Скелет позвоночных состоит из хрящей и костей

Рост костей, хрящи, строение скелета, конечности, таз. Около 206 костей составляют скелет взрослого человека. Кости имеют твердый, толстый и прочный внешний слой и мягкую сердцевину, или костный мозг. Они прочны и крепки, как бетон, и могут выдержать очень большой вес, не сгибаясь при этом, не ломаясь и не разрушаясь. Соединенные вместе суставами и движимые мышцами, которые к ним прикреплены с обоих концов. кости образуют защитный остов для мягких и уязвимых частей тела, обеспечивая одновременно телу человека большую гибкость движений. В дополнение к этому скелет представляет собой каркас, или леса, на которых прикреплены и держатся другие части тела.

Рост костей

При рождении около 350 костей образуют основу скелета ребенка; с годами некоторые из них объединяются в более крупные кости. Череп грудного ребенка является хорошим примером этому: во время родов он сдавливается, чтобы пройти через узкий канал. Если бы череп ребенка был сплошь жестким, как V взрослого, он бы просто сделал невозможным прохождение ребенка через тазовое отверстие тела матери. Роднички в разных секциях черепа делают возможным придать ему нужную форму при прохождении через родовой капал. После рождения ути роднички постепенно закрываются.

Скелет ребенка состоит не только из костей, но также из хрящей, которые гораздо гибче первых. По мере роста тела они постепенно затвердевают, превращаясь в кости — этот процесс называют окостенением (оссификацией), который продолжается и в организме взрослого человека. Рост тела происходит за счет увеличения в длину костей рук, ног и спины. Длинные (трубчатые) кости конечностей имеют на каждом конце пластинку роста, где и происходит рост. Эта пластинка роста представляет собой скорее хрящ, чем кость, и поэтому ее не видно на рентгеновском снимке. Когда пластинка роста окостеневает, кость больше не растет в длину. Пластинки роста в различных костях тела образуют как бы мягкую связь в определенном порядке. Примерно в возрасте 20 лет тело человека обретает вполне развитый скелет.

В целом женский скелет легче и меньше мужского. Таз женщины пропорционально шире, что необходимо для растущего плода во время беременности. Плечи мужчины шире, и грудная клетка длиннее, но, вопреки расхожему мнению, мужчины и женщины имеют одинаковое число ребер. Важной и замечательной особенностью костей является их способность в процессе роста обретать определенную форму. Это очень важно для длинных костей, которые служат опорой конечностей. Они шире у концов, чем посередине, что обеспечивает дополнительную прочность суставу, где это особенно нужно. Такое образование формы, известное как моделирование, идет особенно интенсивно при росте костей; продолжается оно и все последующее время.

Различные формы и размеры

Хрящи

Гиалиновые хрящи

Гиалиновые хрящи часто встречаются в дыхательном тракте, где формируют кончик носа, а также жесткие, но гибкие кольца, окружающие трахею и большие трубки (бронхи), ведущие к легким. На концах ребер гиалиновый хрящ образует соединительные звенья (реберные хрящи) между ребрами и грудиной, которые позволяют груди расширяться и сжиматься в процессе дыхания.
В гортани, или голосовой коробке, гиалиновые хрящи не только служат опорой, но и участвуют в создании голоса. По мере движения они контролируют объем воздуха, проходящего через гортань, и как результат этого издается звук определенной высоты.

Волокнистые хрящи

Эластические хрящи

Эластические хрящи (третий тип хрящей) получили свое название из-за присутствия в них волокон эластина, но содержится в их составе также и коллаген. Волокна эластина придают эластическому хрящу отличительную желтую окраску. Прочный, но упругий, эластический хрящ образует лоскут ткани, называемый надгортанником; он закрывает доступ воздуху, когда нища проглатывается.

Эластический хрящ образует также упругую часть наружного уха и поддерживает стенки канала, ведущего к среднему уху и евстахиевым трубам, которые соединяют каждое ухо с задней стенкой горла. Вместе с гиалиновым хрящем эластический хрящ также участвует в образовании опорных и голосопроизводящих частей гортани.

