Тема 1. Введение в Анатомию

Ровдо Т.В.

Минск

Тема 1. Введение в Анатомию

Анатомия — наука, которая изучает строение организма, его органов и систем в связи с их функциями. Включает следующие дисциплины: нормальную анатомию (изучает строение органов и тканей здорового человека), топографическую анатомию (изучает расположение органов и их взаимосвязи), патологическую анатомию (изучает строение органов и тканей больного организма). Анатомия является основой для таких наук как антропология, физиология, гистология, эмбриология, сравнительная анатомия, палеонтология, эволюционное учение. Физиология, гистология и эмбриология возникли из анатомии. Анатомию человека нельзя понять и правильно изучить без анатомии позвоночных животных (т.к. существует ряд сходных черт). К сравнительной анатомии близка палеонтология — наука о вымерших организмах, остатки которых находятся в земле.

Истоки анатомии уходят в доисторические времена. Наскальные рисунки эпохи палеолита свидетельствуют о том, что первобытные охотники уже знали о положении жизненно важных органов (сердца, печени и др.). Среди первых известных ученых-анатомов следует называть Алкмеона из Кротоны, который жил в первой половине V в. до н. э. Он первым начал вскрывать трупы животных для изучения строения их тела. Его утверждение: что органы чувств непосредственно связаны с мозгом и восприятие ощущений зависит от мозга. Гиппократ — один из величайших древнегреческих врачей и анатомов, которого называют отцом медицины, сформулировал учение о четырех основных типах телосложения и темперамента, собрал в своих книгах имевшиеся в то время сведения о строении тела человека, описал некоторые кости крыши черепа, позвонки, ребра, внутренние органы, глаз, суставы, мышцы, крупные сосуды. Аристотель изложил в своих книгах множество фактов о строении животных организмов, различал у животных, которых вскрывал, сухожилия и нервы, кости и хрящи. По его мнению, самым главным органом является сердце. Аристотель дал название «аорта», он интересовался развитием зародыша человека, отметил общие черты сходства человека с животными и ввел термин «антропология». Герофил описал некоторые из черепных нервов, оболочки мозга, синусы твердой оболочки, продолговатый мозг, двенадцатиперстную кишку (дал название), оболочки и стекловидное тело глазного яблока, лимфатические сосуды брыжейки тонкой кишки, предстательную железу. Римский врач Руф (I в. н. э.) описал перекрест зрительных нервов. Выдающийся врач и энциклопедист Древнего мира Клавдий Гален из Пергама (131—201 гг.) обобщил имеющиеся к тому времени анатомические знания, описал ряд черепных нервов, соединительную ткань и нервы в мышцах глаз, некоторые кровеносные сосуды, надкостницу, многие связки. Он первым заинтересовался функцией органов. Однако Гален изучал анатомию путем вскрытия свиней, собак, овец, обезьян, львов и был уверен в тождественности строения тела животных и человека. Он рассматривал строение тела человека, как осуществление заранее предопределенных целей свыше, что является телеологическим представлением. Труды Галена в течение 14 веков были основными источниками анатомических и медицинских знаний и неизменно пользовались покровительством церкви. Господство церкви в эпоху раннего феодализма (V—X вв.) тормозило прогресс науки в странах Европы. В то же время быстро развивалась культура народов Востока. Мусульманская религия также запрещала вскрывать трупы, поэтому анатомия изучалась по книгам Гиппократа, Аристотеля, Галена, которые переводились на арабский язык. Великий философ, ученый и врач Востока Авиценна, написал энциклопедический труд «Канон врачебной науки», в котором содержались многочисленные сведения по анатомии и физиологии, созвучные представлениям Галена. В начале второго тысячелетия в Европе возникли первые медицинские школы. Одной из них была Салернская — в Италии близ Неаполя. В эпоху Возрождения анатомия, как и другие науки, шагнула далеко вперед. Великий художник, математик, инженер Леонардо да Винчи вскрыл 30 трупов. Благодаря этому он сделал около 800 весьма точных и оригинальных рисунков костей, мышц, сердца и других органов и научно описал их. Он изучил пропорции тела человека, классифицировал мышцы и сделал попытку объяснить их функцию с точки зрения законов механики, описал ряд особенностей детского и старческого организма. Леонардо да Винчи первым изучил функциональную анатомию двигательного аппарата. Его интересовали также вопросы сравнительной анатомии. Андрей Везалий является основоположником описательной анатомии. Основываясь на изучении трупов, он в 1543 г. издал труд «О строении человеческого тела», в котором научно описал строение органов и систем человека, указал на анатомические ошибки многих анатомов и открыто выступил против ошибочных взглядов Галена, это не спасло ученого от преследований церкви. Малый круг кровообращения, движение крови из правого желудочка в левое предсердие - описал М. Сервет (1511 —1553). Он предположил существование соединений между мельчайшими разветвлениями легочной артерии и легочных вен. За свои открытия в анатомии и материалистические убеждения М. Сервет был сожжен на костре вместе со своей книгой. Г. Фаллопий в «Анатомических наблюдениях» впервые детально описал строение многих костей, женских половых органов, мышц, органа слуха, зрения. Б. Евстахий в «Руководстве по анатомии» описал надпочечники, строение зубов, почек, органа слуха, вен, занимался сравнительной анатомией. И. Фабриций из Аквапенденте изучал строение пищевода, гортани, глаза, описал венозные клапаны и высказал мысль о том, что они способствуют притоку крови к сердцу и препятствуют ее обратному движению. Фабриций — один из основоположников эмбриологии и сравнительной анатомии. В XVII—XIX вв. анатомия обогащалась все новыми и новыми фактами. В анатомии возникло и успешно развивалось функциональное направление. В 1628 г. английский ученый Уильям Гарвей (1578—1657) в книге «Анатомические исследования о движении сердца и крови у животных» доказал, что кровь движется по замкнутому кругу. В 1751г. Гарвей в «Исследованиях о происхождении животных» опроверг учение Аристотеля о самозарождении и впервые высказал положение «всякое живое из яйца». Благодаря усовершенствованию микроскопа Антоном ван Левенгуком (1632—1723) появилась возможность изучить тонкое строение органов и тканей. Левенгук по праву считается основоположником научной микроскопии. М. Мальпиги (1628—1694) опубликовал «Анатомические наблюдения над легкими» (1661), в которых впервые описал легочные альвеолы и капилляры, являющиеся связующим звеном между артериями и венами легких. Кроме того, он первым изучил и описал микроскопическое строение эритроцитов, почек, селезенки, кожи и других органов. В XVII в. были опубликованы многие книги и анатомические атласы. Значительную роль в развитии анатомии человека и микроскопической анатомии сыграл труд М. Ф. К. Биша (1771 —1802) «Общая анатомия», в которой впервые было изложено учение о тканях, органах и системах. Тем самым Биша положил начало гистологии. К. М. Бэр (1792—1876) заложил основы эмбриологии. Он открыл яйцеклетку человека и описал развитие ряда органов. Одним из виднейших анатомов и физиологов является А. фон Галлер (1708—1771). Его основной труд носит название «Живая анатомия». Галлер был первым подлинным экспериментатором. XIX в. был золотым веком для анатомии. Выдающийся немецкий ученый Т. Шванн (1810—1882) создал клеточную теорию. В 1839 г. была опубликована его книга «Микроскопические исследования о соответствии в строении и росте животных и растений». Р. Вирхов (1821 —1902) он не только свел воедино все многочисленные разрозненные факты, но и убедительно показал, что клетки являются постоянной структурой и возникают только путем размножения: «всякая клетка от клетки». Вирхов рассматривал клетку как структуру. Эволюционная теория Ч. Дарвина (1809—1882), которой были посвящены книги «Происхождение видов путем естественного отбора» (1859) и «Происхождение человека и половой отбор» (1871), открыла перед анатомией новые горизонты и в первую очередь возможность не только объяснения строения тела человека, но и пути его направленного совершенствования. Благодаря трудам Ч. Дарвина в XIX в. возникла новая наука — антропология, развитие которой связано с именами многих крупных анатомов. И. Блюменбах описал 5 современных человеческих рас и высказал мысль об их едином происхождении. А. Кис изучил и описал черепа ископаемых предков человека. Одним из выдающихся достижений науки XIX в. была трудовая теория происхождения человека, сформулированная Ф. Энгельсом в книге «Роль труда в процессе превращения обезьяны в человека». Конец XIX в. ознаменовался еще одним великим открытием, которое сыграло огромную роль для развития анатомии. Это было открытие Х-лучей В. К. Рентгеном в 1895 г., которое привело к созданию принципиально новой главы анатомии — анатомии живого человека, рентгеноанатомии.

