Пассивная часть двигательного аппарата (учение о костях и их соединениях - остеоартросиндесмология) [1974 Привес М.Г., Лысенков Н.К., Бушкович В.И.

Скелет (skeletos, греч. - высушенный^*) представляет комплекс плотных образований, развивающихся из мезенхимы, имеющих механическое значение. Он состоит из отдельных костей, соединенных между собой при помощи соединительной, хрящевой или костной ткани, вместе с которыми и составляет пассивный аппарат движения.

^* (Старинный способ приготовления скелета - высушивание на солнце или в горячем песке.)

Значение скелета. Костная система выполняет ряд функций, имеющих или преимущественно механическое, или преимущественно биологическое значение. Рассмотрим функции, имеющие преимущественно механическое значение. Для всех позвоночных характерен внутренний скелет, хотя среди них встречаются виды, которые наряду с внутренним скелетом имеют еще и более или менее развитый наружный скелет, возникающий в коже (костные чешуи в коже рыб). В начале своего появления твердый скелет служил для защиты организма от вредных внешних влияний (наружный скелет беспозвоночных). С развитием внутреннего скелета у позвоночных он сначала стал опорой и поддержкой (каркасом) для мягких тканей. Отдельные части скелета превратились в рычаги, приводимые в движение мышцами, вследствие чего скелет приобрел локомоторную функцию. В итоге механические функции скелета проявляются в его способности осуществлять защиту, опору и движение.

Опора достигается прикреплением мягких тканей и органов к различным частям скелета. Движение возможно благодаря строению костей в виде длинных и коротких рычагов, соединенных подвижными сочленениями и приводимых в движение мышцами, управляемыми нервной системой.

Наконец, защита осуществляется путем образования из отдельных костей костного канала - позвоночного, защищающего спинной мозг; костной коробки - черепа, защищающего головной мозг; костной клетки - грудной, защищающей жизненно важные органы грудной полости (сердце, легкие); костного вместилища - таза, защищающего важные для продолжения вида органы размножения.

Биологическая функция костной системы связана с участием скелета в обмене веществ, особенно в минеральном обмене (скелет является депо минеральных солей - фосфора, кальция, железа и др.). Это важно учитывать для понимания болезней обмена (рахит и др.) и для диагностики с помощью лучистой энергии (рентгеновы лучи, радиоактивные изотопы). Кроме того, скелет выполняет еще кроветворную функцию, поскольку внутри костей содержится костный мозг. При этом вопреки распространенному мнению кость не является просто защитным футляром для костного мозга, а последний составляет органическую часть ее (П. А. Коржуев, 1958). Кроветворная функция принадлежит не только костному мозгу, а всей кости в целом. Определенное развитие и деятельность костного мозга отражаются на строении костного вещества (Кромпехер), и, наоборот, механические факторы сказываются на функции кроветворения: усиленное движение способствует кроветворению; поэтому при разработке физических упражнений необходимо учитывать единство всех функций скелета.

Развитие скелета. На низших ступенях организации, а также в эмбриональном периоде у всех позвоночных первым зачатком внутреннего скелета является спинная струна - chorda dorsalis, происходящая из энтодермы. Хорда является характерным признаком низшего представителя типа хордовых - ланцетника (Amphioxus lanceolatus), у которого скелет состоит из вытянутой вдоль тела с его дорсальной стороны спинной струны и окружающей ее соединительной ткани. У низших видов позвоночных (круглоротые, селахии (акулы) и хрящевые ганоиды) соединительнотканный скелет вокруг хорды и на остальном протяжении замещается хрящевым скелетом, который в свою очередь у более высоко организованных позвоночных, начиная с костистых рыб и кончая млекопитающими, становится костным. С развитием последнего хорда исчезает, за исключением ничтожных остатков (студенистое ядро межпозвонкового диска). Водные формы могли обходиться хрящевым скелетом, так как механическая нагрузка в водной среде несравненно меньше, чем в воздушной. Но только костный скелет позволил животным выйти из воды на сушу, поднять свое тело над землей и прочно стать на ноги.

Таким образом в процессе филогенеза как явление приспособления к окружающей среде происходит последовательная смена 3 видов скелета. Эта смена повторяется и в процессе онтогенеза человека, в течение которого наблюдаются 3 стадии развитая скелета: 1) соединительнотканная (перепончатая), 2) хрящевая и 3) костная. Эти 3 стадии развития проходят почти все кости, за исключением костей свода черепа, большинства костей лица, части ключицы, которые возникают непосредственно на почве соединительной ткани, минуя стадию хряща. Эти, как их называют, покровные, кости можно рассматривать как производные некогда бывшего наружного скелета, сместившиеся в глубь мезодермы и присоединившиеся в дальнейшей эволюции к внутреннему скелету в качестве его дополнения.

Кость как орган

Кость, os, ossis, как орган живого организма состоит из нескольких тканей, главнейшей из которых является костная.

Химический состав кости и ее физические свойства. Костное вещество состоит из двоякого рода химических веществ: органических (¹/₃), главным образом оссеина, и неорганических (²/₃), главным образом солей кальция, особенно фосфорнокислой извести (более половины - 51,04%). Если кость подвергнуть действию раствора кислот (соляной, азотной и др.), то соли извести растворяются (decalcinatio), а органическое вещество остается и сохраняет форму кости, будучи, однако, мягким и эластичным. Если же кость подвергнуть обжиганию, то органическое вещество сгорает, а неорганическое остается, также сохраняя форму кости и ее твердость, но будучи при этом весьма хрупким. Следовательно, эластичность кости зависит от оссеина, а твердость ее - от минеральных солей. Сочетание неорганических и органических веществ в живой кости и придает ей необычайную крепость и упругость. В этом убеждают и возрастные изменения кости. У маленьких детей, у которых оссеина сравнительно больше, кости отличаются большой гибкостью и потому редко ломаются. Наоборот, в старости, когда соотношение органических и неорганических веществ изменяется в пользу последних, кости становятся менее эластичными и более хрупкими, вследствие чего переломы костей чаще всего наблюдаются у стариков.

Строение кости. Структурной единицей кости, видимой в лупу или при малом увеличении микроскопа, является остеон, или гаверсова система, т. е. система костных пластинок, концентрически расположенных вокруг канала (гаверсова канала), содержащего сосуды и нервы.

Остеоны не прилегают друг к другу вплотную, а промежутки между ними заполнены промежуточными или вставочными (интерстициальными) костными пластинками. Остеоны располагаются не беспорядочно, а соответственно функциональной нагрузке на кость: в трубчатых костях параллельно длиннику кости, в губчатых - перпендикулярно вертикальной оси, в плоских костях черепа - параллельно поверхности кости и радиально.

Вместе со вставочными пластинками остеоны образуют основной средний слой костного вещества, покрытый изнутри (со стороны эндоста) внутренним слоем общих, или генеральных, костных пластинок, а снаружи (со стороны периоста) - наружным слоем общих, или генеральных, пластинок. Последний пронизан кровеносными сосудами, идущими из надкостницы в костное вещество в особых каналах, называемых фолькмановскими. Начало этих каналов видно на мацерированной кости в виде многочисленных сосудистых отверстий (foramina vasculosa). Проходящие в фолькмановских и гаверсовых каналах кровеносные сосуды обеспечивают обмен веществ в кости.

