Скелет людини та його формування.

Рухи людини в значній мірі залежать від будови тіла і його властивостей.

Людина відрізняється від усіх хребцевих розумом і здатністю до прямостояння, прямоходіння та праці. Цим обумовлена будова його скелету .

Скелет складається з двохсот шести кісток. Вони поєднані між собою суглобами, які забезпечують усі рухи і пози людини. До них відносяться: 33 хребці, 24 ребра, грудина, 2 ключиці, 2 лопатки, 60 кісток нижніх кінцівок, кістки черепа та інші. Кістки скелету мають 18% ваги тіла у чоловіків і 16% у жінок.

Міцність кісток на зжимання в направленні звичайного при житті навантаження, дуже важлива: стегнова кістка понад 4500 кг у чоловіків і 3900 кг у жінок, великоберцова кістка — відповідно понад 3500 кг і 2800 кг, плечова — понад 2500 кг й 2100 кг, променева — 900 кг і понад 800 кг. У більшості кісток міцність за напрямком до епіфізу зменшується на 10-40%. При згинанні міцність значно менша: стегнова кістка витримує згинання під навантаженням до 250 кг, великостегнова — 260 кг, плечова — більш 130 кг, променева — 50 кг.

Більша кількість кісток має трубчату чи приблизно трубчату форму і розвивається за загальним законом — спочатку хрящові прокладки поступово змінюються кістковоутворюючою тканиною.

Механіка рухів всіх скелетних пристроїв нашого тіла добре відпрацьована. Трубчаті кістки наших кінцівок працюють як складні системи важелів, які приводяться у рух м’язами.

Скелет складається з двох головних частин. Хребет, ребра, грудина і кістки черепа утворюють осьовий скелет. Кістки верхніх і нижніх кінцівок разом з ключицями, лопатками і тазом формують додатковий скелет. Скелет виконує три основних функції: опори, руху і захисту. Опорна функція скелету зв’язана із прикріпленням до його кісток м’яких тканин.Функція руху зв’язана з тим, що кістки скелету виконують функцію важелів, які приводяться з допомогою м’язів. Захисна функція полягає у захисті важливих органів від механічних пошкоджень. Вона забезпечується утворенням частинами скелету порожнин, в яких розміщені органи: головний і спинний мозок, легені, серце, печінка тощо.

1 — ключиця; 2 — лопатка; 3 — ребра; 4 — клубова кістка; 5 — зап’ясток; 6 — п’ясток; 7 — фаланги пальців кисті; 8 — човноподібна кістка; 9 — клиноподібні кістки; 10 — п’яткова кістка; 11 — фаланги пальців стопи; 12 — плесно; 13 — заплесно; 14 — надп’яткова кістка; 15 — медіальна кісточка; 16 — латеральна кісточка; 17 — малогомілкова кістка; 18 — великогомілкова кістка; 19 — виростки великої гомілки; 20 — колінна чашечка; 21 — стегнова кістка; 22 — променева кістка; 23 — ліктьова кістка; 24 — крижова кістка; 25 — хребет; 26 — надвиростки плечової кістки; 27 — плечова кістка; 28 — грудина.

Якщо у фізичного тіла немає ніяких кордонів (зв’язку), воно може рухатись у просторі в усіх трьох вимірах, тобто відносно трьох взаємно перпендикулярних осей (поступово), а також навколо них (обертово). Отож, у такого тіла 6 ступенів свободи або 6 різних рухів.

Скелет є опорою тіла людини і відображає своєю будовою статуру і поставу тіла. Скелет виконує захисну функцію і захищає від зовнішніх впливів середовища, сил гравітації та земного тяжіння.

В підтриманні і збереженні вертикальної пози людини ведучу роль відіграє хребет і пов’язані з ним структури. Це пов’язано з антигравітаційною роботою кожного з елементів хребта.

