Анатомія людини - курс лекцій - Костиленко Ю.П. 2015
Введення в анатомію. Загальна остеологія. Вчення про з'єднання кісток
План лекції:
1.1 Анатомія як наука, місце анатомії серед медичних дисциплін.
1.2 Основні методи дослідження в анатомії.
1.3 Анатомічна термінологія.
1.4 Універсальні поняття і терміни в анатомії.
1.5 Загальна остеологія.
1.6 Кістка, як орган.
1.7 Вчення про з'єднання кісток.
1.1 Анатомія як наука, місце анатомії серед медичних дисциплін
Анатомія є однією з якнайдавніших природничих наук. Вона вивчає форму і будову організму людини. Назва її походить від грецького слова «anatemno», що в перекладі означає «розтинаю», і виникла в той далекий час, коли розтин трупів був єдиним методом вивчення людського тіла.
Анатомія складає розділ біології (науки про живе) і входить до групи морфологічних дисциплін, які вивчають закономірності будови організмів. Морфологія у свою чергу підрозділяється на декілька дисциплін, які вивчають різні рівні організації живих систем.
В даний час виділяють наступні структурні рівні організму:
1. Рівень цілісного організму.
2. Рівень морфо-функціональних систем (системний).
3. Рівень окремих органів тіла (органний).
4. Рівень тканин, з яких побудовані органи (тканинний).
5. Клітинний рівень.
6. Рівень органічних макромолекул, молекулярних комплексів і субклітинних структур (субклітинний рівень).
Анатомія вивчає будову організму людини на перших з трьох перерахованих рівнях. Вивчення тіла і його частин неозброєним оком складає область макроскопічної анатомії. Мікроскопічна анатомія досліджує будову органів за допомогою світлового мікроскопа. Гістологія вивчає розвиток, будову і функцію тканин, з яких побудований організм. Дослідження на клітинному рівні складають предмет цитології. Вивчення організму на рівні молекул і субклітинних структур відноситься до області молекулярної біології.
Історично з анатомії виділилися декілька розділів, пов'язаних з практичним застосуванням анатомічних даних в медицині і інших сферах людської діяльності. До них в першу чергу відносяться: топографічна, або хірургічна анатомія, яка вивчає пошарову будова частин тіла, взаємне розташування органів і просторові відносини анатомічних утворень по областях тіла, патологічна анатомія, яка вивчає зміни, що відбуваються в органах і тканинах при різних захворюваннях.
1.2 Основні методи дослідження в анатомії
Як і кожна наука, анатомія має свої методи дослідження, свої способи пізнання об'єкту вивчення, збагнення наукової істини. Методи, дослідження, яки використовуються в анатомії, дозволяють вивчати як зовнішню, так і внутрішню будову людини. До основних методів відносяться:
1. Соматоскопія - огляд тіла - дає уявлення про форму тіла і його частин.
2. Соматометрія - вимірювання тіла і його частин - доповнює дані огляду. Основні розміри тіла - загальна його довжина (зріст), окружність грудної клітки, ширина плечей, довжина кінцівок - використовуються для визначення статури людини (конституції), оцінки його фізичного розвитку.
3. Розтин трупів і препарування - старі, але такі, що не втратили свого значення методи. З цими двома методами пов'язаний в першу чергу розвиток анатомії як науки. З глибокої старовини, до теперішнього часу препарування є невід'ємною частиною учбового процесу на кафедрі анатомії людини.
4. Мацерація - також один з якнайдавніших методів анатомії. Він є процесом розмочування м'яких тканин з наступним їх розм'якшенням і відділенням, застосовується, зокрема, для вивчення кісток.
5. Метод ін'єкції - має на увазі заповнення порожнин, щілин, просвітів, трубчастих структур в людському тілі забарвленою або безбарвною ущільнюючою масою. Даний метод застосовують для отримання зліпка досліджуваної порожнини або судини, а також для полегшення відділення судини від навколишніх тканин.
6. Метод корозії - полягає в тому, що тканини, які важко препарувати, видаляються шляхом витравлення їх кислотами. Заздалегідь трубчасті органи або порожнина органу наповнюють масою, яка не руйнується під дією кислоти.
7. Метод пошарового розпилу заморожених трупів, був запропонований в XIX столітті великим російським хірургом М.І. Пироговим для вивчення топографічних відносин в організмі. Доцільність цього методу полягає в тому, що на певній ділянці тіла зберігається взаємовідношення, що існували за життя, між різними анатомічними утвореннями.
8. Метод багатошарових пластичних або графічних реконструкцій. Суть даного методу полягає в тому, що по серії гістологічних зрізів і гістотопограм можливо отримати наочне уявлення про форму анатомічних утворень, їх взаємне розташування.
9. Метод просвітлення анатомічних препаратів. Даний метод полягає в обробці органів або їх частин, при якій об'єкт, що вивчається, на тлі просвітлених тканин стає добре видимим. Метод найчастіше використовується для вивчення нервової і судинної систем.
10. Метод макро-мікроскопічного дослідження. Метод розробив на початку XX століття відомий анатом В.П. Воробйов. Суть методу полягає в тонкому препаруванні забарвлених об'єктів (дрібних судин, нервів) з подальшим вивченням їх під бінокулярною лупою.
