Как соединены между собой кости. Соединение костей (анатомия человека). Средства сохранения неподвижности соединений костей
Существуют два основных типа соединений костей: непрерывные и прерывные, или суставы . Непрерывные соединения имеются у всех низших позвоночных и на эмбриональных стадиях развития у высших. Когда у последних формируются закладки костей, между ними сохраняется их исходный материал (соединительная ткань, хрящ). При помощи этого материала происходит сращение костей, т.е. образуется непрерывное соединение. Прерывные соединения развиваются на более поздних стадиях онтогенеза у наземных позвоночных и являются более совершенными, так как обеспечивают более дифференцированную подвижность частей скелета. Они развиваются вследствие возникновения щели в исходном материале, сохранившемся между костями. В последнем случае остатки хряща покрывают сочленяющиеся поверхности костей. Существует еще третий, промежуточный тип соединений – полусустав.
Непрерывные соединения. Непрерывное соединение –синартроз, или сращение, имеет место в том случае, когда кости связаны друг с другом соединяющей тканью. Движения при этом крайне ограниченны или вовсе отсутствуют. По характеру связующей ткани различают соединительнотканные сращения, или синдесмозы (рис. 1.5, A ), хрящевые сращения, или синхондрозы , и сращения при помощи костной ткани – синостозы.
Синдесмозы бывают трех родов: 1) межкостные перепонки, например между костями предплечья или
голени; 2) связки, соединяющие кости (но не связанные с суставами), например связки между отростками позвонков или их дугами; 3) швы между костями черепа.
Межкостные перепонки и связки допускают некоторое смещение костей. В швах прослойка соединительной ткани между костями очень незначительна и движения невозможны.
Синхондрозом является, например, соединение I ребра с грудиной посредством реберного хряща, упругость которого допускает некоторую подвижность этих костей.
Синостозы развиваются из синдесмозов и синхондрозов с возрастом, когда соединительная ткань или хрящ между концами некоторых костей заменяется костной тканью. Примером могут служить сращение крестцовых позвонков и заросшие швы черепа. Движения здесь, естественно, отсутствуют.
3. Прерывные (синовиальные) соединения костей. Строение сустава. Классификация суставов по форме суставных поверхностей, количеству осей и по функции.
Прерывные соединения. Прерывное соединение –диартроз, сочленение, или сустав, характеризуется незначительным пространством (щелью) между концами соединяющихся костей. Различают суставы простые, образованные лишь двумя костями (например, плечевой сустав), сложные – когда в соединение входит большее число костей (например, локтевой сустав), и комбинированные, допускающие движение лишь одновременное с движением в других анатомически обособленных суставах (например, проксимальный и дистальный лучелоктевые суставы). В состав сустава входят: суставные поверхности, суставная сумка, или капсула, и суставная полость.
Суставные поверхности соединяющих костей более или менее соответствуют друг другу (конгруэнтны). На одной кости, образующей сустав, суставная поверхность обычно выпуклая и носит название головки. На другой кости развивается соответствующая головке вогнутость – впадина, или ямка. Как головка, так и ямка могут быть образованы двумя или несколькими костями. Суставные поверхности покрыты гиалиновым хрящом, что снижает трение и облегчает движение в суставе.
Суставная сумка прирастает к краям суставных поверхностей костей и образует герметичную суставную полость. Суставная сумка состоит из двух слоев. Поверхностный, фиброзный слой, образован волокнистой соединительной тканью, сливается с надкостницей сочленяющихся костей и несет защитную функцию. Внутренний, или синовиальный, слой богат кровеносными сосудами. Он образует выросты (ворсинки), выделяющие вязкую жидкость – синовию, которая смазывает сочленяющиеся поверхности и облегчает их скольжение. В нормально функционирующих суставах очень мало синовии, например в самом крупном из них – коленном – не более 3,5 см 3 . В некоторых суставах (в коленном), синовиальная оболочка образует складки, в которых откладывается жир, имеющий здесь защитную функцию. В других суставах, например, в плечевом, синовиальная оболочка образует наружные выпячивания, над которыми почти отсутствует фиброзный слой. Эти выпячивания в виде синовиальных сумок располагаются в области прикрепления сухожилий и уменьшают трение при движениях.
Суставной полостью называется герметически закрытое щелевидное пространство, ограниченное сочленяющими поверхностями костей и суставной сумкой. Оно заполнено синовией. В суставной полости между суставными поверхностями имеется отрицательное давление (ниже атмосферного). Атмосферное давление, испытываемое капсулой, способствует укреплению сустава. Поэтому при некоторых заболеваниях повышается чувствительность суставов к колебаниям атмосферного давления, и такие больные могут "предсказывать" изменения погоды. Плотное прижатие суставных поверхностей друг к другу в ряде суставов обусловлено тонусом, или активным напряжением мускулатуры.
Помимо обязательных, в суставе могут встречаться вспомогательные образования. К ним относятся суставные связки и губы, внутрисуставные диски, мениски и сесамовидные (от араб, sesamo – зерно) кости.
Суставные связки представляют собой пучки плотной волокнистой ткани. Они расположены в толще или поверх суставной сумки. Это местные утолщения ее фиброзного слоя. Перекидываясь через сустав и прикрепляясь к костям, связки укрепляют сочленение. Однако основная их роль заключается в ограничении размаха движения: они не допускают его перехода за известные пределы. Большинство связок не эластичны, но очень прочны. В некоторых суставах, например в коленном, есть внутрисуставные связки.
Суставные губы состоят из волокнистого хряща, кольцевидно охватывающего края суставных впадин, площадь которых они дополняют и увеличивают. Суставные губы придают суставу большую прочность, но уменьшают размах движений (например, плечевой сустав).
