Одной из основных частей, составляющих тело человека, является опорно-двигательный аппарат (ОДА). Он обеспечивает опору всем другим органам и системам, а также позволяет телу передвигаться в пространстве. Изучение строения тела человека (имеем в виду курс анатомии) начинают обычно с ОДА, поэтому все учебники анатомии человека, как зарубежные, так и отечественные начинаются с остеологии.

Остеология: (греч. osteon кость + logos учение, т.е. учение о костях) - раздел анатомии, описывающий строение костей. Выделяют общую остеологию - учение о костном скелете в целом (изучается кость как орган в неразрывной связи с ее функцией, а также химический состав, физические свойства костей, строение, развитие и рост, дается классификация костей, учитывается влияние внешних факторов на строение и развитие костей) и частную остеологию - учение о строении отдельных костей скелета.

Опорно-двигательный аппарат делится на две части:

а) пассивная - скелет;
б) активная - мышечная система.

1.1. Определение скелета

Термин скелет происходит от греческого sceleton (-us) - освобожденное от внутренностей и высушенное тело. Сегодня мы называем это образование мумия.
Скелет - совокупность плотных органов, образующих каркас, остов тела животного. «Остов - внутренняя опорная часть предмета, на которой укрепляются другие части, его костяк» (С.И. Ожегов).

Скелет делят на две части:

а) твердый скелет - кости и хрящи;
б) мягкий скелет - соединения между ними.

У человека скелет выполняет ряд функций, которые можно разделить на три группы :

1. Механические:
• опорная - скелет служит местом прикрепления мышц, опоры внутренних органов;
• защитная - скелет образует костные вместилища для внутренних органов, головного и спинного мозга;
• двигательная - кости образуют рычаги, которые под действием мышц могут перемещаться в пространстве;
2. Биологические:
• обмен веществ - кость накапливает минеральные вещества, которые может быстро отдавать в кровь;
• кроветворение - красный костный мозг кости образует клетки крови;
• иммунная - в кости идет формирование иммуннокомпетентных клеток - лимфоцитов;
3. Прочие, представляющие интерес для медицины:
• социальная - скелет человека может определять выбор профессии, полового партнера и другие социальные действия;
• конституциональная - скелет в первую очередь отражает генетически запрограммированный тип морфологической конституции человека (брахоморфный, долихоморфный или мезоморфный).

2.1. Определение и общие свойства кости

Кость (os) - самостоятельный орган, представляющая отдельную часть твердого скелета. У взрослого человека выделяют больше 200 (36-40 - непарных). У новорожденного ребенка около 270 костей. Существует несколько классификаций костей.

Классификация костей по расположению:

1. Осевой скелет (skeleton axiale), расположенной вдоль средней линии тела и включающий в себя:

а) кости черепа;
б) позвоночник;
в) грудная клетка.

2. Добавочный скелет (skeleton appendiculare), расположенный по бокам и включающий:

г) кости пояса верхних конечностей;
д) кости свободной верхней конечности;
е) кости пояса нижних конечностей;
ж) кости свободной нижней конечности.

Особенности строения и выполняемая функция костей определяются химическим составом и физическими свойствами костей.

Химический состав кости:

а) вода - 50 %
б) сухой вес:

• 1/3 органические вещества;
• 2/3 неорганические.

Органические вещества представлены белком оссеином (разновидность особо прочного белка животных - коллагена) и жирами (примерно в равных соотношениях). Неорганические вещества представлены в основном фосфорнокислыми солями кальция и магния. Хотя здесь присутствуют почти все свободно существующие элементы таблицы Менделеева.

Из физических свойств костей наибольший интерес представляют механические свойства:

а) анизотропия - неодинаковые механические свойства в разных направлениях воздействия, зависит от внутреннего строения кости;
б) эластичность - способность восстанавливать форму после воздействия, прямо зависит от содержания органических веществ;
в) прочность - способность сохранять структуру без разрушению под действием внешней нагрузки, зависит от неорганических веществ. Виды прочности:

• на растяжение - подобно меди;
• на сжатие - соразмерно чугуну;
• на изгиб - зависит от строения, высокие показатели у плоских костей, особенно у ребер и т.д.

Внутри кости костные пластинки могут располагаться неодинаково. В связи с этим макроскопически выделяют два вида костного вещества:

а) компактное;
б) губчатое.

Компактное - пластинки остеонов плотно прилежат друг к другу, они ориентированы вдоль оси, т.к. нагрузка вдоль одной оси. Этим веществом образованы наружный слой всех костей, а также диафизы трубчатых костей. Отличается особой прочностью.

Губчатое - костные пластинки объединяются в перекладины (балки, трабекулы), образующие сложные переплетения, напоминающие губку. Между перекладинами расположены полости, которые заполнены красным костным мозгом. Костные перекладины ориентированы вдоль линий действия сил сжатия-растяжения. Губчатое костное вещество расположено в тех местах, где требуется сочетание прочности кости с малой массой и значительным объемом.

2.3. Кости по строению делятся на группы (рис.5):

1. Трубчатые:

• длинные;
• короткие.

2. Губчатые.

3. Плоские.

4. Смешанные.

5. Воздухоносные.

Части длинной трубчатой кости (рис. 6):

Диафиз (тело) - средняя часть в виде полой трубки округлой или треугольной на сечении. Образован компактным костным веществом. Внутри имеется полость в виде костномозгового канала, заполненная желтым костным мозгом. Снаружи диафиз покрыт соединительнотканной оболочной - надкостницей. Изнутри костномозговая полость покрыта внутренней соединительнотканной оболочкой - эндостом.

Проксимальный и дистальный эпифизы - концевые расширенные части, имеющие суставные поверхности, покрытые хрящом. Образованы губчатым костным веществом. Внутри имеется костномозговая полость, содержащая красный костный мозг.