11. Рентгенологічний метод (рентгеноанатомія), вивчення окремих органів або частин тіла за допомогою рентгенівських променів. Перевага рентгенівського методу полягає в тому, що він дозволяє вивчати будову живої людини, бачити функціонуючі органи, досліджувати в динаміці їх вікові зміни. Рентгеноанатомія виділилася в особливий розділ анатомії, необхідний для клініки. В даний час крім традиційних методів - рентгеноскопії (безпосереднього вивчення органу або частини тіла за допомогою рентгенівських променів) і рентгенографії (записи рентгенівського зображення на плівку) застосовують сучасні, спеціальні рентгенівські методи. До останніх відносяться: стереорентгенографія, що дає об'ємні зображення частин тіла і органів, рентгенокінематографія, що дозволяє вивчати рухи органів, скорочення серця, проходження контрастної речовини по судинах, томографія - пошарова рентгенівська зйомка, що дає чітке, без сторонніх нашарувань, зображення анатомічних утворень, розташованих в конкретно заданому шарі. Сучасні томографічні методи реалізуються за допомогою комп'ютерної техніки. Така методика отримала назву комп'ютерної томографії (КТ), за її допомогою можно отримати тривимірне зображення об'єкта дослідження.
12. Ендоскопічні методи - спостереження за допомогою спеціальних оптичних приладів внутрішньої поверхні порожнистих органів: гортані - ларингоскопія, бронхів - бронхоскопія, шлунку - гастроскопія і інших.
13. Ультразвукова ехолокація (ехографія, УЗД) - дослідження, засноване на відмінностях акустичних властивостей органів і тканин, дозволяє отримати зображення деяких органів, які важко піддаються рентгенівському дослідженню, наприклад, печінки, селезінки.
14. Магнітно-резонансна томографія, МРТ - найбільш сучасний, прогресивний метод візуалізації з використанням фізичного явища ядерного магнітного резонансу, який використовується у радіології для детального зображення внутрішніх структур організму. Цей метод дозволяє одержати висококонтрастне зображення тканин тіла, і тому знаходить широке застосування у візуалізації тканин мозку, серця, м'язів, на відміну від інших методів дослідження (таких, наприклад, як комп'ютерна томографія чи рентгенографія). Цей метод також дозволяє отримувати тривимірне зображення об’єкту дослідження.
1.3 Анатомічна термінологія
Будь-яка наука має свою професійну мову, систему спеціальних термінів, що позначають предмети і процеси, з якими ця наука має справу. Анатомічна термінологія, що включає назви частин тіла, органів, судин, нервів, інших анатомічних утворень, складає велику частину мови медицини. Від назв органів походять назви їх захворювань, оперативних втручань. Анатомічні терміни походять із старогрецької, латинської, арабської мов. В даний час нові терміни конструюються на латинській основі.
З кінця XIX століття ведеться робота по впорядкуванню вживаних в анатомії назв. У 1895 році на конгресі анатомів в Базелі була прийнята перша (Базельська) анатомічна номенклатура. Потім були створені список Британської ревізії (1933), Йенська анатомічна номенклатура (1936). Нарешті, в 1955 році на конгресі анатомів в Парижі була затверджена Міжнародна (Паризька) анатомічна номенклатура. На подальших анатомічних конгресах в Нью-Йорку (1960), Вісбадені (1965), Ленінграді (1970), Токіо (1975), Мехіко (1980), Лондоні (1985), Сан-Паулу (1997) до Міжнародної анатомічної номенклатури вносилися зміни і доповнення.
1.4 Універсальні поняття і терміни в анатомії
Вивчення анатомії людини зазвичай починається з ознайомлення із загальними поняттями і термінами, які служать як основа формування цілісного уявлення про початкові координати, положення тіла людини в просторі, співвідношення між його частинами, а також їх переміщенні при рухових актах.
Перш за все, щоб уникнути розбіжності, слід умовитися, що тіло людини, як об'єкт вивчення, повинне займати перед нами свідомо певне положення, яке називається початковим. У цьому положенні людина (незалежно від того, в якому конкретно положенні вона знаходиться) стоїть перед нами вертикально, анфас, руки опущені і повернені назовні (долонями наперед), тобто - в положенні супінації.
Неважко собі уявити, що через будь-яку точку в тілі (або на тілі) людини можна провести три взаємноперпендикулярні лінії, або траєкторії, які називаються осями. Одна з них орієнтована прямовисно (перпендикулярно до горизонту) - вертикальна вісь (axis verticalis), а дві інші, перпендикулярні їй, знаходяться в площині горизонту.
Вісь, яка проходитиме через тіло людини (у його початковому положенні) спереду назад або навпаки, отримала назву сагітальної, тобто стрілоподібної (axis sagittalis), бо вона відповідає напряму польоту стріли, випущеної стрільцем прямо від себе. Друга, перпендикулярна їй вісь, паралельна площині лоба, отримала назву лобової або фронтальної (axis frontalis).
Всі три осі (вертикальна, сагітальна і фронтальна), будучи взаємно перпендикулярними, розглядаються як геометричні центри рухів частин тіла, здійснюваних в тому або іншому суглобі (мал. 1.1).
Мал.1.1 Вісі і відповідні їм площини:
1 - вертикальна вісь; 2 - фронтальна вісь; 3 - сагітальна вісь; 4 - сагітальна площина; 5 - фронтальна площина; 6 - горизонтальна площина.
Ізольований рух, центром якого розглядається вертикальна вісь, називається обертанням (rotatio). Прикладом цього руху можуть служити повороти голови вправо і вліво.
Сагітальна вісь служить центром двох протилежних рухів, одне з яких називається відведенням (abductio) а інше - приведенням (adductio). Під відведенням розуміється такий рух навколо сагітальної осі, при якому та або інша частина тіла віддаляється від серединної площини, тоді як приведення наближає її до початкового положення. Наприклад, це відбувається при віддаленні верхньої кінцівки у відповідну сторону від тіла і рух зворотній цьому. В даному випадку центром руху виявляється сагітальна вісь, що проходить через точку геометричного центру плечового суглоба.
