Развитие и возрастные особенности грудной клетки позвоночника
Скелет человека состоит из скелета туловища, скелета верхних и нижних конечностей и черепа.
К скелету туловища относятся позвоночник и грудная клетка.
Позвоночник делится на пять отделов:
1) шейный (7 позвонков);
2) грудной (12 позвонков); 37
3) поясничный (5 позвонков);
4) крестцовый (крестец из 5 слившихся позвонков);
5) копчиковый (копчик из 4-5 сросшихся позвонков).
Общее число позвонков 33–34.
Позвонки относят к коротким губчатым гостям. Каждый позвонок имеет тело, обращенное вперед, и дугу, расположенную сзади от тела.
Дуга позвонка ограничивают позвоночное отверстие.
Тело позвонка с наружной поверхности покрыто плотным костным веществом, а внутри содержит губчатое вещество, состоящее из пластинок, вертикально и горизонтально направленных и расположенных почти под прямым углом друг к другу. Своей верхней и нижней поверхностями тела позвонков с помощью межпозвоночных дисков соединяются с выше- и нижележащими позвонками. Передняя поверхность тела позвонка так же, как боковые и задняя, несколько вогнутая.
Позвоночные отверстия, располагаясь одно над другим, в совокупности образуют позвоночный канал, в котором находится спинной мозг и связанные с ним образования. Дуга позвонка у места прикрепления к телу имеет снизу и сверху вырезки. Вырезки ниже и выше лежащего позвонка образуют межпозвоночное отверстие, через которое проходят нервы, кровеносные и лимфатические сосуды. От дуги позвонка отходят семь отростков. Непарный обращенный назад отросток называется остистым. Он служит для прикрепления связок и мышц. Остальные отростки – парные. К ним относятся поперечные отростки, направленные в стороны от позвонков и лежащие приблизительно во фронтальной плоскости, а также верхние и нижние суставные отростки. Поперечные отростки служат для прикрепления мышц и связок, а суставные – для соединения с такими же отростками выше- и нижележащих позвонков. Размеры позвонков неодинаковы.
Чем больше нагрузка, тем больше размеры позвонков. Максимальные размеры имеют поясничные и первые крестцовые, которые воспринимают основную нагрузку. Самые небольшие позвонки – копчиковые, что связано с уменьшением приходящейся на них нагрузки и редукцией хвостовой мускулатуры. Позвонки разных отделов позвоночного столба имеют свои особенности, позволяющие отличать их друг от друга.
Грудная клетка. Скелет грудной клетки образуется сзади из грудных позвонков с их соединениями и связками, а также задних частей ребер. С боков грудная клетка представлена ребрами. Спереди она состоит из передних юнцов ребер, реберных хрящей и грудины.
У человека имеется 12 пар ребер, из которых первые семь, называемые истинными ребрами, переходят в реберные хрящи, соединенные с грудиной. Следующие три пары ребер имеют хрящи, не достигающие грудины и соединяющиеся с хрящом вышерасположенного ребра. Эти ребра называют ложными. Две последние пары не имеют реберных хрящей и не соединяются передними свободными концами ни с грудиной, ни с другими ребрами вследствие чего оказываются наиболее подвижными. Эти ребра называют блуждающими или колеблющимися.
Грудина является непарной костью, напоминающей по форме кинжал, в котором различают: рукоятку, тело и мечевидный отросток.
Возрастные особенности позвоночника.Позвоночник новорожденного имеет вид пологой дуги, вогнутой спереди. Изгибы начинают формироваться только начиная с 3-4 месяцев жизни ребенка, когда он начинает держать голову. Вначале возникает шейный лордоз. Когда ребенок начинает сидеть (4-6-й месяцы жизни), формируется грудной кифоз. Позднее появляется поясничный лордоз, который образуется в то время, когда ребенок начинает стоять и ходить (9-12-й месяцы после рождения). Одновременно формируется крестцовый кифоз. Изгибы позвоночного столба становятся хорошо заметными к 5–6 годам, окончательное их формирование заканчивается к подростковому, юношескому возрасту.
При неравномерном развитии мышц правой или левой стороны тела, неправильном положении учащихся за партой, у спортсменов как следствие асимметричной работы мышц могут возникать патологические изгибы позвоночника в стороны – сколиозы.
Длина позвоночного столба новорожденного ребенка составляет 40 % длины его тела. В первые два года длина позвоночника почти удваивается. Различные отделы позвоночного столба новорожденного ребенка растут неравномерно. На первом году жизни быстрее растет поясничный отдел, несколько медленнее – шейный, грудной и крестцовый. Медленнее всего растет копчиковый отдел. К началу периода полового созревания рост позвоночного столба замедляется. Новое ускорение его роста наблюдается умальчиков к 13-14, у девочек к 12-13 годам.