Строение скелета

Грудная клетка состоит по бокам из ребер, позвоночного столба сзади и грудины спереди. Ребра крепятся к позвоночнику специальными суставами, которые позволяют им двигаться во время дыхания. Спереди они крепятся к грудине реберными хрящами. Два нижних ребра (11-е и 12-е) крепятся только сзади и слишком коротки для соединения с грудиной. Они называются колеблющимися ребрами и имеют лишь некоторое отношение к дыханию. Первое ребро и второе тесно соединены с ключицей и образуют основание шеи, где несколько больших нервов и кровеносных сосудов проходят к рукам. Реберная клетка предназначена для защиты сердца и легких, которые в ней заключены, так как повреждение этих органов может угрожать жизни.

Скелет хрящевых рыб образован хрящевой тканью и разделяется на следующие отделы: осевой скелет (позвоночник), череп, парные плавники и их пояса, непарные плавники.

Осевой скелетпредставлен позвоночным столбом, образованным хрящевыми позвонками. Хорда в значительной степени редуцирована; она сохраняется в виде относительно тонкого тяжа, пронизывающего тела позвонков и расширяющегося в местах соединения двух соседних позвонков. Позвоночник подразделяется на два отдела: туловищный и хвостовой.

Каждый позвонок состоит из тела позвонка (рис. 22, 2), имеющего цилиндрическую форму. Передняя и задняя поверхности тела позвонка вогнуты; такие позвонки называются двояковогнутыми или амфицельными. Пространство, образованное вогнутыми поверхностями тел соседних позвонков, заполнено хордой. В центре тел позвонков имеется сквозной продольный канал, также заполненный хордой (рис. 22, 1). От верхнебоковых поверхностей тел позвонков отходят парные выросты, вверху смыкающиеся друг с другом; они образуют верхние дуги (рис. 22, 3). Верхние дуги имеют широкое основание и суженную вершину. В местах соединения соседних позвонков между верхними дугами вклиниваются хрящевые вставочные пластинки; при рассматривании сбоку они имеют вид треугольников, направленных вершинами книзу. В канале, образованном верхними дугами и вставочными пластинками, располагается спинной мозг (рис. 22, 4).

От боковых сторон туловищных позвонков отходят короткие поперечные отростки (рис. 22, 5), к которым причленяются очень короткие хрящевые ребра (рис. 22, 6). В хвостовых позвонках поперечные отростки направлены вниз и смыкаются, давая нижние дуги (рис. 22, 7). Между нижними дугами соседних позвонков имеются маленькие, плохо заметные вставочные пластинки. Канал, образованный нижними дугами, называется гемальным; в нем располагаются основные кровеносные сосуды хвостового отдела – хвостовая артерия и хвостовая вена. Благодаря развитию нижних дуг и формированию гемального канала эти сосуды не пережимаются при резких изгибах хвоста.

Черепсостоит из двух отделов: осевого (мозговая коробка) и висцерального (скелет ротового и жаберного аппаратов).

Мозговой отдел черепа представляет собой сплошную хрящевую коробку, прикрывающую головной мозг со всех сторон (только в крыше черепа остается небольшое отверстие – фонтанель, затянутое соединительной тканью). В этой сплошной черепной коробке различают несколько частей. Спереди вытянутый хрящ поддерживает рыло – рострум (рис. 23, 1). У основания рострума лежат обонятельные капсулы (рис. 23, 2). Позади них расположены обширные углубления боковых стенок черепа – глазницы (рис. 23, 3), в которых помещаются глаза. За глазницами располагается слуховой отдел черепа (рис. 23, 4), в стенках которого заключены слуховые капсулы. Задняя часть черепа называется затылочным отделом (рис. 23, 5). В нем имеется большое затылочное отверстие, через которое проходит спинной мозг. К затылочному от делу черепа неподвижно прикрепляется первый туловищный позвонок. Сверху головной мозг защищает хрящевая крыша черепа (рис. 23, 6). Основание черепа довольно широкое; черепная коробка, внутри которой заключен головной мозг, разделяет глазницы. Такой тип черепа называется платибазальным.

Рис. 23. Череп акулы сбоку: 1 – рострум, 2 – обонятельная капсула, 3 – глазница, 4 – слуховой отдел, 5 – затылочный отдел, 6 – небно-квадратный хрящ, 7 – меккелев хрящ, 8 – подвесок, 9 – гиоид, 10 – непарный элемент подъязычной дуги, 11 – жаберные дуги (I-V), 12 – губные хрящи

Висцеральный отдел черепа представлен серией подвижных, расчлененных хрящевых дуг. Передняя дуга – челюстная – состоит из двух парных отделов: небно-квадратного хряща (рис. 23, 6), выполняющего функцию верхней челюсти, и подвижно сочлененного с ним меккелева хряща (рис. 23, 7), составляющего нижнюю челюсть. Небно-квадратные хрящи правой и левой сторон спереди срастаются; то же происходит и с меккелевыми хрящами.