Диски и мениски представляют собой хрящевые прокладки – сплошные и с отверстием. Они располагаются внутри сустава между суставными поверхностями, а по краям срастаются с суставной сумкой. Поверхности дисков и менисков повторяют форму суставных поверхностей костей, прилегающих к ним с обеих сторон. Диски и мениски содействуют разнообразию движений в суставе. Они имеются в коленном и нижнечелюстном суставах.
Сесамовидные кости невелики и располагаются вблизи некоторых суставов. Одни из этих костей залегают в толще суставной сумки и увеличивая площадь суставной ямки, сочленяются с суставной головкой (например, в суставе большого пальца стопы); другие включаются в сухожилия мышц, перекидывающихся через сустав (например, надколенник, который заключен в сухожилие четырехглавой мышцы бедра). Сесамовидные кости относятся также к вспомогательным образованиям мышц.
Классификация суставов основывается на сравнении формы сочленовных поверхностей с отрезками различных геометрических фигур вращения, получающихся от движения прямой или кривой линии (так называемой образующей) вокруг неподвижной условной оси. Разные формы движения образующей линии дают разные тела вращения. Например, прямая образующая, вращаясь параллельно оси, опишет цилиндрическую фигуру, а образующая в виде полуокружности дает шар. Суставная поверхность определенной геометрической формы позволяет совершать движения только по свойственным этой форме осям. Вследствие этого суставы классифицируются на одноосные, двуосные и трехосные (или практически многоосные).
Одноосные суставы могут быть цилиндрическими или блоковидными.
Цилиндрический сустав имеет суставные поверхности в виде цилиндров, причем выпуклая поверхность охватывается вогнутой впадиной. Ось вращения вертикальная, параллельна длинной оси сочленяющих костей. Она обеспечивает движение по одной вертикальной оси. В цилиндрическом суставе возможно вращение по оси внутрь и наружу. Примерами служат сочленения между лучевой и локтевой костями и сустав между зубом эпистрофея и атлантом.
Блоковидный сустав представляет собой разновидность цилиндрического, отличается от него тем, что ось вращения проходит перпендикулярно оси вращающейся кости и называется поперечной или фронтальной. В суставе возможны сгибание и разгибание. Примером являются межфланговые суставы.
Двуосные суставы могут быть седловидными (в одном направлении суставная поверхность вогнута, а в другом, перпендикулярном ему, – выпукла) и эллипсоидными (суставные поверхности эллипсоидные). Эллипс как тело вращения имеет только одну ось. Возможность движения в эллипсоидном суставе вокруг второй оси обусловлена неполным совпадением суставных поверхностей. Двуосные суставы допускают движения вокруг двух, расположенных в одной плоскости, но взаимно перпендикулярных осей: сгибание и разгибание вокруг фронтальной оси, приведение (к средней плоскости) и отведение вокруг сагиттальной оси. Примером эллипсоидного сустава может служить лучезапястный, а седловидного – запястно-пястный сустав 1 пальца руки.
Трехосные суставы бывают шаровидными и плоскими.
Шаровидные суставы – самые подвижные сочленения. Движения в них происходят вокруг трех главных взаимно перпендикулярных и пересекающихся в центре головки осей: фронтальной (сгибание и разгибание), вертикальной (вращение внутрь и наружу) и сагиттальной (приведение и отведение). Но через центр суставной головки можно провести бесконечное количество осей, поэтому сустав и оказывается практически многоосным. Таков, например, плечевой сустав.
Одной из разновидностей шаровидного сустава является ореховидный сустав, в котором значительная часть суставной шаровидной головки охватывается шаровидной суставной впадиной и в результате ограничивается размах движения. Примером служит тазобедренный сустав. Движения в нем могут происходить в любых плоскостях, но размах движений ограничен.
Плоский сустав – это отрезок шара с очень большим радиусом, благодаря чему кривизна сочленяющихся поверхностей очень незначительна: выделить головку и ямку нельзя. Сустав малоподвижен и допускает лишь незначительное скольжение сочленяющихся поверхностей в различных направлениях. Примером является сустав между сочленовными отростками грудных позвонков.
Кроме описанных движений, в двуосных и трехосных суставах возможно еще движение, называемое круговым. При этом движении конец кости, противоположный закрепленному в суставе, описывает круг, а кость в целом – поверхность конуса.
Полусустав характеризуется тем, что кости в нем соединяются хрящевой прокладкой, которая имеет внутри щелевидную полость. Суставная капсула отсутствует. Таким образом, этот вид соединения представляет собой переходную форму между синхондрозом и диартрозом (между лонными костями таза).
В теле взрослого человека 206 костей, в то время как у новорожденного ребенка их количество доходит до 350, затем в процессе жизни они срастаются. Большинство из них парные, 33-34 остаются непарными. Приводятся в движение кости при помощи мышц и сухожилий. Кости образуют скелет: позвоночник, верхние и нижние конечности и череп. Для того чтобы соединить их между собой, существуют различные типы соединения костей.
Функции скелета человека
Главные - опора для внутренних органов, а также обеспечение человеку возможности перемещения в пространстве. Для того чтобы успешно их выполнять, кости должны обладать, с одной стороны, прочностью, с другой - упругостью и легкостью. Обе эти функции обеспечиваются в том числе и благодаря различным видам соединения костей.
Помимо опоры, кости являются защитой для внутренних органов, а также кроветворными органами (за счет губчатого вещества, содержащего красный костный мозг).
