Тема 29. Костная система

Костная система — опорный остов организма, представляющий совокупность сочленяющихся костей; обусловливает внешний вид и форму тела человека (рис. 1) и позвоночных животных. Кость представляет сложное образование, состоящее из костной ткани (главная масса кости), костного мозга, суставного хряща, нервов и сосудов. Снаружи кости, за исключением суставных поверхностей, покрыты надкостницей. Надкостница — тонкая, крепкая соединительнотканная пленка, богатая сосудами и нервами.

По форме и строению различают четыре основных вида костей: трубчатые, губчатые, плоские, или широкие, и смешанные. Трубчатая кость состоит из диафиза (компактная кость), внутри которого находится костный мозг, и двух эпифизов, имеющих суставную поверхность, покрытую хрящом (кости нижних и верхних конечностей, рис. 2). Губчатые кости состоят преимущественно из губчатого вещества, покрытого тонким слоем компактного вещества — ребра, позвонки (рис. 3), мелкие кости стопы и кисти.

Плоские, или широкие, кости образуют полости для внутренних органов (кости черепа, таза). К смешанным относятся кости, состоящие из нескольких частей, например кости основания черепа. Кости скелета соединены между собой с помощью суставов, связок, перепонок, хрящей и швов.

Органическая часть кости состоит на 95% из белка коллагена, 5% приходится на неколлагеновые белки, углеводы и жиры. Эластичность кости зависит от органических веществ, а твердость ее — от минеральных. Сочетание этих компонентов в кости придает ей значительную прочность и упругость.

Костная система выполняет в организме ряд механических и биологических функций. Механические функции скелета — осуществление опоры и движения, а также защиты внутренних органов. Опора и движение возможны благодаря строению костей по типу длинных и коротких рычагов, соединенных подвижными сочленениями, легко приводимых в движение прикрепляющимися к костям мышцами. Кроме этого, кости образуют каналы и полости и таким образом защищают внутренние органы.

Так, костный канал позвоночника защищает спинной мозг, кости черепа — головной мозг, грудная клетка — сердце, легкие и др. Биологические функции костной системы определяются ее участием в процессах кроветворения и обмена веществ. Например, костный мозг, находящийся внутри кости, осуществляет процесс образования клеток крови (см. Кровь, кроветворная система).

Костная система принимает непосредственное участие в обмене минеральных веществ, являясь подвижным депо минеральным компонентов. В скелете сосредоточено около 99% тканевого кальция, 87% — фосфора и 50% магния. Клетки кости находятся в постоянном контакте с окружающей тканевой жидкостью, и благодаря малым размерам кристаллов оксиапатита (основного минерального компонента кости) и особенностям его строения происходит быстрый обмен ионов.

В течение жизни человека костная система претерпевает различные изменения. Во внутриутробном периоде костная система состоит из хрящевой ткани. Точки окостенения начинают появляться на 7—8-й неделе внутриутробной жизни. К моменту рождения окостеневают все диафизы, после чего процесс окостенения продолжается в области эпифизов. Для разных костей сроки появления точек окостенения и завершения процесса минерализации различны. Однако для каждой кости они довольно постоянны, что дает возможность судить о развитии и созревании костной системы. Возрастные изменения в костях настолько характерны, что антропологи на основании изучения общего вида, диаметра длинных трубчатых костей и костномозгового канала, толщины стенок диафиза коротких трубчатых костей, рентгенологических данных устанавливают возраст человека. Химический состав костной системы также подвержен значительным изменениям в зависимости от возраста. У маленьких детей в костях больше органических веществ, поэтому кости у них отличаются большой гибкостью и редко ломаются. Наоборот, в старости, когда уменьшается удельный вес органических компонентов, кости становятся менее эластичными и более хрупкими, вследствие чего переломы костей относительно чаще наблюдаются у стариков.

Костная система чутко реагирует на различные процессы, протекающие в организме. Одной из наиболее важных является связь между костной системой и железами внутренней секреции. В период до половой зрелости активно функционирует гипофиз (см. Эндокринная система), с его деятельностью связано появление ядер окостенения. С началом полового созревания на дальнейшее развитие костной системы влияют в основном половые гормоны. Состояние костной системы зависит также от мышечной деятельности. У людей, занимающихся физическим трудом, кости массивнее и крепче, чем у людей умственного труда. Благодаря рациональным физическим упражнениям лучше развиваются все отделы скелетаребенка, включая грудную клетку, что благоприятно отражается на развитии внутренних органов, в частности сердца и легких. Физические упражнения позволяют направленно воздействовать на рост костей и способствуют гармоническому развитию тела человека. На этом основана лечебная физкультура, помогающая заживлению повреждений костной системы и исправлению различных дефектов скелета. Большое влияние на развитие скелета оказывают условия питания. Неправильное питание особенно опасно для маленьких детей, нормальное развитие которых невозможно, если с пищей в их организм не поступают вещества, необходимые для построения клеток и тканей, роста и функционирования скелета, мышц, сердца и т. п. Дефицит витамина D ведет к рахиту, витамина А — к отставанию в росте.

Длительный недостаток кальция в пище приводит к нарушениям костеобразования. Важно, чтобы в рационе соблюдалось определенное соотношение между кальцием и фосфором. В наибольшей степени этим требованиям отвечает молоко и молочные продукты. Потребность организма в кальции особенно велика у беременных и кормящих матерей. В этот период с молоком матери кальция выделяется из организма больше, чем поступает с пищей. Отрицательный баланс кальция покрывается за счет поступления его из скелета. Важно также, чтобы в организм поступало оптимальное количество микроэлементов, белка и других питательных веществ (см. Питание).

