Соединения костей туловища - позвонков, ребер и грудины

К соединениям костей туловища относятся соединения позвонков, ребер и грудины.

Соединения позвонков

У типичных позвонков различают соединения тел, дуг и отростков.

Соединения позвонков:

I — тело позвонка; 2 — межпозвоночный диск; 3 — передняя продольная связка; 4 — лучистая связка головки ребра; 5 — сустав головки ребра; 6 — верхний суставной отросток; 7 — поперечный отросток; 8 — межпоперечная связка; 9 — остистый отросток; 10 — межостистые связки;
II — надостистая связка; 12 — нижний суставной отросток; 13 — межпозвоночное отверстие

Тела двух соседних позвонков соединяются при помощи межпозвоночных дисков (disci intervertebrales). Общее их число — 23. Такой диск отсутствует только между I и II шейными позвонками. Суммарная высота всех межпозвоночных дисков составляет приблизительно четверть длины позвоночного столба.

Диск построен преимущественно из волокнистого хряща и состоит из двух частей, переходящих постепенно друг в друга. По периферии располагается фиброзное кольцо, состоящее из концентрических пластинок. Пучки волокон в пластинках идут косо, при этом в соседних слоях они ориентированы в противоположных направлениях. Центральную часть диска составляет студенистое ядро. Оно состоит из аморфного вещества хряща. Студенистое ядро диска смещено несколько кзади, сдавлено телами двух соседних позвонков и является амортизатором, т. е. играет роль эластической подушки.

Площадь диска больше, чем площади тел соседних позвонков, поэтому в норме межпозвоночные диски выступают в виде валиков за пределы краев тел позвонков. Толщина дисков (высота) существенно различается на протяжении позвоночного столба. Наибольшая высота отдельных дисков в шейном отделе составляет 5-6 мм, в грудном — 3-4 мм, в поясничном — 10-12 мм. Толщина диска меняется в переднезаднем направлении: между грудными позвонками диск тоньше спереди, между шейными и поясничными позвонками, наоборот, — тоньше сзади.

Спереди и сзади тела позвонков соединены двумя продольными связками. Передняя продольная связка идет по передней поверхности тел позвонков и межпозвоночных дисков от затылочной кости до первого крестцового позвонка. Связка прочно соединена с дисками и надкостницей позвонков, препятствует чрезмерному разгибанию позвоночного столба.

Задняя продольная связка идет по задней поверхности тел позвонков от ската затылочной кости и заканчивается в крестцовом канале. По сравнению с передней продольной связкой она более узкая и расширяется в области межпозвоночных дисков. С телами позвонков соединяется рыхло и прочно срастается с межпозвоночными дисками. Задняя продольная связка является антагонистом передней, препятствует чрезмерному сгибанию позвоночного столба.

Дуги позвонков соединяются при помощи желтых связок. Их цвет обусловлен преобладанием эластических волокон. Они заполняют промежутки между дугами, оставляя свободными межпозвоночные отверстия, ограниченные верхними и нижними позвоночными вырезками. Направление эластических волокон в связках строго закономерно: от нижнего края и внутренней поверхности дуги вышележащего позвонка (начиная со II шейного) — к верхнему краю и наружной поверхности дуги нижележащего позвонка. Желтые связки, как и межпозвоночные диски, обладают упругостью, способствующей укреплению позвоночного столба. Вместе с телами, дугами позвонков и дисками они формируют позвоночный канал, в котором находятся спинной мозг с оболочками и сосуды.

Между двумя соседними остистыми отростками находятся короткие межостистые связки, которые сильнее развиты в поясничной области. Кзади они непосредственно переходят в непарную надостистую связку, восходящую по вершинам всех остистых отростков в виде непрерывного тяжа.

В шейном отделе эта связка продолжается в выйную связку, которая тянется от остистого отростка VII шейного позвонка до наружного затылочного выступа. Она имеет вид треугольной пластинки, расположенной в сагиттальной плоскости.

Между поперечными отростками находятся межпоперечные связки. В шейном отделе они отсутствуют. При сокращении мышц эти связки ограничивают наклоны туловища в стороны.

Единственным прерывным соединением между позвонками являются многочисленные межпозвоночные суставы (articulationes intervertebrals). Нижние суставные отростки каждого типичного вышележащего позвонка сочленяются с верхними суставными отростками нижележащего позвонка. Суставные поверхности на суставных отростках позвонков плоские, покрыты гиалиновым хрящом, суставная капсула прикреплена по краю суставных поверхностей. По функции articulationes intervertebrals являются многоосными комбинированными суставами. Благодаря им возможны наклоны туловища вперед и назад (сгибание и разгибание), в стороны (приведение и отведение), круговое движение (коническое), торзионное (скручивание) и пружинящее движение.

V поясничный позвонок с крестцом соединяется при помощи таких же видов соединений, как и свободные типичные позвонки.


Соединение крестца с копчиком

Между телами V крестцового и I копчикового позвонков находится также discus intervertebral, внутри которого в большинстве случаев имеется маленькая полость. Это соединение называют симфизом. Крестцовые и копчиковые рога соединены при помощи соединительной ткани — синдесмоза.

Латеральная крестцово-копчиковая связка парная, она идет от нижнего края латерального крестцового гребня к рудименту поперечного отростка I копчикового позвонка. Она является аналогом межпоперечных связок.

Вентральная крестцово-копчиковая связка расположена на передней поверхности крестцово-копчикового соединения и представляет собой продолжение передней продольной связки позвоночного столба.

Глубокая дорсальная крестцово-копчиковая связка расположена на задней поверхности тела V крестцового позвонка и I копчикового позвонка, т. е. является продолжением задней продольной связки позвоночного столба.

Поверхностная дорсальная крестцово-копчиковая связка начинается от краев щели крестцового канала и заканчивается на задней поверхности копчика. Она почти полностью закрывает отверстие крестцовой щели и соответствует надостистой и желтой связкам.


Соединения I и II шейных позвонков между собой и с черепом

Атлантозатылочный сустав (articulatio atlantooccipitalis) парный, эллипсоидный, двуосный, комбинированный. Образован мыщелками затылочной кости и верхними суставными ямками I шейного позвонка. Суставные поверхности покрыты гиалиновым хрящом, капсула свободная, прикреплена по краю суставных поверхностей. Атлантозатылочные суставы анатомически разобщены, но функционируют вместе. Вокруг фронтальной оси в них совершаются кивательные движения — наклоны головы вперед и назад. Объем движения достигает 45°. Вокруг сагиттальной оси совершаются наклоны головы вправо и влево по отношению к срединной плоскости. Объем движения равен 15-20°. Также возможно периферическое (коническое) движение.

Передняя атлантозатылочная мембрана натянута между основной частью затылочной кости и верхним краем передней дуги атланта. Задняя атлантозатылочная мембрана соединяет заднюю дугу атланта с задним краем большого затылочного отверстия. Эти мембраны закрывают широкие щели между атлантом и затылочной костью.

Между I и II шейными позвонками имеются три сустава: срединный атланто-осевой сустав (articulatio atlantoaxialis mediana), правый и левый латеральные атлантоосевые суставы (articulationes atlantoaxiales laterales dextra et sinistra).

Срединный сустав образован передней и задней суставными поверхностями зуба осевого позвонка, суставной ямкой передней дуги атланта и суставной поверхностью поперечной связки атланта. Передняя суставная поверхность зуба сочленяется с ямкой зуба на задней поверхности передней дуги атланта. Задняя суставная поверхность зуба сочленяется с суставной площадкой на передней поверхности поперечной связки атланта. Эта связка натянута позади зуба осевого позвонка между медиальными поверхностями боковых масс I шейного позвонка. Она препятствует смещению зуба назад. От центральной, слегка расширенной части поперечной связки вверх и вниз направляются верхний и нижний продольные пучки. Верхний пучок заканчивается на передней полуокружности большого (затылочного) отверстия, нижний пучок — на задней поверхности тела осевого позвонка. Эти два пучка вместе с поперечной связкой атланта составляют крестообразную связку.

Таким образом, зуб осевого позвонка находится в костно-фиброзном кольце, образованном спереди передней дугой атланта, а сзади — поперечной связкой атланта.

Срединный атлантоосевой сустав по форме является цилиндрическим, в нем возможно движение только вокруг вертикальной оси (вращение), проходящей через зуб осевого позвонка. Вращение атланта вокруг зуба происходит вместе с черепом на 30-40° в каждую сторону.

Латеральные атлантоосевые суставы (правый и левый) вместе составляют комбинированные суставы. Каждый образован нижней суставной ямкой на боковой массе атланта и верхней суставной поверхностью осевого позвонка. Плоские суставные поверхности покрыты гиалиновым хрящом, капсула сустава прикрепляется по краю суставных поверхностей.

