Кости: внутри и снаружи

Милз Рой

Обратите внимание, что концы большинства трубчатых костей расширены и покрыты хрящом – еще одной соединительной тканью, состоящей из крупных молекул, рассеянных по коллагеновой сети. В костной ткани «штукатурка» представляет собой твердые, сопротивляющиеся сжатию кристаллы гидроксиапатита. Связующие молекулы хрящевой ткани придают ей упругость и удерживают воду. Они напоминают губку и обеспечивают хрящам – а значит, и концам костей в суставе – способность скользить почти без трения.

О строении и функции хрящей я могу рассказать еще одну захватывающую историю, но они подождут своей книги. Нам, поклонникам костей, достаточно знать, что хрящ, по сравнению с компактным веществом кости, мягкий и скользкий. Утолщения на концах длинных трубчатых костей защищают эту нежную соединительную ткань. Во-первых, они увеличивают

площадь соприкосновения, тем самым снижая в каждой отдельной точке давление, которое приходится выдерживать хрящу. Во-вторых, в них содержится в основном губчатая костная ткань, которая слегка пружинит и амортизирует чувствительный к давлению хрящ.

Вы, наверное, замечали, что сердцевина твердого, плотного цилиндра трубчатой кости не совсем пустая. Здесь мы подходим к природе и назначению двух типов костной ткани – компактной и губчатой. Кость чем-то похожа на карамельку с шоколадной начинкой или хрустящий французский багет. Внешняя ее поверхность твердая и устойчивая к механическому воздействию, что позволяет нам поднимать тяжести. Пористое содержимое центральной полости – губчатое вещество – немного повышает прочность кости и поддерживает поверхностный слой, особенно ближе к концам.

Полости губчатой костной ткани заполнены клетками костного мозга, который тоже бывает двух видов: красный и желтый.

В атласе «Остеография», который вышел в 1733 году, Уильям Чизлден так описал этот рисунок, изображающий ключицу (a), плечевую кость (b) и тазовую кость (c): «Несколько костей распилены, чтобы показать их губчатую внутреннюю структуру. В их полостях сохранились остатки засохшего костного мозга». Пористая структура значительно уменьшает массу кости и повышает ее прочность, особенно ближе к концам кости

William Cheselden, Osteographia, or the Anatomy of the Bones (London: W. Bowyer, 1733)

У новорожденных все костномозговые полости заполнены красным костным мозгом, у взрослых людей красный костный мозг находится в основном в плоских костях, позвонках и утолщениях трубчатых костей. Он хорошо снабжается кровью и отвечает за выработку клеток крови, создавая их примерно по пятьсот миллиардов в день. В желтом костном мозге преобладает жировая ткань, и по мере взросления организма он занимает все больше места внутри кости. Некоторые гурманы считают его настоящим лакомством. Чтобы добраться до этой вкуснятины, они выскребают, грызут, раскалывают и даже обсасывают говяжьи кости. Именно это имел в виду Генри Торо [2] , когда писал: «…укрылся я в лесах, чтоб жизнь прожить не зря, чтоб высосать из жизни костный мозг». Я точно так же поступаю с леденцами Tootsie Pops.

2

Генри Дэвид Торо (1817–1862) – американский писатель, философ и общественный деятель. Более двух лет прожил в полном одиночестве на берегу Уолденского озера в построенной собственными руками хижине. Результатом этого эксперимента стала книга «Уолден, или Жизнь в лесу» (1854) – романтическая робинзонада о жизни человека в мире природы как о возможности спасения личности от современной цивилизации.

У некоторых птиц бедренные и плечевые кости полностью лишены костного мозга и являются важными элементами дыхательной системы: в их полости поступает воздух, который затем проходит через легкие и выдыхается. Аналогичные полые кости были и у некоторых динозавров – вероятно, тоже для содействия дыханию. Такое сходство в строении скелета доказывает, что современные птицы произошли от этих доисторических рептилий.