Позади челюстной дуги располагается подъязычная дуга, состоящая из двух парных и одного непарного хрящей. Верхний парный хрящ называют подвеском – гиомандибуляре (рис. 23, 8). Своей верхней частью подвесок при помощи сустава и связок подвижно прикрепляется к слуховому отделу осевого черепа, а к его нижнему концу подвижно прикрепляются: челюстная дуга и нижний парный элемент подъязычной дуги – гиоид (рис. 23, 9).

Гиоиды правой и левой сторон соединяются через непарный элемент – основной гиоидный хрящ – копулу (рис. 23, 10), который поддерживает складку языка.

Таким образом, у акуловых рыб челюстная дуга соединяется с мозговым черепом через верхний элемент подъязычной дуги – гиомандибуляре. Такой тип соединения челюстной дуги с осевым черепом называется гиостилией.

Позади подъязычной дуги располагаются пять пар жаберных дуг (рис. 23, 11), каждая из которых состоит из четырех подвижно соединенных между собой хрящевых элементов. Каждая жаберная дуга одной стороны соединяется с соответствующей дугой другой стороны через непарные элементы жаберных дуг – копулы, которые иногда частично сливаются друг с другом. Это обеспечивает укрепление нижней части жаберного аппарата. На боковой поверхности жаберных дуг в один ряд расположены палочковидные хрящи – жаберные тычинки, не пропускающие пищу в жаберные щели. Все жаберные дуги соединяются друг с другом и с осевым скелетом связками и пучками межжаберных мышц.

Впереди челюстной дуги располагаются маленькие хрящи – губные (рис. 23, 13) – остатки двух редуцированных висцеральных дуг, лежавших впереди челюстной.

Парные конечности и их пояса. Плечевой пояс (рис. 24) имеет вид хрящевого полукольца, лежащего в мускулатуре стенок тела позади жаберного отдела. На его боковой поверхности с каждой стороны имеются сочленовные выросты (рис. 24, 3). Часть пояса, лежащая дорзальнее этого выроста, называется лопаточным отделом (рис. 24, 1), вентральнее – коракоидным (рис. 24, 2). В основании скелета свободной конечности (грудного плавника) расположены три уплощенных базальных хряща (рис. 24, 4), причлененных к сочленовному выросту плечевого пояса. Дистальнее базальных хрящей расположены три ряда палочковидных радиальных хрящей (рис. 24, 5). Остальная часть лопасти свободного плавника поддерживается многочисленными тонкими эластиновыми нитями (рис. 24, 6) – элементами вторичного кожного скелета.

Тазовый пояс представлен хрящевой пластинкой (рис. 25, 1), лежащей в толще брюшной мускулатуры перед клоакальной щелью. К его концам причленяется скелет брюшных плавников. В брюшных плавниках имеется только один базальный элемент (рис. 25, 2). Он сильно удлинен, и к нему прикрепляется один ряд радиальных хрящей (рис. 25, 3). Остальная часть свободного плавника поддерживается эластиновыми нитями (рис. 25, 5).

У самцов удлиненный базальный элемент продолжается за пределы лопасти плавника как скелетная основа копулятивного выроста (рис. 25, 4).

Непарные плавники.Представлены хвостовым, анальным и спинными плавниками. У колючей акулы анального плавника нет.

Хвостовой плавник (рис. 26) акул гетероцеркальный; т. е. его верхняя лопасть значительно длиннее нижней; осевой скелет – позвоночник (рис. 26, 3) заходит только в верхнюю лопасть. Скелетную основу хвостового плавника образуют удлиненные верхние и нижние дуги позвонков и ряд дорзоспинальных хрящей (рис. 26, 4), прикрепляющихся к верхним дугам хвостовых позвонков. Большая часть лопасти хвостового плавника поддерживается эластиновыми нитями (рис. 26, 5).

В основании скелета спинных и анального плавников лежат радиальные хрящи, которые погружены в толщу мускулатуры. Иногда они сливаются в более крупные образования. Свободная лопасть плавника

поддерживается эластиновыми нитями. У колючей акулы перед каждым спинным плавником расположен роговой шип, который, как и плакоидные чешуи, представляет собой элемент кожного скелета.