Типы соединения костей
В организме человека встречаются разные плоские, трубчатые, смешанные, короткие и длинные. Существуют различные типы соединения костей человека, которые обеспечивают скелету возможность выполнения его функций. Не существует единой классификации типов сочленений костей. Одни источники делят соединения костей на два, другие - на три типа. В соответствии с первой версией, это подвижные и неподвижные соединения. Третий тип, который не все относят к самостоятельным, - это полуподвижные соединения. Наиболее наглядно представляет типы соединения костей таблица. Ниже представлены типы подвижных соединений.
Непрерывные, или неподвижные соединения
Непрерывные соединения костей - это те, которые не имеют полости и являются неподвижными. Определить неподвижное соединение можно даже по внешнему виду - смыкаемые поверхности имеют шероховатости, зазубрины, то есть являются неровными.
Смыкаются обе поверхности при помощи соединительной ткани.
Примером являются соединения костей черепа, которые образуются с помощью костного шва.
Другие неподвижные соединения срастаются друг с другом, то есть замещается костной, что придает данному отделу особую прочность. Такие виды соединения костей можно встретить в позвоночнике, в крестцовом отделе, где копчик представляет собой пять сросшихся копчиковых позвонков.
Средства сохранения неподвижности соединений костей
Как видно из примеров, неподвижность обеспечивается разными способами, поэтому существуют основные типы соединения костей непрерывным способом:
- Тип соединения посредством соединительной ткани плотноволокнистого типа (кости рядом с суставами).
- Синдесмозы, представляющие собой соединения при помощи соединительной ткани (например, костей предплечья).
- Синхондрозы - при помощи хряща (соединение позвонков в позвоночнике).
- Синостозы, то есть костные соединения (кости черепа, копчик).
Первый и второй пункты - это типы соединения костей человека при помощи различных поэтому их относят к фиброзным соединениям.
Синдесмозы осуществляют свою функцию при помощи связок, которые дополнительно укрепляют соединения костей.
Понятие о связках
Они представляют собой тяжи, образованные пучками эластичных и коллагеновых волокон. В зависимости от того, какой тип преобладает в той или иной связке, их делят на эластичные и коллагеновые.
В зависимости от необходимой амплитуды колебания костей связки могут быть короткими или длинными.
Выделяют также классификацию тяжей по принадлежности к суставам - суставные и внесуставные.
Связки нужны не только для соединения костей, у них имеется еще несколько важных функций:
- Каркасная роль, поскольку связками начинаются мышцы.
- Удерживают и фиксируют между собой различные участки костей либо частей тела (крестцово-бугорная связка).
- С помощью связок образуется другая анатомическая структура (например, свод либо ниша для прохождения нервов и сосудов).
Типы соединительнотканных соединений
Помимо связок, соединения костей могут быть образованы соединительной тканью и называться мембранами. Их отличие заключается в том, что мембрана заполняет пространство между костями, причем расстояние между ними довольно большое. Чаще всего мембраны состоят из эластичных волокон. Однако по своим функциям они выполняют одинаковую роль со связками.
Следующим видом соединительнотканной связи между костями является родничок. Такой тип можно наблюдать у новорожденных и детей до года, пока роднички не зарастают. Это образование, которое имеет мало эластичных волокон и представлено преимущественно промежуточным веществом. Такое соединение позволяет костям черепа изменять конфигурацию для прохождения по родовому каналу.
Шов можно встретить, изучая, например, соединения костей могут быть различной формы, имея аналогичные названия - зубчатый, плоский, чешуйчатый.
Вколачивания соединяют альвеолярные отростки с зубами. в этой области носит название "периодонт". Он имеет хорошее кровоснабжение и нервную иннервацию за счет сосудов и нервных волокон в промежуточном веществе. В состав периодонта входят также эластичные и коллагеновые волокна.
Подвижные соединения
Следующие костей - подвижные. К ним относят суставы (диартрозы). Прерывными такие виды соединения костей называют из-за того, что всегда между их поверхностями есть полость. Для того чтобы обеспечивать подвижность, они состоят из суставных поверхностей, суставной сумки и полости.
Составные части
Суставные поверхности - это те части костей, которые примыкают друг к другу в суставной сумке. Они покрыты хрящом, называемым суставным.
Для того чтобы такое соединение исправно в течение жизни человека могло выполнять свою функцию, в сумке имеется полость, заполненная жидкостью, смазывающей поверхности смыкания. Кроме того, жидкость выполняет амортизационные функции, обеспечивая выносливость суставам, и предоставляет необходимое питание суставному хрящу.
Суставная сумка защищает суставные поверхности от повреждения, для выполнения этой функции она состоит из нескольких слоев: фиброзного и синовиального. Внутренняя синовиальная мембрана обеспечивает богатое кровоснабжение.
Кроме обязательных, в суставе могут присутствовать и дополнительные элементы: хрящи и связки, синовиальные сумки, сесамовидные кости и синовиальные складки.
Классификация суставов по различным параметрам
Суставы могут быть разной формы: шаровидной, эллипсовидной, плоской, седловидной и т. д. В соответствии с ней выделяют и одноименные суставы. Различают классификацию и по проекции движения - одноосные, двухосные и многоосные. К одноосным относят блоковидные и цилиндрические суставы (например, голеностопный, межфаланговый). Двухосные суставы - эллипсоидные или седловидные (лучезапястно-пястный, лучезапястный). К многоосным относят суставы, имеющие шаровидную форму - плечевой, тазобедренный.
По форме сустава можно предположить, в каких направлениях будет осуществляться его движение. Например, шаровидный осуществляет движения в разных направлениях, то есть является трехосным.
По устройству различают простые и сложные суставы. Простые состоят из двух костей, сложные - из трех и более.
