры. В организме есть два примера таких сочленения — височно-мандибулярный и коленный, последний двигается вокруг 2-х осей.

Частые болезни, их причины и симптоматика

Заболевание Причина Симптомы
Артрит Инфекция, аллергия, аутоиммунный процесс Утренняя скованность, припухлость, сыпь на коже, температура
Артроз Дегенеративные поражения, остеопорозы Нарастающая боль от непродолжительной до постоянной
Дисплазия Врожденные аномалии Нарушения функций пораженного сочленения, невозможность самостоятельных движений, поражены мышцы

Диагностика суставных болезней

Базируется на следующих методах и приемах:

Гониометрия позволяет определить насколько человек может двигать сочленением.

  • Жалобы.
  • Анамнез болезни.
  • Общее обследование, пальпация.
  • Гониометрия — характеристика свободной амплитуды движений.
  • Обязательные лабораторные исследования:
    • общий анализ крови;
    • биохимия крови, особенно важны С-реактивный белок, реакция оседания эритроцитов, антинуклеарные антитела, мочевая кислота;
    • анализ мочи общий.
  • Лучевые методы исследования:
    • рентгенологический;
    • артрография;
    • КТ.
  • Радионуклидный.
  • МРТ.
  • УЗД.

Лечение недугов

Терапия результативная только при правильно поставленном диагнозе и, если не опоздала диагностика. Таблица основных заболеваний выделяет причину, которую и следует лечить. Когда есть очаги инфекции, назначают антибиотики. При аутоиммунном процессе используют иммуносупрессоры — моноклональные антитела, кортикостероиды, цитостатики. Дегенеративные состояния корректируются хондропротекторами. Принимают нестероидные противовоспалительные средства, влияющие на уровень кальция и прочность костей. Реабилитация обеспечивается лечебной физкультурой и физиотерапией. Хирургическое лечение применяется после исчерпания консервативных методов, но и оно не гарантирует полное блокирование любого патологического процесса.

Способность к передвижению является очень важной функцией человеческого тела. Благодаря эволюционному процессу, первоначальные простейшие формы движения за счёт двигательных белков в составе ресничек и жгутиков у микроорганизмов были развиты до сложных механизмов, которые мы можем наблюдать у высших животных. Двигательный аппарат, или костно-мышечная система, представлен пассивным компонентом, костями, и активным — мышцами.

Система скелета формирует каркас, удерживаемый в физиологическом положении за счёт связок и мышц. К этому каркасу прикрепляются также и внутренние органы. У здорового человека кости располагаются симметрично относительно центральной плоскости тела.

Скелет состоит из более чем 200 костей, только 170 из которых парные, что составляет около 15 % от массы тела.

Выделяют два отдела скелета:

  • Осевой: позвоночный столб, череп, грудная клетка.
  • Добавочный: кости верхних и нижних конечностей.

За счёт сокращения мышц, происходит движение костей друг относительно друга, благодаря этому тело способно производить весь спектр движений, будь то бег или каллиграфия.

Важным будет отметить защитную функцию скелета. Кости черепа образуют полость, в которой головной мозг прекрасно защищён, а спинно-мозговой канал, сформированный позвонками и их отростками, защищает спинной мозг, сохраняя при этом подвижность позвоночника в целом. Грудная клетка предохраняет от повреждений лёгкие и органы средостения, а полость таза — мочеполовые органы.

Скелетная ткань накапливает в себе жизненно важные минералы и некоторые витамины. Таким образом, она выполняет функцию депо некоторых элементов, которые поступят в кровоток в случае необходимости.

Функционирование кости как органа регулируется рядом желез: гонадами (половыми железами), надпочечниками, щитовидной железой и гипофизом.

Хрящевая ткань является промежуточным звеном между соединительной тканью и костной. По сути, мы можем наблюдать постепенное развитие соединительной ткани в хрящ, где требуется функция хряща и дальнейшее постепенное окостенение хряща, где прочности хряща становится недостаточно. Уши и носовые ходы так никогда и не окостеневают.

Во внутриутробном развитии хрящевая ткань составляет около половины от всего скелета и постепенно замещается костной, достигая 2 % к зрелости. Это межпозвоночные диски, хрящи ребер, суставные хрящи, хрящи носа и уха, гортани, трахеи, бронхов. Суставные хрящи и межпозвоночные диски выполняют амортизационную функцию, также хрящевая ткань покрывает соприкасающиеся костные поверхности, что повышает их износоустойчивость.

