Чем определяется прочность костей
Чем определяется прочность костей
Подробное решение страница стр.100 по биологии для учащихся 9 класса, авторов Сапин М.Р., Сонин Н.И. 2014
1. Из чего состоит опорно-двигательный аппарат?
Опорно-двигательный аппарат человека состоит из костей скелета, их соединений и мышц.
2. Какие функции выполняет скелет?
Скелет выполняет следующие функции:
• Опорная (является местом прикрепления мышц);
• Кости туловища и конечностей являются рычагами, с помощью которых осуществляются движения тела в пространстве;
• Защитная (защищает внутренние органы от повреждения);
• Создает структурную форму тела, определяет его размеры;
• Кроветворная (в красном костном мозге образуются форменные элементы крови);
• Участие в регуляции минерального обмена (является депо солей фосфора и кальция)
3. Каков химический состав костей?
Кость имеет сложный химический состав. Сами костные клетки и коллагеновые волокна и белково-полисахаридные комплексы межклеточного вещества состоят из органических веществ; они составляют 30—35% сухой массы кости. Основную массу сухой кости (65—70%) составляют неорганические вещества. В основном это кристаллы кальциевых солей фосфорной и угольной кислот, ионы нитратов и карбонатов, составляющих межклеточное вещество. От органических веществ зависит эластичность и упругость кости, а от минеральных — твердость и хрупкость.
4. Какая ткань образует кость?
Кость образует соединительная ткань.
5. Какие бывают кости по форме? Приведите примеры.
По форме выделяют 4 типа костей:
• Трубчатые: длинные (плечевая, бедренная) и короткие (кости пясти, плюсны, фаланги пальцев);
• Плоские (тазовая кость, лопатка, кости мозгового отдела черепа);
• Губчатые: длинные (ребра, ключицы) и короткие (кости предплюсны и запястья);
• Смешанные (позвонки, кости основания черепа).
6. Как особенности строения губчатого и компактного вещества связаны с их функциями?
У каждой кости выделяют компактное и губчатое вещество. Особенно хорошо развито компактное вещество в тех костях и их частях, которые выполняют функции опоры и движения (тело длинных трубчатых костей). В компактном веществе костные пластинки имеют цилиндрическую форму, они как бы вставлены одна в другую. Такое трубчатое строение компактного костного вещества обеспечивает костям большую прочность и легкость. Они присутствуют в скелете конечностей и отвечают за их движение.
Губчатое вещество состоит из тонких, перекрещивающихся между собой костных пластинок и перекладин, образующих множество ячеек. Направление перекладин совпадает с линиями основных напряжений, поэтому они образуют сводчатые конструкции. Такое строение позволяет добиться от костей большей прочности. Они реже ломаются и трескаются, поэтому создают основной каркас человеческого скелета и создают и окружают полости, защищая их содержимое от внешних повреждений (череп, таз).
7. Большая берцовая кость при небольшой массе (около 0,5 кг) может выдерживать нагрузку до 1500 кг. Благодаря чему это возможно?
Такие возможности обеспечиваются строением данной кости. Наружный слой тела кости состоит из прочной компактной костной ткани, а внутренняя осевая часть состоит из губчатой костной ткани, между вставочными пластинками которой находится желтый костный мозг. Сама костная ткань обеспечивает способность выдерживать большие нагрузки, а ячеистость губчатой кости обеспечивает легкость кости.
8. Обобщите, чем определяется легкость костей; прочность костей.
Легкость костей обеспечивается ячеистостью губчатой костной ткани, а строение самих ячеек обеспечивает высокую прочность костей. Прочность также создает трубчатость компактного вещества. Прочность кости на излом (способность кости образовывать минимальный изгиб при поперечном воздействии и при этом не ломаться) обеспечивается тем, что кости являются одновременно и твердыми, за счет большого количества неорганических веществ, и эластичным, благодаря органическим веществам.
