Остеология и артрология

Предисловие Учебное пособие поможет студентам младших курсов медицинских факультетов при подготовке к текущим занятиям, зачетам и экзамену. Авторы ставили перед собой задачу в доступной форме, конспективно отразить значимые разделы анатомии и осветить наиболее сложные для понимания вопросы. В связи с этим данное пособие не заменяет базовый учебник по анатомии под редакцией академика М. Р. Сапина и другие анатомические издания. После изучения анатомического препарата по учебнику, атласу оно помогает обобщить полученные сведения и сформулировать содержательный ответ на контрольный вопрос.

Для более полного понимания некоторых разделов анатомии и использования логической памяти особое внимание было уделено анатомо-клиническим аспектам медицины, которые доступны для восприятия студентам младших курсов. Клинические примеры способствуют лучшему запоминанию анатомических фактов и теоретических положений.

Материал, изложенный в пособии, соответствует примерному ответу студента на государственном и переводном экзаменах. Кроме того, перед каждой главой в виде своеобразного эпиграфа приведена полная формулировка программного вопроса, который будет предложен студенту на экзамене по анатомии. Предлагаемый ответ содержит классические и современные представления по данному вопросу.

Пособие также может быть интересно и студентам старших курсов медицинских и биологических факультетов, врачам-интернам, аспирантам, ординаторам и врачам всех специальностей как своеобразный анатомический справочник.

В настоящем пособии изложены ответы на экзаменационные вопросы по строению, топографии костей и суставов, которые можно использовать как эталоны ответов не только на экзамене, но и на практических занятиях.

Оглавление Предисловие Опорно-двигательный аппарат Общая остеология Кость как орган: ее развитие, строение, рост Позвонки: их строение в различных отделах Позвоночный столб в целом Ребра и грудина. Грудная клетка в целом.

Развитие черепа в онтогенезе Варианты и аномалии костей черепа Первая и вторая висцеральные дуги Кости лицевого черепа. Глазница.

Височная кость Клиновидная кость Крылонебная ямка Полость носа Внутреннее основание черепа Наружное основание черепа Общая артрология и синдесмология Классификация соединений костей Строение и классификация суставов Соединения костей черепа Развитие и строение скелета верхней конечности Кости и соединения плечевого пояса Плечевой сустав Соединения костей предплечья и кисти Локтевой сустав Суставы кисти Развитие и строение скелета нижней конечности Кости таза и их соединения Тазобедренный сустав Коленный сустав Голеностопный сустав Кости голени и стопы, их соединения

Опорно-двигательный аппарат Аппарат — это функциональное объединение разнородных систем и составляющих их органов. Термин аппарат употребляется и при обозначении мелких структур, имеющих определенное и важное функциональное значение, например, воспринимающий аппарат нервной клетки (рецептор). Под аппаратом понимают совокупность отдельных органов и систем, отличающихся по строению, топографии и развитию, но объединенных общей функцией.

Под органом понимается совокупность эволюционно сложившихся различных тканей, среди которых одна или несколько преобладают, определяя его специфическую форму, внутреннее строение, топографию, развитие и функцию. Органы состоят из тканей, которые имеют клетки и межклеточное вещество. В систему входят органы однородные по развитию, строению и функции.

Структурно-функциональные единицы органов представляют совокупность главных и вспомогательных клеток вместе с сосудами и нервами их обеспечивающими. В результате схема построения организма выглядит как иерархическая, целостная и соподчиненная структура: организм — аппараты и системы органов — органы — структурно-функциональные единицы — ткани — клетки — клеточные элементы и межклеточное вещество — биохимические соединения — молекулы и атомы.

Опорно-двигательный аппарат человека включает три системы — костную, суставную и мышечную. Они имеют общее происхождение из мезодермы, но разное строение и топографию, хотя и объединены единой функцией опоры тела и его передвижения, что связано с преодолением земного притяжения (антигравитационный аппарат). Пассивную часть в нем составляют кости и их соединения, относящиеся к твердому скелету, активную — мышцы. В аппарате имеется и мягкий скелет, представленный фасциями, связками, мембранами, клетчаткой.

Все соединения костей подразделяются на непрерывные, прерывистые (синовиальные или суставы) и полупрерывистые.

Скелетные, поперечно-полосатые мышцы, используя кости и суставы как систему подвижных рычагов, обеспечивают передвижение в пространстве. В условиях пониженной или отсутствующей гравитации при космических полетах в опорно-двигательном аппарате происходят атрофические изменения, что требует создания искусственных приспособлений для постоянного воздействия на его органы (костюмы космонавтов типа «Чибис» применяются и в медицине при лечении детей с церебральным параличом).

Происхождение и развитие опорно-двигательного аппарата связано с мезодермой, которая появляется на третьей неделе эмбрионального периода. В начале формируется спинная струна (зачаток позвоночного столба), вокруг нее образуется сегментированная мезодерма тела эмбриона. В последующем из сегментированной мезодермы и хорды возникают сомиты, которые включают три составные части: склеротом, миотом и дерматом. Из склеротома развиваются кости и суставы, из миотома — склетные мышцы, из дерматома — кожа.

Общая остеология Кости и соединения между ними образуют скелет или твердый остов, сохраняющий характерную форму человеческого тела через прикрепление к нему органов и мягких тканей и обеспечивающий защиту для внутренних органов и участие в обменных процессах всего организма. Общая масса сухого скелета составляет 5−6 кг и равняется 8−10% от массы всего тела, живой скелет тяжелее в 3−4 раза.

Скелет подразделяют на осевой и добавочный, в состав осевого входят скелет головы (череп) и скелет туловища — позвоночный столб с грудной клеткой. Добавочный скелет включает кости и соединения конечностей, которые в каждой из них состоят из костей и соединений пояса и свободной части.

В развитии скелета отмечается три стадии — соединительно-тканная (перепончатая), хрящевая и костная, которые последовательно сменяют друг друга. Окончательно женский скелет формируется к 17−21 году, мужской — к 19−23 годам. В становлении скелета определяющим моментом является образование костной ткани, т. е. процессы окостенения, которые осуществляются из 806 ядер в несколько этапов. Первый год жизни отличается медленным ростом и развитием костной ткани, но в последующие 6 лет отмечается ускоренный рост скелета. Затем у девочек с 7 до 9 лет, а у мальчиков с 7 до 11 лет наступает период затишья, который сменяется в пубертатном возрасте активным ростом скелета в длину и ширину.

На развитие скелета сильно влияет нервная и эндокринная системы. В препубертатном периоде усиливается активность гипоталамо-гипофизарной железы, что сопровождается появлением в скелете всех основных ядер окостенения с опережением у девочек на 1−4 года по сравнению с мальчиками. С началом периода окостеневают сесамовидные кости и начинается синостозирование трубчатых и плоских костей, что используется для установления костного возраста. В конце пубертатного периода и юношеском возрасте эти процессы, в основном, заканчиваются и полная половая зрелость характеризуется в скелете повсеместным распространением костной ткани, рост скелета практически прекращается.

Нервная система обладает сильнейшим трофическим влиянием на скелет. При усилении его образуется больше и быстрее костной ткани, которая становится плотной и насыщенной органическими компонентами и минералами, что свидетельствует о склерозировании костей.

При ослабленном влиянии начинается разрежение костной ткани — остеопороз. Опосредованное влияние на скелет нервная система оказывает через мышцы, которые формообразуют кости в местах прикрепления к ним. Череп и позвоночник развиваются под определяющим влиянием головного и спинного мозга, другие кости — под влиянием периферических нервов.

Рост и развитие скелета зависят от кровоснабжения и возрастная изменчивость кости связана с соответствующей перестройкой сосудистого русла (М.Г. Привес).

У плода, новорожденного и грудного ребенка сосуды костей в области диафизов, апофизов и эпифизов образуют изолированные друг от друга замкнутые концевые системы, между которыми и внутри них отсутствуют связи (анастомозы) — неонатальный тип кровоснабжения. В периоды детства до начала полового созревания замкнутость и изолированность сосудов в пределах каждого отдела кости исчезает благодаря появлению многочисленных внутрисистемных анастомозов — инфантильный тип кровоснабжения.

Во время полового созревания и перед ним начинают устанавливаться сосудистые связи между отделами костей, сосуды прорастают метаэпифизарные хрящи и постепенно распространяются по всей кости. Замкнутость большинства концевых систем исчезает и возникает ювенильный тип кровоснабжения скелета. У взрослых внутрикостные и надкостничные сосуды объединяются в единую целостную систему благодаря появлению межсистемных и внутрисистемных анастомозов — зрелый тип кровоснабжения. У стариков медленно и постепенно утрачиваются сосудистые связи, все сосуды скелета истончаются — сенильный тип кровоснабжения.

На строение и развитие скелета влияют и социальные факторы — такие как труд, занятия спортом и физической культурой, питание, жилье и др. Хорошо развитые и тренированные мышцы формируют быстрее и лучше костный рельеф, особенно в местах прикрепления сухожилий, создавая крепкий и подвижный скелет. Данная закономерность позволяет направленно воздействовать на рост и развитие костей, что способствует более гармоничному развитию человека.

Индивидуальная изменчивость скелета и образующих его систем костной и суставной определяется генетической программой (мутационная изменчивость) и факторами окружающей среды (модификационная изменчивость), под обоюдным влиянием которых и происходит его возрастная перестройка.

Способность костей и суставов пластично приспосабливаться к изменяющимся функциональным потребностям обусловлена биологическими причинами, а здоровый образ жизни конкретного человека и здоровые факторы окружающей экологической и социальной среды еще сильнее развивают эту способность.

План изучения кости Название и расположение в скелете, классификационнная принадлежность.

Главные составные части — эпифизы (концы), диафиз (тело), апофизы (отростки и бугры), поверхности, края — назвать и показать, установить функциональное назначение.

Внешнее строение каждой главной составной части в последовательности от крупных анатомических структур к мелким с функциональным назначением каждой — назвать и показать.

Внутреннее строение — топография и строение надкостницы, компактного и губчатого костного вещества, костномозгового канала, красного и желтого мозга, продольных и поперечных канальцев, костных трабекул, остеонов.

Возрастная перестройка костей — ядра и виды окостенения, ростковые зоны, особенности строения костей в разные возрастные периоды.

Биомеханика кости — закон максимума-минимума, законы о нормальных и силовых напряжениях, радиальные, касательные и прямые траектории костных балок.

Кровоснабжение и иннервация кости.

Рентгенологическое изображение кости — проекции, характеристика теней.

План изучения рентгенограмм скелета Название изображенной кости или комплекса костей и соединений, название сустава или суставов.

Позиция (проекция) изображения, для симметричных костей и суставов — правоили левосторонняя принадлежность.

Оценка формы и размеров, расположения на кости или в суставе проксимального, дистального конца, тела, отростков, бугров и других крупных анатомических структур с определением названия, правоили левосторонней позиции).

Изучение и описание надкостницы, наружного и внутреннего контура компактной пластины на всем протяжении кости или суставных концов.

Оценка строения губчатого вещества кости с описанием соотношений между костными балками, состояния костномозговых каналов.

Состояние ростковых зон — надкостницы, метаэпифизарных хрящей, ядер окостенения особенно у детей и подростков, разреженность костной ткани (остеопороз, склерозирование).

Соотношение суставных концов между собой, величина и форма суставной щели, очертания костной замыкающей пластинки на эпифизах.

Объем и структура мягких тканей вокруг кости и сустава.

Кость как орган: ее развитие, строение, рост Кость как орган состоит преимущественно из компактной и губчатой костной ткани, покрытой сверху соединительной тканью (надкостницей) и содержащей внутри красный и желтый костный мозг. Как орган кость обеспечена сосудами и нервами, находящимися в надкостнице, а в глубь кости проникающими через питательные отверстия.

Развитие костей происходит либо из эмбриональной соединительной ткани — мезенхимы, либо на основе первичного хряща. Поэтому различают два вида остеогенеза: перепончатый и хрящевой. На 6−8 неделе эмбрионального развития из соединительной ткани начинает формироваться костная, например, в костях свода черепа, такие кости называют первичными (покровными). При хрящевом остеогенезе в соединительной ткани появляется хрящ, а потом в нем развивается костная ткань, что характерно для большинства костей скелета — и такие кости называют вторичными.

