СИСТЕМА СОЕДИНЕНИЯ КОСТЕЙ. СОЕДИНЕНИЯ КОСТЕЙ ТУЛОВИЩА

Изучение соединений костей, обеспечивающих подвижность различных частей тела, имеет не только теоретическое значение; оно, прежде всего, важно в практическом отношении. Поражения суставов и других видов соединений костей являются, пожалуй, одной из наиболее распространенных причин утраты трудоспособности, с которыми приходится сталкиваться врачам. Как отмечал известный русский анатом П.Ф. Лесгафт, «зная механические условия, необходимые для известного движения, легче диагностировать всякое изменение в суставе, ибо каждое уклонение от известного типа движений, имеющих место в суставе, дает нам возможность определить, в какой именно части сустава произошли изменения».

Виды соединений костей. Все кости скелета соединяются между собой в определенной последовательности. Наиболее подвижными соединениями являются суставы (articuiatio). Характерной особенностью их строения является наличие щели между соединенными концами костей – суставной полости (cavitas articularis), что обеспечивает высокую подвижность соединенных костей. Именно поэтому суставы называют прерывными соединениями (или диартрозами).

Наряду с суставами различают более древние в эволюционном плане, простые по строению и менее подвижные соединения костей с помощью разных видов соединительных тканей, среди которых доминируют плотная соединительная ткань и хрящ. Эти соединения объединяют в группу непрерывных соединений (или синартрозов); они обычно встречаются у человека в тех местах скелета, где угол смещения костей относительно друг друга невелик.

Развитие соединений костей идет параллельно с формированием скелета и всего двигательного аппарата. На стадиях смены перепончатого скелета на хрящевой, а затем на костный, что обусловлено повышением его механической прочности, формируются различные соединения. Уже на 2-м месяце внутриутробного развития из мезенхимы, расположенной между закладками костей, формируются фиброзные, затем более прочные хрящевые соединения, часть из которых у взрослых преобразуется в костные сращения. В наиболее подвижных местах скелета в мезенхиме между эпифизами будущих костей начинается разряжение клеток с последующим образованием первичных суставных щелей. По мере развития плода и увеличения его подвижности происходит моделирование суставных концов костей в области их со­единения и формирование всех элементов сустава.

Среди непрерывных соединений в зависимости от вида соединяющей ткани различают:

- фиброзные соединения (junctura fibrosa);

- хрящевые соединения (junctura cartilaginea);

- костные соединения (junctura ossea).

Фиброзные соединения представляют собой соединения костей с помощью соединительной ткани. Они могут быть представлены межкостными мембранами (membrana interossea), связками (syndesmosis) и швами (sutura). С помощью швов происходит соединение костей черепа; этот вид непрерывного соединения костей по существу представляет собой остатки перепончатой капсулы, окружавшей головной мозг на ранних этапах эмбриогенеза. К синдесмозам относятся соединения корней зубов со стенками зубных альвеол. Однако, учитывая причудливую форму корней зубов и точно соответствующую им форму зубных альвеол, в которых прочно укреплены зубы, такой вид соединений называют вколачиванием (gomphosis).

Хрящевые соединения осуществляются с помощью хрящевой ткани; они отличаются прочностью и упругостью, благодаря чему амортизируют толчки при движениях (т.е. выполняют рессорную функцию). Различают собственно синхондрозы (synchondrosis) – хрящевые соединения костей; временные синхондрозы или эпифизарные хрящи (cartilage epiphysialis) и симфизы (symphysis) – особый вид хрящевого соединения, когда в хряще имеется щель.

Костные соединения (или синостозы) развиваются вторично у взрослых на месте синдесмозов или временных синхондрозов. Наиболее распространенным синостозом является костное срастание эпифиза и диафиза трубчатых костей на месте эпифизарного хряща при прекращении роста тела в длину.

Строение сустава. Сустав (articulatio), как уже отмечалось, благодаря полости между соединяемыми концами костей является наиболее подвижным соединением. Этому во многом способствует специальная синовиальная жидкость (synovia), вырабатываемая в суставе и служащая для смазки трущихся при движении суставных концов соединенных костей. Благодаря этой особенности суставов их обозначают как синовиальные соединения (junctura synovialis).

В каждом суставе различают суставные поверхности сочленяющихся костей, суставную капсулу, окружающую его со всех сторон, и суставную полость в виде узкой щели между суставными поверхностями костей.