І, нарешті, горизонтальна вісь використовується при аналізі рухів, які отримали назву згинання (flexio) і розгинання (extensio). Згинання - це такий рух, при якому кут між частинами, що співвідносяться, зменшується, а розгинання приводить до його збільшення. Ілюстрацією до цього може служити рух в ліктьовому суглобі.
Засвоєння вищевикладеного допоможе розібратися і в складніших уявленнях, що відносяться до просторових характеристик, які використовуються при анатомуванні тіла людини, яке має надзвичайно складну форму і займає певний об'єм тривимірного простору, що піддається віртуальному або реальному розчленуванню в трьох взаємно перпендикулярних площинах. При цьому кожну з них легко отримати, використовуючи дві з трьох відомих нам осей.
Почнемо з тієї площини, яку ми отримаємо, взявши за утворюючі її, вертикальну і сагітальну осі. Про цю площину можна сказати, що вона січе тіло людини спереду назад (або ззаду наперед) і зверху вниз (або від низу до верху), будучи однойменній сагітальній осі, оскільки остання - та що її визначає.
Якщо узяти цю площину в основу анатомування, то тіло людини виявиться розітнутим на певну кількість частин, які розташовуватимуться справа наліво або навпаки. При цьому може бути так, що одна з площин перетину розділить тіло на дві подібні, але не рівні половини: праву (dexter) і ліву (sinister). Цю єдину можливу сагітальну площину називають серединною або медіаною (mediana).
Використовуючи сагітальну площину, представляється можливість піддати секційному аналізу праву і ліву половини тіла людини. Отримані при цьому частини будуть праворуч або ліворуч від серединної площини. Для їх описання застосовуються два поняття: медіальний (medialis) і латеральний (lateralis), зміст яких розкривається тільки при зіставленні між собою певних частин або утворень. Так, термін медіальний зазвичай служить для позначення тієї частини тіла, яка в порівнянні з іншою подібною частиною знаходиться ближче до серединної площини, а латеральною називатиметься та частина, яка в зіставленні з іншою знаходиться далі від серединної площини. У описовій анатомії в окремих випадках поняття «латеральний» використовується як бічний, а «медіальний» - як середній, що по смисловому значенню не зовсім вірно. З цими поняттями близьку спорідненість має термін проміжний (intermedius).
Якщо ж об'єктами аналізу є подібні частини двох половин (правою і лівою), то про них говорять, як про протилежниі або контрлатеральні.
В цілях опису анатомічних утворень, розташованих в передньо-задньому напрямі використовується друга вертикальна площина - фронтальна, яка січе тіло людини зверху вниз і справа наліво, або навпаки. По відношення до неї існує в основному два поняття: передній (anterior) і задній (posterior). Як синоніми цим поняттям відповідають такі терміни, як черевний або вентральний (venter- черево, живіт) і спинний або дорсальний (dorsum - спина).
І, нарешті, горизонтальна площина служить для анатомічного опису і аналізу частин тіла людини і окремих його утворень, що змінюють форму або будову у вертикальному протязі. Ця площина січе тіло спереду назад і справа наліво або навпаки. Для того, щоб відзначити дані зміни служать такі поняття як верхній (superior) і нижній (inferior). В межах тулуба тіла людини (до рівня поясу нижніх кінцівок) вони нерідко підміняються термінами краніальний (cranium - череп) і каудальний (cauda - хвіст). Природно, що ці терміни також мають умовне і відносне значення.
Разом з цим, при описі будови кінцівок замість термінів «верхній» і «нижній» використовуються більш універсальні поняття, які дозволяють позначати взаємовідношення між двома протилежними кінцями кінцівок або їх окремих довгих кісток незалежно від їх конкретного положення. Наприклад, в положенні відведення верхньої кінцівки, поняття верхній і нижній (у застосуванні до плечового відділу і кісток відповідно) втрачають своє значення. Тому зручніше користуватися позначеннями, які вказують на відносну відстань цих кінців від серединної площини. Очевидно, що плечовий відділ по відношенню до кисті (не залежно від того, в якому положенні знаходиться верхня кінцівка) знаходиться ближче до тулуба, тоді як кисть займає найдальше положення від нього. Відповідно цьому прийняті такі терміни як проксимальний (proximalis) - розташований ближче до тулуба і дистальний (distalis) - розташований далі від тулуба.
З анатомічної точки зору організм людини прийнято розділяти на два відділи: тіло (soma) і внутрішні органи або нутрощі (viscera), які розташовані в порожнині тіла. Зовнішня форма і конфігурація тіла складають його екстер'єр (exterior - зовнішній). Якщо ж при анатомуванні видалити з порожнин внутрішні органи, то перед нами представиться його інтер'єр (interior - внутрішній). У зв'язку з цим, при описі будови стінок цих порожнин, використовуються такі терміни, як зовнішній (externus) і внутрішній (internus). В рівній мірі ці терміни застосовні у вивченні будови порожнистих внутрішніх органів і кровоносних судин.
Внаслідок того, що багато утворень (кровоносні судини, нерви і так далі) розташовані в товщі тіла на різній глибині, в анатомії застосовуються ще такі поняття, як поверхневий (superficialis) і глибокий (profundus).
1.5 Загальна остеологія
Сукупність кісток, які утворюють кістяк організму людини, отримала назву - скелет. Термін «скелет» походить від грецького слова skeleton, що перекладається, із старогрецького як «висушений», і виник в стародавні часи, коли скелет отримували методом висушування трупа в піску.
Точне число кісток, які складають скелет людини вказати не можна, оскільки воно змінюється з віком. Протягом життя утворюється, приблизно, 806 окремих кісткових елементів, з них 270 з'являється у внутрішньоутробному періоді, останні - після народження. Частина цих елементів зростається між собою, і в зрілому віці скелет містить близько 206 окремих кісток, а у людей похилого віку їх стає менше 200. Крім того, в скелеті зустрічаються непостійні кістки, які представляють індивідуальні варіанти будови скелетної системи.
Скелет в цілому і кістки, що входять в його склад виконують в організмі різні функції. Вони є опорою для мускулатури і нутрощів, протидіють силі земного тяжіння. Кістки несуть функцію захисту життєво важливих органів, судинних і нервових стовбурів від можливих ушкоджень. Так, череп утворює міцну коробку, яка захищає від травм речовину мозку. Г рудна клітка захищає серце, легені, крупні судини. Тазові кістки оберігають від пошкоджень органи, розташовані в порожнині тазу.
Скелет представляє пасивну частину опорно-рухового апарату, більшість кісток є важелями, на які діє тяга м'язів.
Кістки виконують роль депо деяких речовин, що містяться в організмі, і беруть участь в обміні кальцію, фосфору, утворюють вмістилища для кісткового мозку, що є органом кровотворення і імунної системи.
На підставі форми, розмірів, особливостей будови розрізняють наступні види кісток ( на підставі класифікації А.І. Свіридова):
1. Трубчасті кістки:
А - довгі (плечова, стегнова); Б - короткі (п'ясткові).
2. Губчасті кістки:
А - довгі (ребра); Б - короткі (кістки зап'ястя); В - сесамоподібні (горохоподібна кістка).
3. Плоскі (широкі) кістки (покривні кістки черепа, тазові кістки, лопатки).
4. Повітряносні кістки (лобова, верхня щелепа, клиноподібна, решітчаста, скронева).
5. Змішані кістки (хребці: тіло - губчасте, дуга - плоска).
Трубчасті кістки мають тіло, за формою близьке до циліндра (діафіз), два кінці (епіфізи), між якими розташовуються метафізи.
Стінка тіла трубчастих кісток утворена переважно компактною речовиною, яка у вигляді трубки оточує кістково-мозкову порожнину, в якій міститься жовтий кістковий мозок. Епіфізи трубчастих кісток утворені губчастою речовиною, осередки якої заповнені червоним кістковим мозком. Трубчасті кістки у людини складають скелет вільних кінцівок і виконують перважно опорно-рухову функцію (мал.1.2).
Мал.1.2 Будова довгої трубчастої (стегнової) кістки:
1 - діафіз; 2 - епіфіз; 3 - кістковомозкова порожнина; 4 - губчаста речовина; 5 - компактна речовина.
Губчасті кістки складаються з губчастої речовини, покритої тонким шаром компактної. У осередках губчастої речовини знаходиться червоний кістковий мозок. Губчасті кістки виконують переважно опорну і захисну функції.
Сесамоподібні кістки, що є різновидом губчастих розвиваються як додаткові утворення в товщі сухожилків м'язів біля різних суглобів, з кістками скелета безпосередньо не пов'язані. Зазвичай сесамоподібні кістки збільшують плече дії окремих м'язів. Прикладами сесамоподібної кістки є надколінник та горохоподібна кістка зап'ястя.
До плоских кісток відносяться покривні кістки черепа (тем'яні) і кістки поясів кінцівок (тазові кістки, лопатки). Вони складаються із зовнішньої і внутрішньої пластинок компактної речовини і закладеної між ними губчастої кісткової тканини. Плоскі кістки виконують захисну функцію для головного мозку і ряду внутрішніх органів, кістки поясів кінцівок виконують опорну функцію.
Повітряносні кістки входять до складу черепа (лобова, клиноподібна), різноманітні за формою і розмірам містять порожнини, заповнені повітрям, вислані слизистою оболонкою і мають сполучення із зовнішнім середовищем.
До змішаних кісток відносяться кістки що відрізняються великою різноманітністю за походженням, формою, будовою, функціями (приклад).
Більшість кісток скелета людини в онтогенезі проходять сполучнотканинну, хрящову і кісткову стадії диференціювання, такі кістки, по характеру окостеніння називаються вторинними. Деякі кістки в своєму розвитку минають стадію хряща, такі кістки по характеру окостеніння, називаються первинними (кістки обличчя, даху черепа, середня частина ключиці).
1.6 Кістка, як орган
Кістки скелета побудовані з кісткової тканини і вкриті оболонкою - окістям, або періостом, periosteum, яка відмежовує їх від навколишніх тканин. Окістя грає велику роль в розвитку і живленні кісток. Її внутрішній остеогенний шар є місцем утворення кісткової речовини. З окістя проникають в глиб кістки судини і нерви. Майже всі кістки мають суглобові поверхні, покриті гіаліновим хрящем, в цих місцях окістя відсутнє. Усередині багатьох кісток знаходиться кістково-мозкова порожнина, що вистелена оболонкою, яка називається ендостом, endostum.
У живій кістці знаходиться 50% води, 15.75% жиру, 12.25% органічних речовин білкової природи і 22% неорганічних мінеральних речовин. Головну роль в побудові кістки грає кісткова тканина. Висушена і знежирена кістка містить приблизно 2/3 неорганічної речовини і 1/3 - органічної.
Кісткова тканина складається з кісткових клітин - остеоцитів і міжклітинної речовини, або кісткового матриксу, до складу якого входять органічні і неорганічні компоненти. До перших відноситься білок осеїн, який створює основну речовину кісткової тканини. Неорганічні компоненти кістки представлені переважно солями кальцію у вигляді субмікроскопічних кристалів гідроксіапатиту. З цих кристалів формуються мінеральні волокна.
Міцність кісток перевищує міцність багатьох будівельних матеріалів. У дослідах П.Ф. Лесгафта стегнова кістка людини витримувала при розтягуванні 5500 Н/см2, а при стисненні - 7787 Н/см2. Це рівно пружності дуба і міцності чавуну.
Органічні і неорганічні компоненти кістки, взяті окремо, мають набагато меншу пружність і міцність. У декальцинованої кістки модуль пружності знижується приблизно в 20 разів. Декальцинований хребець можна стиснути рукою, як губку, а ребро зав'язати у вузол. Виділений з кістки колаген має значно меншу міцність на розрив, чим ціла кістка. При руйнуванні органічних речовин кістки шляхом випалювання, мінеральний кістяк, що залишився, робиться надзвичайно крихким, і кістка кришиться при невеликому тиску.
Будову кістки вивчають на шліфах і гістологічних препаратах. Для прикладу розглянемо зріз діафізу трубчастої кістки (мал.1.3). По периферії діафізу кістки знаходиться декілька рядів кісткових пластинок, паралельних поверхні діафізу. Це - шар зовнішніх навколишніх пластинок, через нього проходять наскрізні канали, які містять кровоносні судини. Глибше лежить шар остеонів. Кісткові пластинки розташовуються тут концентрично, утворюючи системи, звані остеонами, або гаверсовими системами. Це структурна одиниця кістки.
Моделлю остеона можуть служити декілька циліндрових трубок різного діаметру, вставлених одна в іншу (мал.1.4). До складу одного остеона може входити від 4 до 20 кісткових пластинок, в середньому - 10. В центрі кожної системи проходить канал остеона (гаверсів канал) діаметром від 22 до 110 мкм. Ці канали проходять переважно по довжині діафіза і з'єднуються між собою. У каналах остеонів розташовуються дрібні кровоносні судини і нервові стовбури. Між остеонами розташовуються вставні (інтерстиціальні) пластинки, які йдуть в різних напрямах; вони є залишками старих остеонів, що піддалися руйнуванню. Шар внутрішніх навколишніх пластинок на межі з кістково-мозковою порожниною не буває суцільним, оскільки через нього проходять численні судинні канали. Всю товщу діафізу пронизують живильні канали, які починаються на поверхні кістки невеликими отворами. По живильних каналах проходять судини і нерви.
Мал. 1.3 Схема будови трубчастої кістки:
1 — шар остеонів; 2 — компактна кістка; 3 — губчаста кістка; 4 — артерія; 5 — вена; 6 — мозковий канал
Мал.1.4 Будова остеону, схема:
1 - пластинка остеону; 2 - центральний канал (канал остеону); 3 - кісткові клітини (остеоцити).
Навколишні кісткові пластинки і остеони є також в компактній речовині епіфізів трубчастих кісток і кортикальному шарі губчастих кісток. З остеонів побудовані трабекули губчастої речовини. Останні розташовані не безладно, а орієнтовані в певному напрямі, відповідно головним траєкторіям напруги в кістці. Кістковий матеріал концентрується відповідно лініям найбільшого розтягування і стиснення; при цьому досягається мінімальна витрата речовини. Отже, характер розташування трабекул в губчастій речовині відповідає тим умовам, в яких знаходиться дана кістка.
1.7 Вчення про з'єднання кісток
Вчення про з'єднання кісток між собою має назву артрологія. Разом з остеологією і міологією артрологія становить розділ анатомії, який вивчає опорно-руховий апарат. Всі з'єднання між кістками діляться на дві основні групи: безперервні і переривчасті.
Безперервні з'єднання. Безперервні з'єднання, або сінартрози, є філогенетично більш давніми і більш просто влаштовані. Залежно від виду тканини, яка бере участь у з'єднанні кісток, їх підрозділяють на фіброзні, хрящові і кісткові.
Фіброзні з'єднання, articulationes fibrosae, побудовані з оформленої щільної волокнистої (фіброзної) сполучної тканини. Ці з’єднання, в свою чергу, поділяються на синдесмози і шви.
До синдесмоз відносять зв'язки і мембрани. Ті й інші складаються з пучків колагенових волокон і невеликої кількості еластичних волокон.
Шви являють собою тонкі пластинки волокнистої сполучної тканини, розташовані між краями кісток черепа. В залежності від характеру країв кісток шви підрозділяються на зубчасті, лускаті і плоскі.
Особливим видом фіброзного з'єднання є вбивання, гомфоз, gomphosis, або зубоальвеолярне з'єднання; корені зубів прикріплюються до зубної альвеоли за допомогою сполучнотканинних волокон.
Хрящові з'єднання, articulationes cartilagineae, називають також синхондроз. До хрящових з'єднань відносяться синхондрози черепа, розташовані між кістками основи черепа, а також синхондрози грудини, що з'єднують з тілом грудини її рукоятку і мечоподібний відросток. Більшість синхондроз є тимчасовими. Вони існують тільки до певного віку, а потім хрящова тканина замінюється кістковою, тобто утворюється синостоз.
В якості особливого виду хрящового з'єднання виділяють симфіз, symphysis. Він відрізняється від синхондрозу тим, що в хрящі є невелика щілиноподібна порожнина. Симфіз представляє як би перехідну форму від безперервних з'єднань до переривчастим. До симфізу відносять зрощення лобкових кісток між собою. Вважають, що утворення порожнини в хрящі відбувається внаслідок його розтягування. У міжхребцевих дисках також знаходяться невеликі порожнини, тому в даний час їх називають міжхребцевими симфізами.