Из фиброзной и хрящевой тканей формирование костей начинается с появления первичных очагов (ядер, точек) окостенения в эмбриональном и плодном периодах и после рождения до 11−13 лет — вторичных точек. Разрастание костной ткани в хряще осуществляется перихондральным путем с образованием компактной кости, и эндохондральным путем с образованием губчатой кости. При фиброзном остеогенезе окостенение происходит эндесмальным путем.

Надкостница — тонкая, прочная соединительно-тканная пластинка покрывает кость снаружи, богата сосудами и нервами, состоит из:

наружного волокнистого слоя;

внутреннего, росткового (камбиального) слоя, обеспечивающего костеобразование при помощи остеобластов, остеокластов и остеоцитов.

За счет надкостницы кость прирастает в ширину (периостальный рост), в длину кость растет из метаэпифизарных хрящей, находящихся между телом кости и эпифизами. Часть трубчатых костей растет из одного метаэпифизарного хряща (моноэпифизарный рост), например, фаланги пальцев. Длинные кости растут из двух метаэпифизарных хрящей — верхнего и нижнего, которые работают на рост поочередно, что зависит от возрастного срока. К 18−25 годам кости достигают окончательных размеров и метаэпифизарные хрящи превращаются в костную ткань (синостозирование). Костномозговой канал возникает при рассасывании эмбриональной кости и прорастании соединительной ткани с заполнением образовавшегося пространства костным мозгом.

Рентгенологические очаги окостенения определяются со 2-го месяца внутриутробного развития. Все ядра окостенения окончательно формируются к 13−14 годам. В периоде полового созревания начинается образование костной ткани в метаэпифизарных хрящах (ростковых зонах удлинения костей), к концу периода костная ткань присутствует на всем протяжении кости. Старение проявляется уменьшением и разрежением (остеопорозом) костной ткани, разрастанием шипов (остеофитов) и другим изменениями.

Для каждого возрастного периода характерным является такая перестройка кости, по которой можно определить возраст человека. Например, наличие ядра окостенения в нижнем эпифизе бедра до 1 см в диаметре свидетельствует о новорожденном периоде. Окостенение зубчатых черепных швов происходит участками, которые появляются в разные возрастные сроки.

Внешнее строение многих костей характеризуется наличием тела (диафиза), концов (эпифизов), апофизов (выступов), поверхностей, ямок, вырезок, шероховатых линий, бугров, бугристостей и др. Внутри костей находится костная ткань в виде компактного и губчатого вещества.

Компактное вещество кости, лежащее под надкостницей, построено из пластинчатой костной ткани, пронизанной системой продольных канальцев, — центральных (гаверсовых) каналов и перпендикулярных к ним поперечных (фолькмановых) каналов. Последние продолжают во внутрь кости питательные каналы, отверстия которых хорошо заметны на поверхности костей. Круговые (генеральные) пластинки формируют стенки центральных каналов в виде вставленных друг в друга (телескопических) трубочек, связанных между собой вставочными (промежуточными) пластинками — так устроен остеон — структурно-функциональная единица кости.

Губчатое вещество состоит из костных балок (перекладин) и пространства между ними, заполненного красным костным мозгом. Балки ориентированы по направлениям сил сжатия и растяжения, образуя арочную систему, обеспечивающую равномерную передачу силы тяжести и мышечной тяги.

Биомеханика кости выражается:

законом максимума-минимума — максимальная прочность кости достигается за счет минимальных затрат на построение ее конструкции, например, бедренная кость выдерживает нагрузку в 1,5 тонны, что в 25−30 раз больше массы человека;

законом нормальных напряжений — в костях возникают собственные нормальные напряжения, величина которых зависит от отдела кости и элементов скелета и изменяется с возрастом:

законом о связи ориентации костных трабекул с направлением действующих напряжений: линии трабекул пересекаются и выходят на поверхность кости под углом 90о, траектории трабекул совпадают с направлениями максимальных напряжений, плотность кости пропорциональна силе касательных напряжений;

законом о связи величины нагрузки с качественным перераспределением и количественными изменениями нормальных напряжений на поверхности и внутри кости, т. е. появлением новых силовых напряжений.

Нагрузка по длинной оси трубчатой и плоской кости показывает, что ее компактный слой более прочен при сжатии, чем при растяжении, и слабее всего противостоит сдвигу. Между пределом прочности и модулем упругости в компактном веществе кости наблюдается положительная корреляция. Действие циклических нагрузок при повышении уровня силы и увеличении времени приводит к усталостному разрушению костной ткани в виде микротрещин остеонов. Количество циклов во времени положительно коррелирует с возрастающим уровнем силовых напряжений и деформаций, на колебания которых значительно влияют вязкоупругие свойства кости. Разрушение кости определяется величиной разности между максимальной и минимальной деформациями. Середина диафиза прочнее, чем участки примыкающие к эпифизам.

На клеточном уровне в кости выделяют остеобласты, остеокласты, остеоциты, обеспечивающие одновременно рассасывание (резорбцию) и образование новой жизнеспособной костной ткани. Оба процесса протекают под влиянием генетической программы и условий внешней среды, социальных факторов, что сопровождается индивидуальной изменчивостью кости: увеличением или уменьшением числа остеонов, макроизменениями компактной и губчатой части, конфигурации апофизов, вырезок, ямок и др. анатомических структур (П.Ф. Лесгафт, Б.А. Долго-Сабуров, М.Г. Привес).

Органический матрикс кости составляет 30%, неорганический — 60%, вода — 10%.

Структурная организация костного межклеточного вещества включает следующие субмикроскопические образования:

биополимерные белковые макромолекулы тропоколлагена, соединенные с кристаллами гидроксиапатита с помощью неколлагеновых низкомолекулярных белков: остеонектина, остеокальцина и др. тропоколлагеновые макромолекулы построены в три левых спиральных полипептидных цепи (триплеты) и две правых спиральных цепи, стабилизированные водородными связями;

длинные микрофибриллы коллагена, состоящие из 5 спирально перевитых макромолекул тропоколлагена усилены кристаллами гидроксиапатита; микрофибриллы располагаются ступенчато, внутри имеют симметричные решетчатые полости для кристаллов.

В микрофибриллах кристаллы гидроксиапатита ориентированы вдоль продольной оси. Из всего количества кристаллов 60% расположено внутри микрофибрилл в решетчатых полостях и 40% на поверхности. Между фибриллами находятся белково-углеводные соединения: гликозаминогликаны, гликопротеины, и протеогликаны, которые соединяют их.

