Кости. Строение костей

Костные ткани (textus ossei) -- это специализированный тип соединительной ткани с высокой минерализацией межклеточного органического вещества, содержащего около 70% неорганических соединений, главным образом фосфатов кальция. В костной ткани обнаружено более 30 микроэлементов (медь, стронций, цинк, барий, магний и др.), играющих важнейшую роль в метаболических процессах в организме.

Органическое вещество -- матрикс костной ткани -- представлено в основном белками коллагенового типа и липидами. По сравнению с хрящевой тканью в нем содержится относительно небольшое количество воды, хондроитинсерной кислоты, но много лимонной и других кислот, образующих комплексы с кальцием, импрегнирующим органическую матрицу кости.

Таким образом, твердое межклеточное вещество костной ткани (в сравнении с хрящевой тканью) придает костям более высокую прочность, и в тоже время - хрупкость.

Органические и неорганические компоненты в сочетании друг с другом определяют механические свойства костной ткани -- способность сопротивляться растяжению и сжатию.

Несмотря на высокую степень минерализации, в костных тканях происходят постоянное обновление входящих в их состав веществ, постоянное разрушение и созидание, адаптивные перестройки к изменяющимся условиям функционирования. Морфофункциональные свойства костной ткани меняются в зависимости от возраста, физических нагрузок, условий питания, а также под влиянием деятельности желез внутренней секреции, иннервации и других факторов.

Классификация

Существует два основных типа костной ткани:

· ретикулофиброзная (грубоволокнистая),
· пластинчатая.

Эти разновидности костной ткани различаются по структурным и физическим свойствам, которые обусловлены главным образом строением межклеточного вещества. В грубоволокнистой ткани коллагеновые волокна образуют толстые пучки, идущие в разных направлениях, а в пластинчатой ткани костное вещество (клетки, волокна, матрикс) образуют системы пластинок.

К костной ткани относятся также дентин и цемент зуба, имеющие сходство с костной тканью по высокой степени минерализации межклеточного вещества и опорной, механической функции.

Клетки костной ткани: остеобласты, остеоциты и остеокласты. Все они развиваются из мезенхимы, как и клетки хрящевой ткани. Точнее - из мезенхимных клеток склеротома мезодермы. Однако остеобласты и остеоциты связаны в своём диффероне так же, как фибробласты и фиброциты (или хондробласты и ходроциты). А остеокласты имеют иное, - гематогенное происхождение.

Костный дифферон и остеогистогенез

Развитие костной ткани у эмбриона осуществляется двумя способами:

1) непосредственно из мезенхимы, - прямой остеогенез;
2) из мезенхимы на месте ранее развившейся хрящевой модели кости, - это непрямой остеогенез.

Постэмбриональное развитие костной ткани происходит при ее физиологической и репаративной регенерации.

В процессе развития костной ткани образуется костный дифферон:

· стволовые клетки,
· полустволовые клетки (преостеобласты),
· остеобласты (разновидность фибробластов),
· остеоциты.

Вторым структурным элементом являются остеокласты (разновидность макрофагов), развивающиеся из стволовых клеток крови.

Стволовые и полустволовые остеогенные клетки морфологически не идентифицируются.

Остеобласты (от греч. osteon -- кость, blastos -- зачаток), -- это молодые клетки, создающие костную ткань. В кости они встречаются только в надкостнице. Они способны к пролиферации. В образующейся кости остеобласты покрывают почти непрерывным слоем всю поверхность развивающейся костной балки.

Форма остеобластов бывает различной: кубической, пирамидальной или угловатой. Размер их тела около 15--20 мкм. Ядро округлой или овальной формы, часто располагается эксцентрично, содержит одно или несколько ядрышек. В цитоплазме остеобластов хорошо развиты гранулярная эндоплазматическая сеть, митохондрии и аппарат Гольджи. В ней выявляются в значительных количествах РНК и высокая активность щелочной фосфатазы.

Остеоциты (от греч. osteon -- кость, cytus -- клетка) -- это преобладающие по количеству зрелые (дефинитивные) клетки костной ткани, утратившие способность к делению. Они имеют отростчатую форму, компактное, относительно крупное ядро и слабобазофильную цитоплазму. Органеллы развиты слабо. Наличие центриолей в остеоцитах не установлено.

Костные клетки лежат в костных лакунах, которые повторяют контуры остеоцита. Длина полостей колеблется от 22 до 55 мкм, ширина -- от 6 до 14 мкм. Канальцы костных лакун заполнены тканевой жидкостью, анастомозируют между собой и с периваскулярными пространствами сосудов, заходящих внутрь кости. Обмен веществ между остеоцитами и кровью осуществляется через тканевую жидкость этих канальцев.