Поверхность кости покрыта особой тканью, надкостницей, которая состоит из соединительной ткани и плотно сращена с подлежащей костной тканью. Именно за счёт надкостницы происходит рост кости в толщину, её регенерация в случае повреждений, питание кости за счёт широкой сети кровеносных сосудов, а также очищение через лимфатические сосуды. Именно в надкостнице заканчиваются чувствительные нервные окончания, в толще кости нервов нет. Костная ткань в связи со своей функцией имеет очень высокие показатели прочности, так, например, сопротивление на разрыв такое же, как у меди, и в 9 раз больше, чем у свинца. Предельная нагрузка на сжатие близка к показателю чугуна.

Классификация костей

Трубчатые кости, соответствуя своему названию, представляют собой продолговатое тело или диафиз и два утолщения на концах, эпифизы. Между эпифизом и диафизами расположены метафизы — зоны роста кости в длину. Метафизы постепенно заканчивают свою деятельность и постепенно окостеневают к возрасту полового созревания, когда рост тела в высоту останавливается. Этот период соответствует примерно 18 годам у девушек и 25 годам у парней. В современном мире существует понятие костного возраста, или истинного возраста, тела, в противовес календарному возрасту. Он определяется на основании стадии окостенения метафизов.

Губчатые кости располагаются в местах с большой осевой нагрузкой, например в телах позвонков. Тело из губчатой ткани покрыто компактной костной тканью снаружи.

Плоские кости выполняют в основном защитную функцию, так, например, лопатка прикрывает заднюю поверхность ребер и подлежащих органов, а тазовые кости служат надёжной защитой для тазовых органов. Как лопатка, так и таз, участвуют в образовании поясов конечностей и их суставов. Мозговой отдел черепа состоит также из плоских костей, которые надёжно защищают головной мозг. Лобные кости настолько прочные, что известны случаи рикошета пули при прямом попадании.

Существует также ряд смешанных костей, которые являются комбинацией различных видов костной ткани, например позвонки.

В костномозговых каналах, которые присутствуют в большинстве трубчатых и плоских, а также в трубчатых костях, находится главный орган кроветворения — костный мозг. В красном костном мозге происходит постепенное созревание клеток крови из предшественников, так называемых стволовых клеток. Жёлтый костный мозг есть постепенное обратное развитие красного костного мозга до жировой ткани с редкими островками, ещё выполняющими функцию.

Система соединений костей

Костно-мышечная система, благодаря системе различных межкостных соединений, а также благодаря мышцам, которые, сокращаясь, изменяют положение костей друг относительно друга, выполняет опорную и двигательную функции. В зависимости от выполняемой функции, разнится и характер соединения.

Выделяют следующие типы соединений:

  • непрерывные,
  • полусуставы, или симфизы,
  • прерывные, или суставы.

Непрерывные представляют собой плотные, почти неподвижные соединения, такие, как например, швы черепа. В зависимости от материала шва, выделяют фиброзные, хрящевые и костные соединения.

Симфизы отличаются от непрерывных хрящевых соединений только наличием узкой полости в центре соединения. В симфизе допускается несколько большая подвижность. Так, например, в процессе родов, при несоответствии размеров головки плода размерам малого таза, возможно небольшое расхождение костей лобкового симфиза.

Суставы являются наиболее сложным соединением. Кости, участвующие в образовании сустава, обычно имеют схожие по форме поверхности, так, например, тазовая кость имеет шаровидную головку, которая сочленяется с полулунным вдавлением вертлужной впадины и вертлужной губой. Для того чтобы такое соединения было долговечным при постоянной подвижности, эволюция предусмотрела более мягкое, хрящевое покрытие соединяющихся поверхностей и систему постоянной смазки и питания суставного хряща в виде синовиальной жидкости. Синовиальная жидкость продуцируется капсулой сустава, которая плотно приращена к надкостнице выше и ниже соединения. Капсула также регулирует объём суставной полости и выполняет изолирующую функцию, кровь через кровеносные сосуды поступает в капсулу, а в полость сустава поступает уже только самое необходимое из крови — синовиальная жидкость. В некоторых суставах для лучшего соответствия суставных поверхностей присутствуют дополнительные образования, например, диски между позвонками или мениски в коленном суставе. Так же сложные суставы, вроде коленного, укрепляются дополнительными внутрисуставными связками.