Из остеонов состоят более крупные элементы кости, видимые уже невооруженным глазом на распиле или на рентгенограмме, - перекладины костного вещества, или балки. Из этих перекладин складывается двоякого рода костное вещество: если перекладины лежат плотно, то получается плотное, компактное вещество, substantia compacta. Если перекладины лежат рыхло, образуя между собою костные ячейки наподобие губки, то получается губчатое вещество, substantia spongiosa (spongia, греч. - губка). Распределение компактного и губчатого вещества зависит от функциональных условий кости. Компактное вещество находится в тех костях и в тех частях их, которые выполняют преимущественно функцию опоры (стойки) и движения (рычаги), например в диафизах трубчатых костей.

В местах, где при большом объеме требуется сохранить легкость и вместе с тем прочность, образуется губчатое вещество, например в эпифизах трубчатых костей (рис. 7).

Рис. 7. Строение бедренной кости на распиле (по Кишш - Сентаготаи). 1 - эпифиз; 2 - метафиз; 3 - апофиз; 4 - губчатое вещество; 5 - диафиз; 6 - компактное вещество; 7 - костномозговая полость

Перекладины губчатого вещества располагаются не беспорядочно, а закономерно, также соответственно функциональным условиям, в которых находится данная кость или ее часть. Поскольку кости испытывают двойное действие - давление и тягу мышц, постольку костные перекладины располагаются по линиям сил сжатия и растяжения. Соответственно разному направлению этих сил различные кости или даже части их имеют разное строение. В покровных костях свода черепа, выполняющих преимущественно функцию защиты, губчатое вещество имеет особый характер, отличающий его от остальных костей, несущих все 3 функции скелета. Это губчатое вещество называется diploe (двойной), так как оно состоит из неправильной формы костных ячеек, расположенных между двумя костными пластинками - наружной, lamina externa, и внутренней, lamina interna. Последнюю называют также стеклянной, lamina vitrea, так как она ломается при повреждениях черепа легче, чем наружная.

Костные ячейки содержат костный мозг - орган кроветворения и биологической защиты организма. Он участвует также в питании, развитии и росте кости. В трубчатых костях костный мозг находится также в центральном канале этих костей, называемом поэтому костномозговой полостью, cavum medullare.

Таким образом, все внутренние пространства кости заполняются костным мозгом, составляющим неотъемлемую часть кости как органа.

Костный мозг бывает двух родов: красный и желтый.

Красный костный мозг, medulla ossium rubra (детали строения см. в курсе гистологии), имеет вид нежной красной массы, состоящей из ретикулярной ткани, в петлях которой находятся клеточные элементы, имеющие непосредственное отношение к кроветворению и костеобразованию (костесозидатели - остеобласты и костеразрушители - остеокласты). Он пронизан нервами и кровеносными сосудами, питающими, кроме костного мозга, внутренние слои кости. Кровеносные сосуды и кровяные элементы и придают костному мозгу его красный цвет.

Желтый костный мозг, medulla ossium flava, обязан своим цветом жировым клеткам, из которых он главным образом и состоит.

В периоде развития и роста организма, когда требуется большая кроветворная и костеобразующая функция, преобладает красный костный мозг (у зародышей и новорожденных имеется только красный костный мозг). По мере роста ребенка красный мозг постепенно замещается желтым, который у взрослых полностью заполняет костномозговое пространство трубчатых костей.

Снаружи кость, за исключением суставных поверхностей, покрыта надкостницей, periosteum.

Надкостница - это тонкая, крепкая соединительнотканная пленка бледно-розового цвета, окружающая кость снаружи и прикрепленная к ней с помощью соединительнотканных пучков - прободающих волокон, проникающих в кость через особые канальцы. Она состоит из двух слоев: наружного волокнистого (фиброзного) и внутреннего костеобразующего (остеогенного, или камбиального). Она богата нервами и сосудами, благодаря чему участвует в питании и росте кости в толщину. Питание осуществляется за счет кровеносных сосудов, проникающих в большом числе из надкостницы в наружный (кортикальный) слой кости через многочисленные сосудистые отверстия (foramina nutritia, точнее vasculosa), а рост кости осуществляется за счет остеобластов, расположенных во внутреннем, прилегающем к кости, слое (камбиальном). Суставные поверхности кости, свободные от надкостницы, покрывает суставной хрящ, cartilago articularis, имеющий обычное строение гиалинового хряща.

Таким образом, в понятие кости как органа входит костная ткань, образующая главную массу кости, а также костный мозг, надкостница, суставной хрящ и многочисленные нервы и сосуды.

Развитие кости

Образование любой кости происходит за счет молодых соединительнотканных клеток мезенхимного происхождения - остеобластов, которые вырабатывают межклеточное костное вещество, играющее главную опорную роль. Соответственно отмеченным 3 стадиям развития скелета кости могут развиваться на почве соединительной или хрящевой ткани, поэтому различаются следующие виды окостенения (остеогенеза):

1. Эндесмальное окостенение (en - внутри, desme - связка) происходит в соединительной ткани первичных, покровных, костей (рис. 8).

Рис. 8. Череп эмбриона человека на третьем месяце развития. 1 - os frontale; 2 - os nasale; 3 - os lacrimale; 4 - os pterygoideum; 5 - maxilla; 6 - os zygomaticum; 7 - cartilago Meckeli; 8 - mandibula; 9 - processus styloideus; 10 - os tympanicum; 11 - squama temporalis; 12, 16 - os parietale; 13 - ala major; 14 - canalis opticus; 15 - ala minor

На определенном участке эмбриональной соединительной ткани, имеющей очертания будущей кости, благодаря деятельности остеобластов появляются островки костного вещества (центр, ядро, или точка окостенения). Это место наиболее раннего появления костной ткани на покровных костях свода черепа навсегда останется заметным в виде бугров. Из первичного центра процесс окостенения распространяется во все стороны лучеобразно путем наложения (аппозиции) костного вещества по периферии. Поверхностные слои соединительной ткани, из которой формируется покровная кость, остаются в виде надкостницы, со стороны которой происходит увеличение кости в толщину.

2. Перихондральное окостенение (peri - вокруг, chondros - хрящ) происходит на наружной поверхности хрящевых зачатков кости при участии надхрящницы (perichondrium).

Мезенхимный зачаток, имеющий очертания будущей кости, превращается в "кость", состоящую из хрящевой ткани и представляющую собой как бы хрящевую модель кости. Благодаря деятельности остеобластов надхрящницы, покрывающей хрящ снаружи, на поверхности его, непосредственно под надхрящницей, откладывается костная ткань, которая постепенно замещает ткань хрящевую и образует компактное костное вещество.

