Формирование костной системы и суставов у детей и подростков. Учебное пособие

марганец, магний, цинк, медь), витамином­ D. Гормонами модуляторами этой фазы являются паратгормон, обеспечивающий приток кальция и тиреокалыщтонин щитовидной железы, регулирующий его переход в костный матрикс, причем минеральное насыщение матрикса зависит­ от активности щелочной фосфатазы. Это связано с питанием, синтезом белка. Способствующим фактором является механическая нагрузка. Нарушения нормального остеогенезаудетейраннеговозрастамогутвозникатьоченьлегко под влиянием несбалансированного питания, различных острых и хронических заболеваний. Кроме того, обе рассмотренные стадии остеогенеза регулируются статической и динамической нагрузками, связанными­ с мышечным тонусом, движениями. Поэтому массаж и гимнастика, адекватная подвижность способствуют активации остеогенеза. Длительная иммобилизация нарушает процесс минерализации и вызывает остеопению.

На третьей стадии остеогенеза идет перемоделирование и постоянное­ самообновление кости, которые регулируются паратгормоном и тирокальционином и зависят от обеспеченности основными нутриентами и витаминами с ведущим здесь значением витамина D. Процессы остеогенеза обеспечиваются нормальным уровнем кальция, улучшаются механической нагрузкой.

Факторы, способствующие развитию костей

Особо важно для развития и созревания костей сбаланси-

рованное достаточное питание. При недостатке кальция в пище или плохом всасывании его в кишечнике, что бывает при дефиците витамина D, уровень кальция крови начинает поддерживаться преимущественно за счет рассасывания кальция из костей, т. е.

поступательное развитие кости сменяется процессами­ обратной направленности или формированием остеомаляции.

Интенсивный рост и перемоделирование костной ткани

поддерживаются специфическим для детского возраста обиль-

ным кровоснабжением костей, особенно в зонах энхондральной оссификации. Количество диафизарных артерий у детей и площадь их разветвления намного больше, чем у взрослого человека. Кровоснабжение метафизов и эпифизов осуществляется­ хоро-

11

шо развитыми метафизными и эпифизными артериями. К двухлетнему возрасту развивается единая система внутрикостного кровообращения­ , связанная с хорошо развитыми, перфорирующими ростковый хрящ эпиметафизарными сосудами. После 2 лет со снижением­ скорости роста и трансформации костной ткани число сосудов кости значительно уменьшается и снова нарастает к моменту препубертатного и пубертатного ускорений роста.

Уровень кальция в сыворотке крови весьма стабилен (2,44 ± 0,37

ммоль/л, или 0,98 ± 0,015 г/л). В норме регуляция обмена кальция иподдержаниеегопостоянствавкровиосуществляютсячерезизменение скорости кишечного всасывания и почечной экскреции.

Важным стимулятором созревания костей являются дви-

гательная активность ребенка и мышечный тонус, который формируется при этом.

Возрастные особенности структуры костей

Окостенение начинается во внутриутробном периоде развития, когда появляются первичные ядра окостенения. Значительно большее число ядер окостенения возникает после рождения ребенка. Эти ядра называют вторичными. Всего за время развития в скелете человека формируется 806 ядер окостенения. Только в черепе почти все ядра окостенения появляются во внутриутробном периоде развития. Во всех же остальных частях скелета число вторичных ядер больше числа первичных. У взрослого число костей значительно меньше, чем у подростка 14 лет: у взрослого — 206, в 14 лет —356. Отсюда следует, что и после 14 лет продолжается срастание костей.

Кость новорожденного характеризуется большим количеством хрящевой ткани, большой толщиной надкостницы, богатой сосудистой сетью, неправильным расположением гаверсовых каналов. Кристаллы апатита имеют очень малый размер, диаметр коллагеновых волокон невелик. Вновь сформированная костная ткань богата водой. Неорганическое вещество кости (сухого остатка)составляетлишьполовинуеемассы.Всеэтоделаеткость менее плотной, порозной, более упругой, эластичной и гибкой.

12

СОЗРЕВАНИЕ ОТДЕЛЬНЫХ ГРУПП КОСТЕЙ

Возрастные особенности скелета черепа

Череп начинает дифференцироваться на 2-м месяце внутриутробной жизни. Кости черепа развиваются и первичным, и вторичным путем. К моменту рождения ядра окостенения имеются во всех костях черепа, но их разрастание и срастание происходит в постнатальном периоде. У новорожденного объем мозгового черепа в 8 раз больше лицевого, а у взрослого — только в 2–2,5 раза. В 2 года отношение лицо/череп равно 1:6, в 5 лет — 1:4, в 10 лет — 1:3. Меньшая величина лицевого черепа у новорожденных зависит от недоразвития лицевых, главным образом челюстных, костей. С ростом зубов эти соотношения приближаются к соотношению их у взрослого.