Движение в правом и левом боковых атлантоосевых суставах осуществляется совместно с движением в срединном атлантоосевом суставе. В этих комбинированных суставах возможен только один вид движения — вращение.

Суммарно в атлантозатылочных и атлантоосевых суставах выполняются 6 видов движений — наклоны головы вперед и назад, наклоны головы в стороны, круговое (периферическое) движение и вращение. Это приравнивается к максимальному количеству возможных видов движений в многоосном шаровидном суставе.

Срединный и латеральные атлантоосевые суставы имеют дополнительный связочный аппарат — крыловидные связки и связку верхушки зуба. Крыловидные связки — это две прочные связки, каждая из которых начинается от вершины и боковой поверхности зуба, идет косо вверх и прикрепляется к медиальным сторонам мыщелков. Эти связки отличаются большой прочностью, они ограничивают вращение в срединном атлантоосевом суставе. Связка верхушки зуба — это тонкий пучок, который идет вверх от верхушки зуба к переднему краю большого затылочного отверстия.

Сзади, со стороны позвоночного канала, срединный атлантоосевой и латеральные атлантоосевые суставы и их связки покрыты широкой прочной фиброзной пластинкой — покровной мембраной. Она идет от ската затылочной кости вниз и продолжается в заднюю продольную связку.


Позвоночный столб

Позвоночник, или позвоночный столб (columna vertebralis), представлен позвонками и их соединениями. Он включает шейный, грудной, поясничный и крестцово-копчиковый отделы. Его функциональное значение чрезвычайно велико: он поддерживает голову, служит гибкой осью туловища, принимает участие в образовании стенок грудной и брюшной полостей и таза, является опорой для тела, защищает спинной мозг, находящийся в позвоночном канале.

Сила тяжести, воспринимаемая позвоночным столбом, увеличивается сверху вниз. Тела позвонков имеют наибольшую ширину в области крестца, кверху они постепенно суживаются до уровня V грудного позвонка, затем снова расширяются до уровня нижних шейных позвонков и в верхнем шейном отделе вновь суживаются. Расширение позвоночника в верхней части грудного отдела объясняется тем, что на этом уровне фиксируется верхняя конечность.

При соединении позвонков между собой с боков образуются 23 пары межпозвоночных отверстий (foramina intervertebralia), через которые из позвоночного канала выходят спинномозговые нервы.

Длина позвоночного столба у взрослого мужчины среднего роста (170 см) составляет примерно 73 см, причем на шейный отдел приходится 13 см, на грудной — 30 см, на поясничный — 18 см, на крестцово-копчиковый — 12 см. Позвоночник у женщины в среднем на 3-5 см короче и составляет 68-69 см. В старческом возрасте длина позвоночного столба уменьшается. В общем длина позвоночного столба составляет около 2/5 всей длины тела.

Позвоночный столб не занимает строго вертикального положения. Он имеет изгибы в сагиттальной плоскости. Изгибы, обращенные выпуклостью назад, называются кифозами (kyphosis), выпуклостью вперед — лордозами (lordosis). Различают физиологические лордозы — шейный и поясничный; физиологические кифозы — грудной и крестцовый. На месте соединения V поясничного позвонка с I крестцовым имеется значительный выступ, или мыс.

Изгибы позвоночного столба: а — позвоночный столб новорожденного; б — позвоночный столб взрослого человека: I — шейный лордоз; II — грудной кифоз; III — поясничный лордоз; IV — крестцовый кифоз; 1 — шейные позвонки; 2 — грудные позвонки; 3 — поясничные позвонки; 4 — крестец и копчик; 5 — грудной позвонок

Кифозы и лордозы составляют характерную особенность позвоночного столба человека: они возникли в связи с вертикальным положением тела и оптимально выражены у взрослого человека, выполняющего команду «смирно» (военная осанка). При этом перпендикуляр, опущенный из tuberculum anterius atlantis, пересекает тела VI шейного, IX грудного и III крестцового позвонков и выходит через верхушку копчика. При вялой осанке увеличивается грудной кифоз, уменьшаются шейный и поясничный лордозы.