Дотошные читатели могут поинтересоваться: «Раз вокруг губчатой костной ткани такой плотный цилиндр, как же в нее поступает кровь?» Если бы прямо через кость проходило отверстие для полноценных кровеносных сосудов, возникли бы проблемы: отверстие имело бы такие размеры, что нарушилась бы прочность конструкции и значительно снизилась бы ее способность сопротивляться сгибающим и скручивающим силам. В этом случае кости стали бы легко ломаться. Чтобы избежать этого, природа придумала хитрость: твердую оболочку

кости пронизывает множество длинных, тонких, как иголочка, диагональных ходов. В каждом из них есть крохотная артерия и вена. В одних костях таких каналов для питательных веществ больше, в других – меньше. Тазовая кость и по одной кости запястья и лодыжки отличаются тем, что на крупных участках этих костей вообще нет таких отверстий. Из-за нехватки линий снабжения стройматериалами переломы там заживают плохо.

В костях передней конечности белого носорога мы видим множество маленьких отверстий, через которые кровеносные сосуды подходят к внутренней губчатой костной ткани и питают ее

Оклахомский городской музей остеологии, Оклахома, США

Особо любопытные субъекты могут задуматься и о том, зачем нам в принципе нужны кости. Вспомним девиз департамента полиции Лос-Анджелеса: «Защищать и служить». Мы, хирурги-ортопеды, считаем, что эти ребята немного напутали – для нас служба идет перед защитой, – но нейрохирурги и кардиологи с нами не согласятся. Действительно, череп защищает мозг, а ребра и грудина оберегают различные внутренние органы, однако обслуживанием организма занимаются именно те крупные кости, за благополучие которых отвечают ортопеды: позвоночник, таз, конечности. Каждая кость имеет уникальную форму – такая особенность обеспечивает выполнение конкретных функций, одной из которых является защита нашего организма.

Изменение скелета передних конечностей позволило разным животным приспособиться к выполнению определенных действий: выдерживать вес собственного тела, рыть, бегать, плавать, летать. Человеческая рука не идеальна для вышеперечисленных манипуляций, зато обладает большим преимуществом – способностью брать и удерживать инструменты

Аналогичные кости у большинства млекопитающих, птиц и даже динозавров удивительно похожи по форме, хотя по размерам они очень сильно различаются между собой. Сравните, например, большеберцовую кость слона и куриную голень: обе кости узкие посередине и расширяются у коленного и голеностопного суставов. Широкие концы нужны для равномерного распределения нагрузки, а также для обеспечения достаточной площади крепления связок, которые не дают суставам болтаться.

Если вас спросят, сколько в человеческом организме костей, пожалуйста, не называйте заученное число «двести шесть». Это самый популярный ответ – на самом деле все гораздо сложнее. Задумайтесь: люди отличаются друг от друга чертами лица, цветом волос, ростом, размером обуви. Под кожей мы такие же разные. Все имеет свои особенности: нервы, сухожилия, артерии, кости – их точное расположение и размер в моем организме мало что говорят о вашем организме. Чтобы решить головоломку с подсчетом костей, придется ответить на пять ключевых вопросов: «Кто?», «Что?», «Когда?», «Где?», «Зачем?».

Во-первых, кто считает? Палеонтолог, смахивающий кисточкой песок с древнего скелета, может пропустить некоторые крохотные косточки. К ним относятся маленькие, погруженные в сухожилия сесамовидные кости [3] , расположенные рядом с суставами по всему телу. Они названы так потому, что напоминают кунжутные зернышки. У человека эти кости крупнее (размером, скорее, с каперсы) и помогают равномерно распределить давление, когда мы берем что-нибудь руками или несем свой вес на ногах. У некоторых людей вообще нет сесамовидных костей в руках и ногах, а у кого-то их двадцать штук, однако эта особенность ни на что не влияет. Без сесамовидных костей можно обойтись (их даже называют добавочными), но почему бы не внести их в перечень костей в организме?

3

Сесамовидные кости (греч. sesamon – «кунжут») – мелкие косточки, расположенные в области суставов кисти и стопы у животных и человека. Появляются в местах потенциального трения сухожилий. Наиболее крупные сесамовидные кости – надколенник, подколенник и гороховидная кость.