Анатомия для начинающих. Dr. Gunther von Hagens. Пластическая анатомия для начинающих Внешнее строение костей

Эта программа демонстрирует работу пищеварительной системы через вскрытие тела женщины.

Он демонстрирует прохождение через рот еды, вниз по пищеводу и удаляет весь брюшной квартал от языка вплоть до ануса, и, после рассечения все органы желудочно-кишечного тракта распутывает на всю длину — семь метров.

5 фильмов доктора Гюнтера фон Хагенса знакомящих с миром анатомии человека. Фильмы сняты очень качественно и с подробными примерами. У неподготовленного человека могут вызвать шок .

Доктор Фон Хагенс приглашает аудиторию в удивительное путешествие по телу человека, исследуя функции, которые мы выполняем каждый день, но большинство из нас не знает, как они работают. В каждой программе, он выполняет человеческое вскрытие, сосредоточив внимание на различных аспектах анатомических систем. Этот фильм снимался перед приглашённой аудиторией в Германии, чтобы объяснить всё, что Вы хотели бы узнать о человеческом теле.

Репродуктивная система. На русском.

Д-р фон Хагенс вскрывает мужчину и женщину чтобы показать Вам репродуктивную систему обоих полов.

Следуя по пути сперматозоидов из яичка, вдоль семявыносящих протоков из пениса, он продолжает своё путешествие внутри женских органов, где он рассекает сначала матку и, наконец, демонстрирует, как ребёнок проходит через таз.

Движение

Доктор Фон Хагенс вскрывает человека, чтобы объяснить нам, как мы движемся. После удаления всей кожи в одной части, фон Хагенс демонстрирует мышцы рук и ног. Затем он открывает череп, кусочки мозга и удаляет спинной мозг и седалищный нерв в один длинный кусок.

Циркуляция.

Этот эпизод показывает, как работает дыхательная и кровеносная системы.

Д-р фон Хагенс демонстрирует инфляции и дефляции лёгких и исследует сосудистую систему, вскрывая сердце и нагоняя искусственную кровь в вены.

Финальная серия

Эта часть посвящена тем аспектам анатомии человека, которые вам потребуются, чтобы научиться рисовать человека . Вам не нужно знать каждую отдельную мышцу и все внутренние органы, но вы должны знать все, что влияет на форму и поверхность тела. Эти знания должны включать в себя: скелетную структуру, основные группы мышц, которые держат тело, и распределение жировых отложений под кожей.

Если вы хотите изучить этот вопрос более подробно, есть много доступной литературы по анатомии для художников , которые содержат исчерпывающую информацию по этой теме. Но я считаю, что художнику необходимо обладать лишь небольшим фондом основных анатомических знаний для своих нужд, так что здесь мы будем рассматривать только основные составляющие структуры организма и простую механику его работы.

Следует подчеркнуть, что хороший рисунок фигуры человека имеет мало общего с анатомической схемой. Однако, если вы не знаете основные аспекты, ваши рисунки будут более убедительными.

Кости

Нормальный человеческий скелет состоит из 206 костей , обеспечивая мобильную вспомогательную структуру для тела и защиту для жизненно важных органов. Есть также сесамовидные кости, которые образуются в сухожилиях и непосредственно не связаны с другими. Они не учитываются в общей сложности (206) и здесь мы их не будем брать в расчет и обсуждать. Кости связаны друг с другом жесткими, гибкими связками. В суставе каждая артикуляционная кость покрыта тонким слоем хряща, который носит на себе всю тяжесть износа. Весь сустав заключен в капсулу соединительной ткани, которая выделяет синовиальную жидкость, чтобы обеспечить смазку.

Центральное место в скелетной системе человека занимает позвоночник — гибкий столбец, состоящий из 33-х позвонков, поддерживающий череп, плечевой пояс, грудную клетку и таз. Руки связаны с плечевым поясом, а ноги с тазом.

Плечевой пояс включает ключицы и лопатки. Плечевая кость вписывается в небольшое гнездо в лопатке, что позволяет делать широкий диапазон движения руки в плече.

Грудная клетка образует бочкообразный гибкий каркас, который защищает сердце, легкие, пищевод и другие структуры.

Таз прочно прикреплен к нижней части позвоночника, которая поддерживает кишечник и другие внутренние органы и передает вес верхней части тела ногам. Бедренные кости связаны твердо в чашеобразной полости в области таза. Хотя все люди разные, кости среднего женского скелета меньше и легче, чем у мужского. Грудная клетка более узкая, а бедра относительно шире, чем у мужчин. Кроме того, женский позвоночник имеет более акцентированный изгиб наружу от поясницы.

Художнику необходимо знать, что не бывает совершенно прямых костей. Если руки и ноги нарисовать с совершенно прямыми костями, они будут выглядеть негибкими и жесткими. Кривизна костей очень сильно связана с ритмом действий фигуры. Это поможет создать впечатление жизни.

Мышцы

Есть чуть более шестисот произвольно-сокращающихся мышц в организме человека, но для наших целей необходимо обсудить лишь:

крупные поверхностные мышечные группы , которые влияют на форму тела и ответственны за движения конечностей, а также

гораздо более сложные мышцы, которые влияют на движение лица .