Физиологические лордозы и кифозы являются постоянными образованиями. Грудной кифоз и поясничный лордоз больше выражены у женщин, чем у мужчин. Изгибы позвоночного столба при горизонтальном положении тела несколько уменьшаются, при вертикальном положении выделяются резче, а при увеличении нагрузки (ношение тяжестей) заметно усиливаются.

Формирование изгибов позвоночного столба происходит после рождения. У новорожденного позвоночный столб имеет вид дуги, обращенной выпуклостью назад. В 2-3 месяца ребенок начинает держать голову, при этом формируется шейный лордоз. В 5-6 месяцев, когда ребенок начинает садиться, характерную форму приобретает грудной кифоз. В 9-12 месяцев образуется поясничный лордоз как следствие приспособления тела человека к вертикальному положению, когда ребенок начинает ходить. Одновременно с этим происходит увеличение грудного и крестцового кифозов. Таким образом, изгибы позвоночного столба являются функциональными приспособлениями тела человека для сохранения равновесия при вертикальном положении.

В норме позвоночный столб во фронтальной плоскости изгибов не имеет. Его отклонение от срединной плоскости носит название сколиоз.

Движения позвоночного столба являются результатом функционирования многочисленных комбинированных суставов между позвонками. В позвоночном столбе при действии на него скелетных мышц возможны следующие виды движений: наклоны вперед и назад, т. е. сгибание и разгибание; наклоны в стороны, т. е. отведение и приведение; торзионные движения, т. е. скручивание; круговое (коническое) движение.

Наклоны туловища вперед и назад (сгибание и разгибание) происходят вокруг фронтальной оси. Амплитуда сгибания и разгибания равна 170-245°. При сгибании тела позвонки наклоняются вперед, остистые отростки удаляются друг от друга. Передняя продольная связка позвоночного столба расслабляется. Натяжение задней продольной связки, желтых связок, межостистых и надостистой связок тормозят это движение. В момент разгибания позвоночный столб отклоняется кзади. При этом расслабляются все его связки, кроме передней продольной, которая натягивается, ограничивая разгибание позвоночного столба. Межпозвоночные диски при сгибании и разгибании изменяют свою форму. Их толщина незначительно уменьшается на стороне наклона и увеличивается на противоположной стороне.

Наклоны позвоночного столба вправо и влево (отведение и приведение) совершаются вокруг сагиттальной оси. Объем движения равен 165°.

Торзионное движение (скручивание) позвоночного столба происходит вокруг вертикальной оси. Объем его равен 120°.

При круговом (коническом) движении позвоночный столб описывает конус, попеременно вокруг сагиттальной и фронтальной осей. Пружинящие движения (при ходьбе, прыжках) совершаются за счет сближения и отдаления соседних позвонков, при этом межпозвоночные диски уменьшают толчки и сотрясения.

Объем и реализуемые виды движений в каждом из отделов позвоночного столба неодинаковы. Шейный и поясничный отделы являются наиболее подвижными в связи с большей высотой межпозвоночных дисков. Грудной отдел позвоночного столба наименее подвижен, что обусловлено меньшей высотой межпозвоночных дисков, сильным наклоном книзу остистых отростков позвонков, а также фронтальным расположением суставных поверхностей в межпозвоночных суставах.


Соединения ребер

Ребра соединяются с грудными позвонками, с грудиной и друг с другом.

С позвонками ребра соединяются при помощи реберно-позвоночных суставов (articulationes costovertebrales). К ним относятся сустав головки ребра и реберно-поперечный сустав. Последний отсутствует у XI и XII ребер.

Сустав головки ребра (articulatio capitis costae) образован суставными поверхностями верхней и нижней реберных полуямок двух соседних грудных позвонков (от II до X), реберных ямок I, XI, XII грудных позвонков и суставной поверхностью головки ребра. В каждом из суставов головки ребра от II до X имеется внутрисуставная связка головки ребра. Она начинается от гребешка головки ребра и прикрепляется к межпозвоночному диску, разделяющему реберные ямки двух соседних позвонков. Головки I, XI и XII ребер не имеют гребешка. Они сочленяются с полной суставной ямкой, расположенной на теле соответствующих позвонков, следовательно, эти суставы не имеют внутрисуставной связки головки ребра. Снаружи капсула сустава головки ребра укрепляется лучистой связкой. Ее пучки веерообразно расходятся и прикрепляются к межпозвоночному диску и к телам прилежащих позвонков.

Реберно-поперечный сустав (articulatio costotransversaria) образуется сочленением суставной поверхности бугорка ребра с реберной ямкой на поперечном отростке позвонка. Капсулу сустава укрепляет реберно-поперечная связка.