3. С переходом хрящевой модели кости в костную надхрящница становится надкостницей (periosteum), и дальнейшее отложение костной ткани идет за счет надкостницы - периостальное окостенение. Поэтому перихондральный и периостальный остеогенезы связаны между собой и хронологически следуют один за другим.

4. Энхондральное окостенение (en, греч. - внутри, chondros - хрящ) совершается внутри хрящевых зачатков при участии надхрящницы, которая отпускает отростки, содержащие сосуды, внутрь хряща. Проникая в глубь хряща вместе с сосудами, костеобразовательная ткань разрушает хрящ, предварительно подвергшийся омелению (отложение в хряще извести и перерождение его клеток) и образует в центре хрящевой модели кости островок костной ткани (ядро, или точка окостенения). Распространение процесса энхондрального окостенения из центра к периферии приводит к формированию губчатого костного вещества.

Таким образом, происходит не прямое превращение хряща в кость, а его разрушение и замещение новой тканью, костной.

Такая классификация видов остеогенеза обычно приводится во всех учебниках анатомии и гистологии. Наряду с ней существует другая классификация, разработанная школой венгерского морфолога Кромпехера (Crompecher, 1964), различающая 3 вида костеобразования:

1. Костеобразование на основе хрящевой ткани - хондральный остеогенез.

2. Костеобразование на основе зрелой соединительной ткани - десмальный остеогенез.

Термин "перихондральное" окостенение Кромпехер считает неправильным и устаревшим, поскольку он указывает на костеобразование вокруг хрящевой модели кости, не вскрывая его характера.

3. Костеобразование на почве недифференцированной мезенхимы, окружающей сосудистую сеть - ангиогенный (angeion, греч. - сосуд) остеогенез.

Характер и порядок окостенения функционально обусловлены также приспособлением организма к окружающей среде. Так, у водных позвоночных (например, костистых рыб) окостеневает путем перихондрального остеогенеза только средняя часть кости, которая, как во всяком рычаге, испытывает большую нагрузку (первичные ядра окостенения). То же наблюдается и у земноводных, у которых, однако, средняя часть кости окостеневает на большем пространстве, чем у рыб. С окончательным переходом на сушу к скелету предъявляются большие функциональные требования, связанные с более трудным, чем в воде, передвижением тела по земле и большей нагрузкой на кости. Поэтому у наземных позвоночных появляются вторичные ядра окостенения, из которых у пресмыкающихся и птиц путем энхондрального остеогенеза окостеневают и периферические отделы костей. У млекопитающих концы костей, участвующие в сочленениях, получают даже самостоятельные ядра окостенения (Г. Г. Воккен).

Такой порядок сохраняется и в онтогенезе человека, у которого окостенение также функционально обусловлено и начинается с наиболее нагружаемых центральных участков костей.

Так, сначала на 2-м месяце утробной жизни возникают первичные точки, из которых развиваются основные части костей, несущие на себе наибольшую нагрузку, т. е. тела, или диафизы, трубчатых костей (dia, греч. - между, phyo - расту; часть кости, растущая между эпифизами) и концы диафиза, называемые метафизами (meta - позади, после). Они окостеневают путем пери- и энхондрального остеогенеза. Затем незадолго до рождения или в первые годы после рождения появляются вторичные точки, из которых образуются путем энхондрального остеогенеза концы костей, участвующие в сочленениях, т. е. эпифизы (нарост, epi - над) трубчатых костей. Возникшее в центре хрящевого эпифиза ядро окостенения разрастается и становится костным эпифизом, построенным из губчатого вещества. От первоначальной хрящевой ткани остается на всю жизнь только тонкий слой ее на поверхности эпифиза, образующий суставной хрящ.

У детей, юношей и даже взрослых появляются добавочные островки энхондрального окостенения, из которых окостеневают части кости, испытывающие тягу вследствие прикрепления к ним мышц и связок, называемые апофизами (отросток, арб - от): например, большой вертел бедренной кости или добавочные точки на отростках поясничных позвонков, окостеневающих лишь у взрослых.

Так же функционально обусловлен и характер окостенения, связанный со строением кости. Так, кости и части костей, состоящие преимущественно из губчатого костного вещества (позвонки, грудина, кости запястья и предплюсны, эпифизы трубчатых костей и др.), окостеневают энхондрально, а кости и части костей, построенные одновременно из губчатого и компактного вещества (кости поясов, основание черепа, диафизы трубчатых костей и др.), развиваются путем эн- и перихондрального окостенения.

Ряд костей человека является продуктом слияния костей, самостоятельно существующих у животных. Отражая этот процесс слияния, развитие таких костей происходит за счет очагов окостенения, соответствующих по своему количеству и местоположению числу слившихся костей. Так, лопатка человека развивается из 2 костей, участвующих в плечевом поясе низших наземных позвоночных (лопатки и коракоида). Соответственно этому, кроме основных ядер окостенения в теле лопатки, возникают очаги окостенения в ее клювовидном отростке (бывшем коракоиде). Височная кость, срастающаяся из 3 костей, окостеневает из 3 групп костных ядер. Таким образом, окостенение каждой кости отражает функционально обусловленный процесс филогенеза ее.

Рост кости. Длительный рост организма и огромная разница между размерами и формой эмбриональной и окончательной кости таковы, что делают неизбежной ее перестройку в течение роста; в процессе перестройки наряду с образованием новых остеонов идет параллельный процесс рассасывания (резорбции) старых, остатки которых можно видеть среди новообразующихся гаверсовых систем ("вставочные" системы пластинок). Рассасывание есть результат деятельности в кости особых клеток - остеокластов (clasis, греч. - ломание).

Благодаря работе последних почти вся энхондральная кость диафиза рассасывается, и в ней образуется полость (костномозговая полость). Рассасыванию подвергается также и слой перихондральной кости, но взамен исчезающей костной ткани откладываются новые слои ее со стороны надкостницы. В результате происходит рост молодой кости в толщину.

В течение всего периода детства и юности сохраняется прослойка хряща между эпифизом и метафизом, называемая метаэпифизарным хрящом, или пластинкой роста. За счет этого хряща кость растет в длину благодаря размножению его клеток, откладывающих промежуточное хрящевое вещество. Впоследствии размножение клеток прекращается, метаэпифизарный хрящ уступает натиску костной ткани, и метафиз сливается с эпифизом; получается синостоз (костное сращение).

Таким образом, окостенение и рост кости есть результат жизнедеятельности остеобластов и остеокластов, выполняющих противоположные функции аппозиции и резорбции - созидания и разрушения. Поэтому на примере развития кости мы видим проявление диалектического закона единства и борьбы противоположностей. "Жить значит умирать" (К. Маркс и Ф. Энгельс. Сочинения, изд. 2, т. 20, с. 611).