Межпозвоночные диски у детей относительно толще, чем у взрослых людей. С возрастом толщина межпозвоночных дисков постепенно уменьшается, они становятся менее эластичными, студенистое ядро уменьшается в размерах. У пожилых людей вследствие уменьшения толщины межпозвоночных дисков и увеличения кривизны грудного кифоза длина позвоночного столба уменьшается на 3–7 см.
Наблюдается общее разрежение костного вещества (остеопороз), обызвествление межпозвоночных дисков и передней продольной связки. Все это уменьшает рессорные свойства позвоночного столба, а также его подвижность и крепость.
Источник
Медицинский эксперт статьи
х
Весь контент iLive проверяется медицинскими экспертами, чтобы обеспечить максимально возможную точность и соответствие фактам.
У нас есть строгие правила по выбору источников информации и мы ссылаемся только на авторитетные сайты, академические исследовательские институты и, по возможности, доказанные медицинские исследования. Обратите внимание, что цифры в скобках ([1], [2] и т. д.) являются интерактивными ссылками на такие исследования.
Если вы считаете, что какой-либо из наших материалов является неточным, устаревшим или иным образом сомнительным, выберите его и нажмите Ctrl + Enter.
Позвоночник представляет собой один из наиболее сложных органов человеческого организма. С одной стороны — это основной орган осевого скелета, выполняющий опорную, двигательную и защитную функции, с другой — это совокупность многих позвоночно-двигательных сегментов, каждый из которых представляет собой самостоятельное анатомическое образование и участвует в выполнении тех же функций. Вместе с тем, анатомическое строение позвонков, так же как и их роль в выполнении различных функций, меняется в зависимости от уровня позвоночного столба.
Рост и развитие позвоночника в процессе жизни представляет собой не просто механическое увеличение его размеров и массы — с возрастом хрящевые отделы позвонков замещаются костными, по мере перехода человека в вертикальное положение образуются физиологические изгабы позвоночника, меняется строение межпозвонковых дисков и субхондральных отделов позвонков. В первые два десятилетия жизни развитие позвоночника настолько динамично, что даже небольшим временным промежуткам могут соответствовать весьма выраженные изменения в его строении. Именно потому мы считали необходимым основное внимание уделить возрастным особенностям нормального развития позвоночника. В настоящем разделе приведены некоторые клинические, анатомические, антропометрические данные, а также сведения о рентгенологических параметрах, характеризующих физиологическое развитие позвоночника и используемых для оценки его нормального роста и формирования в целом, а также для оценки нормального развития отделов и сегментов позвоночного столба. Отклонение значений этих параметров от среднефизиологических, хотя и может быть обусловлено индивидуальными особенностями, но чаще всего является признаком заболеваний. Понимание особенностей нормального роста позвоночника имеет важное практическое значение: именно с периодами наиболее интенсивного физиологического роста в большинстве случаев совпадает прогрессирование так называемых идиопатических (т.е. не имеющих явной причины) деформаций позвоночника.
[1], [2], [3], [4], [5], [6]
Возрастные особенности роста позвоночника
Основными антропометрическими показателями человека являются масса тела и общий рост. Последний складывается из высоты головы, туловища и длины нижних конечностей. И хотя подобное «складывание» весьма условно, так как не учитывает частичное «перекрытие» сегментов, однако именно правильное соотношение этих показателей характеризует нормальный и пропорциональный рост позвоночника.
Известно, что пропорции человеческого тела существенно меняются от периода новорожденности к зрелому возрасту. Длина (рост) новорожденного характеризуется относительно большими размерами головы и туловища. Для оценки пропорциональности развития человеческого тела используют условное деление длины тела на верхнюю и нижнюю половины, при этом оценивают и сравнивают прежде всего два показателя — интенсивность ежегодного увеличения общего роста человека (т.н. ежегодный прирост длины тела) и отношение роста человека в положении сидя к росту в положении стоя (т.н. ростовой коэффициент).
Нарастание общей длины тела в процессе жизни происходит за счет роста преимущественно нижних конечностей, менее значимо — за счет позвоночника и лишь незначительно за счет увеличения размеров головы. Динамика ежегодного прироста общей длины тела (с учетом половых различий) отражена в схеме Р.А. Zorab’a. Наряду с относительно монотонным периодом, продолжающимся от 4-5-го до 10-12-го года жизни и характеризующимся средним ежегодным приростом в 4-5 см (т.н. период ростового плато), наблюдаются два периода, когда ежегодный прирост существенно выше — т.н. периоды росгового спурта (от англ. spurt — рывок). Первый из них совпадает с ясельным (младшим детским) возрастом — от рождения до 3-4 лет и характеризуется исходно резким ежегодным приростом (до 24 см на первом году жизни) с постепенным снижением его к моменту перехода в ростовое шгато. Длительность второго ростового спурта составляет 2-4 года, начало его соответствует у девочек препубертатному, а у мальчиков — пубертатному периоду, а завершение сопровождается замедлением, а затем и полным прекращением роста позвоночника к 16-19 годам.
Что касается среднегодового прироста позвоночника, то этот показатель различен в разных возрастных группах, причем как в целом в отношении всего позвоночника, так и раздельно — в грудном и поясничном отделах.
Для новорожденного ребенка физиологичным является резкое преобладание величины верхней половины тела в сравнении с нижней. В процессе дальнейшего естественного развития темпы роста нижних конечностей превышают темпы роста позвоночника, что находит свое отражение в динамике ростового коэффициента — отношения рост сидя/ рост стоя.
Возрастные показатели ростового коэффициента
Возраст | Величина ростового коэффициента |
1год | 0,63 |
2 года | 0,60 |
16 лет (девочки) | 0,53 |
(мальчики) | 0,52 |
Учитывая прекращение роста ребенка к 16-19 годам и разные темпы развития туловища и нижних конечностей, J.M. Tanner и R.H. Whitehouse (1976) разработали показатель прироста длины конечностей и туловища в норме, рассчитав отношение роста ребенка в различные возрастные периоды к его прогнозируемому окончательному росту. Этот показатель имеет принципиальное значение для оценки степени задержки роста позвоночника при его заболеваниях или повреждениях у детей.
Отношение роста ребенка в различные возрастные периоды к его окончательному росту (в процентах)
Возраст ( в годах) | Мальчики | Девочки | ||
Рост стоя % | Рост сидя % | Рост стоя % | Рост сидя % | |
2 5 10 12 14 16 | 49 62 77 83 90 97 | 57 67 80 84 91 97 | 53 66 84 92 97 | 58 70 84 91 97 |
Завершая описание антропометрических показателей, характеризующих физиологический рост позвоночника, мы считаем целесообразным привести данные о среднем по-сегментном приросте позвоночника в норме.
Среднегодовой посегментный рост позвоночника
Возраст | Среднегодовой посегментный рост позвоночника |
5-10 лет старше 10 лет | 0,05 см 0,11см |
Формула R.B. Winter’a, логически вытекающая из таблицы и позволяющая прогнозировать потенциальное укорочение позвоночника при проведении его костно-пластической фиксации в различные возрастные периоды. Хотя, мы прекрасно сознаем, что этот показатель вряд ли может быть отнесен к «физиологическим параметрам»:
потенциальное укорочение позвоночника при спондилодезе = 0,07 см х n1 х n2,
где 0,07 — усредненный среднегодовой посегментный прирост позвонков, n1 — число блокированных сегментов, n2 — число лет, оставшихся до завершения роста.
[7], [8], [9], [10], [11], [12]
Источник
Позвонки развиваются из хрящевой ткани, толщина которой с возрастом уменьшается. Различают четыре этапа развития эпифизов позвонков: до 8 лет — хрящевой эпифиз; от 9 до 13 лет — обызвествление эпифиза; от 14 до 17 лет — костный эпифиз; после 17 лет -слияние эпифиза с телом позвонка. С 3 лет позвонки одинаково растут в высоту и в ширину; с 5-7 лет — больше в высоту.
Длина позвоночника особенно резко увеличивается в течение 1-го и 2-го годов жизни, затем рост позвоночника замедляется. Усиление темпов роста позвоночника наблюдается в 7-9 лет (у девочек больше, чем у мальчиков), и с началом полового созревания. С 14 до 20 лет прирост длины позвоночника у мальчиков и девочек замедляется в несколько раз.
С 3 до 15 лет размеры нижних поясничных позвонков увеличиваются больше, чем верхних грудных. Это обусловлено увеличением веса тела, его давлением на нижерасположенные позвонки.
У юношей рост позвоночника заканчивается после 20 лет, у девушек он растет до 18 лет, т.е. рост позвоночника у женщин прекращается раньше, чем у мужчин. Средняя длина позвоночника у мужчин составляет 70-73 см, у женщин — 66-69 см. К концу полового созревания рост длины позвоночника почти завершается (приблизительно составляет 40% длины тела).
В 6-8 лет образуются центры окостенения в верхней и нижней поверхностях тел позвонков и в концах остистых и поперечных отростков. До 5 лет спинномозговой канал развивается особенно быстро. Так как тела позвонков растут быстрее дужек, то емкость канала относительно первых уменьшается, что соответствует уменьшению относительных размеров спинного мозга.
К 10 годам завершается развитие спинномозгового канала, однако структура тела позвонков продолжает развиваться и у детей старшего возраста.
К 20 годам заканчивается окостенение шейных, грудных и поясничных позвонков, к 25 годам — крестцовых, к 30 годам — копчиковых позвонков.
Подвижность позвоночника зависит от высоты межпозвоночных хрящевых дисков и их упругости, а также от фронтального и сагиттального размера тел позвонков. У взрослого общая высота межпозвоночных дисков равна одной четвертой высоты подвижной части позвоночника. Чем выше межпозвоночные диски, тем больше подвижность позвоночника. Высота дисков в поясничном отделе составляет 1/3 высоты тела смежного позвонка, в верхней и нижней части грудного отдела — 1/5, в средней его части — 1/6, в шейном отделе — 1/4. Поэтому в шейном и поясничном отделах позвоночник имеет наибольшую подвижность.
Развитие межпозвоночных дисков происходит долго и заканчивается к 17-20 годам. К 17-25 годам в результате замещения межпозвоночных дисков костной тканью позвоночник становится неподвижным в крестцовом отделе.
Сгибание позвоночника больше его разгибания. Наибольшее сгибание позвоночника возможно в шейном отделе (70°), меньше -в поясничном, а наименьшее — в грудном отделе. Наклоны в сторону наибольшие между грудным и поясничным отделами (100°). Наибольшее круговое движение наблюдается в шейном отделе позвоночника (75°) и практически невозможно в поясничном отделе (5°). Таким образом, наиболее подвижен шейный отдел позвоночника, меньше — поясничный и наименее подвижен грудной, потому что его движения тормозят ребра.
Подвижность позвоночника у детей, особенно в 7-9 лет, гораздо больше, чем у взрослых. Это зависит от относительно большей величины межпозвоночных дисков и их большей упругости.
После рождения позвоночник приобретает четыре физиологических изгиба. В 6-7 нед, с подниманием головы, у ребенка начинает формироваться изгиб кпереди (лордоз) в шейном отделе. В 6 мес, в результате овладения ребенком функцией сидения, образуются изгибы кзади (кифозы) в грудном и крестцовом отделах позвоночника. В 1 год с началом стояния формируется лордоз в поясничном отделе (рис. 2.4). Однако в лежачем положении изгибы позвоночника сглаживаются, так как позвоночник ребенка этого возраста очень эластичен. Первоначально эти физиологические изгибы позвоночника удерживаются мускулатурой, а затем — связочным аппаратом, хрящами и костями позвонков.
а б в
Рис. 2.4. Появление изгибов позвоночника у детей (по Н.Н. Леонтьевой и соавт. 1976, цит. по Ю.А. Ермолаеву, 1985): а — при держании головы; б — при сидении; в — при стоянии
К 3—4 годам изгибы позвоночника постепенно увеличиваются под действием силы тяжести и работы мышц. К 7 годам окончательно образуются шейный лордоз и грудной кифоз. Поясничный лордоз окончательно формируется к периоду половой зрелости. Однако до 12 лет позвоночник ребенка остается эластичным, изгибы его слабо фиксированы, что легко приводит позвоночник к искривлениям в неблагоприятных условиях развития. Поднятие чрезмерных тяжестей увеличивает поясничный лордоз.
Благодаря пружинному движению позвоночника может изменяться величина его изгибов. В результате изменения изгибов позвоночника и высоты межпозвоночных дисков изменяется и длина позвоночника с возрастом и в течение дня. В течение суток рост человека колеблется в пределах 1 см, иногда 2-2,5 см и даже 4-6 см. В положении лежа длина тела человека больше на 2-3 см, чем в положении стоя.
При старении в связи с уплощением межпозвоночных дисков общая длина позвоночника уменьшается на несколько сантиметров.
Источник
В развитии скелета позвоночных животных, и человека в том числе, выделяют три стадии: соединительнотканную (перепончатую), хрящевую и костную. Вначале образуется спинная струна, которая занимает осевое положение и постепенно окружается эмбриональной соединительной тканью. Таким образом начинает формироваться первичный соединительнотканный скелет, который имеется у ланцетника.
У круглоротых (миноги, миксины) и у низших рыб (акуловые, осетровые) хорда существует одновременно с примитивными хрящевыми позвонками. У высших позвоночных спинная струна имеется лишь в зародышевом периоде.
