ANATOMIA PRAWIDŁOWA

„Układ szkieletowy – charakterystyka ogólna kośćca i połączeń kostnych”

Rozwoj filogenetyczny i ontogenetyczny układu aparatu ruchu

W rozwoju filogenetycznym (rodowym) w pierwszym okresie kościec ma charakter łącznotkankowy, czyli błoniasty – tak jest u niższych kręgowców. U ryb chrzęstnoszkieletowych materiał błoniasty zostaje zastąpiony materiałem chrzęstnym. Wstępując zaś wyżej, od ryb kostnoszkieletowych aż po ssaki, szkielet osiąga trzecie, ostateczne stadium swego rozwoju: kość, która zastępuje chrząstkę.

Podobnie jak w rozwoju filogenetycznym – rodowym, tak i w rozwoju ontogenetycznym – osobniczym człowieka, kościec najpierw występuje w formie błoniastej, następnie w 4-6 tygodniu życia zarodka powstają na tym podłożu ogniska chrzęstne. Poczynając od 7 tyg. chrząstka zostaje stopniowo zastępowana przez kość. Rozwój kośćca trwa również po okresie płodowym aż do ostatecznego jego uformowania w wieku młodocianym.

Kość może powstawać u człowieka również bezpośrednio na podłożu łącznotkankowym z ominięciem stadium chrzęstnego (np. kości pokrywy czaszki, twarzy i obojczyk). Łącznotkankowe podłoże szkieletu nie ginie całkowicie lecz zachowuje się częściowo jako błona otaczająca kości tzw. okostna oraz w postaci ochrzęstnej i torebek stawowych.

Charakterystyka ogólna kośćca

Kościec określa kształt i wielkość ciała. Wiele kości służy za ochronę narządów. Inne zaś dostosowane są do dźwigania ciężaru ciała. Poza tym kości w większości stanowią dźwignie i są istotnymi składnikami narządu ruchu. Kości, łącząc się z sobą, są w określony sposób wprawiane w ruch, przez silniki, którymi są mięśnie. Kości na swych końcach zaopatrzone są w stawy, które umożliwiają ruch tych kości i poszczególnych odcinków ciała. Tym samym cały układ narządu ruchu możemy podzielić na część bierną – poruszaną, składająca się z kości, stawów i więzadeł oraz część czynną - poruszającą tj. mięśnie szkieletowe.

Osteologia ogólna

Kościec (sceleton) – to składniki kostne i chrzęstne ustroju wraz z łączącymi je stawami i więzadłami.

Kość (os) zbudowana jest z substancji organicznych (osseina) i składników nieorganicznych - soli fosforu i wapnia (dwuhydroksyapatyty).

Powierzchnia kości od strony powierzchni łączących (stawy) pokryta jest cienką warstwą chrząstki lub łącznotkankową powłoką. Pozostałą część kości pokrywa błona zwana okostną (periosteum), zaś od strony jamy szpikowej wyściółka jamy szpikowej (endosteum). Ponadto w zakresie kości stwierdza się: naczynia krwionośne i chłonne, nerwy oraz szpik kostny czerwony i żółty.

Kształt kości :

a. Kości długie (ossa longa)

–        jeden wymiar dużo większy niż pozostałe

–        składają się z trzonu (corpus s.diaphysis) oraz dwóch końców:

      bliższego (extremitas proxymalis) i dalszego (extr.distalis).

–        trzon zawiera pustą przestrzeń tzw. jamę szpikową (cavum medullare) wypełnioną szpikiem kostnym (medulla ossium) – np. kości kończyn

b. Kości płaskie (ossa plana)

–        wydłużone w dwóch wymiarach i spłaszczone w trzecim

     – np. kości pokrywy czaszki, łopatka, kość biodrowa

c. Kości krótkie (ossa brevia)

–        równomiernie rozwinięte we wszystkich kierunkach

–        np. kości nadgarstka, kości stępu.

d. Kości różnokształtne (ossa multiformia)

–        wszystkie inne poza w/w - np. atlas, axis

e. Kości pneumatyczne (ossa pneumatica)

–        zwierają przestrzenie powietrzne wysłane błoną śluzową

–        np. k. klinowa, k. szczękowa, k. skroniowa, k. sitowa, k. czołowa

Cechy kości :

-          twardość

-          plastyczność:

      pociąganie kości przez przyczepy mięśniowe wywołuje centralnie wpuklenie, wgłębienie,        

      natomiast wyniosłości powstają dokoła przyczepu mięśnia, aby powiększyć jego pole

      przyczepu.

Różnice płciowe (kości męskie większe, masywniejsze i bardziej wymodelowane)

Różnice konstytucjonalne

Budowa wewnętrzna kości

Istota zbita (substantia compacta) – na powierzchni kości

Istota gąbczasta (substantia spongiosa) – wewnątrz kości

(w kościach płaskich czaszki wystepuje śródkoście – diploe)

- brak istotnej różnicy (poza gęstością upakowania) między istotą zbitą i istotą gąbczastą.

- układ beleczek kostnych ma budowę zgodną z liniami sił obciążenia.

Budowa kości charakteryzuje się nadmiarem materiału w stosunku do potrzeb obciążenia statycznego i dynamicznego lecz jest to związane z koniecznością dostosowania się kości (jej kształtu) do otoczenia. W ogólnym planie budowy kości i mięśnie dostosowują się wzajemnie.

Właściwości fizyczne kości

Waga kośćca 10-12 kg (wraz ze szpikiem)

Wytrzymałość kości jest mniejsza na rozciąganie niż na ściskanie i znacznie mniejsza na zginanie. Znikoma wytrzymałość chrząstki na rozciąganie i duża na ściskanie.

Właściwości biologiczne :

·         zdolność regeneracji,

·         przeszczepianie kości,

·         plastyczność kości.

Okostna (periosteum)

warstwa zewnętrzna – włóknista (silnie ukrwiona i unerwiona), złączona z kością

warstwa wewnętrzna – rozrodcza (zawiera osteoblasty) – przyrost kości, kostnina (callus)

chroni kość, odżywia ją, regeneruje i jest czynnikiem jej wzrostu.

Ochrzęstna (perichondrium) j.w.

Szpik kostny : objętość u dorosłego ok. 3-4l.

Czerwony (medulla ossium rubra) – komórki układów : erytrocyty, leukocyty i in. (50%)

Żółty (medulla ossium flava) – komórki tłuszczowe + młodociane postacie krwinek (50%)

Kość powstaje najpóźniej ze wszystkich tkanek.

Rośnie przez przywarstwianie (appositio) jednocześnie ulegając resorpcji od strony wewnętrznej.

Kostnienie na podłożu łącznotkankowym (mezenchymalnym)

Kostnienie na podłożu chrzęstnym – najpierw niszczeniu ulega chrząstka a później powstaje na jej miejscu kość.

Liczba kości – noworodek –270, 14-latek – 356, u dorosłego – 206.

Połączenia kostne

Rozwój połączeń kostnych :

Zarówno w rozwoju filogenetycznym jak i ontogenetycznym wyróżniamy trzy stadia rozwoju kośćca tj. błoniaste, chrzęstne i kostne. W momencie kiedy miękki szkielet błoniasty zastępowany jest bardziej odpornym szkieletem chrzęstnym, ruchy zostają zlokalizowane do określonych miejsc szkieletu .Te oddzielone części szkieletu chrzestnego połączone są za pomocą tzw. pasm mezenchymatycznych tj. pozostałości stadium błoniastego szkieletu. W ten sposób powstaje pierwotna tzw. ciągła forma połączeń tzn. połączenia ścisłe (synarthrosis). W zależności od charakteru histologicznego materiału łączącego oddzielone części szkieletu ,czy to będzie tkanka łączna ,chrzęstna czy wreszcie kość  mówimy o trzech różnych postaciach pierwotnego ścisłego połączenia dwóch części szkieletu tj. więzozroście (syndesmosis), chrząstkozroście (synchondrosis) lub kościozroście (synostosis).