Переривчасті з’єднання. Переривчасті з'єднання кісток, або діартрози, відрізняються не тільки більшою складністю будови, але й функціональними якостями. На противагу малорухливим або зовсім нерухомим безперервним з'єднанням діартрози допускають різноманітні і спрямовані рухи окремих ланок скелета. Можливість диференційованих рухів голови і кінцівок у наземних хребетних визначається ступенем розвитку переривчастих з'єднань в їх скелеті.
До діартрозів відносяться синовіальні з'єднання, articulationes synoviales, зазвичай звані суглобами, articulatio. Суглоб являє собою орган, в побудові якого беруть участь хрящова, кісткова та власне сполучна тканина. У будові суглоба можна виділити основні і допоміжні елементи.
До основних елементів, які обов'язково присутні в будь-якому синовіальному з'єднанні, слід віднести суглобові поверхні, суглобовий хрящ, суглобову порожнину, суглобову капсулу і синовіальну рідину (мал. 1.5).
Суглобові поверхні, facies articulares, розташовуються на кістках, що беруть участь в утворенні суглоба. Кожен суглоб містить, принаймні, одну пару поверхонь що зчленовуються. Одна з них, як правило, опукла, це — суглобова голівка, а інша - увігнута - суглобова западина. Опукла поверхня має завжди більшу довжину, ніж увігнута.
Мал. 1.5 Принципова будова синовіального з’єднання:
1 - суглобовий хрящ; 2 - суглобова порожнина; 3 - синовіальна мембрана суглобової капсули; 4 - фіброзна мембрана суглобової капсули.
Суглобові поверхні покриває суглобовий хрящ, cartilago articularis. Більшість суглобових поверхонь покриті гіаліновим хрящем, і лише в деяких суглобах, наприклад у скронево-нижньощелепному і грудино-ключичному, мається волокнистий хрящ. По краю суглобового хряща фіброзний шар окістя продовжується безпосередньо в поверхневий шар волокон самого хряща. Таким чином, вся кістка разом з суглобовим хрящем оточена єдиної фіброзної оболонкою. Зовнішня поверхня хряща гладка, і це дозволяє суглобовим поверхням легко переміщатися відносно одна одної. Завдяки еластичності суглобовий хрящ оберігає кінці кісток від пошкодження при поштовхах і струсах.
Суглобова капсула, capsula articularis, охоплює частини кісток, які належать суглобу. Капсула прикріплюється по краях суглобових поверхонь або кілька відступивши від них і герметично закриває суглоб. Суглобова капсула складається з двох мембран: фіброзної та синовіальної. Фіброзна мембрана утворює зовнішній шар. Синовіальна мембрана являє внутрішній шар суглобової капсули. Вона покриває всі утворення, що знаходяться в суглобі, за винятком суглобових хрящів. Ця оболонка тонка, пухко з'єднана з фіброзною і тому рухлива, містить колагенові та еластичні волокна. У деяких суглобах
синовіальна мембрана утворює складки, plicae synoviales, які містять жирову тканину і вдаються в порожнину суглоба, заповнюючи в ній вільні ділянки. Більш дрібні вирости - синовіальні ворсинки, villi synoviales, збільшують поверхню синовіальної мембрани, що, має значення для обмінних процесів в суглобі. Синовіальна мембрана багато оснащена кровоносними і лімфатичними судинами і нервами.
Синовіальна мембрана і суглобові поверхні обмежують суглобову порожнину, cavitas articularis, яка за звичайних умов має вигляд вузької щілини, і лише при захворюваннях, коли в суглобі накопичується велика кількість рідини (бурсит), об'єм суглобової порожнини збільшується настільки, що суглобові поверхні можуть розійтися.
Синовіальна рідина, або синовія, synovia, виробляється синовіальною мембраною. У нормі вона міститься в порожнині суглоба в невеликій кількості. Синовія грає роль мастила в суглобах. Синовія виконує також захисну і метаболічну функції, забезпечує трофіку суглобового хряща, який позбавлений судин. Синовіальна рідина бере участь в обміні речовин між вмістом суглоба і судинним руслом синовіальної мембрани. При введенні в порожнину суглоба різних речовин вони всмоктуються в судини синовіальної мембрани, причому рухи в суглобі значно прискорюють всмоктування.
До допоміжних елементів суглоба відносять суглобові диски, меніски, губи, зв'язки, синовіальні сумки.
Суглобовий диск, discus articularis, являє собою пластинку з волокнистого хряща, покриту синовіальною мембраною, яка розташовується в порожнині суглоба між поверхнями кісток, що зчленовуються і зростається з суглобовою капсулою. Подібні утворення є в скронево-нижньощелепному, груднинно-ключичному і променево-зап'ястковому суглобах.
Різновидом диска є суглобові меніски, menisci articulares, що знаходяться в колінному суглобі. Вони являють собою зігнуті хрящові пластинки напівмісяцевої і серповидної форми, укріплені в суглобі за допомогою особливих зв'язок. Суглобові диски і меніски завдяки своїй еластичності пом'якшують удари і струси, що передаються на суглоб. Вони також відіграють певну роль у механізмі рухів.
Суглобова губа, labrum articulare, являє собою кільцеподібне утворення з волокнистого хряща, яке прикріплюється по краю суглобової западини, поглиблюючи її та збільшуючи її поверхню. Суглобові губи є в плечовому, кульшовому і деяких інших суглобах.
Велику роль у зміцненні суглобів і рухах в них відіграють зв'язки. Сукупність їх утворює зв'язковий апарат суглоба. По відношенню до суглобової капсулі виділяють 3 види зв'язок:
1. Позакапсульні зв'язки, ligamenta extracapsularia - розташовуються поза суглобової капсули, але часто вплітаються в неї.
2. Капсульні зв'язки, ligamenta capsularia - являють собою потовщення суглобової капсули.
3. Внутрішньокапсульні зв'язки, ligamenta intracapsularia - знаходяться в суглобовій порожнині і покриті синовіальною мембраною.
Разом з суглобовою капсулою і м'язами зв'язки забезпечують зміцнення суглобів і контакт суглобових поверхонь кісток. Зв'язки гальмують і обмежують рухи в суглобах. Є спрямовуючі зв'язки, які роблять вплив на хід руху в суглобі, взаємодіючи при цьому з іншими його частинами, наприклад ліктьова колатеральна зв'язка ліктьового суглоба. У ряду зв'язок зазначені функції поєднуються. Наприклад медіальна (дельтоподібна) зв'язка гомілковостопного суглоба виконує зміцнюючу, гальмуючу і спрямовуючу функції. В розташуванні зв'язок спостерігаються певні закономірності:
1. Зв'язки розподіляються в кожному суглобі в залежності від числа і положення його осей обертання.
2. Зв'язки розташовуються перпендикулярно до даної осі обертання і переважно по її кінцях.
3. Зв'язки лежать у площині даного руху суглоба.
Синовіальні сумки, bursae synoviales, являють собою випинання синовіальної мембрани в стоншених ділянках фіброзної оболонки суглоба.
Розміри і форма синовіальних сумок різні. Як правило синовіальні сумки розташовуються між поверхнею кістки і рухомими сухожилками м'язів. Сумки усувають тертя дотичних поверхонь сухожилків та кісток.
Слід зазначити, що завдяки герметичності суглобів в суглобовій порожнині підтримується негативний тиск, який дорівнює 60-120 мм водяного стовпа. Внаслідок цього атмосферний тиск притискає суглобові поверхні одну до одної з силою, яка в кульшовому суглобі досягає 25 кг. Якщо ізолювати суглоб, видалити всі м'язи і зв'язки, то з'єднання суглобових поверхонь зберігається. Щоб суглобові поверхні розійшлися, потрібно розітнути суглобову капсулу або ввести під тиском газ в порожнину суглоба.
Принципи класифікації суглобів. Класифікація суглобів ґрунтується на анатомічних і функціональних ознаках. Залежно від числа суглобових поверхонь виділяють суглоби прості і складні.
Простий суглоб, articulatio simplex, має тільки одну пару суглобових поверхонь. Велика частина суглобів людини відноситься до простих, наприклад міжфалангові.
Складний суглоб, articulatio composita, включає дві і більше пар суглобових поверхонь, наприклад ліктьовий.
За функціональною ознакою виділяють комплексні і комбіновані суглоби.
Комплексним суглобом, articulatio complexa, називають такий суглоб, порожнина якого повністю або частково розділена на дві частини суглобовим диском або меніском. Наприклад скронево-нижньощелепний суглоб.
Комбіновані суглоби, articulationes combinatae - це анатомічно ізольовані суглоби, які завжди разом беруть участь у рухах. Наприклад правий і лівий скронево-нижньощелепні суглоби.
1. Плоский суглоб, articulatio plana - його суглобові поверхні можна розглядати як ділянки кулі великого радіусу. До плоских суглобів відносять дуговідрощаті, зап'ястнково-п'ясткові суглоби II-V пальців, крижово-клубовий, міжгомілковий суглоби.
2. Кулястий суглоб, articulatio spheroidea - також не зовсім відповідає своїй назві, так як його поверхні в різних ділянках мають неоднакову кривизну. Кулястими є суглоб головки ребра, плечовий, плечопроменевий суглоби.
3. Чашоподібний суглоб, articulatio cotylica - являє собою різновид кулястого. Є тільки один такий суглоб - кульшовий.
4. Еліпсоїдний суглоб, articulatio ellipsoidea - поверхні його можна порівняти з шматком яєчної шкаралупи. До даного виду відносяться ключично- акроміальний, променевозап'ястковий суглоби. Еліпсоїдні поверхні, як і сфероїдні, або увігнуті, або випуклі у всіх напрямках.
5. Сідлоподібний суглоб, articulatio sellaris - має протилежну властивість, суглобові поверхні в одному напрямку випуклі, а в протилежному - увігнуті. Сідлоподібним є грудино-ключичний, зап'ястково-п'ястковий суглоб I пальця, п'яткової-кубовидний суглоб.
6. Виростковий суглоб, articulatio condylaris - з'єднання, при якому одна кістка зчленується з іншого за допомогою двох роздільних поверхонь. Кожна з цих суглобових поверхонь носить назву виростків, незалежно від того, є вона опуклою або увігнутою. До виросткових суглобів відносять колінний.
7. Блокоподібний суглоб, ginglymus - суглоб з циліндричними суглобовими поверхнями. Вісь опуклої суглобової поверхні перпендикулярна осі самої кістки, а блок має невеликий гребінець, який направляє його рух. Такими є міжфалангові суглоби, плечо-ліктьовий і гомілковостопний.
8. Циліндричний суглоб, articulatio trochoidea - вісь опуклої суглобової поверхні йде в напрямку поздовжньої осі самої кістки, а не перпендикулярно їй, як в блокоподібного суглоба. До них відносять атланто-осьовий, реберно- поперечний, промене-ліктьовий і підтаранний суглоби.