В процессе развития у большинства представителей хордовых перепончатый скелет замещается хрящевым. В эмбриональной соединительной ткани, окружающей хорду и нервную трубку, появляются островки хрящевых клеток — зачатки будущих хрящевых позвонков. Третья стадия развития скелета — костная — у высших животных следует за хрящевой. Костная ткань развивается на месте вытесняемого ею хряща.
Сложный процесс развития скелета в филогенезе повторяется в главных чертах в эмбриональном периоде у человека. После образования спинной струны вокруг нее и между зародышевыми листками распространяется эмбриональная зародышевая соединительная ткань, которая постепенно замещается хрящевой. На месте хряща в дальнейшем формируется костный скелет.
Кости туловища человека развиваются из первичных сегментов (сомитов) — производных дорсального отдела мезодермы. Выселяющаяся из медиовентральной части (склеротом) каждого сомита мезенхима обволакивает хорду и нервную трубку, в результате чего образуются первичные (перепончатые) позвонки. На 5-й неделе развития эмбриона человека в телах и намечающихся дорсальных и вентральных дугах позвонков появляются отдельные гнезда хрящевой ткани, которые в дальнейшем сливаются друг с другом. Окруженная хрящевой тканью хорда теряет свое назначение и сохраняется лишь в виде студенистого ядра межпозвоночных дисков между телами позвонков. Дорсальные дуги позвонков, разрастаясь, образуют при слиянии непарные остистые отростки, парные суставные и поперечные отростки. Вентральные дуги растут в виде полосок в стороны и проникают в вентральные отделы миотомов, формируя ребра. Передние концы девяти верхних хрящевых ребер расширяются и на каждой стороне сливаются в хрящевые (грудные) полоски. К концу 2-го месяца жизни зародыша верхние концы правой и левой грудных полосок сливаются, образуя рукоятку грудины. Несколько позже соединяются друг с другом и нижние отделы грудных полосок — образуются тело грудины и мечевидный отросток. Иногда эти полоски сливаются не на всем протяжении, тогда мечевидный отросток внизу остается раздвоенным.
В начале 8-й недели начинается замена хрящевого скелета костным. В каждом ребре на месте будущего угла возникает точка окостенения, из которой костная ткань распространяется в обе стороны и постепенно занимает все тело ребра. Головка ребра имеет точку окостенения на 15-20-м году жизни. У 10 верхних ребер на 15-20-м году жизни точка окостенения появляется также в бугорке ребра.
В грудине закладывается до 13 точек окостенения, причем в рукоятке одна или две уже на 4-6-м месяце внутриутробной жизни. На 7-8-м месяце появляются точки окостенения в верхнем отделе тела (чаще парные), в среднем отделе — перед рождением, а в нижнем — на 1 -м году жизни. Отдельные части грудины срастаются в единое костное тело на 15-20-м году. Мечевидный отросток начинает окостеневать на 6-20-м году и срастается с телом грудины после 30 лет. Рукоятка с телом срастается позже всех частей грудины или не срастается вообще.
Позвонки начинают окостеневать в конце 8-й недели эмбриогенеза. В каждом позвонке появляются 3 точки окостенения: одна в теле и две в дуге. Точки окостенения в дуге сливаются на 1-м году жизни, а дуга срастается с телом позвонка на 3-м году или позже. Добавочные точки окостенения в верхней и нижней частях тел позвонков появляются после 5-6 лет, а прирастают к телу в 20-25 лет. Самостоятельные ядра окостенения образуются в отростках позвонков. Шейные позвонки (I и II) отличаются по развитию от остальных позвонков. Атлант имеет по одной точке окостенения в будущих латеральных массах, отсюда костная ткань разрастается в заднюю дугу. В передней дуге точка окостенения появляется лишь на 1-м году жизни. Часть тела I позвонка еще на стадии хрящевого периода отделяется от него и соединяется с телом II позвонка, превращаясь в зубовидный отросток (зуб). Последний имеет самостоятельную точку окостенения, которая сливается с костным телом II позвонка на 3-5-м году жизни ребенка.
Крестцовые позвонки развиваются так же, как и остальные, из трех главных точек окостенения. У трех верхних крестцовых позвонков на 6-7-м месяце внутриутробной жизни появляются добавочные точки окостенения, за счет которых развиваются латеральные части крестца (рудименты крестцовых ребер). На 17-25-м году крестцовые позвонки срастаются в единую кость. В копчиковых (рудиментарных) позвонках появляется по одной точке окостенения в различное время (в период от 1 года до 20 лет).
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.
[1], [2], [3], [4], [5], [6], [7], [8],
Источник