Хребет є основною твердою опорою тулуба і виконує різноманіт­ні функції, які надзвичайно складні і багатогранні. Його унікаль­ність не має аналогів в організмі людини. З одного боку, він пови­нен мати високу міцність, твердість і пружну стійкість, що заважає переміщенням голови і грудної клітини за фізіологічні межі, а з дру­гого боку, повинен мати виражені демпфіруючі властивості, невелику вагу і значну рухливість, що забезпечує кінематику тіла під час ходьби, бігу, стрибків і впливу зовнішніх сил.

Тому сувора відповідність функцій і форми хребта проявляється в його природних вигинах. Його хвилеподібна форма в сукупності із пружно-демпфіруючими властивостями тіл хребців, міжхребцевих дисків і широким діапазоном рухливості цих структурних одиниць відносно один одного відповідає вимогам опорно-амортизуючого пристрою.

Фізіологічна кривизна хребта дозволяє краще зберігати рівно­вагу тіла, амортизувати поштовхи і збільшувати ємкість грудної і тазової порожнин. Розрізняють шийний і поперековий лордози, грудний і крижовий кіфози. Можливі також невеликі вигини хребта в праву і ліву сторони — сколіози. В залежності від положення тіла і його ок­ремих ланцюгів величина вигинів може змінюватися.

Прийнято вважати , що сколіози в основному виникають в пер­ші роки шкільного життя дитини у зв'язку з асиметричним положенням тіла, асиметричним напруженням м'язів і їх перевтомі при тривалому нерухомому сидінні. Але ці вигини можуть з'явитися і в дошкільному віці. Фізичні вправи, заняття спортом справляють благотворний вплив на розвиток хребта, попереджаючи формування сутулості, патологічних бокових скривлень. Вони можуть бути могутнім засобом для виправлен­ня цих дефектів.

Усі фізіологічні вигини хребта повністю формуються до того ча­су, коли дитина починає ходити, проте вони залишаються незафіксованими до 7-12 років і зберігаються лише за рахунок активної роботи м'язів. А тому дуже важливо сформувати м'язовий корсет ще в дош­кільному віці.

Після 11-12 років вигини хребта фіксуються за рахунок певно­го співвідношення його кісткових і хрящових елементів. Завершальне формування і закріплення усіх вигинів хребта закінчується до 18-20 років.

Вигини перешкоджають скривленню хребта в будь-якій площині, визначають правильне положення таких життєво важливих органів, як трахея, бронхи, легені, серце, аорта, спинний мозок тощо.

Нормальний розвиток хребта має велике значення, тому що через міжхребцеві отвори проходять багаточисельні нерви, які регулюють роботу органів і систем організму.

У результаті патологічних скривлень хребта або дистрофічних, дегенеративних змін тіла хребців і міжхребцевих дисків защемляються нервові закінчення, забезпечуючі реалізацію різних фізіологіч­них функцій, що обумовлює розвиток різних захворювань.

За даними Н.В. Попової-Латкіної (1961), яка аналізувала будо­ву хребців у дорослого порівнюючи її з такими у ембріонів і плодів, поперечні відростки грудного відділу хребта у дорослого сильно від­хилені назад і стоять під кутом 45^o до фронтальної площини. У зв'яз­ку з цим хребетні відділи ребер виступають назад майже до рівня остистих відростків хребта. В ембріогенезі на хрящовій стадії тіла грудних хребців, завдяки наростанню передньо-заднього розміру і відхиленню поперечного відростка в бік спини, сильно всувають­ся в грудну порожнину, в результаті чого створюються глибокі леге­неві борозни.

Відхилення поперечних відростків і хребетних відділів ребер назад спостерігається вже у ембріонів, скелет яких побудований із прохондральної тканини. Остисті відростки повністю відсутні, тому що обидві половинки дуг ще не зімкнулись одна з одною.

Поперечний розмір хребців у дорослих збільшується на протязі від ІІ шийного до І грудного, існує невелике звуження поперечного розміру тіл хребців до IV-V грудних. Нижче поперечний розмір тіл і їх загальна маса поступово збільшуються знову, впритул до крижів. У зв'язку із збільшенням навантаження наростає і маса тіл хребців.

