Хрящевые зоны трубчатых костей

Среди всех остальных видов костей в составе человеческого скелета, трубчатые кости считаются самыми твёрдыми и крепкими, занимают фиксированное, точное положение в организме.

Трубчатые кости самые крепкие в нашем организме

1. Классификация трубчатых костей человека
2. Функции трубчатых костных образований
3. Строение трубчатой кости
4. Рост
5. Патологии трубчатых костей
6. К какому врачу обратиться?
7. Диагностика
8. Лечение
9. Первая помощь при переломе
10. Методы лечения при разных видах патологий
11. Период восстановления
12. Возможные последствия и осложнения

Классификация трубчатых костей человека

В человеческом скелете трубчатые кости условно разделяют на 2 вида: длинные и короткие.

К представителям длинного вида костей относят:

• плечевые и кости предплечья;
• ключичные;
• бедренные кости;
• берцовые;
• кости голени.

Длинные трубчатые кости голени

Полноценная двигательная функция обеспечивается совместной работой костей обоих видов, когда короткие кости часто выступают продолжением длинных.

Примеры коротких костей:

• фаланги пальцев обоих конечностей;
• костные образования пясти и плюсны.

Фаланги конечностей человека считаются короткими трубчатыми костями

Несмотря на то, что короткие кости меньше по размерным показателям, соотношение их длины и толщины сохраняется в тех же пропорциях.

Их роль в организме человека определяют следующими функциями:

• защита внутренних органов;
• опора;
• движение;
• сохранение суставного слоя за счёт гиалинового хряща.

Все кости этого вида состоят из органических веществ и неорганических соединений, которые изменяют своё количество в разных возрастных периодах. В костях ребёнка находится большое количество органических элементов, обеспечивающих гибкость и эластичность. В старшем возрасте костная ткань отличается высоким уровнем содержания неорганических веществ, отвечающих за её прочность.

Имеют форму цилиндрической трубки или трёхгранника, полые внутри.

Особенности строения:

1. Диафиз: является телом трубчатой кости, которое заполнено костным веществом. Ростковая зона состоит из пластинок и цилиндрических тел, внутри которых находятся сосуды. За счёт роста диафиза кость увеличивается в размерах.
2. Эпифиз: расположен на концах трубчатой кости, участвует в формировании суставов, имеет трубчатое строение.
3. Гиалиновый хрящ: покрывает наружный слой эпифиза.
4. Метафиз: промежуточный участок между концами кости, содержит пластины для образования эпифизарного материала.
5. Надкостница: обеспечивает питание внутренних слоёв костной ткани, покрывая её поверхность снаружи.
6. Губчатое вещество: имеет пластинчатую пористую структуру, располагается под плотным слоем, образованным компактным веществом.
7. Костный мозг: заполняет костномозговой канал внутри кости, участвует в процессе кровообразования.

Внутреннее строение с указанием названий отделов трубчатых костей, показано на фото.

Схема строения трубчатой кости

Трубчатые кости плода начинают формироваться в утробе матери в третьем триместре беременности. Костная ткань ребёнка продолжает расти на протяжении всего жизненного цикла в детском, подростковом и юношеском периодах. Свои анатомические размеры кости приобретают по достижении человеком 20-25-летнего возраста.

Изменяются трубные кости в двойном направлении – происходит рост не только в длину, но и в ширину.

Длина костей изменяется за счёт разрушения старого костного материала (эпифизарной пластины) и развития нового (метапифизарной пластины), который заменяет устаревший слой.

Уже к 25 годам кости в скелете человека считаются полностью сформированными

Метапифизарное образование роста костей в длину включает зоны:

Название зон	Пограничная	Столбчатая	Пузырчатая
Функции и характеристики	Состоит из клеток округлой формы, объединённых в группы. В полостях находятся капилляры, обеспечивающие питание клеток.	Область, в которой происходит активное, непрерывное размножение и деление клеток. Своё название получила из-за функционального назначения – образования клеточных столбов по длине оси кости.	Зона разрушения клеток хрящевой ткани для замены её на костный материал

Расширение трубчатых костей происходит за счёт роста клеток наружного слоя кости волокнистого строения (периоста). Активность соединительного слоя продолжается до окончательного формирования костного материала.

Патологии трубчатых костей

Основными травмами костей являются переломы, ушибы или трещины, которые можно получить при:

• падении (во время гололёда, с высоты, на неровной поверхности);
• сильном физическом воздействии на кость (удар, сдавливание);
• наличии заболеваний, вызывающих хрупкость костной ткани.

Старайтесь избегать падений, чтобы не подвергать свои кости опасности

Болезни, вызывающие патологии структуры костей:

• остеопороз: истощение костной ткани, её разрушение;
• остеомиелит: гнойное воспаление костного мозга и, расположенных вблизи мягких тканей, бактериальной природы;
• туберкулёз: инфекционное заболевание, поражающее кишечник, суставы, лёгкие, кости;
• индивидуальная особенность организма не усваивать кальций;
• ослабленный иммунитет;
• наследственность;
• гормональный сбой в организме.

Раковые заболевания костной ткани встречаются редко, составляют всего 1% от общего количества онкобольных.

Как выглядит перелом трубчатой кости человека представлено на фото.

Перелом трубчатой кости на рентгеновском снимке

Перелом кости бедренной кости

К какому врачу обратиться?

