Загальні дані про систему скелета
Тема 2. Остеологія та артрологія
ЛЕКЦІЯ
Поняття про Міжнародну анатомічну номенклатуру, її значення для вивчення анатомії, клінічних дисциплін. Основні анатомічні терміни, які розкривають топографію анатомічних об’єктів, та їх основні характеристики.
Анатомічні площини (сагітальна, фронтальна, горизонтальна) та вісі (фронтальна, вертикальна, сагітальна), їх характеристика, використання для визначення розташування та положення органів, напрямів рухів у суглобах.
Загальні відомості про скелет та його функції. Класифікація кісток. Кістка як орган, її хімічний склад. Компактна й губчаста кісткові речовини, їхня будова. Будова трубчастої кістки, її частини. Окістя. Типи з’єднань кісток, їхня характеристика, приклади з’єднань.
Будова суглоба. Допоміжний апарат суглобів. Класифікація суглобів за кількістю суглобових поверхонь, формою, функцією. Види рухів у суглобах.
Латинські терміни:dexter, sinister, medialis, lateralis, anterior, posterior, ventralis, dorsalis, frontalis, superior, inferior, cranialis, caudalis, skeleton, os, articulatio, symphysis, sutura, diaphysis, epiphysis, metaphysis.
V. ЗМІСТ ТЕМИ
ОПОРНО – РУХОВИЙ АПАРАТ (ПРОЦЕС РУХУ)
Основною відмінністю тварин від рослин є їх пристосування до навколишнього середовища шляхом переміщення в просторі.
У тваринному світі існує три види руху:
1. амебоїдний (за допомогою протоплазми – амеби);
2. миготливий (за допомогою війок – інфузорії);
3. м’язовий (за допомогою спеціальних м’язових елементів, що мають здатність скорочуватися).
У людини збереглися всі ці три види руху: амебоїдний рух лейкоцитів, коливання війок миготливого епітелію і скорочення м’язових волокон, які утворюють м’язи.
Опорно – руховий апарат складається з кісток, їх з’єднань та м’язів. Кістки та їх з’єднання становлять пасивну частину, а м’язи – активну частину опорно – рухового апарату. Кістки виконують функцію важелів, а м’язи змінюють положення кісток.
Осі та площини тіла людини.
Для визначення характеру рухів у суглобах та положення органа в просторі існують такі поняття , як площина і вісь.
Площин є три: сагітальна, фронтальна та горизонтальна.
Сагітальна площина (стрілоподібна) спрямована спереду назад і поділяє тіло на ліву частини. Таких площин через тіло можна провести безліч. Площина, що поділяє тіло на дві симетричні половини, називається серединною. Таку площину провести через тіло можна лише одну.
Фронтальна площина (лобова) проходить справа наліво (паралельно до лоба) і ділить тіло на передню та задню частини. таких площин через тіло можна провести безліч.
Горизонтальна площина проходить паралельно до земної поверхні і поділяє тіло на верхню і нижню частини. Таких площин через тіло теж можна провести безліч.
Осей теж є три: сагітальна, фронтальна і вертикальна.
Сагітальна вісь проходить спереду назад, як стріла. Навколо неї можливі такі рухи як відведення і приведення, нахили вліво і вправо.
Фронтальна вісь проходить справа наліво, і навколо неї можливі згинання та розгинання.
Вертикальна вісь проходить зверху вниз, і навколо неї можливі обертання назовні і в середину.
Опорно-руховий апарат складається з кісток, їх з’єднань та м’язів. Кістки та їх з’єднання складають пасивну частину, а м’язи – активну частину опорно-рухового апарату. Кістки утворюють скелет, який поділяється на кістки тулуба (ossa trunci), кістки черепа (ossa cranii), кістки кінцівок (ossa membrorum). Кістки виконують функцію важелів, а м’язи змінюють положення кісток.
