1 Принципы функциональной организации кости 2 Развитие суставов

1. Принципы функциональной организации кости. 2. Развитие суставов 3. Факторы, укрепляющие сустав. 4. Факторы, влияющие на подвижность в суставах.

Принципы функциональной организации кости. 1. Компактное костное вещество там, где максимальный объем должен сочетаться с максимальной механической прочностью – диафизы трубчатых костей – узкие, много места для прикрепления окружающих мышц.

Губчатое вещество там, где большой объем должен сочетаться с прочностью – эпифизы костей. От их формы зависит величина суставных поверхностей в градусах - определяет размах движений. Дуга блока плечевой кости 3200, а блоковая вырезка локтевой 1800. Размах движения 3200 -1800=1400

2. Полый цилиндр со стенками – наиболее экономичная (экономия 8 % костного вещества, у цилиндра без полости меньше прочность) и механически прочная структура кости – диафизы трубчатых костей, остеоны. В диафизе - костномозговая полость, в остеоне- гаверсов канал. Отношение диаметра костномозговой полости к диаметру диафиза 65/100.

3. При увеличении наружного диаметра диафиза его прочность на сдавление по оси и на сгибающее усилие увеличивается даже при истончении стенки.

По теории сопротивления материалов широкая тонкостенная трубка имеет большую механическую прочность, чем узкая толстостенная – прочность больше зависит от наружного диаметра, чем от внутреннего.

4. У трубчатых костей избыточная толщина стенки диафиза – больше, чем реальные механические потребности. Избыточность - проявление биологической надежности организма.

В нервной ткани используется только 4 % нейронов, остальные –резерв ( нейроны погибают и не восстанавливаются). В процессе старения уменьшается количество костного вещества (остеопороз – разрежение костного вещества) и не всегда способно само восстановиться. Препараты кальция в комплексе с витамином Д замедляют старение, активизируют остеобласты и угнетают остеокласты. Зеленый чай на 70% подавляет деятельность остеокластов, разрушителей кости (японские исследования).

5. В губчатом веществе ( эпифизы, плоские кости и др. ) перекладины костного вещества ориентированы в 3 -х плоскостях - прочность при нагрузках разной направленности, способствуют гашению механической нагрузки, часто имеют форму сводчатых конструкций.

6. Амортизационная мощность Зависит от толщины хрящевых прослоек между костями : 1. Межпозвоночные диски 2. Постоянные или временные синхондрозы 3. Толщина эпифизарного хряща 4. Толщина суставного хряща

Межпозвоночный диск Пульпозное ядро Фиброзное кольцо Спинной мозг

Эпифизарный хрящ – между эпифизом и диафизом, за счет него кость растет в длину. Временный синхондроз

Временный синхондроз Хрящ в области вертлужной впадины тазовой кости к 14 15 годам замещается костью.

Постоянный синхондроз Костная часть ребра с грудиной Г р у д и н а Соединение с помощью гиалинового хряща. Более хрупкое соединение, чем с помощью волокнистого хряща, но более упругое.

Толщина суставного гиалинового хряща Эпифизарный гиалиновый хрящ

С возрастом амортизационные возможности скелета снижаются – временные синхондрозы и эпифизарные хрящи переходят в синостозы. Синостозы уменьшают амортизацию по оси кости, но укрепляют кость при действии сил, направленных под углом к продольной оси.

7. Части скелета, состоящие из многих костей увеличивают свою способность к амортизации за счет образования изгибов (лордозы и кифозы позвоночного столба) и сводчатого строения стопы.

Латеральный продольный свод Медиальный продольный свод Поперечный свод (плюсневый)

8. Костный мозг в диафизах костей мало влияет на их биомеханические свойства. В эпифизах он способствует затуханию механических нагрузок, распределяет их равномерно во всех направлениях – гидродинамический эффект.

Развитие суставов Закладка суставов в конце 2 -го месяца эмбриогенеза в виде уплотнения мезенхимы (зародышевая соединительная ткань) между хрящевыми моделями будущих костей. Мезенхима рассасывается и в ней появляется полость будущего сустава. Мезенхима Хрящевые модели будущих костей.

Мезенхима, окружающая полость сустава сливается с надхрящницей хрящевой модели кости и дает начало суставной капсуле. Гиалиновый хрящ суставных поверхностей – остаток хрящевой модели кости. Мезенхима Суставная капсула Хрящевые модели будущих костей.

Если в мезенхиме между суставными поверхностями появляется 2 полости, то мезенхима разделяет эти полости, образуя в дальнейшем диск, который полностью изолирует одну полость от другой – 2 -х камерный сустав. Если центральный участок в диске не развивается, то образуется мениск.

Развитие суставов

Факторы, укрепляющие сустав. 1. Прочность суставной капсулы. В суставах с большой подвижностью она широкая и не укрепляет сустав (плечевой), он укреплен окружающими мышцами. Прочная капсула (тазобедренный) укрепляет сустав.

2. Наличие связок, укрепляющих суставную капсулу. Связки – утолщенные места суставной капсулы- подвздошно-бедренная, круговая зона в тазобедренном суставе. Такие связки ограничивают подвижность в суставе – подвздошно- бедренная ограничивает разгибание. Систематические упражнения увеличивают подвижность.

3. Тяга мышц. Постоянным напряжением ( тонус) скрепляют кости друг с другом ( плечевой сустав). 4. Атмосферное давление. На подвешенном трупе убрать мышцы, окружающие тазобедренный сустав, не повреждая капсулу сустава – атмосферного давления достаточно для удержания в соприкосновении суставных поверхностей костей при значительной тяжести ноги. Воздух в полость сустава – немедленное расхождение суставных поверхностей.

5. Сила сцепления между суставными поверхностями. Склеивающее действие синовиальной жидкости ( играет небольшую роль). Попробуйте оторвать друг от друга стекла, склеенные водой.

Факторы, влияющие на подвижность в суставах. 1. Форма и соответствие(конгруэнтность) суставных поверхностей. От формы зависит количество осей вращения в суставе ( см. биомеханическую классификацию суставов).

Размах движения в суставе зависит от разницы ( в градусах) соединяющихся поверхностей. Дуга блока плечевой кости 3200, а блоковая вырезка локтевой 1800. Размах движения 3200 -1800=1400

2. Строение и функциональное состояние фиксирующего аппарата сустава ( связки ). 3. Температура окружающей среды – при высокой температуре подвижность больше. 4. Время суток Утром подвижность меньше, чем вечером ( застой лимфы в тканях без движения ). Максимальная подвижность в 12 - 14 часов. У спортсменов эти колебания выражены меньше.

5. Возраст У детей подвижность больше, чем у взрослых – больше величина хрящей, суставной полости, более эластичные связки, меньше соответствие суставных поверхностей. К старости подвижность уменьшается – меньше эластичность связок и мышц, разрастание костной ткани по краям соединяющихся костей, что увеличивает их конгруэнтность.

6. Пол У женщин подвижность больше, чем у мужчин – более эластичные ткани и меньше тонус мышц.