Анатомія людини - Г. І. Коляденко 2009

Опорно-руховий апарат
Будова, форма та функції кісток

Будову та функції кісток вивчає наука остеологія.

Скелет людини становить 1/5—1/7 частину загальної маси тіла. До його складу входить 203—206 кісток, з яких 164—166 парних і 36—40 непарних (рис. 14). Скелет виконує захисну, опорну та ряд інших функцій. Наприклад, захисні функції виконують: череп, у якому міститься головний мозок; хребетний стовп, у каналі якого лежить спинний мозок; грудна клітка, утворена грудиною, ребрами й грудним відділом хребта, захищає легені, серце, аорту, нижню порожнисту вену, стравохід та інші органи.

Кістки кінцівок виконують опорну функцію та функцію важелів, за допомогою яких здійснюються різноманітні рухи в просторі, а також виконуються трудові процеси.

Крім того, кістки скелета класифікують за формою. Залежно від неї розрізняють трубчасті, губчасті, змішані, довгі, плоскі (широкі), короткі, повітроносні.

Довгі кістки утворюють скелет кінцівок. Плоскі, або широкі, кістки оточують життєвоважливі порожнини (череп, таз), короткі й змішані кістки утворюють хребет, кисть, стопу.

Трубчаста кістка складається з тіла — діафіза та двох кінців — епіфізів: проксимального, розташованого ближче до голови, й дистального, який міститься на протилежному кінці кістки відносно першого.

Всередині тіла трубчасті кістки мають порожнини, заповнені жировою тканиною — жовтим кістковим мозком.

Плоскі й короткі кістки порожнин не мають.

Кістка складається з щільної (substantia compacta) і губчастої (substantia spongiosa) речовин (рис. 15). Перша розташована ззовні і являє собою щільне й міцне утворення. Губчаста речовина в трубчастих кістках міститься в епіфізах і складається з кісткових перекладин, напрям яких залежить від тяги діючих на них м’язів. Між перекладинами губчастої речовини лежить червоний кістковий мозок.

Рис. 14. Скелет людини

Кожна трубчаста кістка вкрита зверху окістям, або періостом. Окістя складається з двох шарів сполучної тканини. Зовнішній шар — волокнистий, побудований із переплетених товстих пучків колагенових волокон, між якими проходять судини й нерви, спрямовані в товщу кістки. Зовнішній шар виконує захисну функцію. Внутрішній шар — остеогенний (ростковий) — складається з пучків колагенових та еластичних волокон, а також значної кількості остеобластів, які в процесі росту кістки розмножуються й перетворюються на остеоцити.

Рис. 15. Проксимальний кінець стегнової кістки:

а — фронтальний розпил:

1 — губчаста речовина; 2 — щільна речовина; 3 — кістково-мозкова порожнина; б — схема розташування перекладин у губчастій речовині

Васкуляризація (кровопостачання) кістки здійснюється за рахунок живильних каналів, розташованих у щільній речовині кістки, через ці канали в них заходять кровоносні судини. Вони проникають до ості кістки, де розгалужуються на дрібні судини, які переходять у канали остеонів. Більшість живильних каналів проходить між діафізом та епіфізом кістки.

Плоскі (широкі) кістки скелета (наприклад, лопатка, тазова кістка, грудина) зовні і зсередини, як і трубчасті кістки, вкриті тонким шаром щільної речовини, між пластинками якої міститься губчаста речовина. Особливістю будови плоских кісток черепа є те, що внутрішня пластинка щільної речовини, яка за своїми властивостями дістала назву склоподібної пластинки, у разі травм легко розтріскується, що призводить до травмування судин мозку.

З коротких і змішаних кісток складаються кисть, стопа, хребет. Ці кістки побудовані з губчастої речовини, яка зверху вкрита щільною речовиною.

Кістки, що мають у собі порожнини, заповнені повітрям, називаються повітроносними. До них належать кістки черепа: лобова, скронева, решітчаста, клиноподібна, верхньощелепна.

□ Кістковий мозок. Канали трубчастих кісток заповнені кістковим мозком. Між перекладинами губчастої речовини епіфізів міститься червоний кістковий мозок, що являє собою м’яку масу червоного кольору з розгалуженими в ній кровоносними судинами. Його основою є ретикулярна тканина, між петлями якої містяться стовбурові клітини крові й червоний кістковий мозок.

Кістковий мозок має велике значення в житті людини, оскільки в ньому утворюються еритроцити, гранулоцити й інші клітини крові. Жовтий кістковий мозок міститься в діафізах трубчастих кісток, він являє собою жирову тканину, відіграє важливу роль в обміні речовин, у функції кровотворення участі не бере. Але в разі великих втрат крові, а також інфекційних захворювань жовтий кістковий мозок перебирає на себе функцію кровотворення. В організмі людини червоного кісткового мозку близько 1500 см³ і така сама кількість жовтого. В дитячому та юнацькому віці червоний кістковий мозок заповнює всю порожнину кістки й тільки після 20—25 років у кістково-мозковій порожнині діафіза кістки червоний кістковий мозок змінюється на жовтий.

□ Хімічний склад кісток. До складу кісток входять органічні й неорганічні речовини. Висушена і знежирена кістка має 1/3 органічних речовин і 2/3 неорганічних. Органічні речовини представлені осеїном і осеїномукоїдом, неорганічні — водою й мінеральними солями. В живій кістці дорослої людини води майже 50 %, жиру — 15,7, 12,8 % — інших органічних речовин і 21,5 % — неорганічних. З неорганічних речовин 95 % солей кальцію. Скелет дорослої людини містить близько 1200 г солей кальцію (99 % наявних у тілі людини), 530 г фосфору та 11 г магнію.

