Возрастные изменения скелета

Так, если дозировать нагрузку, исходя из средних возможностей детей одного паспортного возраста, то дети с ускоренным развитием (акселераты) будут недополучать какой-то дозы нагрузки, а для детей с замедленным темном развития (ретардантов) эта нагрузка может оказаться превышающей уро-иень функциональной готовности и потому недопустимой.

Спортивные перегрузки опасны для детей с негармоничной акселерацией, у которых развитие какой-то системы может отставать от роста соматомет-рических показателей. Например, у детей акселератов с гипоэволютивным сердцем, спортивные тренировки могут вызвать перенапряжение сердца.

Таким образом, определение биологического возраста имеет большое Шачение для практики спорта.

ВОЗРАСТНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ОПОРНО-ДВИГАТЕЛЬНОГО АППАРАТА

Возрастные особенности костной системы. Морфологические изменения, претерпеваемые костью в процессе роста, отражаются на ее прочности. Основная тенденция этих изменений заключается в накапливании костной ткани в период детства и замещении ею хрящевой ткани

(1-я стадия), затем в  приобретении костью монолитного  строения с исчезновением эпифизарных хрящей (2-я стадия), а позже в незаметно начинающейся и прогрессирующей с возрастом убыли костного вещества (3-я стадия). Последняя стадия характеризуется также дополнительной оссификацией хрящей (например, реберных хрящей, межпозвоночных дисков или суставных хрящей).

Наибольшей механоустойчивостью кость обладает на 2-й стадии, а в период детства (1-я стадия) совмещение в кости участков хрящевой и костной ткани понижает ее прочность и повреждения возникают на границе этих биологических сред (например, перелом лучевой кости происходит чаще всего в ее дистальной трети).

Убыль костного вещества на 3-й стадии, ведущая к исчезновению части перекладин (остеопороз) и истончению компактного вещества делает кость более хрупкой. На этой же стадии значительно понижается в костях уровень органических веществ, что связано с изменениями обмена и изменениями химического состава костей в пожилом и особенно в старческих возрастах. Например, у людей старше 75 лет наиболее часто наблюдается перелом шейки бедра при ушибах и падениях.

Возрастные особенности соединений костей. Возрастные изменения связочно-суставного аппарата после рождения проявляются в неравномерном увеличении размеров суставных поверхностей, доразвития их хрящевого покрова, а также в увеличении коллагенового компонент соединительной ткани и основного вещества хрящевой ткани.

По завершении тканевой дифференцировки капсулы и внутрисуставных образований наступает охряществление менисков, дисков и, частично, внутрисуставных связок и капсулы суставов. С возрастом механические свойства связочного аппарата, его прочность повышается, увеличивается подвижность в. суставах. У детей суставы менее конгруэнтны, они отличаются большей степенью подвижности. С возрастом по достижении зрелости суставы становятся более конгруэнтными и подвижность в них уменьшается. В процессе старения развиваются костные выросты (остеофиты), суставной хрящ истончается, увеличивается высота суставной щели и подвижность в суставах у людей пожилого и старческого возраста уменьшается

ГЛАВА 3 Возрастные изменения скелета.

Скелет человека проходит 3 стадии развития - перепончатую, хрящевую и костную. Кости формируются или непосредственно из эмбриональной соединительной ткани (мезенхимы), минуя стадию хряща - перепончатый остеогенез (так развиваются кости свода черепа, кости лица, часть ключицы, конечные фаланги пальцев), или на основе хрящевой модели -хрящевой остеогенез. В ходе развития скелета одна опорная ткань, менее дифференцированная, замещается другой, имеющей более высокие механические свойства, костной тканью.

При развитии кости из мезенхимы в последней появляются одна или несколько точек окостенения - остеогенные островки, состоящие из молодых костных клеток - остеобластов, вырабатывающих, остеоид и оссеиновые волокна. Остеоид (аморфное вещество) постепенно обызвествляется. Замурованные в нем остеобласты превращаются в остеоциты. В результате образуются костные перекладины (трабекулы). Формирование кости происходит благодаря слиянию трабекул друг с другом в единую сеть, в которой оссеиновые волокна проходят не ориентированно, рыхло. Так образуется сравнительно непрочная грубоволокнистая костная ткань, замещающаяся в дальнейшем пластинчатой костной тканью, из которой состоят кости взрослого.

Кости туловища, конечностей, основания черепа развиваются на основе хряща. Первоначально формируется хрящевая модель будущей кости, которая служит основой для ее развития, а в дальнейшем она разрушается и замещается костью. Модель образована гиалиновым хрящом и сходна по форме с будущей костью, отличаясь от нее только отсутствием диа-физарной полости. Хрящ покрыт снаружи надхрящницей. В средней части хрящевой модели - будущем, диафизе - осшобла сты внутреннего росткового слоя надхрящницы начинают синтезировать костное межклеточное вещество, U формирующиеся из него трабекулы образуют костную манжетку, охватывающую хрящ. Образованная перихондрапыю (вокруг хряща) кость постепенно утолщаете» и разрастается в стороны эпифизов. Первоначально она является .•руЬонолокнистой, в дальнейшем волокна и костные пластинки приобретают ориентированное расположение. Кость становится пластинчатой. Пластинки костной ткани, располагаясь концентрически вокруг врастающих в кость сосудов, формируют остсоны -структурно-функциональные единицы костной ткани. Надхрящница превращается в надкостницу. За счет клеток ее росткового слоя кость продолжает расти в толщину.

Одновременно с перихондралъной костной тканью образуется костная ткань внутри хряща - энхондралъная. Вместе с мезенхимой, окружающей кровеносные сосуды, врастающие в надкостницу, туда проникают остеогежые клетки, дифференцирующиеся в остеокласты, разрушающие хрящ, и остеобласты, создающие кость на месте разрушенного хряща.

Очаги пери- и энхондрального окостенения сливаются, образуя диафиз, и распространяются на эпифизы. Разрушение кости в центральной части диафиза остеокластами приводит к образованию костномозговой полости.

Развитие кости на месте хряща начинается на 2-м месяце эмбриогенеза. Вскоре после рождения вторичные очаги, или точки окостенения, появляются в проксимальных, а затем — дистальных эпифизах, где в дальнейшем формируются пластинки губчатой кости, а неизмененный гиалиновый хрящ в эпифизах сохраняется только на суставной поверхности и в области, прилежащей к диафизу. Эта хрящевая пластинка между эпифизом и диафизом (метаэпифизарная) за счет размножения образующих ее клеток обеспечивает рост кости в длину.

У новорожденного ребенка скелет состоит из 270 костей (у взрослого их 207). Кость новорожденного характеризуется большим количеством хрящевой ткани, надкостница ее толстая, сосудистая сеть богата, гаверсовы каналы не имеют правильного расположения, коллагеновые волокна тонкие, кристаллы апатита малого размера. Доля неорганического вещества составляет половину массы кости, а не 70%, как у взрослого. Кости новорожденного менее плотные, гибкие, более упруги, эластичны и в большей степени склонны к деформации. Грубоволокнистая костная ткань в течение первых 2-х месяцев жизни превращается в пластинчатую, но остеоны ее еще не развиты. Гаверсовы каналы в костной ткани широкие, контуры их неровные. Построение остеонов начинается с 5-ти месяцев, а у детей 9-ти месяцев возникает уже система остеонов, развитие которой заканчивается к 2-м годам. Толщина колла-геновых волокон и минерализация костей увеличиваются по мере освоения ребенком вертикального положения и ходьбы.

ГРУБОВОЛОКНИСТАЯ КОСТНАЯ ТКАНЬ характеризуется неупорядоченным расположением коллагеновых волокон, отличается относительно небольшой механической прочностью. Остеоциты в ней не имеют закономерной ориентации, их в ней больше, чем в пластинчатой кости; минеральных компонентов в межклеточном веществе меньше.

ПЛАСТИНЧАТАЯ КОСТНАЯ ТКАНЬ состоит из костных пластинок, образующих в кости несколько систем - остеонов - с остеоцитами, находящимися в полостях (лакунах), располагающимися упорядоченно между пластинками высокоминерализованного межклеточного вещества.

КОМПАКТНОЕ ВЕЩЕСТВО КОСТИ сравнительно плотное, тяжелое, составляет 80% массы скелета взрослого человека. Оно образует диафизы трубчатых костей и формирует наружный слой костной ткани всех других костей. Его обновление протекает медленнее, чем губчатого вещества. Оно в меньшей мере подвергается изменениям при старении. Компактное вещество обладает большой механической прочностью и располагается снаружи от менее прочного губчатого вещества, защищая его от повреждений. Оно испытывает значительные нагрузки крепящихся к костям мышц.

ГУБЧАТОЕ ВЕЩЕСТВО КОСТИ относительно легкое, состоит из трекерной сети трабекул, разделенных пространствами, содержащими костный мозг. Трабекулы образованы параллельно лежащими костными пластинками неправильной формы. Остеоциты располагаются между пластинками. Такое строение губчатого вещества обеспечивает не только большую площадь поверхности, на которой осуществляются метаболические процессы, но и придает кости высокую механическую прочность при относительно небольшой массе. Наиболее толстые и мощные трабекулы располагаются в направлении действия максимальных механических нагрузок.

Развитие костной ткани после рождения обеспечивает дальнейшее формирование и рост костей в детском и подростковом возрасте. На 1-6-м годах после рождения появляются точки окостенения в эпифизах трубчатых костей, костях запястья, предплюсны. Только таранная и пяточная кости начинают окостеневать до рождения.

Начиная с 8-9 лет, с появлением добавочных точек окостенения в бугорках, гребнях, отростках костей происходит полное формирование их рельефа. Эти точки появляются до 16-18 лет. Появление каждой из них происходит в определенное время. По числу и срокам их появления можно судить о возрасте ребенка.

Рост плоских костей происходит за счет надкостницы и соединительной ткани швов, рост трубчатых костей в толщину -также за счет надкостницы, а в длину - за счет эпифизарных хрящей, расположенных между эпифизом и диафизом. Рост трубчатых костей в основном заканчивается у женщин в 17-18 лет, у мужчин - после 18 лет. В малой степени рост костей может происходить и после окостенения эпифизарных хрящей - за счет гиалиновой хрящевой ткани суставных поверхностей.

Рост костей в организме регулируется гормонами гипофиза, щитовидной, паращитовидных, половых желез, поджелудочной и других эндокринных желез. Важнейшим регулятором роста является соматотропный гормон гипофиза. Недостаточная выработка его приводит к карликовости, а избыточная - к гигантизму. Половые гормоны необходимы для роста костей, в то же время, резкое повышение уровня их секреции при преждевременном половом созревании вызывает прекращение роста и замещение хрящевой пластинки роста в трубчатых костях костной тканью. Лица с недостаточной функцией половых желез обычно имеют высокий рост, длинные конечности.

При завершении роста кости в длину, когда метаэпифи-зарная хрящевая пластинка замещается костной тканью, способность кости расти в толщину сохраняется. В процессе развития рост трубчатых костей в толщину сочетается с ростом их в длину. Утолщение кости идет благодаря постоянному отложению новых слоев костной ткани на наружной поверхности диа-физа. Остеогенные клетки находятся во внутреннем слое надкостницы. Они способны превращаться в активные остеобласты.

Одновременно происходит разрушение костной ткани со стороны костномозговой полости, которая при этом постепенно расширяется. Отложение костной ткани снаружи происходит более активно, чем ее разрушение (резорбция) изнутри, в связи с этим увеличивается не только диаметр диафиза, но и толщина компактного вещества кости.

На протяжении жизни кость постоянно перестраивается. Разрушение старого и образование нового костного вещества происходит периостально (со стороны надкостницы), эндостально (со стороны костномозговой полости) и мезоостально (в толще кости). Подсчитано, что средняя продолжительность жизни одной костной клетки (остеоцита) составляет около 25 лет, т.е. на протяжении жизни костное вещество не раз обновляется полностью.

С возрастом у детей и подростков размеры костей увеличиваются, они становятся более массивными, толщина их компактного вещества нарастает, перекладины губчатого вещества разрастаются. Активное костеобразование в первые годы жизни сменяется пониженным к концу первого десятилетия, а затем снова нарастает в период полового созревания, снижаясь до минимальных значений к 30-40 годам, затем вновь повышаясь в пожилом и старческом возрасте. За 10-20 лет у человека обновляется примерно половина скелета.

Масса скелета составляет у новорожденных примерно 11% массы тела, у детей других возрастных групп - от 9 до 18%. У взрослых людей на протяжении большей части жизни соотношение массы скелета и тела удерживается на уровне 20%. У пожилых и старых людей масса скелета несколько уменьшается. Максимум массы костной ткани в организме достигается примерно к 25 годам.

Инволютивные изменения костей начинаются очень рано. Начальные их признаки могут обнаруживаться в костях, подвергающихся механической перегрузке, уже на 2-м десятилетии жизни: истончение суставного хряща и появление по периферии суставных поверхностей костных выростов - краевых остеофитов.

В период старения масса костного вещества уменьшается, однако, при этом нагрузки на кость не только не снижаются, а могут даже возрастать из-за излишка жировой клетчатки в организме. В маломассивных трубчатых костях, приспосабливаю щихся к сохранению механической прочности, расширяются диафиз и эпифизы, т.е. повышается периостальное костеобразо-вание. Приспособительным изменениям подвергаются и структурно-функциональные единицы кости - остеоны; их диаметр увеличивается.

На поздних этапах остеогенеза в старческом возрасте преобладают процессы периостального костеразрушения: уменьшаются размеры кости, диаметр остеонов, ухудшается их трофика.

Остеогенез сопровождается постоянной внутренней перестройкой костей. В пластинчатой кости происходит непрерывный процесс разрушения старых и формирования новых остеонов и трабекул, особенно активизирующийся в ответ на возрастающие физические нагрузки, различные повреждения, травмы.