Соответственно описанному развитию и функции в каждой трубчатой кости различаются следующие части (см. рис. 7):

1. Тело кости, диафиз, представляет собой костную трубку, содержащую у взрослых желтый костный мозг и выполняющую преимущественно функцию опоры и защиты. Стенка трубки состоит из плотного компактного вещества, substantia compacta, в котором костные пластинки расположены очень близко друг к другу и образуют плотную массу. Компактное вещество диафиза разделяется на два слоя соответственно окостенению двоякого рода: 1) наружный кортикальный (cortex - кора), возникает путем перихондрального окостенения из надхрящницы или надкостницы, откуда и получает питающие его кровеносные сосуды; 2) внутренний слой возникает путем энхондрального окостенения и получает питание от сосудов костного мозга (М. Г. Привес).

Концы диафиза, прилегающие к метаэпифизарному хрящу, - метафизы. Они развиваются вместе с диафизом, но участвуют в росте костей в длину и состоят из губчатого вещества, substantia spongiosa. В ячейках "костной губки" находится красный костный мозг.

2. Суставные концы каждой трубчатой кости, расположенные по другую сторону метаэпифизарного хряща, эпифизы. Они также состоят из губчатого вещества, содержащего красный костный мозг, но развиваются в отличие от метафизов энхондрально из самостоятельного костного ядра, закладывающегося в центре хряща эпифиза; снаружи они представляют суставную поверхность, участвующую в образовании сустава.

3. Расположенные вблизи эпифиза костные выступы - апофизы, к которым прикрепляются мышцы и связки.

Апофизы окостеневают энхондрально из самостоятельно заложенных в их хряще ядер окостенения и построены из губчатого вещества.

В костях, не относящихся к трубчатым, но развивающихся из нескольких пунктов окостенения, можно также различать аналогичные части.

Классификация костей

В скелете различают следующие части: кости туловища (позвонки, ребра, грудина), кости черепа (мозгового и лицевого), кости поясов конечностей - плечевого (лопатка, ключица) и тазового (подвздошная, лобковая, седалищная) и кости свободных конечностей - верхней (плечо, кости предплечья и кисти) и нижней (бедро, кости голени и стопы).

Число отдельных костей, входящих в состав скелета взрослого человека, больше 200, из них 36-40 расположены по средней линии тела и непарны, остальные - парные кости.

По внешней форме различают кости длинные, короткие, широкие и смешанные.

Однако такое установленное еще во времена Галена деление только по одному признаку (внешняя форма) оказывается односторонним и служит примером формализма старой описательной анатомии, вследствие чего совершенно разнородные по своему строению, функции и происхождению кости попадают в одну группу. Так, к группе плоских костей относят и теменную кость, которая является типичной покровной костью, окостеневающей эндесмально, и лопатку, которая служит для опоры и движения, окостеневает на почве хряща и построена из обычного губчатого вещества.

Патологические процессы также протекают совершенно различно в фалангах и костях запястья, хотя и те и другие относятся к коротким костям, или в бедре и ребре, зачисленных в одну группу длинных костей.

Поэтому правильнее различать кости на основании 3 принципов, на которых должна быть построена всякая анатомическая классификация, - формы (строения), функции и развития.

С этой точки зрения можно наметить следующую классификацию костей (М. Г. Привес):

I. Трубчатые кости. Они построены из губчатого и компактного вещества, образующего трубку с костномозговой полостью; выполняют все 3 функции скелета (опору, защиту и движение). Из них длинные трубчатые кости (плечо и кости предплечья, бедро и кости голени) являются стойками и длинными рычагами движения и, кроме диафиза, имеют энхондральные очаги окостенения в обоих эпифизах (биэпифизарные кости); короткие трубчатые кости (пясть, плюсна, фаланги) представляют короткие рычаги движения; из эпифизов энхондральный очаг окостенения имеется только в одном (истинном) эпифизе (моноэпифизарные кости).

II. Губчатые кости. Построены преимущественно из губчатого вещества, покрытого тонким слоем компактного. Среди них различают длинные губчатые кости (ребра и грудина) и короткие (позвонки, запястье, предплюсна). К губчатым костям относятся сесамовидные кости, т. е. похожие на сесамовые зерна растения кунжут, откуда и происходит их название (коленная чашка, гороховидная кость, сесамовидные кости пальцев руки и ноги); функция их - вспомогательные приспособления для работы мышц; развитие - энхондральное в толще сухожилий, которые они и укрепляют. Сесамовидные кости располагаются около суставов, участвуя в их образовании и способствуя их движениям, но с костями скелета непосредственно не связаны.

а) плоские кости черепа (лобная и теменные). Функция - преимущественно защита (покровные кости); строение - diploe; окостенение - на основе соединительной ткани;

б) плоские кости поясов (лопатка, тазовые кости), функция - опора и защита; строение - преимущественно из губчатого вещества; окостенение - на почве хрящевой ткани.

IV. Смешанные кости (кости основания черепа) - сюда относятся кости, сливающиеся из нескольких частей, имеющих разную функцию, строение и развитие. К смешанным костям можно отнести и ключицу, развивающуюся частью эндесмально, частью энхондрально.

Строение и развитие костей в рентгеновском изображении

Обычный осмотр мацерированных костей дает представление лишь о наружном виде кости; для исследования же внутренней ее структуры приходится делать распилы. Рентгеновское исследование скелета выявляет непосредственно на живом объекте одновременно как внешнюю, так и внутреннюю структуру кости без нарушения естественных анатомических отношений.

На рентгенограммах ясно различимы компактное и губчатое вещество. Первое дает интенсивную контрастную тень, соответственно плоскости кортикального слоя, а в области substantia spongiosa тень имеет сетевидный характер (см. рис. 11).

Компактное вещество эпифизов трубчатых костей и компактное вещество костей, построенных преимущественно из губчатого вещества (кости запястья, предплюсны, позвонки), имеет вид тонкого слоя, окаймляющего губчатое вещество. Этот тонкий кортикальный слой на суставных впадинах представляется более толстым, чем на суставных головках.

В диафизах трубчатых костей компактное вещество различно по толщине: в средней части оно толще, по направлению к концам суживается. При этом между двумя тенями кортикального слоя заметна костномозговая полость в виде некоторого просветления на фоне общей тени кости. Если названная полость прослеживается не на всем протяжении, это говорит о наличии патологического процесса.

Рентгенологические контуры компактного вещества диафизов четкие и гладкие. В местах прикрепления связок и мышц контуры кости неровные. На фоне кортикального слоя диафизов замечаются тонкие полосы просветления, соответствующие сосудистым каналам. Они располагаются обычно косо: в длинных трубчатых костях верхней конечности - ближе и по направлению к локтевому суставу; в длинных трубчатых костях нижней конечности - дальше и по направлению от коленного сустава; в коротких трубчатых костях кисти и стопы - ближе и по направлению к концу, не имеющему истинного эпифиза.

Губчатое вещество на рентгенограмме имеет вид петлистой сети, состоящей из костных перекладин с просветлениями между ними. Характер этой сети зависит от расположения костных пластинок в данном участке соответственно линиям сжатия и растяжения.

Развитие кости. Рентгенологическое исследование костной системы становится возможным со 2-го месяца утробной жизни, когда на почве хряща или соединительной ткани возникают точки окостенения.

Появление точек окостенения легко определяется на рентгенограммах, причем эти точки, отделенные хрящевой тканью, выглядят как отдельные костные фрагменты. Они могут дать повод для ошибочных диагнозов перелома, надлома или некроза (омертвения) кости. В силу этого знание расположения костных ядер, сроков и порядка их появления в практическом отношении является крайне важным.

Поэтому окостенение излагается нами во всех соответствующих местах на основании данных не анатомического исследования трупов, а рентгеноанатомии (исследование живого человека).

В случаях неслияния добавочных ядер с основной частью кости они могут сохраниться на всю жизнь в виде самостоятельных, непостоянных или добавочных костей. Обнаружение их на рентгенограмме может стать поводом для диагностических ошибок.

Все основные ядра окостенения появляются в костях скелета до начала полового созревания, называемого пубертатным периодом. С наступлением пубертатного периода начинается сращение эпифизов с метафизами, т. е. превращение синхондроза, соединяющего костный эпифиз с костным метафизом, в синостоз. Это рентгенологически выражается в постепенном исчезновении просветления на месте метаэпифизарной зоны, соответствующей метаэпифизарному хрящу, отделяющему эпифиз от метафиза. По наступлении полного синостоза следов бывшего синхондроза определить не удается (рис. 9).

Рис. 9. Рентгенограмма кисти. а - до наступления пубертатного периода (виден метаэпифизарный хрящ I пястной кости); б - после наступления пубертатного периода (на месте метаэпифизарного хряща I пястной кости образовался синостоз). 1 - диафиз лучевой кости; 2 - ладьевидная кость; 3 - os trapezoideum; 4 - os trapezium; 5 - сесамовидная кость большого пальца; 6 - крючковидная кость; 7 - головчатая кость; 8 - трехгранная кость; 9 - гороховидная кость; 10 - полулунная кость; 11 - диафиз локтевой кости

Старение костной системы. В старости костная система претерпевает значительные изменения. С одной стороны, наблюдается уменьшение числа костных пластинок и разрежение кости (остеопороз); с другой - происходит избыточное образование кости в виде костных наростов (остеофитов) и обызвествление суставного хряща, связок и сухожилий на месте прикрепления их к кости.

Соответственно этому рентгеновская картина старения костносуставного аппарата слагается из следующих изменений, которые не следует трактовать как симптомы патологии (дегенерации).

I. Изменения, обусловленные атрофией костного вещества: 1) остеопороз (на рентгенограмме кость становится более прозрачной); 2) деформация суставных головок (исчезновение округлой формы их, "стачивание" краев, появление "углов").

II. Изменения, обусловленные избыточным отложением извести в прилегающих к кости соединительнотканных и хрящевых образованиях: 1) сужение суставной "рентгеновской" щели вследствие обызвествления суставного хряща; 2) усиление рельефа диафиза вследствие обызвествления на месте прикрепления сухожилий и их фиброзных влагалищ; 3) костные наросты - остеофиты, образующиеся вследствие обызвествления связок на месте прикрепления их к кости.

Описанные изменения особенно хорошо прослеживаются в позвоночнике и кисти. В остальных отделах скелета наблюдаются три основных рентгенологических симптома старения: остеопороз, усиление рельефа кости и сужение суставных щелей. У одних людей эти признаки старения замечаются рано (30-40 лет), у других - поздно (60-70 лет) или не наступают совсем.

Подводя итоги изложению общих данных об онтогенезе костной системы, можно сказать, что рентгенологическое исследование позволяет точнее и глубже изучать развитие скелета в его функционирующем состоянии, чем исследование только трупного материала.

При этом отмечается ряд нормальных морфологических изменений: 1) появление точек окостенения - основных и добавочных; 2) процесс синостозирования их друг с другом; 3) старческая инволюция кости.

Описанные изменения есть нормальные проявления возрастной изменчивости костной системы. Следовательно, понятие "норма" нельзя ограничивать только взрослым человеком и рассматривать его как некий единый тип. Это понятие необходимо распространить и на все другие возрасты.

Зависимость развития кости от внутренних и внешних факторов

Скелет, как и всякая система органов, является частью организма, на которой отражаются различные процессы, совершающиеся в нем. Поэтому на развитие костной системы влияет много факторов.

Влияние внутренних факторов. Рентгенологическое исследование выявляет ряд морфологических изменений костей, зависящих от деятельности других органов. Особенно ясно при рентгенографии определяется связь между костной системой и железами внутренней секреции. Активное включение половых желез влечет за собой начало полового созревания, пубертатный период. Перед этим, в предпубертатный период, усиливается деятельность других желез внутренней секреции, придатка мозга - гипофиза, с функцией которого связано появление ядер окостенения. К началу предпубертатного периода появляются все основные точки окостенения, причем отмечается половое различие в сроках их появления: у девочек на 1-4 года раньше, чем у мальчиков. Наступление предпубертатного периода, связанного с функцией гипофиза, совпадает с появлением ядра окостенения в гороховидной кости, относящейся к категории сесамовидных костей.

Накануне пубертатного периода окостеневают и другие сесамовидные кости, а именно - у пястно-фалангового сочленения I пальца. Начало пубертатного периода, когда, по выражению известного исследователя эндокринного аппарата Бидля, "половые железы начинают играть главную мелодию в эндокринном концерте", проявляется в костной системе наступлением синостозов между эпифизами и метафизами, причем самый первый такой синостоз наблюдается в I пястной кости. Поэтому на основании сопоставления его с другими данными о половом развитии (появление терминальной растительности, наступление менструаций и т. п.) синостоз I пястной кости считается показателем начинающегося полового созревания (Д. Г. Рохлин), т. е. показателем начала пубертатного периода; у ленинградских жителей синостоз I пястной кости наступает в возрасте 15-19 лет у юношей и в 13-18 лет у девушек.

Полная половая зрелость также получает известное отражение в скелете: в это время заканчиваются синостозы эпифизов с метафизами во всех трубчатых костях, что наблюдается у женщин в возрасте 17-21 года, а у мужчин - в 19-23 года. Так как с окончанием процесса синостозирования заканчивается рост костей в длину, становится понятным, почему мужчины, у которых половое созревание завершается позже, чем у женщин, в массе имеют более высокий рост, нежели женщины.

Учитывая эту связь костной системы с эндокринной и сопоставляя данные о возрастных особенностях скелета с данными о половом созревании и общем развитии организма, можно говорить о так называемом "костном возрасте". Благодаря этому по рентгеновской картине некоторых отделов скелета, особенно кисти, можно определить возраст данного индивидуума или судить о правильности у него процесса окостенения, что имеет практическое значение для диагностики, судебной медицины и пр. При этом, если "паспортный" возраст указывает на число прожитых лет (т. е. на количественную сторону), то "костный" возраст до известной степени свидетельствует о качественной их стороне.