Проксимальный и дистальный метафизы - переход эпифиза в диафиз. У детей на этом месте располагается метафизарный хрящ, за счет которого кость растет в длину.

Апофиз - выступающий участок кости, служащие местом прикрепления мышц, связок и т.п. У разных костей их количество, размеры, форма неодинаковы.

Короткая трубчатая кость в отличии от длинной имеет только по одному истинному эпифизу и метафизу (рис. 6).

Губчатая кость имеет форму куба или неправильного многогранника. Образована губчатым костным веществом (рис. 8).

Плоская кость имеет плоскую форму, две поверхности. Образуют костные стенки различных полостей для защиты внутренних органов (рис. 7).

Смешанная кость (или неправильная) представляет собой сочетание губчатой и плоской костей.

Воздухоносная кость - это кость черепа, имеющая внутри полость, выстланную изнутри эпителием и сообщающаяся с внешней средой (рис. 7).

Внутреннее строение любого органа определяется видами и соотношением биологических тканей. Ткань - исторически сложившаяся (в ходе эволюции) группа клеток и межклеточного вещества, обладающая общими чертами строения, единством происхождения и одинаковой функцией. Современная гистологическая классификация делит ткани по морфофункциональным признакам на четыре группы:

• Эпителии.
• Ткани внутренней среды.
• Мышечные ткани.
• Нервные ткани.

Каждая группа в свою очередь состоит из различного числа подгрупп. Об этом Вам рассказывали на предыдущей лекции, а подробно о видах и особенностях строения разных тканей Вы можете узнать здесь.

Кость как орган содержит следующие группы тканей:

1. костная;
2. хрящевая;
3. собственная соединительная;
4. красный костный мозг;
5. жировая ткань;
6. кровь и лимфа;
7. нервная ткань;
8. мышечная ткань.

Первые шесть групп - это ткани внутренней среды. Две последующих - самостоятельные.

Ведущей тканью кости с точки зрения выполняемой ею функции является костная ткань. Костная ткань разновидность соединительнотканной ткани - т.н. скелетная группа тканей.

Известны три разновидности клеток костной ткани:

• остеобласты - растущие клетки;
• остеоциты - зрелые клетки;
• остеокласты - клетки, разрушающие старую ткань.

Рис. 8. Остеоциты костной ткани.

Межклеточное вещество костной ткани представлено следующими компонентами:

• белок коллагеновой группы - оссеин, формирующий пучки;
• гликопротеиды и гликозаминогликаны;
• минеральные вещества - малые по размерам кристаллы гидроксиаппатита, но большое количество.

Существует классификация костной ткани, основанная на расположении клеток и межклеточного вещества:

• Грубоволокнистая костная ткань - характеризуется наличием беспорядочным расположением толстых пучков коллагеновых волокон, импрегнированных солями. Характерна для ранних этапов развития кости, у взрослых присутствует лишь в отдельных участках скелета.
• Параллельно-волокнистая костная ткань - волокна располагаются параллельно, не складываясь в пучки. Образует некоторые кости черепа .
• Пластинчатая костная ткань - тонкие волокна образуют параллельные ряды, складываясь в тонкие пластинки (рис. 9). Эта ткань присутствует в большинстве костей взрослого человека.

Структурно-функциональной единицей пластинчатой костной ткани является остеон (гаверсова система).

При микроскопическом исследовании обнаруживается, что остеон включает в себя (рис. 10):

• центральный (гаверсов) канал, содержащий кровеносные сосуды;
• костные пластинки цилиндрической формы в количестве от 5 до 20, концентрически окружающие канал. Между соседними пластинками в один слой располагаются остеоциты (рис. 8), длинными отростками контактирующие между собой.

Кроме этого пластинчатая костная ткань включает в себя (рис. 9):

• вставочные костные пластинки - располагаются между соседними остеонами, заполняют свободное пространство между ними;
• прободающие (фолькмановы) каналы - идут поперечно и соединяют гаверсовы каналы между собой, с надкостницей или с костномозговой полостью. По ним идут кровеносные сосуды к каналам остеона и обратно (за пределы костной ткани).
• генеральные (наружные и внутренние) пластинки - дополнительно охватывают кость целиком снаружи или покрывают изнутри.

В костях кроме костной присутствуют и другие виды тканей:

1. Собственно соединительная ткань:

а) надкостница - соединительнотканная оболочка, покрывающая всю кость снаружи (кроме суставных поверхностей). Образована двумя слоями:

• фиброзный слой - поверхностный, образован плотной волокнистой соединительной тканью и выполняет защитную функцию;
• камбиальный слой - внутренний, образован рыхлой соединительной тканью, содержащей много остеобластов. За счет него происходит у детей рост кости в толщину, а у взрослых - ее физиологическая реге­нерация;

б) эндост - рыхлая соединительнотканная оболочка, выстилающая костномозговую полость изнутри. Содержит много остеокластов.

б) Рыхлая соединительная ткань, окружающая кровеносные сосуды в каналах кости. Она идет вглубь кости от надкостницы двумя путями:

• питательные каналы ==> гаверсовы каналы;
• фолькмановы каналы ==> гаверсовы каналы;

Хрящевая ткань образует тонкий слой суставного хряща на суставных поверхностях. Образована гиалиновым хрящом. У детей большая часть эпифизов и метафизы образованы хрящевой тканью.

Костный мозг:

• красный - ретекулиновая (кроветворная) ткань, выполняет функцию кроветворения (образуются все клетки крови) и является центральным органом иммунной системы. Находится в костномозговой полости губчатого костного вещества.
• жёлтый - жировая ткань, заполняет костномозговую полость диафиза, встречается у взрослых людей на месте ранее существовавшего красного костного мозга у детей.

Кровь и лимфа - внутри кровеносных и лимфатических сосудов.