Równoległe w rozwoju filogenetycznym i oczywiście w rozwoju ontogenetycznym rozwija się wtórna, wyższa postać połączeń ,połączenie stawowe, czyli staw (articulatio). Jest to połączenie ruchome w przeciwieństwie do połączeń ścisłych. W 4 m-cu życia płodowego w materiale łączącym poszczególne części embrionalnego szkieletu powstają wpierw małe szczelinowate jamki .Mogą one zachować się w stanie embrionalnym i wtedy mamy do czynienia ze stadium pośrednim pomiędzy połączeniem ścisłym a wolnym tak jak np. w spojeniu łonowym.

Jeśli ruchomość połączenia ma być większa ,jamki te powiększają się i tworzą jamę stawową. Części zewnętrzne pierwotnego materiału łączącego zachowują się i wytwarzają torebkę stawową, łączącą oba końce stawowe kości. Losy tego materiału łączącego końce stawowe może być różny w różnych stawach. W jednych tkanka łączna zanika całkowicie z wyjątkiem materiału na obwodzie, z którego powstaje torebka stawowa, w innych zaś w samej jamie stawowej zachowuje się znaczna część materiału łączącego, który tworzy krążki chrząstki włóknistej. Niekiedy chrząstka śródstawowa zanika w środkowej swej części, a zachowuje się na obwodzie  wytwarzając tzw. łąkotki, które dzielą jamę stawu na dwie oddzielne części.

Podział czynnościowy i morfologiczny połączeń kostnych

W związku z tym  co powiedziano o rozwoju połączeń kostnych ,możemy wydzielić następujące ich typy morfologiczne:

Ścisłe – synarthroses – niezróżnicowane, ciągłe, bez szczeliny stawowej.

-          więzozrost (syndesmosis) :

      = w.włóknisty – włókna kolagenowe (w.rylcowo-gnykowe, błony międzykostne)

      = w.sprężysty – włókna sprężyste (więzadła żółte, więzadła krtani)

      = szew (sutura) – między łączącymi się brzegami kości występuje cienka ,ale mocna

         warstwa tkanki łącznej ; w zależności od kształtu brzegów kostnych rozróżniamy :

         a/ gładki (s. levis) – k.twarzoczaszki, np. wyr. podniebienne szczęk,

         b/ łuskowy (s.squamosa) – k.ciemieniowa i k.skoroniowa

         c/ piłowaty (s.serrata) – między kośćmi pokrywy czaszki

      = wklinowanie (gomphosis) – sposób umocowania zęba w ścianie zębodołu.

-          chrząstkozrost (synchondrosis) :

      = w wieku dziecięcym częste

      = występują w kościach długich między trzonem a nasadą w postaci chrząstki nasadowej         

         materiałem łączącym jest tu chrząstka szklista, która z czasem u dorosłych przechodzi w             

         chrząstkę włóknistą

-          kościozrost (synostosis) :

      = z wiekiem dwa pierwsze połączenia ścisłe ulegają kostnieniu jak np. chrząstka               nasadowa, czy tez szwy czaszki. Patologiczne skostnienie np. po urazach nazywamy ankylozą.

Ruchomość połączeń ścisłych jest nieznaczna, w przypadku kościozrostu niemożliwa.

Chrząstkozrosty wykazują pewną, ograniczoną ruchomość dzięki podatności chrząstki

(im grubsza jest chrząstka tym ruch wydatniejszy).

W więzozrostach włóknistych, tak jak i w szwach ruchomość jest minimalna, a z czasem ustaje zupełnie. Znacznie większa ruchomość połączenia ścisłego wykazują więzozrosty sprężyste.

Połączenia wolne, czyli stawy (articulationes s.diarthroses) 

-   czyli połączenia maziowe (juncturae synoviales)

Są one najbardziej ruchomym połączeniem kości. Budowa ich jest bardziej skomplikowana niż połączeń ścisłych, stąd są one bardziej podatne na czynniki uszkadzające. Składniki główne połączeń wolnych to :

-          powierzchnie stawowe (facies articulares)

-          torebka stawowa (capsula articularis)

-          jama stawowa – cavum articulare

-          Powierzchnie stawowe

Pokryte są chrząstka szklistą, za wyjątkiem tych w których występuje krążek stawowy, a więc np. staw skroniowo-żuchwowy, czy też mostkowo-obojczykowy. Powierzchnie stawowe mogą być : płaskie, wklęsłe lub wypukłe ; powierzchnie wklęsłe stanowią tzw. panewkę stawową, zaś wypukłe tzw. główkę stawową. Panewki wytwarzają się zwykle na końcach stawowych kości, które są bliższe przyczepom mięśniowym, główki odwrotnie.

   Chrząstka stawowa nie styka się bezpośrednio z kością, gdyż między nimi występuje warstwa zwapniałej chrząstki. Powierzchnia chrząstki jest gładka i lśniąca (prze co zmniejsza siły tarcia) oraz  sprężysta, łatwo zmienia kształt pod wpływem ucisku, przy czym powraca do normy po zwolnieniu ucisku . Chrząstka stawowa może być różnej grubości od 0,2 do 6,0 mm, najgrubsza na rzepce, gdyż tam występuje największe tarcie. Chrząstki panewek są nieco miększe od chrząstek głów, co sprawia iż lepiej się dopasowują do siebie .

   Wytrzymałość chrząstki na ściskanie  i rozciąganie jest mniejsza niż kości, lecz dzięki temu iż jest ona gładka i wytrzymała na wielokrotne odkształcenia, lepiej spełnia swą funkcje jako powierzchnia stawowa. Jak zauważono rozwija się ona i zachowuje lepiej tam gdzie jest poddawana większym obciążeniom, co stanowi o jej doskonałym dostosowaniu do pełnionej funkcji ochrony końców stawowych kości. Dzięki swym właściwościom chrząstka stawowa osłabia i amortyzuje siłę urazów na które narażone są kończyny i kręgosłup.

   Regeneracja chrząstki stawowej nie jest możliwa gdyż jest ona pozbawiona ochrzęstnej.

Chrząstki pozbawione są ponadto ukrwienia i unerwienia, a odżywiane są od strony kości.

-          Torebka stawowa

Łączy końce stawowe kości ze sobą i odgranicza staw od otoczenia ,odróżniamy w niej

–        warstwa zewnętrzną, włóknistą (membrana fibrosa)

–        warstwa wewnętrzna, maziowa - membrana synovialis

= tworzy fałdy (plicae) i kosmki (villi) oraz wydziela maź (synovia) powlekającą

   powierzchnie stawowe.

   Błona włóknista torebki w miejscu swego przyczepu do kości przechodzi w okostną.  Błona maziowa jest przesuwalna względem warstwy włóknistej torebki  oraz silnie ukrwiona i unerwiona, ma niewielką tylko zdolność resorbcji płynów stawowych.

   Uchyłki błony maziowej sięgające poza jamę stawową w miejscach gdzie dochodzą więzadła i ścięgna tzw. kaletki maziowe (bursae synoviales), umożliwiają ślizganie się tych struktur ponad strukturami stawu.

   Maź stawowa jest cieczą bladożółtą i śliską zawierającą mucynę i ok. 97% wody .

   Niekiedy miast torebki włóknistej jej rolę spełniają ścięgna mięśni przebiegających ponad jama stawową, jak np. ścięgno mięśnia czworogłowego w st. kolanowym. Ścięgna takie wysłane są torebką maziową od strony jamy stawu i spełniają rolę torebki stawowej. W takich przypadkach często w torebkę stawu (ścięgno) wmontowane są trzeszczki.

   Mięśnie przebiegające ponad jamą stawu i złączone z jego torebką spełniają swą funkcję ochronną zapobiegając wpuklaniu się torebki stawowe do jamy stawu.

   Końce stawowe są do siebie przyciskane głównie od wpływem ciśnienia atmosferycznego i pociągania mięśni.

-   Jama stawowa

   Jest natomiast szczelinowatą przestrzenią wypełnioną mazią stawowa. Objętość jamy stawowej może się wahać od kilku do 300ml. Szczelina stawowa może być wyczuwalna i odpowiada ona przekrojowi jamy stawowej. Innym pojęciem jest oś stawowa, biegnąca zawsze przez główkę stawową .

-          Niestałe składniki stawu :

-    obrąbek stawowy (labrum glenoidale)

      = pasmo chrząstki włóknistej otaczającej brzeg powierzchni stawowej o typie panewki np.  

         w st. biodrowym czy ramiennym ; są one tworami unaczynionymi i unerwionymi

-          krążki stawowe (disci articulares)

      = chrząstka włóknista pomiędzy powierzchniami stawowymi na obwodzie zrośnięta z        

         torebką stawową np. łąkotki

-          więzadła wewnątrzstawowe (ligamneta intraarticularia)

      = łączą odcinki kości leżące w jamie stawowej, regulując zakres ich ruchów.

-          więzadła międzykostne (np. nadgarstek lub stęp)

      = w zasadzie pozastawowe ,gdyż wpuklają torebkę maziową oddzielającą je od jamy

         stawu.

Rola więzadeł :

- zabezpieczenie kierunku ruchu w stawie.

- hamują zbyt wybitne ruchy,

Inne czynniki utrzymujące spoistość w stawach :

-     ciśnienie atmosferyczne,

-     napięcie mięśniowe

-          obciążenie

-          przyleganie

-          powłoki skórne i powięzie

Zabezpieczenia aparatu stawowego przed zwichnięciem :

-          zabezpieczenie kostne (kształt powierzchni stawowych),

-          zabezpieczenie więzadłowe

-          zabezpieczenie mięśniowe (np. staw ramienny).

Podział stawów ze względu na ilość łączących się kości  :

Proste (a. simplex) – w wytworzeniu stawu uczestniczą dwie kości

Złożone (a. composita) – w utworzeniu stawu uczestniczy więcej niż dwie kości.

Ruchy w stawach można podzielić na trzy kategorie :

-     ślizganie

-          toczenie

-          obracanie

Zwykle występują one równocześnie w tym samym stawie, rzadziej zaś w jednym stawie występuje jeden rodzaj ruchu.

Ruchy ślizgowe - są charakterystyczne dla wszystkich stawów, lecz tylko w stawach nadgarstka i stepu stanowią wyłączny element ruchu.

Z toczeniem - mamy np. do czynienia na początku ruchu zgięcia w stawach kolanowych czy też stawach skroniowo-żuchwowych.

Obracanie -  zachodzi wówczas, gdy dwie kości stykają się ze sobą w jednym punkcie i obracają dookoła swych długich osi.

Wszystkie ruchy mogą być obustronne, a więc kończyna górna może poruszać się względem tułowi, zaś przy ustalonej kończynie górnej może poruszać się tułowie.

Jeśli części składowe stawu są mało ruchome w stosunku do siebie, to nawet w stawie złożonym mechanizm ruchu jest prosty.

Jeśli natomiast zakres ruchów poszczególnych elementów stawu jest duży, wtedy w stawie złożonym mogą łączyć się fizjologicznie różne ruchy tak jak w stawie łokciowym

...