Заболевания костной системы весьма многочисленны и разнообразны. Различают болезни травматического происхождения (трещины, переломы); воспалительного характера (остеомиелиты и пр.); дистрофические заболевания, связанные с нарушением тканевого питания, могут быть вызваны токсическими, пищевыми, эндокринными и другими факторами (рахит, остеомаляция, паратиреоидная остеодистрофия и др.); обширную группу составляют диспластические заболевания, в основе которых лежат нарушения развития костной системы. К ним относятся, например, укорочение и нарушение формы отдельных костей или групп костей, возможны нарушения правильных взаимоотношений между отдельными костями, что приводит к деформации скелета.

Переломы костей вызывают глубокие и многообразные изменения в организме пострадавшего. При этом происходит усиленный распад тканевых белков, жиров, углеводов и изменение обмена костной ткани. Знание основных закономерностей обменных сдвигов при переломах позволило направленно воздействовать на патология, процесс путем введения веществ, обмен которых нарушен.

Рахит до настоящего времени остается одним из наиболее часто встречающихся заболеваний детей раннего возраста (см. Рахит). Чаще всего оно обусловлено D-витаминНой недостаточностью. Характерный признак рахита — поражение костной системы, при этом нарушается процесс отложения минерал, веществ, вследствие чего кости становятся мягкими, под влиянием веса тела ноги искривляются. У ребенка, больного рахитом, длительное время не зарастают роднички, увеличены теменные и лобные бугры, зубы прорезаются позднее, иногда искривляется позвоночник; на костно-хрящевой границе ребер появляются утолщения — так называемые рахитические четки. При рахите дети, как правило, худые, ноги у них кривые, голова и живот большие. Заболевание, связанное с недостатком витамина D у взрослых, называется остеомаляция. Она может наблюдаться у женщин во время беременности или сразу же после родов. При этом заболевании вследствие деминерализации кости легко искривляются. Остеопороз — другое проявление авитаминоза D у взрослых, при котором наблюдается разрежение костной ткани. Кости становятся чрезмерно пористыми. Авитаминоз D может быть обусловлен недостаточным ультрафиолетовым облучением, нарушением соотношения между кальцием и фосфором в пище, нарушением всасывания минерал, веществ в связи с заболеванием кишечника и почек. Загрязненная атмосфера промышленных городов затрудняет влияние солнечного света на процесс образования витамина D в организме. Поэтому жители больших городов чаще испытывают недостаток витамина D, что отрицательно сказывается на состоянии костной системы, особенно в процессе роста. Длительное пребывание на воздухе, правильное питание, четкий режим и распорядок дня, занятия спортом, а также медикаментозное лечение по строгому предписанию врача позволяют предупреждать возникновение заболевания и вовремя ликвидировать его.

Искривление позвоночника у детей довольно распространено; наиболее частой причиной его является недостаточное развитие мускулатуры и длительная статическая нагрузка в условиях неправильного положения тела. Вначале искривление позвоночника проявляется в виде нестойкого дефекта осанки, корригируемого самим ребенком. Если порочная установка корпуса сохраняется постоянно, возникают вторичные изменения со стороны связочного аппарата и костной части позвоночника.

Возникновение порочной осанки может быть обусловлено несоответствием высоты стола и стула росту ребенка, а также привычкой сидеть на далеко отставленном стуле. Согнутое положение корпуса может возникнуть во время учебных занятий при наличии нарушений со стороны зрения, слуха, плохого освещения рабочего места. К отрицательным моментам следует отнести также сон и отдых ребенка на слишком мягкой постели с большой подушкой. Влияние указанных выше условий особенно отрицательно сказывается на фоне слабого развития мышц, главным образом мышц спины. Неправильная осанка может превратиться в стойкое искривление позвоночника, которое трудно поддается исправлению. Знание причин, вызывающих повреждение позвоночника, помогает предупредить возникновение этого заболевания. Необходимо устранить все условия, которые могут отрицательно сказаться на форме позвоночника.

Патологические процессы в скелете, в частности остеохондропатии, могут возникнуть в результате длительных физических перегрузок, вызванных такими факторами, как неконтролируемые чрезмерные занятия спортом, статические перегрузки, обусловленные особенностями профессии. К причинным факторам относятся также повторные микротравмы, травмы и другие воздействия, нарушающие питание кости. «Остеохондропатия» — понятие собирательное, включающее ряд заболеваний костно-суставного аппарата. Различают более 20 видов остеохондропатии. Наиболее характерна болезнь Келера II, при которой возникает болезненность второй плюсневой кости вначале при нагрузке, а в последующем при стоянии и в покое. Постепенно боль усиливается, возникает хромота. Это заболевание чаще всего встречается в детском и юношеском возрасте, Оно протекает доброкачественно, и при своевременном и правильном лечении отмечается благоприятный исход. Для предупреждения остеохондропатий необходимо избегать перегрузок нижних конечностей, повторных травм. Очень важное значение имеет ношение правильно подобранной обуви.

Болезнь Дейчлендера — патологическая перестройка плюсневых костей; возникает в результате чрезмерной нагрузки, обусловленной функциональной недостаточностью стоп и их деформацией, в частности при плоскостопии, шпорах, деформирующем артрозе суставов стоп и др. Наиболее характерные признаки заболевания — резкие боли в переднем отделе стопы и припухлость. Предрасполагающими факторами являются перегрузка ног, связанная с профессией, ношение неудобной обуви и др. Для предупреждения болезни Дейчлендера важно своевременное выявление первых признаков и их лечение.

Описанные заболевания не исчерпывают всей патологии костной системы. Приведенные примеры свидетельствуют о том, что при своевременном обращении к врачу многие заболевания костной системы можно вылечить.