Неорганическая часть кости — кристаллы гидроксиапатита Са10(РО4)6(ОН)2., другие минералы и микроэлементы. В центре кристалла находятся гидроксильные группы и фосфорнокислые остатки, по периферии атомы кальция. С возрастом кристаллы незначительно увеличиваются в размерах и уплотняются. Кристаллы образуют значительную поверхность, участвующую в обмене веществ, так активная кристаллическая поверхность 1 г костной ткани равна 130−260 м 2, а всего скелета — 2 км 2.

Костная ткань содержит около 98% всех неорганических веществ организма: из них 99% кальция, 87% фосфора, 58% магния.

В ней находятся в виде микроскопических включений так же натрий, калий, кремний и другие минералы (около 20 уже известных микроэлементов), а также другие биохимические соединения: лимонная кислота (цитрат) для растворения минералов, прежде всего кальциевых солей, в костях находится около 70% всей лимонной кислоты организма, что в 230 раз превышает ее концентрацию в печени. В губчатой костной ткани кислоты больше, здесь она расходуется на окислительные процессы. В процессе обмена в костях образуются и другие органические кислоты, например, молочная.

Ферменты, изоферменты кости: кислая фосфатаза, коллагеназа, углеводные ферменты и многие др. тоже входят в биохимический состав костей.

Классификация костей Трубчатые кости: длинные и короткие имеют тело (диафиз) в виде цилиндра или трехгранной призмы; концы (эпифизы), покрытые гиалиновым хрящом для суставных поверхностей и образования суставов; апофизы (выступы) в виде бугров, отростков, надмыщелков для прикрепления мышц; внутри эпифизов находится красный костный мозг, внутри диафизов — желтый мозг, трубчатые кости располагаются в скелете конечностей.

Губчатые (короткие) кости имеют форму куба, многоугольника с тонкой компактной частью и толстой губчатой (внутри ее красный костный мозг), то же имеют суставные поверхности, выступы для образования суставов и прикрепления мышц, находятся в запястье и предплюсне.

Плоские (широкие) кости: тазовые, черепные (свод), грудина, лопатка; в ряде плоских костей — черепные — губчатое вещество пронизано каналами, содержащими диплоические вены, и оно называется диплое, внутри остальных костей имеется красный костный мозг.

Смешанные кости — (позвонок и др.) сочетают в строении признаки плоских, губчатых костей и внутри себя содержат красный костный мозг.

Воздухоносные кости отличаются наличием полости, связанной с дыхательной областью носа или носоглоткой: верхняя челюсть, лобная, решетчатая, клиновидная, височная кости.

Сесамовидные (остаточные) кости: надколенник, гороховидная, вставочные кости черепа, маленькие косточки в сухожилиях сгибателей и разгибателей конечностей — сесамовидные кости изменяют угол прикрепления сухожилий, облегчая мышечную работу.

Позвонки: их строение в различных отделах Общее строение позвонка Тело — corpus vertebrae — несет осевую нагрузку, служит для прикрепления внутренних органов, внутри содержит красный костный мозг;

Дуга — arcus vertebrae — для прикрепления мембран и отростков;

Ножки дуги — pedunkuli arcus vertebrae — для соединения дуги с телом;

Отверстие позвоночное — foramen vertebrale — для спинного мозга и его оболочек.

Отростки — processi:

поперечные: правый и левый — processus transversus — для прикрепления мышц и связок;

суставные верхние и суставные нижние — processus articulare superiores et inferiores, — для образования межпозвоночных суставов;

остистый — processus spinalis — для прикрепления связок и мышц.

Позвоночные вырезкиверхняя, нижняя (incisurae vertebrales superiores et inferiores), межпозвоночное отверстие между вырезками — foramen intervertebrale — у ножек дуги — для прохождения спинномозговых нервов и сосудов.

Атлант (Atlas) — первый шейный позвонок (отличительные признаки) передняя и задняя дуга — arcus anterior et arcus posterior — для прикрепления мембран и связок;

борозды позвоночной артерии — на задней дуге сверху — sulci a. vertebrale;

передний и задний бугорки — tuberculum anterior et tuberculum posterior — для прикрепления мышц и связок;

боковые массы с верхними суставными ямками (овальной формы) и нижними суставными поверхностями (плоскими и круглыми) — massae laterales cum foveae articulares superiores et inferiores — для образования атланто-затылочных и латеральных атланто-аксиальных суставов;

суставная поверхность на передней дуге для зуба аксиса и образования срединного атланто-аксиального сустава;

отверстие в поперечных отростках — для позвоночных сосудов и симпатических нервов, реберный бугорок на поперечном отростке.

Аксис — Axis seu Epistropheus — осевой (второй) шейный позвонок зуб и его суставные поверхности — dens, facies articularis anterior et posterior — для образования срединного атланто-аксиального сустава и прикрепления связок;

отверстие поперечного отростка — foramen procesuss transversus — для прохождения позвоночной артерии и симпатического нерва;

толстый, короткий и раздвоенный остистый отросток — processus spinosus — для прикрепления межостистой и выйной связок;

позвоночное отверстие треугольной формы — foramen vertebrale — для спинного мозга и его оболочек, венозного сплетения.

Другие шейные позвонки (отличительные признаки) отверстия поперечных отростков для позвоночной артерии и симпатического нерва;

борозда спинального нерва на поперечном отростке;

передний и задний бугорки на поперечном отростке;

YI позвонок — крупный сонный (передний) бугорок на поперечном отростке, используется для прижатия общей сонной артерии при исследовании пульса и остановке кровотечения;

YII позвонок — толстый и длинный остистый отросток (выступающий позвонок).

Грудные позвонки (отличительные признаки) верхняя и нижняя реберные ямки и полуямки на теле позвонков для образования сустава головки ребра, по ямкам и полуямкам подразделяют позвонки на типичные и атипичные;

реберные поверхности на поперечных отростках для реберно-поперечных суставов, отсутствуют у двух последних грудных позвонков;

типичные и атипичные позвонки (I, X, XI, XII).

Поясничные позвонки (отличительные признаки) массивность тела;

фронтальное положение поперечных отростков;

широкие, короткие остистые отростки;

сагиттальное расположение суставных поверхностей на верхних суставных отростках;

наличие сосцевидного бугорка на каждом верхнем суставном отростке.

