Строение костей

Кость (os) - это орган, состоящий из нескольких тканей, основной из которых является костная ткань. Каждая кость покрыта снаружи, за исключением суставных поверхностей, надкостницей; суставные поверхности покрыты хрящом; внутри кости расположен костный мозг; кость снабжена сосудами и нервами.

Структурной единицей кости является остеон - система костных пластинок, концентрически расположенных вокруг канала, в котором проходят сосуды и нервы (см. рис. 25). Из остеонов слагаются два вида костного вещества. Когда остеоны плотно прилежат друг к другу, то образуется плотный слой кости - компактное вещество. В другом случае остеоны образуют перекладины, между которыми имеются костные ячейки, получается губчатое вещество^*. Перекладины можно видеть невооруженным глазом на распиле кости или на ее рентгенограмме. (рис. 47).

^* (Губчатое вещество получило название по его внешнему сходству с губкой.)

Рис. 47. Расположение перекладин губчатого вещества в проксимальном конце бедренной кости

Компактное вещество находится снаружи кости, а губчатое внутри нее. Количественное распределение компактного и губчатого вещества в различных костях неодинаково, что зависит от функциональных условий, от формы кости, ее величины и положения в теле. Компактное вещество преобладает в тех костях, которые выполняют преимущественно функцию опоры и движения, например в диафизах длинных костей. Губчатое вещество располагается в эпифизах длинных костей (рис. 47), в коротких и плоских костях.

Перекладины в губчатом веществе расположены в строго определенном порядке. На кость в живом организме действуют силы сжатия и растяжения. Сжатие костей происходит в основном под влиянием веса вышерасположенных частей тела. Растяжение происходит под влиянием активной тяги мышц в местах их прикрепления к костям. Соответственно этому перекладины располагаются в направлении воздействия на кость сил сжатия и растяжения, обеспечивая тем самым равномерное распределение этих сил на всю кость. Если рассмотреть распил проксимального конца бедренной кости, то можно увидеть, что перекладины губчатого вещества имеют определенную направленность (см. рис. 47).

Поскольку различные кости находятся в разных функциональных условиях, то и направление перекладин в их губчатом веществе различно.

Кость содержит костный мозг, который выполняет ячейки между перекладинами губчатого вещества и костномозговые полости. У новорожденных кости содержат красный костный мозг, основу которого составляет ретикулярная ткань. Он имеет непосредственное отношение к кроветворению. В красном костном мозге развиваются эритроциты, зернистые лейкоциты и кровяные пластинки. Эритроциты, располагаясь в костном мозге, придают ему красный цвет. С возрастом происходит замещение части красного костного мозга желтым. Красный костный мозг сохраняется у взрослых людей в губчатом веществе коротких и плоских костей и эпифизов длинных костей.

Желтый костный мозг состоит преимущественно из жировых клеток, которые и придают ему желтый цвет. У взрослых людей он выполняет мозговую полость длинных костей.

Снаружи кость покрыта надкостницей (periosteum) (рис. 48) - тонкой, бледно-розового цвета соединительнотканной оболочкой, состоящей из двух слоев: наружного и внутреннего. Наружный слой, фиброзный, состоит из плотной соединительной ткани. Внутренний слой представлен рыхлой соединительной тканью; он содержит костеобразующие клетки (остеобласты), благодаря которым происходит рост кости в толщину, а при переломах костей - сращение отломков. Внутренняя поверхность костей выстлана эндостом, который по своему строению и костеобразующей функции сходен с внутренним слоем надкостницы. Надкостница богато снабжена кровеносными сосудами и нервами.

Рис. 48. Надкостница плечевой кости. а - надкостница; б - поверхность кости, свободная от надкостницы

Суставные поверхности костей свободны от надкостницы; они покрыты слоем гиалинового хряща.

Химический состав кости

Кость состоит из двух видов химических веществ: органического и неорганических. Органическое вещество - оссеин - составляет ¹/₃ веса кости, ²/₃ представлены неорганическими веществами (в основном солями кальция).

