3.Развитие кости. Стадии развития кости. Виды окостенения. Влияние биологических и социальных факторов на развитие кости

Большинство костей скелета проходит 3 стадии развития:

- перепончатую

- хрящевую

- костную

1. Скелет развивается из мезенхимы. На ранних стадиях скелет зародыша представлен хордой. С середины 1-ого месяца утробной жизни вокруг хорды появляется сгущение мезенхимы, которое позднее превращается в позвоночный столб, замещая хорду. В тоже время сгущения мезенхимы появляются в других местах, образуя первичный скелет зародыша, этот скелет представлен уплотненной мезенхимой и называется перепончатым скелетом.

2. Примерно в середине 2-ого месяца мезенхима превращается в гиалиновый хрящ, а скелет называется хрящевым.

3. С конца 2-ого — начала 3-ого месяца хрящевой скелет начинает окостеневать. Хрящ разрушается, а на его месте развивается костная ткань. В каждой кости первоначально появляется один или несколько участков костной ткани, которые называются точками окостенения. Они разрастаются и заменяют собой хрящ. В данных костях в течение продолжительного времени остаются хрящевые прослойки между диафизом и эпифизом. Они называются эпифизарными хрящами. Клетки эпифизарных хрящей способны размножаться, благодаря чему кость растет в длину. Полное замещение эпифизарных хрящей костной тканью происходит к 20-25 летнему возрасту. С этого времени рост костей в длину прекращается.

Рост костей в толщину происходит путем отложения со стороны надкостницы новых слоев костного вещества и заканчивается так же к 20-25 годам.

Кости крыши черепа и кости лица, в отличие от других костей скелета в своем развитии проходят только 2 стадии - перепончатую и костную.

Образование любой кости происходит за счет молодых соединительнотканных клеток мезенхимного происхождения - остеобластов, вырабатывающих межклеточное костное вещество, играющее главную опорную роль.

Соответственно 3-м стадиям развития скелета кости могут развиваться на почве соединительной или хрящевой ткани. Поэтому различают следующие виды окостенения (остеогенеза):

1. Эндесмальное (внутри связки) - происходит в соединительной ткани первичных, покровных костей. На участке соединительной ткани, благодаря делению остеобластов появляются островки костного вещества (точка окостенения). Процесс окостенения распространяется во все стороны лучеобразно путем отложения костного вещества по периферии. Поверхностные слои соединительной ткани остаются в виде надкостницы, со стороны которой происходит увеличение кости в толщину.

2. Перихондральное (вокруг хряща) - происходит на наружной поверхности хрящевых зачатков кости при участии надхрящницы. Благодаря делению остеобластов надхрящницы, покрывающей хрящ снаружи, на его поверхности под надхрящницей откладывается костная ткань, которая постепенно замещает хрящевую и образует компактное костное вещество.

3. Эндохондральное (внутри хряща)- совершается внутри хрящевых зачатков при участии надхрящницы. Проникая внутрь хряща вместе с сосудами, костеобразовательная ткань разрушает хрящ и образует в центре островок костной ткани (точку окостенения). Эндохондральное окостенение распространяется из центра к периферии и приводит к образованию губчатого костного вещества. Происходит не прямое превращение хряща в кость, а его разрушение и замещение костной тканью.

Влияние внутренних (биологических) факторов. Особенно ясно при рентгенографии определяется связь между костной системой и эндокринными железами. Активное включение половых желез влечет за собой начало полового созревания — пубертатный период. Перед этим, в предпубертатный период, усиливается деятельность гипофиза. К началу предпубертатного периода появляются все основные точки окостенения, причем отмечается половое различие в сроках их появления: у девочек на 1 — 4 года раньше, чем у мальчиков. Наступление предпубертатного периода, связанного с функцией гипофиза, совпадает с появлением точки окостенения в гороховидной кости, относящейся к категории сесамовидных костей.

Накануне пубертатного периода окостеневают и другие сесамовидные кости, а именно у пястно-фалангового сочленения I пальца. Начало пубертатного периода, когда, по выражению известного исследователя эндокринных желез Бидля, «половые железы начинают играть главную мелодию в эндокринном концерте», проявляется в костной системе наступлением синостозов между эпифизами и метафизами, причем самый первый такой синостоз наблюдается в I пястной кости. Поэтому на основании сопоставления его с другими данными о половом развитии (появление терминальной растительности, наступление менструаций и т. п.) синостоз I пястной кости считается показателем начинающегося полового созревания, т. е. показателем начала пубертатного периода; у ленинградских жителей синостоз 1 пястной кости наступает в возрасте 15 — 19 лет у юношей и в 13 — 18 лет у девушек, т. е. несколько раньше.