Остеокласты (от греч. osteon -- кость и clastos -- раздробленный), - это клетки гематогенной природы, способные разрушать обызвествленный хрящ и кость. Диаметр их достигает 90 мкм и более, и они содержат от 3 до нескольких десятков ядер. Цитоплазма слабобазофильна, иногда оксифильна. Остеокласты располагаются обычно на поверхности костных перекладин. Та сторона остеокласта, которая прилежит к разрушаемой поверхности, богата цитоплазматическими выростами (гофрированная каемка); она является областью синтеза и секреции гидролитических ферментов. По периферии остеокласта находится зона плотного прилегания клетки к костной поверхности, которая как бы герметизирует область действия ферментов. Эта зона цитоплазмы светлая, содержит мало органелл, за исключением микрофиламентов, состоящих из актина.

Периферический слой цитоплазмы над гофрированным краем содержит многочисленные мелкие пузырьки и более крупные -- вакуоли.

Полагают, что остеокласты выделяют СО2 в окружающую среду, а фермент карбоангидраза способствует образованию угольной кислоты (Н2СО3) и растворению кальциевых соединений. Остеокласт богат митохондриями и лизосомами, ферменты которых (коллагеназа и другие протеазы) расщепляют коллаген и протеогликаны матрикса костной ткани.

Считается, что один остеокласт может разрушить столько кости, сколько создают 100 остеобластов за это же время. Функции остеобластов и остеокластов взаимосвязаны и регулируются гормонами, простагландинами, функциональной нагрузкой, витаминами и др.

Межклеточное вещество (substantia intercellularis) состоит из основного аморфного вещества, импрегнированного неорганическими солями, в котором располагаются коллагеновые волокна, образующие небольшие пучки. Они содержат в основном белок -- коллаген I и V типов. Волокна могут иметь беспорядочное направление - в ретикулофиброзной костной ткани, или строго ориентированное направление - в пластинчатой костной ткани.

костный ткань остеогистогенез кровь клетка

Костная ткань бывает ретикулофиброзной и пластинчатой.

Ретикулофиброзная (грубоволокнистая) костная ткань

Ретикулофиброзная костная ткань (textus osseus reticulofibrosus ) встречается главным образом у зародышей . У взрослых ее можно обнаружить на месте заросших черепных швов, в местах прикрепления сухожилий к костям. Беспорядочно расположенные коллагеновые волокна образуют в ней толстые пучки, отчетливо заметные микроскопически даже при небольших увеличениях.

В основном веществе ретикулофиброзной костной ткани находятся удлиненно-овальной формы костные лакуны с длинными анастомозирующими канальцами, в которых лежат остеоциты с их отростками. С поверхности грубоволокнистая кость покрыта надкостницей.

Пластинчатая костная ткань

Пластинчатая костная ткань (textus osseus lamellaris ) - наиболее распространенная разновидность костной ткани во взрослом организме . Она состоит из костных пластинок (lamellae ossea ). Толщина и длина последних колеблется от нескольких десятков до сотен микрометров. Они не монолитны, а содержат фибриллы, ориентированные в различных плоскостях.

В центральной части пластин фибриллы имеют преимущественно продольное направление , по периферии - прибавляется тангенциальное и поперечное направления. Пластинки могут расслаиваться, а фибриллы одной пластинки могут продолжаться в соседние, создавая единую волокнистую основу кости. Кроме того, костные пластинки пронизаны отдельными фибриллами и волокнами, ориентированными перпендикулярно костным пластинкам, вплетающимися в промежуточные слои между ними, благодаря чему достигается большая прочность пластинчатой костной ткани. Из этой ткани построены и компактное, и губчатое вещества в большинстве плоских и трубчатых костей скелета.

Гистологическое строение трубчатой кости как органа

Трубчатая кость как орган в основном построена из пластинчатой костной ткани, кроме бугорков. Снаружи кость покрыта надкостницей, за исключением суставных поверхностей эпифизов, покрытых гиалиновым хрящем.

Надкостница , или периост (periosteum ). В надкостнице различают два слоя: наружный (волокнистый) и внутренний (клеточный). Наружный слой образован в основном волокнистой соединительной тканью. Внутренний слой содержит остеогенные камбиальные клетки, преостеобласты и остеобласты различной степени дифференцировки. Камбиальные клетки веретеновидной формы имеют небольшой объем цитоплазмы и умеренно развитый синтетический аппарат. Преостеобласты - энергично пролиферирующие клетки овальной формы, способные синтезировать мукополисахариды. Остеобласты характеризуются сильно развитым белоксинтезирующим (коллаген) аппаратом. Через надкостницу проходят питающие кость сосуды и нервы.