При сильном повреждении или подозрении на перелом, обратитесь в отделение травматологии медицинского учреждения. Диагностика патологий трубчатых костей проводится стационарно, консультацию, осмотр пациента проводит врач ортопед-травматолог.

Диагностика

Как проходит диагностика:

1. Специалист осматривает повреждённую область, выясняет, при каких условиях была получена травма, в какое время.
2. Затем проводит пальпацию участка на предмет обнаружения выпирающих из-под кожи обломков костей.
3. После сбора первичной информации, пациента направляют на рентгенологическое обследование для подтверждения факта перелома. На снимке чётко просматриваются обломки костей, характер их смещения.
4. УЗИ назначают при подозрении на повреждение внутренних органов обломками или острыми краями костей.

Лечение

Восстановление костей зависит от вида повреждений и возникших при этом осложнений.

При травме, окажите пострадавшему первую помощь:

• уложите на ровную поверхность, ограничьте движение повреждённой части тела;
• приложите к больному месту холод: лёд, пакеты с замороженными продуктами из морозильной камеры;
• дайте успокоительные и обезболивающие препараты;
• вызовите бригаду скорой помощи;
• до приезда врача не перемещайте пострадавшего, при переломе любое движение может вызвать дополнительные повреждения;
• зафиксируйте область перелома бинтовой повязкой.

Перелом кости лечится наложением гипсовой повязки на травмированную область до полного срастания костей. Медикаментозные препараты выписывают после выяснения характера травмы.

Гипсовая повязка накладывается практически при всех переломах

Для контроля процесса заживления, через 2 недели после наложения гипсовой повязки, повторно проходят рентгеновское обследование. Если нарушений не обнаружено, область перелома снова фиксируется гипсовой повязкой.

Открытый перелом требует хирургического вмешательства, обломки костей собирают и соединяют с помощью специальных медицинских пластин или спиц.

Восстановление занимает длительное время, период реабилитации может продлиться до 1 года или более. При лечении вывиха и ушиба – нужен покой, наружная обработка зоны травмы противовоспалительными мазями, применение аппликаций или компрессов.

Возвратить подвижность пострадавших костей помогут лечебная гимнастика, массаж и плавание.

Обязательно включите в рацион продукты богатые кальцием

Рацион должен состоять из кальцийсодержащих продуктов:

• творог;
• рыба;
• сыр;
• кунжутное растительное масло;
• цельнозерновой хлеб;
• сметана;
• яйца;
• мясо белых сортов.

Быстро вернуться к привычному ритму жизни помогут витаминные препараты, с содержанием кальция, хондроитина, витамина Е, Омега-3 жирных кислот.

Возможные последствия и осложнения

Непрекращающиеся длительное время после лечения боли – повод для беспокойства и визита к врачу.

Причинами дискомфортного состояния пациента и развития осложнений могут быть:

• нарушение правил гиены при оказании помощи пострадавшему с открытым переломом: попадание в рану инфекции или болезнетворных бактерий;
• неправильное сращивание костей из-за неумело наложенной гипсовой фиксации;
• несвоевременное обращение за медицинской помощью;
• самостоятельное снятие гипса пациентом раньше установленного срока.

Неправильное срастание кости — частая причина дискомфорта и нарушения функциональности

Постоянные боли могут вызывать у человека нервные, эмоциональные срывы, резкие перепады настроения, раздражительность. Сращивание костей с нарушением их формы приводит к её укорочению по сравнению с нормальным размером.

Трубчатые кости выдерживают большие нагрузки и являются основой костного образования конечностей. Помните, при любом повреждении кости приступите к лечению как можно раньше, чтобы снизить риск развития осложнений, сократить период реабилитации.

Костно-хрящевой экзостоз является доброкачественным новообразованием на трубчатой кости. Он развивается в зоне роста костной ткани, расположенной ближе к суставной головке.

Костный экзостоз возникает:

• Чаще всего на длинных костях бедра и голени;
• Может образовываться на трубчатых костях рук;
• Непосредственно в кистях, суставах запястья или колена;
• А также поражать позвоночник, ребра, ключицы, лопатки.

Экзостозная болезнь (другое название – остеохондрома) зарождается с началом максимально быстрого развития опорно-двигательного аппарата в возрасте 6-8 лет, прогрессирует во время активного роста костей у детей и угасает по мере взросления, постепенно прекращаясь к 18-20 годам.

Природа хрящевого экзостоза

Перерождение клеток гиалуронового слоя, который является местом образования новых клеток костной ткани, формирующих тело трубчатой кости, приводит к возникновению нароста. Хрящевая ткань, разрастающаяся на эпифазарной пластинке, образует опухолевидное тело, которое может иметь удлиненную (линейную) или шаровидную форму.

Поскольку новообразование разрастается за счет наружного хрящевого слоя, его внутренняя структура постепенно минерализуется и приобретает характеристики костной ткани. На рентгеновских снимках экзостоза у ребенкачетко видны очертания окостеневшего тела нароста, слившегося с телом кости. При этом хрящевой слой не оставляет тени на рентгенограмме, как и обычный хрящ.

Причины возникновения у детей

Множественные наросты на костях являются последствием нарушения в генном аппарате ребенка. Это заболевание передается по наследству и не поддается полному излечению.