У новорожденного между костями черепа имеются пространства размером около 3 мм, заполненные соединительной тканью. Их называют швами. В процессе постнатального развития ширина швов уменьшается, так что соединительнотканная прослойка становится едва различимой. После 30 лет происходит окосте-

нение швов.

Стреловидный, венечный и затылочный швы открыты и начинают закрываться только с 3–4-месячного возраста. У новорожденных детей боковые роднички обычно закрыты. Задний (малый) родничок, расположенный на уровне затылочных углов теменных костей, открыт у 25 % новорожденных и закрывается не позднее 4–8 нед после рождения. Передний (большой) родничок, расположенный в месте соединения венечного и продольного швов, имеет размеры от 1,5 х 2 см до 3 х 3 см (см. Приложение, рис. 5). В норме закрытие большого родничка происходит к

1–1,5 годам.

Пазухи в костях черепа формируются в основном после рождения ребенка. У новорожденного имеется только зачаток верхне­ челюстной (гайморовой) полости. Формирование пазух заканчи-

вается только в зрелом возрасте.

13

Уноворожденного кости черепа очень тонкие, их толщина в 8 раз меньше, чем у взрослого. Однако благодаря интенсивному процессу костеобразования уже на первом году жизни толщина стенок увеличивается в 3 раза.

Довольно быстро изменяется объем черепа: у новорожденного он составляет 1/3, в 6 месяцев — 1/2, а к 2 годам – 2/3 объема черепа взрослого. С 10—12 лет величина его меняется мало.

Позвоночник

Уноворожденного весь докрестцовый отдел позвоночника имеет выраженную подвижность и гибкость, его форма в каждый данный момент отражает особенности положения тела.

Вформированиифизиологическихизгибовважнуюрольиграет перемещение центра тяжести тела в онтогенезе. Позвоночник новорожденного открыт сзади по линии всех дуг позвонков. Только

к7 годам все дуги оказываются закрытыми. Исключением может быть лишь дуга первого крестцового позвонка. Иногда она закрывается позднее. Передняя дуга атланта может оставаться открытой до 9 лет. В 8–11 лет появляются ядра окостенения в эпифизарных хрящевых дисках, ограничивающих позвонки сверху и снизу. С 15 до 24 лет происходит срастание костных эпифизарных дисков с телом позвонка. Раньше всего это происходит в грудном отделе позвоночника, затем в шейном и поясничном. Полное срастание отростков с телом позвонка осуществляется в возрасте 18–24 лет.

Позвоночный столб новорожденного имеет только небольшой крестцовый изгиб. Первым появляется шейный изгиб в возрасте 2,5–3 месяцев, когда ребенок начинает держать головку. Изгиб, направленный выпуклостью вперед, называют лордозом. Следовательно, первым появляется шейный лордоз. В возрасте около 6 месяцев, когда ребенок начинает сидеть, возникает изгиб в грудном отделе, направленный выпуклостью назад. Такие изгибы, направленные выпуклостью назад, называют кифозами. К моменту начала ходьбы формируется поясничный изгиб. Это сопровождается изменением положения центра тяжести, что предотвращает падение тела при переходе к вертикальному положению. Таким образом, к году имеются уже все изгибы по-

14

звоночника. Сначала образовавшиеся изгибы не фиксированы и исчезают при расслаблении мускулатуры. Фиксация изгибов в шейном и грудном отделах позвоночника происходит в 6–7 лет, а

впоясничном — к 12 годам.

Вцелом в течение всего детского возраста фиксация позвоночника несовершенна, и под влиянием недостаточного мышечного развития, неадекватной позы, мебели, не соответствующей росту ребенка, очень легко возникают изменения формы по-

звоночного столба (сколиозы и патологические осанки) (см.

Приложение, рис. 6–9). Поэтому физическая культура для развития детей играет особо важную роль.

Тела позвонков у новорожденных сплющены так, что их попе-

речный диаметр больше продольного и соотношение между диаметрами равно 5:3. В период полового созревания это соотношение становится равным 4:3, а у взрослого — 3:3. В целом на весь период развития длина позвоночника увеличивается в 3,5 раза. Первые 2 года рост позвоночника очень интенсивен, затем он замедляется и вновь становится более интенсивным в период полового созревания.

Неравномерный рост отдельных сегментов тела, позвоночника, головы и конечностей приводит к тому, что центр тяжести тела в процессе роста детей существенно перемещается. У

новорожденного в положении «стоя» центр тяжести находится на уровне processus xyphoideus, и в течение всего раннего возраста он перемещается вниз, но не достигает уровня пупка. Между 5 и 6 годом жизни центр тяжести уже ниже пупка, а к 13 годам — ниже уровня гребешков подвздошных костей.

Кости грудной клетки

Ребра новорожденного относительно короткие, поэтому расположены горизонтально, из-за чего грудная клетка находится в положении максимального вдоха. С ростом ребер их концы опускаются. С 3 лет становится эффективным грудной тип дыхания. К 12 годам грудная клетка переходит по форме в положение выдоха, при этом увеличивается фронтальный диаметр грудной клетки. Особенно резкое увеличение фронтального размера грудной

15

клетки происходит к 15 годам. Окостенение хрящевых ребер начинается на 6–8 неделе внутриутробного развития. Раньше всего появляются ядра в средних ребрах. Вторичные ядра возникают в 8–11 лет. Слияние костных частей ребра происходит в возрасте 18–19 лет, а головки и тела ребра — в 20–25 лет. Все кости пояса верхних конечностей, за исключением ключицы, проходят хрящевую стадию. В ключице предхрящевая ткань сразу замещается костной. Процесс окостенения, начавшись в ней на 6-й неделе внутриутробного развития, почти, полностью заканчивается к моменту рождения. Лишь грудинный конец ключицы не имеет ядра окостенения. Оно появляется только к 16–22 годам, а срастание его с телом происходит к 25 годам.

Окостенение грудины происходит вторичным способом, причем первые ядра окостенения появляются в рукоятке и теле ее еще во внутриутробном периоде развития. В мечевидном отростке ядро окостенения возникает лишь в 6–12 лет. Полное срастание всех костных участков грудины осуществляется после 25 лет.

Кости верхних конечностей

Первичные ядра окостенения в этих костях возникают в течение 2–3 месяцев эмбрионального развития. В костях запястья они появляются после рождения: в головчатой и крючковатой - на 4–5-м месяце, а в остальных — в период от 2 до 11 лет. Сращение первичных и вторичных ядер окостенения в костях пояса заканчивается к 16–25 годам. Почти во всех костях пояса нижних конечностей первичные ядра окостенения появляются также в эмбриональном периоде развития. Лишь в костях предплюсны (ладьевидной, кубовидной и клиновидных) они образуются в период от 3-х месяцев после рождения до 5 лет.

Кости таза относительно малы у детей раннего возраста.

Таз у новорожденного имеет форму воронки. Его переднезадний размер больше поперечного. Нижнее отверстие таза очень мало. Плоскость входа расположена значительно более вертикально, чем у взрослого. Таз новорожденного состоит из отдельных, несросшихся костей. Ядра окостенения в подвздошной, седалищной и лобковой костях появляются в период от 3,5 до 4,5 месяцев

16

внутриутробного развития. С 12 до 19 лет появляются вторичные ядра окостенения. Срастание всех трех костей таза происходит в 14–16 лет, а вторичные ядра соединяются с ранее сформировавшимися и сросшимися костями таза только к 25 годам.

В постнатальном периоде происходит изменение формы и размера таза под влиянием самых различных факторов: под влиянием давления, оказываемого массой тела и органами брюшной полости, под воздействием мышц, в результате давления головки бедреннойкости,подвлияниемполовыхгормоновит.д.Врезультате этих разнообразных воздействий увеличивается переднезадний диаметр таза (с 2,7 см у новорожденного до 8,5 см в 6 лет и 9,5 см в 12 лет), возрастает его поперечный размер, который в 13–14 лет становится­ таким же, как и у взрослых. Плоскость таза в поперечном диаметре­ становится в этом возрасте овальной.

После 9 лет отмечается разница в форме таза у мальчиков и девочек: у мальчиков таз более высокий и более узкий, чем у де­ вочек. Отдельные кости соединяются между собой с помощью различного рода суставов.

17

РОСТ И СОЗРЕВАНИЕ СУСТАВОВ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СУСТАВОВ

Выделяют три вида соединений костей (см. Приложение,

рис. 4):

1.Непрерывные соединения, в которых между костями имеется прослойка соединительной ткани или хряща. Щель или полостьмеждусоединеннымикостямиотсутствует.Этисоединения имеют большую упругость, прочность и, как правило, ограниченную подвижность. В зависимости от вида ткани, соединяющей кости, выделяют три их варианта.

Фиброзные соединения (articulariones fibrosae) — прочные соединения костей при помощи плотной волокнистой соединительной ткани. Выделено три вида фиброзных соединений: синдесмозы, швы и вколачивание. К синдесмозам относятся связки и межкостные перепонки. Такие связки получили название желтых

(ligamenta flava).

Синхондрозы (synchondrosses) — соединения костей с помощью хрящевой ткани. Они прочные, мало подвижны, упруги вследствие эластических свойств хряща. Степень подвижности костей и амплитуда пружинящих движений в этом соединении зависят от толщины и строения хрящевой прослойки между костями.