Крестец — Os sacrum — имеет:

основание с мысом (basis sacri cum promontorium) сильнее выраженным у мужчин;

верхушку — apex sacri — для прикрепления связок и мышц;

крестцовый канал для спинальных нервов, терминальной нити и оболочек спинного мозга, заканчивающийся на верхушке крестцовой щелью с парными крестцовыми рогами;

поверхности — тазовая (передняя — facies pelvina seu anterior) для присоединения сигмовидной и прямой кишки, дорсальная (задняя — facies dorsalis seu posterior) для прикрепления связок и мышц;

на поверхностях — тазовые крестцовые отверстия и дорсальные крестцовые отверстия (foramina sacralia pelYina et foramina sacralia dorsalia) для выхода спинно-мозговых сосудов и нервов;

поперечные линии (linea transversae) тазовой поверхности для прикрепления органов;

гребни по задней поверхности — срединный непарный, промежуточный и латеральный — правые и левые (crista sacralis mediana, intermedia et lateralis) для прикрепления связок и мышц;

латеральные части (partes laterales) с ушковидными поверхностями (facies auriculares), покрытыми гиалиновым хрящом для образования крестцово-подвздошных суставов;

крестцовая бугристость — tuberositas sacralis — сзади ушковидной поверхности — для прикрепления мощных связок.

Копчик — Os coccygeus, (отличительные признаки) треугольная форма;

рудиментарные позвонки — 3−5;

основание — basis;

верхушка — apex;

копчиковые рога — cornu coccygeum.

Варианты и аномалии в строении позвонков появление реберных ямок на теле YII шейного позвонка для редко встречающегося рудиментарного шейного ребра;

сращение атланта с затылочной костью — ассимиляция;

расщепление дуги позвонка (spina bifida), чаще наблюдается у поясничных и крестцовых позвонков и нередко сопровождается образованием спинно-мозговой грыжи;

сакрализация — увеличение числа крестцовых позвонков за счет ассимиляции пятого поясничного позвонка;

люмбализация — увеличение количества поясничных позвонков при поглощении двенадцатого грудного (редко) или первого крестцового (часто);

сочетание аномалийных признаков в одном позвонке, например — появление реберных ямок на шейных или поясничных позвонках и расщепление дуги;

появление XIII грудного позвонка (редко);

спондилолиз — отсутствие костной ткани в фиброзной или хрящевой ножке, как правило, у поясничных позвонков;

платиспондилия — уплощение тел позвонков — чаще у нижних грудных и поясничных.

Все соединения отдельных позвонков между собой подразделяются на соединения между телами — межпозвоночные симфизы, дугами и отростками — межпозвоночные синдесмозы и суставы.

Межпозвоночные симфизы состоят из:

межпозвоночных дисков с центральным студенистым ядром и периферическим фиброзным кольцом;

передней и задней продольных связок, расположенных вдоль тел всех позвонков.

Диски по диаметру больше тел позвонков и фиброзными кольцами выступают за края тел в виде валиков; в шейном отделе толщина дисков — 5−6 мм, в грудном — 3−4 мм, поясничном — 10−12 мм.

Пульповидное ядро включает неориентированные коллагеновые волокна, гликоз-амино-гликановый гель, воду (у молодых до 88%, старых — до 69%). Ядро занимает 30−50% площади диска; в шейных позвонках лежит почти в центре диска, в грудных и поясничных смещено кзади.

Фиброзное кольцо сверху и снизу ограничено гиалиновыми пластинками, между которыми находятся слои фибрилл, внутренние из которых крепятся к гиалиновым пластинкам, а наружные к компактным пластинкам тел позвонков.

Межпозвоночные симфизы обеспечивают непрерывность и надежность соединения, то есть выполняют роль несущей биомеханической конструкции, осуществляя при этом большой объем движений, в том числе и амортизирующих.

Процессы роста и формирования симфизов заканчиваются к 18−22 годам; до 40−50 лет структуры дисков наиболее стабильны. Далее с возрастом снижается эластичность ядра и кольца за счет дегидратации, появления зернистого распада волокон, образования костных уплотнений в ядре и связках.

Межпозвоночные синдесмозы представлены соединениями из эластической соединительной ткани, образующей связки:

между дугами позвонков — желтые связки;

между поперечными отростками — межпоперечные связки;

между остистыми отростками — межостистые и надостистые связки; в шейном отделе позвоночника надостистая связка называется выйной.

Межпозвоночные (дугоотростчатые) суставы образуются между верхними и нижними суставными отростками, покрытыми гиалиновыми хрящами. Суставная капсула прикрепляется по периферии суставного хряща и усиливается пучками фиброзных волокон. Среди межпозвоночных суставов выделяют отдельно люмбосакральные правый и левый — между нижними суставными отростками пятого поясничного позвонка и крестца. Дугоотростчатые суставы по форме суставных поверхностей плоские, обладают тремя осями, но малым объемом движений.

Крестцово-копчиковый сустав Суставные поверхности находятся на верхушке крестца и теле первого копчикового позвонка, они представлены гиалиновыми пластинками. Между гиалиновыми пластинками находится фиброзное кольцо и пульпозное ядро, в котором имеется щель.

Снаружи фиброзное кольцо укрепляется связками — вентральной и дорсальной, латеральными; в дорсальной связке различается поверхностная и глубокая части.

Крестцово-копчиковый сустав наиболее подвижен у молодых женщин, особенно у беременных и рожениц.

Крестцово-копчиковый синдесмоз образуется связками между рогами крестца и копчика.

Атланто-затылочный сустав правый и левый — комбинированные и мыщелковые суставы — образованы затылочными мыщелками и верхними суставными поверхностями атланта. Суставные концы заключены в отдельные капсулы, укрепленные передней и задней атланто-затылочными мембранами.

Срединный атлантоосевой сустав — цилиндрический — образован ямкой зуба на внутренней поверхности передней дуги атланта, передней и задней суставными поверхностями зуба аксиса и поперечной связкой атланта. Полость сустава синовиальной оболочкой делится на переднюю камеру между ямкой атланта и зубом аксиса и заднюю — между задней поверхностью зуба и поперечной связкой атланта. Сустав укреплен связками — правой и левой крыловидными, крестообразной (из поперечной связки атланта и продольного пучка), связкой верхушки зуба, покровной мембраной между задней продольной связкой позвоночника и скатом затылочной кости.