Загальні дані про систему скелета
Це комплекс щільних утворів, які розвиваються із мезенхіми. Увесь скелет людини складається з кісток голови, тулуба, верхніх та нижніх кінцівок.
Скелет виконує наступні функції:
- опори (внаслідок прикріплення м’яких тканин до різних частин скелета і завдяки неперервним видам з’єднань кісток);
- локомоції (рухів) завдяки наявності суглобів – перевних з’єднань кісток скелета;
- захисту (шляхом формування кісткових каналів і порожнин – череп, грудна клітка, таз та ін.);
- обміну речовин (особливо мінеральний обмін, тому що кістка є депо мінеральних солей – фосфору, калію, кальцію, заліза тощо);
- кровотворення (кістковий мозок, який міститься в кістках).
Класифікація кісток:
1. Довгі кістки (ossa longa) або довгі трубчасті кістки, які мають тіло або діафіз (diaphysis) і кінці або епіфізи (epiphyses) – проксимальний та дистальний. Між діафізом та епіфізом є „зона росту” – метафіз (metaphysis), за рахунок чого кістка росте у довжину. Вирости на епіфізах називають приростками або апофізами (apophysis).
2. Короткі кістки (ossa brevia) або короткі трубчасті кістки – наприклад, фаланги пальців.
3. Плоскі кістки (ossa plana) – широкі, мають захисну функцію (наприклад, лопатка).
4. Атипова кістка (os irregulare) або змішана кістка (ossa mixta) – вона складається з частин, що мають різну будову і форму схожу на вищевказані групи або бувають різні за розвитком та мають елементи плоских кісток, а значна їх частина представлена губчастою кістковою тканиною. Наприклад, хребці,в яких тіло хребця за формою (і за будовою) вналежить до губчастих кісток, а дуга та відростки – до плоских кісток.
5. Повітроносні кістки (ossa pneumatica) – мають порожнину (повітроносні комірки або пазухи; синуси), які заповнені повітрям (наприклад, верхня щелепа, лобова та клиноподібна кістки).
6. Сесамоподібні кістки (ossa sesamoidea), які містяться в товщі сухожилків і належать до допоміжного апарату м’язів (наприклад, наколінок).
Кістка як орган.
Кістка (os) як орган складається із різних тканин: основної – власне кісткової, а також хрящової, кровотворної, жирової, її пронизують судини і нерви. Кісткова тканина складається з клітинних елементів та основної (міжклітинної) речовини. Серед усіх тканин організму міжклітинна речовина кістки вирізняється високим вмістом неорганічних речовин, що забезпечує механічну міцність скелета. Знежирена, відбілена та висушена кістка (мацерована) на 1/3 складається з органічних речовин, які отримали назву “осеїн” і на 2/3 – з неорганічних (макро- та мікроелементи).
У живому організмі кістка містить до 50 % води, 28,15 % органічних речовин, в тому числі 15,75 % жиру і 21,85 % неорганічних речовин, які представлені сполуками кальцію, фосфору, магнію та інших елементів.
Якщо опустити кістку в кислоту, то солі розчиняться, а органічна речовина залишиться. Таку кістку можна зав’язати у вузол і вона не зламається. Якщо кістку спалити, то органічна речовина згорить, а солі залишаться і така кістка буде твердою, але крихкою. Саме наявність як органічних, так і неорганічних речовин одночасно спричинює міцність та пружність кісток.
Таким чином, міцність кістки (механічні властивості) забезпечується фізико-хімічною єдністю органічних та неорганічних речовин, а також конструкцією кісткової тканини.
Кожна кістка складається із щільної (компактної) та губчастої кісткової речовини, співвідношення яких є неоднаковим у різних кістках і навіть в межах однієї кістки. Універсальною структурною одиницею зрілої кісткової тканини є пластинка, яка в губчастій речовині формує трабекули, а в компактній – остеони.