Надкостница связывает кость с окружающими тканями и принимает участие в ее трофике, развитии, росте и регенерации.

Строение диафиза

Компактное вещество, образующее диафиз кости, состоит из костных пластинок, [толщина которых колеблется от 4 до 12- 15 мкм]. Костные пластинки располагаются в определенном порядке, образуя сложные образования – остеоны , или гаверсовы системы. В диафизе различают три слоя:

наружный слой общих пластинок,
средний, остеонный слой, и
внутренний слой общих пластинок.

Наружные общие (генеральные) пластинки не образуют полных колец вокруг диафиза кости, перекрываются на поверхности следующими слоями пластинок. Внутренние общие пластинки хорошо развиты только там, где компактное вещество кости непосредственно граничит с костномозговой полостью. В тех же местах, где компактное вещество переходит в губчатое, его внутренние общие пластинки продолжаются в пластинки перекладин губчатого вещества.

В наружных общих пластинках залегают прободающие (фолькмановы) каналы, по которым из надкостницы внутрь кости входят сосуды. Со стороны надкостницы в кость под разными углами проникают коллагеновые волокна. Эти волокна получили название прободающих (шарпеевых) волокон . Чаще всего они разветвляются только в наружном слое общих пластинок, но могут проникать и в средний остеонный слой, однако они никогда не входят в пластинки остеонов.

В среднем слое костные пластинки располагаются в остеонах. В костных пластинках располагаются коллагеновые фибриллы, впаянные в обызвествленный матрикс. Фибриллы имеют разное направление, но преимущественно они ориентированы параллельно длинной оси остеона.

Остеоны (гаверсовы системы) являются структурными единицами компактного вещества трубчатой кости. Они представляют собой цилиндры, состоящие из костных пластинок, как бы вставленных друг в друга. В костных пластинках и между ними располагаются тела костных клеток и их отростки, замурованные в костном межклеточном веществе. Каждый остеон отграничен от соседних остеонов так называемой спайной линией, образованной основным веществом, цементирующим их. В центральном канале остеона проходят кровеносные сосуды с сопровождающей их соединительной тканью и остеогенными клетками.

В диафизе длинной кости остеоны расположены преимущественно параллельно длинной оси. Каналы остеонов анастомозируют друг с другом. , в местах анастомозов прилежащие к ним пластинки изменяют свое направление. Такие каналы называют прободающими, или питательными. Сосуды, расположенные в каналах остеонов, сообщаются друг с другом и с сосудами костного мозга и надкостницы.

Большую часть диафиза составляет компактное вещество трубчатых костей. На внутренней поверхности диафиза, граничащей с костномозговой полостью, пластинчатая костная ткань образует костные перекладины губчатого вещества кости. Полость диафиза трубчатых костей заполнена костным мозгом.

Эндост (endosteum ) - оболочка, покрывающая кость со стороны костномозговой полости. В эндосте сформированной поверхности кости различают осмиофильную линию на наружном крае минерализованного вещества кости; остеоидный слой, состоящий из аморфного вещества, коллагеновых фибрилл и остеобластов, кровеносных капилляров и нервных окончаний, слоя чешуевидных клеток, нечетко отделяющих эндост от элементов костного мозга. Толщина эндоста превышает 1-2 мкм, но меньше, чем у периоста.

В областях активного формирования кости толщина эндоста возрастает в 10-20 раз за счет остеоидного слоя вследствие повышения синтетической активности остеобластов и их предшественников. При ремоделировании кости в составе эндоста обнаруживаются остеокласты. В эндосте стареющей кости уменьшается популяция остеобластов и клеток-предшественников, но возрастает активность остеокластов, что ведет к истончению компактного слоя и перестройке губчатого вещества кости.

Между эндостом и периостом существует определенная микроциркуляция жидкости и минеральных веществ благодаря лакунарно-канальциевой системе костной ткани.

Васкуляризация костной ткани . Кровеносные сосуды образуют во внутреннем слое надкостницы густую сеть. Отсюда берут начало тонкие артериальные веточки, которые, помимо кровоснабжения остеонов, проникают в костный мозг через питательные отверстия и принимают участие в образовании питающей его сети капилляров. Лимфатические сосуды располагаются главным образом в наружном слое надкостницы.

Иннервация костной ткани. В надкостнице миелиновые и безмиелиновые нервные волокна образуют сплетение. Часть волокон сопровождает кровеносные сосуды и проникает с ними через питательные отверстия в одноименные каналы, а затем в каналы остеонов и далее достигает костного мозга. Другая часть волокон заканчивается в надкостнице свободными нервными разветвлениями, а также участвует в образовании инкапсулированных телец.