Это все скелетные мышцы . Большинство скелетных мышц прикрепляются обоими концами к костям (через сухожилия) и действуют подобно натяжению пружины в плане того, что они способны сокращаться; при этом они дают возможность одной кости вращаться относительно другой, как рычаг. Мышцы, которые дают выражение на лице связывают кость и кожу.

Мышца состоит из тысяч волокон , каждое из которых контролируется нервным окончанием. Эти нервные окончания реагируют на сигналы от мозга, выпустив незначительное количество ацетилхолина, который заставляет мышечные волокна сокращаться вдоль их длины, и они становятся короче и толще.

Иллюстрация ниже показывает действие бицепса на переднюю часть руки . Когда он сокращается, рука согнута. Выпрямляет руку другая мышца — трицепс, которая находиться на задней поверхности предплечья. Чтобы разогнуть руку, трицепс должен сократиться, а бицепс расслабиться. Все мышцы, отвечающие за движения скелета спарены таким образом, чтобы для каждой мышцы, тянущей в одном направлении, была другая расположенная так, что она может потянуть в противоположную сторону.

Вообще весь комплекс мышц задействован для каждого движения тел а: сгибание руки включает в себя множество мышц помимо бицепса и трицепса. Один набор мышц обеспечивает основную движущую силу, в то время как противоположные мышцы обеспечивают расслабление и удлинение. Между тем, другие обездвиженные суставы нужны для стабилизации равновесия организма.

Мышцы расположены одинаково в мужском и женском организме, а дифференцированной жировые отложения на груди и бедрах вызывают гендерные различия формы тела. Мы рассмотрим их позже.

В статье использовались материалы из книги Ron Tiner «Figure Drawing without a model».

Изображать человека – важнейшая задача художника. Для того, чтобы научиться принципам реалистичного рисунка, стоит изучить наш курс пластическая анатомия для начинающих. Нужно не только воспринимать то, что на поверхности и просто копировать формы, а знать закономерности внутреннего строения, понимать, как это влияет на пластику.

Что изучает пластическая анатомия?

Изучение пластической анатомии начинается с понимания того, что образует внешний вид человека: его скелет и мышцы, вникает в детали и основные движения, пропорции. А также занимается освоением метода изображения фигуры исходя из анатомических основ:

Строения скелета – он состоит из костей, которых более 200, они скреплены соединительной тканью. Скелет выполняет различные функции, которые условно подразделяют на несколько групп: механические и биологические;
Видов суставов – так как сустав влияет на внешнюю форму тела, важно знать его строение и видимые части;
Мышечной массы – которая образует основу и изменяет форму фигуры при сокращении или расслаблении.

Понимая, как устроено тело можно понять, как костная или мышечная система влияет на пластику и форму.

Основные разделы пластической анатомии

В пластической анатомии пристальное внимание уделяется видимым формам, движениям тела и его отдельным частям, что очень важно для художника. Значимое место занимают вопросы, которые не охватывают разделы медицинской анатомии:

Изучение пропорций – современные художники придерживаются эстетических канонов, которые считают единицей измерения тела высоту головы: длина должна равняться 8 отрезкам, которые соответствуют высоте головы;
Ракурсы и перспектива – без понимания этих базовых определений невозможно грамотно выполнить изображение;
Половые и возрастные характеристики;
Эмоции и мимика – изучая мимические мышцы и их связь с тканями лица и кожей можно правильно выразить эмоции в рисунке.

Основное место в занятиях по изучению пластической анатомии занимает изучение конструктивных схем, которые представляют основу для запоминания строения человека и удобны в применении на практике.

Последовательное изучение всех базовых разделов станет фундаментом для развития личности художника и его профессиональных навыков.

Программа курса

Пластическая анатомия для начинающих – это уроки по освоению художественной анатомии из серии «академический рисунок». Участники курса получат практические навыки о изображении, различных трансформациях формы, анализе и моделировании. А также:

Научатся определять основные пропорции человеческого тела и делать наброски фигур;
Познакомятся с анатомическими особенностями строения черепа и лицевых мышц;
Научатся изображать костную структуру головы и ее мускулатуру;
Изучат анатомическое строение торса;
Смогут изобразить костную структуру и мускулатуру торса.
Изучат анатомию конечностей, сделают зарисовки и изображение;
А также узнают, что такое композиция ракурсов и светотеневая проработка.

Преподавательский состав арт-студии – это молодые и творчески одаренные художники, постоянно практикующие и достигшие определенных результатов в своем творчестве.

Записываясь на курс, можно сначала посетить первое пробное занятие, которое поможет принять окончательное решение пройти весь курс. Занятия проходят как в индивидуальной форме, так и в групповой. По окончанию курса выдается сертификат о его прохождении. Оставьте заявку или позвоните – и возможно любовь к рисованию станет профессией и делом всей жизни.

Наш рот - замечательная вещь! Зубы тщательно измельчают пищу. Слюна обильно смачивает ее и помогает выявить вкус. Язык перемещает пищу во рту и в конце концов отправляет пищевой комок в конец ротовой полости, к началу глотки, а далее он следует в пищевод.