Органическое вещество легко отделить от неорганических. Если опустить кость в соляную или азотную кислоту, то через некоторое время она становится мягкой и эластичной (декальцинированная кость). Такая кость легко сгибается. Это происходит потому, что кислота растворяет соли и в кости остается только оссеин, которому кость обязана своей эластичностью. При обжигании на огне кость, как и в первом случае, сохраняет свою первоначальную форму, однако становится хрупкой и ломкой вследствие сгорания оссеина. В результате обжигания остаются только неорганические вещества.

Отсюда можно сделать вывод, что эластичность кости обеспечивается наличием оссеина, а ее твердость обусловлена наличием неорганических веществ.

Сочетание в кости органических и неорганических веществ обеспечивает ей необычайную упругость и твердость, что делает кость очень устойчивой к механическим нагрузкам, во много раз превышающим вес тела. Содержание оссеина и неорганических веществ с возрастом меняется.

У детей в сравнении со взрослыми органических веществ относительно больше, поэтому их кости очень эластичны. С возрастом количество неорганических веществ увеличивается, поэтому у людей пожилого и старческого возраста кости становятся более хрупкими.

Форма костей

Каждая кость имеет определенную форму, величину и положение в теле. Большое влияние на форму костей оказывают мышцы, кровеносные сосуды и нервы. В местах прикрепления мышц образуются неровности в виде шероховатостей, бугров, гребней или углублений. У мужчин бугры и гребни выражены обычно сильнее, чем у женщин. Это связано с наличием у мужчин более развитой мышечной системы, работа которой сказывается на формировании костей.

Различают длинные, короткие, плоские и воздухоносные кости^*.

^* (Однако в скелете взрослого человека есть кости (височная, клиновидная и др.), отдельные части которых построены различным образом (по типу коротких, плоских, воздухоносных костей). Такие кости относят к смешанным костям.)

Длинные кости входят в состав скелета конечностей. Это плечевая и бедренная кости, кости предплечья и голени, кости пясти и плюсны, кости пальцев (фаланги) кисти и стопы (см. рис. 46 А, 46 Б). Величина этих костей различна, но их объединяет один существенный признак: длина значительно превышает ширину (толщину) этих костей. В каждой длинной кости различают тело (диафиз) и два суставных конца (эпифизы) (рис. 49). Тело кости представлено цилиндрической или призматической формы трубкой из компактного вещества, внутри которой имеется мозговая полость. Эпифизы обычно утолщены; основу их составляет губчатое вещество, которое покрыто снаружи тонким слоем компактного (коркового) вещества.

Рис. 49. Правая бедренная кость. 1 - диафиз; 2 - проксимальный эпифиз; 3 - дистальный эпифизу 4 - апофизы

Эпифизы имеют суставные поверхности, участвующие в образовании суставов. Кость имеет также костные выступы (апофизы), к которым прикрепляются мышцы и связки (см. рис. 49). Между диафизом и эпифизом расположен метафиз. В период роста кости между метафизом и эпифизом располагается эпифизарный хрящ, благодаря которому осуществляется рост кости в длину. Место расположения эпифизарных хрящей хорошо определяется на рентгенограммах скелета детей в виде светлых щелевидных пространств (рис. 50). Об этом следует помнить, чтобы избежать неправильной диагностики переломов костей.

Рис. 50. Рентгенограмма коленного сустава. 1 - бедренная кость; 2 - диетальный эпифиз бедренной кости; 3 - эпифизарный хрящ; 4 - надколенник; 5 - проксимальный эпифиз большеберцовой кости; 6 - большеберцовая кость; 7 - эпифизарный хрящ; 8 - головка малоберцовой кости

Короткие кости характеризуются примерно одинаковой длиной и шириной. К ним принадлежат кости запястья, предплюсны и др. Внутри эти кости состоят из губчатого вещества; снаружи они покрыты слоем компактного (коркового) вещества.

Плоские кости. К ним принадлежат покровные кости черепа, лопатка и тазовые кости.

Воздухоносные кости имеют внутри полости (синусы, пазухи), содержащие воздух. К воздухоносным относятся лобная кость, верхняя челюсть, тело клиновидной кости и др.