Наиболее объемной составной частью кости является промежуточное (основное) вещество, представляющее продукт остеобластов. На шлифах или тонких срезах под микроскопом можно различить в декальцинированной кости полости, соединенные друг с другом тонкими многочисленными каналами. В этих полостях и залегают костные клетки - остеоциты. Полости имеют длину 20-50 мкм, ширину 8-15 мкм, толщину 5 - 9 мкм (рис. 30, А). Остеобластов в растущей кости очень много, особенно под надкостницей и в области эпифизарного хряща. У взрослого, когда рост костей закончен, эти клетки встречаются только в участках восстановления костной ткани (например, при переломах и трещинах костей). Остеобласты по мере их замуровывания промежуточным веществом кости превращаются в остеоциты (костные клетки), которые залегают в указанных выше полостях (рис. 30, Б). Третий вид костных клеток называется остеокластами. Они способны разрушить путем выделения ферментов, растворяющих коллагеновые волокна и минеральные соли, обызвествленный хрящ и промежуточное вещество кости.
30. Строение костной ткани.
А - гистологический срез: 1 - костные клетки; 2 - циркулярные пластинки промежуточного вещества; 3 - гаверсов канал для прохождения кровеносного сосуда; Б - шлиф костной ткани: 1 - костные клетки; 2- промежуточное костное вещество; 3 - гаверсов канал.
Таким образом, в каждой кости в различные возрастные периоды имеется определенное количественное сочетание клеточных элементов: остеобластов, остеоцитов и остеокластов, которые создают новое костное вещество, разрушают старое и обеспечивают стабильность обмена кости.
Промежуточное вещество состоит из коллагеновых волокон (органическое) и минеральных солей (неорганическое), которые пропитывают пучки коллагеновых волокон. При сочетании органических и неорганических веществ создается упругая и твердая конструкция.
В костях различают компактное (substantia compacta) и губчатое (substantia spongiosa) вещества. Компактное вещество покрывает кость снаружи в виде плотной и на разрезе блестящей пластинки; из него же построены диафизы трубчатых костей. Основную массу кости составляет промежуточное вещество, которое снаружи и с внутренней стороны образует циркулярные общие (генеральные) пластинки, лежащие в несколько рядов, а между ними залегают остеоны (рис. 31). Остеон представляет 4-20 трубок промежуточного вещества, вставленных одна в другую. В центре остеона имеется канал диаметром 10-110 мкм, по которому проходит кровеносный капилляр.
31. Схема остеона (по Brans).
1 - костные клетки; 2 - промежуточное вещество; 3 - гаверсов канал.
Длинником остеоны ориентированы перпендикулярно к плоскости давления. На тонких шлифах в поляризационном освещении видна различная степень преломления света в костных трубках, формирующих остеон. Это обусловлено тем, что волокна оссеина в каждой трубке имеют различное направление. Остеоны не соприкасаются друг с другом. Между ними имеются вставочные пластинки, которые объединяют в единое целое все остеоны. Каждая кость содержит огромное число остеонов. В бедренной кости их насчитывается около 3200. Если считать, что в среднем каждый остеон состоит из 12 трубок, то в диафизе бедра их будет 384 000, вставленных одна в другую. Поэтому при подобной архитектуре бедренная кость выдерживает нагрузку от 750 до 2500 кг. Архитектурные особенности строения кости при сравнительно небольшой затрате материала обеспечивают наибольшую ее прочность. Число, толщина и форма (круглая, овальная, неправильная) трубок остеона могут перестраиваться под влиянием работы мышц, сил давления и растяжения или других факторов, связанных с профессией, условиями питания, обмена веществ в норме и при патологии. Перестройка архитектуры остеонов будет отражаться и на прочности костей. Чем обусловлен такой большой запас прочности костной ткани? В процессе жизни человека кости иногда испытывают и довольно большие нагрузки, например при прыжках с разбега или высоты, сотрясении или ускорении, при которых нагрузки на кость возрастают в несколько раз.
Губчатое вещество кости построено из костных тонких перекладин, своими краями располагающихся перпендикулярно линиям сжатия и растяжения. Эти перекладины образуют друг с другом столбики, перекрещивающиеся под углом 90° (рис. 32, А, Б, В), и под углом 45е пересекают длинную ось кости. Перекладины ориентированы одним концом по направлению сил давления, а другим опираются на компактное вещество кости. В результате этого происходит разложение сил на две составные, являющиеся сторонами параллелограмма сил, по диагонали которого происходит распространение усилия равномерно на стенки трубчатой кости из любой точки суставной поверхности.
33. Схема распространения сил давления по пластинкам губчатого вещества нижней конечности (по Tittel)
Линии, по которым ориентируются костные пластинки в губчатом веществе, продолжаются из бедренной кости в большеберцовую и далее на стопу. Здесь костные пластинки ориентированы по линиям, имеющим форму арок, концами опирающихся в пяточную кость и фаланги пальцев, а в выпуклую часть этих арок упираются балки голени (рис. 32а, 33).
На примере строения костной ткани хорошо видны взаимоотношения структуры и функции. Это особенно легко заметить в тех случаях, когда нарушается или изменяется функция движения. При этом происходит существенная перестройка архитектуры компактного и губчатого вещества. При уменьшении нагрузки на кость часть костных пластинок атрофируется и архитектурно перестраивается и, наоборот, увеличение нагрузки на кость оказывает формирующее влияние.
32. Архитектура губчатого вещества трубчатой кости.
А - распил проксимального конца бедренной кости; Б - схема расположения балок губчатого вещества бедренной кости; В - горизонтальный распил грудного позвонка.
32а. Рентгенограмма стопы.
1 - медиальная клиновидная кость; 2 - ладьевидная кость; 3 - таранная кость; 4 - большеберцовая кость; 5 - пяточная кость; 6 - кубовидная кость; 7 - кости предплюсны; 8 - фаланги.
Одним из важнейших актов приспособления организма к окружающей среде является движение. Оно осуществляется системой органов, к которым относятся кости, их соединения и мышцы, вместе составляющие аппарат движения. Все кости, соединенные между собой с помощью соединительной, хрящевой и костной ткани, в совокупности составляют скелет. Скелет и его соединения являются пассивной частью аппарата движения, а прикрепленные к костям скелетные мышцы - его активной частью.
Учение о костях носит название остеологии , учение о соединениях костей - артрологии , о мышцах - миологии .
Скелет (skeleton) взрослого человека составляет более 200 соединенных между собой костей (рис. 23); он образует твердую основу тела.