ЗАРОЖДЕНИЕ ЖИЗНИ

Все начинают свой жизненный путь одинаково - с оплодотворенной яйцеклетки, размером меньше, чем точка в конце этого предложения. Развитие ребенка в животе матери - один из наиболее захватывающих этапов жизненного цикла человека.

НЕРВЫ

Нервная система - самая важная из всех систем организма. Она включает в себя головной и спинной мозг и миллиарды нервных клеток с длинными отростками. Благодаря нервной системе мы можем чувствовать, думать, мечтать, видеть сны, дышать, двигаться, смеяться, запоминать, писать и читать. Одним словом, быть людьми.

СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТАЯ СИСТЕМА

Сердце, кровь и кровеносные сосуды составляют сердечно-сосудистую систему человека. Сердце отвечает за перемещение питательных веществ и газов по организму. По артериям кровь движется от сердца ко всем органам, а по венам она совершает обратный путь к сердцу.

ПИЩЕВАРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА

Пищеварительная система состоит из различных органов, которые, работая совместно, превращают съеденную нами пищу в питательные вещества и энергию, которые поглощаются и используются клетками и тканями нашего тела.

ДЫХАНИЕ

Человек может выжить без воды несколько дней, без пищи - одну-две недели, а без кислорода он сможет просуществовать лишь несколько минут. Дыхание - одна из наиболее важных жизненных функций организма, и мы делаем более 20тыс. дыхательных движений в день, почти не задумываясь об этом.

КРОВЬ

Почему кровь красная. Кровь красная потому, что содержит красные кровяные тельца эритроциты. Они красные, потому что содержат красный пигмент гемоглобин, который обладает уникальной способностью присоединять и отдавать кислород и таким образом разносить его по организму. Кровь, богатая кислородом, обладает более ярким насыщенным красным цветом, чем кровь, в которой кислорода мало.

НАЧАЛО ЖИЗНИ

Ребенок развивается в лоне матери (в матке) 38-40 недель. Там ему тепло, безопасно, сытно. А во время рождения он переживает настоящий шок: на него обрушиваются свет и звуки внешнего мира!

КОЖА

Наша кожа - живая. Это самый обширный орган человеческого организма.

Она состоит из множества слоев клеток, в которые органично вплетаются нервы, кровеносные сосуды, волосяные фолликулы, железы и окончания нервов.

ОТХОДЫ

Выделение - это процесс удаления вредных продуктов обмена. Их необходимо выводить из организма, чтобы поддерживать его в здоровом состоянии. Выделительная система включает почки, печень, мочевой пузырь и кишечник.

КИСТЬ

Рука - одна из наиболее важных частей человеческого тела. Наша рука великолепно приспособлена для совершения самых разнообразных действий - от удержания теннисной ракетки до вдевания нитки в иголку.

СТОПА

Стопы наших ног невероятно крепки, выносливы и упруги. Они выдерживают весь вес нашего тела, но тем не менее способны на изящные движения, когда мы становимся на цыпочки. Пальцы наших ног приспособлены поддерживать баланс тела, а кожа стопы толще, чем в любом другом месте тела.

УХО

Ухо - орган чувств, не только воспринимающий звуки, но и играющий главную роль в нашем чувстве равновесия. Ухо - чрезвычайно сложный орган, который состоит из трех отделов: внешнего уха, среднего уха и внутреннего уха.

НОС

Чудесный свежевыпеченный пирог из духовки. Весенние цветы на лугу. Груда грязной одежды. Как же мы различаем эти и тысячи других запахов? Конечно же с помощью носа! Давайте познакомимся поближе с этим поистине удивительным органом!

ГЛАЗА

С момента пробуждения утром и до момента, когда мы ложимся спать вечером, наши глаза собирают информацию и отсылают ее для расшифровки в мозг. Наши глаза - это очень чувствительный и сложный прибор. Их надо беречь от яркого солнечного света и случайных травм.

ВОЛОСЫ

Люди - одни из самых волосатых созданий на планете! Каждая часть нашего тела, за исключением губ, ладоней рук и поверхности ступней, покрыта волосами. Кожу взрослого человека покрывает около 5 млн. волосков. Приблизительно столько же волос и у гориллы, только у нас они гораздо тоньше и короче.

Тема 1. Остеология

1. Общие сведения об остеологии

Функции скелета

Прежде всего кости туловища и нижних конечностей выполняют опорную функцию для мягких тканей (мышц, связок, фасций, внутренних органов). Большинство костей являются рычагами. К ним прикрепляются мышцы, которые обеспечивают локомоторную функцию (перемещение тела в пространстве). Обе названные функции позволяют считать скелет пассивной частью опорно-двигательного аппарата. Скелет человека является антигравитационной конструкцией, которая противодействует силе земного притяжения. Под воздействием последней тело человека прижимается к земле, скелет при этом препятствует изменению формы тела.