Подходы в анатомии. История становления анатомии.Подходы, применяемые в исследованиях по анатомии: 1 — систематический (описательный метод) 2 — функциональный (учитывает функции органов) 3 — индивидуальный (учитываются индивидуальные особенности организма) 4 — анатомический (каждый орган по отдельности и организм в целом) 5 — причинный.

Методы анатомии: макроскопические (изучение органов или систем, видимые глазом) и микроскопические (изучение внутреннего строения органов при помощи микроскопов).

Методы анатомии: наблюдение и осмотр организма; вскрытие; заморозка и распил; наливки; рентгеновский; эндоскопический; экспериментальный.

Линии и плоскости. Для определения положения органов используют три взаимно перпендикулярные плоскости: сагиттальную (от лат. sagitta — стрела), вертикально рассекающую тело спереди назад; фронтальную (от лат. frons — лоб) плоскость, перпендикулярную к первой, вертикальную (ориентированную справа налево) соответственно плоскости лба; и горизонтальную (плоскость, перпендикулярную первым двум). В теле человека условно можно провести множество таких плоскостей. Сагиттальную плоскость, которая делит тело пополам на правую и левую половины, называют срединной. Для обозначения расположения органов по отношению к горизонтальной плоскости применяют термины верхний (краниальный — от лат. cranium — череп), нижний (каудальный — от лат. cauda — хвост); по отношению к фронтальной плоскости — передний (вентральный — от лат. venter — живот), задний (дорсальный — от лат. dorsum — спина). Выделяют также понятия боковой (латеральный), расположенный на удалении от срединной сагиттальной плоскости, и средний (медиальный), лежащий ближе к срединной плоскости. Для обозначения частей конечностей применяются термины — проксимальный (расположенный ближе к началу конечности) и дистальный, находящийся дальше от туловища.

Вертикальные линии. Это — передняя и задняя срединные, правая и левая грудинные, проведенные вдоль соответствующих краев грудины; среднеключичные, проведенные через середины ключиц; подмышечные: передние, задние, средние, проведенные через соответствующие края и середину подмышечной ямки; лопаточные — проведенные через нижние углы лопаток.

Тема 2. Общая остеология

Скелет, skeleton, (от греч. skeletos - высушенный, высохший) состоит из более 200 костей, выполняющих механические (опорная, защитная и локомоторная) и биологические функции (участие в минеральном обмене веществ и кроветворении). Скелет условно подразделяют на осевой (позвоночный столб и череп) и добавочный (кости верхних и нижних конечностей).

Кости представлены костной тканью, которая относится к соединительной и состоит из клеток и плотного межклеточного вещества, богатого коллагеном и минеральными компонентами, определяющими физико-химические свойства костной ткани (твердость и упругость). Костная ткань содержит около 33% органических веществ (коллаген, гликопротеиды и др.) и 67% неорганических веществ (соли, цитраты, кристаллы гидрооксиапатита, более 30 микроэлементов).

Выделяют два типа клеток костной ткани: остеобласты - молодые костные клетки, которые постепенно дифференцируются в остеоциты, нарабатывая вокруг себя костный матрикс, пропитанный солями кальция и остеоциты - зрелые многоотростчатые клетки, расположенные в костных лакунах, замурованные в костном матриксе. Отростки их контактируют между собой. Остеоциты не делятся. Кроме того, в костной ткани располагаются и остеокласты - крупные многоядерные клетки, разрушающие кость и хрящ.