Нервная ткань представлена нервами и нервными окончаниями (в основном в надкостнице).

Мышечная ткань встречается в кровеносных сосудах в виде гладкомышечных клеток.

На форму кости влияет много факторов:

1) прикрепление мышцы, сухожилия, связки, фасции:

• выступ - апофиз (бугор, бугорок, гребень, отросток).
• впадина - яма, ямка

2) прилежат кровеносные сосуды или нервы:

• борозды;
• щель;
• канал;
• вырезка.

3) контакт с другой костью - гладкая суставная поверхность:

• головка;
• впадина;
• мыщелок.

У животных выделяют наружный и внутренний скелет.

Наружный скелет у разных животных (рис. 1) имеет разное строение и происхождение. У многих беспозвоночных он является продуктом выделения кожного эпителия: кутикула дождевого червя, хитин членистоногих, известковые раковины молюсков.

Наружный скелет у позвоночных появляется в форме чешуи у рыб. Из чешуй у высших рыб развиваются покровные кости головы и плечевого пояса.

Чешуя рыб и кожные окостенения наземных позвоночных всегда дополняются внутренним скелетом.

Внутренний скелет у низших животных (рис. 1) развит слабо и представляет собой систему соединительнотканных образований, иногда включающих рогоподобные волокна, кремниевые или известковые иглы.

Внутренний скелет у головоногих молюсков представлен хрящом.

У позвоночных животных внутренний скелет всегда хорошо развит.

У бесчерепных он перепончатый, у низших рыб – хрящевой, у высших рыб и наземных позвоночных он построен преимущественно из костной ткани.

Согласно основному биогенетическому закону Геккеля-Мюллера онтогенез есть краткое повторение филогенеза. Онтогенез твердого скелета у человека не является исключением: в развитии костей у человека выделяются три последовательных стадии (рис. 2):

1. Соединительнотканная.
2. Хрящевая.
3. Костная.

Большинство костей в своем развитии последовательно проходят все три стадии – это вторичные кости. Ряд костей при развитии пропускают хрящевую стадию – это первичные кости. К первичным по развитию костям относятся: кости свода черепа, кости лицевого черепа, часть ключицы (акромиальный конец).

По развитию кости человека делятся на две группы (рис. 3):

1. Первичные – проходят в своем развитии две стадии: соединительнотканная и костная.
2. Вторичные кости – проходят в своем развитии три последовательных стадии: соединительнотканную, хрящевую и  костную.

Для развития костной ткани в костях необходимо наличие популяций двух видов клеток (рис. 4):

1. Остеобласты.
2. Остеокласты.

Остеобласты представляют собой кубовидной формы клетки (20-30 мкм в диаметре) с одним крупным ядром, располагающиеся близко друг к другу на костном матриксе (межклеточном веществе). Фибробласты продуцируют все компоненты костного матрикса. Они имеют два разных эмбриональных источника:

1. нервные гребешковые клетки (выделяются из краев нервного желобка эмбриона при замыкании его в нервную трубку). Они дают начало волокнистой костной ткани костей черепа.
2. мезенхимальные клетки закладки кости. Они дают начало пластинчатой костной ткани.

Остеокласты  - многоядерные (от 2 до 100 ядер в клетке), большие (от 20 до 100 мкм) клетки гемопоэтической природы. Заносятся в соединительнотканные и хрящевые закладки костей по кровеносным сосудам. Функция остеокластов – резорбция кости.

Для формирования кости как органа необходимо совместная работа двух видов клеток: остеобластов и остеокластов.

В зависимости от того где начинается формирование костной ткани в костях (включая их закладки) выделяют четыре способа окостенения (рис. 5):

1. Эндесмальное окостенение.
2. Перихондральной окостенение.
3. Энхондральное окостенение.
4. Периостальной окостенение.

При эндесмальном окостенении (рис. 5) первичная точка окостенения появляется в центре соединительнотканной закладки кости. Затем новообразующаяся костная ткань распространяется от цента органа к периферии. Таким способом окостеневают первичные кости. На месте первичной точки окостенения обычно наблюдается утолщение (например, теменной бугор, наружный затылочный выступ и т.п.).

Периходральное окостенение характерно для вторичных костей. Остеобласты выстраиваются на поверхности хрящевой закладки кости и начинают синтезировать костный матрикс. Это приводит с сдавливанию и нарушению трофика подлежащей хрящевой ткани, изменения которой активирует остеокласты. В результате этого на поверхности хрящевой закладки кости появляется и постепенно нарастает костная ткань (рис. 5). За счет перихондрального окостенения формируется компактное костное вещество. У длинных трубчатых костей так во внутриутробном периоде образуется диафиз.

При энхондральном окостенении точка (первичный очаг) окостенения появляется в центре хрящевой закладки кости. Затем костная ткань разрастается из центра к периферии (рис. 6). В результате этого формируется губчатое костное вещество. Этим способом развиваются вторичные кости: эпифизы и апофизы трубчатых костей, губчатые, плоские (кроме свода черепа) кости.

Периостальное окостенение происходит за счет надкостницы (periosteum, лат – надкостница). У детей за счет надкостницы кости растут в толщину (напоминаем, что рост кости в длину идет за счет метафизарного хряща)(рис. 6). У взрослых периостальное окостенение обеспечивает физиологическую регенерацию кости.

Кости туловища по развитию относятся к вторичным костям. Они окостеневают энхондрально (рис. 7).

Развитие позвонков:

У зародыша закладывается 38 позвонков: 7 шейных, 13 грудных, 5 поясничных, 12-13 крестцовых и копчиковых (рис. 8).

13-й грудной превращается в 1-й поясничный, последний поясничный – в 1-й крестцовый, Идет редукция большинства копчиковых позвонков.