Органічні речовини надають кістці гнучкості, еластичності, тоді як неорганічні — твердості й міцності.

Кістки людського скелета — це депо неорганічних речовин, які в міру необхідності надходять у кров і використовуються тканинами й органами в процесі їхньої життєдіяльності.

Хімічний склад кісток з віком змінюється. Залежить він від складу їжі, яку споживає людина, а також від її професійної діяльності. В разі нестачі в їжі солей кальцію (або в разі порушення кальцієвого обміну) кістки стають м’якими й під масою тіла можуть деформуватися. Частіше це спостерігається в дитячому віці, оскільки у дітей в кістках більше органічних речовин, ніж неорганічних. У людей похилого віку вміст органічних речовин у кістках зменшується, кістки стають крихкішими, тому у них частіше, ніж у молодих, трапляються переломи.

□ Ріст і розвиток кісток. Кістка розвивається з мезенхіми, яка ущільнюється, і її клітини посилено розмножуються. Розвиток кісток відбувається двома шляхами. Одна група кісток розвивається безпосередньо з мезенхіми (перетинчаста стадія), такі кістки називають первинними, або покривними. До перетинчастих відносять кістки черепа, лиця і ключиць. Усі інші — кістки основи черепа, тулуба, кінцівок — називаються хрящовими, або вторинними, тобто такими, що пройшли, крім перетинчастої стадії розвитку, й хрящову, а вже тільки потім із хряща утворилася кістка (кісткова стадія).

Безпосередньо розвиток кістки відбувається двома шляхами: перихондрально, коли центри окостеніння утворюються на поверхні хряща, і ендохондрально, коли вони з’являються й розвиваються всередині хрящової тканини. За формою вони нагадують майбутню кістку.

Розвиток кістки відбувається за рахунок остеобластів, котрі виділяють осеїн і солі кальцію й утворюють навколо себе тонкий шар кісткової тканини. Одночасно відбувається й її руйнування остеокластами, через що всередині кістки утворюється порожнина, яка, збільшуючись від діафіза в напрямку до епіфізів, утворює трубку завдяки виділенню речовин, що резорбують кістку.

Згодом порожнина кістки заповнюється ембріональною мезенхімою, вона поступово перетворюється на ретикулярну сполучну тканину, а ця остання — на кістковий мозок.

Ріст кістки в довжину відбувається за рахунок епіфізарного хряща, що міститься між діафізом і епіфізом довгих трубчастих кісток і поступово стоншується. Цей процес триває до 20—25 років, після чого діафіз кістки міцно зростається з епіфізом, і ріст у довжину припиняється. В товщину кістка росте за рахунок окістя. Остеобласти окістя, розмножуючись, утворюють кісткові пластинки, які нашаровуються зверху. Цей процес має назву аппозиції, а розсування кісткової тканини під час росту в довжину — інтусусцепцією. Після припинення росту кісток не припиняється їхня перебудова, вона триває протягом усього життя організму. На будові кістки позначається професія людини. Відповідно до професії пластинки губчастої речовини кісток розташовуються в таких напрямах, які найкраще забезпечують міцність їх на стиснення і розтягнення. Напрям гаверсових каналів у щільній речовині також змінюється. На поверхні кістки у людей, зайнятих спортом і фізичною працею, утворюються потовщення в місцях прикріплення м’язів, які частіше, ніж інші ділянки кістки, витримують велике навантаження. Надмірне механічне навантаження на кістку призводить до руйнування гаверсових систем і утворення інших.

У похилому віці виникає остеопороз кісток, внаслідок чого між пластинками губчастої речовини утворюються значні порожнини. Такі ж порожнини утворюються і між остеонами гаверсової системи, при цьому змінюється хімічний склад кістки: відбувається перерозподіл органічних і неорганічних речовин.

Кістки мають великі регенеративні можливості, й чим молодший організм, тим вони більші. При переломах кісток регенерація відбувається за рахунок розмноження остеобластів. Спочатку на місці перелому утворюється кістковий мозоль, який пізніше осифікується, й на його місці утворюється плоский шов.

У зародка деякі кістки закладаються й розвиваються у вигляді декількох кісток. Наприклад, тазова кістка розвивається з трьох кісток: клубової, сідничої та лобкової. З’єднуються вони в дитячому віці за допомогою синхондроза, а після 14—16 років зростаються за допомогою синостоза в одну монолітну тазову кістку. Трубчасті кістки у дітей також розвиваються як три частини: діафіз і два епіфізи — проксимальний і дистальний. З’єднуються вони нерухомо (синхондроз), а в 20—25 років зростаються внаслідок синостоза в одну кістку.

Плоскі кістки осифікуються подібно до епіфізів трубчастих кісток.

Інтенсивність росту і розвитку кісток залежить від механічних навантажень на них і харчування. В місцях, де на кістки більший тиск, швидше відбуваються процеси окостеніння. Наприклад, окостеніння кісток нижньої кінцівки здійснюється швидше, ніж верхньої. Причому в тих кістках, де механічні навантаження ритмічні й рівень їх оптимальний, окостеніння відбувається швидше. Надмірні навантаження гальмують ріст кісток. Фізичні вправи, особливо стрибкові, на розтягування, прискорюють ріст кісток, оскільки при цьому їхня щільна речовина потовщується, а в губчастій речовині стає більше комірок.