При рентгенологическом исследовании выявляется также зависимость строения кости от состояния нервной системы, которая, регулируя все процессы в организме, осуществляет, в частности, трофическую функцию кости. При усиленной трофической функции нервной системы в кости откладывается больше костной ткани, и она становится более плотной, компактной (остеосклероз). Наоборот, при ослаблении трофики наблюдается разрежение кости - остеопороз. Нервная система оказывает также влияние на кость через мускулатуру, сокращением которой она управляет (о чем будет сказано ниже). Наконец различные части центральной и периферической нервной системы обусловливают форму окружающих и прилегающих костей. Так, все позвонки образуют позвоночный канал вокруг спинного мозга. Кости черепа образуют костную коробку вокруг головного мозга и приобретают форму последнего. Вообще костная ткань развивается вокруг элементов периферической нервной системы, в результате чего возникают костные каналы, борозды и ямки, служащие для прохождения нервов и других нервных образований (узлов).

Развитие кости находится также в весьма тесной зависимости от кровеносной системы. Весь процесс окостенения от момента появления первого костного ядра до окончания синостозирования проходит при непосредственном участии сосудов, которые, проникая в хрящ, способствуют его разрушению и замещению костной тканью. При этом костные пластинки (гаверсовы) откладываются в определенном порядке вокруг кровеносных сосудов, образуя гаверсовы системы с центральным каналом для соответственного сосуда. Следовательно, кость при своем возникновении строится вокруг сосудов. Этим же объясняется образование сосудистых каналов и борозд в костях на местах прохождения и прилегания к ним артерий и вен.

Окостенение и рост кости после рождения также протекает в тесной зависимости от кровоснабжения. Как показали исследования М. Г. Привеса, можно наметить ряд этапов возрастной изменчивости кости, связанной с соответствующими изменениями кровеносного русла (рис. 10).

Рис. 10. Схема возрастных изменений кости в связи с изменениями ее артериальной системы (по М. Г. Привесу). 1 - неонатальный этап; 2 - инфантильный этап; 3 - ювенильный этап; 4 - зрелый этап; 5 - сенильный этап

1. Неонатальный этап, свойственный плоду (последние месяцы внутриутробного развития) и новорожденному; сосудистое русло кости разделено на ряд сосудистых районов (эпифиз, диафиз, метафиз, апофиз), которые между собой не сообщаются (замкнутость, изолированность) и в пределах которых сосуды не соединяются друг с другом, не анастомозируют (концевой характер сосудов, "конечность").

2. Инфантильный этап, свойственный детям до начала наступления синостозов; сосудистые районы еще разобщены, но в пределах каждого из них сосуды анастомозируют друг с другом и концевой характер их исчезает ("замкнутость" при отсутствии "конечности").

3. Ювенильный этап, свойственный юношам, начинается установлением связей между сосудами эпифиза и метафиза через метаэпифизарный хрящ, в силу чего начинает исчезать и замкнутость эпифизарных, метафизарных и диафизарных сосудов.

4. Зрелый этап, свойственный взрослым; наступают синостозы и все внутрикостные сосуды составляют единую систему: они не "замкнуты" и не "конечны".

5. Сенильный этап, свойственный старикам; сосуды становятся тоньше и вся сосудистая сеть беднее.

На форму и положение костей влияют и внутренности, для которых они образуют костные вместилища, ложа, ямки и т. п.

Формирование скелета и органов относится к началу эмбриональной жизни; при своем развитии они оказывают влияние друг на друга, почему и получается соответствие органов и их костных вместилищ, например грудной клетки и легких, таза и его органов, черепа и мозга и т. п.

В свете этих взаимоотношений нужно рассматривать развитие всего скелета.

Влияние внешних (социальных) факторов на строение и развитие скелета. Единство формы и функции в строении костей. Воздействуя на природу в процессе трудовой деятельности, человек приводит в движение свои естественные орудия - руки, ноги, пальцы и пр. В орудиях же труда он приобретает новые искусственные органы, которые дополняют и удлиняют естественные органы тела, изменяя их строение. И сам человек "...в то же время изменяет свою собственную природу" (К. Маркс и Ф. Энгельс. Сочинения, изд. 2, т. 23, с. 188). Следовательно, трудовые процессы оказывают значительные влияния на тело человека в целом, на его аппарат движения, включая и костную систему.

Особенно ярко отражается на скелете работа мышц. Как показали экспериментальные исследования П. Ф. Лесгафта, чем сильнее работа мышц, тем лучше развивается кость, и обратно. В местах прикрепления сухожилий образуются выступы (бугры, отростки, шероховатости), а на местах прикрепления мышечных пучков - ровные или вогнутые поверхности (ямки).

Чем сильнее развита мускулатура, тем лучше выражены на костях места прикрепления мышц. Вот почему рельеф кости, обусловленный прикреплением мускулатуры, у взрослого выражен сильнее, чем у ребенка, у мужчин - сильнее, чем у женщин.

Длительные и систематические сокращения мускулатуры, как это имеет место при физических упражнениях и профессиональной работе, постепенно вызывают через рефлекторные механизмы нервной системы изменение обмена веществ в кости, в результате чего получается увеличение костного вещества, названное рабочей гипертрофией (рис. 11).

Рис. 11. Рентгенограммы плюсневых костей балерины (а) и работников сидячего труда (б)

Эта рабочая гипертрофия обусловливает изменения величины, формы и строения костей, легко определяемые рентгенологически на живых людях.

Строение скелета людей различных профессий (в рентгеновском изображении)

(М. Г. Привес. Строение скелета людей различных профессий. Доклад на VII Международном конгрессе антропологов (1964) на основании работ М. Г. Привеса, К. И. Машкара, М. Э. Кальвейт, И. Н. Преображенской и А. Н. Габузова, Г. Д. Рохлина, Н. В. Крыловой, Д. Ф. Шпаковского и др.)

Различные профессии требуют различной физической работы, с чем связана разная степень участия тех или иных костей в данной работе.

Усиление физической нагрузки на аппарат движения вызывает рабочую гипертрофию костей, в результате чего меняются их форма, ширина и длина, а также толщина компактного вещества и размеры костномозгового пространства; меняется и структура губчатого вещества.

Ширина костей. Так, у грузчиков ширина костей по мере увеличения профессионального стажа достигает значительно больших размеров, нежели у представителей канцелярского труда. Ширина плюсневых костей шоферов грузовых машин, футболистов, артистов балета и рабочих, чья профессия связана с большой нагрузкой на стопы, превалирует над соответствующими размерами костей лиц, не занимающихся физическим трудом и спортом.

Толщина компактного вещества. У балерин компактное вещество более всего утолщается во II и III плюсневых костях, а у шоферов грузовых машин и футболистов - в I плюсневой кости. При этом у шоферов грузовых машин утолщение компактного вещества происходит только на одной тибиальной стороне, а у футболистов на обеих сторонах - тибиальной и фибулярной.

