Структура костей
Структура костей, сохраняя свои морфологические признаки на протяжении всей жизни человека, подвергается постоянной перестройке в зависимости от функциональных и физиологических запросов организма. Эта перестройка происходит за счет деятельности тех же активных клеточных элементов — остеокластов и остеобластов и теми же путями, т. е. параллельно идущими процессами рассасывания кости и ее созидания. Соотношение этих двух процессов на разных этапах жизни человека в известной мере меняется. В зрелом возрасте при функциональной перестройке перевес берут процессы костесозидания, в старческом, наоборот, костесозидание замедлено и превалирует рассасывание, в силу чего возникают старческий остеопо-роз и атрофия. На соотношение этих двух процессов в течение жизни человека влияют многочисленные факторы и в первую очередь нейро-гуморальные, эндокринные и обменные.
Каждой кости и каждой ее части присущ определенный структуный рисунок. Даже никогда активно не функционирующие или мало функционирующие кости (кости свода черепа, грудина и др.) или аномаль-
ные добавочные костные элементы (кости пальца при шести- и семипа-лости) имеют выраженный структурный рисунок. В то же время структура костей верхней конечности, потерявшей функцию опоры, значительно отличается от структуры костей нижней конечности. Она в основном равномерно мелкоячеиста, с маловыраженным преимущественным распределением той или иной группы костных балок. Лишь в нижнем конце плечевой кости имеется крупнопетлистое переплетение грубых костных перекладин. В то же время каждая кость нижней конечности, каждая ее часть имеет ярко выраженный, только ему присущий структурный рисунок (рис. 25). Так, в верхней части бедренной кости (а) и в пяточной кости (б) —это сложная система тройных аркад. Переплетение балок верхней части большебер-цовой кости (в) образует купол, а в нижнем конце бедренной кости (г) преобладают вертикальные стойки. В позвонках по направлению к крестцу к вертикальным балкам все больше добавляются поперечные и косо идущие (д), так как к силе давления присоединяется сила тяги и скручивания.
Следовательно, в структуре каждой кости заложено два начала: статическое (морфологическое) и динамическое (функциональное). Первое — генетически обусловленное, второе — приобретенное на поздних стадиях антропогенеза и меняющееся на протяжении всей жизни человека.
Трабекулы губчатого вещества в костях располагаются по силовым линиям в соответствии с направлением и характером тех механических воздействий, которые испытывает кость в зависимости от ее положения в скелете. С учетом этого различают балки опорные, давления и тяги, которые располагаются по кривым сжатия, растяжения, скручивания, перекрещиваясь под определенными углами. Так, по отношению к суставным поверхностям они образуют угол 90°, а по отношению к корковому слою трубчатых костей — угол 45°, что способствует передаче силы давления тела на стенки диафиза трубчатой кости.
В суставных концах одноосных суставов костные балки располагаются параллельными рядами в плоскости траектории движения, в многоосных суставах — также рядами, но в нескольких плоскостях. Промежутки между «функциональными» балками заполняют балки «нейтральные», или «статические». Если к костям предъявляется повышенный функциональный запрос, то усиливаются (утолщаются и увеличиваются в числе) пласты тех балок, которые располагаются по линиям наибольшей нагрузки. При функциональной перестройке, вызванной бездеятельностью (например, в случае ампутации или наложения гипсовой повязки) в первую очередь рассасыванию подвергаются балки статические, расположенные вне силовых линий. При функциональной перестройке, обусловленной изменением направления действующих сил (например, при высокой ампутации нижней конечности перенос всей тяжести тела на одну конечность и смещение центра тяжести тела), балки, расположенные по старым силовым линиям рассасываются и создаются новые костные балки в значительно усиленном виде, в соответствии с новыми силовыми линиями.
Функциональная перестройка касается не только губчатого костного вещества, но и компактного. Корко-
вый слой диафизов при повышенном функциональном запросе может значительно утолщаться, причем это утолщение идет как снаружи (за счет чего утолщается вся кость), так и со стороны костномозговой полости, которая уменьшается (например, утолщение коркового слоя I—II плюсневых костей у балерины или пястных костей у молотобойца). Утолщение может быть ограниченным и односторонним в соответствии с направлением действующих сил (например, при coxa valga компенсаторно утолщен корковый слой внутренней поверхности бедренной кости, а при искривлении большеберцовой кости кпереди — ее задней поверхности). При уменьшении функциональной нагрузки, наоборот, происходит истончение коркового слоя в основном за счет его внутренних слоев, что влечет за собой расширение костномозговой полости.