Суставные поверхности (facies articulares) сочленяющихся костей покрыты тонким слоем (0,5–2 мм) гладкого гиалинового хряща, который уменьшает трение между движущимися костями. Кривизна суставных поверхностей сочленяющихся костей должна точно соответствовать (т.е. быть конгруентной) друг другу; от этого непосредственно зависит подвижность в суставе.

Суставная капсула (capsula articularis), окружает суставную полость и прирастает к сочленяющимся костям по краю их суставных поверхностей или же несколько отступя от них. Суставная капсула состоит из двух слоев: наружного – фиброзной мембраны, и внутреннего – синовиальной мембраны. Синовиальная мембрана выделяет в полость сустава синовию – прозрачную синовиальную жидкость, облегчающую скольжение сочленяющихся костей. Синовиальная мембрана может образовывать различные выросты: синовиальные складки внутри сустава, служащие для амортизации при движении, а также синовиальные сумки и футляры вокруг сухожилий мышц, лежащих вблизи сустава. Последние уменьшают трение сухожилии мышц о кости при движениях в суставе.

Суставная полость (cavitas articularis) представляет собой закрытое пространство щелевидной формы, заполненное синовиальной жидкостью. Удержание костей в сочленовном состоянии обеспечивается сокращением мышц, окружающих сустав. Этому также способствуют внутри- и внесуставные связки, прочная суставная капсула, а также отрицательное давление в полости сустава.

К вспомогательному аппарату сустава относятся связки (ligamenta). Различают внесуставные связки, являющиеся утолщенной частью суставной капсулы; иногда они отделены от капсулы; и внутрисуставные связки, расположенные в полости сустава и покрытые синовиальной оболочкой. Связки, ограничивая и направляя движения в суставах, удерживают соединяемые кости. Обычно связки располагаются перпендикулярно к оси вращения и по бокам от нее. Их толщина и количество зависят от объема движений в суставе.

Внутрисуставные хрящи – диски, мениски, хрящевые губы увеличивают конгруентность (или соответствие) суставных поверхностей. Они также играют роль в амортизации движений.

Анатомическая классификация суставов. Подвижность в суставе зависит от формы суставных поверхностей сочленяющихся костей и количества осей, вокруг которых возможны движения.

Движения в суставах возможны вокруг трех осей: фронтальной (или поперечной), сагиттальной и вертикальной.

- Вокруг фронтальной оси происходит сгибание или наклон вперед (ilexio) и обратное ему движение разгибание (extensio).

- Вокруг сагиттальной оси происходит движение в сторону от туловища – отведение (abductio) и приведение (adductio) – движение к туловищу.

- Вокруг вертикальной оси осуществляется вращение (rotatio); при этом поворот внутрь называется пронацией (pronatio), а обратное ему движение – поворот наружу – супинацией (supinatio).

- Различают еще циркумдукцию (circumductio); при этом движении конечность описывает конус, переходя с одной оси на другую.

Степень подвижности в суставе определяется числом осей, вокруг которых возможны движения. По числу осей вращения различают многоосные (трехосные) суставы, двухосные и одноосные суставы.

Сопоставление формы суставных поверхностей с формой геометрических тел позволяет различать: шаровидный, эллипсовидный, цилиндрический, плоский, а также блоковидный, мыщелковый и седловидный суставы. Одним из наиболее подвижных является шаровидный по форме плечевой сустав. В нем движения возможны вокруг трех осей: фронтальной, сагиттальной и вертикальной. Поэтому он рассматривается как трехосный сустав. К двухосным суставам относятся: эллипсовидный, седловидный и мыщелковый суставы. В блоковидном и цилиндрическом суставах движения возможны только вокруг одной оси – это одноосные суставы.

Если в суставе соединены две кости, то его называют простым суставом. В сложных суставах сочленяются более двух костей (например, в локтевом). В тех случаях, когда движения в двух и большем количестве суставов связаны таким образом, что движение в одном из них невозможно без одновременного движения в другом, то говорят о комбинированном суставе. Примером комбинированного сустава является правый и левый височно-нижнечелюстной суставы.

Соединения позвонков между собой. Позвонки между собой соединяются телами, дугами и отростками; между ними наблюдаются все виды соединений. Тела соседних позвонков соединяются межпозвонковым отростком. Это хрящевое соединение (синхондроз). Диск состоит из волокнистого фиброрзного кольца, расположенного по периферии, и студенистого ядра в центре. Межпозвоночный диск между V поясничным позвонком и крестцом в переднем отделе значительно толще, чем в заднем. В дисках между поясничными позвонками могут быть полости, и в таких случаях хрящевое соединение превращается в симфиз. Симфиз образуется и между V крестцовым и I копчиковым позвонками. Вследствие эластичности дисков позвоночный столб амортизирует толчки, возникающие при движениях и ходьбе.