Остеон утворений концентричними пластинками, що обмежовують центральний канал, в якому проходять судини і нерви. Остеони в щільній речовині розміщуються впорядковано та орієнтовані відповідно до найбільшого навантаження на кістку. Щільна кісткова речовина розміщується завжди на поверхні кісток і утворює товстий шар у діафізах довгих кісток та тонкий зовнішній шар в їх епіфізах, а також в губчастих і плоских кістках. Губчаста кісткова речовина зазвичай розміщена всередині кістки. У цій речовині кісткові пластинки формують трабекули, що мають різний напрямок та обмежують комірки, які заповнені червоним кістковим мозком. Існує різновид губчастої речовини – губчатка або диплоє. Вона знаходиться в кістках склепіння черепа між зовнішньою та внутрішньою пластинками щільної речовини. Всередині довгих кісток є кістковомозковий канал, який у внутрішньоутробному періоді та в новонароджених заповнений червоним кістковим мозком, а в подальшому він замінюється на жовтий кістковий мозок.
Зовні кістка, за винятком суглобових поверхонь, покрита окістям. Окістя (periosteum) складається з поверхневого волокнистого шару, утвореного пучками колагенових волокон та глибокого остеогенного шару (в ньому розміщені остеобласти та остеокласти). За рахунок окістя, яке пронизане судинами, здійснюється живлення кісткової тканини; клітинні елементи остеогенного шару забезпечують ріст кістки у ширину та її регенерацію. Суглобові поверхні кістки покриті суглобовим хрящем (cartilago articularis). Між епіфізом та діафізом трубчастих кісток міститься хрящова пластинка росту (епіфізарна), за рахунок якої кістка росте в довжину.
У своєму розвитку кістки послідовно проходять три стадії: перетинчасту (мезенхімну, сполучнотканинну), хрящову та кісткову. Виняток складають плоскі кістки (склепіння черепа), які розвиваються без стадії хряща. Осифікація (скостеніння) здійснюється послідовно з первинних, вторинних та додаткових точок (ядер) скостеніння, які зливаються, а хрящові прошарки між ними зникають – перихондральне скостеніння. Це відбувається вже після народження. Як правило, в 21-25 роки закінчується процес росту і синостозування (з’єднання) кісток скелета. У новонародженої дитини нараховується десь 350 кісток, які в процесі життя зростаються одна з одною і десь після 25 років кісток стає біля 206. У довжину короткі і довгі (трубчасті) кістки перестають рости в дівчат у 16 років, у хлопців – 18 років. Периостальне скостеніння відбувається шляхом нашарування молодих кісткових клітин (аппозиція), формуючи кісткову пластинку. При цьому кістка росте в товщину. Навколо кровоносних судин кісткові клітини відкладаються концентричними рядами, утворюючи кісткові канальці. Отже, за рахунок окістя кістка росте в товщину. Одночасно кісткова тканина починає утворюватись всередині хряща, в який проростають кровоносні судини і хрящ починає руйнуватися. Випрямляючись тяжі кісткових клітин формують на місці внутрішніх шарів хряща типову губчасту кісткову речовину – енхондральне скостеніння.
У трубчастих кістках (довгих та коротких) до хрящових залишків належать тонка пластинка в ділянці майбутньої суглобової поверхні – суглобовий хрящ та хрящовий прошарок між скостеніваючим наростком (епіфізом) і тілом кістки (кістковим діафізом) – епіфізарний хрящ; наростковий хрящ (cartilago epiphysialis).
Наростковий хрящ виконує кісткоутворюючу функцію до 18-25 років, поки цей хрящ не заміщується кістковою тканиною і епіфіз зростається з діафазом – синостоз. Внаслідок кістковоутворюючої функції епіфізарного хряща трубчаста кістка росте у довжину.
З’єднання кісток
Усі кістки тіла людини з’єднуються за допомогою різних видів з’єднань:
- неперервних;
- півсуглобів;
- перервних.
Неперервні з’єднання (синартрози) - відносяться синдесмози, синхондрози та синостози.
· Синдесмози (syndesmosis) або волокнисті з’єднання (junctura fibrosa) – це з’єднання за допомогою щільної волокнистої сполучної тканини, волокна якої зростаються з окістям. До синдесмозів відносяться:
а) міжкісткові перетинки (membranae interosseae) передпліччя і гомілки, міжреброві перетинки;
б) зв’язки (ligamenta) – (міжостьові, жовті, міжпоперечні, надостьові);
в) шви (suturae): зубчастий (вінцевий, стріловий, ламбдоподібний), лускоподібний (скронево-тім’яний), плоский (лобово-носовий, лобово-сльозовий, сльозово-верхньощелепний, серединний і поперечний піднебінні шви);
г) вклинення (gomphosis) (зубо-комірковий синдесмоз).
· Синхондрози (synchondrosis) або хрящові з’єднання (junctura cartilaginea)– це з’єднання за допомогою волокнистої хрящової тканини. По тривалості свого існування: тимчасові (між епіфізами та метафізами, між крижовими хребцями, між трьома кістками тазового поясу); постійні (синхондрози черепа: клино-потиличний, клино-кам’янистий, кам’янисто-потиличний, клино-решітчастий синхондрози, реброво-груднинний синхондроз).
· Синостози (synostosis) – з’єднання за допомогою кісткової тканини внаслідок скостеніння волокнистих або хрящових з’єднань.
Півсуглоби (hemiarthroses)або симфізи (symphysis)–це з’єднаннякісток за допомогою хряща, в якому є щілина, але суглобова капсула відсутня. Прикладом є міжхребцеві симфізи, лобковий симфіз. Лобковий симфіз у звичайному стані це – синхондроз, в похилому віці – синостоз, у вагітних жінок формується діартроз.
Перервні з’єднання (junctura synovialis)абодіартрози (diartrosis),або суглоби (articulatio).Це найбільш рухоме з’єднання між кісткам, для утворення якого необхідна присутність чотирьох облігатних (обов’язкових) структурних елементів, а саме:
а) не менше двох суглобових поверхонь (facies articulares), які вкриті гіаліновим хрящем (cartilago hyalina) і мають суглобову ямку (fossa articularis) та голівку суглоба (caput articulare);
б) суглобової капсули (capsula articularis), яка складається з волокнистої перетинки; волокнистого шару (membrana fibrosa; stratum fibrosum) та синовіальної перетинки; синовіального шару (membrana synovialis; stratum synoviale), який має синовіальні складки (plicae synoviales) і синовіальні ворсинки (villi synoviales);
в) суглобової порожнини (cavitas articularis), яка може містити суглобовий закуток (recessus articularis), синовіальну піхву (vagina synovialis) та синовіальну сумку (bursa synovialis);
г)синовії (synoviae) – це синовіальна рідина, яка зменшує тертя між суглобовими поверхнями під час рухів у суглобі. Синовіальний шар капсули суглоба закінчується на межі із суглобовим хрящем.г) синовіальна рідина (синовія), що розміщена в суглобовій порожнині (cavitas articularis).
Суглоби можуть мати і додаткові (факультативні) елементи, до яких належать:
а) зв’язки – ligamenta: extracapsularia, capsularia, intracapsularia;
б) суглобові диски – disci articulares;
в) суглобові меніски – menisci articulares;
г) суглобові губи – labra articularia;
д) перетинки – membranae;
є) синовіальні сумки – bursae synoviales;
ж) жирові складки – plicae adiposae;
з) синовіальні ворсинки – villi synoviales.
Класифікація суглобів:
І. По кількості зчленовующихся поверхонь (кісток):
а) простий суглоб (art. simplex) – синовіальне з’єднання, яке утворюється суглобовими поверхнями двох кісток (плечовий, крижово-клубовий суглоби тощо);
б) складний (art. composita) – з’єднуються суглобові поверхні трьох і більше кісток (ліктьовий, променево-зап’ястковий, надп’ятково-гомілковий суглоби тощо).
ІІ. За формою зчленовующихся суглобових поверхонь:
а) плоскі суглоби – art. plana (міжхребцеві ІІ шийний - ХІІ грудний);
б) кулясті – art. spheroidea (плечовий);
в) чашоподібний – art. cotylica (кульшовий);
г) циліндричний – art. trochoidea (променево-ліктьовий);
д) блокоподібний – ginglymus (міжфалангові);
є) еліпсоподібні – art. ellipsoidea (променево-зап’ястковий);
ж) гвинтоподібні – art. cochlearis (плечо-ліктьовий);
з) двовиростковий – art. bicondylaris (колінний);
і) сідлоподібний – art. sellaris (зап’ястко-п’ястковий суглоб великого пальця).
ІІІ. Залежно від функції, або за об’ємом рухів:
а) одновісні (articulationes uniaxiales) – циліндричний, гвинтоподібний, блокоподібний;
б) двоосьові (articulationes biaxiales) – еліпсоподібний, двовиростковий, сідлоподібний;
в) багатоосьові (articulationes multiaxiales) – кулястий, чашоподібний, плоский.
Функція суглоба є похідним від форми, тобто форма і функція взаємопов’язані. Але можуть бути: малорухомі, важкорухомі (амфіартрози) – в цих суглобах можливе лише ковзання однієї кістки відносно другої (плоскі суглоби). Чим більша конгруентність (відповідність) суглобових поверхонь (суглобова головка – суглобова ямка), тим менший об’єм рухів (амплітуда рухів) можливий у цьому суглобі. Це основний закон системи з’єднань (артросиндесмології).
У суглобах (articulationes) в залежності від будови (форма, розмір, зігнутість суглобових поверхонь, розташуваня зв’язок) з’єднувальних поверхонь рухи можуть здійснюватись навколо лобової; фронтальної осі (axis frontalis), стрілової; сагітальної осі (axis sagittallis) та вертикальної; прямовисної осі (axis verticalis).
Навколо лобової осі (axis frontalis) у суглобі (articulatio) можливе згинання (flexio) та розгинання (extensio).
Навколо стрілової осі (axis sagittallis) у суглобі (articulatio) можливі відведення (abductio) та приведення (adductio).
Навколо вертикальної осі (axis verticalis) у суглобі (articulatio) можливі обертання назовні; бічне обертання (rotatio externa; exorotatio; rotatio lateralis) та обертання досередини; присереднє обертання (rotacio interna; endorotatio; rotatio medialis), а також привертання (pronatio) та відвертання (supinatio).
Навколо усіх осей у суглобі (articulatio) можливе колове обертання(circumductio), при якому вільний кінець кістки чи кінцівки описує коло.
У суглобах (articulationes) деяких ділянок кінцівок (regiones membrorum) також можливі привертання (pronatio), відвертання (supinatio),протиставлення (oppositio) та зіставлення (repositio).
ІУ. Комбінований – два анатомічно ізольовані суглоби, які функціонують одночасно, як один суглоб (скронево-нижньощелепний, атланто-потиличний, бічні атланто-осьові, реброво-хребцеві, проксимальний і дистальний променево-ліктьові суглоби).
У. Комплексний(art. complexa) – наявність хрящового диска або меніска, який розташований між суглобовими поверхнями і розділяє порожнину суглоба на два відділи (колінний, груднинно-ключичний, скронево-нижньощелепний суглоби).
Потрібно розуміти, що в нормі у організмі немає тільки одного якогось з’єднання кісток (juncturae ossium): перервні синовіальні з’єднання (junctura synovialis) завжди доповнюються неперервними, а неперервні з’єднання (synartrosis) мають одночасно декілька підвидів. Наприклад, будь-який суглоб (articulatio) укріплюється зв’язками (ligamenta) та м’язами (musculi), які належать до неперервних з’єднань (synarthrosis).