Значение скелета велико. От особенностей его строения зависит не только форма всего тела, но и внутреннее строение организма. Скелету присущи две основные функции: механическая и биологическая . Проявлениями механической функции являются опора, защита, движение. Опорная функция осуществляется прикреплением мягких тканей и органов к разным частям скелета. Защитная функция достигается путем образования некоторыми частями скелета полостей, в которых размещены жизненно важные органы. Так, в полости черепа находится, головной мозг, в грудной полости расположены легкие и сердце, в полости таза - мочеполовые органы.
Функция движения обусловлена подвижным соединением большинства костей, выполняющих роль рычагов и приводимых в движение мышцами.
Проявлением биологической функции скелета является его участие в обмене веществ, особенно минеральных солей (преимущественно кальция и фосфора), и участие в кроветворении.
Скелет человека делится на четыре главных отдела: скелет туловища, скелет верхних конечностей, скелет нижних конечностей и скелет головы - череп.
Строение костей
Каждая кость (os) представляет собой самостоятельный орган, имеющий сложное строение. Основу кости составляет компактное и губчатое (трабекулярное) вещество. Снаружи кость покрыта периостом (надкостница). Исключение составляют суставные поверхности костей, которые не имеют надкостницы, а покрыты хрящом. Внутри кости содержится костный мозг. Кости, как все органы, снабжены сосудами и нервами.
Компактное вещество (substantia compacta) составляет наружный слой всех костей (рис. 24) и представляет собой плотное образование. Оно состоит из строго ориентированных, обычно параллельно расположенных костных пластинок. В компактном веществе многих костей костные пластинки образуют остеоны. Каждый остеон (см. рис. 8) включает от 5 до 20 концентрически расположенных костных пластинок. Они напоминают собой вставленные друг в друга цилиндры. Костная пластинка состоит из обызвествленного межклеточного вещества и клеток (остеоцитов). В центре остеона имеется канал, в нем проходят сосуды. Между соседними остеонами расположены вставочные костные пластинки. В поверхностном слое компактного вещества, под надкостницей, находятся наружные генеральные, или общие, костные пластинки, а во внутреннем его слое со стороны костномозговой полости - внутренние генеральные костныe пластинки. Вставочные и генеральные пластинки не входят в состав остеонов. В наружных общих пластинках имеются прободающие их каналы, по которым из надкостницы внутрь кости проходят сосуды. В разных костях и даже в различных отделах одной кости толщина компактного вещества неодинакова.
Губчатое вещество (substantia spongiosa) расположено под компактным веществом и имеет вид тонких костных перекладин, которые переплетаются в разных направлениях и образуют своеобразные сети. Основу этих перекладин составляет пластинчатая костная ткань. Перекладины губчатого вещества расположены в определенном порядке. Их направление соответствует действию на кость сил сжатия и растяжения. Сила сжатия обусловлена давлением на кость веса тела человека. Сила растяжения зависит от активной тяги мышц, воздействующей на кость. Поскольку обе силы действуют на 1 кость одновременно, перекладины губчатого вещества образуют единую балочную систему, обеспечивающую равномерное разложение этих сил на всю кость.
Периост (надкостница) (periosteum) представляет собой тонкую, но достаточно прочную соединительнотканную пластинку (рис. 25). Она состоит из двух слоев: внутреннего и наружного (волокнистого). Внутренний (камбиальный) слой представлен рыхлой волокнистой соединительной тканью с большим количеством коллагеновых и эластических волокон. В нем проходят сосуды и нервы, а также находятся костеобразующие клетки - остеобласты. Наружный (волокнистый) слой состоит из плотной соединительной ткани. Надкостница участвует в питании кости: из нее через отверстия в компактном веществе проникают сосуды. За счет надкостницы развивающаяся кость растет в толщину. При переломах кости остеобласты надкостницы активизируются и участвуют в формировании новой костной ткани (на месте перелома образуется костная мозоль). Надкостница плотно сращена с костью посредством пучков коллагеновых волокон, проникающих из надкостницы в кость.
Костный мозг (medulla ossium) является кроветворным органом, а также депо питательных веществ. Он находится в костных ячейках губчатого вещества всех костей (между костными перекладинами) и в каналах трубчатых костей. Различают два вида костного мозга: красный и желтый.
Красный костный мозг - нежная ретикулярная ткань, рогатая кровеносными сосудами и нервами, в петлях которой находятся кроветворные элементы и зрелые клетки крови, а также клетки костной ткани, участвующие в процессе костеобразования. Созревшие клетки крови по мере образования проникают в кровяное русло через стенки расположенных в костном мозге сравнительно широких кровеносных капилляров со щелевидными порами (они называются синусоидными капиллярами).
Желтый костный мозг состоит главным образом из жировой ткани, определяющей его цвет. В период роста и развития организма в костях преобладает красный костный мозг, с возрастом он частично замещается желтым. У взрослого человека красный костный мозг находится в губчатом веществе, а желтый - в каналах трубчатых костей.
По современным представлениям, красный костный мозг, а также вилочковая железа считаются центральными органами кроветворения (и иммунологической защиты). В красном костном мозге из кроветворных клеток образуются эритроциты, гранулоциты (зернистые лейкоциты), кровяные пластинки (тромбоциты), а также В-лимфоциты и предшественники Т-лимфоцитов. Предшественники Т-лимфоцитов с током крови поступают в вилочковую железу, где превращаются в Т-лимфоциты. В- и Т-лимфоциты из красного костного мозга и вилочковой железы поступают в периферические органы кроветворения (лимфатические узлы, селезенка), в которых происходят их размножение и превращение под влиянием антигенов в активные клетки, участвующие в защитных реакциях.
Химический состав костей . В состав костей входят вода, органические и неорганические вещества. Органические вещества (оссеин и др.) обусловливают эластичность кости, а неорганические (главным образом соли кальция) - ее твердость. Сочетание этих двух видов веществ определяет прочность и упругость костей. Соотношение органических и неорганических веществ в костях изменяется с возрастом, что отражается на их свойствах. Так, в старости содержание органических веществ в костях уменьшается, а неорганических увеличивается. Вследствие этого кости становятся более хрупкими и легче подвергаются переломам.
Развитие костей
Кости развиваются из эмбриональной соединительной ткани - мезенхимы, являющейся производным среднего зародышевого листка - Мезодермы. В своем развитии они проходят три стадии: 1) соединительнотканную (перепончатую), 2) хрящевую, 3) костную. Исключение составляют ключица, кости крыши черепа и большая часть костей лицевого отдела черепа, которые в своем развитии минуют хрящевую стадию. Кости, проходящие две стадии развития, называются первичными, а три стадии - вторичными.
Процесс окостенения (рис. 26) может протекать по-разному: эндесмально, энхондрально, перихондрально, периостально.
Эндесмальное окостенение происходит в соединительнотканной закладке будущей кости благодаря действию остеобластов. В центре закладки появляется ядро окостенения, от которого процесс окостенения лучеобразно распространяется по всей плоскости кости. При этом поверхностные слои соединительной ткани сохраняются в виде периоста (надкостницы). В такой кости можно обнаружить местоположение этого первичного ядра окостенения в виде бугра (например, бугор теменной кости).
Энхондральное окостенение возникает в толще хрящевой закладки будущей кости в виде очага окостенения, причем хрящевая ткань предварительно обызвествляется и не замещается костной, а разрушается. Процесс распространяется от центра к периферии и приводит к образованию губчатого вещества. Если аналогичный процесс идет наоборот, от наружной поверхности хрящевого зачатка кости к центру, то он носит название перихондрального окостенения, при этом активная роль принадлежит остеобластам надхрящницы.
Как только закончится процесс окостенения хрящевой закладки кости, дальнейшее отложение костной ткани по периферии и рост ее в толщину осуществляются за счет периоста (периостальное окостенение).
Процесс окостенения хрящевых закладок некоторых костей начинается в конце 2-го месяца внутриутробной жизни, а полностью во всех костях он завершается лишь к концу второго десятилетия жизни человека. Следует заметить, что разные части костей окостеневают неодновременно. Позже других хрящевая ткань замещается костной в области метафизов трубчатых костей, где происходит рост костей в длину, а также в местах прикрепления мышц и связок.
Форма костей
По форме различают длинные, короткие, плоские и смешанные кости. Длинные и короткие кости в зависимости от внутреннего строения, а также особенностей развития (процесс окостенения) можно подразделить на трубчатые (длинные и короткие) и губчатые (длинные, короткие и сесамовидные).
Трубчатые кости построены из компактного и губчатого вещества и имеют костномозговую полость (канал). Из них длинные являются рычагами движения и составляют скелет проксимальных и средних отделов конечностей (плечо, предплечье, бедро, голень). В каждой длинной трубчатой кости различают среднюю часть - диафиз , или тело, и два конца - эпифизы (участки кости между диафизом и эпифизами называются метафизами ). Короткие трубчатые кости также являются рычагами движения, составляя скелет дистальных участков конечностей (пясть, плюсна, пальцы). В отличие от длинных трубчатых костей они являются моноэпифизарными костями - только один из эпифизов у них имеет собственное ядро окостенения, а второй эпифиз (основание кости) окостеневает за счет распространения этого процесса с тела кости.
Губчатые кости имеют преимущественно губчатое строение и снаружи покрыты тонким слоем компактного вещества (не имеют внутри канала). К длинным губчатым костям относят ребра и грудину, а к коротким - позвонки, кости запястья и др. В эту группу могут быть включены и сесамовидные кости, развивающиеся в сухожилиях мышц около некоторых суставов.
Плоские кости состоят из тонкого слоя губчатого вещества, расположенного между двумя пластинками компактного вещества. К ним относят часть костей черепа, а также лопатки и тазовые кости.
Смешанные кости - это кости, длившиеся из нескольких частей, имеющие разную форму и развитие (кости основания черепа).
Соединения костей
Соединения костей подразделяются на две основные группы: непрерывные соединения - синартрозы и прерывные соединения - диартрозы (рис. 27).
Синартрозы - это соединения костей посредством сплошного слоя ткани, занимающего полностью промежутки между костями или их частями. Эти соединения, как правило, малоподвижны и встречаются там, где угол смещения одной кости по отношению к другой невелик. В некоторых синартрозах подвижность отсутствует. В зависимости от ткани, соединяющей кости, все синартрозы подразделяются на три вида: синдесмозы, синхондрозы и синостозы.
Синдесмозы , или фиброзные соединения, - это непрерывные соединения с помощью волокнистой соединительной ткани. Наиболее распространенной разновидностью синдесмоза являются связки. К синдесмозам относятся также мембраны (перепонки) и швы. Связки и мембраны обычно построены из плотной соединительной ткани и представляют собой прочные фиброзные образования. Швы - сравнительно тонкие прослойки соединительной ткани, посредством которых соединяются между собой почти все кости черепа.
Синхондрозы , или хрящевые соединения, - соединения костей с помощью хряща. Это упругие сращения, которые с одной стороны допускают подвижность, а с другой - амортизируют при движениях толчки.
Синостозы - неподвижные соединения с помощью костной ткани. Примером такого соединения является сращение крестцовых позвонков в монолитную кость - крестец.
На протяжении жизни человека один вид непрерывного соединения может замещаться другим. Так, некоторые синдесмозы и синхондрозы подвергаются окостенению. С возрастом, например, происходит окостенение швов между костями черепа; синхондрозы, имеющиеся в детском возрасте между крестцовыми позвонками, переходят в синостозы и т. д.
Между синартозами и диартрозами есть переходная форма - гемиартроз (полусустав). В этом случае в центре хряща, соединяющего кости, имеется узкая щель. К гемиартрозам относится лобковый симфиз - соединение между лобковыми костями.
Диартрозы , или суставы (цолостные, или синовиальные соединения), - прерывные подвижные соединения, для которых характерно наличие четырех основных элементов: суставной капсулы, суставной полости, синовиальной жидкости и суставных поверхностей (рис. 28). Суставы (articulationes) являются наиболее распространенным видом соединения в скелете человека; в них совершаются точные дозированные движения по определенным направлениям.
Суставная капсула окружает суставную полость и обеспечивает ее герметичность. Она состоит из наружной - фиброзной и внутренней - синовиальной мембран. Фиброзная мембрана срастается с периостом (надкостницей) сочленяющихся костей, а синовиальная мембрана - с краями суставных хрящей. Синовиальная мембрана изнутри выстлана эндотелиальными клетками, что обусловливает ее гладкость и блестящий оттенок.
В некоторых суставах фиброзная мембрана капсулы местами истончается, а синовиальная мембрана образует в этих местах выпячивание, которые называют синовиальными сумками, или бурсами. Они, как правило, расположены вблизи суставов под мышцами или их сухожилиями.
Суставная полость - это щель, ограниченная суставными поверхностями и синовиальной оболочкой, герметически изолированная от тканей, окружающих сустав. Давление в полости сустава отрицательное, что способствует сближению суставных поверхностей.
Синовиальная жидкость (синовия) является продуктом обмена синовиальной мембраны и суставных хрящей. Это прозрачная, клейкая жидкость, по своему составу напоминающая плазму крови. Она заполняет суставную полость, увлажняет и смазывает суставные поверхности костей, что снижает трение между ними и способствует их лучшему сцеплению.
Суставные поверхности костей покрыты хрящом. Благодаря наличию суставных хрящей сочленяющиеся поверхности более гладкие, что способствует лучшему скольжению, а эластичность хрящей смягчает возможные толчки при движениях.
Суставные поверхности по форме сравнивают с геометрическими фигурами и рассматривают как поверхности, получившиеся от вращения прямой или кривой линии вокруг условной оси. При вращении прямой линии вокруг параллельной оси получается цилиндр, а при вращении кривой линии в зависимости от формы кривизны образуется шар, эллипс или блок и т. д. По форме суставных поверхностей различают шаровидные, эллипсовидные, цилиндрические, блоковидные, седловидные, плоские и другие суставы (рис. 29). Во многих суставах одна суставная поверхность имеет форму головки, а другая - форму впадины. Размах движений в суставе зависит от разности длины дуги головки и дуги впадины: чем больше разница, тем больше объем движений. Суставные поверхности, соответствующие друг другу, называются конгруэнтными.
В некоторых суставах, помимо основных элементов, имеются дополнительные: суставные губы, суставные диски и мениски, суставные связки.
Суставная губа состоит из хряща, располагается в виде ободка вокруг суставной впадины, чем увеличивает ее размер. Суставную губу имеют плечевой и тазобедренный суставы.
Суставные диски и мениски построены из волокнистого хряща. Расположенные в дубликатуре синовиальной оболочки они внедряются в полость сустава. Суставной диск при этом делит полость сустава на два не сообщающихся между собой отдела; мениск полость сустава полностью не разделяет. По своей наружной окружности диски и мениски сращены с фиброзной мембраной капсулы. Диск имеется в височно-нижнечелюстном суставе, а мениски - в коленном суставе. Благодаря суставному диску изменяются объем и направление движений в суставе.
Суставные связки делятся на внутрикапсульные и вне- капсульные. Внутрикапсульные связки, покрытые синовиальной мембраной, находятся внутри сустава и прикрепляются к сочленяющимся костям. Внекапсульные связки укрепляют суставную капсулу. Одновременно они влияют на характер движений в суставе: способствуют движению кости в определенном направлении и могут ограничивать размах движений. Помимо связок, в укреплении суставов участвуют мышцы.
В связках и капсулах суставов имеется большое количество чувствительных нервных окончаний (проприорецепторов), которые воспринимают раздражения, вызванные изменением натяжения связок и капсулы при движении суставов.
Для определения характера движений в суставах проводят условно три взаимно перпендикулярные оси: фронтальную, сагиттальную и вертикальную. Вокруг фронтальной оси совершаются сгибание (flexio) и разгибание (extensio), вокруг сагиттальной - отведение (abductio) и приведение (adductio), а вокруг вертикальной - вращение (rotatio). В некоторых суставах возможно также круговое движение (circumductio), при котором кость описывает конус.
В зависимости от количества осей, вокруг которых может происходить движение, суставы делятся на одноосные, двухосные и трехосные. К одноосным суставам относятся цилиндрические и блоковидные, к двуосным - эллипсовидные и седловидные, к трехосным - шаровидные. В трехосных суставах возможен, как правило, большой размах движений.
Плоские суставы отличаются малой подвижностью, имеющей характер скольжения. Суставные поверхности плоских суставов рассматривают как отрезки шара, имеющего большой радиус.
В зависимости от количества сочленяющихся костей суставы делятся на простые, в которых соединяются две кости, и сложные, в которых соединяется больше двух костей. Суставы, анатомически обособленные друг от друга, но движения в которых могут происходить только одновременно, называются комбинированными. Примером таких суставов являются два височно-нижнечелюстных сустава.
При внешнем осмотре кость имеет желтую окраску, концы покрыты хрящом бело-голубого цвета. Снаружи каждая кость, кроме суставных поверхностей, имеет надкостницу, т. е. соединительно-тканную оболочку.
Различие условий, в которых развивается кость, внутреннего строения и выполняемых функций – все это обусловливает многообразие форм костей.
Трубчатые кости, длинные и короткие, в них различают вытянутую цилиндрическую часть, называемую телом, или диафизом. На каждом конце тела (диафиза) находится эпифиз. Эпифизов соответственно два. На разрезе (распиле) в области диафиза видна полость, у взрослых заполненная желтым костным мозгом. У плодов и новорожденных костная полость отсутствует, и в диафизе имеется красный костный мозг.
Стенка образована твердым веществом кости. Эпифизарные концы более массивны, чем диафиз, и образованы губчатым веществом, в ячейках которого находится красный костный мозг. Трубчатые кости в основном составляют скелет конечностей, обеспечивая обширные движения.
Губчатые кости покрыты снаружи тонкой пластинкой твердого вещества, а внутри заполнены пластинками губчатого вещества. Костно-мозговой полости, как у трубчатых костей, они не имеют. Красный костный мозг располагается в мелких губчатых ячейках, разделенных костными балками, ориентированными по направлению действующей на данную кость силы.
Переломы при остеопорозе происходят в местах, где находится губчатая ткань, а это оконечные части трубчатых костей, позвонки, мелкие кости запястья и тазовая кость. Губчатая кость особенно подвержена остеопорозу.
Плоские кости имеют хорошо развитые компактные наружные пластинки, а между ними незначительную прослойку губчатого вещества.
Пневматизированные (воздухоносные) кости имеют пазухи, сообщающиеся с полостью носа, а ячейки сосцевидного отростка сообщаются с барабанной полостью.
Плоские кости черепа, позвоночника, грудины, лопаток, ребер, таза вмещают костный мозг, несущий кроветворную и иммунную функции. Кость участвует в обмене – когда нужно, организм высасывает из нее минеральные вещества (чаще всего при стрессе), а потом не всегда отдает. Кости черепа работают, как насосы, распределяя ликвор по черепу и спинно-мозговому каналу. Кости имеют различные свойства: в решетчатой и лобной костях есть лабиринты, при помощи которых согревается воздух. Кости, особенно лабиринты височных костей, могут быть резонаторами, помогая принять сигнал опасности.
В кости различают 3 вида клеток: остеобласты, остеоциты и остеокласты.
Остеобласты (о них мы уже упоминали) – молодые костные клетки. Они обладают высокими энергетическими возможностями, могут выделять много различных ферментов и располагаются в виде балок в точках окостенения в поверхностных слоях кости. Постепенно балки разрастаются во всех направлениях, образуя ячеистую сеть, в ячейках которой заключены кровеносные сосуды и клетки костного мозга. Остеобласты производят белки и межклеточное вещество, которое потом пропитывается солями кальция.
Так сами они оказываются замурованными в костном веществе и превращаются в остеоциты.
Остеоцит – зрелая костная клетка. Остеоциты располагаются в ячейках костной сети в окружении тканевой жидкости, за счет которой осуществляются их питание и очистка. Остеокласты – крупные многоядерные клетки. Остеокласты разрушают кости и хрящи в процессе обновления костной ткани. Они имеют многочисленные выросты, и это увеличивает площадь соприкосновения остеокластов с костью.
Наружным слоем кости является компактное вещество, имеющее вид плотной, а на разрезе блестящей пластинки. Из компактного вещества построены тела трубчатых костей. Основу компактного вещества составляет промежуточное вещество, в котором расположены остеоны – структурные единицы кости. Что это такое? Остеон представляет собой от 4 до 20 трубок промежуточного вещества, вставленных одна в другую. В центре остеона имеется канал диаметром 10-110 мкм, по которому проходит кровеносный капилляр. Длинником своим остеоны ориентированы перпендикулярно к плоскости давления. Остеоны не соприкасаются друг с другом, между ними имеются вставочные пластинки, которые и объединяют остеоны в единое целое.
Каждая кость содержит огромное число остеонов. В бедренной кости их насчитывается около 3200. Если считать, что в среднем каждый остеон состоит из 12 трубок, то в диафизе бедра их будет 384 000, вставленных одна в другую. Поэтому при подобной архитектуре бедренная кость выдерживает нагрузку от 750 до 2500 кг.
Особенности строения кости при сравнительно небольшой затрате материала обеспечивают наибольшую ее прочность. Число, толщина и форма (круглая, овальная, неправильная) трубок остеона могут изменяться под влиянием работы мышц, сил давления и растяжения или других факторов, связанных с профессией, условиями питания, обмена веществ. Перестройка остеонов будет отражаться и на прочности костей. Чем обусловлен такой запас прочности костной ткани, должно быть понятно: кости иногда испытывают довольно большие нагрузки, например при прыжках с разбега или с высоты.
Губчатое вещество находится под компактным и построено из костных тонких перекладин, своими краями располагающихся перпендикулярно линиям сжатия и растяжения. Эти перекладины образуют друг с другом столбики, перекрещивающиеся под углом 90°, и под углом 45° пересекают длинную ось кости. Перекладины ориентированы одним концом по направлению сил давления, а другим опираются на компактное вещество кости. В результате этого происходит разложение сил на две составные, являющиеся сторонами параллелограмма силы, по диагонали которого происходит распространение усилия равномерно на стенки трубчатой кости из любой суставной поверхности.
Наиболее объемной частью кости является промежуточное (основное) вещество, представляющее продукт остеобластов.
Остеобластов в растущей кости очень много, особенно под надкостницей и в области эпифизарного хряща. У взрослого человека, когда рост костей закончен, эти клетки встречаются только в участках восстановления костной ткани (при переломах и трещинах костей). Таким образом, в каждой кости в различные возрастные периоды имеется определенное количественное сочетание клеточных элементов: остеобластов, остеоцитов и остеокластов, которые создают новое костное вещество, разрушают старое и обеспечивают стабильность обмена кости.
Промежуточное вещество состоит из коллагеновых волокон (органическое) и минеральных солей (неорганическое), которые пропитывают пучки коллагеновых волокон. При сочетании органических и неорганических веществ создается упругая и твердая конструкция.
На примере строения костной ткани хорошо видны взаимоотношения структуры и функции. Это особенно легко заметить, когда нарушается или изменяется функция движения. При этом происходит существенная перестройка архитектуры компактного и губчатого вещества. При уменьшении нагрузки на кость часть костных пластинок атрофируется и архитектурно перестраивается и, наоборот, увеличение нагрузки на кость оказывает формирующее влияние.
Ну что, худенькие женщины, теперь понятно, почему вам показаны занятия атлетической гимнастикой? Костям не хватает весовой нагрузки, чтобы быть крепкими. Есть такой термин в медицине – «риск развития заболевания». При остеопорозе существует длинный перечень того, что повышает вероятность этого заболевания. Мы с вами по возможности рассмотрим, как же именно тот или иной фактор может вызывать возникновение остеопороза, чтобы вы потом сами могли решать, насколько для вас все это существенно. Сознательный подход возможен, когда есть понимание сути, а нам сейчас требуется именно такой подход.
Надкостница – наружная поверхность кости (за исключением суставных поверхностей и мест прикрепления сухожилий), представляет собой тонкую (100-200 мкм) пластинку. Надкостница плотно крепится к кости благодаря наличию специальных волокон, перпендикулярно проникающих в компактное вещество кости. Надкостница состоит из двух слоев – наружного и внутреннего. В наружном слое много коллагеновых волокон, среди них располагаются нервы, сплетения мелких артерий, вен, лимфатических сосудов. Кровеносные сосуды придают надкостнице розовый оттенок. Волокнистый слой надкостницы прилежит к кости и содержит остеобласты, которые при росте кости в толщину образуют общие (генеральный) наружные пластинки промежуточного вещества.
В состав живой кости взрослого человека входит воды 50 %, жира 15,75 %, оссеина (коллагеновых волокон) 12,4 %, неорганических веществ 21,85 %. Высушенная кость состоит на 1/3 из органического и на 2/3 из неорганического вещества. Неорганические вещества – это различные соли (фосфат извести – 60 %, карбонат извести – 5,9 %, сульфат магния – 1,4 %). Кроме того, в костях имеются различные химические элементы. Минеральные соли легко растворяются в слабом растворе соляной или азотной кислоты. Этот процесс называется декальцинацией. После такой обработки в костях остается только органическое вещество, сохраняющее форму кости. Оно пористо и эластично, как губка. При удалении органических веществ путем сжигания кость также сохраняет первоначальную форму, но становится хрупкой и легко крошится. Только сочетание органических и неорганических веществ делает кость твердой и упругой. Ее прочность значительно возрастает благодаря сложной архитектуре компактного и губчатого вещества.
Кости обладают пластичностью, легко перестраиваются под действием тренировок (лучше всего умеренных и регулярных), что проявляется в изменении количества остеонов и толщины костных пластинок. Перестройка кости происходит за счет образования новых костных клеток и межклеточного вещества на фоне разрушения кости остеокластами. Недостаток нагрузки ведет к ослаблению и истончению кости. Кость становится крупноячеистой и частично рассасывается – это и есть остеопороз.
А сейчас коротко повторим технологию реконструкции костной ткани. Разрушают кость остеокласты, делают они это по запросу организма, когда ему требуется дополнительное количество кальция. Остеокласты выделяют специальное вещество (кислоту), которое и растворяет старую кость. В результате такого растворения в кровь поступают многие минеральные вещества, в их числе и кальций.
Как вы понимаете, результатом такой работы является полость. Оставлять это так нельзя, и команда для ремонта поступает другим клеткам (думаю, что вы уже догадались каким) – остеобластам. Остеобласты сначала выстилают образовавшуюся полость коллагеном – вязким клейким веществом (как клеем покрывают), а потом оттягивают кальций и другие микроэлементы из крови, образуя на поверхности «клея» кристаллы. Все это постепенно отвердевает, превращаясь в кость. А остеобласты после такой работы перестают быть остеобластами, они теряют свою активность, замуровываются в кости и с этого момента называются зрелыми клетками – остеоцитами. Весь цикл реконструкции занимает от 3 до 6 месяцев, прямо скажем, происходит небыстро.
Если остеокласты по разным причинам активнее остеобластов, то рассасывание кости идет несравнимо быстрее, чем ее восстановление. Так и теряется костное вещество. Хотелось бы узнать, что же может изменить активность клеток в сторону разрушения кости. Это по сути и есть ответ на вопрос, по какой причине запускается этот никому не нужный механизм, для возникновения остеопороза. Давайте разбираться.
В процессах реконструкции костной ткани участвует много факторов. В первую очередь это эндокринная система. Гормон паращитовидных желез – паратиреоидный гормон усиливает разрушение кости, активизируя остеокласты. Гормон кальцитонин, который образуется в щитовидной железе и является противоположным по действию паратиреоидному, усиливает процессы образования кости, стимулируя активность остеобластов. Тироксин, гормон щитовидной железы, и кортизол, основной гормон надпочечников, усиливают процессы разрушения костной ткани. Определенную роль в кальциевом обмене и, следовательно, в развитии остеопороза играет витамин D, который участвует в регуляции всасывания кальция в кишечнике.
Какая же роль при этом отводится женским половым гормонам? А роль эта благородная – защитная, и реализуется она следующим образом.
1. Женские половые гормоны способны подавлять активность паратиреоидного гормона.
2. Эстрогены способны подавлять разрушительный эффект тироксина на костную ткань, усиливая синтез тироксинсвязывающего белка, т. е. женские половые гормоны действуют на тироксин опосредованно, через специальный белок, который способен связывать тироксин и делать его тем самым неактивным.
3. Остеобласты имеют рецепторы, чувствительные к эстрогену. Это означает, что женские половые гормоны имеют возможность прямо воздействовать на остеобласты, и остеобластов при этом становится больше.
4. Эстрогены усиливают возвращение кальция в костную ткань.
Наряду с мнением официальной медицины я с удовольствием предлагаю вам версию остеопороза целительницы из Новосибирска И. А. Васильевой.
Имеется связь между костью и железами внутренней секреции. Кость разрушается при ослаблении защитников, травмах, стрессе (высокий уровень кортизола и паратиреоидного гормона).
Основными причинами разрушения кости являются :
1) травмы черепа, таза и позвоночника;
2) посттравматический сколиоз позвоночника;
3) очаги остеопороза, возникшие вблизи места травмы;
4) Рост уровня паратиреоидного гормона также приводит к снижению ионов кальция и магния в сыворотке крови;
5,) нарушение питания шейных симпатических узлов, щитовидной и паращитовидной желез (из-за шейного сколиоза);
6) ослабление функции поджелудочной железы и падение уровня инсулина;
7) воспалительные очаги в области черепа;
8) венозный застой в венах кишечника (страдают кости таза у травмы), печени (страдает поясничный отдел позвоночника);
9) длительные патологические состояния с малым объемом циркулирующей крови.
Самый главный враг кости – это травма. Травма ухудшает кровоток самой кости: в кости и в прилегающих тканях возникают воспалительные очаги, а уже это нарушает работу системы управления и кровоснабжения организма в целом. Тогда кости не только не хватает крови, ей мешают близкие застои крови, и кость не получает того, что она должна получать. Тогда кость утрачивает функцию и изменяет свою структуру.
Суть в том, что именно пограничным тканям – кости и эпителию – достается основная масса травм (поломок). И именно костям и эпителию в большей степени, чем другим тканям, свойственна бессознательная регуляция. Эта реакция соединительной ткани представляет наибольшую опасность для организма.
Как же происходит сам процесс снижения минеральной плотности кости?
Кальций вымывается из кости в пространство, окружающее кость. Органы нуждающиеся в кальции, функциональные системы или очаги (псевдоорганы), и выделяют соответствующие ферменты. Минеральная плотность ткани кости снижена в костях на месте травм рядом с воспалительными очагами. Минеральная плотность снижена потому, что воспалительные очаги способствуют «вымыванию» кальция из кости. При этом отработанный кальций выбрасывается прямо в межклеточное вещество. Концентрация кальция в лимфе растет, формируются почечные и желчные камни, на костях зарастают канальцы и капилляры. Развиваются спондилоартроз (сужение межпозвоночных отверстий) и сдавление нервных корешков с последующим развитием нервных расстройств.
Скелет – это, кроме всего прочего, еще и депо кальция. Когда в организме все в порядке, кальций используется бережно. Но, оказывается, бывает и по-другому.
Глава 3. Этот загадочный кальций
Среди элементов, которые входят в состав нашего тела, кальций занимает пятое место после четырех главных элементов: углерода, кислорода, водорода и азота. Название кальцию дано от латинского слова «calke», что в переводе означает «известь» или «мягкий камень». В чистом виде кальций – металл белого цвета, ковкий и довольно твердый. В наружной оболочке атома кальция находятся два валентных электрона, которые очень непрочно связаны с ядром, поэтому в чистом виде кальций в природе не найти. Чаще он встречается в виде карбоната, сульфата, фосфата кальция. Мрамор, известняк, мел – это карбонат кальция. Сталактиты и сталагмиты – тоже разновидность карбоната кальция. Нет в мире речки, моря или ручейка, где бы не были растворены соли кальция. Из известняка и других элементов сооружены египетские пирамиды, Великая китайская стена и белокаменная Москва.
В организме человека с массой тела 70 кг кальция содержится около 1 кг. Основная его масса содержится в костной и зубной тканях, при этом 99 % кальция расположено в костях, а 1 % обращается в жидкостях организма, и это величина постоянная, уменьшить ее организм не позволяет ни в коем случае. И если кальций не поступает с пищей или не усваивается из нее, он извлекается из кости без нашего разрешения.
Суточная потребность в кальции составляет 0,5 г, но практически нужен 1 г, так как усваивается кальций на 50 %, образуя в кишечнике плохо растворимые фосфаты и соли жирных кислот. Детям и беременным женщинам кальция требуется больше – до 2 г в сутки.
А сейчас вы узнаете об одном удивительном открытии. Человечество давно ищет средство борьбы с раковой опухолью, и вот в 1967 г. такое средство было получено. Оказывается, что при помощи кальция излечивается рак. Отто Варбург получил в 1932 г. Нобелевскую премию по химии за то, что доказал, что раковые клетки развиваются в организме только тогда, когда в нем не хватает кислорода в крови, а значит, жидкости организма становятся кислотными.
Позднее было доказано, что в сущности почти все болезни человека имеют первоосновой именно эту причину: нарушенный кислотно-щелочной баланс в сторону закисления. А дальше осталось найти средство, при помощи которого килотно-щелочное равновесие можно было бы менять, и наступало бы неизбежное самоисцеление.
Видимо, вы уже догадались, что таким средством является кальций костной ткани, и основная его роль в организме – это ощелачивание кислотной среды.
Имеет смысл напомнить биологическую роль кальция в организме :
1) является «кирпичиками» для построения костей и зубов;
2) ощелачивает организм;
3) принимает участие в регуляции процессов роста и развития всех клеток и всех тканей;
4) влияет на обмен веществ;
5) регулирует нервно-мышечную передачу;
6) участвует в механизме свертывания крови;
7) обладает противовоспалительным действием;
8) обеспечивает устойчивость организма к внешним неблагоприятным факторам: резкой смене погоды и инфекциям.
При падении атмосферного давления, например, организму для сохранения внутреннего равновесия кальция требуется больше, чем обычно. Если его запасов в крови нет, он извлекается из костей.
Археологически установленный факт – скелеты кроманьонцев не имеют ни отложения солей, ни остеопороза. Почему? Ответ прост – они питались кореньями, травами, фруктами, семенами, одним словом, их пища не была ни переваренной, ни пережаренной.
Кстати, совершенно бессмысленно пить пастеризованное молоко в надежде, что оно восполнит вожделенный суточный кальций. Там он уже неорганический, а потому благополучно пройдет по всему кишечнику, и это в лучшем случае, но может и задержаться, зашлаковывая организм. Кальция в молоке достаточно, вот только следует пить молоко парное или сырое. Не исключение и йогурты, кефиры и другие молочные продукты. Нравятся они вам – замечательно, но вот к кальцию они не имеют никакого отношения. Именно поэтому для нормального роста младенца нужно материнское молоко – в нем кальция столько, сколько малышу нужно, и в такой форме, в какой он легко усваивается, особенно если мама не пренебрегает овощами и фруктами. Что ж, запомним – кальций усваивается только из тех продуктов питания, которые не подвергались термической обработке.
Кальций составляет основу костной ткани наряду с фосфором. Так же, как и кальций, фосфор практически весь (на 85 %) содержится в костях и зубах. Но говорить о недостатке фосфора в организме излишне. Проблема в другом. В питании среднестатистического россиянина фосфора раз в 10 больше, чем требуется организму. И все бы ничего, если бы избыток фосфора не приводил к выведению кальция. Запомним: остеопороз нужно лечить не только поступлением кальция в организм, но и снижением фосфора в рационе питания.
В кристаллической решетке кальция всегда присутствует атом стронция, с кальцием они схожи, как сиамские близнецы – один без другого просто не существует. Вот только стронций в силу своей подвижности так и норовит выйти из костной ткани и, как следствие, возникают деформация костей, как при рахите, и та же рыхлость, что и при остеопорозе.
С магнием та же история, что и с фосфором: кальций и магний – соперники. Соотношение кальция и магния должно быть 1: 0,5. Переизбыток магния может спровоцировать недостаток кальция.
С калием взаимоотношения такие: на 1 ион кальция в плазме крови должно приходиться 2 иона калия (соотношение 1: 2). Определенной нормы калия не существует, но замечено, что у людей, потребляющих много калия, кости в области позвоночника и бедер плотнее.
Соратником кальция является йод. Это ученые установили совсем недавно. А еще известно, что достаточно 10 мин в день побыть на солнышке, и необходимое количество витамина D вам обеспечено. Именно такой, собственный витамин D и нужен для усвоения кальция в кишечнике. В этом смысле рациональнее принимать рыбий жир, а не синтетический витамин D: и натуральный, и с йодом.
Здесь представлен ознакомительный фрагмент книги.
Для бесплатного чтения открыта только часть текста (ограничение правообладателя).
Если книга вам понравилась, полный текст можно получить на сайте нашего партнера.
>> Значение опорно-двигательной системы, ее состав. Строение костей
§ 10. Значение опорно-двигательной системы, ее состав. Строение костей
Какие качества кости обеспечивают ее легкость и прочность?
Почему костную ткань относят к соединительной?
Микроскопическое строение кости. Компактное вещество кости состоит из микроскопических ячеек и канальцев, по которым из надкостницы в кость входят многочисленные кровеносные сосуды и нервы. Стенки костных канальцев выложены рядами радиально расположенных костных пластинок (рис. 19). Это неклеточное вещество кости. Наличие неклеточного вещества характерно для любой соединительной ткани. Костные клетки, образующие эти пластинки, располагаются по наружному периметру этих колец.
Типы костей.
По типу строения различают трубчатые, губчатые, плоские кости.
Трубчатые кости имеют вид цилиндров с утолщенными краевыми концами. Они служат длинными прочными рычагами, за счет которых человек может передвигаться в пространстве или поднимать тяжести. К трубчатым костям относятся кости плеча, предплечья, бедра и голени. Трубчатые кости покрыты надкостницей, за исключением суставных поверхностей. За надкостницей следует слой компактного плотного вещества. На конечных участках кости компактное вещество переходит в губчатое, которое заполняет концы костей. В средней части кости губчатого вещества нет, там находится костномозговая полость, заполненная желтым костным мозгом. Красный костный мозг сохраняется в губчатом веществе концевых участков кости.
В толщину трубчатые кости растут за счет надкостницы. Однако масса кости увеличивается незначительно, потому что стенки костномозговой полости содержат клетки, растворяющие кость. Благодаря сложной и согласованной работе тех и других клеток достигается оптимальная прочность кости при наименьших массе и затрате материала.
Рост в длину трубчатых костей происходит за счет зон роста и завершается к 20-25 годам. Зоны роста находятся недалеко от концевых участков костей. Они состоят из хрящевой ткани, которая по мере роста кости замещается костной тканью.