Каждый позвонок имеет первоначально три ядра окостенения: в теле и по одному в каждой половинке дуги. Они срастаются лишь к третьему году жизни.

Вторичные центры появляются по верхнему и нижнему краям тела позвонка у девочек  в 6-8 лет, у мальчиков – в 7-9 лет. Они прирастают к телу позвонка в 20-25 лет.

Самостоятельные ядра окостенения образуются в отростках позвонков.

Аномалии развития позвонков (рис. 8, 9):

- Врожденные расщелины позвонков:

- Spina bifida  - расщелина только дуг.
- Рахишизис – полная расщелина (тело и дуга).

- Клиновидные позвонки и полупозвонки.

- Платиспондилия – расширение тела позвонка в поперечнике.

- Брахиспондилия – уменьшение тела позвонка по высоте, уплощение и укорочение.

- Аномалии суставных отростков: аномалии положения, аномалии величины, аномалии сочленения, отсутствие суставных отростков.

- Спондилолиз – дефект в межсуставной части дуги позвонка.

- Врожденные синостозы: полный и частичный.

- Os odontoideum – неслияние зуба с телом осевого позвонка.

- Ассимиляция (окципитализация) атланта – слияние атланта с затылочной костью.

- Шейные ребра.

- Сакрализация – полное или частичное слияние последнего поясничного позвонка с крестцом.

- Люмбализация – наличие шестого поясничного позвонка (за счет мобилизации первого крестцового).

Развитие ребер (рис. 10):

Закладывается 13 пар ребер. Затем 13-е ребро редуцируется и срастается с поперечным отростком 1-го поясничного позвонка.

Основных точек окостенения в ребре две: точка окостенения на месте будущего угла ребра (окостеневает тело ребра) и в головке ребра (на 15-20 году жизни). У 10 верхних ребер появляется точка окостенения в бугорке ребра.

Передние концы 9 пар верхних ребер образуют грудные полоски – источник развития грудины.

Развитие грудины (рис. 11):

Источником развития грудины являются грудные полоски – расширенные концы хрящевых концов девяти пар верхних ребер. В грудине бывает до 13 точек окостенения.

Аномалии развития ребер (рис. 10):

- Отсутствие ребра
- Отсутствие части ребра
- Дефект ребра
- Раздвоение ребра (вилка Лушки)
- Шейное ребро
- XIII ребро

Аномалии развития грудины (рис. 11):

- Аплазия рукоятки грудины
- Отсутствие отдельных сегментов тела грудины<
- Расщепление грудину
- Отсутствие тела грудины
- Воронкообразная деформация
- Куриная грудь

Кости конечностей по развитию относятся к вторичным костям. Исключение представляет собой ключица: ее тело и акромиальный конец окостеневают эндесмально (точка окостенения появляется на 6-7-й неделях внутриутробного развития.

Диафизы длинных трубчатых костей окостеневают перихондральными и энходральными способами. В диафизах первичная точка окостенения появляется на 2-м – начале 3-го месяцев внутриутробного развития и растет по направлению к проксимального и дистальному эпифизам.

Эпифизы и апофизы длинных трубчатых костей окостеневают энходральным способом. Они у новорожденных хрящевые. Вторичные точки окостенения появляются в течение первых 5-10 лет жизни. Исключение составляют эпифизы костей, образующих коленный сустав: точка окостенения в дистальном конце бедренной кости появляется на 6 месяце, а в проксимальном конце большеберцовой кости – на 7 месяце внутриутробного развития. Прирастают эпифизы к диафизам после 15-17 лет и позже.

Аномалии развития лопатки:

• Глубокая вырезка, иногда отверстие
• Несращение акромиона (синхондроз)

Аномалии развития ключицы:

• Варьируют изгибы
• Нет конусовидного бугорка и трапециевидной линии.

Варианты и аномалии развития плечевой кости

• Processus supracondylaris – над медиальным надмыщелком.

Аномалии развития костей предплечья:

• Локтевой отросток не срастается с телом локтевой кости
• Отсутствие лучевой кости

Аномалии развития костей кисти:

• Добавочные кости запястья, например,  os centrale
• Добавочный палец (полидактилия)

Варианты и аномалии развития тазовой кости:

• Отверстие в центре подвздошной ямки
• Удлинение подвздошных остей

Варианты и аномалии развития бедренной кости:

• Увеличение ягодичной бугристости – третий вертел, trochanter tertius

Варианты и аномалии развития костей голени:

• Уплощенное (не трехгранное) тело большеберцовой кости

Варианты и аномалии развития костей стопы

• Добавочные кости предплюсны
• Добавочные пальцы

Кости свода и лицевого черепа по развитию относятся к первичным костям, окостеневающим на основе соединительной ткани эндесмальным способом окостенения.

Кости лицевого черепа развиваются на основе жаберных дуг (первой и второй висцеральной дуги).

Из первой висцеральной дуги развиваются следующие кости: верхняя, нижняя челюсти, частично скуловая и небные кости, медиальная пластинка крыловидного отростка клиновидной кости; молоточек, наковальня – слуховые косточки; костное небо и его швы, нижняя часть глазницы.

Из второй висцеральной дуги развиваются: стремечко, шиловидный отросток височной кости, малые рога подъязычной.

Кости основания черепа проходят три стадии развития: соединительнотканную, хрящевую и костную. Т.е. они являются вторичными. Они окостеневают энхондрально.

Известны следующие аномалии развития черепа

• Непостоянные (вставочные, вормиевы) кости швов
• Кости родничков
• Непостоянные швы
• Большие теменные отверстия
• Тонкая теменная кость
• Дырчатый череп
• Краниосхизис – головной мозг и череп открыты с дорсальной стороны
• Краниостеноз – преждевременный синостоз отдельных или всех швов, ведет к деформациям черепа:
  • Башенный
  • Ладьевидный
  • Клиновидный
  • Скошенный
• Микроцефалия
• Макроцефалия
• Гидроцефалия
• Аэнцефалия (отсутствует свод черепа, сочетается с недоразвитием головного мозга).
• Аномалии лицевого черепа:
• Заячья губа
• Волчья пасть
• Колобома
• Др.