Снаружи по передней и задней поверхностям тел позвонков вдоль позвоночника проходят передняя и задняя продольные связки (синдесмозы).

Передняя продольная связка (lig. longitudinale ant.) начинается от основной части затылочной кости, переднего бугорка I шейного позвонка, проходит по передней поверхности тел позвонков до I крестцового позвонка, где переходит в вентральную крестцово-копчиковую связку, заканчивается в надкостнице копчиковых позвонков. Связка прочно срастается с телами позвонков и межпозвоночными дисками. Она препятствует чрезмерному разгибанию позвоночного столба.

Задняя продольная связка (lig. longitudinale post.) проходит в позвоночном канале от тела II шейного позвонка до конца крестцового канала и продолжается как глубокая дорсальная крестцово-копчиковая связка. С телами позвонков связана рыхло, но прочно срастается с межпозвоночными дисками. Связка препятствует чрезмерному сгибанию позвоночного столба.

Между верхними и нижними суставными отростками позвонков образуются межпозвоночные дугоотросчатые суставы (articulationes zygapophysiales). Они плоские по форме и малоподвижны; однако в совокупности они дают большой объем движений позвоночного столба. Капсулы суставов укреплены пучками фиброзной ткани. Движения в левом и правом межпозвоночных суставах всегда происходят совместно, в силу этого они составляют комбинированный сустав.

Дуги позвонков соединяются между собой прочными желтыми связками (ligg. flava) с большим количеством эластических волокон. Сближая дуги позвонков, желтые связки способствуют выпрямлению позвоночного столба и удержанию вертикального положения тела.

Между отростками позвонков проходят многочисленные связки, обычно имеющие одноименные с ними названия. Поперечные отростки соединяются вертикально расположенными межпоперечными связками (ligg. interansversaria). Между крестцовыми и копчиковыми позвонками этой связке соответствует боковая крестцово-копчиковая связка. Связки ограничивают боковые движения позвоночного столба в противоположную сторону. Остистые отростки соединяются вертикальными межостистыми связками (ligg. interspinalia), которые более выражены в поясничном отделе позвоночного столба. От наружного затылочного выступа и наружного затылочного гребня по вершине остистых отростков всех позвонков в виде тяжа проходит надостистая связка, которая в крестцово-копчиковом отделе позвоночного столба продолжается в виде поверхностной дорсальной крестцово-копчиковой связки. Более всего связка выражена в шейном отделе позвоночного столба и здесь называется выйной связкой. Связки между остистыми отростками препятствуют чрезмерному сгибанию позвоночного столба и головы.

Позвоночный столб как остов туловища. Позвоночный столб (cohimna vertebralis) состоит из прочно соединенных между собой 7 шейных, 12 грудных, 5 поясничных позвонков, крестца и копчика. Длина позвоночного столба составляет около 40% от длины всего тела. Это прочный и гибкий остов тела. Позвоночный столб выполняет функции опоры, защиты и движения; является точкой опоры для головы, грудной клетки и верхней конечности, принимает участие в образовании стенок грудной, брюшной и тазовой полостей.

Позвоночные отверстия всех позвонков в совокупности образуют позвоночный канал (canalis vertebralis), в котором помещается спинной мозг. У места соединения дуги позвонка с телом имеются верхняя и нижняя позвоночные вырезки, которые в позвоночном столбе ограничивают межпозвоночные отверстия, где проходят спинномозговые нервы и кровеносные сосуды.

Для позвоночного столба человека характерны изгибы, которые возникают в связи с вертикальным положением тела. Изгибы позвоночного столба в сагиттальной плоскости, обращенные выпуклостью вперед – лордозы и обращенные выпуклостью назад – кифозы, являются физиологическими и формируются под влиянием нагрузок на позвоночный столб. Когда ребенок начинает поднимать головку, появляется шейный лордоз; начинает сидеть – грудной кифоз, стоять – поясничный лордоз и крестцовый кифоз. Изгибы обусловливают рессорные свойства позвоночного столба; окончательно они формируются к 18 годам. Боковые изгибы позвоночника во фронтальной плоскости – сколиозы, крайне незначительны; их сильная выраженность связана с нарушением осанки тела и нередко сочетается с патологическими изменениями.

