Свойства, состав, и строение костей.

Основной структурно-функциональной единицей скелета явля­ется кость. Каждая кость в организме человека – это живой, плас­тичный, изменяющийся орган. Кость как орган состоит из несколь­ких тканей, имеет свою определенную морфологическую структуру и функционирует как часть целостного организма. Основной тканью в кости является костная ткань, кроме нее имеется плотная соединительная ткань, образующая, например, оболочку кости, покрывающую ее снаружи, рыхлая соединительная ткань, одевающая сосуды, хрящевая, покрывающая концы костей или образующая зоны роста, ретикулярная ткань – основа костного мозга и элементы нервной ткани – нервы и нервные окончания. Каждая кость имеет определенную форму, величину, строение и находится в связи с соседними костями. В состав скелета входит 206 костей – 85 парных и 36 непарных. Кости составляют примерно 18% веса тела.

Химический состав костей. Кость состоит из двух видов хими­ческих веществ: неорганических и органических. К неорганическим веществам относятся вода и соли (главным образом соли кальция). Органическое вещество кости называется оссеином. В свежей кости около 50% воды, 22% солей, 12% оссеина и 16% жира. Обез­воженная, обезжиренная и отбеленная кость содержит приблизи­тельно ¹/₃ оссеина и ²/₃ неорганических веществ.

Особое специфическое физико-химическое соединение органи­ческих и неорганических веществ в костях и обусловливает их ос­новные свойства – упругость, эластичность, прочность и твердость. В этом легко убедиться. Если кость положить в соляную кислоту, то соли растворятся, останется оссеин, кость сохранит форму, но ста­нет очень мягкой (ее можно завязать в узел). Если же кость под­вергнуть сжиганию, то органические вещества сгорят, а соли оста­нутся (зола), кость тоже сохранит свою форму, но будет очень хрупкой. Таким образом, эластичность кости связана с органиче­скими веществами, а твердость и крепость – с неорганическими. Кость человека выдерживает давление на 1 мм² 15 кг, а кирпич всего 0,5 кг.

Химический состав костей непостоянен, он меняется с возрастом, зависит от функциональных нагрузок, питания и других факторов. В костях детей относительно больше, чем в костях взрослых, оссеина, они более эластичны, меньше подвержены переломам, но под влиянием чрезмерных нагрузок легче деформируются Кости, выдерживающие большую нагрузку, богаче известью, чем кости менее нагруженные. Питание только растительной или только животной пищей также может вызвать изменения химического состава костей. При недостатке в пище витамина D в костях ребенка плохо откладываются соли извести, сроки окостенения нарушаются, а недоста­ток витамина А может привести к утолще­нию костей, запустению каналов в костной ткани.

В пожилом возрасте количество оссеина снижается, а количество неорганических ве­ществ солей, наоборот, увеличивается, что снижает ее прочностные свойства, создавая предпосылки к более частым переломам кос­тей. К старости в области краев суставных поверхностей костей могут появляться раз­растания костной ткани в виде шипов, выростов, что может ограничивать подвиж­ность в суставах и вызывать болезненные ощущения при движениях. О механических свойствах кости можно судить на основании их крепости на сжатие, растяжение, разрыв, излом и т. п. На сжатие кость в десять раз крепче хряща, в пять раз прочнее железобетона, в два раза больше крепости свинца. На растяжение компактное вещество кости выдерживает нагрузку до 10-12 кг на 1 мм², а на сжатие – 12-16 кг. По сопротивлению на разрыв кость в продольном на­правлении превышает сопротивление дуба и равна сопротивлению чугуна. Так, напри­мер, для раздробления бедренной кости давлением нужно приблизительно 3 тыс. кг, для раздробления большеберцовой кости не менее 4 тыс. кг. Органическое вещество кости – оссеин выдерживает нагрузку на растяжение 1,5 кг на 1 мм², на сжатие – 2,5 кг, крепость же сухожилий составляет 7 кг на 1 мм², Несмотря на значительную крепость и прочность кость весьма пластичный орган и может перестраиваться на протяжении всей жизни че­ловека.

Рис. Строение трубчатой кости.

Кости в организме человека расположены не изолированно друг от друга, а связаны между собой в одно единое целое. Причем характер их соединения определяется функциональными усло­виями: в одних частях скелета движения между костями выражены больше, в других – меньше. Еще П.Ф. Леосгафт писал, что «ни в одном другом отделе анатомии нельзя так «стройно» и последователь­но выявить связь между формой и отправлением» (функцией). По форме соединяющихся костей можно определить характер движе­ния, а по характеру движений – представить форму соеди­нений.

Основным положением при соединении костей является то, что они «соединяются между собой таким образом, что при наимень­шем объеме места соединения здесь существуют наибольшее разно­образие и величина движений при возможно большей крепости в наиболее выгодном противодействии влиянию толчков и сотрясе­ний» (П.Ф. Лесгафт).

Все многообразие соединения костей можно представить в виде трех основных типов. Различают непрерывные соединения – синартрозы, прерывные – диартрозы и полупрерывные – гемиартрозы (полусуставы).

Непрерывными соединениями костей называются та­кие, при которых между костями нет перерыва, они связаны спло­шной прослойкой ткани.

Прерывные соединения – это такие, когда между соеди­няющимися костями имеется перерыв – полость.

Полупрерывные соединения характеризуются тем, что в ткани, которая расположена между соединяющимися костями, имеется небольшая полость – щель (2-3 мм), заполненная жид­костью. Однако эта полость не разделяет полностью костей, и основные элементы прерывного соединения отсутствуют. Примером такого вида соединений может служить соединение между лобковыми костями.

Непрерывные соединения костей филогенетически более древ­ние. У низших животных исключительно непрерывные соединения. У человека большую часть составляют прерывные соединения ко­стей. Это более поздний, наиболее совершенный и наиболее под­вижный вид соединений, хотя и менее прочный. Происходят прерывные соединения из непрерывных путем их постепенного преобра­зования.

Возникновение различного характера соединений костей можно наблюдать и в онтогенезе человека. Аналогично стадиям развития костей происходит и развитие их соединений. На ранних стадиях образования скелета зачатки костей связаны друг с другом лишь зародышевой соединительной тканью. В зависимости от функци­ональной направленности там, где между соединяющимися костя­ми нет необходимости в движениях большого размаха, остается со­единительная ткань, которая может превращаться в хрящ для обеспечения подвижности и амортизации толчков или в кость. Так формируются непрерывные соединения. Там, где необходима боль­шая подвижность между костями, соединительная ткань рас­сасывается, возникает прерывное соединение, с полостью между костями. Полость появляется к концу 2-го месяца эмбриональной жизни.