Опорно-двигательный аппарат позвоночных состоит из двух основных частей, различающихся по строению и по функции:

1. Скелет - это пассивная часть опорно-двигательного аппарата, образующая каркас тела и формирующая рычаги для перемещения тела и его частей в пространстве.
2. Мышечная система - это активная часть опорно-двигательного аппарата, являющаяся источником сил, приводящих в движение скелет, а вместе с ним и все тело.

Скелет (рис. 1) в свою очередь так же образован разными по строению и функции анатомическими структурами, поэтому в нем выделяют две части:

1. Твердый скелет - это кости и хрящи.
2. Мягкий скелет - это соединения между костями и хрящами.

Раздел анатомии, изучающий соединения костей, называется атросиндесмология (в переводе с древнегреческого: arthros - сустав, sin - с, desmos - связка, logos - учение, наука. Дословно: учение о суставах и связках).

Соединений костей в организме у человека очень много: каждая кость имеет минимум два соединения. Тем не менее их можно разделить на три большие группы, различающиеся строением, прочностью и степенью подвижности сочленяющихся костей:

1. Синартроз - непрерываное соединение между костями.
2. Гемиартроз - полупрерывное соединение. Еще его называют полусустав, симфиз.
3. Диартроз - прерывное соединение. Еще его называют синовиальное соединение, но чаще - сустав.

Синартроз это непрерывное соединение костей. При таком соединении промежуток между костями полностью (без разрывов) заполнен какой либо тканью.

В зависимости от вида (гистологического строения) ткани синартрозы делятся на три группы:

1. Синдесмоз - это соединение посредством плотной соединительной ткани. Их еще называют фиброзные соединения.
2. Синхондроз - это соединения между костями посредством хрящевой ткани.
3. Синостоз - это соединение костей посредством костной ткани, т.е. несколько костей срастаются между собой в одну.

Синдесмоз, или фиброзное соединение, образован плотной соединительной тканью, межклеточное вещество которой содержит много толстых пучков коллагеновых волокон. Именно они придают данному соединению высокую прочность.

В зависимости от внешней формы этих соединений, размеров и ориентации пучков коллагеновых волокон (фиброархитектоники) внутри них, синдесмозы делят на несколько групп:

1. Связка.
2. Мембрана
3. Шов.
4. Вколачивание.

Связка - это синдесмоз в виде вытянутого тяжа, длинные пучки коллагеновых волокон внутри которого ориентируются преимущественно в одном направлении. Например, крестцово-остистая и крестцово-бугорная связки таза (рис. 2).

Мембрана, или перепонка - это синдесмоз, имеющий форму тонкой пластинки, заполняющей промежуток между костями. Пучки коллагеновых волокон внутри мембраны ориентируются в разных направлениях, формируя сетевидную конструкцию. Например, запирательная мембрана таза (рис. 2), межкостные мембраны предплечья и голени.

Шов - это синдесмоз, соединяющий кости черепа. Представляет собой короткие пучки коллагеновых волокон, плотно заполняющие промежуток между соседними костями черепа. Швы соединяют между собой первичные кости и могут рассматриваться как остатки перепончатого черепа.

В зависимости от формы края сочленяющихся костей швы делят на три группы (рис. 3):

1. Зубчатый шов.
2. Чешуйчатый шов.
3. Плоский шов.

Зубчатый шов соединяет кости, края которых сильно зазубрены. Эти швы встречаются на своде черепа. Пример, венечный шов между лобной и теменными костями, сагитальный шов между теменными костями, лямбдавидный шов между теменными и затылочной костью (рис. 3).

Чешуйчатый шов соединяет кости, края которых заострены. Здесь один край как чешуя накладывается на другой. Пример, соединение чешуйчатой части височной кости с другими костями черепа (рис. 3).

Плоский шов встречается между костями лицевого черепа, края которых относительно ровные (плоские).

Вколачивание, строго говоря, не является соединением между костями, т.к. это зубоальвеолярное соединение, т.е. соединение корня зуба с альволой челюсти, а зубы костями не являются. Однако подобие механических свойств сочленяющихся элементов и сходства строения этого соединения с другими синдесмозами позволяет некоторым авторам включать его в систему непрерывных соединений костей. Вколачивание представляет собой систему пучков коллагеновых волокон, пронизанных большим количеством кровеносных сосудов.

Синхондроз - это синартроз, где кости соединяются посредством хрящевой ткани. В зависимости от гистологического строения хрящевой ткани синхондрозы делятся на две группы (рис. 4):

1. Волокнистый синхондроз. Например, соединение тел позвонков осуществляется межпозвоночным диском, в основе которого волокнистый хрящ.
2. Гиалиновый синхондроз. Например, соединение первого ребра с грудиной.

Не всегда на местах синходрозов хрящевая ткань сохраняется на протяжении всей жизни. В связи с этим синхондрозы по длительности существования делят на две группы (рис. 5):

1. Постоянный синхондроз. Например, соединения первого ребра с грудиной (рис. 5), или тел позвонков. Здесь хрящевая ткань между соединяющимися костями сохраняется на протяжении всей жизни человека.
2. Временный синхондроз. Например, у детей это соединения трех костей (подвздошной, лобковой и седалищной), формирующих тазовую кость, или пяти крестцовых позвонков между собой (рис. 5). У взрослых людей на этах участках хрящевая ткань заменяется на костную, синхондроз преобразуется в синостоз.

Синостоз - это синартроз посредством костной ткани. В результате синостоза кости, на каком-то этапе жизни человека существовавшие раздельно, срастаются между собой. Такое соединение является самым прочным среди прочих синатрозов.

Синостозы формируются на местах временных синхондрозов и швов черепа. Пример, соединение пяти крестцовых позвонков у взрослого образует одну кость - крестец (рис. 5).

Гемиартроз (полупрерывное соединение, полусустав, симфиз) образован волокнистохрящевым диском, расположенным между соединяющимися костями, в толще которого находится небольшая щель (рис. 6). Волокнистый хрящ обеспечивает относительное прочное соединение костей, щель дает небольшую подвижность (по сравнению с синхондрозом).

В филогенетическом плане гемиартроз является переходной формой от непрерывных к прерывным соединениям. Он впервые встречается у двоякодышащих рыб, использующих свои плавники для ползания по поверхности земли при перемещении из одного водоема в другой. У человека в норме гемиартрозы представлены лобковым симфизом и крестцово-копчиковым соединением (иногда). Их наличие позволяет тазовым костям совершать небольшие движения, например, при родах у женщины (рис. 6).

Диартроз (прерывное соединение, синовиальное соединение, сустав) - соединение, где между костями имеется щель (промежуток), заполненная синовиальной жидкостью. Это обеспечивает высокую, строго направленную подвижность костей в суставе при одновременно высокой прочности соединения. Диартроз в филогенетическом ряду обнаруживается у животных, вышедших на сушу.

Любой диартроз (далее по тексту сустав) обязательно содержит три главных элемента сустава (рис. 7):

1. Суставные поверхности.
2. Суставная сумка.
3. Суставная полость.

Суставные поверхности - гладкие участки на костях, покрытые тонким слоем суставного хряща. Суставными поверхностями кости соприкасаются, поэтому их у одного сустава бывает не менее двух. Все суставы по количеству суставных поверхностей делят на две группы:

1. Простой сустав - сустав образован двумя суставными поверхностями. Например, плечевой сустав образован двумя суставными поверхностями: суставная впадина лопатки и головка плечевой кости
2. Сложный сустав - сустав образован тремя и более суставными поверхностями. При детальном рассмотрении в сложном суставе можно обнаружить несколько простых. Например, локтевой сустав образован шестью суставными поверхностями, расположенными на трех костях: блок и головка мыщелка на плечевой кости, блоковая и лучевая вырезки на локтевой кости, ямка головки и суставная окружность на лучевой кости. В локтевом суставе выделяют три простых сустава: плече-локтевой, плече-лучевой и проксимальный луче-локтевой.

При рассмотрении геометрической формы суставных поверхностей можно заметить, что чаще одна суставная поверхность бывает выпуклая (суставная головка), а другая - вогнутая (суставная впадина). Сложные по форме сустаыные поверхности часто называют мыщелками.

Для оценки степени соответствия друг другу двух суставных поверхностей используется термин конгруэнтность. В отличии от одноименного математического термина в артрологии конгруэнтность имеет разные уровни, т.е. можно сказать, что у одного сустава суставные поверхности более конгруэнтны, чем у другого.

Суставные поверхности в норме обязательно покрыты слоем суставного хряща. Он выполняет две функции: 1) сглаживает неровности на костях, 2) поглощает энергию удара одной кости о другую при движениях (демпфер). По строению это гиалиновый хрящ, не содержащий кровеносных сосудов. Питание суставного хряща осуществляется за счет синовиальной жидкости.

Суставная сумка - соединительнотканная оболочка, окружающая сустав. Состоит из двух слоев:

1. Фиброзная мембрана.
2. Синовиальная мембрана.

Фиброзная мембрана является наружным слоем суставной сумки. Является толстой прочной оболочкой, образованной плотной оформленной соединительной тканью, в основе которой пучки коллагеновых волокон, ориентирующихся в разном направлении.

Фиброзная мембрана выполняет механические функции:

1) защищает сустав от внешних воздействий,
2) соединяет сочленяющиеся кости между собой,
3) является местом фиксации мышц.

Фиброзная мембрана прикрепляется к костям, формирующим сустав, на некотором растоянии от края суставного хряща. Эти участки называют линия прикрепления капсулы.

Синовиальная мембрана формирует внутренний слой суставной сумки. Это тонкая оболочка, образованная преимущественно рыхлой соединительной тканью. Изнутри, со стороны полости сустава она выстлана особыми соединительнотканными клетками - синовиоцитами, обладающими фагоцитарной активностью. Основная функция синовиальной оболочки - трофическая, связанная с обменом синовиальной жидкости. Кроме этого она участвует в иммунных реакциях. К костям синовиальная мембрана прикрепляется по краю суставного хряща.

Суставная полость - узкое, герметично замкнутое щелевидное пространство внутри сустава. Ограничено суставным хрящом и синовиальной оболочкой.

Внутри суставной полости находится небольшое количество синовиальной жидкости. Она содержит много полисахаридов, придающих ей вязкость. Эта жидкость секретируется и резорбируется синовиальной мембраной.

Функции синовиальной жидкости:

1) смазка суставных поверхностей (для улучшения скольжения),
2) питание внутрисуставных структур (прежде всего суставного хряща).

У некоторых суставов суставная полость может быть разделена внутрисуставными элементами на изолированные части. Такой сустав называют комплексный сустав.

У многих суставов имеются анатомические структуры, являющиеся неотъемлимой частью этого сустава, без которого функция сочленения не может выполняться. Но в отличии от главных элементов суставов, данные структуры присутствуют не у всех диартрозов. Такие образования называют вспомогательные элементы суставов.

Все вспомогательные элементы суставов можно разделить на четыре вида:

1. Суставные связки.
2. Внутрисуставные хрящи.
3. Синовиальные сумки и синовиальные влагалища.
4. Сесамовидные кости.

Наиболее распространенным вспомогательным элементов у суставов являются суставные связки. Они в разных количествах присутствую у многих суставов, однако, некоторые суставы связок не имеют.

Суставные связки представляют собой плотные вытянутые соединительнотканные образования, в области суставов перекидывающиеся от одной кости к другой. Образованы эти связки толстыми пучками коллагеновых волокон, ориентирующихся в одном направлении. Таким образом, по строению связки суставов напоминают синдесмозы - связки, но отличаются от последни биомеханическими условиями: суставные связки испытывают регулярные динамические нагрузки, а синдесмозы - статические.

По строению и происхождению суставные связки близки суставной сумке. По отношению к фиброзной мембране суставные связки делятся:

1. Внутрисуставные связки - располагаются кнутри от фиброзной мембраны суставной сумки. Места их костной фиксации лежат кнутри от линии прикрепления капсулы. Эти связки покрыты синовиальной мембраной, отделяющей их от полости сутава.Например,передняя и задняя крестообразные связки, поперечная связка колена (рис. 8).
2. Внесуставные связки - располагаются снаружи от фиброзной мембраны. Они делятся на две группы:
2.1. Капсулярные связки - представляют собой локальное утолщение фиброзной мембраны суставной сумки. Пучки коллагеновых волокон на этих участках ориентируются в одном направлении. Например, косая и дугообразная подколенные связки коленного сустава (рис. 9).
2.2. Внекапсулярны связки располагаются обособленно от фиброзной мембраны. Например, связка надколенника, большеберцовая и малоберцовая колатеральные связки коленного сустава (рис. 8, 9).

Разнообразны функции суставных связок:

1. Соединяют кости, дополнительно укрепляя сустав.
2. Направляют кости, обеспечивая определенные движения в суставах.
3. Ограничивают чрезмерные движения.
4. Для внутрисуставных связок характерна функция - проведение кровеносных сосудов от одной кости к другой. Например, кровоснабжение головки бедра в основном происходит за счет кровеносного русла связки головки бедра.

Функции суставных связок определяются в том числе и общими закономерностями их расположения:

1. Суставные связки расположены по бокам сустава. Например, коллатеральные связки коленного сустава
2. Суставные связки расположены на вентральной и дорсальной поверхностях сустава. Например, тыльная и ладонная лучазапястные связки.
3. Если кость в суставе совершает вращательное движение, то будет связка, петлей охватывающая эпифиз этой кости. Например, круговая зона тазобедренного сустава.

Внутрисуставные хрящи так же являются вспомогательными элементами суставов и представляют собой волокнистохрящевую пластинку, расположенную в полости сустава между суставными поверхностями. Края этих хрящевых пластинок срастаются с фиброзной мембраной капсулы сустава.

Различают три вида внутрисуставных хрящей, различающихся формой и выполняемой функцией (рис. 10).

1. Суставной диск - хрящевая пластинка округлой или треуголной формы, расположенная между суставными поверхностями. Диск делит полость сустава на две изолированные камеры (этажи). Напоминаем, суставы, полость которых разделена на несколько отделов называются комплексными суставами. Например, височно-нижнечелюстной сустав (рис. 10): Суставной диск разводит на некоторое расстояние суставные поверхности и делит суставную полость на части. Это дает дополнительные виды движении и увеличивает подвижность сустава.
2. Суставная губа - хрящевая пластинка в форме кольца. Она имеется у плечевого и тазобедренного суставов. Суставная губа прикрепляется по краям суставной впадины (рис. 10) и тем самым увеличивает ее площадь. В результате этого увеличивается конгруэнтность поверхностей, и уменьшается вероятность вывиха.
3. Суставной мениск - хрящевая пластинка в форме полумесяца, треугольная на сечении. Суставные мениски имеются только у коленного сустава (рис. 10). Они располагаются между мыщелками бедренной и большеберцовой костей и выполняют две функции: 1) устраняют неконгруэнтность суставных поверхностей соответствующих мыщелков, 2) являются демпферами, уменьшающими ударное механическое воздействие костей друг на друга.

Синовиальные сумки и синовиальные влагалища* представляют собой замкнутые соединительнотканные сумки, окружающие длинные сухожилия мышц, проходящие рядом с суставом. Внутри синовиальных сумок и влагалищ находится синовиальная жидкость. Функцией этих структур является снижение трения между сухожилием и плотными анатомическими образованиями рядом с ним. Иногда полость синивиальной сумки или влагалища может сообщаться с полостью сустава, что необходимо учитывать при диагностике и лечении заболеваний суставов и мышц.

Сесамовидные кости* - небольшие губчатые кости, расположенные между крупной костью и сухожилием мышцы у места ее прикрепления в непосредственной близости с суставами. Эти кости увеливают угол прикрепления сухожилия, обеспечивая более эффективную работу мышц. Например, надколенник - самая большая сесамовидная кость - располагается между сухожилием четырехглавой мышцы бедра и коленным суставом, обеспечивая эффективность разгибания в суставе.

_____

*Синовиальные сумки и влагалища, сесамовидные кости также являются вспомогательными аппаратами мышц, и будут рассмотрены нами подробнее в соответствующих разделах.

Суставы, как одна из разновидностей соединения костей, удерживают кости, препятствуя их расхождению. Можно выделить следующие факторы, удерживающие кости в суставах:

1. Суставная капсула.
2. Суставные связки.
3. Мышцы, перекидывающиеся через сустав.
4. Отрицательное давления (внутри полости сустава давление меньше атмосферного).
5. Сила поверхностного натяжения синовиальной жидкости.

Суставы кроме соединеия костей выполняют в организме еще много функций. Назовем некоторые основные функции суставов:

1. Локомоторная - перемещение всего тела человека в пространстве.
2. Движение рычагов (отдельных частей тела) друг относительно друга.
3. Опорная позволяет удерживать тело в вертикальном положении, более характерна для суставов нижней конечности.
4. Рецепторная – сустав выступает в роли органа чувств. Разные элементы сустава содержат проприорецепторы, воспринимающие положение тела человека и его частей в пространстве.
5. Иммунная. – в области суставов находятся органы лимфатической и иммунной систем (лимфатические узлы), стимуляция которых при движениях повышает иммунные статус человека. В связи с этим традиционные восточные культуры здоровья (йога, у-шу и др.) важное место отводят состоянию суставов.

Главной функцией суставов является движение. Оно характеризуется двумя основынми параметрами: направлением движения и амплитудой этого движения. Рассмотрим каждый из них. Начнем со второго.

Подвижность - амплитуда движения (максимально возможное) в суставе. Подвижность зависит от особенностей строения сустава и окружающих его мягких тканей.

Различают несколько видов подвижности:

1. Скелетная подвижность - подвижность сустава, лишенного мягких тканей (капсулы, связок, мышц), т.е. подвижность, обусловленная твердым скелетом. Ее величина определяется разницей протяженности сочленяющихся суставных поверхностей (рис. 11). Например, протяженность суставной впадины лопатки относительно фронтальной оси составляет 75^о. Протяженность суставной поверхности на головке плеча – 150^о. Скелетная подвижность при движениях в плечевом суставе вокруг фронтальной оси составляет 150^о-75^о=75^о.

2. Активная подвижность – подвижность сустава у живого человека, обеспечиваемая активной тягой мышц. Ее ограничивает противодействие мышц антагонистов.

3. Пассивная подвижность – подвижность сустава у живого человека, определяемая после устранения мышечного сопротивления (за счет внешних сил). Например, врач производит принудительное сгибание-разгибание голени в коленном суставе пациента, поочередно преодолевая сопротивления мышц разгибателей и сгибателей голени. Пассивная подвижность ограничена суставными связками и капсулой.

Движения в суставах происходят вокруг трех анатомических осей, и, в соответствии с этим, движения в суставах делят на три вида:

1. Сгибание – разгибание (лат. flexio - extensio) – вокруг фронтальной оси (рис. 12).
2. Отведение – приведение (лат. abductio - adductio) – вокруг сагиттальной оси (рис. 13).
3. Вращение (лат. rotatio) – вокруг вертикальной оси (рис. 14).

Как вариант ротации на сегментах конечностей рассматриваются два вида движения:

3.1. Супинация – вращение конечности кнаружи, кости предплечья становятся параллельными друг другу (рис. 15).
3.2. Пронация – движение конечности кнутри, кости предплечья пересекаются между собой (рис. 15).

Рис. 15. Супинация и пронация предплечья

В некоторых суставах возможно сочетание всех трех видов движения одновременно – круговое вращение (лат., circumductio). При этом движение дистальный от сустава сегмент описывает в пространстве круг.

Разные суставы могут совершать движения вокруг одной, двух или трех осей. Количество осей движения определяется формой суставной поверхности.

Классификация суставов по функции (по количеству осей движения и форме суставных поверхностей):

1. Одноосные суставы:

1.1. Цилиндрический сустав. Форма суставных поверхностей – часть боковой поверхности цилиндра. Вращение осуществляется вокруг вертикальной оси. Пример: проксимальный и дистальный лучелоктевые суставы.

1.2. Блоковидный сустав. Форма суставной поверхности напоминает блок. Вращение вокруг фронтальной оси: сгибание – разгибание. Пример: межфаланговые суставы.

1.3. Винтообразный сустав. Это разновидность блокового сустава. Отличается от предыдущего вида тем, что ось вращения стоит под углом к фронтальной оси. При движении в этом суставе, наряду со сгибанием – разгибанием, отмечается смещение по оси, как при ввертывании винты в резьбу, или шурупа в стену. Пример: плече-локтевой сустав (часть локтевого сустава).

2. Двуосные суставы:

2.1. Эллипсовидный сустав. Форма суставной поверхности напоминает эллипсоид. Пример: Лучезапястный сустав. Движения : сгибание-разгибание , отведение-приведение.

2.2. Мыщелковый сустав. Суставные поверхности на каждой из сочленяющихся костей образованы двумя фасетками (частями), являющимися фрагментами одного эллипсоида. Пример: коленный сустав.

2.3. Винтообразный сустав. Это разновидность блокового сустава. Отличается от предыдущего вида тем, что ось вращения стоит под углом к фронтальной оси. При движении в этом суставе , наряду со сгибанием – разгибанием, отмечается смещение по оси, как при ввертывании винты в резьбу, или шурупа в стену.

3. Трехосные суставы:

3.1. Шаровидный сустав. Суставные поверхности напоминают сферу. Пример: Плечевой сустав.

3.2. Чашеобразный сустав. Разновидность шаровидного сустава, у которого уменьшена подвижность. Пример: тазобедренный сустав.

3.3. Плоский сустав. Это разновидность шаровидного сустава, радиус кривизны суставных поверхностей которого стремится к бесконечности. Суставные поверхности – плоские. Результат – низкая подвижность. Пример: запястно-пястный сустав (со 2-го по 5-й).

Тугой сустав – амфиартроз. Суставные поверхности имеют сложную форму и при этом полностью конгруэнтны. Движение в данном суставе крайне ограничено. Пример: крестцово-подвздошный сустав.

Комплексный сустав – сустав, полость которого разделена на изолированные части (внутрисуставной диск, мениск, внутрисуставные связки). Пример: грудинно-ключичный сустав.

Комбинированный сустав – два анатомические обособленных сустава, находящихся на расстоянии друг от друга, но функционирующих вместе. Пример: правый и левый височно-нижнечелюстной сустав.