Латеральные атлантоосевые суставы правый и левый — комбинированные и плоские — образованы нижними суставными поверхностями атланта и верхними суставными отростками аксиса. Каждый сустав обладает самостоятельной капсулой, укрепленной связками срединного атлантоосевого сустава.

Движения головы и шеи:

сгибание в 20 градусов осуществляется передними глубокими мышцами головы и шеи в составе длинных мышц, прямых передних и латеральных мышц головы, при сомкнутых челюстях включаются нади подподъязычные мышцы;

разгибание выполняют мышцы — трапециевидные, грудино-ключично-сосцевидные, ременные и длиннейшие головы, полуостистые головы и подзатылочные;

наклоны головы вбок происходят за счет одновременного сокращения сгибателей и разгибателей правой или левой стороны, во вращательные движения включается атланто-осевой сустав и дополнительное сочетание мышц антагонистов;

кивание осуществляют согласованные сокращения грудино-ключично-сосцевидных мышц, старое название которых кивательные мышцы.

Позвоночный столб в целом Позвоночный столб (33−34 позвонка):

Шейный отдел — 7 позвонков — главное отличие — отверстия в поперечных отростках для позвоночной артерии и симпатического нерва.

Грудной отдел — 12 позвонков — наличие реберных ямок на телах для суставов головки ребра и суставных поверхностей на поперечных отростках для реберно-поперечных суставов, Поясничный отдел — 5 позвонков — массивность тела, специфическое положение отростков, сосцевидные бугорки на верхних суставных отростках.

Крестец — 5 — единая кость со своими особенностями строения, Копчик — 3−5 — рудиментарная кость треугольной формы.

Длина позвоночного столба у мужчин в среднем 60−75 см, у женщин — 60−65 см, в старости его длина уменьшается на 5 см. Поперечник на уровне основания крестца — 11−12 см.

Изгиб кпереди — лордоз — шейный и поясничный. Шейный лордоз появляется, когда ребенок начинает держать головку; поясничный, — когда начинает стоять и ходить.

Изгиб кзади — кифоз — грудной и крестцово-копчиковый появляются с началом передвижения на ногах.

Изгиб в сторону — сколиоз — лево — и правосторонний формируется под влиянием пульсирующей аорты и массы хорошо развитой верхней конечности.

Позвонки, соединяясь друг с другом межпозвоночными симфизами, синдесмозами и суставами, формируют гибкую ось туловища, которая определяет нормальный тип осанки человека.

Вертикальная ось проходит через середину стреловидного шва черепа, позади поперечной линии, соединяющей углы нижней челюсти, пересекает посредине поперечную ось тазобедренных суставов, достигая середины стопы.

По отношению к этой оси позвоночник формирует физиологические изгибы кпереди: шейный и поясничный лордозы и изгибы кзади: грудной и крестцово-копчиковый кифозы, правои левосторонние сколиозы. Физиологический сколиоз в грудном отделе обусловлен пульсирующей нисходящей аортой, прилежащей слева к грудным позвонкам, начиная с четвертого. Кроме того, на формирование сколиоза влияет развитие верхней конечности, масса и сила ее мышц (правоили леворукость). Величина изгибов меняется в зависимости от массы тела и его отдельных частей, физической нагрузки, мышечного напряжения, возраста, пола, наконец, от положения тела (при вертикальном она увеличивается, горизонтальном уменьшается).

С позвоночником связано положение центра тяжести тела и его отдельных частей.

Под центром тяжести понимается единственная геометрическая точка, положение которой зависит от формы и массы тела, распределения в ней равнодействующих, но разнонаправленных сил тяжести.

Общий центр тяжести человеческого тела находится на уровне второго крестцового позвонка, а отвесная вертикальная линия центра тяжести проходит на 3 см кзади от середины поперечной оси тазобедренных суставов, на 2,5 см кзади от межвертельной линии, соединяющей правый и левый большие вертелы.

Центр тяжести головы лежит кпереди от поперечной оси атланто-затылочных суставов.

Центр тяжести головы, шеи, туловища находится на передне-верхнем крае тела Х грудного позвонка.

На положение центра тяжести и вертикальную устойчивость тела влияют возраст, пол, рост и масса тела, тип телосложения и тип физического развития, определяемые как генетической программой, так и тренированностью.

Вертикальная устойчивость тела зависит от площади опоры (стопы) и положения центра тяжести, статического и динамического действия мускулатуры.

Движения позвоночного столба Движения позвоночного столба — есть сложение отдельных движений в соединениях между позвонками:

атланто-затылочных и латеральных атлантоосевых суставах;

срединном атлантоосевом суставе;

межпозвоночных симфизах;

межпозвоночных синдесмозах и дугоотростчатых (межпозвоночных) суставах;

пояснично-крестцовом и крестцово-копчиковом суставах.

Виды движений: сгибание и разгибание, отведение и приведение (наклоны в сторону), скручивание (вращение) и круговое движение.

Сгибание и разгибание — фронтальная ось — амплитуда движений составляет 170−245о. При этих движениях изменяется форма межпозвоночных дисков: толщина их уменьшается на стороне наклона и увеличивается на противоположной.

При сгибании, наклоне кпереди увеличивается расстояние между остистыми отростками, натягиваются межостистые, надостистые, желтые и задняя продольная связки, что притормаживает движение и делает его плавным. В медицинской практике это движение и положение отростков и дуг позвонков учитывают при проведении спинномозговых пункций.

При разгибании главное усилие падает на переднюю продольную связку и фиброзное кольцо.

Отведение и приведение — сагиттальная ось — амплитуда движений составляет 165о. Основной объем движений совершается в поясничном отделе, работают в основном дугоотростчатые суставы, межпоперечные и желтые связки.

Вращение — вертикальная ось — амплитуда достигает 120о. Главные изменения происходят в пульпозных ядрах и фиброзных кольцах, ядро выполняет роль своеобразной суставной головки, кольца сдерживают движение.

Круговое движение — вертикальная ось с точкой опоры в пояснично-крестцовом диске и его крупном ядре и выполнением выше расположенными отделами позвоночника движения, описывающего конус.