Кость как орган. Кость «os, ossis» как орган снаружи, кроме сочленовых поверхностей, покрыта надкостницей (periosteum), представляющей собой тонкую и прочную соединительнотканную пластинку, богатую кровеносными и лимфатическими сосудами, нервами. Она прочно сращена с костью при помощи прободающих волокон, проникающих вглубь кости. Наружный слой надкостницы - волокнистый, внутренний - остеогенный (костеобразующий), прилежащий к кости, за счет которого происходит развитие, рост в толщину и регенерация костей после повреждения.

Различают два типа костной ткани - ретикулофиброзную (грубоволокнистую) и пластинчатую. Первая характерна для покровных костей черепа. В ней одновременно с образованием остеоцитов образуется межклеточное вещество и коллагеновые волокна, а между ними основное вещество уплотняется и формирует костные балки (перекладины). Вторая, пластинчатая ткань образуется из первой при врастании к кость сосудов и представлена костными пластинками толщиной от 4 до 15мкм, которые состоят из остеоцитов и межклеточного тонковолокнистого костного вещества.

В зависимости от расположения костных пластинок различают компактное (плотное), substantia compacta и губчатое (substantia spongiosa) костное вещество (трабекулярная кость). В компактном веществе костные пластинки расположены в определенном порядке. Образуя сложные образования - остеоны - структурные единицы кости . Остеон состоит из 5 - 20 цилиндрических пластинок, вставленных одна в другую. В ценре остеона - центральный канал (Гаверсов). Между остеонами располагаются вставочные, промежуточные (интерстициальные) пластинки, кнаружи от них находятся наружные окружающие (генеральные) пластинки, кнутри - внутренние окружающие (генеральные) пластинки.

Губчатое костное вещество состоит из весьма тонких костных пластинок и перекладин, перекрещивающихся между собой и образующих ячейки, заполненные костным мозгом. Перекладины губчатого вещества расположены в определенном порядке. Их направление соответствует действию на кость сил сжатия и растяжения. Трубчатое и арочное строение кости обуславливает наибольшую прочность при меньшей массе и минимальной затрате костного материала (П. A. Лесгафт), что объясняет взаимообусловленность и взаимосвязь формы и выполняемой костью функции. Этот факт положен в основу международной классификации костей (табл.1)

Таблица 1

Международная классификация костей

Наиболее приемлемой считается классификация костей М. Г. Привеса с учетом: формы (строения), функции и развития (табл. 2).

В трубчатой кости различают среднюю часть кости в виде трубки с костномозговой полостью (компактное вещество), называемое телом (диафизом) кости, которое в проксимальном и дистальном направлениях переходит в губчатое вещество называемое проксимальным и дистальными эпифизами.

Концевые отделы кости, имеющие суставные поверхности называются эпифизами (проксимальным и дистальным). Истинный эпифиз построен из губчатого вещества и имеет энхондральный очаг (ядро) окостенения - ложный эпифиз его не имеет. Между диафизом и эпифизом до половозрелого возраста располагается зона роста кости в длину - метафизарный (метаэпифизарный) хрящ. Расположенные на эпифизах выступы, в виде отростков, бугров, называются апофизами, и, в отличие от эпифизов, суставной поверхности не имеют.

Таблица 2

Классификация костей по М. Г. Привесу

Губчатые кости состоят из губчатого вещества, покрытого тонким слоем компактного. К ним относятся также кости развивающиеся в толще сухожилий, - сесамовидные (например, гороховидная, надколенник).

Плоские костисостоят из двух пластинок компактного вещества, между которыми находится слой губчатого вещества. Плоские кости черепа развиваются на основе соединительной ткани (покровные кости) и губчатое вещество между внутренней и наружной компактными пластинками называется двойным, diploe. Плоские кости поясов развиваются на основе хрящевой ткани.

Смешанные кости -это кости, части которых сливаются при развитии из частей, имеющих разные функцию, строение и развитие.

Во внутриутробном периоде у новорожденных во всех полостях костей располагается красный костный мозг, выполняющий кроветворную и защитную функции. У взрослого человека красный костный мозг содержится только в ячейках губчатого вещества губчатых, плоских костей и в метафизах, эпифизах и апофизах трубчатых костей.

Краткий очерк развития скелета. У низших хордовых животных (ланцетник) впервые появля­ется спинная струна - хорда - зачаток внутреннего скелета, ко­торая сохраняется в течение всей жизни организма. Вокруг хорды из мезодермы формируется перепончатый скелет. Впоследствии в процессе эволюции соединительно-тканный перепончатый скелет замещается хрящевым (хрящевые рыбы, у которых хрящевые по­звонки окружают хорду), а начиная с костистых рыб и далее, включая млекопитающих, костным скелетом. Соответственно это­му в онтогенезе большинство костей человека последовательно сменяют друг друга три стадии: перепончатая, хрящевая и кост­ная - вторичные кости. Минуют хрящевую стадию покровные кости - первичные кости (кости свода черепа, лица, часть ключицы). У человека также закладывается хорда, однако она редуцируется еще во внутриутробном периоде. Сохраняются лишь фрагменты хорды - студенистое ядро меж­позвонковых дисков.

Костная ткань появляется на 6-8-й неделе внутриутробной жизни человека. При развитии покровных костей в том участке соединительной ткани, где возникнет будущая кость, появляется одна или несколько точек окостенения (эндесмальное окостенение), образованных балками молодых костных клеток - остеобластов, которые интенсивно размножаются, в результате чего костные балки разрастаются в разные стороны. В петлях костной сети рас­положены кровеносные сосуды.

В своем развитии кости конечностей проходят стадии: перепончатую или соединительно-тканную, хрящевую, костную. Во внутреннем слое, покрывающей хрящ надхрящницы, примерно на середине диафиза, появляются остеобласты, образующие ци­линдрическую костную манжетку (перихондральное окостене­ние). Постепенно надхрящница превращается в надкостницу, обра­зующую новые остеобласты. Таким образом строится костная пластинка на поверхности хряща. Костные клетки располагаются преимущественно вокруг кровеносных сосудов. Рост кости в тол­щину за счет надкостницы называется периостальным способом образования костной ткани (периосталъное окостенение). Вместе с тем происходит и эндохондралъное окостенение. При этом кост­ная ткань образуется внутри хряща. Из надкостницы в хрящ вра­стают кровеносные сосуды и соединительная ткань, хрящ начи­нает разрушаться. Часть клеток соединительной ткани превраща­ется в остеобласты, которые разрастаются в виде тяжей, форми­рующих в глубине хряща губчатое костное вещество. Диафизы окостеневают еще во внутриутробном периоде (первичные точки окостенения). В течение его последнего месяца и после рождения в хрящевых эпифизах появляются 1-3 вторичных точки окосте­нения, которые увеличиваются в размерах, хрящ изнутри разру­шается, а на его месте, как это было описано выше, эндохондрально образуется костная ткань. Позже происходит и периостальное окостенение эпифизов, а хрящ сохраняется в виде тонкой пластин­ки лишь в области будущей суставной поверхности кости - сус­тавной хрящ, и хрящевой прослойки между эпифизом и диафизом диафиза - метафизарный хрящ, за счет которого трубчатая кость рас­тет в длину до 16-24 лет, когда метафизарный хрящ полностью заменяется костной тканью: эпифиз срастается с диафизом. Губ­чатые кости окостеневают аналогично эпифизам. В них наряду с основными (первичными, вторичными) возникают добавочные точки окостенения, которые постепенно сливаются с основными. В толще диафиза трубчатых костей эндохондрально образовав­шаяся костная ткань рассасывается, в результате чего возникает костно-мозговая полость. В нее прорастают клетки эмбриональной соединительной ткани, из них развивается красный костный мозг.

В течение индивидуальной жизни человека костная система претерпевает значительные возрастные изменения. Так, у ново­рожденного имеется большое количество хрящевой ткани. В течение первого года жизни кости растут медленно, от 1 до 7 лет рост ускоряется. После 11 лет вновь начинается активный рост, форми­руются отростки, костномозговые полости приобретают оконча­тельную форму. По мере старения наблюдается разрежение кости и уменьшение числа костных пластинок, обызвествление хрящей, деформация суставных головок.