Развитие скелета человека: хрящевой скелет зародыша, скелет новорожденного, дальнейшее развитие скелета

Большинство костей человека проходит три стадии развития: перепончатую, хрящевую и костную. Скелет развивается из мезенхимы (Мезенхима — эмбриональный зачаток, служащий источником разви-тия соединительной ткани, крови, скелета и гладкой мышечной ткани.). На ранних стадиях скелет зародыша человека представлен спинной струной — хордой. Однако уже с середины первого месяца утробной жизни вокруг хорды появляется сгущение мезенхимы, которое позднее превратится в позвоночный столб, замещающий хорду. В то же примерно время сгущения мезенхимы появляются и в других местах, образуя первичный скелет зародыша. Этот скелет представлен уплотненной мезенхимой и называется перепончатым скелетом. Примерно в середине второго месяца (сроки для различных частей скелета неодинаковы) мезенхима, образующая перепончатые кости, превращается в гиалиновый хрящ, это вторая стадия развития скелета, который называется теперь хрящевым скелетом. С конца второго — начала третьего месяца хрящевой скелет начинает окостеневать. Процесс этот проходит таким образом, что хрящ разрушается и на его месте развивается костная ткань. В каждой кости первоначально появляется один или несколько участков костной ткани, которые называются точками окостенения. У зародыша человека закладывается 38 позвонков: 7 шейных, 13 грудных, 5 поясничных и 12—13 крестцовых и копчиковых. В период роста эмбриона происходят следующие изменения: 13-я пара ребер редуцируется и срастается с поперечными отростками соответствующего позвонка. Последний грудной позвонок превращается в первый поясничный, а последний поясничный позвонок становится I крестцовым. В дальнейшем происходит редукция большинства копчиковых позвонков. Таким образом, к моменту рождения плода позвоночный столб имеет 33—34 позвонка. Точки окостенения постепенно разрастаются и замещают собой хрящ. В длинных костях в течение продолжительного времени остаются хрящевые прослойки между диафизом и эпифизом.

Они называются эпифизарными хрящами. Клетки эпифизарных хрящей некоторое время сохраняют способность размножаться, благодаря чему кость растет в длину. Полное замещение эпифизарных хрящей костной тканью происходит в разное время и заканчивается только к 20 — 25-летнему возрасту. С этого времени прекращается рост костей в длину. Рост костей в толщину происходит путем отложения со стороны надкостницы новых слоев костного вещества и заканчивается также к 20 — 25 годам. Кости крыши черепа, почти все кости лица, в отличие от других костей скелета проходят в своем развитии только две стадии — перепончатую и костную.

Скелет новорожденного во многом отличается от скелета взрослого человека. Позвоночный столб новорожденного состоит из позвонков, в которых заложились и заметно разрослись костные точки тел и дуг. Однако точки в телах и дугах еще не срослись и каждый позвонок пока не представляет собой единого целого. Пространства между позвонками, занятые межпозвоночными дисками, относительно больше, чем у взрослого человека. Кости грудной клетки новорожденного также не закончили своего развития. Ребра продолжают окостеневать. Грудина состоит из отдельных не сросшихся костных точек, а мечевидный отросток ее еще весь хрящевой. Основу ткани суставов новорожденного, как и его костей, составляет хрящевая ткань. Подвижность всех элементов, образующих суставы, также имеет отличия. Поскольку суставы новорожденный еще не успел разработать, амплитуда возможных движений еще очень мала, а вот вероятность вывихов при неосторожном обращении достаточно высокая. Такая незрелость суставов, как правило, сохраняется до трех и даже до пяти лет, то есть до тех пор, пока ткань костей и суставов не разовьется в достаточной степени, и ребенок не освоит науку управления своим телом в полной мере.

В длинных и коротких трубчатых костях конечностей новорожденного диафизы состоят из костной ткани. Кости пояса верхней конечности (лопатка и ключица) развились не полностью. Костные зачатки подвздошной, лобковой и седалищной костей не слились в одну тазовую кость. Большинство костей запястья и предплюсны еще хрящевые.