Для удобства классификации движений в суставах принята система из трёх плоскостей. Фронтальная — проходит через центральную ось сверху вниз и параллельна линии, проходящей через глаза. Сагиттальная —перпендикулярна фронтальной. «Сагитта» переводится как стрела. Продольная, или горизонтальная, плоскость — проходит параллельно земле, если, конечно, объект стоит. Сгибание и разгибание происходит во фронтальной плоскости. Приведение и отведение — в сагиттальной. Далее кость может осуществлять вращение относительно своей продольной оси.

Некоторые суставы способны на более сложные движения, в нескольких плоскостях сразу, поэтому их называют многоосными.

На нашем сайте представлена подробная статья о строении скелета позвоночника, здесь же мы подробно рассмотрим кости и соединения костей конечностей.

Кости и соединения костей конечностей

В ходе эволюционного развития и постепенного перехода от ходьбы на четвереньках к прямохождению, развитие верхних и нижних конечностей пошло разными путями. При этом мы по-прежнему видим некоторые сходства, примерно одинаковое количество входящих в скелет костей, а также деление на подобные сегменты. Так, например, принято выделять пояс конечности, ближний к телу проксимальный сегмент, представленный одной костью, средний участок из двух костей и дистальный, отдалённый отдел конечности, состоящий из множества костей.

Рука более свободно прикреплена к телу, способна совершать более тонкие и сложные движения, суставы более подвижные. Нога — напротив, имеет более массивное строение, пояс закреплён менее подвижно, суставы имеют меньше степеней свободы. Очевидно, что верхние и нижние конечности приобрели уникальное строение, наилучшим образом подходящее для выполняемой функции.

Верхняя конечность

Верхняя конечность, в отличие от нижней, в меньшей степени испытывает нагрузку на сдавление, но в большей — на растяжение. В связи с этим, скелет более легкий, пояс конечности закреплён подвижно и представлен двумя костями: ключицей и лопаткой.

Ключица расположена на передней поверхности грудной клетки на уровне первых рёбер. Верхний край грудины имеет суставные поверхности для присоединения грудинного края ключицы. Далее, изгибаясь в форме сильно растянутой латинской буквы S, ключица продолжается в акромиальный край, который соединяется с акромиальным отростком лопатки, образуя сустав.

Лопатка расположена на задней поверхности грудной клетки, имеет трёхгранную форму. Внутренняя поверхность служит для прикрепления мышц, внешняя также выступает местом мышечной фиксации, для этого даже существует специальный вырост, кость лопатки, продолжающаяся в акромиальный отросток. Также и внешний угол лопатки сверху продолжается в крыловидный отросток. Внешний край лопатки несёт суставную поверхность для соединения с головкой плечевой кости.

Кости свободной части верхней конечности

Рука разделена на три сегмента: плечо, скелет которого имеет одну плечевую кость, предплечье, состоящее из плечевой и локтевой кости и кисти, которая в свою очередь разделяется на запястье, пястье и фаланги пальцев.

Плечевая кость трубчатая и длинная, сверху соединяется с лопаткой, а снизу — с локтевой и лучевой костями. Суставная поверхность верхнего края — это шаровидная головка, соединённая с телом кости под углом посредством шейки.

Для образования локтевого сустава нижний край плечевой кости имеет суставную поверхность в виде блока. Выше суставной поверхности есть ямки, образовавшиеся от соприкосновения с шиловидными отростками костей предплечья в крайних положениях сустава. Эти ямки ограничивают сустав от переразгибания.

Локтевая кость в совокупности с лучевой костью представляет скелет предплечья. Верхний край локтевой кости с внутренней стороны имеет суставную поверхность для соединения с головкой лучевой кости. Нижний край — напротив, представлен головкой и соединяется с суставной поверхностью нижнего края лучевой кости с внешней стороны. Вместе эти две кости соединяются сверху с блоком плечевой кости, образуя локтевой сустав. Снизу предплечье продолжается в кисть с образованием лучезапястного сустава. В предплечье возможно движение типа скручивания, осуществляющееся за счет вращения костей относительно друг друга и их скрещивания в крайней точке. Такое скручивание называется пронация и супинация, легко запомнить выражение: «суп наливаю» (кисть поворачивается ладонью вверх) — «суп проливаю» (кисть поворачивается ладонью вниз).

Кисть состоит из трёх отделов: запястья, пястья и пальцев, соединённых между собой большим количеством суставов и связок, что позволяет осуществлять широчайший спектр движений.