Экзостоз какой-либо одной кости может быть приобретенным по различным причинам:

• В результате травмы или ушиба;
• При инфекционном поражении костной ткани (частой причиной становится возбудитель сифилиса);
• В результате нарушения гормонального баланса;
• При наличии индивидуальных особенностей развития накостницы и хрящевой ткани.

Остеохондромы могут разрастаться до 5-6 см размера.

В медицинской практике отмечены отдельные редкие случаи, когда наросты останавливают свое развитие до окончания полового созревания организма и даже постепенно рассасываются до полного исчезновения. Упоминаются отдельные случаи возникновения болезни у взрослых людей. Как правило, развитие костных образований начинается на местах переломов или инфекционных поражений.

Симптоматика

Обнаружение хрящевого экзостоза зачастую происходит случайно, поскольку образование нароста происходит безболезненно. Диагностируется костно-хрящевой экзостоз у детей:

• Во время профилактических осмотров;
• При пальпации или рентгеноскопии;
• В результате обследований в связи с другими заболеваниями.

О чем свидетельствует боль при развитии нароста на кости

Лечение

Показанием к оперативному удалению нароста являются диагнозы:

• Костный экзостоз коленного сустава;
• Экзостоз голеностопного сустава;
• Экзостоз тазобедренного сустава;
• Экзостоз фрагментацией локтевого сустава
• Костные наросты на позвоночнике.

Обследуя краевые экзостозы тел позвонков, врач учитывает, что это наиболее опасная форма заболевания. Поэтому назначению операции предшествует полное и подробное исследование, максимально исключающее риск оперативного вмешательства в позвоночный отдел. Самым точным методом определения размеров и расположения новообразования является рентгеноскопия.

Работа хирурга проводится под местным наркозом, если локализация нароста позволяет провести операцию без вмешательства в сложные структуры сустава. При глубоком расположении новообразования необходима полная фиксация пациента, который подвергается общему наркозу.

Костно-хрящевой нарост удаляется вместе с прилегающими тканями. Этим гарантируется устранение возможности рецидива болезни.

Послеоперационный период для суставов длится минимум две недели, во время которого область оперативного вмешательства (особенно важно для коленного сустава, несущего максимальные нагрузки при передвижении) обездвиживается с помощью лонгеты. В дальнейшем показано ограничение нагрузок на место операции до полного восстановления тканей и функциональных возможностей.

Прогноз в большинстве случаев врачи дают благоприятный. Медицинская статистика свидетельствует, что процент восстановления после оперативного удаления остеохондромы очень высок, если пациент полностью соблюдает все предписания лечащего врача.

Терапия народными средствами

Остеохондрома не поддается воздействию лекарственных препаратов. Целебные средства народной медицины также не вызывают сколько-нибудь заметного изменения в течении заболевания.

Лечение экзостоза народными средствами в целом сводится:

1. К поддержанию организма в здоровом состоянии;
2. Повышению эффективности работы иммунной системы;
3. Нормализации гормонального фона на всех стадиях роста.

Профилактика

Предупредить возникновение костных наростов практически невозможно. Профилактические меры заключаются в регулярных обследованиях, особенно актуальных для детей в период формирования скелетных костей.

Взрослые люди должны наблюдать за своим организмом после серьезных травм трубчатых костей, чтобы вовремя обнаружить образующийся на месте перелома нарост.

Развитие костной ткани на месте хряща протекает несколько сложнее, чем остеогистогенез, совершающийся непосредственно в мезенхиме. В этом случае развитию костной ткани предшествует образование хрящевой модели трубчатой кости, выполняющей опорную функцию на докостной стадии формирования скелета. Исходными клетками являются камбиальные клетки надхрящницы — адвентициальные. При подрастании к надхрящнице кровеносных сосудов и улучшении условий трофики и оксигенации эти клетки дифференцируются не в хондробласты, а в остеобласты, вырабатывающие межклеточное вещество ретикулофиброзной костной ткани. Они образуют подобие костной манжетки, окружающей хрящевую модель будущей трубчатой кости. Так возникает перихондральная костная ткань и надкостница. Окруженные костной тканью хрящевые клетки, утратившие связь с источником питания, подвергаются дегенерации. В возникшие полости дегенерирующего хряща из надкостницы врастают кровеносные сосуды с расположенными вокруг них камбиальными клетками. Некоторые из них превращаются в остеобласты, обусловливающие энхондральное развитие ретикулофиброзной костной ткани. Клетки, которые замуровываются в межклеточное вещество, дифференцируются в остеоциты, а периферически расположенные клетки — остеобласты — размножаются и продолжают синтез и секрецию компонентов межклеточного вещества. Все эти процессы первоначально протекают в середине хрящевой модели трубчатой кости (диафизе) и распространяются в проксимальном и дистальном направлениях.

В зоне контакта хрящевой и костной тканей можно выделить зоны неизмененного хряща, размножающихся хондроцитов, формирующих клеточные колонки, зону дегенерации и замещения хряща костной тканью. Зона размножающихся хрящевых клеток определяет зону роста будущей кости и важна для формирования вектора роста кости.