СКЕЛЕТ БЕСПОЗВОНОЧНЫХ

Самой древней и примитивной формой внутреннего скелета должна считаться основная перепонка (базовая пластинка), которая находится между эктодермой и энтодермой кишечнополостных. Она выделяется клетками обоих слоев совместно. У медуз эта перепонка (мезоглея) обладает значительной мощностью, иногда она имеет студенистый характер, но часто достигает плотности хряща. Имеются в этой группе и другие виды внутреннего скелета. В щупальцах встречается плотная скелетная ось. У губок скелетные образования являются продуктом выделения клеток мезенхимы и состоят из известковых или кремнёвых игл (рис. 2.1), а иногда и переплетающихся роговых волокон (спонгин). Они возникают в виде правильных структур как продукт выделения мезо- дермальных клеток. В главной своей массе такой скелет является кожным.

Рис. 2.1 . Различные формы игл у губок [6]:

А — одноосная игла; В — трехосная игла; С — четырехосная игла; D — многоосная игла; Е — сложная трехосная игла, или флориком, стеклянных губок; F— неправильная игла

У других беспозвоночных преобладающее значение имеет наружный скелет. Однако у некоторых форм встречается и настоящий хрящ. Это характерно для моллюсков. У головоногих из него построены значительные скелетные образования. Это нечто вроде хрящевого черепа, защищающего нервные узлы, глаза и органы слуха, особый спинной хрящ, хрящи у оснований плавников, замковое устройство.

У бесчерепных, за исключением хорды, нет клеточных скелетных образований. Скелет представлен только хордой, окруженной бесклеточной студенистой тканью и плотными волокнистыми тяжами, которые поддерживают жаберные щели.

СКЕЛЕТ ПОЗВОНОЧНЫХ

Скелет позвоночных в жизни этих животных выполняет двойную функцию. Он защищает животное и его органы от различных механических повреждений, а кроме того, служит опорной частью двигательной системы организма. Соответственно скелет этой группы животных состоит из трех разделов.

1. Осевой скелет туловища, представленный хордой и позвоночником.
2. Скелет органов движения: у рыб — плавников, у наземных животных — передних и задних конечностей с их поясами.
3. Скелет головы — череп, состоящий из осевого отдела (мозговой череп) и висцерального (челюстной и жаберный аппарат).

Самый твердый скелетный материал появляется, как показано выше, сначала только в коже и лишь потом во внутреннем скелете. С появлением настоящей кости значение хряща во внутреннем скелете падает, и он постепенно замещается и вытесняется костью. У высших позвоночных внутренний скелет является вполне костным, а хрящ сохраняется только в тех местах, где требуется более гибкий материал. Можно заметить, что соединительнотканный внутренний скелет замещается хрящевым, а последний — костным.

Коротко проследим основные этапы трансформации внутреннего скелета у групп позвоночных животных.

У всех рыб независимо от структуры ткани скелета имеется ряд общих черт строения, отражающих их первичноводный образ жизни. Скелет туловища у них представлен хорошо расчлененным позвоночником. Имеется два отдела: туловищный с ребрами, охватывающими полость тела с ее органами, и хвостовой отдел — локомоторный. В плавниках появляется самостоятельная система скелетных лучей. Парные плавники имеют, кроме того, пояса конечностей, связывающие правый и левый плавник в одну скелетную систему. Череп рыб надежно соединен с позвоночником. У большинства рыб висцеральный скелет подвижно соединяется с мозговым при помощи подвеска, но оба отдела уже представляют единое целое. У костных рыб развиваются жаберные крышки.

У всех наземных позвоночных (амфибий, рептилий, птиц и зверей) в связи с переходом к наземному образу жизни тоже наблюдается ряд общих черт строения. Скелет непарных плавников полностью исчезает. Передние и задние конечности, предназначенные для передвижения по суше, подвижно расчленены на ряд отделов. Плечевой пояс теряет связь с черепом и укрепляется грудиной. Тазовый пояс прочно причленяется к позвоночнику в его крестцовом отделе. В черепе наземных позвоночных произошли следующие изменения: 1) развитие подвижного сочленения черепа с позвоночником; 2) редукция жаберного скелета и преобразование его в подъязычный аппарат; 3) срастание челюстного аппарата с основанием черепа (аутостилия); 4) обособление среднего уха и слуховых косточек, играющих роль звукопроводящего аппарата;

5) соединение обонятельных полостей с ротовой или глоточной полостью через задние ноздри (хоаны).