Ребра с грудиной соединяются при помощи суставов и хрящевых соединений. Только хрящ I ребра непосредственно срастается с грудиной, образуя постоянный гиалиновый синхондроз.

Хрящи II—VII ребер соединяются с грудиной при помощи грудинореберных суставов (articulationes sternocostal). Они образованы передними концами реберных хрящей и реберными вырезками на грудине. Суставные капсулы этих суставов представляют собой продолжение надхрящницы реберных хрящей, переходящей в надкостницу грудины. Лучистые грудинореберные связки укрепляют суставную капсулу на передней и задней поверхностях суставов. Спереди лучистые грудинореберные связки срастаются с надкостницей грудины, образуя плотную мембрану грудины.

Передние концы ложных ребер (VIII, IX и X) с грудиной непосредственно не соединяются. Их хрящи соединяются друг с другом, и иногда между ними имеются видоизмененные межхрящевые суставы (articulationes interchondrales). Эти хрящи образуют справа и слева реберную дугу. Короткие хрящевые концы XI и XII ребер заканчиваются в мускулатуре брюшной стенки.

Передние концы ребер соединены друг с другом при помощи наружной межреберной мембраны. Волокна наружной мембраны, заполняя межреберные промежутки, идут косо вниз и вперед. Противоположный ход волокон имеет внутренняя межреберная мембрана, которая хорошо выражена в задних отделах межреберных промежутков.

Сустав головки ребра (I, XI, XII) по форме является шаровидным суставом, а со II по X — седловидным. Реберно-поперечный сустав по форме — цилиндрический. Функционально сустав головки ребра и реберно-поперечный сустав комбинируются в одноосный вращательный. Ось движения проходит через центры обоих суставов и соответствует шейке ребра. Задний конец ребра вращается вокруг указанной оси, при этом передний конец поднимается или опускается, так как ребро имеет скрученность. В результате поднимания передних концов ребер объем грудной клетки увеличивается, что совместно с опусканием диафрагмы обеспечивает вдох. При опускании ребер происходит выдох благодаря расслаблению мышц и эластичности реберных хрящей. Упругость грудной клетки в пожилом возрасте снижается, подвижность ребер значительно уменьшается.


Грудная клетка в целом

Грудная клетка (compages thoracis, thorax) представляет собой костно-хрящевое образование, состоящее из грудины, 12 грудных позвонков, 12 пар ребер и их соединений.

Грудная клетка образует стенки грудной полости, в которой находятся внутренние органы — сердце, легкие, трахея, пищевод и др.

Форму грудной клетки сравнивают с усеченным конусом, основание которого обращено книзу. Переднезадний размер грудной клетки меньше, чем поперечный. Передняя стенка самая короткая, образована грудиной и реберными хрящами. Боковые стенки наиболее длинные, их формируют тела двенадцати ребер. Задняя стенка представлена грудным отделом позвоночного столба и ребрами (до их углов). Тела позвонков выступают в грудную полость, поэтому с обеих сторон от них находятся легочные борозды, в которых располагаются задние края легких.

Вверху грудная полость открывается широким отверстием — верхней апертурой грудной клетки, которая ограничена рукояткой грудины, I ребром и телом I грудного позвонка. Плоскость верхней апертуры лежит не горизонтально, а косо: передний ее край находится ниже, в связи с этим яремная вырезка проецируется на уровне II-III грудных позвонков. Нижняя апертура грудной клетки гораздо шире верхней, ее ограничивают тело XII грудного позвонка, XII ребра, концы XI ребер, реберные дуги и мечевидный отросток.

Пространства, расположенные между смежными ребрами, а спереди между их хрящами, носят название межреберных промежутков. Они заполнены межреберными мышцами, связками и мембранами.

Через верхнюю апертуру грудной клетки проходят сосуды, нервы, трахея и пищевод. Нижняя апертура грудной клетки закрыта грудобрюшной преградой — тонкой мышечно-сухожильной пластинкой, отделяющей грудную полость от брюшной. В зависимости от типа телосложения выделяют три формы грудной клетки: коническую, цилиндрическую и плоскую. Коническая форма грудной клетки свойственна мезоморфному типу телосложения, цилиндрическая — долихоморфному и плоская — брахиморфному.


Болезни суставов
В.И. Мазуров