Рост трубчатых костей.

Рост костей - процесс очень длительный. Он начинается у человека с ранних эмбриональных стадий и кончается в среднем к 20-летнему возрасту. В течение всего периода роста кость увеличивается как в длину, так и в ширину.

Рост трубчатой кости в длину обеспечивается наличием метаэпифизарной хрящевой пластинки , в которой проявляются два противоположных гистогенетических процесса. Один - это разрушение эпифизарной пластинки с образованием костной ткани, а другой процесс - непрестанное пополнение хрящевой ткани путем новообразования клеток. Однако со временем процессы разрушения хрящевой ткани начинают преобладать над процессами новообразования, вследствие чего хрящевая пластинка истончается и исчезает.

В метаэпифизарном хряще различают три зоны:

пограничную зону (интактного хряща),
зону столбчатых (активно делящихся) клеток и
зону пузырчатых (дистрофически измененных) клеток.

Пограничная зона, расположенная вблизи эпифиза, состоит из округлых и овальных клеток и единичных изогенных групп, которые обеспечивают связь хрящевой пластинки с костью эпифиза. В полостях между костью и хрящом находятся кровеносные капилляры, обеспечивающие питанием клетки глубжележащих зон хрящевой пластинки. Зона столбчатых клеток содержит активно размножающиеся клетки, которые формируют колонки, расположенные по оси кости, и обеспечивают ее рост и длину. Проксимальные концы колонок состоят из созревающих, дифференцирующихся хрящевых клеток. Они богаты гликогеном и щелочной фосфатазой. Обе эти зоны наиболее реактивны при действии гормонов и других факторов, оказывающих влияние на процессы окостенения и роста костей. Зона пузырчатых клеток характеризуется гидратацией и разрушением хондроцитов с последующим эндохондральным окостенением. Дистальный отдел этой зоны граничит с диафизом, откуда в нее проникают остеогенные клетки и кровеносные капилляры. Продольно ориентированные колонки энхондральной кости являются по существу костными трубочками, на месте которых формируются остеоны.

Впоследствии центры окостенения в диафизе и эпифизе сливаются и рост кости в длину заканчивается.

Рост трубчатой кости в ширину осуществляется за счет периоста. Со стороны периоста очень рано начинает образовываться концентрическими слоями тонковолокнистая кость. Этот аппозиционный рост продолжается до окончания формирования кости. Количество остеонов непосредственно после рождения невелико, но уже к 25 годам в длинных костях конечностей количество их значительно увеличивается.

Некоторые термины из практической медицины:

остеодистрофия -- дистрофия костной ткани, обусловленная нарушением процессов внутритканевого обмена веществ; характеризуется перестройкой костной структуры с замещением костных элементов остеоидной и фиброзной тканью, иногда -- усилением остеогенеза;
мелореостоз (син.: Лери болезнь, osteosis eburnisans , osteopathia hyperostotica , ризомономелореостоз) -- врожденная болезнь, характеризующаяся резким склерозом, гиперостозом и деформацией одной или нескольких длинных трубчатых костей (бедренной, большеберцовой, плечевой);