После рождения процесс окостенения продолжается. Сроки появления точек окостенения и окончания окостенения различны для разных костей. Для каждой кости эти сроки относительно постоянны, поэтому по этим срокам можно судить о нормальном развитии скелета у детей и об их возрасте. Скелет ребенка отличается от скелета взрослого человека размерами, пропорциями, строением и химическим составом. В 4—5 лет в верхнем эпифизе бедренной кости появляются костные балочки. После 7—8 лет костные балочки удлиняются и становятся однородными и компак-тными. Толщина эпифизарного хряща к 17—18 годам достигает 2—2,5 мм. К 24 годам рост верхнего конца кости заканчивается и верхний эпифиз срастается с диафизом; нижний эпифиз прирастает к диафизу еще раньше — к 22 годам. К концу полового созревания окостенение трубчатых костей завершается у женщин в 17—21, а у мужчин в 19—24 года. С окончанием окостенения трубчатых костей прекращается их рост в длину, поэтому мужчины, у которых половое созревание заканчивается позднее, чем у женщин, имеют в среднем более высокий рост.

Пластинчатая кость развивается с 5 месяцев до 1,5 лет, т. е. когда ребенок становится на ноги. В течение 2-го года большая часть костной ткани имеет пластинчатое строение и к 2,5—3 годам остатки грубоволокнистой ткани уже отсутствуют.

Окостенение задерживается при понижении функций желез внутренней секреции (передней части аденогипофиза, щитовидной, околощитовидных, вилочковой, половых), недостатке витаминов, особенно D. Окостенение ускоряется при преждевременном половом созревании, повышенной функции передней части аденогипофиза, щитовидной железы и коры надпочечников. Задержка и ускорение окостенения особенно отчетливо проявляются до 17— 18 лет и могут достичь 5—10-летней разницы между «костным» и паспортным возрастами. Иногда на одной стороне тела окостенение происходит быстрее или медленнее, чем на другой.

В процессе роста человека кости растут в длину и толщину. Рост костей в толщину происходит за счет деления клеток внутреннего слоя надкостницы. В длину молодые кости растут за счет хрящей, расположенных между телом кости и ее концами. Развитие скелета у мужчин заканчивается к 20−25 годам, у женщин — в 18−21 год.

Когда человек перешагивает сорокалетний рубеж, в костной ткани начинаются так называемые инволютивные процессы, то есть разрушение остеонов идет более интенсивно, чем их созидание. Эти процессы в дальнейшем способны привести к развитию остеопороза, при котором костные перекладины губчатого вещества истончаются, часть их рассасывается полностью, межбалочные пространства расширяются, и в результате уменьшается количество костного вещества, плотность кости снижается.

С возрастом становится не только меньше костного вещества, но и процент органических веществ в костной ткани снижается. И кроме того, уменьшается содержание воды в костной ткани, она как бы высыхает. Кости становятся ломкими, хрупкими, и даже при обычных физических нагрузках в них могут появиться трещины.

Для костей пожилого человека характерны краевые костные разрастания. Обусловлены они возрастными изменениями, которые претерпевает хрящевая ткань, покрывающая суставные поверхности костей, а также составляющая основу межпозвоночных дисков. С возрастом промежуточный слой хряща истончается, что неблагоприятно сказывается на функции суставов. Как бы стремясь компенсировать эти изменения, увеличить площадь опоры суставных поверхностей, кость разрастается. Краевые костные разрастания могут быть незначительными, но иногда достигают больших размеров.

В норме возрастные изменения в костях развиваются очень медленно, постепенно. Признаки остеопороза обычно выявляются после 60 лет. Однако нередко приходится наблюдать людей, у которых в 70/75-летнем возрасте они выражены незначительно. Но бывает и так: по состоянию костной системы человеку можно было бы дать все шестьдесят, а ему только сорок пять. Такое преждевременное старение костной системы, как правило, бывает у людей, ведущих малоподвижный образ жизни, пренебрегающих физической культурой, спортом.

Образование и разрушение костного вещества происходят всю жизнь. С помощью меченых атомов установили, что в течении года у человека дважды происходит замена вещества кости.