Подвижность позвоночника уменьшается от шейного отдела к поясничному:

Шейный отдел: сгибание — 70о, разгибание — 80о, вращение — 80о Грудной отдел: сгибание — 35о, разгибание — 50о, вращение — 20о Поясничный отдел: сгибание — 60о, разгибание — 45о, вращение — незначительное.

Мышцы, разгибающие позвоночный столб — разгибатель туловища и его составные части:

поверхностный слой — подвздошно-реберные, длиннейшие, остистые мышцы;

глубокий слой — поперечно-остистые и полуостистые, многораздельные мышцы и вращатели;

для шейного и верхне-грудного отделов — трапециевидные, ременные мышцы головы и шеи.

Мышцы-сгибатели позвоночника:

прямые и косые мышцы живота — для грудного и поясничного отделов;

лестничные, длинные шейные, грудино-ключично-сосцевидные мышцы — для шейного отдела.

Наклоны вправо и влево обеспечивает сочетанное действие сгибателей и разгибателей на стороне наклона.

Вращение осуществляют мышцы:

поперечно-остистые — полуостистые, многораздельные, вращатели;

наружные косые живота своей стороны и внутренние косые противоположной,

ременные головы и шеи с противоположной стороны.

Движения в реберно-позвоночных и грудино-реберных суставах обеспечивают вдох и выдох. При вдохе работают диафрагма, наружные межреберные мышцы и подниматели ребер, задние верхние зубчатые и лестничные мышцы. При выдохе сокращаются внутренние межреберные и поперечная грудная мышцы, задняя нижняя зубчатая, косые, прямые и поперечная мышцы живота.

Возрастная изменчивость позвоночника В эмбриональном периоде вначале появляется спинная струна из первородной соединительной ткани (мезодермы), с 5-й недели начинается её превращение в хрящевую хорду, а с 8-й — в костный позвоночник:

первичные, перепончатые позвонки формируются в течение первых четырех недель развития из склеротомов первичных сомитов — производных дорсального отдела мезодермы;

хрящевая ткань разрастается в телах, дугах и отростках позвонков в последующие три недели развития (5−7);

окостенение начинается на 8-й неделе с появления первичных ядер: одного в теле, двух в дуге, исключение составляют атлант и аксис: в первом шейном позвонке закладывается по одному ядру в каждой боковой массе, часть хрящевого тела атланта отделяется и прирастает в виде зуба ко второму шейному позвонку;

крестцовые позвонки, кроме трех первых ядер, на 6−7 месяце плодного периода получают добавочные первичные ядра, образующие латеральные массы крестца;

окостенение копчика происходит после рождения из вторичных костных ядер;

у эмбриона закладывается 38 позвонков: 7 шейных, 13 грудных, 5 поясничных и 12−13 крестцовых и копчиковых; в связи с редукцией 13 реберной пары 13 грудной позвонок превращается в первый поясничный, а пятый поясничный в первый крестцовый; часть крестцовых и копчиковых позвонков тоже редуцируется. Такое количество закладок проявляется в аномалиях и вариантах строения.

В новорожденном и грудном возрасте:

хрящевые и костные части позвонков составляют равное соотношение, дуги отделены от тел хрящами, суставные отростки на большем протяжении костные, остистые и поперечные — хрящевые;

начинается появление вторичных ядер окостенения и дальнейшее разрастание костной ткани, особенно в дугах и отростках позвонков;

дуги позвонков, кроме крестцовых, к концу 1 года жизни становятся костными на 70−80%;

начальное формирование позвоночных изгибов происходит после рождения — шейного лордоза в связи с развитием затылочных мышц, удерживающих головку ребенка; поясничного лордоза и грудного кифоза при стоянии и хождении, росте внутренних органов и мышц конечностей.

В раннем и позднем детском периоде:

зубовидный отросток срастается с телом аксиса из-за появления в отростке самостоятельного вторичного ядра окостенения;

начинается срастание тела и дуги крестцовых позвонков, а окончательное слияние позвонков в единую крестцовую кость происходит в 17−25 лет: у женщин — в начале срока, у мужчин — в конце срока;

тела и дуги остальных позвонков становятся полностью костными;

изгибы позвоночника выражены хорошо.

В пубертатном и юношеском периодах:

изменяются форма крестца и копчика — у мальчиков они становятся узкими и длинными, сильно вогнутыми по тазовой поверхности, у девочек — широкими, короткими и плоскими;

окончательно формируются все изгибы позвоночника.

К зрелому периоду:

длина позвоночного столба у мужчин находится в пределах 60−75 см, у женщин — 60−65 см, что составляет 2/5 от длины тела;

наибольший поперечник на уровне базиса крестца составляет 11−12 см.

В пожилом и старческом периодах:

длина позвоночника уменьшается за счет увеличения кривизны изгибов, уплощения дисков;

костная ткань позвонков становится разреженной, а в соединениях появляются костные разрастания, ограничивающие их подвижность.

Рентгенологическая анатомия позвоночника Обзорные рентгенограммы: прямые и боковые выполняются по отделам позвоночного столба.

На телах позвонков прослеживаются по два верхних и по два нижних прямых угла, образованных компактными пластинками.

Тени дуг наслаиваются на тела, ножки дуг имеют овальный, округлый контур.

Поперечные отростки хорошо определяются в прямых проекциях, остистые — в боковых, тени суставных отростков наслаиваются на тела.

Хорошо заметны межпозвоночные промежутки, заполненные дисками; суставные щели дугоотростчатых суставов — на боковых проекциях.

Тень крестца имеет треугольную форму в прямой проекции.

Дуги атланта, зуб аксиса и суставы этих позвонков и черепа, межпозвоночные отверстия хорошо контурируются в боковых проекциях.

Ребра и грудина. Грудная клетка в целом Ребро имеет позвоночный и грудинный концы, позвоночный состоит из задней и боковой частей — костных, грудинный — из небольшой передней части — хрящевой и костной.

На позвоночном конце ребра находятся:

головка с гребнем у II-X ребер и верхней, нижней суставными поверхностями, покрытыми гиалиновым хрящом, у I, XI и XII ребер гребень отсутствует;

шейка, переходящая углом в тело; на переходе — бугорок на 10 верхних ребрах с двумя возвышениями: медиально-нижнее имеет суставную ямку для сочленения с поперечным отростком позвонка, к другому возвышению прикрепляется связка; последние два ребра бугорка не имеют, у первого ребра бугорок совпадает с вершиной угла.