За кількістю осей, навколо яких можливі рухи, розрізняють:
- одноосьовий суглоб — рухи відбуваються навколо 1-ї осі (блокоподібний, циліндричний за формою);
- двоосьовий суглоб — рухи відбуваються навколо 2-х осей (еліпсоїдний, сідлоподібний або виростковий за формою);
- триосьовий (багатоосьовий) суглоб - рухи відбуваються навколо 3-х осей (плоский, кулястий або чашеподібний).
План вивчення суглоба на практичному занятті:
1. Назва суглоба (укр. і лат.).
2. Основні елементи суглоба:
а) на скелеті показати суглобові поверхні;
б) на вологих препаратах показати суглобовий хрящ, суглобову капсулу.
3. Допоміжні елементи суглоба:
а) на скелеті прослідкувати напрямок зв'язок між кістковими виступами;
б) на вологих препаратах показати суглобовий диск, меніск, суглобову губу, зв'язки.
4. Тип суглоба.
5. Форма суглоба.
6. Функція суглоба (продемонструвати на скелеті і на живій людині (можна на собі), які рухи навколо яких осей і в яких площинах відбуваються).
Можливі рухи: згинання (flexio) і розгинання (extensio) — переважно навколо фронтальної осі у сагітальній площині; відведення (abductio) і приведення (adductio) — переважно навколо сагітальної осі у фронтальній площині; обертання (rotаtio) — переважно навколо вертикальної осі у горизонтальній площині.
Скронево-нижньощелепний суглоб (articulation temporomandibulаris).
Особливості основних елементів: суглобовими поверхнями є нижньощелепна ямка та головка нижньої щелепи (мал. 1.6). Допоміжні елементи:
— суглобовий диск, який розділяє суглобову порожнину на два поверхи (верхній та нижній);
— внутрішньокапсульні зв'язки (дискоскроневі та диско-нижньощелепні);
— позакапсульні зв'язки:
а) латеральна зв'язка (ligamentum laterale) — йде від виличної дуги до шийки нижньої щелепи;
б) шило-нижньощелепна зв'язка (ligamentum stylomandibulare) — між шилоподібним відростком і кутом нижньої щелепи;
в) клино-нижньощелепна зв'язка (ligamentum spheno-mandibulare) — між великим крилом клиноподібної кістки і кутом нижньої щелепи.
Тип суглоба — комбінований. За формою суглоб виростковий. Функція:
— у фронтальній площині відбуваються вертикальні рухи (опускання та піднімання нижньої щелепи);
— у сагітальній площині відбуваються сагітальні рухи (зміщення нижньої щелепи вперед і назад);
— у горизонтальній площині відбуваються трансверзальні рухи (зміщення нижньої щелепи вправо та вліво).
Мал. 1.6 Будова скронево-нижньощелепного суглоба:
1 - суглобовий горбок; 2 - нижньощелепна ямка; 3 - суглобовий диск; 4 - головка нижньої щелепи.
Вікові особливості будови скронево-нижньощелепного суглоба. У новонародженого головка нижньої щелепи округлої форми, має практично однакові медіо-латеральний і передньо-задній розміри. З віком вона поступово витягується в поперечному напрямку. З моменту прорізування молочних зубів і до 2 років відбувається збільшення головки, після чого її розміри стабілізуються. Стабілізація триває до 6 років: з появою першого постійного зуба розміри голівки знову збільшуються.
У новонародженого не виражений нахил головки вперед: з віком головка нахиляється вперед щодо шийки суглобового відростка. У грудному віці нижня щелепа займає дистальне положення. З прорізуванням молочних молярів і збільшенням висоти прикусу відбувається подальше переміщення суглобової головки вперед.
У новонародженого головка покрита товстим шаром волокнистої сполучної тканини, а у дорослих - волокнистим хрящем, який з віком стоншується.
У новонародженого суглобовий горбок відсутній, він тільки намічається попереду нижньощелепної ямки. Ззаду є добре виражений позасуглобовий конус, що захищає барабанну частина середнього вуха від тиску суглобової головки. З прорізуванням молочних зубів розміри суглобового горбика збільшуються. У віці 6-7 років він вже добре розвинений. З розвитком суглобового горбика позасуглобовий конус атрофується.
У новонародженого нижньощелепна ямка практично плоска, округлої форми. Вона функціонує повністю, а товщина її кістки трохи перевищує 2 мм. Надалі глибина нижньощелепної ямки збільшується, вона витягується в поперечному напрямку, набуваючи еліпсоподібної форми, що відповідає змінам головки нижньої щелепи. Суглобова поверхня покрита волокнистим хрящем.
Суглобовий диск новонародженого - м'який прошарок округлої форми, увігнутий знизу і опуклий зверху з ледь видимими потовщеннями попереду і ззаду. Складається з колагенових волокон. Паралельно формуванню кісткових утворень суглоба формується і диск, поступово набуває переднє і заднє потовщення і тонку центральну частину, що спрямоване на забезпечення конгруентності суглобових поверхонь.
Розрізняють 4 зони диска: передній полюс, проміжну зону, задній полюс, біламінарну зону (розташована між заднім полюсом диска і капсулою суглоба і представлена двома зв'язками, між якими знаходиться нервово- судинна зона). В області біламінарної зони синовіальна оболонка капсули утворює ворсини, що є ділянками інтероцепції. У новонародженого ворсини відсутні, невелика їх кількість з'являється в 1-2 роки і збільшується до 3-6 років життя. У 16-18 років їх вже велика кількість. У міру старіння організму відбувається інволюція ворсин.