«У взрослого человека 60–70 процентов веса кости приходится на соли кальция (гидроксиапатит), а оставшееся — органическое вещество, главным образом коллаген. У детей кости отличаются гибкостью и мягкостью из-за большего содержания органики, а у взрослых больше минеральных веществ, поэтому их скелет тверже. В скелете сосредоточено 90 процентов минеральной массы организма: кальция – 99, фосфора – 87, магния – 58 процентов и еще около 30 микроэлементов (медь, цинк, кремний и так далее)».
Из-за наличия в костях солей кальция, они обычно имеют белый цвет. В кабинете биологии, анатомическом музее обычно представлены кости которые дополнительно отбеливают (для дезинфекции и эстетичности) перекисью водорода или хлорсодержащими жидкостями. У живого же организма кости имеют слегка желтоватый цвет из-за соединительнотканной надкостницы и жировых клеток.
Факт 2. Скелет полностью формируется к 18–30 годам
Наиболее активно кости скелета растут с ноля до семи лет и в возрасте тинэйджеров — с 12 до 17 лет. К 25–30 годам, как правило, скелет формируется полностью. Трубчатые кости растут в длину у детей и подростков за счет хрящевых прослоек (зон роста) между эпифизами и диафизом. Когда эти хрящи замещаются костной тканью, то рост костей в длину прекращается.
«Определить, продолжается ли рост кости, можно по рентгеновскому снимку: если на нем видна зона роста, это означает, что кость еще не сформировалась. Но и в более старшем возрасте, в зависимости от действующей нагрузки (изменение массы тела, тяги прикрепляющихся мышц) кости могут увеличиваться в толщине за счет надкостницы (периостальный тип роста кости). Перестраивается и внутренняя архитектоника кости (ориентации и толщины костных балок и остеонов). Однако у пожилых людей костная ткань регрессирует».
А вот слуховые косточки — самые маленькие, и они единственные не изменяют свой размер и плотность на протяжении всей жизни.
Факт 3. Скелет человека весит 5–6 килограммов
Skeleton, skeletos – от латинского «высушенный». Старославянское «кощь, кошть» означает сухой, тощий. Отсюда и похожий на скелет кощей бессмертный. От массы тела человека скелет составляет 1/5–1/7 часть, обезжиренный и высушенный он в 2–3 раза легче и весит всего 5–6 килограммов.
«К самым интересным названиям костей можно отнести копчик – похож на птичку кобчик, термин дал врач и анатом Андреас Везалий. Ладьевидная кость (на запястье и предплюсне) – латинского os naviculare, сохраняются даже в разложившемся трупе. Лат. nave – «смерть», польское nawa – «гроб ладьевидной формы», древнерусское «навь» – это «покойник». Лопатка – похожа на русскую лопату, но латинское слово происходит от греческого skepos «видеть». У бегущей лошади они хорошо видны, отсюда и выражение «бежать во все лопатки»
Факт 4. У нас может быть больше костей, чем написано в учебниках анатомии
У взрослого человека «по стандарту», указанному в учебниках анатомии, 206–208 костей. В том числе: 29 образуют череп, 26 — позвоночный столб, 64 — скелет верхних конечностей, 62 — скелет нижних конечностей, 12 пар ребер, грудина. При этом больше всего костей в кистях, что позволяет человеку играть на пианино и выполнять другие точные, виртуозные действия.
«В некоторых случаях можно встретить и до 220–300 костей. Например, в черепе чешуя затылочной, лобной, височной и теменная костей в 1–2 процентах случаев может состоять из двух-трех отдельных фрагментов. В теменной кости их называют «кости инков». Иногда встречается рудиментарная межчелюстная косточка Гете (как у кошек, собак, баранов). У большинства людей в швы мозгового черепа встроены мелкие вормиевы косточки. При тяжелой врожденной гидроцефалии кости черепа могут состоять из десятков фрагментов, так как точки окостенения в перепончатой (соединительнотканной) модели черепа младенца под распирающим действием огромного внутричерепного давления ликвора не могут соединиться друг с другом в единый массив».