Позвоночный столб обладает достаточной подвижностью; наибольшей – в шейном и поясничном отделах, наименьшей – в грудном; крестец неподвижен. Движения позвоночного столба возможны вокруг всех осей. Вокруг фронтальной оси возможно сгибание позвоночного столба (наклоны туловища вперед) и разгибание (отклонение туловища назад). Сгибание позвоночного столба – наиболее свободное из всех движений. Вокруг сагиттальной оси возможны наклоны вправо или влево. При движении вокруг вертикальной оси происходит поворот туловища; при этом благодаря небольшим смещения позвонков друг относительно друга позвоночный столб скручивается. Наибольшая подвижность наблюдается в шейном и поясничном отделах.

При ходьбе, беге и прыжках имеют место пружинистые движения позвоночного столба за счет сжатия и уплощения его изгибов. При этом эластичные межпозвоночные диски уменьшают толчки и сотрясения тела.

Соединения ребер и образование грудной клетки. Грудная клетка (thorax) – часть скелета туловища; она образована грудным отделом позвоночного столба, двенадцатью парами ребер и грудиной. Грудная клетка образует стенки грудной полости, защищает от механических воздействий сердце, легкие и другие органы, участвует в акте дыхания.

Каждое из 12 пар ребер (costae) состоит из костной части ребра, расположенной сзади, и передней части – реберного хряща. У 7 верхних ребер реберный хрящ соединен с грудиной; у VIII–X ребер передние концы соединяются с хрящом лежащего выше ребра, образуя реберную дугу; XI и XII ребра свободно оканчивается в толще мышц стенки брюшной полости.

Ребра соединяются с позвонками, грудиной и между собой.

С позвонками ребра соединяются двумя суставами: один с телом позвонка, другой – с поперечным отростком (этот сустав отсутствует у XI, XII ребер). По функции эти суставы комбинируются в одноосный вращательный сустав, ось которого проходит параллельно шейке ребра.

Сустав головки ребра (art. capitis costae) образован суставной поверхностью головки ребра и нижней и верхней реберными ямками двух соседних позвонков. По форме сустав шаровидный.

Реберно-поперечный сустав (art. costotransversaria) образован суставной поверхностью бугорка ребра и реберной ямкой поперечного отростка. По форме сустав цилиндрический. Эти суставы отсутствуют у XI и XII ребер. Сустав головки ребра и реберно-поперечный сустав функционируют совместно как единый комбинированный цилиндрический одноосный сустав. В момент вдоха задние концы ребер вращаются вокруг оси, проходящей вдоль шейки ребра, при этом передние концы ребер поднимаются вверх и несколько выступают вперед.

Части грудины (рукоятка, тело и мечевидный отросток) соединяются между собой хрящевыми соединениями (синхондрозами).

Грудино-реберные суставы образованы реберным хрящом и соответствующей реберной вырезкой грудины. Спереди и сзади суставы укреплены лучистыми связками, которые образуют на передней и задней поверхностях грудины вместе с ее надкостницей плотную мембрану грудины. Хрящ I ребра соединяется с рукояткой грудины синхондрозом. Между хрящами VI, VII, VIII ребер иногда образуются суставы.

Каждое из ложных ребер (VIII, IX, X) соединяется передним концом своего хряща с нижним краем вышележащего хряща фиброзной тканью – синдесмозом. Благодаря этому с каждой стороны образуются дуги. Концы ребер XI и XII лежат в мускулатуре брюшной стенки.

Передние отделы межреберных промежутков (промежутки между реберными хрящами) заняты наружными межреберными мембранами, которые состоят из волокон, направляющихся вниз и вперед. Задние отделы межреберных промежутков от позвоночного столба до углов ребер (промежутки между костными частями ребер) заполнены внутренними межреберными мембранами. Они имеют ход волокон, противоположный наружным межреберным мембранам.

Форму грудной клетки сравнивают с усеченным конусом. Грудная клетка имеет верхнее и нижнее отверстия. Верхнее отверстие ограничено яремной вырезкой грудины, I ребром и I грудным позвонком, имеет поперечно-овальную форму. Нижнее отверстиее грудной клетки ограничено мечевидным отростком, реберной дугой и XII грудным позвонком.

Самая нижняя точка реберной дуги – X ребро. Правая и левая реберные дуги ограничивают угол, открытый книзу, – подгрудинный угол, величина которого зависит от конституционального типа. Наибольшая окружность грудной клетки определяется на уровне VIII ребра и должна быть не менее ½ роста человека.