Полная половая зрелость также получает известное отражение в скелете: в это время заканчиваются синостозы эпифизов с метафизами во всех трубчатых костях, что наблюдается у женщин в возрасте 17 — 21 года, а у мужчин — в 19 — 23 года.

При рентгенологическом исследовании выявляется также зависимость строения кости от состояния нервной системы, которая, регулируя все процессы в организме, осуществляет, в частности, трофическую функцию кости. При усиленной трофической функции нервной системы в кости откладывается больше костной ткани и она становится более плотной, компактной (остеосклероз). Наоборот, при ослаблении трофики наблюдается разрежение кости — остеопороз. Нервная система оказывает также влияние на кость через мускулатуру, сокращением которой она управляет (о чем будет сказано ниже). Наконец, различные части центральной и периферической нервной системы обусловливают форму окружающих и прилегающих костей. Так, все позвонки образуют позвоночный канал вокруг спинного мозга. Кости черепа образуют костную коробку вокруг головного мозга и приобретают форму последнего. Вообще костная ткань развивается вокруг элементов периферической нервной системы, в результате чего возникают костные каналы, борозды и ямки, служащие для прохождения нервов и других нервных образований (узлов).

Развитие кости находится также в весьма тесной зависимости от кровеносной системы. Весь процесс окостенения от момента появления первой точки окостенения до окончания синостозирования проходит при непосредственном участии сосудов, которые, проникая в хрящ, способствуют его разрушению и замещению костной тканью. При этом костные пластинки откладываются в определенном порядке вокруг кровеносных сосудов, образуя остеоны с центральным каналом для соответствующего сосуда. Следовательно, кость при своем возникновении строится вокруг сосудов. Этим же объясняется образование сосудистых каналов и борозд в костях на месте прохождения и прилегания к ним артерий и вен.

Влияние внешних (социальных) факторов. Трудовые процессы оказывают значительные влияния на тело человека в целом, на его аппарат движения, включая и костную систему.

Особенно ярко отражается на скелете работа мышц. В местах прикрепления сухожилий образуются выступы (бугры, отростки, шероховатости), а на местах прикрепления мышечных пучков — ровные или вогнутые поверхности (ямки). Чем сильнее развита мускулатура, тем лучше выражены на костях места прикрепления мышц. Вот почему рельеф кости, обусловленный прикреплением мускулатуры, у взрослого выражен сильнее, чем у ребенка, у мужчин — сильнее, чем у женщин.

Длительные и систематические сокращения мускулатуры, как это имеет место при физических упражнениях и профессиональной работе, постепенно вызывают через рефлекторные механизмы нервной системы изменение обмена веществ в кости, в результате чего наблюдается увеличение костного вещества, названное рабочей гипертрофией.

Эта рабочая гипертрофия обусловливает изменения величины, формы и строения костей, легко определяемые рентгенологически на живых людях.

У лиц, занимающихся физкультурой, скелет развит значительно лучше, чем у лиц, не занимающихся. У детей более крепкого телосложения костная система дифференцируется гораздо лучше, чем у детей слабого телосложения. Благодаря рациональным физическим мероприятиям скелет детей развивается лучше во всех отделах, включая и грудную клетку, что благотворно отражается на развитии заключенных в ней жизненно важных органов (сердце, легкие).

Яркой иллюстрацией роли функции в формообразовании кости может служить образование патологического сустава после перелома. В случае несрастания костных отломков концы их благодаря длительному трению друг о друга под влиянием сокращения мускулатуры приобретают форму гладких суставных поверхностей и на месте бывшего перелома образуется так называемый ложный сустав (псевдоартроз). Или другой пример. Если пересадить кусок большеберцовой кости взамен резецированного участка другой, плечевой или бедренной, то пересаженный кусок кости (трансплантат) постепенно приобретет строение той кости (плечевой или бедренной), в которую он пересажен.

Индивидуальная изменчивость костной системы обусловлена как биологическими, ,так и социальными факторами. Раздражители внешней среды воспринимаются организмом биологически и приводят к перестройке скелета. Способность костной ткани приспосабливаться к меняющимся функциональным потребностям путем перестройки есть биологическая причина изменчивости костей, а характер нагрузки, интенсивность труда, образ жизни данного человека и другие социальные моменты есть социальные причины этой изменчивости.