Форма и строение костей

Кость – os, как рычаг движения и опоры имеет сложное строение. В основе ее лежит костная ткань специфического строения. Снаружи покрыта соединительнотканной оболочкой – надкостницей, в местах подвижного соединения с другими костями – суставным хрящем. В костной полости находится костный мозг. Кости богаты кровеносными сосудами, нервами и чувствительными нервными окончаниями.

Надкостница – или периост – плотная соединительнотканная оболочка, покрывающая каждую кость. Состоит из двух слоев – наружного и внутреннего. Наружный слой – плотный соединительнотканный или фиброзный с большим количеством кровеносных сосудов. Внутренний слой – эластический, прилегающий непосредственно к кости с малым количеством сосудов. Надкостница имеет большое значение в жизнедеятельности кости. На ее внутреннем слое имеются клетки – костеобразователи – остеобласты, за счет которых в основном и растет компактное вещество в толщину. Через надкостницу в кость проходят нервы и сосуды, регулирующие и обеспечивающие обмен веществ в кости и ее жизнедеятельность. Обильная иннервация обуславливает высокую чувствительность надкостницы. При переломах костей их восстановление происходит за счет надкостницы.

Непосредственно под надкостницей находится плотное или компактное костное вещество. В длинных трубчатых костях оно наиболее сильно развито в диафизах и располагаются на периферии. В центре диафиза остается костная полость. В направлении к эпифизам компактное вещество истончается и образует лишь тонкий поверхностный пласт. В плоских костях образует наружную и внетреннюю пластинки, соединенные перекладинами.

Губчатое костное вещество в трубчатых костях концентрируется в эпифизах и прилегающих участках диафизов, в коротких костях образует всю их толщу. В плоских костях развито слабо, отдельными очагами или полностью отсутствует.

В губчатом веществе различают костные перекладины и находящиеся между ними костные полости. Все костные полости заполнены костным мозгом, основой которого является ретикулярная и жировая ткани.

Костный мозг бывает двух видов:

1) красный костный мозг является органов кроветворения, содержится в губчатом веществе длинных и коротких костей;

2) желтый костный мозг – представляет собой запас питательных веществ в виде жировой ткани. У взрослых животных содержится в полости трубчатых костей.

У молодых животных весь костный мозг – красный.

3.2. Рост и развитие костей

В зависимости от функции и положения в скелете кости имеют различную форму.

Плоские кости имеют пластинчатую форму, выполняют преимущественно защитную функцию и образуют широкие площадки для закрепления на них мощных мышц. Это кости черепа и поясов конечностей. Стенки этих костей состоят из двух пластинок компактного вещества, которые иногда сливаются или расходятся и образуют небольшие полости, заполненные перекладинами губчатого вещества. Иногда такие полости значительные и заполняются воздухом. Их называют синусами, пазухами или пещерами.

Длинные трубчатые кости по форме напоминают цилиндр. Их длина значительно превосходит толщину. Обеспечивают опорную функцию и передвижение животного. Концы таких костей называют эпифизами, основную массу кости или тело – диафизом. Внутри трубчатых костей имеется полость, заполненная костным мозгом.

Длинные губчатые изогнутые кости (ребра) формируют боковые стенки грудной полости и служат для защиты и опоры внутренних органов, а также являются рычагами движения (экскурсия грудной клетки).

Короткие кости – длина, толщина и ширина – одинаковые. Для них характерно наличие тонких стенок, состоящих из компактного вещества и большого количества губчатого вещества внутри. К ним относят тела позвонков, кости запястья и плюсны.

Различают кости парные и непарные. Парные нельзя распилить на симметричные половины.

2.2. Рост и развитие костей

Процесс костеобразования начинается с того, что в определенных участках мезенхимнорго или хрящевого скелета развиваются клетки остеобласты, которые вырабатывают костное вещество и образуют очаги окостенения.

Одни кости развиваются в мезенхиме и называются первичными или покровными, другие возникают путем замещения хряща и называются вторичными или замещающими.

Различают 4 вида окостенения:

1) эндесмальное – когда образование костной ткани происходит в соединительной ткани, что приводит к образованию первичных или покровных костей;

2) перихондральное – образование и рост ткани происходит на наружной поверхности хряща при участии надхрящницы;

3) эндохондральное – когда образование костной ткани происходит внутри хряща, а также при участии надхрящницы.

4) периостальное – образование костной ткани происходит за счет надкостницы.

2.3. Химический состав костей и их физические свойства

В свежих костях содержится до 50% воды, до 15% жира, до 12% органических веществ – оссеина и до 21% минеральных солей. Среди минеральных солей основное место занимает фосфорно-кислая известь до 80%, углекислая известь – до 9%, фтористая известь – до 3%, на последнем месте стоят фосфорно-кислая магнезия – до 1,7%, хлор – 0,2% и железо – 0,6%. Таким образом, кости мощное депо минеральных солей. Химический состав зависит от возраста, условий питания и физиологического состояния организма. Органических веществ больше в молодых костях, минеральных веществ – в старых.

Кости обладают значительной прочностью на излом, например: крепость свежих пястных костей коров симментальской породы в среднем 1590 кг/см2. Большая прочность костей объясняется крепостью молекулярной связи органических и неорганических веществ костей.

Направление коллагеновых волокон в костной пластине соответствует силовым натяжениям – одному из важнейших условий формирования механических свойств костей.

2.4. Стадии развития скелета в фило- и онтогенезе

В фило- и онтогенезе скелет проходит три последовательные стадии: соединительнотканную, хрящевую и костную.

Наиболее древним, примитивным скелетом является спинная струна или спинная хорда. С образованием сомитов (сегментов) хорда заменяется более плотным соединительнотканным скелетом, формирующимся за счет склеротомов. В дальнейшем соединительнотканный осевой скелет заменяется хрящевым. Развивающиеся вокруг хорды отдельные хрящевые элементы, постепенно усложняясь, почти полностью вытесняют хорду и образуют на ее месте более крепкий остов – тело хрящевых позвонков.

Позднее хрящевой скелет заменяется костным, состоящим из позвонков. Хорда у млекопитающих остается только в центре межпозвоночных хрящей, а ее остатки называются пульпозным ядром.

Основными факторами развития скелета у водных животных в филогенезе являются увеличение подвижности и возрастание массы тела вследствие экологических условий жизни. Этим вызывается нарастание прочности скелета; увеличение его подвижности благодаря расчленению на сегменты и различным способам их соединения.

Смена водной среды на воздушную отразилась на механизме опоры и движения. Образование ногообразных костеностей повлекло за собой редукцию хвостового отдела позвоночника, обособление крестцового отдела, появление грудной клетки, шеи и постепенно возрастающей подвижности головы.

Смена способа дыхания с жаберного на легочное повлекла за собой отграничение грудного отдела туловища с хорошо развитыми ребрами от пояснично-крестцового отдела.

На рост и развитие костей, помимо степени развития мышц, наследственности, оказывают влияние различные факторы:

- гормоны (щитовидной железы, гипофиза, половых желез);

- некоторые витамины (Д);

- условия питания;

- кровоснабжение;

- интенсивность функции.

Кости развиваются быстрее там, где наблюдается более сильное давление, например, быстрее растут конечности.