Костная ткань развивается из мезенхимы и представляет собой форму соединительной ткани, в которой межклеточное вещество обызвествлено. Межклеточное вещество состоит из основного вещества, в котором располагаются волокна и неорганические соли. Волокна типа коллагеновых волокон соединительной ткани называются оссеиновыми. Волокна и основное вещество между ними пропитаны солями кальция, фосфора, магния и др., которые образуют сложные соединения.
В межклеточном веществе имеются полости, соединенные тончайшими костными канальцами. В этих полостях лежат остеоциты - клетки отростчатой формы, неспособные к митозу, со слабо выраженными органеллами. Отростки остеоцитов проникают в канальцы, которые имеют большое значение в доставке питательных веществ клеткам и основному веществу. Канальцы связаны с каналами, проходящими внутри кости и содержащими кровеносные сосуды, что обеспечивает пути для обмена веществ между остеоцитами и кровью.
Кроме остеоцитов, в костной ткани встречаются остеобласты. Цитоплазма их базофильна, содержит большое количество РНК. Хорошо развиты органеллы. Остеобласты образуют костную ткань- выделяя межклеточное вещество и замуровываясь в нем, они превращаются в остеоциты. Соответственно в сформировавшейся кости остеобласты встречаются только в участках роста и регенерации костной ткани.
Другой формой клеток кости являются остеокласты - многоядерные клетки больших размеров. Их цитоплазма содержит большое количество лизосом. Эти клетки образуют микроворсинки, направленные в сторону микроочага разрушения кости или хряща.
Остеокласт выделяет ферменты, чем можно объяснить растворение им костного вещества. Эти клетки принимают активное участие в разрушении кости. При патологических процессах в костной ткани количество их резко увеличивается. Они имеют значение и в процессе развития кости: в процессе построения окончательной формы кости они разрушают обызвествленный хрящ и даже новообразованную кость: «подправляя» ее первичную форму. В процессе костеобразования активное участие принимают кровеносные сосуды, обеспечивая формирование остеогенного участка.
Костная ткань строит скелет и, следовательно, выполняет опорную функцию. Скелетный материал прочен только при сочетании органических и неорганических компонентов кости (удаление органических веществ придает кости хрупкость, неорганических - мягкость). Кости принимают участие и в обмене веществ, ибо они представляют собой своеобразное депо кальция, фосфора и других веществ.
Костная ткань, несмотря на прочность и плотность, постоянно обновляет свои составные вещества, происходит перестройка внутренней структуры кости и даже изменение ее внешней формы.
Различают два типа костной ткани: грубоволокнистую и пластинчатую (рис. 25, а, б).
Грубоволокнистая кость . В этой кости в основном веществе в различных направлениях проходят мощные пучки оссеиновых волокон. Без определенной ориентации располагаются и остеоциты. Из такой ткани построены кости скелета рыб, амфибий. У высших позвоночных во взрослом состоянии грубоволокнистая кость встречается в местах зарастания черепных швов и прикрепления к кости сухожилий.
Пластинчатая кость . Из пластинчатой костной ткани построена большая часть скелета взрослого человека. Диафиз трубчатой кости состоит из трех слоев - слоя наружных генеральных пластин, слоя гаверсовых систем (остеонов) и слоя внутренних генеральных пластин. Наружные генеральные пластины располагаются под надкостницей- внутренние - со стороны костного мозга. Эти пластины охватывают кость целиком, образуя концентрическую слоистость. Через генеральные пластины внутрь кости проходят каналы, в которых идут кровеносные сосуды. Каждая пластинка представляет собой характерное основное вещество кости, в котором параллельными рядами идут пучки оссеиновых (коллагеновых) волокон. Остеоциты лежат между пластинками.

а - грубоволокнистая: I - костные клетки (остеоциты)- 2 - межклеточное вещество- б - пластинчатая: I - остеон, 2 - внутренние генеральные пластины, 3 - наружные генеральные пластины, 4 - остеонов (гаверсов) канал.

Видео: Гистологический препарат "Грубоволокнистая костная ткань"

В среднем слое костные пластинки располагаются концентрически вокруг канала, где проходят кровеносные сосуды, образуя остеон (гаверсову систему). Остеон представляет собой как бы систему цилиндров, вставленных один в другой. Такая конструкция придает кости чрезвычайную прочность. В двух смежных пластинках пучки оссеиновых волокон идут в различных направлениях, почти под прямым углом друг к другу. Между остеонами располагаются вставочные (промежуточные) пластинки. Это части бывших остеонов, свидетельство активной перестройки костной ткани. Надкостница - волокнистая соединительная ткань, содержащая остеобласты, кровеносные сосуды и нервные окончания. Остеобласты при переломах костей активизируются и принимают участие в костеобразовании.

Внимание, только СЕГОДНЯ!

Опорно-двигательную систему человека образуют костный скелет и скелетные мышцы. Благодаря способности к сокращению мышцы приводят в движение кости скелета, в результате чего тело человека или его части могут перемещаться в пространстве и выполнять ту или иную работу. Сокращение мышц происходит под влиянием нервных импульсов, поступающих из центральной нервной системы. Скелетные мышцы являются одним из главных эффекторных аппаратов нервной системы, что убедительно показано физиологами.

И.М. Сеченов писал: "Все бесконечное разнообразие внешних проявлений мозговой деятельности сводится окончательно к одному лишь явлению - мышечному движению". Кроме костного скелета и мускулатуры, к системе органов движения и опоры относятся суставы, хрящи, сухожилия, связки, фасции.

Главная функция костей - обеспечение твердой опоры человеческого тела. Наряду с этой механической функцией кости принимают также участие в минеральном обмене, поскольку в них содержится основной запас кальция, фосфора и др. минеральных веществ. В костях находится красный костный мозг - основной орган кроветворения. Кость - орган, построенный преимущественно из костной ткани. В состав каждой кости входят также еще ряд тканей, находящихся в определенных соотношениях.