Кости черепа, туловища и тазовые кости выполняют функцию защиты от возможных повреждений жизненно важных органов, крупных сосудов и нервных стволов. Так, череп является вместилищем для головного мозга, органа зрения, органа слуха и равновесия. В позвоночном канале располагается спинной мозг. Грудная клетка защищает сердце, легкие, крупные сосуды и нервные стволы. Тазовые кости предохраняют от повреждений такие органы, как прямая кишка, мочевой пузырь и внутренние половые органы.

Большинство костей содержат внутри красный костный мозг, который является органом кроветворения, а также органом иммунной системы организма. Кости при этом защищают красный костный мозг от повреждения, создают благоприятные условия для его трофики и созревания форменных элементов крови.

Кости принимают участие в минеральном обмене. В них депонируются многочисленные химические элементы, преимущественно соли кальция, фосфора. Так, при введении в организм радиоактивного кальция уже через сутки более половины этого вещества накапливается в костях.

Кость как орган

Кость, as – это орган, являющийся компонентом системы органов опоры и движения, имеющий типичную форму и строение, характерную архитектонику сосудов и нервов, построенный преимущественно из костной ткани, покрытый снаружи надкостницей, periosteum, и содержащий внутри костный мозг, medulla osseum.

Каждая кость имеет определенную форму, величину и положение в теле человека. На формообразование костей существенное влияние оказывают условия, в которых кости развиваются, и функциональные нагрузки, которые кости испытывают в процессе жизнедеятельности организма. Каждой кости свойственны определенное число источников кровоснабжения (артерий), наличие определенных мест их локализации и характерная внутриорганная архитектоника сосудов. Указанные особенности распространяются и на нервы, иннервирующие данную кость.

Надкостница покрывает кость снаружи за исключением тех мест, где располагается суставной хрящ и прикрепляются сухожилия мышц или связки (на буграх и бугристостях). Надкостница отграничивает кость от окружающих тканей. Она представляет собой тонкую прочную пленку, построенную из плотной соединительной ткани, в которой располагаются кровеносные и лимфатические сосуды и нервы. Последние из надкостницы проникают в вещество кости.

Надкостница играет большую роль в развитии (росте в толщину) и питании кости. Ее внутренний остеогенный слой является местом образования костной ткани. Кость, лишенная надкостницы, становится нежизнеспособной, омертвевает. При оперативных вмешательствах на костях по поводу переломов необходимо сохранять надкостницу. Надкостница богато иннервирована, поэтому отличается высокой чувствительностью.

Практически у всех костей (за исключением большинства костей черепа) имеются суставные поверхности для сочленения с другими костями. Суставные поверхности покрыты не надкостницей, а суставным хрящом, cartilago articularis. Суставной хрящ по своему строению чаще является гиалиновым и реже – фиброзным. Внутри большинства костей в ячейках между пластинками губчатого вещества или в костно-мозговой полости, cavitas medullaris, находится костный мозг. Он бывает красный и желтый. У плодов и новорожденных в костях содержится только красный (кроветворный) костный мозг. Он представляет собой однородную массу красного цвета, богатую кровеносными сосудами, форменными элементами крови и ретикулярной тканью. В красном костном мозге содержатся также костные клетки – остеоциты. Общее количество красного костного мозга составляет около 1500 см 3 . У взрослого человека костный мозг частично заменяется желтым, который в основном представлен жировыми клетками. Замене подлежит только костный мозг, расположенный в пределах костномозговой полости. Следует отметить, что изнутри костно-мозговая полость выстлана специальной оболочкой, получившей название эндоста, endosteum.

Классификация костей

Кости имеют самую разнообразную форму. Однако, несмотря на богатство форм, кости по данному признаку делятся на четыре группы: длинные, короткие, широкие и смешанные.

У длинных костей один размер преобладает над остальными. Средняя часть – диафиз (или тело, corpus) – такой кости имеет цилиндрическую или призматическую форму; концы – эпифизы – более или менее утолщены и соединяются с соседними костями. Кости этого типа образуют основу конечностей и играют роль рычагов, приводимых в движение мышцами.

В коротких костях все три размера приблизительно одинаковы. Кости этого типа встречаются там, где при прочности соединения в то же время необходима известная гибкость. К ним относятся позвонки, мелкие кости стопы и кисти. У широких или плоских костей два размера (ширина и длина) преобладают над толщиной. Такие кости образуют стенки полостей, заключающих важные органы, или представляют собой обширные поверхности для прикрепления мускулатуры. Наконец есть смешанные кости, которые нельзя причислить к какой-либо из названных групп (например, височная кость).

Следует подчеркнуть, что рассмотренная классификация костей не дает исчерпывающей характеристики основным группам костей. Поэтому целесообразно выделить кости туловища и конечностей и кости черепа. По форме и строению различают четыре вида костей туловища и конечностей: трубчатые, плоские, объемные и смешанные кости.

Трубчатые кости на распиле имеют в диафизе полость. По величине они могут быть разделены на длинные (плечевая, кости предплечья, бедренная, кости голени) и короткие (кости пясти, кости плюсны, кости пальцев, ключица).