Тело ребра, изогнутое у позвоночного конца пологим углом, имеет по нижнему краю на внутренней поверхности бороздку для межреберных сосудов и нервов.

Края ребер (II-XII): верхний закругленный, нижний острый служат для прикрепления межреберных мышц; у первого ребра — боковой и внутренний край и верхняя поверхность с лестничным бугорком и бороздой подключичных сосудов.

Поверхности ребра (II-XII): передняя (внутренняя) — гладкая к ней прилежит плевра, задняя (наружная) — шероховатая для прикрепления мышц спины, у первого ребра верхняя и нижняя поверхности.

Ребра подразделяются на:

истинные (верхние семь ребер) — они образуют с грудиной суставы, кроме первого, которое связано синхондрозом и ложные (YIII, IX, X) — они срастаются хрящами между собой и образуют реберную дугу, плавающие (XI, XII) — короткие, свободно лежащие среди мышц живота;

типичные (II-X);

атипичные (I, XI, XII) из-за отличий в строении: на первом ребре по верхней поверхности (наружный край) имеются лестничный бугорок, борозды подключичной артерии и вены; края у него латеральный и медиальный (боковой и внутренний), поверхности верхняя и нижняя; XI, XII ребра короткие с очень небольшой хрящевой частью, с грудиной и другими ребрами не соединяются.

Грудина Плоская кость, состоящая из:

рукоятки, тела, мечевидного отростка;

передней и задней поверхностей;

правого и левого боковых краев, несущих на теле реберные вырезки.

По верхнему краю рукоятки грудины находятся непарная яремная вырезка и парные ключичные вырезки, по боковому краю рукоятки располагается углубление для синхондроза I ребра и полуямка для II ребра Нижний край рукоятки срастается с телом под тупым углом, открытым кзади в сторону позвоночника.

Ребра и грудина развиваются из вентральных дуг сомитов вначале в виде фиброзных грудных полосок, которые быстро становятся хрящевыми, на 8-й неделе в реберных углах появляются первичные ядра окостенения, а вторичные ядра возникают в головке и бугорке в 15−20 лет, полное окостенение ребер в 18−25 лет.

Грудина формируется при срастании грудных полосок по передней срединной линии. Первичные ядра костной ткани появляются в рукоятке на 4−6 месяце, в теле — на 7−8 месяце плодного периода. Вторичные ядра возникают на 1 году жизни в нижней части тела, в мечевидном отростке на 6−20 году. Полное окостенение тела происходит в 15−20 лет, всей грудины — к 30 годам. Между рукояткой и телом окостенение может не происходить в течение всей жизни индивида.

Варианты и аномалии развития Появление добавочных ребер: шейных, поясничных.

Редкое отсутствие XI, XII ребер.

Срастание или расщепление передних концов ребер.

Наличие отверстий и щелей в грудине.

Расщепление грудины при не срастании правого и левого зачатка.

С позвонками ребра связаны реберно-позвоночными суставами:

каждое ребро, — суставом головки ребра, который укреплен связками — от второго до десятого внутрисуставной связкой головки, во всех соединениях (I-XII) — снаружи лучистой связкой;

верхние 10 ребер — реберно-поперечными суставами: правыми и левыми, укрепленными одноименными связками;

все суставы комбинированные, простые, эллипсоидные.

С грудиной ребра соединяются:

грудино-реберными суставами (II-YII), укрепленными грудино-реберными лучистыми связками, которые спереди образуют мембрану грудины;

синхондрозами — между первым ребром и грудиной, между YIII-X ребрами;

редко встречающимися межхрящевыми суставами YIII-X ребра.

Между собой ребра соединяются фиброзными перепонками:

наружной межреберной мембраной — передние, грудинные концы;

внутренней межреберной мембраной — задние, позвоночные концы.

Грудная клетка образуется 12 грудными позвонками, 12 ребрами, грудиной и различными соединениями между ними: межпозвоночными симфизами, суставами и синдесмозами, грудино-реберными суставами и синхондрозами, реберно-позвоночными суставами и межреберными мембранами.

В грудной клетке различают: переднюю, две боковые — правую и левую, заднюю стенки, верхнюю и нижнюю апертуры, межреберные промежутки, легочные борозды (в области углов ребер), реберную дугу (слияние хрящей ложных ребер), подгрудинный угол между реберными дугами с вершиной у мечевидного отростка.

Для проекции границ сердца, легких, плевры через грудную клетку проводят ряд условных линий: переднюю срединную (через середину грудины), стернальные (по правому и левому краям грудины), среднеключичные, подмышечные (переднюю, среднюю, заднюю), лопаточную, паравертебральную, позвоночную (по краям поперечных отростков), заднюю срединную (по остистым отросткам).

Используя перечисленные линии вертикального (продольного) направления и расположенные поперечно к ним ребра и межреберные промежутки устанавливают границы внутренних органов.

При определении формы грудной клетки применяют соотношение ее размеров: переднезаднего и поперечного, которое устанавливает индивидуальный тип строения.

Для брахиморфного типа телосложения, характерной является коническая форма грудной клетки с широкой нижней частью, тупым подгрудинным углом, широкими межреберными промежутками, слабо наклоненными книзу.

У долихоморфного типа грудная клетка плоская с коротким переднезадним размером и длинным поперечным, подгрудинный угол острый, межреберные промежутки узкие и сильно наклонены книзу.

При мезоморфном типе — грудная клетка цилиндрическая.

Женщины имеют более короткую и округлую, а мужчины более длинную и выпуклую грудную клетку. У новорожденных переднезадний размер преобладает над поперечным.

На форме грудной клетки отражаются некоторые болезни и профессиональные занятия.

При вдохе передние концы ребер и грудина поднимаются на 1 см, вверх и на 5 см кпереди, окружность грудной клетки увеличивается на 10 см благодаря мышцам диафрагмы, наружным межреберным, поднимателям ребер в составе разгибателя спины, задним верхним зубчатым и лестничным мышцам. В акте выдоха участвуют поперечная мышца груди, внутренние межреберные, зубчатые задние нижние, прямые, косые и поперечная мышцы живота.