Для примера рассмотрим строение трубчатой кости , а именно бедренной кости человека. Она состоит из пластинчатой костной ткани, надкостницы (периоста), эндоста, суставных хрящей, синовиального эндотелия, сосудов и нервов. Полость диафиза, а также пространства губчатого вещества эпифизов заполнены костным мозгом. Компактное вещество кости представлено пластинчатой костной тканью. Снаружи диафиза кости имеется надкостница (периост), далее идут наружные окружающие (генеральные) пластинки.

Изнутри со стороны костномозговой полости располагаются внутренние окружающие (генеральные) пластинки, покрытые эндо-стом. Основную же часть трубчатой кости, расположенную между наружными и внутренними окружающими пластинками, составляют остеоны и заполняющие промежутки между ними вставочные пластинки (остаточные остеоны).

Остеон - это трехмерная цилиндрическая система концентрически расположенных костных пластинок и остеоцитов, окружающих центральный канал остеона. В костных пластинках оссеиновые фибриллы плотно и параллельно прилежат друг к другу. Костно-пластинчатые цилиндры как бы вставлены один в другой. В соседних концентрических костных пластинках оссеи-новые фибриллы идут под другим углом. Благодаря этому достигается исключительная прочность остеонов. Сложная конструкция остеонов образуется в процессе гистогенеза костной ткани и ее постоянной перестройки.

Часть остеонов разрушается. Остатки их составляют вставочные пластинки. Наряду с этим возникают новые остеоны. Источником их служат камбиальные клетки, расположенные в рыхлой соединительной ткани вокруг сосудов в каналах остеонов. Большую роль в процессе перестройки и особенно в механизмах рецепции физических нагрузок отводят пьезоэлектрическим эффектам. При сгибании костных пластинок на их поверхности возникают + и - заряды. Полагают, что положительный заряд вызывает дифференцировку остеокластов, а отри1 цательный заряд - остеобластов.

Таким образом, в костной ткани гармонично протекают процессы созидания и разрушения, благодаря этому достигаются механическая прочность и физиологическая регенерация кости.

Рост трубчатых костей в длину заканчивается обычно к 20 годам жизни. До этого времени функционирует метаэпифизарная пластинка роста, расположенная между эпифизом и диафизом. В метаэпифизарной пластинке различают пограничную зону, расположенную ближе к костной ткани эпифиза. Эту зону называют также зоной покоящегося хряща. Далее выделяют зону пролиферирующего молодого хряща, или зону столбчатых клеток. Здесь образуются новые хондробласты для замены тех хрящевых клеток, которые отмирают у диафизарной поверхности пластинки.

Следующая зона в метаэпифизарной пластинке называется зоной созревающего хряща, или зоной пузырчатых клеток. Она характеризуется разрушением хондроцитов с последующим энхондральным окостенением. Выделяют еще зону обызвествления хряща. Она непосредственно граничит с костной тканью диафиза. В нее проникают капилляры и остеогенные клетки. Последние превращаются в остеобласты, образующие на диафизарной стороне метаэпифизарной пластинки костные перекладины.

Таким образом, интерстициальный рост хряща на эпифизарной стороне метаэпифизарной пластинки отодвигает эпифиз от диафиза, но метаэпифизарная пластинка не увеличивается в толщине, так как со стороны диафиза она постоянно подвергается резорбции и замещается костной тканью. За счет этого и происходит рост трубчатых костей в длину.

Занятие № 10

Движение. Структура опорно-двигательной системы. Профилактика её заболеваний

II. Скелет

III. Мышечный аппарат

Строение мышц

2) Группы мышц

I. Функциональная структура опорно-двигательной системы

1) Опора тела

2) Перемещение тела или его частей в пространстве

3) Защитная (защита внутренних органов, головного и спинного мозга и др.)

Основные принципы функционирования системы

1) Основные принципы функционирования скелета: работает в соответствии с законами механики

2) Основные принципы функционирования мышечного аппарата:

А) произвольный (сознательный) характер сокращения

Б) большинство мышц сгруппировано в функциональные комплексы - агонисты (осуществляют перемещение организма или его части в одном направлении) и антагонисты (осуществляют перемещение организма или его части в противоположных направлениях); согласованная работа этих мышечных комплексов достигается благодаря координации процессов возбуждения и торможения в нейронах соответствующих соматических дуг)

В) при чрезмерных нагрузках на мышцы в них развивается состояние утомления; возникающие при этом мышечные боли и чувство утомления связывают с относительным дефицитом кислорода в ткани мышц (доставка отстает от потребления), активацией гликолиза, образованием избыточных количеств молочной кислоты и ее выходом в общий кровоток

3) Регуляторные механизмы

А) нервная регуляция опорно-двигательной системы осуществляется соматическим отделом нервной системы

Б) основной принцип регуляции - рефлекторный (соматические рефлекторные дуги замыкаются на уровне спинного мозга и ствола головного мозга)

В) важную роль в деятельности соматической нервной системы играет средний мозг

В) высшим звеном системы регуляции движений является кора больших полушарий конечного мозга (кожно-мышечные зоны, локализованные по обе стороны от центральной борозды)

Г) наряду с вышеперечисленными нервными структурами важную роль в регуляции двигательной активности играют мозжечок, базальные ядра конечного мозга, лимбическая система.

II. Скелет

Насчитывает более 200 костей. Строение костей.

1) Классификация костей:

Плоские кости (пр.: лобные и теменные кости черепа, лопатка, грудина)

Трубчатые кости (пр.: бедренная, плечевая)

Анатомическое строение костей

Плоских костей: состоят из двух тонких пластинок, между которыми находится губчатое вещество

Трубчатых костей: в трубчатой кости различают два эпифиза, образованные губчатым веществом, и диафиз, построенный из компактного вещества. Эпифизы снаружи покрыты гиалиновым хрящом (часть суставного аппарата)

Диафиз снаружи покрыт надкостницей, изнутри, со стороны костномозговой полости - эндостом; надкостница выполняет защитную и трофическую функции, а также обеспечивает рост (в толщину) и регенерацию кости.

Гистологическое строение костей

Кости взрослого человека состоят из пластинчатой костной ткани; грубоволокнистая костная ткань встречается только в черепных швах и местах прикрепления сухожилий к костям. Общий план микроскопического строения костной ткани: элементарным структурным блоком пластинчатой костной ткани является костная пластинка, состоящая из множества параллельно ориентированных коллагеновых волокон, пропитанным фосфорнокислым кальцием, и клеток (в основном, остеоцитов). Из костных пластинок формируются структуры более высокого порядка - остеоны, генеральные пластинки и костные пакеты. Остеон представляет собой систему концентрических цилиндров, стенка которых образована костной пластинкой, в центре которой проходит канал, содержащий сосуды и нервные волокна. Важно отметить, что направления волокон в соседних цилиндрах не совпадает, что обеспечивает высокую механическую прочность конструкции в целом. Остеоны составляют основу компактного вещества трубчатых костей. Генеральные пластинки представляют собой множество (как правило, до десяти) протяженных костных пластинок, расположенных по внешнему и внутреннему периметрам диафиза трубчатых костей. Костный пакет представляют собой комплекс из нескольких костных пластинок. Множество костных пакетов формируют губчатое вещество плоских костей и эпифизов трубчатых костей, необходимо подчеркнуть, что внутренняя архитектура костей такова, что все их структурные элементы организованы в пространстве в соответствии с направлением силовых линий, благодаря чему достигается значительная прочность при относительно малой толщине костей.

Соединения костей

А) Непрерывные: характеризуются наличием прокладки между костями, состоящей из соединительной ткани (пр.: связки позвоночника), хряща (пр.: межпозвоночные диски), костной ткани (пр.: соединения лобных и теменных костей черепа),

Б) Прерывные: характеризуются следующим строением: между костями имеется полость, содержащая жидкость, которая уменьшает трение суставных поверхностей (последние, как указывалось выше, покрыты гиалиновым хрящём). Суставной аппарат включает в себя вспомогательные структуры, в частности, суставную сумку из соединительной ткани. Разновидности прерывных суставов: цилиндрический (пр.: сустав между I и II шейными позвонками), блоковидный (пр.: межфаланговый сустав), эллипсоидный (пр.: лучезапястный сустав), седловидный (пр.: запястно-пястный сустав большого пальца), плоский (пр.: сустав между плоскими отростками позвонков), шаровидный (пр.: тазобедренный сустав)

Отделы скелета

А) Скелет головы (череп) включает: мозговой отдел состоит из шести костей - одной лобной, двух теменных, двух височных, одной затылочной), лицевой отдел образован пятью основными костями - одной верхней челюстью, одной нижней челюстью, двумя скуловыми костями, одной небной костью.

Б) Скелет туловища представлен:

· позвоночником, построенным из отдельных позвонков, соединенных с помощью межпозвоночных дисков (состоят из волокнистого хряща, обеспечивают гибкость позвоночника, выполняют амортизирующую функцию). Отдельный позвонок представляет собой костное кольцо. Позвоночник состоит из пяти отделов: шейного (7 позвонков), грудного (12 позвонков), поясничного (5 позвонков), крестцового (5 сросшихся позвонков), копчикового (4-5 сросшихся позвонков). Позвоночник характеризуется S-образной формой, имеет четыре изгиба: два назад (кифозы) и два вперед (лордозы).