Плоские кости на распиле представлены преимущественно однородной массой губчатого вещества. Они обширны по площади, но толщина их незначительна (тазовые кости, грудина, лопатки, ребра). Объемные кости в большинстве случаев, так же как и плоские, на распиле содержат однородную массу губчатого вещества (кости запястья, кости предплюсны). Смешанные кости отличаются специфичностью и сложностью своей формы. В их составе встречаются элементы строения объемных и плоских костей (позвонки, крестец, копчик).

Кости черепа различаются по расположению, развитию и строению. По расположению их делят на кости мозгового черепа и кости лицевого черепа, по развитию – на первичные (эндесмальные) и вторичные (энхондральные). Кости черепа имеют очень сложную внешнюю форму, поэтому целесообразно принимать во внимание их внутреннее строение. В связи с этим можно выделить три вида костей черепа:

1) кости, имеющие в своем составе диплоическое вещество: диплоические (теменная, затылочная, лобная кости, нижняя челюсть);

3) кости, построенные преимущественно из компактного вещества: компактные (слезная, скуловая, небная, носовая кости, нижняя носовая раковина, сошник, подъязычная кость).

Внутреннее строение костей

Внутреннее строение костей у плода и у ребенка после рождения существенно отличается. В связи с этим различают два вида костной ткани – ретикулофиброзную и пластинчатую. Ретикулофиброзная костная ткань составляет основу эмбрионального скелета человека. Костный матрикс у нее структурно не упорядочен, пучки коллагеновых волокон идут в разных направлениях и непосредственно связаны с соединительной тканью, окружающей кость.

После рождения ребенка ретикулофиброзная ткань заменяется пластинчатой, которая построена из костных пластинок толщиной 4,5–11 мкм. Между костными пластинками в мельчайших полостях (лакунах) находятся костные клетки – остеоциты. Коллагеновые волокна в костных пластинках ориентированы в строго определенном направлении и располагаются параллельно поверхности пластинок. Они теряют связь с окружающей кость соединительной тканью. Соединение их с надкостницей осуществляется только за счет прободающих (шарпеевских) волокон, направляющихся из надкостницы в поверхностные слои кости. Пластинчатая кость гораздо прочнее, чем ретикулофиброзная. Замена одной костной ткани на другую обусловлена влиянием функциональных нагрузок на скелет.

На распиле мацерированной кости, т. е. кости, лишенной мягких тканей, можно видеть два вида костного вещества: компактное и губчатое. Компактное вещество, substantia compacta, располагается снаружи и представлено сплошной костной массой. Костные пластинки в компактном веществе располагаются очень близко друг к другу. Компактное вещество в виде тонкой пластинки покрывает эпифизы трубчатых и плоских костей. Полностью из компактного вещества построены диафизы трубчатых костей.

Губчатое вещество, substantia spongiosa, представлено редко расположенными костными пластинками, в ячейках между которыми содержится красный костный мозг. Из губчатого вещества построены расширенные концы трубчатых костей, тела позвонков, ребра, грудина, тазовые кости и ряд костей кисти и стопы. Компактное вещество у этих костей образует лишь поверхностный кортикальный слой.

Структурно-функциональной единицей кости является остеон, или гаверсова система. Остеоны можно рассмотреть на шлифах или гистологических препаратах. Остеон представлен концентрически расположенными костными пластинками (гаверсовыми), которые в виде цилиндров разного диаметра, вложенных друг в друга, окружают гаверсов канал. В последнем проходят кровеносные сосуды и нервы. Остеоны большей частью располагаются параллельно длиннику кости, многократно анастомозируя между собой. Количество остеонов индивидуально для каждой кости, у бедренной кости оно составляет 1,8 на 1 мм 2 . При этом на долю гаверсова канала приходится 0,2–0,3 мм 2 . Между остеонами располагаются вставочные (или промежуточные) пластинки, которые идут во всех направлениях. Вставочные пластинки представляют собой оставшиеся части подвергшихся разрушению старых остеонов. В костях постоянно происходят процессы новообразования и разрушения остеонов. На границе с костно-мозговой полостью в трубчатых костях находится слой внутренних окружающих пластинок. Они пронизаны многочисленными каналами, расширяющимися в ячейки. Снаружи кость окружают несколько слоев генеральных или общих пластинок. Через них проходят прободающие каналы (фолькмановские), которые содержат кровеносные сосуды того же названия. В диафизах трубчатых костей имеются три вида костных пластинок: гаверсовы, вставочные и генеральные. Пластинки тесно прилежат друг к другу, располагаются параллельно длиннику кости и составляют хорошо выраженный слой только компактного вещества. Его толщина составляет 1,5–5 мм. Таким образом, диафиз трубчатой кости представляет собой полый цилиндр, стенками которого является компактное вещество. Полость цилиндра называется костномозговым каналом. Последний сообщается с ячейками губчатого вещества в эпифизах кости.