Суставы могут выполнять движения следующих видов: сгибание-разгибание, приведение-отведение, вращение (внутрь и наружу, а также круговое).
Полуподвижные соединения костей
Многие не считают эту группу самостоятельной. К полуподвижным соединениям относятся те, что образованы хрящами, то есть, с одной стороны, не являются подвижными, как суставы, однако обладают определенной степенью гибкости.
Тип соединения при помощи хряща рассматривается как один из видов неподвижного соединения - синхондроз, который не является полуподвижным, как думают многие. Между синхондрозами и полуподвижными соединениями есть разница: в последних имеется небольшая полость, за счет чего и обеспечивается подвижность.
Полупрерывные соединения также называют симфизами. При определенных условиях они могут несколько расходиться между собой. Так, лобковый симфиз позволяет в родах обеспечить прохождение плода по родовым путям.
Вместо заключения
Итак, мы познакомились с основными типами соединений человеческих костей, их особенностями и функциями, которые они выполняют.
При рассмотрении такой темы, как типы соединения костей человека, таблица и схема будут лучшими помощниками, так как они дают возможность наглядно увидеть и понять классификацию.
Скелет человека состоит из костей самой разнообразной формы и величины; по количеству их свыше двухсот (табл. I, II).
Различают кости длинные, короткие, плоские и смешанные. Длинные кости обычно располагаются на конечностях; в них различают тело и два конца. Тело имеет строение и форму трубки, которая к концам расширяется; внутри этой трубки имеется полость, в которой лежит костный мозг. Поэтому такая кость называется длинной, трубчатой костью. Расширенные оба конца внутри имеют губчатое строение, а снаружи несут на себе суставные площадки для сочленения с примыкающими к ним костями. Типичная длинная трубчатая кость - бедренная (рис. 5, 12).
Короткие кости располагаются в тех местах, которые несут на себе большую тяжесть. Например, на стопе, на позвоночнике.
Плоские или широкие кости ограничивают объемы тела и создают вместилища для внутренних органов, например таз, череп.
Смешанные кости большей частью входят в состав черепа и отдельно в пластической анатомии не рассматриваются; к смешанным костям также относятся и ребра.
Кости обладают огромной прочностью и сопротивляемостью. К старости кости делаются более хрупкими. Рост костей в длину прекращается примерно к 25 годам, чем обусловливается прекращение роста человека. Но развитие костей, увеличение их прочности или ослабление в связи с рабочими процессами, большей или меньшей рабочей нагрузкой не прекращается; то же свойственно и остальным тканям тела, в том числе и мускулатуре.
На поверхности костей скелета имеются выступы, шероховатости - места прикрепления мышц. На тех местах, где кости примыкают друг к другу, образуя суставы, имеются площадки разнообразной формы, покрытые хрящом. В местах, где кости свободны от прикрепления мышц, они имеют гладкую поверхность.
Рис. 5. Строение сустава Л - внешним вид плечевого сустава; Б -сустав в разрезе:
f - сумка сустава, 2- полость сустава и разрез кости (показано губчатое строение) кости)
Скелет является подвижной твердой основной конструкцией, на которую опирается вся мягкая масса туловища. Конструкция эта образуется из разнообразных костей, подвижно, малоподвижно и неподвижно соединенных между собой, и приводится в движение разнообразными мускулами.
СОЕДИНЕНИЯ КОСТЕЙ МЕЖДУ СОБОЙ -ШВЫ, ХРЯЩИ, СУСТАВЫ
Рис. 7. Сложный сустав (локтевой):
1 - плечевая кость, 2- лучевая кость. 3 - локтевая кость
Рис. 6. Схемы различных видов суставов: I- цилиндрический, 2 - блоковндный, 3 - плоский, 4 - седловидный. 5 - яйцевидный. 6 - шаровидный
Имеются два вида соединения костей между собой: 1) непрерывное и неподвижное, непрерывное и малоподвижное; 2) прерывистое и подвижное.
1. Непрерывное и неподвижное соединения характерны тем, что кости так скреплены друг с другом, что между ними совсем отсутствует движение, например, на черепе большинство костей соединены между собой при помощи швов и костных сращений-
Непрерывное и малоподвижное соединения отличаются тем, что кости скреплены между собой хрящом. Такие соединения дают возможность костям незначительно сгибаться относительно друг друга. Таковы соединения между ребрами и грудиной, между телами позвонков (см. рис. 9).
2. Прерывистые и подвижные соединения - это соединения при помощи суставов.
Наибольший интерес для изучения движений и изменения формы представляют суставы.
Кости, сочленяющиеся в суставах, соединяются и приводятся в движение мышцами. Движения в конечностях и других местах тела обычно бывают результатом движений в нескольких различных суставах. Сустав образуется двумя или несколькими костями. Кости соприкасаются своими концами, которые покрыты суставным хрящом и заключены в герметическую суставную сумку; внутренняя поверхность сумки выделяет облегчающую скольжение костей синовиальную жидкость. Сумки суставов обычно укреплены связками (рис. 5)-
Направление и объем движений в суставе зависит от его формы. Суставные поверхности имеют форму, напоминающую геометрические тела, и как эти тела они обладают соответствующими осями вращения. По числу осей вращения можно различать суставы: одноосные, двухосные. многоосные, плоские (рис. 6).
Одноосные суставы имеют одну ось вращения - это цилиндрические и блоковидные суставы.
В цилиндрических суставах одна поверхность близка по форме к цилиндру, в то время как другая поверхность соответственно этому цилиндру вогнута. Примером такого сустава могут служить суставы между локтевой и лучевой костью (рис. 7).
Блоковидные суставы - это разновидность цилиндрических. Здесь тоже одна ось вращения, только на выпуклой поверхности имеется гребешок, а на вогнутой - соответственный ему желобок, в котором этот гребешок скользит. Примером могут служить суставы между фалангами пальцев рук и ног (см. рис. 14,21).
Двухосные суставы имеют две оси вращения - это эллипсоидные, или яйцевидные, и седловидные суставы (рис. 6).
В эллипсоидных суставах одна сочленяющаяся поверхность имеет выпуклую немного вытянутую в длину форму (отрезок эллипсоида), другая же - соответственно вогнутую площадку. Примером может служить лучезапястный сустав; в нем возможны движения сгибания и разгибания и движения под прямым углом в стороны - отведения и приведения.
В седловидных суставах (рис. 6) сочленяющиеся поверхности имеют форму двух вогнуто-выпуклых поверхностей, крест-накрест наложенных друг на друга - оси обоих поверхностей пересекаются и движение возможно вокруг двух осей: сгибание и разгибание, отведение и приведение. Примером может служить пястно-запястный сустав большого пальца между I пястной костью и большой многоугольной. Кроме того, в обоих суставах возможно круговое движение, когда, например, кисть, двигаясь в лучезапястном суставе, описывает концами пальцев в воздухе подобие круга, причем кисть не вращается относительно лучевой кости.
То же движение свойственно и большому пальцу в его пястно-запястном суставе, при этом конец большого пальца, не вращаясь, описывает в воздухе подобие круга.
Многоосные-шаровидные суставы - наиболе подвижные. Сочленовная поверхность одной кости имеет форму отрезка шара, а на другой кости имеется соответствующая этому вогнутая поверхность. Примером может служить плечевой сустав, в котором возможны самые разнообразные, в том числе и вращательные движения (см. рис. 5).
Плоские суставы - в них поверхности сочленяющихся костей или плоские или с очень малой кривизной. Сочленяющиеся в этих суставах кости могут лишь слегка скользить относительно друг друга, например, на своде стопы, где взаимное незначительное скольжение костей в нескольких цепочкой лежащих суставах придает своду стопы необходимую упругость (см. рис. 14).
Если сочленяются две кости, сустав называется простым, при сочленении нескольких костей - сложным (рис. 7).
Соответствие сочленяющихся в суставе поверхностей костей но форме и размерам друг другу носит название конгруэнтность, а поверхности называют конгруэнтными. В случае когда поверхности недостаточно конгруэнтны, в некоторых суставах между ними залегают хрящи, исправляющие эти несоответствия.
В грудинно-ключичном и нижнечелюстном суставах такой хрящ делит сустав на две камеры и способствует более обширному движению в суставе.
Кости скелета человека объединяются в общую функциональную систему (пассивная часть опорно-двигательного аппарата) при помощи различных видов соединения. Все соединения костей разделяются натри вида: непрерывные, прерывные и симфизы. В зависимости от вида тканей, которые соединяют кости, выделяют следующие виды непрерывных соединений: фиброзные, костные и синхондрозы (хрящевые соединения) (рис. 9).
Рис. 9. Виды соединения костей (схема):
А - сустав; Б - фиброзное соединение; В - синхондроз (хрящевое соединение); Г- симфиз (гемиартроз); 1 - надкостница; 2- кость; 3- волокнистая соединительная ткань; 4 - хрящ; 5 - синовиальная мембрана; 6 - фиброзная мембрана; 7 - суставной хрящ; 8 - суставная полость; 9 - щель в межлобковом диске; 10- межлобковый диск
Фиброзные соединения обладают большой прочностью и малой подвижностью. К ним относятся синдесмозы (связки и межкостные перепонки), швы и вколачивание.
Связки представляют собой толстые пучки или пластины, образованные плотной волокнистой соединительной тканью с большим количеством коллагеновых волокон. В большинстве случаев связки соединяют две кости и подкрепляют суставы, ограничивая их движение, выдерживают значительные нагрузки.
Межкостные перепонки соединяют диафизы трубчатых костей, служат местом прикрепления мышц. В межкостных перепонках есть отверстия, через которые проходят кровеносные сосуды и нервы.
Разновидностью фиброзных соединений являются швы черепа, которые в зависимости от конфигурации соединяемых краев кости бывают губчатыми, чешуйчатыми и плоскими. Во всех видах швов между соединенными костями находятся тонкие прослойки соединительной ткани.
Вколачивание - особый вид фиброзного соединения, которое наблюдается в соединении зуба с костной тканью зубной альвеолы. Между зубом и костной стенкой содержится тонкая пластинка соединительной ткани - пара-донт.
Синхондрозы - соединения костей при помощи хрящевой ткани. Для них характерны упругость, прочность; они выполняют амортизационную функцию.
Замещение между костями хрящевой прослойки костной тканью называется синостозом. Подвижность в таких соединениях исчезает, а прочность возрастает.
Прерывные (синовиальные или суставные) соединения - наиболее подвижные соединения костей. Они обладают большой подвижностью и разнообразием движений. Характерными признаками сустава являются наличие суставных поверхностей, суставной полости, синовиальной жидкости и капсулы. Суставные поверхности костей покрыты гиалиновым хрящом толщиной от 0,25 до 6 мм в зависимости от нагрузки на сустав. Суставная полость - это щелевидное пространство между суставными поверхностями костей, которое окружено со всех сторон суставной капсулой и содержит в яебольшом количестве синовиальную жидкость.
Суставная капсула охватывает соединяющиеся концы костей, образует герметичный мешок, стенки которого имеют два слоя: наружный - фиброзный и внутренний - синовиальную оболочку.
Наружный фиброзный слой состоит из плотной волокнистой соединительной ткани с продольным направлением волокон и обеспечивает суставной капсуле значительную прочность. В некоторых суставах фиброзный слой может образовывать утолщения (капсульные связки), укрепляющие суставную сумку.
Внутренний слой (синовиальная оболочка) имеет небольшие выросты (ворсинки, богатые кровеносными сосудами), которые значительно увеличивают поверхность слоя. Синовиальная оболочка вырабатывает жидкость, которая увлажняет сочленяющиеся суставные поверхности, устраняя их трение друг о друга. Кроме того, эта оболочка и всасывает жидкость, обеспечивая непрерывный процесс обмена веществ.
При несоответствии суставных поверхностей между ними находятся хрящевые пластинки разной формы - суставные диски и мениски. Они способны смещаться при движениях, сглаживать неровности сочленяющихся поверхностей и выполняют амортизационную функцию.
В некоторых случаях (например, плечевой сустав) по краю суставной поверхности в одной из костей располагается суставная губа, которая углубляет ее, увеличивает площадь сустава, придает большее соответствие формы сочленяющихся поверхностей.
В зависимости от строения сочленяющихся поверхностей в суставах могут совершаться движения вокруг различных осей. Сгибание и разгибание - это движения вокруг фронтальной оси; отведение и приведение - вокруг сагиттальной оси; вращение - вокруг продольной оси; круговое вращение - вокруг всех осей. Амплитуда и объем движений в суставах зависят от разности угловых градусов сочленяющих поверхностей. Чем больше эта разность, тем больше размах движений.
По количеству сочленяющихся костей, форме их суставных поверхностей суставы могут отличаться друг от друга.
Сустав, образованный только двумя суставными поверхностями, называется простым, а сустав из трех и более суставных поверхностей - сложным.
Различают комплексные и комбинированные суставы. Первые характеризуются наличием между сочленяющимися поверхностями суставного диска или мениска; вторые представлены двумя анатомически изолированными суставами, которые действуют совместно (височно-нижнечелю-стной сустав).
По форме суставных поверхностей суставы делятся на цилиндрические, эллипсовидные и шаровидные (рис. 10).
Рис. 10. Формы суставов:
1 - блоковидный; 2 - эллипсовидный; 3 - седловидный; 4 - шаровидный
Встречаются и варианты вышеперечисленных форм суставов. Например, разновидностью цилиндрического сустава является блоковидный сустав, шаровидного - чашеобразный и плоский суставы. Форма суставных поверхностей определяет оси, вокруг которых происходит движение в данном суставе. При цилиндрической форме суставных поверхностей движение осуществляется вокруг одной оси, при эллипсовидной - вокруг двух осей, при шаровидной - вокруг трех и более взаимно перпендикулярных осей. Таким образом, между формой суставных поверхностей и количеством осей движения существует определенная взаимосвязь. В связи с этим различают одно-, дву- и трехосные (многоосные) суставы.
К одноосным суставам относятся цилиндрические и бло-ковидные. Например, в цилиндрическом суставе вращение происходит вокруг вертикальней оси, которая совпадает с осью кости (вращение I шейного позвонка вместе с черепом вокруг зубовидного отростка II позвонка). В блоковидных суставах вращение происходит вокруг одной поперечной оси, например сгибание и разгибание в межфаланговых суставах. К блоковидному суставу относится и винтовой сустав, где движение осуществляется по спирали (плечелоктевой сустав).
К двуосным суставам относятся эллипсовидный, седловидный и мыщелковый суставы. В эллипсовидном суставе движения происходят вокруг взаимно перпендикулярных осей (например, лучезапястный сустав) - сгибание и разгибание вокруг фронтальной оси, приведение и отведение - вокруг сагиттальной оси.
В седловидном суставе (запястно-пястный сустав большого пальца кисти) происходят движения, аналогичные движениям в эллипсовидном суставе, т. е. не только отведение и приведение, но и противопоставление большого пальца остальным.
Мыщелковый сустав (коленный сустав) представляет собой переходную форму между блоковидным и эллипсовидным. Он имеет две выпуклые суставные головки, которые напоминают форму эллипса и называются мыщелками. В мыщелковом суставе возможно движение вокруг фронтальной оси - сгибание и разгибание, вокруг продольной - вращение.
К трехосным (многоосным) относятся шаровидный, чашеобразный и плоский суставы. В шаровидном суставе происходят сгибание и разгибание, приведение и отведение, а также вращение. В результате значительной разницы в размерах суставных поверхностей (головки сустава и суставной впадины) шаровидный (плечевой) сустав является самым подвижным среди всех суставов.
Чашеобразный сустав (тазобедренный сустав) является разновидностью шаровидного сустава. Он отличается от последнего большей глубиной суставной впадины. Вследствие небольшой разницы угловых размеров суставных поверхностей объем движений в этом суставе невелик.
В плоских суставах движения осуществляются вокруг трех осей, но амплитуда вращения ограничена в связи с незначительной кривизной и размерами суставных поверхностей. К плоским суставам относятся дугоотростчатые (межпозвоночные), предплюсно-плюсневые суставы.
Попробуем разобраться в этом непростом механизме, где каждая кость занимает определенное место и находится в непосредственной связи с одной или несколькими соседними костями. Исключение составляют так называемые сесамовидные кости, располагающиеся в толще сухожилий мышц (например, надколенник и гороховидная косточка запястья), и подъязычная кость. От характера соединений между костями зависит подвижность частей тела.