Скелет высших классов наземных позвоночных (рептилии, птицы, млекопитающие), объединенных в группу амниот, тоже имеет ряд общих черт.

Их осевой скелет разделяется на пять отделов: 1) шейный — подвижный передний отдел с редуцированными ребрами; 2) грудной отдел с ребрами, соединяющимися с грудиной в грудную клетку, сокращением которой производятся дыхательные движения; 3) поясничный отдел (не всегда ясно выраженный) с приросшими к позвонкам рудиментарными ребрами; 4) крестец, соединенный с тазовым поясом; 5) подвижный хвостовой отдел. Череп амниот окостеневает полностью, грань между покровными и основными окостенениями полностью стирается. Межглазничная перегородка в черепе сужена, и мозговая полость оттеснена назад. Вторичные челюсти, разрастаясь, образуют на дне черепа костный свод — твердое нёбо, отодвигающее хоаны назад по направлению к глоточной области. Конечности становятся мощными органами передвижения.

У птиц весь скелет отражает приспособленность к полету. Преобразование передних конечностей в крылья и двуногое хождение на задних конечностях связаны с облегчением всего скелета и его перестройкой. Облегченный череп с громадными глазницами и клювом присоединяется к очень подвижной шее. Мощная грудная клетка с килем на грудине причленяется к неподвижному грудному отделу позвоночника. Хвостовой отдел укорочен. Сильные ноги причленя- ются к большому тазу и получают прочную опору на усложненном крестце.

У млекопитающих независимо от образа жизни фиксируется постоянное число шейных позвонков и относительно постоянное соотношение между скелетом конечностей и позвоночником. Череп характеризуется мощным развитием обонятельной области и мозговой коробки, появлением в ушной области барабанной кости и сложного звукопроводящего аппарата из трех косточек. Резко выражены раз- нозубость и самостоятельное причленение нижней челюсти через венечный отросток к слуховой области черепа у основания своеобразной скуловой дуги.

Теперь более или менее унифицированно опишем строение внутреннего скелета у крупных групп (классов) позвоночных животных.

Круглоротые. Скелет имеет наиболее примитивное строение. Он представлен хордой, одетой плотным соединительнотканным футляром с зачаточными хрящевыми верхними дужками. Очень слабо замечается разделение скелета на туловищный и хвостовой отделы. У миног появляются зачатки позвонков. Череп защищает головной мозг только снизу и с боков (рис. 2.2, I). Сверху мозг закрыт соединительнотканной пленкой. У миксин не только крыша, но и бока черепа остаются перепончатыми. К черепу примыкают обонятельная и парные слуховые капсулы. Висцеральный скелет представлен скелетом предротовой воронки, жаберной решёткой и околосердечным хрящом, охватывающим сердце сзади и с боков. Язык снабжен острыми зубами. Хвостовой и спинные плавники усилены хрящевыми образованиями.

Хрящевые рыбы. Скелет этих животных полностью хрящевой. Отдельные его детали пропитываются солями и приобретают большую прочность. Осевой скелет состоит из многочисленных позвонков туловищного и хвостового отделов. Тела позвонков амфицельные, т.е. двояковогнутые спереди и сзади. В теле позвонков имеется канал, где проходит хорда, а сверху есть верхние дуги, которые образуют спинномозговой канал. Позвонки туловищного отдела имеют хрящевые ребра.

45 — кость плечевого пояса

Мозговой череп закрывает мозг со всех сторон (см. рис. 2.2, II). Впереди и сзади черепная коробка вздута соответственно положению обонятельных и слуховых капсул. Позади слуховых капсул есть небольшая затылочная область, а перед обонятельными капсулами череп продолжается в вырост — рострум. Впереди часть крыши остается перепончатой. Мозг находится между глазницами — платиба- зальный тип черепа.

Висцеральный череп представлен челюстной, подъязычной и жаберными дугами. Челюстная дуга состоит из нёбно-квадратного хряща, служащего верхней челюстью, и меккелева хряща, который служит нижней челюстью. У большинства хрящевых рыб пять жаберных дуг, и только особо примитивные имеют большее их число.

Скелет непарных плавников образован рядами палочковидных хрящей — радиалий. Хвостовой плавник у большинства хрящевых рыб гетероцеркальный (неравнолопастной). Верхняя лопасть больше, чем нижняя. В нее заходит конец позвоночного столба.

Пояс передних конечностей в виде хрящевой дуги, где правая и левая его половины с брюшной стороны соединяются между собой (рис. 2.3).