Эпифизы трубчатой кости построены из губчатого вещества, в котором выделяют гаверсовы и вставочные пластинки. Компактное вещество покрывает эпифизы только снаружи сравнительно тонким слоем. Аналогичное строение имеют широкие и короткие кости. Пластинки губчатого вещества в каждой кости располагаются строго упорядоченно. Они совпадают с направлением сил наибольшего сжатия и растяжения. Каждая кость имеет строение, соответствующее тем условиям, в которых она находится. При этом архитектоника перекладин такова, что они в нескольких смежных костях составляют одну общую систему. Такое строение костей обусловливает наибольшую прочность. В позвонках силы растяжения и сжатия направлены перпендикулярно верхней и нижней поверхности тела позвонка. Этому отвечает преимущественно вертикальное направление перекладин в губчатом веществе. В проксимальном эпифизе бедренной кости выражены дугообразные системы перекладин, которые передают давление с поверхности головки кости на стенки диафиза.

В местах наибольшей концентрации силовых траекторий образуется компактное вещество. Это хорошо видно на распиле бедренной и пяточной костей, где компактное вещество утолщено в участках пересечения силовых линий с поверхностью кости. Исходя из этого можно рассматривать компактное вещество как результат сжатия губчатого, и, наоборот, губчатое веществоможно рассматривать как разреженное компактное. Следует отметить, что при изменении условий статики и динамики (усилении и ослаблении функциональных нагрузок) архитектоника губчатого вещества изменяется, часть перекладин рассасывается или развиваются новые системы костных балок. Особенно заметно меняется структура губчатой кости при переломах.

Внешнее строение костей

При описании наружной формы кости обращается внимание на ее поверхности, facies; они могут быть плоские, вогнутые или выпуклые, гладкие или шероховатые. Наибольшей гладкостью отличаются суставные поверхности, facies articulares, которые участвуют в образовании суставов между костями. Конец одной кости нередко закругляется, образуя головку, caput; на другой соответственно образуется вогнутость, суставная ямка, fossa articularis. Головка может быть отделена от тела кости перехватом – шейкой, collum. Если суставной конец представляет обширную, но слабо изогнутую поверхность, то он называется мыщелком, condylus. Отростки, расположенные в ближайшем соседстве над ним, носят название надмыщелки, epicondyli, и служат для прикрепления сухожилий мышц и связок (они еще называются апофизами).

В зависимости от положения у костей различают следующие поверхности: внутреннюю или наружную, медиальную или латеральную. Поверхности ограничиваются более или менее резко выраженными краями, margo. Края в свою очередь определяются как верхний или нижний, передний или задний, медиальный или латеральный. Они могут быть ровными или зазубренными, тупыми или острыми, иногда имеют вырезки, incisurae, различной величины.

На поверхности костей наблюдаются отростки, возвышения, углубления и отверстия. Отросток в общем смысле этого слова называют processus; возвышение – eminentia. Разлитое возвышение, бугристость – tuberositas; бугор (с широким основанием) – tuber, protuberantia; бугорок – tuberculum; острый отросток в виде шипа – spina; гребень – crista. Для углублений существуют названия: ямка – fovea (fossa); ямочка – foveola; борозда – sulcus. Отверстие – foramen; канал – canalis; каналец – canaliculus; щель – fissura; полость – cavitas.

Химический состав кости и ее свойства

Химический состав кости зависит от состояния исследуемой кости, возрастных и индивидуальных особенностей. Свежая кость (не подвергавшаяся обработке) у взрослого человека содержит: 50 % – воды; 15,75 % – жира; 12,25 % – органических веществ и 22 % – неорганических веществ. Высушенная и обезжиренная кость содержит примерно две трети неорганического вещества и одну треть – органического.

Неорганическое вещество представлено преимущественно солями кальция в виде субмикроскопических кристаллов гидроксиапатита. С помощью электронного микроскопа установлено, что оси кристаллов идут параллельно костным волокнам. Из кристаллов гидроксиапатита формируются минеральные волокна.

Органическое вещество кости носит название оссеина. Это белок, представляющий собой разновидность коллагена и образующий основное вещество кости. Содержится оссеин в составе костных клеток – остеоцитов. В межклеточном веществе кости (или костном матриксе) располагаются костные волокна, построенные из белка коллагена. При вываривании костей белки (коллаген и оссеин) образуют клейкую массу. Следует отметить, что костный матрикс, кроме коллагеновых волокон, содержит минеральные волокна. Переплетение волокон органического и неорганического веществ придает костной ткани особые свойства: прочность и упругость.

Если обработать кость кислотой, т. е. произвести декальцинацию, то минеральные соли удаляются. Такая кость, состоящая только из одного органического вещества, сохраняет все детали формы, но отличается чрезвычайной гибкостью и эластичностью. При удалении органического вещества путем сжигания кости эластичность теряется, оставшееся вещество делает кость весьма хрупкой.

Количественное отношение органического и неорганического веществ в костях зависит прежде всего от возраста и может меняться под влиянием различных причин (климатические условия, фактор питания, заболевания организма). Так, у детей кости гораздо беднее минеральными веществами (неорганическими), поэтому отличаются большей гибкостью и меньшей твердостью. У пожилых людей, наоборот, уменьшается количество органических веществ. Кости в этом возрасте становятся более хрупкими, при травмах в них часто возникают переломы.

Механические свойства кости

Кость является твердым телом, для которого основными свойствами являются прочность и упругость.