· грудной клеткой, включающей в себя грудной отдел позвоночника, грудину, 12 пар ребер (10 из них соединяются с грудиной, 2 - колеблющиеся)

В) скелет конечностей представленный верхними конечностями, состоящими из пояса верхних конечностей: 2 лопатки, 2 ключицы. Скелет свободной конечности: плечо (плечевая кость), предплечье (локтевая и лучевая кости), кисть (кости запястья, пястья, пальцев). Нижние конечности представлены поясом нижних конечностей, состоящих из таза (костное кольцо, состоящее из двух тазовых костей и крестца). Скелет свободной конечности: бедро (бедренная кость), голень (большая и малая берцовые кости), стопа (кости предплюсны, плюсны, пальцев).

III. Мышечный аппарат

Насчитывает более 400 мышц

Строение мышц

А) анатомическое строение. Мышца - орган, в котором различают сократительную часть (или тело, состоящее из головки, брюшка и хвоста) и сухожилия (построенное из плотной оформленной соединительной ткани), с помощью которых он прикрепляется к костям и др. структурам; снаружи мышца покрыта фасцией. Разновидности мышц:

· в зависимости от числа головок (двуглавые, например, двуглавая мышца плеча), трехглавые, например, трехглавая мышца плеча, четырехглавые, например, четырехглавая мышца бедра)

· по форме (длинные, например, двуглавая мышца плеча, короткие, например, короткие сгибатели пальцев кисти, широкие, например, диафрагма)

Гистологическое строение мышц:

Основу скелетных мышц составляет поперечнополосатая скелетная мышечная ткань, структурной единицей которой является мышечное волокно (симпласт)

Мышечное волокно покрыто тонкой соединительнотканной оболочкой, в которой проходят сосуды и нервы

Группы мышечных волокон формируют пучки различного ранга, разделенные прослойками соединительной ткани

В центре мышечного волокна находится его сократительный аппарат - множество параллельно ориентированных миофибрилл (органеллы специального значения)

Ядра и большинство органелл общего значения располагаются на периферии мышечного волокна

Миофибриллы характеризуются поперечной исчерченностью - регулярным чередованием светлых (I) и темных (A) дисков

Темные диски образованы миозиновыми фибриллами, светлые - актиновыми (последние крепятся к пластинке, проходящей посередине I-диска - Z-полоске)

Наименьшей повторяющейся единицей миофибриллы, способной к сокращению, является саркомер, включающий в себя половину I-диска, А-диск и половину I-диска (формула его имеет следующий вид: 1/2 I + A + 1/2

Механизм сокращения: тонкие актиновые фибриллы втягиваются толстыми миозиновыми фибриллами вглубь А-диска (теория скольжения); процесс нуждается в АТФ и ионах Са

Группы мыш

А) мышцы головы

I группа - мимические мышцы: лобные, круговые мышцы глаз и рта

II группа - жевательные мышцы: височные, жевательные, внутренние и наружные крыловидные

Б) мышцы шеи

Подкожная мышца (платизма), грудино-ключично-сосцевидные мышцы, подъязычные мышцы.

В) мышцы спины

Различают поверхностные (трапециевидная мышца, широчайшая мышца спины, ромбовидная мышца, зубчатые мышцы и мышцв, поднимающие лопатки) и глубокие (мышцы-выпрямители позвоночника и др.)

Г) мышцы живота

Прямая, поперечная и косые мышцы живота (все эти мышцы имеют широкие и плоские сухожилия, которые соединяясь между собой, формируют белую линию живота).

Мышцы брюшной стенки в совокупности образуют брюшной пресс, играющий важную роль в актах дефекации и мочеиспускания, а также в родовой деятельности

Д) мышцы груди

Большие и малые грудные мышцы, наружные и внутренние межреберные мышцы, диафрагма (с отверстиями для пищевода и сопровождающих его блуждающих нервов, трахеи, аорты, нижней полой вены, симпатического нервного ствола и некоторых других нервов и сосудов)

Е) мышцы плечевого пояса

Дельтовидные мышцы.

Ж) мышцы плеча

Двуглавая мышца плеча, плечевая мышца, трехглавая мышца плеча.

З) мышцы предплечья

Плечелучевая мышца, сгибатели кисти и пальцев, разгибатели кисти и пальцев.

И) мышцы кисти

Мышцы I -го пальца, V -го пальца, средняя группа мышц, обеспечивающая сгибание, разгибание и отведение фаланг.

К) мышцы тазового пояса

Большие, средние и малые ягодичные мышцы

Л) мышцы бедра

Четырехглавая мышца бедра, портняжная мышца, двуглавая мышца бедра, полусухожильная мышца, полуперепончатая мышца.