Он снабжен снаружи и сбоку выступом, к которому причленяется плавник. В этом месте хрящ очень массивен. Место причленения плавника является границей между спинным и брюшным отделами пояса (лопаточным и коракоидным).

Тазовый пояс образован хрящевой пластинкой, лежащей в мускулатуре перед клоакой. К ее поверхности причленяется скелет брюшных плавников из удлиненного базального хряща и радиальных хрящей.

Парные плавники образованы хрящевыми лучами.

Костные рыбы. У них хрящ в скелете замещается костной тканью в разной степени. В коже образовались покровные кости, погрузившиеся и входящие в состав внутреннего скелета.

Рис. 2.3. Скелет грудного плавника и пояса передних конечностей акулы [14]:

7 — лопаточная часть; 2 — врановая (коракоидная) часть; 3 — передний основной хрящ; 4 — средний основной хрящ; 5 — задний основной хрящ; 6 — хрящевые лучи;
7 — кожные лучи

У большинства рыб хорошо развиты костные позвонки амфи- цельного типа. Хорда сильно редуцирована. Она расширена в межпозвонковом пространстве и сужена в канале в теле позвонка. Типичный туловищный позвонок состоит из цилиндрического тела и его отростков (рис. 2.4).

Верхние отростки охватывают спинномозговой канал с боков и над ним срастаются, образуя верхний остистый отросток. Боковые отростки отходят в стороны и несут нижние ребра.

Мозговой череп (см. рис. 2.2, III) имеет узкое основание, и мозг находится за глазницами — тропибазальный тип черепа. В мозговом черепе у большей части рыб хрящ заменен основными костями, т.е. развившимися путем окостенения хряща. Сверху череп прикрыт тремя парами покровных костей: носовых, лобных, теменных, а по бокам скуловыми костями. Дно мозгового черепа подстилается большой непарной костью — парасфеноидом, а под обонятельной областью лежит парный по происхождению и несущий зубы сошник.

Рис. 2.4. Позвоночник костистой рыбы (С); отдельные позвонки из туловищной (А) и хвостовой (В) области [15]:

7 — верхние дуги; 2 — гемальные дуги; 3 — ребра; 4 — тела позвонков; 5 — сочленовные отростки; 6 — боковые отростки; 7 — верхний и нижний остистые отростки

Висцеральный череп представлен системой челюстной, подъязычной и пяти жаберных дуг. Он относится к гиостильному типу, так как нёбно-квадратный отдел челюстной дуги соединяется с черепом только впереди в обонятельной области. Верхними челюстями служат вторичные кости верхней губы. Подразделяется эта челюсть на два отдела: первичная верхняя челюсть из парных пяти костей и вторичная верхняя челюсть из трех. Нижняя челюсть имеет три парные кости: зубную, сочленовную и угловую. Жаберную крышку составляют четыре покровные кости.

Человеческое тело сохраняет свою форму благодаря костям, составляющим скелет. Если бы скелет не выполнял опорную функцию, то тело было бы округлым и сплющенным из-за огромного количества мягких тканей.

При рождении скелет состоит приблизительно из 350 костей. Затем часть костей срастается, и у взрослого человека скелет насчитывается примерно 206 костей. Точное количество указать невозможно, поскольку существуют дополнительные косточки, которые есть у одних людей, и которых нет у других людей.

Кости скелета можно разделить на осевой скелет (несущая конструкция тела) и добавочный скелет. Также у человека есть проявления экзоскелета (наружного скелета, который хорошо развит у беспозвоночных): зубы, волосы и ногти. Кости имеют разную длину, так бедренная кости у высокого человека может достигать длину 60 см, а носовая кость имеет длину меньше сантиметра.

Кости выполняются следующие функции:

Опорная функция – кости формируют костно-хрящевой остов тела, к которому прикреплены многие внутренние органы и мышцы.
Защитная функция – кости защищают внутренние органы, формируя череп (для защиты головного мозга), позвоночник (для защиты спинного мозга) и реберный каркас (для защиты важных внутренних органов).
Двигательная функция – мышцы используют кости как рычаги для перемещения тела.
Кроветворная функция – в красном костном мозге некоторых костей образуются новые клетки крови.
Накопительная функция – в центральных полостях длинных костей накапливается жир в виде желтого костного мозга. Костная ткань также играет большую роль в обмене веществ, накапливая кальций и фосфор, серу, медь, натрий, калий, магний. При возникновении потребности в каком-то из этих веществ, они выделяются в кровь и распределяются по всему организму.