Прочность – это способность противостоять внешней разрушающей силе. Количественно прочность определяется пределом прочности и зависит от макро– и микроскопической конструкции и состава костной ткани. Что касается макроскопической конструкции, то каждая кость имеет специфическую форму, позволяющую выдерживать наибольшую нагрузку в определенной части скелета.

Внутренняя конструкция кости, как уже было сказано ранее, также сложная. Остеон (или гаверсова система) – это полая цилиндрическая трубка, стенки которой построены из множества пластин. Известно, что в архитектурных сооружениях полые колонны (трубчатые) имеют большую прочность на единицу массы, чем цельные. Следовательно, уже только остеонная конструкция кости предусматривает высокую степень прочности кости. Группы остеонов, располагаясь по линиям наибольших нагрузок, формируют костные перекладины губчатого вещества и костные пластинки компактного вещества. Необходимо учитывать, что в местах наибольших нагрузок костные перекладины располагаются дугообразно (арочно). Арочные системы наряду с трубчатыми относятся к числу наиболее прочных. Арочный принцип строения перекладин губчатого вещества характерен для проксимального эпифиза бедренной кости, для губчатого вещества пяточной кости.

На прочность существенно влияет и состав кости. При декальцинации существенно снижается предел прочности на сжатие, растяжение и скручивание, в результате чего кость легко изгибается, сжимается и скручивается. При повышении содержания кальция кость становится хрупкой.

Прочность кости у здорового взрослого человека больше, чем прочность некоторых строительных материалов, она такая же, как у чугуна. Исследования по изучению прочности проводились еще в прошлом веке. По данным П. Ф. Лесгафта, бедренная кость человека при растяжении выдерживала нагрузку 5500 Н/см 2 , при сжатии – 7787 Н/см 2 . Большеберцовая кость выдерживала нагрузку при сжатии 1650 Н/см 2 , что может сравниться с грузом, равным массе тел более чем 20 человек. Указанные цифры свидетельствуют о высокой степени резервных возможностей костей по отношению к различным нагрузкам. Изменение трубчатой структуры кости (как макро-, так и микроскопической) снижает ее механическую прочность. Например, после срастания переломов трубчатое строение нарушается, прочность костей существенно уменьшается. Упругость – это свойство возвращать исходную форму после прекращения действия внешней среды. Упругость кости равна упругости твердых пород дерева. Она так же, как и прочность, зависит от макро-микроскопической конструкции и химического состава кости.

Таким образом, механические свойства кости – прочность и упругость – обусловлены оптимальной комбинацией содержащихся в ней органических и неорганических веществ.

Развитие костей

Костная ткань появляется у человеческого зародыша в середине 2-го месяца внутриутробной жизни, когда уже сформировались все остальные ткани. Развитие костей может осуществляться двумя способами: из соединительной ткани и из хряща.

Кости, формирующиеся непосредственно из соединительной ткани, называются первичными. К ним относятся кости крыши черепа, кости лицевого черепа. Процесс окостенения первичных костей называется эндесмальным. В центре соединительно-тканной закладки появляется точка окостенения, punctum ossificationis, которая затем разрастается в глубину и по поверхности. От точки окостенения по радиусам образуются костные перекладины, последние соединяются между собой костными балками. В ячейках между балками находятся костный мозг и кровеносные сосуды. У большинства покровных костей закладывается не одна, а несколько точек окостенения, которые, постепенно разрастаясь, сливаются друг с другом. В конечном счете от первоначального соединительно-тканного пласта неизменным остается лишь самый поверхностный слой. Он затем превращается в надкостницу.

Кости, развивающиеся на основе хряща, называют вторичными, так как они проходят соединительно-тканную, хрящевую и в последнюю очередь – костную стадии. Ко вторичным костям относят кости основания черепа, кости туловища и конечностей.

Рассмотрим развитие вторичной кости на примере длинной трубчатой кости. К концу 2-го месяца внутриутробного периода на месте будущей кости определяется хрящевая закладка, которая по форме напоминает конкретную кость. Хрящевая закладка покрыта надхрящницей. В области будущего диафиза кости надхрящница превращается в надкостницу. Хрящевая ткань под ней истончается, в ней откладываются соли извести, и хрящевые клетки начинают погибать. На их месте из надкостницы появляются костные клетки – остеобласты. Последние начинают производить органический матрикс костной ткани, который подвергается кальцификации. Остеобласты, замурованные в межклеточном веществе, превращаются в остеоциты. Таким образом, в области диафиза образуется костный цилиндрик – периостальная, или перихондральная, кость. Этот этап окостенения вторичных костей называют перихондральным. В дальнейшем отмечается постепенное нарастание новых слоев кости со стороны надкостницы. Вокруг прорастающих из надкостницы сосудов формируются костные пластинки, т. е. развиваются гаверсовы системы (или остеоны). Прорастающие из надкостницы сосуды направляются в середину хрящевой болванки. Хрящ в центре диафиза омел отворяется, рассасывается, и на его месте строится губчатая костная ткань. Данный процесс носит название «энхондральное окостенение диафиза». Костно-мозгового канала вначале нет. Он формируется по мере преобразования губчатого вещества энхондральной кости внутри диафиза и развития в нем красного костного мозга.

