Лекция 5Периферический скелет домашних животных

Вопрос 1
Строение периферического скелета

Особенности скелета конечностей млекопитающих
лучше всех позвоночных приспособлены к быстрым, сильным и длительным наземным движениям:
плечевой пояс отделен от головы
тазовый пояс прикреплен к позвоночнику
пятипалая конечность (у быстро бегающих животных пальцев меньше)
конечности не отставлены в стороны (амфибии, рептилии), а прижаты к бокам туловища (за счёт поворота дистального конца плечевой кости назад, а бедренной - вперед)
конечности напоминают пружинящие рессоры, смягчающие толчки при беге и прыжках
спереди конечности в виде вертикальных столбов, держащих туловище ( у рептилий и амфибий плечо и бедро - горизонтально)

скелет собаки

периферический скелет представлен

плечевой пояс (cingulum membri thoracici)
Лопатка, ключица и коракоидная кость есть у примитивных животных (ящерицы, птицы).
Ключица развита у обезьян, их грудные конечности способны к хватательным и вращательным движениям.
Рудименты ключицы – у кошки и собаки /небольшое вращение грудными конечностями/.
У лошади, крс и свиньи - грудные конечности только органы движения, в плечевом поясе развита только лопатка.

тазовый пояс (cingulum membri pelvini)
представлен парными подвздошной, лонной и седалищной костями
кости срастаются между собой, формируя левую и правую тазовые кости
место сращения левой и правой тазовых костей – тазовый симфиз
тазовые кости соединяются неподвижным суставом с крестцом, образуя вместе с ним таз
тела подвздошной, лонной и седалищной костей, срастаясь, образуют вертлужную впадину (входит головка бедренной кости)

таз (pelvis)
подвздошная кость
лонная кость
седалищная кость
крестец
головка бедренной кости
хвостовые
позвонки
тазовая кость
вертлужная впадина
крестцово-подвздошный сустав

скелет свободных конечностей
бедро
плечо
1 звено - стилоподий
(stylos - столб, podos - нога) включает 1 кость /1 луч/, которая соединяется с поясом конечностей

скелет свободных конечностей
голень
предплечье
2 звено - зейгоподий
(zeygos - пара) – состоит из 2 лежащих рядом длинных костей (2 луча):
на грудной конечности – предплечье /локтевая и лучевая кости/
на тазовой – голень /большая и малая берцовые кости/
у животных с подвижным соединением между костями зейгоподия возможны вращательные движения конечностями (обезьяна, кошка, собака)

скелет свободных конечностей
стопа
кисть
3 звено - автоподий
(autos - собственно) – лапа. Количество костей /лучей/ в ней зависит от типа хождения
на передней конечности – кисть /передняя лапа/
на задней конечности - стопа /задняя лапа/

автоподий (лапа) имеет 3 участка
верхний /базиподий/- основание лапы - несколько рядов коротких костей: на кисти - запястье (2 ряда костей), на стопе - заплюсна (3 ряда костей)
средний /метаподий/ - из удлиненных костей: на кисти - пясть, на стопе – плюсна
нижний /акроподий/ (acros - край, вершина) - представлен пальцами. Каждый палец состоит из трех фаланг: проксимальной, средней и дистальной
кости автоподия содержат больше органических веществ, чем кости стило- и зейгоподия, они более упругие и меньше подвержены переломам

строение автоподия
базиподий
запястье
заплюсна
метаподий
пясть
плюсна
акроподий
1 фаланга
2 фаланга
3 фаланга
пальцы
кисть
стопа

Функции конечностей
обеспечивают поступательное движение
опора для туловища
амортизация при движении
защита и нападение
хватательная
грудные конечности - опорные, при движении пассивные - тянущие
тазовые конечности - двигательная функция, активные при движении - толкательные
кости грудных конечностей короткие, грубые, в поперечном сечении округлые, тазовых - длинные, тонкие, с хорошо развитыми мышечными буграми

на строение костей конечностей влияют:
тип содержания:
содержание в неволе ведет к увеличению массивности костей за счёт роста компакты кости с уменьшением числа остеонов на единицу площади (из-за статической нагрузки), разрежению губчатого вещества с развитием остеопороза и дезориентацией балок
двигательная активность:
гиподинамия в условиях промышленных комплексов ведет к уменьшению ширины диафизов, компакты и бугристостей для прикрепления мышц, остеопорозу губчатого вещества, патологическим изменениям в сосудах внутренних органов и мозга (опосредованное влияние)

надежность скелета конечностей
условный запас прочности кости =
max разрушающая нагрузка / масса тела животного
запас прочности:
уменьшается с увеличением массы тела (и возраста) - у слона -18, у крысы – 221
увеличивается с ростом двигательной активности (предшествуя ей по времени) – теленок через несколько дней после рождения способен к активному передвижению
у взрослых меньше, чем у растущих и тем ниже, чем ниже уровень двигательной активности (бег помогает сохранить прочность костей с годами)

Вопрос 2
характеристика скелета конечностей
у животных с разным типом хождения

различают 3 вида хождения:
стопохождение
пальцехождение
фалангохождение

стопохождение
примитивный и медленный способ движения (ящерица, медведь, слон, человек)
опирание о землю на весь автоподий (кисть и стопу) для повышения площади опоры и устойчивости
автоподий содержит 5 лучей (5 костей в пясти и плюсне, по 5 пальцев)
плечевой пояс представлен лопаткой, ключицей и рудиментарным коракоидом
стилоподий (плечо и бедро) лежит во фронтальной плоскости параллельно туловищу
плечо образует с лопаткой угол с вершиной вперед, а бедро с тазом - угол с вершиной назад
кости зейгоподия поворачиваются: локтевая кость перекручивается вокруг лучевой, а стопа и кисть поворачиваются к голове

стопохождение у рептилий
90⁰
90⁰
90⁰
90⁰
90⁰
90⁰
углы во всех суставах 90⁰
стилоподий лежит во фронтальной плоскости перпендикулярно туловищу
кисти и стопы повернуты наружу

стопохождение у млекопитающих
150⁰
100⁰
углы суставов более 90⁰. Стилоподий лежит во фронтальной плоскости параллельно туловищу. Кисти и стопы повернуты к голове (косолапость)

пальцехождение
опирание на нижний участок автоподия (кисти, стопы) - акроподий (пальцы)
в плечевом поясе исчезают коракоид и ключица
углы суставов еще больше увеличиваются
уменьшается количество лучей в автоподии до 4 поскольку первый палец у собак и кошек рудиментарный (висячий) и земли не касается
сохранена частичная подвижность между костями зейгоподия (предплечья) - возможны вращательные и хватательные движения

пальцехождение
углы суставов увеличиваются
животное опирается о землю на пальцы
90⁰
120⁰
90⁰
105⁰
85⁰
95⁰
140⁰

фалангохождение
конечности предназначены только для движения
углы суставов тупые либо прямые (в верхней части конечностей)
кости зейгоподия срастаются, локтевая и малоберцовая кости редуцируются (лошадь)
удлиняются кости метаподия (пясть, плюсна)
1 и 2 фаланги не опираются на землю, опорная - 3 фаланга
появляются сесамовидные кости на уровне 1 и 3 фаланг
крс и свинья опираются на третьи фаланги 3 и 4 пальцев, лошадь на третью фалангу 3 пальца
не опорные пальцы (у крс и свиньи 2 и 5) редуцируются

фалангохождение
углы суставов тупые или прямые
опора о землю на 3 фалангу пальца

приспособление конечностей к полету
передние конечности – крылья (у летучих мышей)
летательная перепонка натянута между 2-5 сильно удлиненными пальцами
на коротком 1 пальце – сильный коготь для лазания
задние конечности – для подвешивания при отдыхе
из-за разной функции кости передних конечностей крупнее и крепче задних
крылья эволюционировали из летательных перепонок между передней и задней конечностями (как у летяг)

приспособление конечностей к рытью
у крота в передних конечностях укорачиваются проксимальные отделы
усиливаются все отделы и формируется мощная кисть – «лопата» для рытья
на костях множество бугров для крепления мышц

крот

приспособление конечностей к плаванию
укорочение конечностей и превращение их в ласты
китообразные:
конечности превратились в плавники: проксимальные кости короткие, в виде широких пластин для прикрепления мощных мышц
все отделы конечностей неподвижно соединены между собой, формируя весло
число фаланг увеличено, пальцы снаружи не видны, а обтянуты общей кожей
задние конечности редуцированы, главный орган движения – хвостовой плавник
ластоногие:
менее приспособлены к водной среде, хвост короткий – плавают с помощью конечностей
величина и мощность костей зависит от способа плавания

бег лошади

приспособление конечностей к прыжкам
большое различие в длине передних и задних конечностей
при медленном движении – опора на 4 конечности, при прыжках (рикошетировании) – на 2 задние конечности
задние конечности удлинены, число пальцев уменьшено (кенгуру - 2, тушканчика - 3) – монолитное строение конечности, концентрированная опора и эффективнее прыжок
в филогенетическом образовании длинных задних конечностей главный фактор - упражнения (опыт со щенками, которым отрезали передние лапы по локоть, задние лапы удлинялись, из-за передвижения прыжками)

приспособление конечностей к бегу по твердому грунту
общее удлинение костей
приподнятие над землей дистальных отделов
уменьшение числа пальцев
изменение формы диафизов и суставов
В филогенезе:
удлинение костей обусловлено усиленным упражнением при беге (медленно двигающиеся животные -стопоходящие)
вначале приподнимается пясть и плюсна, а пальцы – для опоры (хищники)
затем приподнимаются фаланги пальцев – опора на третьи фаланги (копытные)

бег лошади

Вопрос 3
Развитие конечностей

Филогенез конечностей
происходят из продольных кожно-мышечных складок /функция рулей у низших рыб/
средние части этих складок исчезают, а остаются передние и задние участки, в которых появляются хрящевые лучи, формируя плавники
хрящевые лучи плавников срастаются своими туловищными концами, образуя зачатки поясов грудных и тазовых конечностей (кистеперые рыбы)
с выходом на сушу из лучей плавников появляются ногообразные конечности
количество лучей в процессе эволюции сокращается

Филогенез конечностей
3 стадии:
перепончатая
хрящевая (хрящевые рыбы)
костная (плавники костистых рыб и ногообразные конечности)

Онтогенез конечностей
3 стадии:
перепончатый скелет закладывается на 3-4 неделе эмбриогенеза в виде 2-х пар выпячиваний мезодермы вблизи переднего (грудные конечности) и заднего (тазовые конечности) концов тела эмбриона - почки конечностей. Каждая почка делится на 2 части:
из проксимальных частей почек - пояса конечностей
из дистальных частей почек - 3 звена свободных конечностей
на 7-й неделе начинается хрящевая стадия
на 8-9 неделе - появляются точки окостенения в диафизе и эпифизах. Окостенение проходит медленно и завершается после рождения у взрослых животных

почки конечностей эмбриона
почка грудной конечности
почка тазовой конечности
проксимальная часть
дистальная часть
проксимальная часть
дистальная часть

конечности 3-месячного плода круп. рог. скота

фокомелия (отсутствие) конечности у щенка бульдога

недоразвитие грудных конечностей

шестиногий теленок

пятый (лишний) палец на кисти свиньи

недоразвитие пальцев на стопах поросенка