1.2.5. Скелетна система

Скелетна система, або скелет людини – сукупність твердих тканин в організмі, що дає тілу опору, разом з суглобами, м’язами, зв’язками та сухожиллями складає опорно-руховий апарат і захищає тіло від механічних ушкоджень. Скелет людини складається з двох головних частин – осьового скелету, до якого входять хребтовий стовп, ребра, грудина та череп, і додаткового скелету, який сформовано кістками верхніх та нижніх кінцівок разом з ключицями, лопатками і тазом. Організм дорослої людини в середньому налічує 206 кісток.

Кістки досить міцні, щоб підтримувати масу тіла, і досить легкі для виконання рухів. Вони забезпечують захист внутрішніх органів і є місцем зберігання важливих для організму мінеральних речовин – кальцію, фосфору, магнію тощо. У кістковому мозку продукуються червоні кров’яні тільця і деякі види білих кров’яних тілець. Хвороби кісток та їх з’єднань є одними з основних причин втрати здоров’я та працездатності, особливо у літніх людей.

Кісткова тканина є різновидом з’єднувальної тканини. Вона утворена спеціалізованими клітинами і волокнами білкової природи, які заповнені дрібнозернистою напіврідкою речовиною – матриксом, – що складається з води, мінеральних солей і вуглеводів. Протягом життя людини кістки перебудовуються: руйнуються старі клітки, утворюються нові, змінюючи свою форму і пропорції у процесі росту або після ушкоджень. Різне призначення кісток в організмі зумовлює різну їхню форму. Довгі кістки – стегнові, гомілкові, плечові, ліктьові, фаланги тощо – піднімаються та опускаються подібно до важелів. Короткі кістки – надп’яткова, зап'ясток та інші – виконують роль містків, а плоскі кістки, якими є більшість кісток черепа, – захисну функцію. В товщі сухожилків або суглобових капсул, як шарики у шарикопідшипниках, знаходяться сесамоподібні кістки. Хребці, деякі кістки тазу та черепу належать до неправильних кісток.

На прикладі довгої кістки (рис. 1.5) розглянемо її структуру, будову та механізм росту. Вздовж центральної осі сформованої довгої кістки проходить мозковий канал, у якому знаходиться жовтий кістковий мозок, утворений переважно жировою тканиною, та проходять кровоносні судини. Кінці довгої кістки містять червоний кістковий мозок, що є продуцентом клітин крові. Одразу після народження людини червоний кістковий мозок є у всіх кістках, але з часом у більшості кісток перероджується на жовтий кістковий мозок, який не утворює клітин крові.

Рис. 1.5. Будова довгої кістки

Кістковий мозок оточений пластинами губчастої кістки, яка складається з «кісткових балок» – перекладок, орієнтованих вздовж напрямків дії найбільших навантажень, завдяки чому кістка має міцність сталі, а масу алюмінію. Губчаста кістка у свою чергу знаходиться всередині компактної кістки, утвореної зі щільно укладених остеонів. Центральний канал кожного остеона містить кровоносні судини і нерви, а оточують його концентричні нашарування кісткових пластинок.

Усю поверхню кістки, за винятком суглобових частин, вкриває тонка волокниста оболонка – окістя, або періост. Вузькими поперечними каналами окістя сполучається з мозковим каналом кістки. Кровоносні судини окістя забезпечують кістку поживними речовинами, а нерви проводять больові відчуття.

Більшість кліток утворюються з хрящових зачатків. Біля кінців довгих кісток, де окістя заміщене хрящем, є епіфіз, або епіфізарна пластинка росту. Хрящові клітини тут інтенсивно розмножуються і формують клітини, які зсувають старші клітини ближче до середини кістки. Закінчується ріст кісток у 17 – 21-річному віці.

З віком кістки стають тоншими, зменшується їхня міцність, поступово майже у кожної людини відбувається процес ослаблення кісток, що називається остеопорозом, а ослаблені кістки називають порозними. Збереженню кісткової маси сприяє гормон естроген, але під час менопаузи у жінок кількість цього гормону зменшується, що призводить до більш вираженого остеопорозу у літніх жінок, ніж у чоловіків. Втрата щільності кісток, зумовлена остеопорозом, є причиною частих переломів кісток, може призводити до викривлення хребта. При остеопорозі може спостерігатись раптове руйнування хребців навіть внаслідок кашлю, чхання чи невеликого фізичного навантаження.

Досить поширеною травмою на деяких видах робіт є перелом кістки. Розрізняють переломи закриті (прості), коли зламана кістка залишається під шкірою, та відкриті (складні), коли фрагменти зламаної кістки виступають назовні, травматичні та патологічні, тобто викликані деякими захворюваннями. В залежності від кута, ступеню дії сили та місця ураження можливі різні форми переломів. Найчастіше зустрічаються такі: поперечні, осколкові, гвинтоподібні, типу «зеленої гілки».

Сильний прямий чи під кутом удар може спричинити поперечний або осколковий перелом. Різке раптове скручування кістки може зламати її тіло по діагоналі, іноді з утворенням зазублених кінців. У юному віці зустрічається тріщина довгої кістки з одного боку, так званий перелом «зеленої гілки», що легко виліковується.

Міцність та структура кісток залежать від харчування людини, її гормонального балансу та вікових змін. Ослаблення кісток, що зветься остеопорозом, поступово розвивається з віком майже у кожного. Ураження спинного мозку або спинномозкових нервів призводить до втрати чутливості та моторної функції, іноді настає параліч кінцівок. Сповільнюють цей процес фізичні навантаження та вживання кальцію.

Сполучення кісток класифікують за будовою або за характером рухів у них. У вільно рухомих синовіальних сполученнях, що звуться суглобами, поверхні кісток ковзають одна по одній майже без тертя. Найбільший суглоб, колінний, наведено на рис. 1.6. На цьому рисунку показані м’язи, розтягнута суглобова капсула, внутрішньо- та зовнішньокапсулярні зв’язки – потовщення суглобової капсули, які укріплюють суглоб, особливо під час рухів, меніски, суглобовий хрящ, наколінок та синовіальна мембрана з синовіальною рідиною.

Суглобовий хрящ утворює гладеньке захисне покриття суглобових поверхонь кісток. Меніски, або суглобові диски, – це характерні саме для коліна та зап’ястка хрящові прокладки, що поменшують поштовхи. А синовіальна мембрана – це оболонка, що вистеляє неконтактні поверхні суглобової капсули і виділяє прозору синовіальну рідину, яка змащує і живить усі тканини всередині суглобової порожнини.

Рис. 1.6. Будова колінного суглоба

Будова суглоба сприяє виконанню лише певних рухів, і будь-який рух надмірної сили або у неправильному напрямку часто спричиняє травму. Травми виникають також унаслідок удару, падіння, а також при перевантаженнях. Загальний термін, який використовують для позначення захворювань суглобів, що проявляються болем – артрит.