В эпифизах окостенение начинается позже, у некоторых костей даже после рождения. Окостенение начинается из костной точки, появляющейся внутри хрящевой закладки эпифиза. Данный процесс окостенения называют энхондральным. Вначале из надкостницы в глубь хряща по радиусам прорастают кровеносные сосуды. В самой середине эпифиза хрящ омелотворяется и рассасывается, а на его месте развивается костная ткань. Позже за счет надкостницы по краю хрящевой закладки эпифиза развивается периостальная кость (перихондральная). Последняя представлена тонкой пластинкой компактного вещества. Перихондральная пластинка отсутствует лишь в области будущих суставных поверхностей костей, там остается хорошо выраженный слой хряща. Хрящевая прослойка остается также между эпифизом и диафизом – это метаэпифизарный хрящ. Он является зоной роста кости в длину и исчезает лишь после прекращения роста кости.

У длинных трубчатых костей (бедра, кости голени, плечевой кости, кости предплечья) обычно формируются отдельные точки окостенения в каждом эпифизе. Прирастание эпифизов к диафизу обычно происходит после рождения. Так, у большеберцовой кости нижний эпифиз прирастает к 22 годам, а верхний – к 24 годам. У коротких трубчатых костей (костей пясти, фаланги, плюсны), как правило, имеется точка окостенения только в одном эпифизе, а другой эпифиз окостеневает за счет диафиза. У некоторых трубчатых костей в эпифизе появляется одновременно несколько точек окостенения, так, например, в верхнем эпифизе плеча – 3 точки, в нижнем – 4.

Кости с объемной формой (кости запястья, предплюсны) окостеневают так же, как и эпифизы длинных трубчатых костей, энхондральное окостенение предшествует периостальному. В плоских костях процесс идет противоположно: периостальное окостенение предшествует энхондральному.

Следует обратить внимание на то, что, кроме главных точек окостенения, могут быть добавочные точки окостенения. Они появляются значительно позже, чем главные точки. С наступлением полового созревания метаэпифизарные хрящи истончаются и замещаются костной тканью. В скелете образуются синостозы. Первыми прирастают дистальный эпифиз плечевой кости и эпифизы пястных костей. Завершается образование синостозов к 24–25 гг. Рост кости заканчивается в тот момент, когда все главные и добавочные точки сливаются в одну массу, т. е. после того, как исчезают хрящевые прослойки, отделяющие части кости друг от друга.

Наблюдаются значительные индивидуальные различия в темпах окостенения. Процесс окостенения скелета у ребенка может ускоряться или замедляться, что обусловлено генетическими, гормональными и средовыми факторами. Для оценки процесса развития скелета у ребенка введено понятие «костный возраст», о котором судят по числу имеющихся в костях точек окостенения и по срокам их слияния. Для суждения об окостенении обычно производят рентгеновские снимки кисти, так как в этой части тела особенно четко выявляется возрастная динамика появления точек окостенения и развития синостозов. Так, для костей запястья характерны следующие сроки появления точек окостенения: у новорожденного все запястье хрящевое; на 1-м году образуются точки окостенения в головчатой и крючковидной костях; на 3-м – в трехгранной; на 4-м – в полулунной; на 5-м – в ладьевидной; на 6–7-м – в кости трапеции и в трапециевидной кости; на 10–14-м – в гороховидной кости.

В. С. Сперанский выделяет следующие закономерности процесса окостенения:

1) в перепончатой основе (соединительно-тканной) окостенение начинается раньше, чем в хряще;

2) окостенение скелета происходит в кранио-каудальном направлении;

3) в черепе окостенение распространяется от лицевого черепа к мозговому;

4) в свободных конечностях окостенение идет от проксимальных отделов к дистальным.

Костный возраст не всегда совпадает с паспортным. Так, у одних детей процесс окостенения завершается на 1–2 года раньше положенного срока, у других – на 1–2 года отстает. Начиная с 9-ти лет, отчетливо выявляются половые различия окостенения, у девочек этот процесс происходит быстрее. Рост тела в длину у девушек завершается в 16–17 лет, у юношей – в 17–18 лет. После этого возраста прирост длины тела составляет не более 2 %.

При старении в различных частях скелета происходит разрежение кости – остеопороз. В трубчатых костях отмечается рассасывание кости на внутренней поверхности диафиза, в результате чего расширяется костно-мозговая полость. Вместе с этим наблюдаются отложение солей извести и развитие костной ткани на внешней поверхности костей под надкостницей. Нередко в местах прикрепления связок и сухожилий, а также по краям суставных поверхностей формируются костные выросты – остеофиты. Прочность костей у пожилых людей значительно уменьшается, поэтому сравнительно небольшие травмы могут приводить к переломам.

Старение скелета характеризуется индивидуальной изменчивостью. У одних людей признаки старения появляются уже в 35–40-летнем возрасте, у других – только после 70-ти лет. В целом признаки старения скелета у женщин выражены больше, чем у мужчин. Однако этот процесс существенно зависит от комплекса факторов: генетического, климатического, гормонального, алиментарного (фактор питания), функционального, экологического.