Костномозговая полость. Соответственно утолщению компактного вещества при рабочей гипертрофии уменьшается костномозговая полость, которая на рентгеновских снимках приобретает вид узкого костномозгового пространства между двумя тенями утолщенного компактного вещества. Это особенно наглядно выступает на рентгеновских снимках костей балерин, у которых за несколько лет работы толщина компактного вещества плюсневых костей постепенно достигает таких размеров, что костномозговое пространство становится все меньше и меньше и как бы исчезает, так что на рентгенограмме, сделанной в последний срок наблюдения, его почти не видно (Н. В. Крылова).

Губчатое вещество. Наряду с утолщением компактного вещества меняется структура и губчатого вещества. Из трех видов строения последнего (мелкоячеистый, среднеячеистый и крупноячеистый) усиленной физической нагрузке соответствует крупноячеистая структура. Например, у балерин, футболистов, шоферов грузовых машин и представителей других видов деятельности, связанной с соответствующей нагрузкой на скелет стопы, чаще обнаруживается крупноячеистая структура губчатого вещества, в то время как у работников сидячего труда чаще встречается мелкоячеистая структура (М. Э. Кальвейт).

Форма кости. Позвоночник. Встречаются две основные формы тел позвонков: четырехугольная - у людей, занятия которых не связаны с большой нагрузкой на позвоночник (пловцы), и клиновидная - у представителей тяжелого физического труда. Клиновидная форма в свою очередь имеет две разновидности: при одной из них клин суживается кпереди, например у штангистов, а при другой - кзади, например у артистов цирка, резко сгибающих позвоночник назад при стоянии на руках (Я. И. Кушнаревский).

Верхняя конечность. Тонкая плечевая кость с хорошо выраженной хирургической шейкой чаще встречается у людей, не тренирующихся в спорте, а у пловцов в связи с гипертрофией дельтовидной мышцы диафиз в области ее прикрепления значительно расширяется и хирургическая шейка становится слабо выраженной. Аналогичные явления наблюдаются в лучевой кости гребцов на байдарке, у которых вследствие гипертрофии двуглавой мышцы резко утолщается лучевая бугристость и сглаживается шейка луча. Из-за общего утолщения лучевой кости у штангистов сглаживается шейка луча и изгиб всего диафиза. У рабочих, нагружающих обе руки, усиленно развиваются кости обеих верхних конечностей. Так, у слесарей-монтажников (К. И. Машкара) увеличена по сравнению с работниками канцелярского труда ширина диафизов и эпифизов трубчатых костей кисти и толщина компактного вещества. У них также наблюдается удлинение II луча кисти, что связано с усиленной нагрузкой на II палец, характерной для профессии слесаря-монтажника. У шоферов отмеченные изменения выражены больше, чем у слесарей-монтажников, причем отмечается относительное удлинение III, IV и V лучей кисти, что связано с усиленной нагрузкой на соответствующие кости при сжатии колеса штурвала. У грузчиков наблюдается еще более резкое увеличение ширины диафизов и эпифизов трубчатых костей кисти, большая толщина компактного вещества, крупноячеистая структура губчатого вещества, удлинение I луча.

У людей, неравномерно нагружающих руки, изменения костей более выражены в костях нагружаемой конечности. Так, у изолировщиц, с силой приглаживающих изолировочную ленту левой рукой, наблюдается большее развитие костей левой кисти, особенно пястных костей II и III пальцев. У пианистов отмечается большее развитие костей правой кисти, а у скрипачей - левой (К. И. Машкара).

Нижняя конечность. У метателя диска резко утолщается дистальный конец диафиза бедра, так что обычная его форма искажается. У бегуна отмечается резкое утолщение большеберцовой кости в области ее бугристости и малоберцовой кости в области ее головки.

Значительным вариациям подвержены короткие трубчатые кости. Так, у плюсневых костей можно отметить две формы диафиза: 1) диафиз на середине своего протяжения имеет сужение - "талию", поэтому метафизы оказываются шире середины диафиза (например, у работников сидячего труда); 2) диафиз не имеет "талии", а на месте ее имеется расширение, придающее кости веретенообразную форму (например, у артистов балета). Эти две формы плюсневых костей представляют собой два крайних варианта индивидуальной изменчивости, обусловленных определенными видами труда.

У рабочих, усиленно нагружающих обе ноги, наблюдаются изменения в костях нижней конечности. Например, у шоферов грузовых машин (М. Э. Кальвейт) отмечается усиленное развитие кортикального слоя плюсневых костей с обеих сторон и преобладание крупноячеистой структуры губчатого вещества (более 50%). У текстильщиц, нагружающих левую ногу, отмечается большая ширина I плюсневой кости левой стопы и среднеячеистая структура губчатого вещества слева. У танцовщиков особенно увеличены I и II плюсневые кости, причем отмечается преобладание кортикального слоя на фибулярной стороне, а также крупноячеистой структуры губчатого вещества эпифизов и костей предплюсны. У балерин (М. Э. Кальвейт, Н. В. Крылова) в связи с особенностями исполнения классического танца (стояние на носках) наибольшего развития достигают диафизы II и III плюсневых костей. Резко утолщается их кортикальный слой, вследствие чего меняется форма костей (веретенообразная, без "талии"), которая отличается от формы плюсневых костей, например телефонисток, работающих сидя. У них названные кости имеют на середине диафиза "талию". Отмеченные выше изменения наблюдаются во всем скелете, но они более выражены в тех костях, которые подвергаются усиленной нагрузке при данном виде труда. Создается индивидуальная изменчивость костной системы, обусловленная конкретным влиянием различных видов работы, влиянием профессии.

Смена профессии. У изолировщицы (К. И. Машкара), например, в течение 3 лет наблюдения отмечалась прогрессирующая рабочая гипертрофия пястных костей, обусловленная характерной для этой профессии физической нагрузкой на кости. Когда же эта изолировщица перешла на работу кладовщицы, то через 4 года на рентгеновских снимках скелета кисти можно было отметить уменьшение ширины диафиза и толщины компактного вещества пястных костей и соответствующее увеличение костномозгового пространства, т. е. как бы "обратное развитие" рабочей гипертрофии. Такие же изменения были обнаружены и в трубчатых костях кисти грузчиков, переставших заниматься тяжелым физическим трудом.

Аналогичные явления наблюдались и в плюсневых костях балерин, сменивших классический танец на характерный или полностью оставивших занятия балетом в связи с переходом на преподавательскую деятельность. В последнем случае уменьшение явлений рабочей гипертрофии было выражено особенно ярко.

Таким образом, по характеру костей можно до известной степени точно судить о характере профессии. Если раньше при объяснении индивидуальной изменчивости имели в виду главным образом эндогенные факторы фило- и онтогенеза, то теперь ясно, что необходимо учитывать также и экзогенные факторы, т. е. условия жизни, профессию.