Губчатые кости имеют на поверхности довольно тонкое компактное вещество, под которым находится губчатое вещество, заполненное красным костным мозгом. К губчатым костям относятся кости тел позвонков, грудины, мелкие кости кисти и стопы. В основном губчатые кости несут опорную функцию.
Плоские кости выполняют в основном защитную функцию.
Они состоят из двух параллельных пластинок компактного вещества, между которыми крест-накрест располагается, как балки, губчатое вещество. К плоским костям относятся кости, образующие свод черепа.
Скелет, мышцы, надкостница, компактное, губчатое вещество кости, костномозговая полость, красный костный мозг, желтый костный мозг; костные ткани, костные пластинки, клетки, образующие кость и растворяющие кость; типы костей: трубчатые, губчатые, плоские; зоны роста трубчатых костей.
Почему скелет и мышцы относят к единой системе органов?
В чем заключаются опорная, защитная и двигательная функции скелета и мышц?
Каков химический состав костей? Как можно выяснить свойства его компонентов?
Объясните, почему искривления костей чаще бывают у детей, а переломы - у пожилых людей.
Рассмотрите рисунок 18, А, Б и В. Сравните его с препаратом распила натуральной кости. Найдите надкостницу, компактное вещество, губчатое вещество, костномозговую полость.
1. Рассмотрите рисунок 18, Б и В. Объясните, почему перекладины губчатого вещества ориентированы по направлению сил сжатия и растяжения кости.
Лабораторная работа
Микроскопическое строение кости
Оборудование : микроскоп, постоянный препарат «Костная ткань».
Ход работы
1. Рассмотрите при малом увеличении микроскопа костную ткань. С помощью рисунка 19, А и Б определите: поперечный или продольный срез вы рассматриваете?
2. Найдите канальцы, по которым проходили сосуды и нервы. На поперечном срезе они имеют вид прозрачного кружка или овала.
3. Найдите костные клетки, которые находятся между кольцами и имеют вид черных паучков. Они выделяют пластинки костного вещества, которые потом пропитываются минеральными солями.
4. Подумайте, почему компактное вещество состоит из многочисленных трубочек с прочными стенками. Как это способствует прочности кости при наименьшем расходе материала и массы костного вещества? Почему корпус самолета делают из прочных дюралюминиевых трубчатых конструкций, а не из листового проката?
Колосов Д. В. Маш Р. Д., Беляев И. Н. Биология 8 класс
Отправлено читателями с интернет-сайта
7356 0
Внутреннее строение костей
у плода и у ребенка после рождения существенно отличается. В связи с этим различают два вида костной ткани — ретикуло-фиброзную и пластинчатую. Ретикулофиброзная костная ткань составляет основу эмбрионального скелета человека. Костный матрикс у нее структурно не упорядочен, пучки коллагеновых волокон идут в разных направлениях и непосредственно связаны с соединительной тканью, окружающей кость.
После рождения ретикулофиброзная ткань ребенка заменяется пластинчатой, которая построена из костных пластинок толщиной 4,5-11 мкм. Между костными пластинками в мельчайших полостях (лакунах) находятся костные клетки-остеоциты. Коллагеновые волокна в костных пластинках ориентированы в строго определенном направлении и располагаются параллельно поверхности пластинок. Они теряют связь с окружающей кость соединительной тканью. Соединение их с надкостницей осуществляется только за счет прободающих (шарпеевских) волокон, направляющихся из надкостницы в поверхностные слои кости. Пластинчатая кость гораздо прочнее, чем ретикулофиброзная. Замена костной ткани одного вида другим обусловлена влиянием функциональных нагрузок на скелет.
На распиле мацерированной кости, т. е. кости, лишенной мягких тканей, можно видеть два вида костного вещества: компактное и губчатое. Компактное вещество (substantia compacta) располагается снаружи и представлено сплошной костной массой, костные пластинки в нем располагаются очень близко друг к другу. Компактное вещество в виде тонкой пластинки покрывает эпифизы трубчатых и плоских костей. Полностью из компактного вещества построены диафизы трубчатых костей.
Губчатое вещество (substantia spongiosa) представлено редко расположенными костными пластинками, в ячейках между которыми содержится красный костный мозг. Из губчатого вещества построены расширенные концы трубчатых костей, тела позвонков, ребра, грудина, тазовые кости и ряд костей кисти и стопы. Компактное вещество у этих костей образует лишь поверхностный кортикальный слой.
В диафизах трубчатых костей имеются три вида костных пластинок: гаверсовы, вставочные и генеральные. Пластинки тесно прилежат друг к другу, располагаются параллельно длиннику кости и составляют хорошо выраженный слой компактного вещества. Его толщина составляет 1,5-5 мм. Таким образом, диафиз трубчатой кости представляет собой полый цилиндр, стенками которого является компактное вещество. Полость цилиндра называется костномозговым каналом, который сообщается с ячейками губчатого вещества в эпифизах кости.
Эпифизы трубчатой кости построены из губчатого вещества, в котором выделяют гаверсовы и вставочные пластинки. Компактное вещество покрывает эпифизы только снаружи сравнительно тонким слоем. Аналогичное строение имеют широкие и короткие кости. Пластинки губчатого вещества в каждой кости располагаются строго упорядоченно. Они совпадают с направлением сил наибольшего сжатия и растяжения. Каждая кость имеет строение, соответствующее тем условиям, в которых она находится. При этом архитектоника перекладин такова, что они в нескольких смежных костях составляют одну общую систему. Такое строение костей обусловливает наибольшую прочность. В позвонках силы растяжения и сжатия направлены перпендикулярно верхней и нижней поверхности тела позвонка. Этому отвечает преимущественно вертикальное направление перекладин в губчатом веществе. В проксимальном эпифизе бедренной кости выражены дугообразные системы перекладин, которые передают давление с поверхности головки кости на стенки диафиза. Имеются также трабекулы, передающие силу тяги мышц, прикрепляющихся к большому вертелу.
Для пяточной кости характерны радиально идущие перекладины, распределяющие нагрузки по поверхности пяточного бугра, на который опирается стопа. В местах наибольшей концентрации силовых траекторий образуется компактное вещество. Это хорошо видно на распиле бедренной и пяточной костей, где компактное вещество утолщено в участках пересечения силовых линий с поверхностью кости. Исходя из этого, можно рассматривать компактное вещество как результат сжатия губчатого и, наоборот, губчатое вещество рассматривать как разреженное компактное. Следует отметить, что при изменении условий статики и динамики (усилении и ослаблении функциональных нагрузок) архитектоника губчатого вещества изменяется, часть перекладин рассасывается или развиваются новые системы костных балок. Особенно заметно меняется структура губчатой кости при переломах.
Болезни суставов
В.И. Мазуров