Костное соединение (синостоз), в котором временное хрящевое соединение замещается костной тканью (например, клино- видно-затылочный синхондроз).

2.Прерывные (синовиальные соединения костей — суставы articulationes synoviales), имеющие между костями синовиальные мембраны, выстилающие изнутри суставную капсулу. Они являются наиболее совершенными видами соединения костей, отличаются большой подвижностью, разнообразием движений. Каждый сустав имеет суставные поверхности костей, покрытые хрящом, суставную капсулу, суставную полость с небольшим количеством синовиальной жидкости. В некоторых суставах есть

18

еще вспомогательные образования в виде суставных дисков, менисков и суставной губы. Выделяют следующие элементы прерывных суставов.

Суставные поверхности (facies articulares) в большинстве случаев у сочленяющихся костей соответствуют друг другу — конгруэнтные (от лат. сongruens — соответствующий, совпадающий). Если одна суставная поверхность выпуклая (суставная головка), то вторая, сочленяющаяся с ней, в равной мере вогнутая (суставная впадина). В некоторых суставах эти поверхности не соответствуют друг другу либо по форме, либо по величине (инконгруэнтны).

Суставной хрящ (cartilago articularis), как правило, гиалино-

вый, у отдельных суставов (височно-нижечелюстной) — волокнистый, имеет толщину 0,2–6,0 мм. Хрящ сглаживает неровности суставных поверхностей костей, при движении амортизирует толчки. Чем большую нагрузку испытывает сустав под действием силы тяжести, тем больше толщина суставных хрящей на сочленяющихся поверхностях. Суставной хрящ, как правило, ровный, гладкий, постоянно увлажнен синовиальной жидкостью, которая облегчает движение в суставе. В суставном хряще нет кровеносных и лимфатических сосудов, его питание осуществляется за счет синовиальной жидкости.

Суставная капсула (capsula articularis) прикрепляется к сочле-

няющимся костям вблизи краев суставных поверхностей или отступянанекотороерасстояниеотних;онапрочносрастаетсяснадкостницей, образуя замкнутую суставную полость. Капсула имеет два слоя: наружный — фиброзная мембрана и внутренний — синовиальная мембрана,имеющая богатое кровоснабжение. Фибрознаямембранатолщеипрочнеесиновиальной исостоитизплотной волокнистой соединительной ткани с преимущественным продольным направлением волокон. Местами фиброзная мембрана образует утолщение — связки (Ligamenta), укрепляющие суставнуюсумку.Капсульныесвязкирасполагаютсявтолщекапсулы,они могут располагаться вне капсулы (не срастаясь с ней), тогда это внекапсульные связки. Встречаются также связки, расположенные

19

в толще капсулы сустава — внутрикапсульные связки. Толщина и форма связок зависят от особенностей строения сустава и действующей на него силы тяжести. Связки выполняют также функцию пассивныхтормозов,ограничиваядвижениявсуставе.Внутренняя поверхность суставной капсулы (синовиальная мембрана) всегда увлажненасиновиальнойжидкостью(synovia),котораявыделяется синовиальной мембраной и вместе со слущивающимися хрящевыми и плоскими соединительнотканными клетками образует слизеподобное вещество, смачивающее покрытые хрящом суставные поверхности и устраняющее их трение друг о друга.

Суставнаяполость(cavum articulare) представляет собой щелевидное пространство между покрытыми хрящом суставными поверхностями, а также ограниченное синовиальной мембраной суставной капсулы; содержит небольшое количество синовиальной жидкости. Форма суставной полости зависит от форм сочленяющихся поверхностей, наличия или отсутствия внутри сустава вспомогательных образований (суставной диск или мениск) либо внутрикапсульных связок. Суставные диски и мениски — это различной формы хрящевые пластинки, которые располагаются между неполностью соответствующими друг другу (инконгруэнтными) суставными поверхностями. Диск представляет собой обычно сплошную пластинку, сращенную по наружному краю с суставной капсулой. Мениски — это несплошные или соединительнотканные пластинки полулунной формы, которые вклиниваются между суставными поверхностями. Диски и мениски способны смещаться при движениях. Они как бы сглаживают неровности сочленяющихся поверхностей, делают их конгруэнтными, амортизируют сотрясения и толчки при передвижении. Суставная губа, расположена по краю вогнутой cуставной поверхности, дополняет и углубляет ее (например, плечевой сустав). Она прикреплена своим основанием к краю суставной поверхности, а внутренней вогнутой поверхностью обращена к полости сустава. Синовиальные сумки представляют собой выпячивания синовиальной мембраны в истонченных участках фиброзной оболочки сустава. Размеры и форма синовиальных сумок различны. Как

20