Полностью развитая кость состоит из неорганического материала (40-50%), органического материала (30-40%) и воды (20%). Большинство костей образуются из хрящевой основы, которая кальцифицируется (обызвествляется) и оссифицируется (окостеневает), формируя истинную кость. Первичные кости скелета (покровные), к которым относятся кости лица, свода черепа и части ключицы, развиваются без хрящевой стадии.

В процессе развития вторичных костей скелета выделяются следующие стадии:

Во втором и третьей месяце эмбрионального периода активизируются остеобласты (клетки, образующие кость).
Остеобласты продуцируют матрикс – материал между клетками, который состоит из большого количества коллагена (волокнистый белок), укрепляющего ткань.
Межклеточное пространство между клетками укрепляется, и клетки становятся остеоцитами (живыми клетками). Они уже не производят новую кость, но составляют строму кости.
В течение всей жизни остеокласты разрушают, реконструируют и восстанавливают кость. С возрастом эти процессы замедляются, и кости у пожилых людей становятся более слабыми и хрупкими.

Благодаря остеобластам и остеокластам, которые участвуют в построении и разрушении кости, кости могут постепенно приспосабливаться к потребностям тела по форме и прочности.

По плотности различают следующие типы костей:

Компактная кость образует диафизы (удлиненную среднюю часть кости) и эпифизы (концевые расширения кости) длинных костей.

На поперечном срезе такой кости можно увидеть скопление остеопов (гаверсовых систем), представляющих собой удлиненные цилиндры. Цилиндры ориентированы по длинной оси кости и состоят из центрального гаверсова канала. Этот канал содержит кровеносные сосуды, лимфатические сосуды и нервы, которые окружены концентрическими пластинами кости (пластинки). Между пластинками есть лакуны, содержащие лимфу и остеоциты. Лакуны связываются между собой через тонкие каналы – лимфатические канальцы в гаверсовом канале, которые обеспечивают остеоциты питанием из лимфы. Множественные трубчатые пластинки придают кости большую прочность. Перпендикулярно к длинной оси кости проходят фолькманновы (перфорационные) каналы, через которые проходят кровеносные сосуды и нервные волокна.

Губчатая (решетчатая, спонгиозная) кость образуется в эпифизах (концевых расширениях), телах позвонков и других костях, которые не имеют расширений. Губчатая кость состоит из трабекул (перекладин), которые представляют собой связанные канальцами остеоциты и беспорядочно построенные пластинки. Гаверсовых систем нет, однако есть множественные открытые пространства в виде ячеистой структуры, которые подобны большим гаверсовым каналам. Эти открытые пространства заполнены кровеносными сосудами, желтым или красным костным мозгом, образуя динамическую решетку, которая способна постепенно изменяться в ответ на мышечное напряжение и воздействие веса.

По форме выделяют следующие типы костей:

Длинные (трубчатые) кости состоят в основном из компактной кости и имеют удлиненную среднюю часть (диафиз) и два концевых расширения (эпифизы). Длинными костями являются кости бедра, плеча и большая берцовая кость. Они участвуют в сложных двигательных процессах: бег, прыжки, вытягивание рук.
Короткие кости образованы в основном губчатой костной тканью, имеют кубическую форму. К коротким костям относят кости запястья и предплюсны. Отдельно среди коротких костей выделяют сесамовидные кости, которые образуются и расположены в пределах сухожилия. К сесамовидным костям относятся надколенник (коленная чашечка) и гороховидная кость у медиального конца складки запястья.
Плоские кости состоят из губчатой костной ткани, которая расположена между двумя тонкими слоями компактной кости. Плоские кости тонкие, часто изогнутые. К таким костям относятся ребра, грудина и большинство костей черепа.
Несимметричные кости образованы в основном губчатой костной тканью, покрыты тонкими слоями компактной кости и имеют составную форму. К ним относятся тазовые кости, позвонки и отдельные кости черепа.

Хрящ или хрящевина может быть временным образованием, которое затем замещается костью, или постоянным дополнением к кости. Кость плотнее и прочнее хряща.

Хрящ образован хондроцитами – живыми клетками. Хондроциты расположены в лакунах и окружены межклеточным веществом, богатым коллагеном. Хрящ почти не пронизан кровеносными сосудами, и питается из окружающей тканей жидкости.