Наряду с постоянными сесамовидными костями (надколенником, гороховидной) встречаются и мелкие непостоянные, заключенные в толще сухожилий (чаще в кистях и стопах). Есть люди с 13 парами ребер, как у собак и кошек, добавочным шейным ребром и копчиковым позвонком. Редкое, но возможное явление — полидактилия, когда у человека по шесть пальцев на стопах или кистях.
Факт 5. Из-за болезни кости бывают «моложе» нас
Есть понятие «костный возраст». Поэтому правильнее сказать, соответствует ли костный возраст паспортному, опережает или отстает от среднего норматива. У плодов и в детском возрасте постепенно соединительнотканная модель скелета заменяется на хрящевую, а затем костную.
«Например, по рентгеновским снимкам запястья можно определить, соответствует ли скорость окостенения паспортному возрасту. К моменту рождения обычно в рентген-лучах видна только головчатая кость запястья, а гороховидная только к семи годам. Но при рахите сроки окостенения хрящей запястья задерживаются – условно можно сказать, что тогда скелет ребенка как бы моложе, чем должен быть в данном возрасте».
Факт 6. С возрастом кости становятся хрупкими
Остеопороз (в переводе с греческого «хрупкая кость») — заболевание, характеризующееся снижением плотности костей из-за уменьшения количества костного вещества или недостаточности кальция. В кости появляются «дыры», из-за чего она становится хрупкой и склонной к повреждению даже при незначительном механическом воздействии.
Особенно часто болезнь встречается у женщин в период климакса, почти у каждой третьей. Из-за изменения гормонального фона и дефицита эстрогенов кальций вымывается из костей, они становятся очень хрупкими, даже несильное падение может привести к перелому шейки бедра. Профилактика остеопороза — здоровый образ жизни, сбалансированное питание и умеренные физические нагрузки.
Факт 7. К старости наш рост уменьшается из-за собственной тяжести
«Основная причина уменьшения роста на 2-5 сантиметров к пожилому возрасту – это сплющивание межпозвоночных хрящевых дисков под действием веса тела. Вечером рост на один сантиметр меньше, чем утром. Кроме того, возрастные изменения костей человека связаны с патологическими разрастаниями костной ткани в форме всевозможных наростов и шипов (остеофитов). Именно эти образования вызывают боль в суставах и приводят к ограничению их подвижности, особенно позвоночника».
Факт 8. «Широкой кости» не бывает
«Не я толстый – это кость широкая», – утверждают обладатели избыточного веса. Однако понятия «широкой кости» не существует ни в медицинских энциклопедиях, ни в справочниках. Это народное изобретение. В среднем скелет одного человека отличается от скелета другого не более чем на 2–3 килограмма».
Факт 9. Кость прочнее стали
Костная система устроена так, что при наименьшем весе она имеет наибольшую прочность и лучше всего адаптирована к функциональным нагрузкам. Костная ткань – это довольно прочный материал — крепче стали, но при этом весит намного меньше.
Костная ткань адаптирует свою структуру и механические свойства под внешние нагрузки. Самой крупной в нашем теле является бедренная кость, и она может выдержать нагрузку вдоль своей оси до 1500 килограммов, но при этом может сломаться при поперечной нагрузке всего в 100–200 килограммов.
Факт 10. Костная ткань полностью обновляется раз в 10 лет
«На протяжении всей жизни наши кости непрерывно перестраиваются. Рассасывание (резорбция) костной ткани происходит при участии гигантских многоядерных клеток — остеокластов. Они разрушают старую или бесполезную (ненагруженную) костную ткань, а клетки остеобласты строят новую. В среднем, полное физиологическое обновление скелета проходит один раз за 10 лет. Ремоделирование (перестройка) кости не только обеспечивает сохранность и обновление скелета, но и играет важную роль в минеральном обмене, так как кость – естественный резервуар микроэлементов (кальция, магния и фосфатов), которые в период резорбции постепенно высвобождаются и поступают в кровоток».
Факт 11. Зубы не срастаются из-за отсутствия стволовых клеток
Точнее отломленная коронка зуба никогда не приживется обратно к корню, равно как и не вырастет новая как хвост у ящерицы. Зубы и кости очень похожи, имеют почти идентичный состав: костная ткань минерализована на 70 процентов, как и основной материал зуба – дентин, а эмаль состоит из гидроксиапатита на 90.
«В отличие от костей скелета, зубы при разрушении, сколе или переломе корня не срастаются. Эмаль коронки зуба не содержит камбиальных (стволовых) клеток и питающих кровеносных микрососудов, поэтому не способна к регенерации. Кроме того, для успешного образования костной мозоли в области перелома нужно надежно зафиксировать отломки. То есть если бы перелом зуба и мог срастаться, то пришлось бы накладывать шины, чтобы ограничить подвижность отломков».
Факт 12. Срастание перелома можно ускорить
При переломе кости врачи предпринимают определенные действия, направленные на достижение правильного и быстрого восстановления поврежденных тканей. Место срастания необходимо обездвижить и установить в правильном положении. В некоторых случаях пациентам необходима операция, чтобы установить на место отломки кости и стабилизировать перелом. В таком случае могут быть использованы металлические пластины и шурупы.
Ускорить сращение кости так же можно с помощью аппарата Exogen, который использует ультразвуковые волны для стимуляции естественных процессов восстановления организма и активирует рост костной ткани.
«В 1990-х годах я принимал участие в диссертационном исследовании по ускорению заживления неполного перелома нижней челюсти у собак. Результаты опытов показали, что ежедневное помещение животного в клетку из металлической сетки в магнитном поле привело к тому, что образование костной мозоли ускорялось на 15 процентов»
Факт 13. При правильном восстановлении сросшаяся кость будет прочнее обычной
По прочности сросшаяся кость не уступает обычной, а зачастую еще и прочнее. И если при лечении перелома человек сбалансированно питался, то механические свойства кости будут в норме. Рекомендации, которые помогут срастить перелом:
«Избегайте курения – это замедляет процесс регенерации кости. Питание должно быть сбалансированным и содержать необходимые питательные элементы, такие как белок, витамины и микроэлементы, особенно кальций. Это даст организму энергию и строительный материал для восстановления поврежденной ткани. Прием болеутоляющих – только по назначению врача, поскольку некоторые препараты могут подавлять процесс срастания кости».
Факт 14. Из-за длительного ношения гипса страдает подвижность суставов
«Лечение перелома предполагает длительную фиксацию конечности, чтобы дать возможность тканям правильно срастись. Отрицательным эффектом может быть потеря подвижности в суставе. Если он находился в неподвижном положении более 1–2 месяцев, протокол лечения дополняют мануальной или аппаратной техникой, которые направлены на усиленное сгибание сустава. В дальнейшем важно, чтобы восстановление происходило в движении, поэтому врачи рекомендуют активно разрабатывать сустав после снятия гипса или фиксирующего ортеза с помощью специальных упражнений или аппаратов механотерапии, которые самостоятельно сгибают сустав и постепенно растягивают мягкие ткани».
Факт 15. Если родную кость восстановить не удалось, можно использовать искусственную
Искусственная кость – созданный в лаборатории костеподобный материал используемый в трансплантатах для восстановления костных дефектов возникших при тяжелых переломах, болезнях и так далее.
При разработке имплантируемых биоматериалов ключевыми критериями становятся биоинертность, высокая прочность и биомеханическая совместимость. Имплантаты изначально изготавливались из таких материалов как металлы и твердая керамика, которые достаточно прочны, чтобы выдерживать внешние нагрузки. Однако жесткость этих материалов не соответствует критериям биомеханической совместимости, поэтому инженеры разрабатывают новые методы производства и проектирования более совершенных искусственных материалов, например, углерод-углеродные композиционные материалы или неорганические материалы на основе фосфатов кальция.
«Двумя основными компонентами кости являются коллагеновые волокна и гидроксиапатит – одна из наиболее стабильных форм фосфата кальция. Расширение исследований и знаний об организации, структуре костной ткани привело к разработкам материалов на основе коллагена и гидроксиапатита, а технологии 3D-печати позволили изготавливать имплантаты с заданной микроструктурой и фазовым составом».