З віком еластичні властивості міжхребцевих хрящів зменшуються. Вигини хребта, повернуті вперед і назад (грудний і крижовий), в деякій мірі передаються спадково і намічаються ще у плода і називаються початковими, але остаточно формуються після народження під час росту організму в результаті впливу різних, головним чином зовнішніх факторів онтогенезу, які виконують особливо велику роль в розвитку бокових вигинів. Шийний лордоз з'являється тоді, коли дитина починає тримати голову прямо, а поперековий – коли починає стояти. Вигини хребта виразно помічаються в 5-6 років, а закінчується їх формування в 18-20 років.

В ході досліджень Родіонов О.О., Полтирева М.Б. (1984) виділили три періоди вікових перетворень сагітальних вигинів хребта:

– від 1 до 7 років, коли майже повністю завершується формування сагітальних вигинів;

– з 7 до 35 років, коли показники сагітальних ви­гинів хребта суттєво не відрізняються один від одного;

– з 35 до 89 років, коли відбуваються інволютивні зміни сагітальних вигинів хребта, збільшення шийного лордозу, грудного кіфозу і зменшення поперекового лордозу.

В літературі є дані, що хребці починають костеніти в кінці 8-го тижня ембріогенезу. В кожному хребці з'являються три точки окостеніння: одна в тілі і дві в дузі. Точки окостеніння в дузі зливаються на 1-му році життя, а дуга з тілом хребта – на 3-му році і пізніше.

Шийні хребці І та ІІ відрізняються за розвитком від інших хребців. Атлант має по одній точці окостеніння в майбутніх латеральних масах і тому кісткова тканина розростається в задню дугу. В передній дузі точка окостеніння з'являється лише на 3-му році життя. Частина тіла І хребця ще на стадії хрящового періоду відділяється від нього і з'єднується з тілом ІІ хребця, перетворюючись в зубовидний відросток (зуб). Останній має самостійну точку окостеніння і зливається з кістковим тілом ІІ хребця на 3-5-му році життя дитини.

Встановлено, що крижові хребці розвиваються так само як і інші, з трьох головних точок окостеніння. На 17-25-му роках крижові хребці зростаються в єдину кістку. Копчикові хребці, будучи рудиментарними, одержують по одній точці окостеніння в різний час (за період від 1 до 20 років).

У зародка людини закладається 38 хребців, а саме: 7 шийних, 13 грудних, 5 поперекових, 12-13 крижових і копчикових. Під час росту ембріона відбуваються наступні зміни: ХІІІ пара ребер редукується і зростається з поперечними відростками відповідного хребця; останній грудний хребець перетворюється в І поперековий, а останній поперековий хребець стає І крижовим. В подальшому відбувається редукція більшості копчикових хребців. Остаточну форму і розміри тіл хребці у людини набувають після народження у зв'язку з встановленням вертикального положення тіла. Таким чином, до моменту народження плода хребет має 33-34 хребці.

В міру формування вигинів змінюється і форма міжхребцевих дисків. У новонародженого ці диски мають однакову висоту як спереду так і ззаду, але з утворенням вигинів ця форма змінюється і хрящі на сагітальному розрізі набувають клиноподібної форми. В зоні лордозів велика висота цього клина звернута наперед, а менша назад, в області грудного кіфозу, навпаки, велика висота знаходиться ззаду, а менша спереду. В крижовому і копчиковому відділах хребет має вигин, повернутий назад. Міжхребцеві диски крижового відділу мають тимчасове значення і заміщуються на 17-25 році кістковою тканиною, в результаті чого рухливість крижових хребців відносно один одного стає неможливою.

Ловейко І.Д. та Фонарьов М.Л. (1988) відзначали, що в дитячому віці хребет не тільки виконує всі власні функції, але й знаходиться в умовах постійного розвитку, на який, в свою чергу, функційні вимоги мають безпосередньо формоутворюючий вплив.