Нижняя конечность

Как и в случае с верхней конечностью, нижняя конечность прикрепляется к так называемому поясу нижней конечности. В отличие от верхней конечности, пояс нижней более массивный и фиксированный. Седалищная, подвздошная и лобковые кости, соединяясь, образуют тазовую кость. Три кости сходятся своими углами в области вертлужной впадины — места прикрепления бедренной кости с образованием тазобедренного сустава. Две тазовые кости спереди соединяются посредством лобкового симфиза, а сзади образуют соединение с крестцом.

Женский таз шире и короче, кости тоньше, а все его размеры больше, чем у мужчин. Также отличается угол образующийся соединением лобковых костей, у мужчин он острый (70-75°), у женщин — прямой (90-100°). Нижнее отверстие женского таза шире. Также женский таз чуть сильнее наклонён вперёд относительно горизонтальной плоскости. Это связано с различием угла, под которым шейка бедренной кости отходит от тела.

Все эти отличия связаны с детородной функцией у женщин и становятся заметны начиная с 8-летнего возраста.

Кости свободной части нижней конечности

Свободная нижняя конечность разделена на три сегмента, проксимальный представлен бедренной костью, средний — большеберцовой и малоберцовой костями, стопа состоит из 26 костей.

Бедренная кость — самая крупная трубчатая кость в теле. Головка бедренной кости присоединяется к телу кости посредством шейки, которая расположена под различным углом у мужчин (130°) и у женщин (100°). Женская походка с раскачиванием бёдер связана как раз с этим отличием.

Нижний эпифиз бедренной кости сложно устроен. На нём выделяют два мыщелка, разделённых межмыщелковой ямкой.

Надколенник — сесамовидная кость, расположенная в толще сухожилия четырёхглавой мышцы бедра. Защищает коленный сустав спереди.

Большеберцовая кость — трубчатая кость, верхний эпифиз участвует в образовании коленного сустава, нижний — голеностопного. На верхнем эпифизе выделяются два мыщелка и возвышение между ними. Также с внешней стороны образована суставная поверхность для сочленения с малоберцовой костью. Суставная поверхность нижнего края бедренной кости, верхнего края большеберцовой кости и внутренняя поверхность надколенника формируют коленный сустав. Пространство между костями для лучшей амортизации занимают хрящевые мениски, а также присутствуют крестообразные связки для повышения стабильности. Коленный сустав самый крупный и самый сложный в теле.

Малоберцовая кость — тонкая длинная трубчатая кость. Сверху и снизу соединяется с большеберцовой костью малоподвижными соединениями. Движения типа скручивания в нижней конечности происходят в основном за счёт вращения в тазобедренном суставе. Большеберцовая и малоберцовые кости и отходящие от них лодыжки образуют своего рода углубление, в которое входит блок таранной кости. Лодыжки в данном случае ограничивают оси движения сустава до одной, вперёд и назад.

Кости стопы

Стопа отличается от кисти наибольшим образом. Отсутствие необходимости хватательной функции в ходе эволюционного развития укоротило пальцы и привело большой палец в один ряд к остальным, это поспособствовало более равномерному распределению нагрузки. В связи с тем, что вышележащие суставы могут быть повреждены при резком воздействии вдоль вертикальной оси, стопа приобрела сводчатое строение, что значительно улучшило травмобезопасность при движении. Стопа сводчатого строения это уникальный продукт эволюции, встречающийся только у людей. Сводчатое строение удерживается за счёт сухожилий и мышц. Важно отметить, что помимо продольного, проходящего от пятки к пальцам, есть ещё и поперечный свод, проходящий от подушки возвышения мизинца к возвышению большого пальца.

Здоровая стопа опирается в основном на наружный край и возвышения первого и пятого пальцев.

В случае, если по какой-то причине сначала уплощается поперечный свод, что может вообще остаться незамеченным, а затем и продольный, кости стопы смещаются от естественного положения. Такое изменение на уровне фундамента человеческого тела вызывает серьёзные изменения во всех вышерасположенных суставах, вплоть до шейного отдела позвоночника.

Плоскостопие может стать одной из причин нарушения функции суставов, тазовых органов, органов брюшной и грудной полости. В связи с этим, абсолютно каждому человеку рекомендуется проводить профилактику. Так, например, ходьба босиком, контрастный душ и любые общеукрепляющие упражнения позволят держать стопу в тонусе.

Особое внимание следует уделить своду стопы при беременности, так как происходит физиологически нормальная прибавка в весе, что является стрессовым фактором для пассивных и активных формирователей свода.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *