Cистема скелета. Кость как орган. Развитие костей туловища и конечностей

План лекции
Классификация опорно-двигательного аппарата
Химический состав и физические свойства кости
Строение кости Классификация костей
Развитие и рост костей у человека
Способы окостенения
Влияние социобиологических факторов на развитие и строение скелета
Кость в рентгеновском изображении
Развитие позвоночного столба, ребер и грудины
Старческие изменения костей скелета туловища
Варианты строения и аномалии костей скелета туловища
Развитие скелета верхних и нижних конечностей их варианты строения и аномалии.
Сходства и различия в строении скелета верхних и нижних конечностей.

Классификация опорно-двигательного аппарата
Опорно-двигательный аппарат - совокупность структур, обеспечивающих перемещения всего тела и его частей в окружающем пространстве.
Основные его функции - осуществление движения и обеспечение опоры.
Опорно-двигательный аппарат делят на 2 части: пассивную (кости и их соединения, выполняющие функции рычагов, и активную (скелетные мышцы, обеспечивающие перемещения этих рычагов).

Общая характеристика скелета человека
Скелет, skeleton (от греч. skeletos – высохший, высушенный, иссохший) представляет собой совокупность отдельных костей, соединенных в определенном порядке посредством соединительной, хрящевой и костной тканей. Для изучения обычно используются специально обработанные, мацерированные (высушенные и обезжиренные) кости, искусственно соединенные между собой. Суммарная масса мацерированных костей составляет 5 – 6 кг (8 – 10% от массы всего тела). Масса костей живого человека составляет 15 – 20% массы его тела. Скелет и образующие его кости выполняют в организме механические (опора, движение, защита) и биологические (обмен веществ – являются депо минеральных веществ; кроветворение) функции.

Функции скелета
Опорная - кости поддерживают прикрепляющиеся к ним мягкие ткани и органы (мышцы, фасции, внутренние органы). Благодаря скелету тело человека, находясь в условиях земного тяготения - гравитации, занимает определенное положение в пространстве.
Движения обеспечиваются потому, что кости образуют рычаги, приводимые в движение мышцами.
Защитная - скелет образует вместилища для органов, защищает их от внешних воздействий.
Обменная - в костях содержится 98% всех неорганических веществ организма: кальций, фосфор, магний и др., а также микроэлементы: медь, стронций, цинк, бериллий, алюминий, барий, кремний, фтор. Всего их более 30.
Кроветворная - наличие в кости красного костного мозга, являющегося источником стволовых клеток крови.

Классификация скелета
По расположению весь скелет разделяют на осевой скелет, skeleton axiale (позвоночный столб, грудная клетка и череп) и добавочный скелет, skeleton appendiculare (кости верхних и нижних конечностей).
В составе скелета 208-210 (до 300) костей, из них 33-34 непарные, остальные парные.

Кость как орган
Любая кость (от. лат. os, ossis) -
как орган живого организма имеет определенную форму, выполняет характерные для нее функции и состоит из разных тканей, основной и главнейшей среди них является костная.

3. Химический состав и физические свойства кости
Костная ткань в живом организме содержит ~50% воды, 28,15% органических веществ, из которых 15,75% составляют жиры, и 21,85% неорганических веществ. Высушенная кость (мацерированная) состоит на 1/3 из органических и на 2/3 из неорганических веществ.
Прочность кости обеспечивается единством органических и неорганических веществ, а также конструкцией костной ткани. Если кость подвергнуть действию кислоты, то соли кальция растворятся, а органические вещества сохранятся. Кость при этом сохранит свою форму, но станет мягкой и эластичной. Если из кости удалить органические вещества, то форма кости также сохранится, но она становится ломкой, хрупкой.

4. Строение кости
Остеон - структурная единица кости - совокупность костных пластинок, расположенных концентрически, в виде тонких трубочек, вставленных одна в другую. Внутренняя из пластинок окружает центральный (гаверсов) канал, в котором расположены сосуды и нервы. Пластинки состоят из коллагеновых волокон и белковой природы основного вещества, пропитанного минеральными веществами. В пластинках полости в которых находятся клетки - остеоциты.

Виды костной ткани
Различают: компактное вещество, substantia compacta, в котором трабекулы плотно прилежат друг к другу и губчатое (трабекулярное) вещество, substantia spongiosa (trabecularis), пористое, построенное из костных балок с ячейками между ними, по виду напоминающее губку (от греч. spongia – губка).
Из остеонов образуются перекладины, trabeculae.

Конструкция костной ткани
Кости испытывают нагрузку давления и тяги мышц. Трабекулы располагаются по линиям сжатия и растяжения.
Губчатое вещество расположено в тех участках кости, где при большом объеме требуется сохранить прочность и вместе с тем легкость кости. Поэтому ориентация костных трабекул имеет вид арочной конструкции.
Кости могут выдерживать нагрузку, во много раз превышающую массу тела. Бедренная кость выдерживает осевую нагрузку в 1,5 т, большеберцовая - 1,6-1,8 т.

Конструкция костной ткани
Вероятно поэтому, с проксимального эпифиза большеберцовой кости "срисовал" французский инженер Эйфель арочную конструкцию своей знаменитой башни, которая украшает Париж уже более 300 лет.

Конструкция кости
Снаружи кость покрыта надкостницей, periosteum. Надкостница – тонкая прочная соединительнотканная пластинка, которая богата кровеносными и лимфатическими сосудами, нервами. В ней можно выделить 2 слоя. Наружный слой надкостницы волокнистый, внутренний - ростковый, камбиальный, прилежит непосредственно к костной ткани. За счет внутреннего слоя надкостницы образуются молодые костные клетки (остеобласты), обеспечивающие рост костной ткани.

Конструкция кости
Внутри диафиза трубчатых костей - костномозговая полость, cavitas medullaris, в которой и ячейках губчатого вещества, находится костный мозг. У плодов и новорожденных во всех костях содержится красный костный мозг, medulla ossium rubra. У взрослого он содержится только в ячейках губчатого вещества плоских костей, в губчатых костях, эпифизах трубчатых костей. В костномозговой полости диафизов трубчатых костей находится желтый костный мозг, medulla ossium flava.

Классификация костей
А- по форме

Классификация костей
Б- по расположению
Кости черепа
Кости туловища
Кости верхних конечностей
Кости нижних конечностей

Развитие и рост костей у человека
В развитии скелета человека, выделяют 3 стадии: перепончатую, хрящевую и костную. Первым элементом перепончатого скелета является спинная струна – хорда (chorda dorsalis), которая появляется на стадии образования зародышевых листков. Перепончатая матрица скелета образуется вокруг хорды из склеротома мезодермы и прилежащих к нему клеток мезенхимы (1-я, перепончатая стадия развития скелета). Затем происходит замещение эмбриональной соединительной ткани хрящом (2-я, хрящевая, стадия развития скелета). 3-я, костная стадия развития скелета начинается на 6-8-й неделе эмбриогенеза, когда у человека начинает появляться костная ткань.

Классификация костей по развитию
Первичные кости - окостенение происходит на месте опорной эмбриональной соединительной ткани (перепончатый остеогенез), минуя стадию хряща (кости свода черепа, кости лица, часть ключицы).
Вторичные кости - развиваются на основе хряща, напоминающего по своей форме кость взрослого человека (хрящевой остеогенез). Это кости туловища, конечностей, основания черепа.

Способы окостенения
1. Эндесмальное окостенение (от греч. en - внутри, desmos - связка) - первичные кости.
2. Перихондральное окостенение (от греч. peri - вокруг, chondros - хрящ) - вторичные кости за счет надхрящницы.
3. Энхондральное окостенение (от греч. endo - внyтри, chondros - хрящ) - внутри вторичных костей.
4. Периостальное окостенение -из надкостницы

Влияние социобиологических факторов
на развитие и строение скелета
Строение кости соответствует ее месту в организме и на-значению, направлению силы тяги действующих на нее мышц.
Кость отличается большой пластичностью. Физическая нагрузка оказывает формообразующее воздействие на кость, укрепляя кости
При постоянной физической нагрузке на кость развивается ее рабочая гипертрофия: компактное вещество утолщается, костномозговая полость суживается. Гиподинамия приводит к истончению компактного вещества, перестройке архитектуры трабекул, к ослаблению кости.
Перестройка костной ткани происходит благодаря протеканию 2-х процессов: разрушению (резорбции) и образованию новых костных клеток и межклеточного вещества.

Определение П.Ф.Лесгафта
Костная система человеческого организма устроена таким образом, что при наибольшей легкости она представляет наибольшую крепость и всего лучше в состоянии противодействовать влиянию толчка и сотрясения. Рычаги, входящие в состав этой системы у человека приноровлены больше к ловким и быстрым движениям, чем к проявлению большой силы.

Кость в рентгеновском изображении

Развитие позвоночника
Позвоночный столб образуется из мезодермальных, позднее – из мезенхимных участков склеротомов первичных сегментов (сомитов), располагающихся по бокам от спинной струны (chorda dorsalis) вентролатерально от нервной трубки.

Отдельные склеротомы располагаются метамерно, друг за другом в краниокаудальной последовательности. В конце 4-й недели происходит пролиферация их мезенхимной бластемы в 3 направлениях: медиовентрально, дорсально и вентролатерально. Мезенхима, выселяющаяся из медиовентральной части склеротома обволакивает хорду, образуя закладки тел первичных позвонков (corpus vertebrae). При этом располагающиеся рядом зачатки тел позвонков разделяются между собой закладками межпозвонковых пластинок. Через середину закладок тел позвонков и межпозвонковых пластинок проходит спинная хорда, которая в области тел позвонков со временем полностью дегенерирует, а в межпозвонковых пластинках от нее сохраняется рудимент в виде очага мукоидной ткани (nucleus pulposus – студенистого ядра межпозвоночного диска).

Spina bifida

Spina bifida

Развитие головы и грудины

Развитие грудины

Схема расположения перепончатых закладок скелета
1. Хорда
2. Область затылка
3. III шейный позвонок
4-6. Верхняя конечность
7. Грудная клетка
8. I поясничный позвонок
9-10. Нижняя конечность
11. Крестец

Abrachia

Hemimelia

Hemimelia

Трехпалость

Сирена

Остеосаркома

Литература
для самостоятельной работы
Учебник под редакцией М.Р.Сапина
Лекция № 2: с. 40-46, 59-62,144-152.
Лекция № 3: с. 116-123
Курс лекций
(Усович А.К., Бурак Г.Г.)
Лекция № 3,4.
Лекция № 5: