Глава 1
ОСТЕОЛОГИЯ – УЧЕНИЕ О КОСТЯХ

Скелет человеческого организма и его функции

Скелет является основной каркасной структурой в организме человека. Масса скелета у новорожденных составляет 11 % от массы тела, у детей разных возрастов – от 10 до 18 %, у взрослых – 18 – 20 %. Указанный разброс цифр говорит о том, что масса скелета изменяется с возрастом. Наибольших величин она достигает в юношеском возрасте и у взрослых людей, когда завершаются процессы роста костей и насыщения их минеральными веществами. У пожилых людей масса скелета значительно уменьшается (потери составляют до 50 % от ранее указанных цифр). У взрослого человека масса скелета в абсолютных цифрах варьирует от 7 до 15 кг.

Скелет – это устойчивая и выносливая конструкция, обеспечивающая форму тела и являющаяся опорой для скелетных мышц и внутренних органов. Под скелетом понимают не только совокупность отдельных костей, но и их соединения между собой. Последние составляют мягкий скелет, к которому относят соединения при помощи соединительной и хрящевой тканей. Скелет – это преимущественно опорная конструкция. Без скелета человек превратился бы в «медузу, выброшенную на берег моря», и потерял бы присущую ему форму.

Кости составляют твердую основу человеческого организма. Они обеспечивают его форму, придают осанку и внешнюю красоту. Изучением строения костей занимается особая наука – остеология.

А знаете ли Вы, что у взрослого человека в организме в среднем имеется 206 костей? Их может быть на 1 – 2 больше или меньше. У новорожденного их около 800, в конце первого года жизни – примерно 500, а к трем годам – 300.

Напрашивается вывод о том, что с ростом и развитием человеческого организма количество костных элементов уменьшается. Дело в том, что практически каждая кость у плода, новорожденного и ребенка состоит из нескольких частей. Например, у длинной трубчатой кости (плечевая, бедренная, кости предплечья, голени) различают 2 конца – эпифизы, а посередине находится тело – диафиз. У детей между эпифизами и диафизом существуют метаэпифизарные хрящи, за счет которых и происходит рост кости в длину.

Самая длинная из костей скелета – бедренная кость, она составляет ¹/₄ часть длины тела взрослого (40 – 50 см), выдерживает нагрузку на сжатие 750 кг. Самая маленькая кость у человека – слуховая косточка, получившая название – стремечко. Ее длина составляет 3 – 4 мм.

Кстати, каждая кость является отдельным органом, она имеет свои характерные особенности строения, кровоснабжения и иннервации. Снаружи кость покрыта надкостницей, которая играет важную роль в процессах роста, питания и регенерации костной ткани.

Структурно-функциональной единицей кости является остеон. Остеоны состоят из костных клеток: остеобластов (юные, активно делящиеся клетки), остеоцитов (зрелые клетки), остеокластов (клетки, участвующие в разрушении старых участков кости) и межклеточного вещества. Межклеточное вещество представлено белком – оссеином, пропитанным минеральными веществами. Продолжительность жизни одной костной клетки составляет 25 лет. Это значит, что в течение жизни масса костного вещества меняется не один раз. Раньше всего стареют скелет кисти, грудной и поясничный отделы позвоночника. Старческие изменения костей обнаруживаются после 40 – 50 лет, у женщин они возникают на 6 – 8 лет раньше, чем у мужчин.

Количественное соотношение органического и неорганического веществ в костях зависит прежде всего от возраста и может изменяться под влиянием различных причин (климатические условия, питание, заболевания). У детей кости гораздо беднее минеральными веществами, отличаются большей гибкостью и меньшей твердостью. Поэтому у детей переломы кости происходят по типу «зеленой веточки»: кость изменяет свою форму (деформируется), но полного нарушения целостности кости не происходит. У пожилых людей, наоборот, уменьшается количество органических веществ, поэтому кости становятся более хрупкими и чаще возникают многооскольчатые переломы.

Скелет человека выполняет ряд важнейших функций. Прежде всего, кости туловища и конечностей выполняют опорную функцию для мягких тканей – мышц, связок и внутренних органов. Но одной только опоры для жизнедеятельности человеческого организма недостаточно. Другой важной функцией скелета является обеспечение движений в пространстве и перемещение частей тела друг относительно друга – локомоторная функция.

Кости человеческого организма – это основное депо (хранилище) минеральных веществ! Правда, эти вещества есть и в мышцах, внутренних органах, но больше всего их в костях, – это соли кальция и фосфора. Необходимо обратить внимание, что в организме человека постоянно совершается обмен минеральных веществ. Одни минеральные вещества из костей направляются в кровь, а другие, наоборот, – из крови в кости. Известно, что при радиационном облучении в костях может накапливаться радиоактивный стронций, который сохраняется десятки лет, оказывая вредоносное влияние на окружающие ткани.

А знаете ли вы, что скелет отвечает и за кроветворную функцию? В костях взрослого человека содержится 1,5 – 2 кг костного мозга, который бывает красным (кроветворным) и желтым (жировым). Желтый костный мозг появляется после 12 лет в длинных трубчатых костях. Красный костный мозг находится в губчатом веществе костей. Он вырабатывает все форменные элементы крови.

Теперь рассмотрим принципы строения скелета человека. Большинство костей являются парными и расположены симметрично (кости конечностей и ребра). Непарными являются позвонки, грудина и некоторые кости черепа.

В скелете человека (рис. 1) выделяют:

– череп (скелет головы);

– кости туловища (позвонки, ребра, грудина);

– кости верхней конечности;

– кости нижней конечности.

Кости можно классифицировать по форме и строению. Различают следующие виды костей туловища и конечностей:

1. Трубчатые: длинные (плечевая, бедренная, кости предплечья, кости голени) и короткие (кости пясти, плюсны и фаланги пальцев).

2. Плоские (ребра, грудина, тазовая кость, лопатка).

3. Объемные (кости запястья, предплюсны).

4. Смешанные (позвонки).

Особыми по строению являются кости черепа. О них будет сказано отдельно.

Даже простой человек, не врач, способен различить нормальный и патологически измененный скелет. Для «нормального» скелета характерны как отсутствие повреждений, переломов, деформаций, так и правильные пропорции – коническая (сдавленная в переднезаднем направлении) грудная клетка. Пропорции отдельных частей тела (головы, шеи, рук и ног) были разработаны еще в Древней Греции.

А теперь обратите внимание на скелет с искривлением позвоночного столба – сколиозом (рис. 2). Казалось бы, что изменен только позвоночный столб, но на самом деле пострадал весь скелет. Обратите внимание, как изменились пропорции тела, форма грудной клетки и таза, положение бедренных костей, головы, осанка и т. д. Естественно, эта патология сказывается и на функции внутренних органов, а также других систем организма человека.

Сколиоз – часто встречающееся заболевание у детей, возникающее при близорукости, рахите, чрезмерных нагрузках, неправильно подобранной мебели для каждого возраста ребенка. У взрослых людей причиной сколиоза могут быть остеохондроз, травмы или тяжелые инфекции, поражающие костную систему, такие как туберкулез, сифилис и др.

Всесторонне изучив скелет, специалист может определить возраст человека (судебномедицинские эксперты делают это с точностью до 1 года), пол человека (мужчина или женщина) и даже форму телосложения. Однако для этого нужно иметь специальные знания по анатомии и практический опыт.

Рис. 1. Скелет человека.

Норма. Натуральный анатомический препарат

Рис. 2. Скелет человека. Сколиоз – искривление позвоночного столба. Натуральный анатомический препарат

При сравнении нормы и патологических изменений в скелете напрашивается вывод о необходимости соблюдения здорового образа жизни. И, в первую очередь, нужно отметить, что красивый и здоровый скелет формируется только при целом ряде условий:

1) здоровые родители, не имеющие вредных привычек;

2) правильное питание (сбалансированное, богатое белками, минеральными солями и витаминами);

3) достаточное воздействие инсоляции (солнечных лучей), которая является источником витамина D, необходимого для нормального развития костной ткани;

4) обязательные физические нагрузки (физическая культура, спорт, правильные тренировки);

5) закаливание организма и профилактика костных инфекций;

6) профилактика травматизма и нарушений обмена веществ.

Осевой скелет, или позвоночный столб

Осевой скелет – позвоночный столб, или позвоночник, состоит из 24 свободных (не сросшихся) позвонков и сросшихся позвонков: крестца (5 сросшихся позвонков) и копчика (3 – 5 сросшихся позвонков). Все знают, что позвонки различают по следующим отделам позвоночного столба: шейный, грудной, поясничный, крестцовый и копчиковый.

Прежде всего нужно обратить внимание на то, что любой позвонок имеет тело, дугу и три вида отростков: остистый, поперечные и суставные (рис. 3). Между телом и дугой находится позвоночное отверстие. При соединении позвонков формируется позвоночный канал, в котором располагается спинной мозг.

В каждом отделе позвонки имеют свои особенности. Врач должен знать эти отличия для правильной диагностики и лечения заболеваний позвоночника, а также связанных с ним структур. Рассмотрим, чем же отличаются шейные, грудные и поясничные позвонки.

Главной особенностью шейных позвонков является наличие отверстия в поперечном отростке, где проходят позвоночные артерия и вена (рис. 4). Представьте себе ситуацию, когда возникает перелом поперечного отростка и повреждаются позвоночные сосуды: кровотечение из них может привести к смерти пострадавшего. Об этом необходимо помнить при выполнении резких движений в области шеи – нырянии в водоем с небольшой глубиной или лечении у малограмотных «специалистов» по мануальной терапии.

Рис. 3. Поясничный позвонок человека. Норма. Вид сверху. Натуральный анатомический препарат:

1 – тело позвонка; 2 – дуга позвонка; 3 – поперечный отросток; 4 – верхний суставной отросток; 5 – остистый отросток; 6 – отверстие позвонка

Рис. 4. Шейный позвонок человека. Норма. Вид сверху. Натуральный анатомический препарат:

1— тело позвонка; 2 – отверстие поперечного отростка; 3— верхний суставной отросток; 4 – дуга позвонка; 5 – остистый отросток; 6 – отверстие позвонка; 7 – поперечный отросток

Другая ситуация – постепенное сужение отверстия в поперечном отростке может привести к сдавлению позвоночной артерии и последующему нарушению кровоснабжения головного мозга. Такие ситуации очень часто встречаются у людей пожилого и старческого возраста, а заболевание носит название вертебробазилярная недостаточность.

Характерные особенности строения имеют I и II шейные позвонки. I шейный позвонок (атлант) называется так потому, что на нем фиксируется и удерживается голова. Он соединяется с черепом при помощи атланто-затылочных суставов, образуя достаточно подвижное сочленение. Этот позвонок не имеет тела. II шейный позвонок (осевой) имеет на теле вырост – зубовидный отросток (зуб), вокруг которого совершает движения атлант вместе с черепом.

Грудные позвонки отличаются наличием ямок для прикрепления ребер. При этом образуются реберно-позвоночные суставы. От нормального функционирования этих суставов во многом зависит обеспечение такой жизненно важной функции, как дыхание. При срастании ребер с позвонками (это нередко бывает у пожилых людей) уменьшается амплитуда поднимания и опускания ребер, что приводит к существенному снижению объема воздуха, поступающего в легкие, и возникновению одышки.

Особенностью поясничных позвонков является массивное тело, так как на них приходится самая большая нагрузка. Достаточно часто встречающейся патологией этого отдела позвоночного столба является несрастание дуги с телом позвонка, которое возможно в различных вариантах – как частичное, так и полное (рис. 5). Данная патология представляет собой врожденный дефект. При наличии такого дефекта выполнять значительную физическую нагрузку нельзя, поскольку может возникнуть смещение структур позвонка друг относительно друга и произойти ущемление корешков спинномозговых нервов, а иногда и сдавление самого спинного мозга. У больного возникают явления радикулита – сильные боли, нарушение чувствительности и движений нижних конечностей. Очень важно данную патологию диагностировать своевременно, обратившись к врачу даже при незначительных на первый взгляд болевых проявлениях в поясничной области.

Не менее частой патологией является – остеохондроз. Это заболевание позвоночника, характеризующееся дистрофическими нарушениями и дегенерацией межпозвоночных дисков, соединяющих тела позвонков. Изменяется форма тел позвонков, отмечается значительное снижение их высоты и возникает реактивное разрастание краевых остеофитов. Остеофит – это патологический вырост на поверхности поврежденной костной ткани. Обычно развитие остеофитов сопровождается сильными болями и ограничением подвижности. Но остеофиты оказались в числе прочего и полезны: они ограничивают движения, замедляя дальнейшее разрушение хрящевых структур (рис. 6).

Рис. 5. Патологически измененный поясничный позвонок. Вид спереди. Натуральный анатомический препарат:

1 – крупный остеофит; 2 – множественные мелкие остеофиты; 3 – несрастание дуги и тела поясничного позвонка

При остеохондрозе межпозвоночный диск уменьшается в размерах, что приводит к сужению межпозвоночных отверстий и ущемлению выходящих через них корешков спинномозговых нервов, вызывая болевые ощущения.

При чрезмерных и резких нагрузках, например при прыжках с высоты или при поражении тела позвонка опухолью, возможно образование переломов позвонков. В таких ситуациях врачи-нейрохирурги укрепляют позвоночник металлическими конструкциями (рис. 7). В последнее время при остеопорозе и опухолях позвонков используется современная методика лечения – вертебропластика, при которой в тело позвонка вводится затвердевающий костный цемент. Тогда позвоночник снова становится устойчивым к нагрузкам.

Рис. 6. Синостозирование – срастание в единую кость XI и XII грудных позвонков (указано стрелкой). Натуральный анатомический препарат

Рис. 7. Металлическая конструкция для фиксациисегментапозвоночногостолба. Натуральный анатомический препарат

Особое значение в составе позвоночного столба принадлежит крестцу. Слово крестец означает «священная кость». Название было дано в связи с тем, что крестец окружен массивными мышцами, и именно эта часть тела животного приносилась в дар священнику.

Крестец является связующим звеном в тазовом кольце. В связи с воздействием на него сил давления, обусловленных вертикальным положением тела человека, нередко возникают патологические изменения и деформации. Поскольку через отверстия крестца проходят крупные нервы (отверстия для них хорошо видны на рис. 8), при деформации отмечаются сильные боли. Нередко под воздействием чрезмерных нагрузок происходит изменение межпозвоночного диска и срастание пятого поясничного и первого крестцового позвонков. Данные изменения называют сакрализацией (см. рис. 8).

Рис. 8. Сакрализация – срастание V поясничного и I крестцового позвонков (указано стрелкой). Натуральный анатомический препарат

Достаточно часто при злокачественных опухолях различных органов метастазирование происходит именно в крестец. При этом крестец становится ослабленным, деформируется, в нем возникают «пустоты». Метастазирование в крестец объясняется особенностями венозного оттока крови от органов малого таза.

Наиболее часто встречается расщепление крестца – крестцовая спинномозговая грыжа. Она возникает в результате ранних нагрузок на крестец, когда ребенок очень рано начинает ходить. У взрослого человека данная патология начинает проявляться болями и формированием свища, по которому может истекать спинномозговая жидкость.

В норме позвоночный столб взрослого человека в сагиттальной плоскости не является прямолинейной конструкцией, а имеет по ходу 4 дугообразных изгиба: шейный и поясничный направлены выпуклостями вперед – лордозы; грудной и крестцовый – направлены выпуклостями кзади – кифозы (рис. 9). Следует обратить внимание, что у новорожденного позвоночник представляет собой прямолинейную конструкцию, а лордозы и кифозы формируются после рождения под воздействием тяги мышц. Так, шейный лордоз формируется к концу 2-го месяца после рождения, когда ребенок начинает держать головку. Грудной кифоз формируется к 6 мес., когда ребенок начинает удерживать туловище в положении сидя. Поясничный лордоз формируется к концу первого года жизни, когда ребенок начинает ходить.

Биоинженеры установили, что дугообразная (арочная) конструкция позвоночного столба выдерживает гораздо большие нагрузки (в 4 – 5 раз), чем прямолинейная. У человека наличие физиологических изгибов является компенсаторным приспособлением к нагрузкам, обусловленным прямохождением. Благодаря указанным особенностям позвоночный столб взрослого человека легко выдерживает нагрузку в 350 – 500 кг, а тренированных людей – до 1000 – 1500 кг.

Средняя длина позвоночного столба взрослого человека при росте 175 см составляет 75 см. По отделам: шейный отдел – 15 см, грудной отдел – 30 см, поясничный отдел – 20 см, крестцовый и копчиковый – 10 см.