Одновременно с формированием ретикулофиброзной костной ткани, содержащей остеобласты и остеоциты, возникает другой гистогенетический тип клеток — остеокласты. Это крупные многоядерные (до 20-100 ядер) клетки размером до 100 мкм в диаметре являются производными стволовой кроветворной клетки. Цитоплазма остеокластов оксифильна со слабо развитой эндоплазматической сетью. Хорошо развит комплекс Гольджи. В цитоплазме много лизосом, содержащих кислую фосфатазу, коллагеназу, карбоангидразу и другие ферменты. Особенно много лизосом в той части цитоплазмы остеокластов, которая обращена к разрушаемой ткани. На этой поверхности имеются многочисленные выросты цитоплазмы, образующие подобие "щеточной (гофрированной) каемки". Остеокласты специализированы на "внеклеточной работе" лизосом: гидролитические ферменты из них выходят и резорбируют межклеточное вещество. Методами микрокиносъемки показано, что остеокласты подвергают деминерализации и разрушению оссеиновые волокна и аморфное вещество, а затем макрофаги фагоцитируют остатки органического субстрата. Остеокласты разрушают хрящевую ткань и ретикулофиброзную костную ткань, формируя каналы для врастающих сосудов и проникновения остеобластов.

Последующие стадии гистогенеза складываются из процессов новообразования костной ткани, ее разрушения остеокластами и перестройки — ремоделирования. Важным фактором гистогенеза пластинчатой костной ткани, входящей в состав трубчатой кости, является вектор роста кости. Он определяет направление движения остеокластов, следовательно, формирования каналов и врастание в них кровеносных сосудов (по вектору роста). Кровеносный сосуд, в свою очередь, определяет упорядоченное (концентрическое) расположение остеобластов вокруг себя. При этом остеобласты синтезируют межклеточное вещество, оссеиновые волокна которого упорядоченно (параллельно) располагаются возле остеобласта и при минерализации формируют костную пластинку, толщиной 3-10 мкм. Соседняя костная пластинка содержит оссеиновые фибриллы, которые располагаются под углом по отношению к первым.

На протяжении гистогенеза и всей возрастной динамики костной ткани в ней происходит непрерывная перестройка благодаря согласованной деятельности остеобластов и остеоцитов, образующих межклеточное вещество, а также остеокластов, разрушающих костную ткань, что необходимо для процессов ее самообновления. Так происходит смена генераций костных пластинок и формирующихся структурно-функциональных единиц — остеонов, достигается упорядоченность расположения последних, следовательно, высокая механическая прочность костной ткани и кости как органа (см. кость).

Дентиноидная костная ткань отличается отсутствием тел костных клеток в толще межклеточного вещества. Дентин — это вещество, состоящее из коллагеновых волокон и основного аморфного вещества, пропитанного минеральными солями. Образующие дентин зуба клетки — одонтобласты (точнее — их ядросодержащая часть) — расположены вне дентина в пульпе зуба. Дентин пронизан дентинными канальцами, в которых проходят отростки одонтобластов. Сходное строение имеет цемент зуба.

Ретикулофиброзная (грубоволокнистая) костная ткань характеризуется беспорядочным расположением оссеиновых фибрилл в виде толстых, плотных пучков волокон и основного аморфного вещества. Такая костная ткань образует кости в зародышевом и раннем постнатальном периодах. У взрослого человека она сохраняется лишь на месте прикрепления сухожилии к кости, в зарастающих швах черепа, а также в составе тканевого регенерата на месте переломов костей.

Пластинчатая костная ткань отличается упорядоченным расположением оссеиновых фибрилл в составе костных пластинок. Последние образуют расположенные один за другим слои пропитанного солями кальция фибрилл, образованных остеобластами. Слои имеют толщину от 3-7 до нескольких сотен микрометров. Каждая костная пластинка состоит из параллельно ориентированных тонких оссеиновых (коллагеновых) волокон (коллаген 1-го типа). Но коллагеновые волокна двух прилежащих друг к другу костных пластинок ориентированы под разными углами. Костная пластинка соединяется с соседней пластинкой коллагеновыми фибриллами. Так создается прочная волокнистая основа кости. Костные пластинки располагаются концентрически вокруг сосудов, то есть формируют остеоны — структурно-функциональные единицы пластинчатой кости как органа. Кроме этого существуют наружные и внутренние окружающие и вставочные пластинки трубчатой кости (см. ниже).

Регенерация. В регенерации костной ткани участвуют детерминированные остеогенные элементы в составе надкостницы, механоциты костного мозга, которые размножаются и дифференцируются в остеобласты. Продуцируя межклеточное вещество, остеобласты дифференцируются в остеоциты и образуют ретикулофиброзную костную ткань. Кроме того, адвентициальные клетки волокнистой соединительной ткани надкостницы также принимают участие в регенерации костной ткани. Однако дифференцировка их во многом зависит от микроокружения, внетканевых и внеорганных факторов (например, от репозиции отломков, неподвижности отломков, оксигенации места перелома и др.).

Дифференцировка адвентициальных клеток возможна в трех направлениях: остеогенном, хондрогенном, фибробластическом. Этим определяется соотношение различных видов тканей в регенерате. При преимущественно остеобластическом гистогенезе формируется ретикулофиброзная костная ткань, которая постепенно ремоделируется с образованием костной ткани, напоминающей по своему строению пластинчатую.

Соединения костей, как часть опорно-двигательного аппарата. Фиброзные, хрящевые, костные соединения. Непрерывные, полусуставы, прерывные соединения.

Соединения костей являются частью опорно-двигательного аппарата. Они удерживают кости друг возле друга, а также обеспечивают их подвижность при различных движениях.