Выделяют три основных типа хрящей:

Гиалиновый хрящ является временной основой для развития костей, затем он остается рядом с костью в следующих формах: реберные хрящи, суставной хрящ синовиального сустава, хрящевые пластинки между раздельно окостеневающими зонами кости в периоде роста, мочевидный отросток грудины, хрящи в носовой перегородке, гортани, кольцах бронхов и трахеи.

Белый волокнистый хрящ состоит из белой волокнистой ткани, его ткань эластичнее и прочнее гиалинового хряща. На рисунке проиллюстрировано расположение белых волокнистых хрящей в человеческом организме.

Желтый волокнистый хрящ содержит желтые эластические волокна. Его можно найти в ушной раковине, евстахиевой трубе среднего уха, надгортаннике.

Вначале, в центре диафиза начинается преобразование хряща. Затем на концах костей образуются вторичные центры, которые формируют кость. Из этих центров происходит рост кости до двадцатилетнего возраста, после чего зоны роста уплотняются.

Длинные кости состоят из следующих частей:

Диафиз (центральная часть длинной кости) – состоит из костномозговой полости, заполненной костным мозгом и окруженной плотной костной тканью. Образуется диафиз из одного или нескольких первичных участков окостенения, снабжается одним или несколькими артериями.
Эпифиз – концевая часть кости, отделенная от основного тела незрелым костным хрящом. Эпифиз формируется из вторичного участка окостенения и состоит из губчатой кости.
Эпифизарная линия – остаток эпифизарной пластины гиалиного хряща. Это зона роста длинной кости и встречается в молодой, растущей кости. Во взрослом состоянии пластина постепенно замещается костью, остается только остаточная линия.
Суставной хрящ – гладкий, гибкий, пористый, нечувствительный, располагается в пределах синовиального сустава в тех местах, где соприкасаются две кости.
Надкостница – волокнистая мембранозная ткань, образует двухслойную оболочку, которая окутывает внешнюю поверхностью кости. Оболочка надкостницы очень чувствительна. Внешний слой состоит из плотной неоформленной соединительной ткани, а внутренний – из остеобластов и остеокластов. В надкостнице есть кровеносные и лимфатические сосуды, которые проникают в кость через питательные каналы, и нервные волокна. Надкостница прикрепляется к кости волокнами Шарпея (состоят из коллагена) и образует точки прикреплений для связок и сухожилий.
Костномозговая полость – полость диафиза, которая содержит костный мозг. Костный мозг у молодых людей красный, а с возрастом превращается в большинстве костей в желтый костный мозг.
Красный костный мозг – студенистое вещество красного цвета, состоящее из красных и белых клеток крови на разных стадиях развития. Красный костный мозг располагается в костномозговых полостях длинных и плоских костей, в губчатой части. У взрослых людей красный костный мозг, продуцирующий новые красные клетки крови, расположен в плоских костях (грудине), несимметричных (тазовые кости), головках бедренной и плечевой кости.
Желтый костный мозг – жировая соединительная ткань, которая не способна производить клетки крови.

Выступы на костях, которые участвуют в образовании суставов:

Головка – расширение, обычно круглой формы, которое располагается на одном конце кости.
Суставнаяфасетка – практически гладкая и плоская поверхность на одном конце кости, которая соединена с другой костью.
Мыщелок – большое округлое утолщение или выступ эпифиза, соединяется с другой костью (располагается в коленном суставе).

Выступы на костях в местах прикрепления мышц и связок:

Выступы – большие округлые, с шероховатой поверхностью. Расположены в основном на седалищной кости (бугор седалищной кости) и на голени (бугор большеберцовой кости).
Гребень – узкий выступ, часто вперед выступающий.
Граница или кайма – узкий выступ, который служит для разделения двух поверхностей.
Остистый отросток – острый, узкий, хорошо заметен снаружи. К таким отросткам относятся отростки позвонков, ости повздошной кости или лопатки.
Вертел на бедре – очень большой, тупоугольный, несимметричный.
Бугорок – меньший выступ, с шероховатой поверхностью.
Надмыщелок – приподнятая область выше мыщелка.

Углубления и отверстия для прохождения кровеносных сосудов и нервов:

Пазуха представляет собой заполненную воздухом и покрытую оболочкой костную полость (такие пазухи есть только в черепе).
Ямка – это углубление в кости, которое обычно выступает в качестве суставной поверхности.
Отверстие в кости может быть круглым или овальным.

Читайте также: