Анатомическое строение и биомеханика позвоночника

Состав и строение костей

В организме человека различают несколько видов костей. По форме различают трубчатые кости, к которым принадлежит большинство костей конечностей (бедренная, плечевая кость и др.), широкие кости (лопатка, кости черепа, ребра), короткие (мелкие кости кисти и стопы, придающие гибкость и эластичность этим частям скелета) и, наконец, смешанные — позвонки, затылочная кость и ряд других.

Мышцы, связки, прикрепляющиеся к костям, сосуды и нервы, прилегающие к ним, накладывают на кости свои отпечатки, образуя различные отростки, бугорки, бороздки, каналы, отверстия.

В химическом отношении кость состоит из двух веществ: органического (оссеин — 30%) и неорганического (минеральные соли — 70%). Если погрузить свежую кость в концентрированный раствор соляной кислоты, то минеральные соли растворятся в кислоте, а останется мягкий, упругий оссеин. Такая кость носит название декальцинированной, ее можно свободно, как резину, гнуть, связывать и т.д.

Если прокалить кость на сильном огне, то оссеин сгорит, а останутся одни минеральные соли. Кость при этом полностью сохранит свою форму. Таким образом, органическое вещество оссеин сообщает кости упругость, а минеральные соли — твердость.

Из минеральных солей в состав кости входят соли кальция (известь), калия, фосфорной кислоты и др. К примеру, потеря кальция в костях позвоночника ведет к его патологическим изменениям. Хрупкость костей, обусловленная недостатком кальция, приводит к частым переломам у лиц пожилого возраста при падении и других травмах, некоторые другие болезни также являются следствием декальцинации костей скелета, недостаток этого элемента в костях можно обнаружить при рентгенологическом обследовании. Кости скелета с низким содержанием кальция имеют «прозрачное» изображение на рентгенограмме.

Суточная норма кальция должна быть 800 мг. Те кости скелета, на которые падает наибольшая нагрузка, содержат большее количество минеральных солей, а следовательно, они обладают большей прочностью. Самой прочной костью скелета является болынеберцовая кость, которая выдерживает нагрузку до 1650 кг.

В детстве кости содержат больше оссеина, поэтому они более упруги, а в старости — больше минеральных солей, поэтому кости с возрастом делаются более хрупкими и чаще подвергаются переломам при падении.

Прочность кости обусловлена не только химическим составом, но и особенностями внутреннего строения. Присутствие костных балок — трабекул — в наиболее нагруженных участках кости придает ей большую прочность. Рациональное распределение этих функциональных элементов позволяет еще раз восхититься изобретательностью природы. Ориентация трабекул по линиям наибольшего напряжения позволяет получить прочность, которая никогда не может присутствовать в монолитном, едином образовании.

Рассмотрим строение какой-нибудь большой кости, например бедренной. Эта кость, как и все длинные кости скелета, имеет среднюю часть, вытянутую в виде цилиндра, — диафиз, и два утолщения на концах — эпифизы. Все кости, в том числе и плоские, состоят из пористой ткани. Эта ткань покрыта твердым материалом, состоящим из кальция и фосфора, которые придают костям нужную форму и обеспечивают их прочность. Кости и зубы содержат 90% кальция, имеющегося в организме человека. Длинные кости имеют внутри полость, плоские кости имеют внутри ячеистую структуру. Эти полости и «ячейки» кости заполнены костным мозгом. В костном мозгу происходит создание необходимых для организма клеток крови — как белых, так и красных (эритроцитов). Эта одна из важнейших функций кости — нарушение функционирования костного мозга приводит к тяжелейшим заболеваниям крови.

Снаружи кость укрыта надкостницей или периостом — тонкой соединительнотканной оболочкой. Она окутывает кость снаружи и имеет то же значение, что и надхрящница для хряща. В надкостнице имеются ростовые клетки, которые сохранили в себе свойства зародыша. За счет этих клеток про-

исходит рост кости и ее восстановление при заболеваниях, переломах и пр. Заболевание надкостницы называется периостит. Если разрушена кость, но цела надкостница, то кость через некоторое время восстановится. Заболевание или разрушение надкостницы ведет засобой неминуемую гибель кости. Участок кости, лишенный периоста, постепенно теряет живые клетки — остеофиты, затем из мертвого участка начинают вымываться соли, а затем этот участок кости рассасывается полностью.

Вообще, надо сказать, что это весьма распространенное заблуждение — считать кость неким «куском камня», на который опираются мышцы и внутренние органы. На самом же деле кость такой же живой и ранимый орган, как и любой другой орган нашего тела: в нее проникают кровеносные сосуды, доставляющие ей питательные вещества, она снабжена нервами, лимфатическими сосудами, в красном костном мозгу образуются красные кровяные тельца — эритроциты. Кость растет, постоянно перестраивается, в течение ее жизни костные пластинки и межклеточное вещество постоянно меняют и состав и расположение. Недостаток питательных веществ, крови, нервного снабжения (иннервации) так же угнетает жизнедеятельность кости, как и мозга, печени, почек, сердца.

Больная кость так же влияет на жизнедеятельность организма, как и болезнь любого другого органа. Когда начинают болеть кости несущей оси организма — позвоночника, — организм находится под серьезной угрозой.

___________________________