Розвиток та вікові зміни кісток
Розвиток та вікові зміни кісток – розділ Біологія, Введення в анатомію людини В Еволюції Скелета У Хордових Виділяють Три Головні Етапи. Безчерепні (Ланцет.
В еволюції скелета у хордових виділяють три основні етапи. Безчерепні (ланцетники) мають перетинчастий скелет, побудований із сполучної тканини. У нижчих риб (акул, осетрових) кістяк повністю або переважно хрящовий. У вищих риб відбувається становлення кісткового скелета, який досконаліший у механічному відношенні. Ці три етапи повторюються в онтогенезі ссавців та людини.
На 5-му тижні внутрішньоутробного розвитку людини його скелет представлений хордою та згущенням ембріональної сполучної тканини – мезенхіми у сегментах тіла та зачатках кінцівок. Ця стадія зветься бластемною і швидко переходить у хрящову. Утворюються мініатюрні моделі хрящів майбутніх кісток. У деяких частинах скелета (склепіння черепа, лицьовий скелет, ключиця) хрящ не утворюється, а мезенхіма зазнає структурної перебудови, що передує виникненню кістки. Отже, кістки можуть утворюватися як шляхом заміщення хряща, так і безпосередньо в сполучнотканинному матриксі. Відповідно до цього розрізняють два види кісткоутворення: перетинчастий остеогенез та хрящовий остеогенез. Окостеніння починається на 6-7 тижні розвитку ембріона.
При перетинчастому остеогенезі клітини мезенхіми об'єднуються в групи в місцях, де розташовуються кровоносні капіляри, з'єднуються між собою відростками і диференціюються в остеобласти; останні починають виробляти органічний матрикс кісткової тканини, який піддається кальцифікації. Остеобласти, замуровані у міжклітинній речовині, перетворюються на остеоцити. Нагромадження кісткової тканини спочатку існують у вигляді невеликих балок, трабекул.Трабекули ростуть в радіальному напрямку і з'єднуються між собою, в результаті чого утворюється первинна губчаста кістка.
При остеогенезі хряща розрізняють два типи окостеніння: перихондральне і ендохондральне (енхондральне). Перихондральне окостеніння починається на периферії хрящових діафізів майбутніх трубчастих кісток. Остеобласти з’являються в перихондрії і утворюють ретикулофіброзну кістку. Як і при мембранозному остеогенезі, утворюються трабекули, які зливаються одна з одною і утворюють перихондральне кісткове кільце навколо діафіза. Надхрящниця при цьому перетворюється на окістя.
Ендохондральне окостеніння відбувається в глибині хрящового діафізу. Сюди проникають остеобласти разом із кровоносними судинами, які вростають у хрящ і руйнують його. Проліферуючі нитки кісткових клітин утворюють типову губчасту кісткову речовину замість внутрішніх шарів хряща. Одночасно з утворенням кістки — її приляганням відбувається протилежний процес руйнування — резорбція кістки, в якій беруть участь остеокласти; внаслідок цього з'являються первинні кістковомозкові порожнини. У внутрішньоутробному періоді вся внутрішня частина діафіза зайнята первинною губчастою кісткою. Пізніше периферична частина губчастої речовини заміщується компактною, а в центрі діафіза трабекули розсмоктуються і утворюється вторинна кістковомозкова порожнина. Формування типового трубчастого діафізу завершується після народження. Ембріональна ретикулофіброзна кісткова тканина при цьому перебудовується в пластинчасту.
Епіфізи трубчастих кісток окостеніють ендохондральним способом. Короткі губчасті кістки спочатку розвиваються ендохондрально, а коли відросток виходить на поверхню кістки, то до цього додається періостальне окостеніння, за рахунок чогоутворюється зовнішній компактний шар.
Острівці кісткової тканини, що з'являються в перетинчастій основі або хрящі, отримали назву центрів або точок окостеніння. Вони закладаються у певних місцях, у певні терміни та у певній послідовності. Більшість кісток має кілька центрів окостеніння. Залежно від часу появи їх поділяють на первинні та вторинні. Первинні центри закладаються в діафізах трубчастих кісток та багатьох губчастих та змішаних кістках у першій половині внутрішньоутробного періоду. Раніше за всіх (наприкінці 6-го або на початку 7-го тижня) з'являється центр окостеніння в тілі ключиці. Майже одночасно починається окостеніння нижньої та верхньої щелеп. На 8-му тижні закладаються центри окостеніння в діафізах плечової, променевої, стегнової та ліктьової кісток, дещо пізніше - у вилицевій, скроневій, слухових, лобній та піднебінній кістках, лопатці, діафізах великогомілкової та малогомілкової кісток, дистальних фанейках. потиличної луски. Після 8-го тижня з'являються точки окостеніння в діафізах проксимальних та середніх фаланг пензля, п'ясткових і плюсневих кісток, фалангах стопи, хребцях, ребрах, інших кістках черепа та тазової кістки.
| Ілюстрації |
Таким чином, можна вивести такі закономірності процесу окостеніння:
1. У перетинчастій основі окостеніння починається раніше, ніж у хрящі.
2. Окостеніння скелета відбувається у краніо-каудальному напрямку.
3. У черепі окостеніння поширюється від лицьового відділу до мозкового.
4. У вільних кінцівках окостеніння йде від проксимально розташованих ланок до дистальних.
Вторинні центри окостеніння утворюються в епіфізах трубчастих кістоксамому кінці внутрішньоутробного періоду або в перші місяці та роки після народження. У віці 8-9 років починається новий спалах окостеніння. У цей час з'являється ряд точок окостеніння у відростках, м'язових пагорбах та гребенях кісток. Ці точки окостеніння називають додатковими, їх рахунок відбувається остаточне моделювання кісток. Додаткові точки окостеніння можуть виникати до 17-18 років. У міру окостеніння хрящ ембріонального скелета дедалі більше заміщується кістковою тканиною. Однак у трубчастих кістках тривалий час зберігаються епіфізарні хрящі, що з'єднують епіфізи з діафізом. Частина діафізу, що примикає до епіфізарного хряща, називається метафізом. За рахунок епіфізарних хрящів відбувається зростання кістки в довжину. Освіта кістки відбувається за хряща, яка звернена до метафізу. Тому при пошкодженні метафізу може порушуватись зростання кістки.
З настанням статевого дозрівання епіфізарні хрящі стоншуються і заміщаються кістковою тканиною, у скелеті утворюються синостози. Першими синостозують дистальний епіфіз плечової кістки та епіфізи п'ясткових кісток. Освіта синостозів завершується до 22-24 років.
Розвиток та зростання скелета, як і організму в цілому, регулюється генетичними, гормональними та середовищними факторами. Формування кісток скелета контролюється функцією низки ендокринних залоз. Гормони щитовидної залози сприяють ендохондральному окостеніння. Гормон росту, що виробляється гіпофізом, (соматотропін) прискорює ріст кісток у довжину; Наслідком надмірної його кількості є гігантизм, при нестачі гормону людина стає карликом. Гормони статевих залоз діють на ростові зони кісток, сприяючи утворенню синостозів у період статевого дозрівання.
З завершенням синостозування скелет досягає відносної стабільності. Якщо вдитячому та юнацькому віці превалювали процеси апозиції, то у зрілому віці встановлюється рівновага між апозицією та резорбцією. Однак це не означає, що в скелеті немає жодних змін. Можливість зростання кісток у товщину зберігається за рахунок піднадкіскового відкладення кісткової речовини та деяких інших процесів. Кістки відрізняються великою пластичністю. За умов дії, що змінюються, на кістку різних сил (при фізичних навантаженнях, тренуваннях) відбувається перебудова кістки (ремоделювання): збільшується або зменшується число остеонів, змінюється їх розташування. Встановлено, що збільшення навантаження викликає робочу гіпертрофію кісток, яка виявляється у розширенні діафізів навантажених кісток, потовщенні компактної речовини. Змінюється і губчаста речовина, набуваючи крупнокомірчастого вигляду. При переході від фізичної праці до сидячого спостерігалися зміни будови кісток у протилежному напрямку описаному.
У літньому та старечому віці у кістках спостерігається переважання процесів резорбції. У трубчастих кістках відбувається розсмоктування кісткової речовини на внутрішній поверхні діафізу, внаслідок чого розширюється кістковомозкова порожнина. Разом з тим відбувається відкладення кісткової речовини на зовнішній поверхні діафізу під окістям. Костеобразование, проте, лише частково компенсує втрату кісткової речовини.
При старінні у різних частинах скелета відбувається розрідження кістки – остеопороз. Міцність кісток у своїй зменшується. Нерідко спостерігаються кісткові вирости – остеофіти у місцях прикріплення зв'язок та сухожиль, по краях суглобових поверхонь.
| Ілюстрації |
Старіння кістяка представляє індивідуально мінливийПроцес: в одних людей ознаки старіння з'являються у віці 30-40 років, в інших - лише в 60-70 років, а іноді й пізніше. Дослідження, проведені на близнюках, показали, що ознаки старіння скелета мають високий рівень спадкової обумовленості. Для показників старіння кісток кисті частка спадкових впливів становить 88% у жінок та 74% у чоловіків. Ознаки старіння кістяка більше виражені у жінок.