Соединения костей подразделяют на:

• непрерывные соединения
• полусуставы (симфизы)
• прерывные соединения (суставы)

Непрерывные соединения костей образуются с помощью разных видов соединительной ткани.

• фиброзные,
• хрящевые,
• костные соединения.

Фиброзные соединения (junctura fibrosa)

К ним относятся:

1.Швы (suturae)

Это соединения в виде тонкой соединительнотканной прослойки между костями черепа.

Различают три вида швов:

• Плоские швы (sut. plana) — имеются между костями лицевого отдела черепа, где соединяются ровные края костей.

• Зубчатые швы (sut. serrata) характеризуются изрезанностью соединяющихся костных краев. Они располагаются между костями мозгового отдела черепа.
• Чешуйчатые швы (sut. squamosa). Примером служит соединение чешуи височной кости с теменной костью.

Швы являются зонами амортизации толчков и сотрясений при движениях. Они служат зонами роста костей.

После 40-50 лет многие швы зарастают, замещаются костью. Преждевременное зарастание швов может привести к деформации черепа. Зарастание швов черепа всегда происходит в направлении изнутри кнаружи. Асинхронность зарастания парных швов является главной причиной асимметрии черепа.

2. Вколачивание (gomphosis)

Это соединение корня зуба со стенками зубной альвеолы, между которыми имеются соединительнотканные волокна.

3. Синдесмозы (syndesmosis)

Эти соединения представляют собой соединения костей посредством связок и мембран между костями.

• Связки (ligamentа) — толстые пучки плотной волокнистой соединительной ткани. Соединяют соседние кости. Они укрепляют суставы, направляют и ограничивают их движения. Большинство связок образованы коллагеновыми волокнами, которые мало растяжимы, но обладают большой прочностью.
• Мембраны — обычно натянуты между диафизами трубчатых костей. Они удерживают кости друг возле друга, часто служат местом начала мышц.

Хрящевые соединения, или синхондрозы

Соединения костей с помощью хрящевой ткани называются хрящевыми соединениями, или синхондрозами (junctura cartilaginea, synchondrosis).

• Постоянные синхондрозы, существующие на протяжении всей жизни (например, межпозвоночные диски).
• А также временные синхондрозы — в определенном возрасте замещаются костной тканью (например, эпифизарные хрящи трубчатых костей).

К хрящевым соединениям относятся симфизы (полусуставы). У них в хрящевой прослойке между костями имеется узкая щелевидная полость (например, лобковый симфиз). Симфизы (symphysis) занимают поэтому промежуточное положение между непрерывными и прерывными соединениями (суставами).

Костные соединения, или синостозы

Костные соединения (синостозы, junctura ossea, synostosis) образуются в результате замещения синхондрозов костной тканью. Примером синостоза является замещение костной тканью хрящей между лобковой, подвздошной и седалищной костями, в результате чего образуется единая тазовая кость.

Скелет закладывается в виде уплотненной зародышевой соединительной ткани - мезенхимы.В этой первоначальной стадии развития скелета еще нет подразделения его на отдельные участки. Позже большая часть скелета становится хрящевой, а затем хрящ замещается костной тканью. Так происходит развитие скелета туловища, конечностей, основания черепа. Это вторичные кости. Вместе с тем кости крыши черепа, некоторые кости лицевого черепа и отчасти ключица, которые являются первичными, развиваются сразу на месте мезенхимного зачатка, т.е. хрящевая стадия развития у них отсутствует, а перепончатая сразу переходит в костную стадию.

Развитие и рост кости включают процессы образования и разрушения костного вещества. Отложение костного вещества производят особые клетки – остеобласты, которые быстро размножаются, окружаются костным веществом и превращаются в костные клетки – остеоциты. Разрушение кости производят крупные многоядерные клети - остеокласты.

Развитие кости на соединительнотканной основе происходит за счет эндесмального окостенения: появление точек окостенения в центре отдельных частей будущей кости. Большинство костей имеет не одну, а несколько таких точек окостенения.

Развитие и рост кости на месте хряща осуществляется путем так называемого перихондрального и энхондрального окостенения. Первое начинается снаружи, со стороны надкостницы, где костное вещество вырабатывают клетки надкостницы - остеобласты, второе - внутри хрящевой закладки будущей кости, где возникает ядро окостенения, происходит рассасывание хряща и замещение его перекладинами из костной ткани. Рост кости в толщину сопровождается не только отложением костного вещества снаружи, но и его рассасыванием со стороны полости кости, производимым остеокластами.

Рост длинных трубчатых костей в длину происходит за счет изменений в области эпифизарных хрящей, т.е. тех хрящевых прослоек, или пластинок роста, которые располагаются между диафизом и эпифизами. Эти кости растут в длину с двух сторон, являясь диэпифизарными. Короткие трубчатые кости (фаланги пальцев, пястные, плюсневые) растут в длину за счет эпифизарного хряща с одной стороны, т.е. являются моноэпифизарными. Зоной продольного роста костей, имеющей, правда, меньшее значение, служит суставный хрящ, покрывающий эпифизы в пределах сустава. После окостенения эпифизарного хряща в конце второго 10-летия жизни изменения со стороны суставного хряща способны лишь незначительно увеличить длину кости.

У человека многие кости закладываются и развиваются в виде нескольких частей. В дальнейшем, сливаясь, они образуют одну монолитную кость. Например, тазовая кость развивается в виде трех крупных частей, каждая из которых, в свою очередь, называется костью. К 14–16 годам они сливаются в одну сплошную кость. Трубчатые кости в процессе роста состоят из трех основных частей, не считая отдельных ядер окостенения в местах образования костных выступов. Диафизы костей начинают окостеневать до рождения, эпифизы - после. Исключением является дистальный эпифиз большеберцовой кости, где точки окостенения появляются к моменту рождения. Слияние всех этих частей происходит в различные сроки, заканчиваясь к 16–18 годам жизни.

Короткие кости оссифицируются подобно тому, как это происходит в эпифизах трубчатых костей. Плоские кости растут эндесмально (череп) или энхондрально (таз). После того как рост закончился, может наблюдаться срастание костей. Например, швы между отдельными костями крыши черепа с возрастом зарастают, и у лиц старшего возраста этот его отдел обычно представляет как бы одну сплошную кость. Рост в толщину происходит за счет отложения костного вещества на поверхности кости.

Кость представляет собой пластичное образование, в котором происходят регулируемые нервной системы и эндокринными железами процессы роста, обмена веществ и пр. В том месте, где кость получает большее и лучшее питание, она развивается быстрее. Наблюдения внутри-утробного развития кости показывают, что в местах более сильного давления процессы окостенения протекают быстрее, чем в местах более слабого давления. Например, на ноге быстрее, чем на руке, в области нижних позвонков быстрее, чем в области верхних. Интенсивность роста, размеры и особенности рельефа костей зависят от механических нагрузок. В 70-е годы прошлого столетия П.Ф. Лесгафт сформулировал правило, в соответствии с которым рост костей определяется Деятельностью окружающих мышц. Учитывая современные данные, можно уточнить функциональные законы роста костей:

1) механические нагрузки, стимулирующие рост костей, должны иметь ритмичный характер воздействия;

2) активизация роста костей происходит при оптимальном уровне нагрузок: недостаточная или избыточная нагрузка тормозит их рост;

3) реакция растущей кости на механические нагрузки определяется (в числе прочих факторов) индивидуально своеобразными особенностями нормы реакции на нагрузку.

Занятия физическими упражнениями способствуют улучшению таких механических свойств кости, как сопротивляемость на излом, изгиб, давление, растяжение, скручивание. В местах наибольшей нагрузки компактный слой увеличивается, изменяются направление и строение костных перекладин. Губчатое вещество кости становится более крупноячеистым.

text_fields

text_fields

arrow_upward

В процессе индивидуального развития, как и в филогенезе, скелет проходит три стадии:

• соединительнотканную (мезенхимную),
• хрящевую,
• костную.

Кости, возникающие в мезенхиме, называются первичными или покровными (кости крыши черепа). Большинство костей развивается через хрящевую стадию они называются вторичными или замещающими.

На втором месяце внутриутробной жизни скелет человека представляет собой хрящевое образование. Хрящевой скелет зародыша человека по своим грубым формам похож на ископаемые скелеты древних амфибий. В нем представлены еще не все кости, например, в основании черепа не сформирован свод, нет многих костей лицевого отдела – здесь позже разовьются покровные кости. Существенно, что эмбриональный хрящ не превращается в кость, а замещается ею.

Процесс окостенения

text_fields

text_fields

arrow_upward

Различают окостенение:

• внутрихрящевое, или энхондралъное,
• перихондралъное, при котором костная ткань появляется сначала на поверхности хряща, под покрывающей его надхрящницей (рис. 1.4)

Рис. 1.4. Последовательные стадии развития большеберцовой кости:
Точками показаны части, окостеневающие энхондрально;
поперечной штриховкой – перихондрально;
белым цветом – хрящ,
черным – костно-мозговая полость диафиза

Энхондральное окостенение происходит внутри хрящевых зачатков. Кости, состоящие преимущественно из губчатого вещества (позвонки, грудина и др.), развиваются энхондрально, а состоящие из губчатого и компактного вещества – эн- и перихондрально.

Рост костей

text_fields

text_fields

arrow_upward

В дальнейшем на поверхности кости, под надкостницей, наращиваются все новые и новые слои костной ткани, что обеспечивает рост кости в толщину. Одновременно внутри кости путем разрушения (резорбции) ее губчатого вещества формируется костно-мозговая полость. Рост диафизов длинных костей в длину происходит за счет эпифизарной пластинки роста, прослойки хряща между эпифизом и диафизом, которая сохраняется в течение всего периода детства и юности. Эпифизы длинных костей долго остаются хрящевыми, и энхондральные очаги окостенения последовательно появляются в них лишь в течение первого десятилетия.

Наступление физической зрелости человека выражается завершением роста скелета и сращением (синостозом) отдельных очагов окостенения в каждой кости. Развитие скелета у мужчин заканчивается к 20–24 годам, у женщин – на 2–3 года раньше В связи с этим у женщин рост в высоту прекращается в 18–21 год За весь период роста масса костного скелета увеличивается почти в 24 раза.

С прекращением роста и достижением полной физической зрелости скелет человека не перестает изменяться. Так, к старости в костной системе нарушается соотношение между темпами созидания и разрушения костной ткани, кости становятся тоньше, суставные концы их деформируются, костно-мозговые пространства и воздухоносные пазухи увеличиваются Половые различия сказываются и в темпах старения скелета, первые признаки которого у женщин наступают раньше (начиная с 45–50 лет).

Факторы влияющие на формирование костей

text_fields

text_fields

arrow_upward

На формирование костей влияют экологические факторы. Уровень минерализации скелета в значительной степени связан с рационом питания.

Так доказано, что у детей, находящихся на диете, бедной белками, жирами и минеральными веществами, имеется более низкий уровень минерализации скелета, чем у их сверстников с нормальным питанием.

Минеральная недостаточность и, как следствие этого, остеопороз, или разрежение костной ткани, особенно выражен в районах, где для питья употребляется опресненная вода.

Тяжелые заболевания, недостаток витаминов и минеральных веществ, нарушение функции желез внутренней секреции также задерживают рост и развитие скелета.

В условиях высокогорья развивается увеличение костно-мозговой полости и уменьшение площади компактного вещества кости. Эта особенность обусловлена увеличением гемопоэтической активности костного мозга в условиях высокогорной гипоксии.

Кости человека – это основа опорно-двигательной системы. Они выступают каркасом и местом прикрепления внутренних органов и мышц, в сочетании с которыми образуют систему рычагов и выполняют роль опоры, осуществляя двигательную функцию. Интенсивность роста и обновления костей в течение жизни имеет определенные периоды, которые связаны с его возрастом и двигательной активностью.

Кости человека образованы одной из разновидностей соединительной ткани, внутри которой присутствуют нервные волокна и кровеносные сосуды, но твердой и плотной, по свойствам напоминающей камень. Кости по своему строению делятся на длинные и короткие. Длинные, или трубчатые, внутри полые, что придает им прочность и легкость. Короткие (ребра, лопатки) имеют плоское строение, и внутри заполнены губчатым веществом.

Поверхность кости покрыта тонким слоем соединительной ткани, что срослась с костью – надкостницей, в которой находятся нервы и сосуды. Концы костей надкостницы не имеют, и покрыты хрящом. Эпифиз – термин, обозначающий конец трубчатой кости, где ее среднюю часть называют диафизом.

Рост костей в длину происходит в результате роста хрящевой ткани в определенных зонах, находящихся в рубчатых костях на границе эпифиза и диафиза. Хрящевая ткань постепенно замещается костной, и останавливается только тогда, когда окостеневает хрящевая прослойка. Рост кости в толщину происходит при делении клеток во внутреннем слое надкостницы.

Какие вещества придают твердость и обеспечивают упругость кости

В силу выполнения скелетом опорно-двигательной функции, здоровая кость человека обладает достаточной жесткостью, и в то же время эластичностью, чтобы не ломаться при обычных условиях жизнедеятельности. Твердость – главное качество кости, но его слабое место в том, что при избыточной нагрузке становятся возможны переломы. Это компенсируется упругостью костей.

Данные свойства обусловлены химическим составом костной ткани, состоящей из органических, неорганических веществ и воды. Минеральные вещества – соли кальция, фосфора, магния, составляют 2/3 от общей массы, и отвечают за твердость, которую можно сравнить с железобетоном, медью или бронзой. Органические соединения – оссеины и оссеомукоиды, обеспечивают костям эластичность, составляя 1/3 от общей массы.

Но соотношение составных компонентов костей не постоянно, и меняется в зависимости от возраста и под влиянием определенных факторов. В молодой кости соотношение оссеина к минеральным компонентам приближается к 1:1, во взрослом – 1:2, а у старых людей доходит до 1:7, при этом эластичность заметно теряется, а хрупкость и твердость возрастают. На изменение баланса в сторону снижения минерализации влияет питание, в котором наблюдается недостаток минералов кальция и фосфора.

До какого возраста растут кости в длину и ширину

Кости человека, как и остальные системы организма, претерпевают определенные изменения в течение всей жизни. Практически все они в своем развитии проходят 3 стадии:

1. Перепончатая.
2. Хрящевая.
3. Костная.

Исключением являются только покровные кости – лица, свода черепа и ключицы. Хрящевая появляется в период внутриутробного развития в виде зачатков будущих костей, которые с 8й недели постепенно замещаются костной тканью. После рождения и до окончания роста костная ткань в своем развитии проходит следующие стадии:

1. В первый год жизни наблюдается медленный рост. Значительно увеличивается поперечник диафиза и канала костного мозга у трубчатых костей, но их толщина практически не меняется.
2. В период от 1 до 7 лет рост ускоряется в длину благодаря эпифизарным хрящам, и в ширину за счет костеобразующей функции надкостницы.
3. Период от 7 до 11 лет – замедление роста.
4. После 11 лет наступает фаза активного роста и формирование костных отростков (апофизов), а также приобретение костномозговыми полостями окончательных форм.
5. До 18 лет заметно утолщаются диаметр и толщина стенок диафиза. Процессы проходят намного интенсивнее, чем до 12 лет. Молодые кости имеют большую кровеносную сеть, за счет которой происходит интенсивное отложение в них минеральных веществ.
6. Период, оканчивающийся в 16-24 года, при котором эпифизарная (хрящевая) пластинка замещается костью, и рост в длину прекращается.
7. Период 18-40 лет, на котором диафизарные параметры стабилизируются, и процессы костеобразования приходят в равновесие с процессами разрушения.

Основной рост костей в длину и ширину прекращается в период с 18 до 26 лет с завершением формирования скелета, хотя замена костной ткани продолжается всю жизнь. При этом ее перестройка может происходить и далее под влиянием внешних факторов в виде физических нагрузок, в результате чего кости приобретают большую массивность, становятся толще и прочнее, а возле мест крепления сухожилий образуются костные выступы.

Закономерности формирования костей

Принципы формирования костной ткани были сформированы П.Ф. Лесгафтом – основоположником функциональной анатомии, которые заключаются в следующем:

1. Ткани костей образуются в местах максимального натяжения или сжатия.
2. Степень развития кости зависит от активности связанных с ней мускулов. Ее внешняя форма изменяется под действием давления или растяжения, то есть развитие идет интенсивнее там, где более высокая двигательная активность. В местах прикрепления мышц к кости при помощи сухожилий образуется вырост, а при вплетении в надкостницу широким пластом – углубление.
3. Трубчатое и арочное устройство кости обуславливает ее прочность и невысокий вес при наименьшей затрате костного материала.
4. Внешняя форма костей формируется в зависимости от оказываемого на нее давления. На их форму и положение влияют внутренние органы, и даже сосуды, в местах прохождения которых на костях образуются борозды.

Развитие костей – остеогенез – у человека происходит двумя спосо­бами: на основе соединительной тка­ни (прямой остеогенез) и хрящевой ткани (непрямой остеогенез).

Прямой остеогенез наблю­дается при образовании плоских кос­тей свода черепа, ключицы. Кости, развивающиеся путем прямого остео-генеза, образуются непосредственно из эмбриональной соединительной ткани (мезенхимы), которая затем замещается костной тканью (минуя хрящевую стадию).

На основе соединительной ткани развивается большинство костей че­репа. К моменту рождения кости че­репа еще не сформировались. В мес­тах соединения костей имеются ши­рокие прослойки соединительной тка­ни, получившие название родничков (рис. 27).

Благодаря наличию гиб­ких, эластичных родничков головка плода в процессе родов может из­менять свою форму. После рожде­ния, начиная с 2 – 3 месяцев и до 1,5 – 2 лет, роднички закрываются, на их месте в швах между костями остаются тонкие прослойки соедини­тельной ткани.

Непрямой остеогенез ха­рактерен для образования трубчатых и плоских костей туловища и конеч­ностей. Непрямой остеогенез имеет три стадии: соединительнотканную, хрящевую и костную.

Рис. 27. Череп новорожденного:

А - вид сбоку, Б – вид сверху; 1 – средний родничок, 2 – клиновидный одничок, 3 – большое крыло клиновид­ной кости, 4 – лобный бугор, 5 – носовая кость, 6 – слезная кость, 7 – скуло­вая кость, 8 – верхняя челюсть, 9 – нижняя челюсть, 10 – барабанное коль­цо височной кости, 11 – чешуйчатая часть височной кости, 12 – латеральная часть затылочной кости, 13 – сосцевидный родничок, 14 – чешуя затылочной части, 15 – задний родничок, 16 – те­менной бугор, 17 – лобный шов

Замещение хрящевой ткани кост­ной начинается на втором месяце эмбрионального развития. На по­верхности хрящевой модели будущих костей образуются молодые костные клетки – остеобласты. Эти костные клетки располагаются на поверхнос­ти хряща, образуя костную манжет­ку. Костная манжетка нарушает пи­тание хряща и вызывает его раз­рушение. На месте хряща форми­руется костномозговая полость. Кон­цы (эпифизы) хрящевых моделей костей начинают окостеневать толь­ко после рождения, когда в них появ­ляются точки окостенения – остров­ки костной ткани. На границах диафиза и эпифизов хрящевая ткань сохраняется в течение всего периода детства и юности (до 14 – 18 лет). За счет этих хрящевых прослоек между диафизом и эпифизами труб­чатые кости растут в длину.

После замещения хрящевых про­слоек костной тканью эпифизы срас­таются с телом кости – диафизом. Рост кости в длину при этом прекра­щается. Развитие скелета у мужчин заканчивается к 20 – 24 годам, а у женщин – на 2 – 3 года раньше.

Рост костей в толщину осуществля­ется за счет костеобразующей функ­ции надкостницы. Важнейшую роль в формировании костей играет на­следственность, а также эндокрин­ная система. Рост костей регулиру­ют биологически активные вещества, например гормон роста, выделяемый гипофизом. При недостаточном коли­честве этого гормона рост ребенка замедляется. Если гипофиз выра­батывает слишком много гормона роста, человек вырастает выше 2 м.

На структуру костей оказывает влияние состав пищи, которая долж­на содержать в достаточном ко­личестве соли фосфора, кальция, а также необходимое количество вита­минов. Так, недостаток витамина А замедляет рост ребенка, недостаток витамина D вызывает нарушение в обмене кальция и фосфора. При от­сутствии в пище витамина D соли кальция и фосфора в костях не откла­дываются, кости становятся мягки­ми. При недостатке витамина С кости становятся хрупкими, легко ломают­ся.

На формирование и перестройку костей влияют и физические нагруз­ки. Отсутствие их приводит к раз­рушению остеонов, кости становятся тоньше, менее прочными.

1. Чем отличается прямой остеогенез от непрямого?

2. В какой части костей образуется хрящевая пластинка роста кости в длину?

3. В каком возрасте у мужчин и женщин заканчивается рост костей в длину?