Все эти данные об индивидуальной изменчивости костей, обусловленной профессиональной нагрузкой, имеют практическое значение для гигиены труда. Аналогичные изменения в строении костей происходят и при физических упражнениях спортивного характера; поэтому у лиц, занимающихся физкультурой, скелет развит значительно лучше, чем у лиц, не занимающихся гимнастикой. У детей более крепкого телосложения костная система дифференцируется лучше, чем у детей слабого телосложения. Благодаря рациональным физическим мероприятиям скелет детей развивается лучше во всех отделах, включая и грудную клетку, что благотворно отражается на развитии заключенных в ней жизненно важных органов (сердце, легкие). Следовательно, данные о развитии скелета важны для школьной гигиены. Изменения костей под воздействием физической нагрузки являются результатом функциональных условий. Об этом свидетельствуют следующие факты. Если симметричные конечности нагружаются одинаково, то и кости с обеих сторон утолщаются одинаково. Если же нагружается больше левая рука или нога, то более утолщаются соответствующие кости левой конечности. Следовательно, не только врожденные факторы (право- или леворукость) являются решающими в степени развития костного вещества, но также и характер физической нагрузки после рождения в течение всей жизни человека.

Эта закономерность позволяет путем рациональной физкультуры направленно воздействовать на рост костей и способствовать гармоничному развитию тела человека. На этой же закономерности основана лечебная физкультура, помогающая заживлению костных повреждений.

Яркой иллюстрацией роли функции в формообразовании кости может служить образование патологического сустава после перелома. В случае несрастания костных отломков концы их благодаря длительному трению друг о друга под влиянием сокращения мускулатуры приобретают форму гладких суставных поверхностей, и на месте бывшего перелома образуется так называемый ложный сустав (псевдоартроз). Или другой пример. Если пересадить кусок большеберцовой кости взамен резецированного участка другой, плечевой или бедренной, то пересаженный кусок кости (трансплантат) постепенно приобретет строение той кости (плечевой или бедренной), в которую он пересажен. Архитектоника пересаженного участка подвергается перестройке соответственно новым функциональным требованиям, предъявляемым к трансплантату. У людей физического труда может возникнуть реберно-ключичный сустав в виде амфиартроза, способствующего подвижности плечевого пояса (А. М. Шушинский). Все эти факты изменения формы и строения кости в зависимости от изменения функциональных условий являются проявлением диалектического закона единства формы и функции, которые взаимно обусловливают друг друга.

Таким образом, кость - это один из весьма пластичных органов нашего тела, который под влиянием внутренних и внешних факторов претерпевает значительные изменения. Многие из этих изменений выявляются рентгенографически, и поэтому рентгеновская картина скелета становится зеркалом, отражающим до известной степени жизнь организма.

Глубокое изучение нормальной структуры костей с учетом условий труда и быта имеет большое значение для решения вопроса о переходе нормы в патологию вследствие усиленной нагрузки, выходящей за пределы нормы (перетренированность, изнашивание). Зная нормальное строение костей с учетом профессиональной принадлежности рабочего или стажа спортсмена, можно уловить этот переход, что имеет значение для гигиены труда и спорта. Анатом, пользующийся лишь мацерированными костями неизвестного человека, лишен возможности такого глубокого изучения. Наоборот, эту возможность в полной мере приобретает анатом, вооруженный рентгеновыми лучами и исследующий скелет живого человека, об условиях труда и быта которого легко получить достоверные сведения.

Взаимоотношение социального и биологического в строении костей

Кость не является застывшей моделью, не меняющейся после своего сформирования, как считалось раньше. Такой метафизический взгляд преодолен современной анатомией, которая рассматривает жизнедеятельность кости даже у взрослого человека как непрекращающийся обмен веществ с другими тканями организма, как диалектическое единство и борьбу двух противоположных процессов - костеобразовательного и костеразрушительного (резорбционного; resorptio - рассасывание). В результате этой борьбы происходит постоянная смена структур кости и ее химического состава; так что, например, бедренная кость в течение 50 дней полностью обновляется. При этом кость подчиняется ряду биологических законов: приспособление (адаптация) к новым жизненным условиям, единство организма и среды, единство формы и функции, изменчивость в результате упражнения или неупражнения, действие механического сдавления одной части на другую и пр. (Дарвин, Ламарк, Ру).

Морфологическим выражением этих законов применительно к скелету является перестройка структуры костей (костная перестройка) соответственно меняющимся функциональным потребностям, о чем уже говорилось выше.

Такова вкратце "биологическая сторона" взаимоотношения социального и биологического. Что касается "социальной стороны", то здесь необходимо иметь в виду следующее.

Различные социальные факторы (профессия, образ жизни, характер питания и пр.) связаны с различной физической нагрузкой, от чего зависит разная степень участия тех или иных костей в данной работе. Труд работника-профессионала обусловливает длительное пребывание тела в том или ином положении (например, согнутое положение над станком или письменным столом) или постоянное изменение положения тела в том или ином направлении (например, сгибание торса вперед и отбрасывание его назад у плотников). Поэтому характер профессиональной нагрузки и ее объем определяют большее или меньшее участие в работе данного отдела скелета и каждой кости в отдельности и обусловливают разный характер и степень перестройки ее структуры. При смене профессии наблюдается костная перестройка в сторону усиления или ослабления рабочей гипертрофии в зависимости от характера профессиональной нагрузки.

Рост костей в длину усиливается при благоприятной физической нагрузке.

Так, у воспитанников ремесленных училищ, где установлен определенный режим труда, отдыха и питания, он длится дольше, чем у учащихся средних школ (К. И. Машкара).

Старение костей наступает позже у рабочих, имеющих правильно организованный многолетний физический труд, который не вызывает преждевременной изнашиваемости костной ткани (Г. Д. Рохлин).

Изложенные факты индивидуальной изменчивости костной системы обусловлены как биологическими, так и социальными факторами. Раздражители внешней среды воспринимаются организмом биологически и приводят к перестройке скелета. Способность костной ткани приспосабливаться к меняющимся функциональным потребностям путем костной перестройки есть биологическая причина изменчивости костей, а характер профессии, объем профессиональной нагрузки, интенсивность труда, образ жизни данного человека и другие социальные моменты есть социальные причины этой изменчивости.

Таково взаимоотношение социального и биологического в строении скелета. Зная это взаимоотношение, можно направленно воздействовать на строение костной системы путем подбора соответствующих физических упражнений в труде и спорте и путем изменений социальных условий жизни. Так, у представителей бедных слоев населения Вьетнама, вынужденных постоянно ходить босиком по трудному для поддержания равновесия грунту и носить при этом на голове тяжести (корзины с поклажей), пальцы стопы как бы растопырены, большой палец сильно развит, отставлен от остальных и резко подвижен, как у человекообразных обезьян. Это дало повод к расистскому взгляду буржуазных антропологов об отсталости вьетнамцев. Однако такое строение стопы встречается только у неимущих и обусловлено определенным образом жизни и труда (До-Суан-Хоп). С улучшением жизни в освобожденном Вьетнаме описанное строение стопы начинает постепенно исчезать.

Из всего изложенного выше вытекает, что "разделять социальное и биологическое в развитии человека нельзя. Сущность человека социальна, но она проявляется через его биологические субстраты" (Д. А. Бирюков и В. Ф. Сержантов, 1965). Таким образом, становление человека (антропогенез) и развитие структуры его тела следует рассматривать в свете единой социально-биологической проблемы.