Различают непрерывные соединения, формирующие прочные неподвижные или малоподвижные конструкции, прерывные соединения, или суставы, позволяющие костям перемещаться относительно друг друга, а также переходный вид соединений - полусуставы, или симфизы.
Соединительные ткани
В непрерывных соединениях кости связаны между собой с помощью прослойки соединительной ткани, лишенной каких-либо щелей или полостей. В зависимости от типа соединительной ткани различают фиброзные, хрящевые и костные непрерывные соединения.
К фиброзным соединениям относят многочисленные связки, межкостные перепонки, швы между костями черепа и соединения зубов с челюстями (рис. 1). Связки представляют собой плотные пучки волокон, которые перекидываются от одной кости к другой. Очень много связок в области позвоночника: они располагаются между отдельными позвонками, при движениях позвоночного столба ограничивают чрезмерные наклоны и способствуют возврату в исходное положение. Потеря этими связками эластических свойств в старческом возрасте может привести к формированию горба.
Межкостные перепонки имеют вид пластин, натянутых между костями на значительном протяжении. Они прочно удерживают одну кость возле другой, служат местом прикрепления мышц. Такие перепонки располагаются, например, между длинными трубчатыми костями предплечья и голени.
Швы черепа
Швы черепа - это соединения между костями черепа с помощью тонких прослоек волокнистой соединительной ткани. В зависимости от формы краев костей черепа различают зубчатый, чешуйчатый и плоский швы. Наиболее изящный плоский шов встречается только в области лицевого отдела черепа, а прочный зубчатый шов, похожий на застежку-молнию, - в крыше мозгового отдела. Височная кость, как рыбья чешуя (отсюда и название шва), укреплена на боковой поверхности черепа.
Родничок
У новорожденного ребенка швов не существует, а значительные перепончатые пространства между костями черепа называют родничками. Благодаря наличию родничков форма черепа может меняться во время прохождения плода по родовым путям, что облегчает рождение ребенка. Самый крупный передний, или лобный, родничок располагается в области темени, имеет ромбовидную форму и исчезает только на втором году жизни. Роднички меньших размеров, располагающиеся в затылочной и височной областях черепа, закрываются на 2-3-й месяц после рождения. Формирование швов заканчивается к 3-5 годам жизни. После 30 лет швы между костями черепа начинают зарастать (окостеневать), что связано с отложением в них солей кальция. У мужчин этот процесс происходит несколько раньше, чем у женщин. В старости череп человека становится гладким, границы между костями фактически неразличимы.
Зубы
Зубы укреплены в ячейках (альвеолах) челюстей с помощью, так называемого периодонта - пучков крепких волокон, связывающих корень зуба с поверхностью альвеолы. Такой вид соединения специалисты называют вколачиванием, обращая внимание, однако, на некоторое анатомическое несоответствие: ведь зубы вырастают изнутри челюсти, а не вколачиваются в нее извне!
Межпозвонковые диски
Непрерывные соединения костей с помощью хрящевой ткани отличаются прочностью, упругостью и малой подвижностью, степень которой зависит от толщины хрящевой прослойки. К такому виду соединений относятся, например, межпозвоночные диски (см. рис. 1), толщина которых в поясничном, наиболее подвижном, отделе позвоночного столба достигает 10-12 мм. В центре диска располагается упругое студенистое ядро, которое окружено крепким фиброзным кольцом. Ядро сильно сдавлено и постоянно стремится расшириться, поэтому пружинит и амортизирует толчки, как буфер. При чрезмерных нагрузках и травмах межпозвоночные диски могут деформироваться, смещаться, в результате подвижность и амортизационные свойства позвоночника нарушаются. С возрастом, при нарушении обмена веществ может происходить обызвествление межпозвоночных дисков и связок, образование костных наростов на позвонках. Этот процесс, именуемый остеохондрозом , также приводит к ограничению подвижности позвоночного столба.
Непрерывные хрящевые соединения
Многие непрерывные хрящевые соединения между костями имеются лишь в детстве. С возрастом они окостеневают и превращаются в непрерывные костные соединения. Примером может служить сращение крестцовых позвонков в единую кость - крестец, происходящее в 17-25 лет. Образование некоторых костей черепа (например, затылочной, височной) из нескольких отдельных частей наблюдается в возрасте от 1 года до 6 лет. Наконец, срастание концов трубчатых костей с их средней частью в период от 17 до 21 года у женщин и от 19 до 23 лет у мужчин обусловливает завершение ростовых процессов.
Суставы и полусуставы
Полусуставы также представляют собой хрящевые соединения между костями. Но в этом случае в толще хряща имеется небольшая щелевидная полость, заполненная жидкостью, что увеличивает подвижность соединения. Полусуставом является лобковый симфиз - соединение двух тазовых костей между собой спереди. Возможность незначительного расхождения тазовых костей в области симфиза важна для женщин в процессе родов.
Подвижными соединениями между костями являются суставы . Они представляют собой прерывные соединения, у которых всегда имеется щелевидное пространство между соединяющимися костями. Помимо щелевидной суставной полости в каждом суставе различают суставные поверхности сочленяющихся костей и суставную капсулу, окружающую его со всех сторон (рис. 2).
Суставная капсула и суставной хрящ
Суставные поверхности сочленяющихся костей покрыты слоем гладкого суставного хряща толщиной от 0,2 до 6 мм, который уменьшает трение между движущимися костями. Чем больше нагрузка, тем толще суставной хрящ. Поскольку хрящ не имеет сосудов, в его питании основную роль играет синовиальная жидкость, заполняющая полость сустава.
Синовиальная мембрана
Суставная капсула окружает суставную полость и прирастает к костям по краю их суставных поверхностей или немного отступя от него. Суставная капсула состоит из двух слоев: наружного - плотной фиброзной мембраны и внутреннего - тонкой синовиальной мембраны. Именно синовиальная мембрана выделяет в полость сустава прозрачную тягучую синовиальную жидкость - своеобразную смазку, облегчающую скольжение сочленяющихся костей. Синовиальная мембрана может образовывать различные выросты: складки внутри сустава, служащие для амортизации при движении, а также выпячивания за пределы суставной капсулы, называемые сумками (бурсы). Располагаясь вокруг сустава в виде мягких прокладок под сухожилиями мышц, сумки уменьшают трение сухожилий о кость при движениях в суставе. Вследствие ушибов может развиться воспаление сумки - бурсит. При этом сумки (и область сустава) разбухают за счет увеличение объема заполняющей их жидкости.
Диски и мениски
Полость сустава имеет щелевидную форму благодаря плотному соприкосновению суставных хрящей и отрицательному давлению внутри сустава. Для увеличения подобия соприкасающихся поверхностей в полости суставов могут располагаться дополнительные хрящевые прокладки: диски и мениски (пластинки полулунной формы). Они выполняют амортизационную функцию и содействуют разнообразию движений в суставе. Например, в коленном суставе имеются два мениска, а в суставах нижней челюсти - диски.
Связки
Удержанию костей в сочленовном состоянии способствуют сокращения мышц, окружающих сустав. Этому также служат связки, которые могут располагаться в полости сустава (как, например, крепкие крестообразные связки коленного сустава) или поверх его капсулы. Связки укрепляют капсулу сустава, направляют и ограничивают движения. В результате травмы , неудачного движения может произойти растяжение и даже разрыв связок, следствием чего бывает смещение костей в суставе - вывих.
Простые и сложные суставы
Если в суставе соединены две кости, то его называют простым суставом. В сложных суставах сочленяются несколько костей (например, в локтевом - три кости). В тех случаях, когда движения в двух самостоятельных суставах происходят одновременно (правый и левый суставы нижней челюсти), говорят о комбинированном суставе.
Для характеристики движений в суставах пользуются тремя условными взаимно перпендикулярными осями, вокруг которых и совершаются движения. По числу осей различают многоосные суставы, в которых движения происходят вокруг всех трех осей трехмерного пространства, а также двухосные и одноосные суставы. Характер и размах движений в суставе зависят от особенностей его строения, прежде всего от формы суставных поверхностей костей. Рельеф суставных поверхностей сравнивают с геометрическими телами, поэтому различают шаровидные (многоосные), эллипсовидные (двухосные), цилиндрические и блоковидные (одноосные), плоские и другие суставы (рис. 3).
Одним из наиболее подвижных является шаровидный по форме плечевой сустав (рис. 4), в котором круглая головка плечевой кости сочленяется с суставной впадиной лопатки. Движения руки в плечевом суставе возможны вокруг всех осей. В плоских суставах (например, между крестцом и тазовыми костями) подвижность, напротив, крайне мала.
Мышцы
Суставы формируются под влиянием деятельности мышц , и их строение тесно взаимосвязано с функцией. Этот закон действует и в процессе эволюции, и в течение индивидуального развития организма. Примером являются особенности скелета верхней и нижней конечностей человека, который в обоих случаях имеет общий план строения, но отличается тонкой организацией костей и их соединений.
В скелете конечностей выделяют пояс (плечевой и тазовый) и свободную конечность, включающую три части: плечо, предплечье и кисть у верхней конечности; бедро, голень и стопу у нижней. Различия в строении скелета конечностей обусловлены их разными функциями. Верхняя конечность - это орган труда, приспособленный к выполнению разнообразных и точных движений. Поэтому кости верхней конечности относительно меньших размеров и соединены между собой и с туловищем очень подвижными соединениями. Нижняя конечность у человека предназначена для опоры тела и перемещения его в пространстве. Кости нижней конечности массивны, прочны, а суставы имеют плотные капсулы, мощный связочный аппарат, что ограничивает размах движений.
Кисть и стопа
Главные различия наблюдаются в строении кисти и стопы. Среди суставов кисти много подвижных соединений, вследствие чего можно осуществлять разнообразные тонкие движения. Особенно важны суставы большого пальца, за счет которых возможно противопоставление большого пальца кисти всем другим, что способствует захвату предметов. Такого развития суставы кисти достигают только у человека! Стопа несет на себе всю тяжесть человеческого тела. Благодаря сводчатому строению она обладает рессорными свойствами. Уплощение сводов стопы (плоскостопие) приводит к быстрой утомляемости при ходьбе.
Подвижность суставов увеличивается под влиянием тренировки - вспомните поразительную ловкость спортсменов и цирковых акробатов. Но даже обычные люди должны больше двигаться, чтобы сохранять хорошую подвижность суставов. У детей суставы, как правило, более подвижны, чем у взрослых и особенно пожилых людей. Связано это со снижением с возрастом эластичности связочного аппарата, стиранием суставного хряща и другими причинами.
Главный лекарь - движение
Ограничение подвижности и боли при движениях в суставе могут быть связаны с постепенным разрушением суставного хряща и нарушением выработки синовиальной жидкости. Суставной хрящ при этом постепенно истончается, трескается, количество смазки становится недостаточным - в результате объем движений в суставе снижается. Чтобы этого не произошло, следует вести подвижный здоровый образ жизни, правильно питаться, а в случае необходимости - строго выполнять предписания врача, ведь жизнь - это движение, а движение невозможно без четкой работы опорно-двигательного аппарата.