9. Сравните строение, расположение и значение красного и жёлтого костного мозга.
Расположение красного и желтого костного мозга меняется с возрастом. Тогда как кости новорожденных абсолютно все содержат в себе красный костный мозг, многие кости взрослых людей его утрачивают. У взрослых он остаётся локализован в ребрах, позвонках, костях черепа, таза, грудине и дистальных частях длинных костей. Он находится между пластинками коротких плоских костей, а также в концевых утолщениях (эпифизах) длинных трубчатых костей. В нем образуются клетки крови. Полости длинных трубчатых костей у взрослых людей заполнены желтым костным мозгом, который является неактивным и включает в свой состав большое количество жировой ткани. Желтый костный мозг представляет собой своеобразный резерв для красного костного мозга. При кровопотерях в него заселяются гемопоэтические элементы, и он превращается в красный костный мозг.
10. Как кости растут в длину и толщину?
11. Какие бывают соединения костей?
Соединения костей бывают:
• Подвижные или прерывные: соединения при помощи суставов (локтевой, коленный суставы);
• Полуподвижные или полупрерывные: соединение при помощи хрящей (межпозвоночные диски);
• Неподвижные или непрерывные: соединение срастанием костей (тазовая кость, состоящая из седалищной, лобковой и подвздошной) или при помощи швов (кости мозговой части черепа).
12. Каково строение сустава?
Сустав образуется концами соединяющихся костей (суставные поверхности), покрытыми гладкими суставными хрящами, причем на одной кости эта поверхность выпуклая (головка), а на второй вогнутая (впадина). Суставные поверхности костей охватывает суставная сумка, заполненная синовиальной (суставной) жидкостью, которая уменьшает трение между суставными поверхностями. Сустав укрепляется связками, лежащими внутри и вне суставной сумки.
13. Известно, что у детей кости более эластичные и упругие, чем у взрослых. Каковы причина и значение этой особенности?
В молодом возрасте и у детей кости более эластичные и упругие, так как в них преобладают органические вещества, это обеспечивает большую способность к росту костей в длину и толщину, а также быстрейшее заживление переломов. С возрастом органических веществ становится меньше, поэтому у пожилых людей кости более хрупкие и ломкие.
Концепция качества кости: влияние антирезорбтивных препаратов(Миакальцика) на прочность кости
*Пятилетний импакт фактор РИНЦ за 2020 г.
Читайте в новом номере
Такие понятия, как прочность кости и переломы вошли в новую дефиницию остеопороза (ОП). Если раньше в определении ОП акцент делался на снижение массы кости в единице объема, то в настоящее время в предотвращении переломов костей наибольшее внимание уделяют качеству кости, повышению ее прочности. Но понятие прочности кости – не есть нечто новое. Если раньше об этом нам говорили «сверху» (экспериментаторы, которые занимались биомеханическими свойствами кости, исследователи, связанные с космической медициной), то сегодня понятие прочности кости, вошедшее в дефиницию остеопороза, пришло к нам «снизу», то есть в результате анализа итогов клинических исследований по эффективности антиостеопоротических препаратов.
Сущность патогенеза любого вида остеопороза состоит в дисбалансе процессов костной резорбции и костеобразования.
Это вызывает изменения как количества костной ткани, так и качества костной ткани. Давно известно, что костная масса или минеральная плотность костной ткани (МПКТ) – хороший предиктор риска переломов костей.
Но если раньше считали, что МПКТ на 60% и даже 90% предопределяет возможность риска перелома, то сегодня эти позиции несколько пересмотрены, и акцент делается на качестве кости, в понятие которого входит состояние микроархитектоники костной ткани, органического матрикса, костного обмена и наличие микроповреждений. И количество, и качество кости влияют на ее прочность. Снижение прочности кости ведет к высокому риску переломов (рис. 1).
Основная предпосылка концепции качества кости: некоторые ан- тирезорбтивные препараты могут уменьшать риск перелома костей благодаря своему первичному воздействию на качество, то есть на ми- кроархитектонику кости в большей степени, чем на количество костной ткани – МПКТ.
Исследования с позиции доказательной медицины показали, что нет линейной зависимости между приростом МПКТ и возможностью снижения частоты переломов. Например, фториды, которые наиболее существенно повышают МПКТ, не дают достоверного снижения частоты переломов.
Бисфосфонаты – препараты, которые умеренно, но достоверно повышают МПКТ, значительно снижают риск возникновения новых переломов. Существуют группы препаратов, которые мало повышают минеральную плотность костной ткани, но достоверно снижают частоту новых переломов костей (селективные модуляторы эстрогеновых рецепторов – СМЭР, кальцитонин). В таблице 1 представлены основные исследования, часть из которых выявила так называемый парадокс между снижением частоты переломов и низким приростом МПКТ. Как известно, фториды, паратгормон и стронция ранелат относятся к стимуляторам костеобразования, а СМЭР, кальцитонины и бисфосфонаты (алендронат и резедронат) – к антирезорбтивным препаратам.
Анализ этих исследований и дал толчок к изменению дефиниций и пристальному вниманию к качеству кости. В ходе ряда известных исследований, с помощью различных математических моделей, был проанализирован вклад минеральной плотности костной ткани в сни- жение риска переломов. Так, при анализе FIT–исследования уста- новлено, что за счет увеличения МПКТ позвоночника снижается риск переломов позвонков только на 16,4%. Остальной вклад – за счетулучшения качества и прочности кости. MORE–исследование: уве- личение МПКТ шейки бедра снижает риск переломов позвонков только на 4%.
Антирезорбтивные агенты, которые приводят к большому увеличению минеральной плотности костной ткани, не обязательно могут быть настолько же эффективны в уменьшении действия переломов костей по сравнению с теми, кто не производит большого прироста МПКТ.
Что отражает МПКТ? Безусловно, это очень важный показатель состояния костной ткани. Губчатая кость метаболически гораздо более активная, чем кортикальная кость. Отношение ремоделирующих поверхностей к костной массе в губчатой кости в 10 раз превышает это же отношение к кортикальной кости.
В остеопоротических телах позвонков доля кортикальной кости в 2 раза больше за счет преимущественной потери губчатой кости, чем в нормальных позвонках. Минеральная плотность костной ткани подвергается более значительным изменениям в кортикальной кости, то есть небольшие изменения МПКТ губчатой кости не приводят к значительным изменениям минеральной плотности костной ткани, но значительно усиливают прочность кости.
Пример такого расчета: 5% повышение массы губчатой кости увеличивает минеральную плотность только на 1,8% объема. А 5% увеличение губчатой кости может улучшить прочность кости на 10–35%, то есть увеличение прочности кости происходит не за счет повышения МПКТ.
Костный матрикс и его минерализация. Костная прочность определяется не только объемом костной ткани, его архитектоникой, но также средним значением степени минерализации костного матрикса (СМКМ). В каждой костной структурной единице (остеоне или трабекулярном пакете) процесс минерализации состоит из первичного отложения минералов по фронту кальцификации, в дальнейшем происходит очень медленное, но прогрессивное увеличение отложения минералов, называемое вторичной минерализацией.
P.J. Meunier (2000) предложил следующую гипотезу: снижение частоты активации новых клеточных или моделирующих единиц, пролонгирующих вторичную минерализацию, увеличивает процент костных структурных единиц с максимальной вторичной минерализацией.
И с помощью этого механизма повышается степень минерализации костного матрикса. Высокая частота активаций, как, например, было доказано при первичном гиперпаратиреозе, значительно снижает степень минерализации костного матрикса.
P.J. Meunier и соавт. (2000) было проведено исследование, в котором СМКМ измеряли посредством количественной микрорентгенографии образцов костных биопсий у 53 женщин с постменопаузальным остеопорозом, получавших 2 и 3 года алендронат или плацебо.
Через 2 и 3 года применения алендроната степень минерализации костного матрикса увеличилась соответственно на 9,3% и 11,6% по сравнению с плацебо (p 
Контент доступен под лицензией Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
Научная электронная библиотека
Глава 5. ПОРОГОВЫЕ ЗНАЧЕНИЯ МИНЕРАЛЬНОЙ ПЛОТНОСТИ КОСТЕЙ СКЕЛЕТА, ПРИ КОТОРОЙ ПРОИСХОДЯТ ПЕРЕЛОМЫ. МЕХАНИЧЕСКАЯ ПРОЧНОСТЬ КОСТЕЙ СКЕЛЕТА В ВОЗРАСТНОМ АСПЕКТЕ
Механическая прочность кости на 80–90 % зависит от минеральной плотности (11, 15, 22). На 10–20 % она связана с другими факторами: строением кости, восстановлением после микропереломов, состоянием коллагенового матрикса и костного мозга. Для возникновения переломов имеет значение и то, что в трабекулярной кости в возрасте 35 лет содержится на 40 % меньше минеральных веществ, чем в компактной.
Основное число переломов происходит в местах расположения трабекулярной кости, хотя ее всего 20 % (остальные 80 % – компактная кость). Она имеет большую поверхность, лучше васкуляризирована, близко к ней расположены клетки костного мозга. По мере старения происходит истончение кортикального слоя, резорбция трабекулярной кости, в некоторых местах она исчезает полностью, пустоты замещаются жиром, происходит уменьшение гемопоэтической ткани в костном мозге. Однако соотношение минералов и органического матрикса изменяется незначительно, равно как и химическое строение минеральных веществ.
Анализ показывает, что, например, при уменьшении у мужчин суммарной количества минералов во всем скелете на 7 % отмечаются переломы лучевой кости в типичном месте, на 10 % – в позвоночнике,
на 16 % – в проксимальном конце бедренной кости. У женщин они появляются при значительно меньшем значении и на 10 лет раньше (табл. 5.1).
Мы измеряли МПК и в отдельных его крупных частях. Оказалось, при старческом остеопорозе количество минералов в костях черепа снижено на 25 %, в верхних конечностях – на 15 %, нижних –
16 %, туловище – 34 % (если количество минералов в туловище принять за 100 %, то в ребрах оно уменьшалось на 20 %, костях таза – 37 %, позвоночнике – 43 %).
Возрастные изменения суммарной величины минеральных веществ (г) в скелете и пороговая их величина (г), при которой впервые возникают переломы
Пороговая
величина МПК
17 (верхняя треть бедра)
30 (верхняя треть бедренной кости)
Актуальной проблемой травматологии является изучение изменений МПК в поясничном отделе позвоночника, так как переломы чаще всего возникают в верхних поясничных и нижних грудных позвонках. Для диагностики и прогноза переломов мы определяли суммарную величину минералов в позвонке потому, что прочность его снижается пропорционально изменению их массы и в меньшей мере зависит от плотности только трабекулярной кости, которая определяется лишь для того, чтобы свести до минимума ошибку. Как следует из табл. 5.2, суммарная величина минералов в позвонке, при которой впервые (пороговое значение) происходят переломы у мужчин, составляет 20,939 г, ей соответствует МПК 0,970 г/см2. У женщин эти величины равны соответственно 17,610 г и 0,936 г/см2. У мужчин суммарная величина минералов убывает за каждое десятилетие после 50 лет на 1,1–1,4 г. У женщин этот процесс начинается на 10 лет раньше и потеря равна 1,5–2,4 г.
Возрастные изменения МПК третьего поясничного позвонка и ее пороговое значение, при котором происходят переломы
от незначительных механических воздействий
Всего
минералов, г, в позвонке
Пороговая величина МПК, г/см2
Число клиновидных и поперечных переломов позвоночника существенно возрастало при уменьшении плотности: при снижении ее на 20 % они встречались в 11 % случаев, на 36 % возникали в 48 % случаев.
На содержание минералов в позвонках и, следовательно, на их прочность влияет гормональный статус. Так, например, в течение 2–3 лет после менопаузы потеря минералов в поясничных позвонках составляет 6 % за год. Поэтому у женщин 50–79 лет 95 % переломов происходит при содержании минералов 16,8–10,9 г (МПК – 0,925–0,595 г/см2).
Уменьшение плотности минералов в позвонках ведет к тому, что у женщин 51–65 лет в 6 раз больше переломов, чем у мужчин, а после
70 лет – в два раза больше. Подобное соотношение не случайно, так как у женщин на 30 % меньше исходная масса минералов.
К 80-ти годам содержание минералов у женщин уменьшается на 42 %, у мужчин – на 20 %. Это приводит у женщин к тому, что механическая прочность позвонка в 80 лет уменьшается в 2,6 раза, а его трабекулярной кости – в 4 раза. Исходя из изложенного, становится понятным, что МПК может быть использована как непрямой показатель компрессионной прочности (зависимость между МПК и прочностью прямолинейная до величины 9,8 г).
В шейке бедренной кости статистически достоверная убыль МПК отмечена в возрасте 51–60 лет как у мужчин, так и у женщин (табл. 5.3). Данные показывают, что пороговой величиной МПК у мужчин является 1,26 г/см2, у женщин – 0,94 г/см2. Число переломов проксимального отдела после 60 лет удваивается каждые 10 лет, а в межвертельной области утраивается. К 80–ти годам МПК у женщин в проксимальном отделе уменьшается на 47 %, а в межвертельной области – на 53 %. У мужчин потеря минералов составляет 2/3 от данных у женщин. Наибольшее их число (95 %) происходит при МПК 0,8 г/см2.
Возрастные изменения минеральной плотности (МПК) шейки бедренной кости и ее пороговое значение, при которой происходят переломы от незначительных механических воздействий
Чем определяется прочность костей
Структура костной ткани и кровообращение
Кость представляет собой сложную материю, это сложный анизотропный неравномерный жизненный материал, обладающий упругими и вязкими свойствами, а также хорошей адаптивной функцией. Все превосходные свойства костей составляют неразрывное единство с их функциями.
Форма и структура костей являются различными в зависимости от выполняемых ими функций. Разные части одной и той же кости вследствие своих функциональных различий имеют разную форму и структуру, например, диафиз бедренной кости и головка бедренной кости. Поэтому полное описание свойств, структуры и функций костного материала является важной и сложной задачей.
Структура костной ткани
«Ткань» представляет собой комбинированное образование, состоящее из особых однородных клеток и выполняющих определенную функцию. В костных тканях содержатся три компонента: клетки, волокна и костный матрикс. Ниже представлены характеристики каждого из них:
Клетки: В костных тканях существуют три вида клеток, это остеоциты, остеобласт и остеокласт. Эти три вида клеток взаимно превращаются и взаимно сочетаются друг с другом, поглощая старые кости и порождая новые кости.
Костные клетки находятся внутри костного матрикса, это основные клетки костей в нормальном состоянии, они имеют форму сплющенного эллипсоида. В костных тканях они обеспечивают обмен веществ для поддержания нормального состояния костей, а в особых условиях они могут превращаться в два других вида клеток.
Остеобласт имеет форму куба или карликового столбика, они представляют собой маленькие клеточные выступы, расположенные в довольно правильном порядке и имеют большое и круглое клеточное ядро. Они расположены в одном конце тела клетки, протоплазма имеет щелочные свойства, они могут образовывать межклеточное вещество из волокон и мукополисахаридных белков, а также из щелочной цитоплазмы. Это приводит к осаждению солей кальция в идее игловидных кристаллов, расположенных среди межклеточного вещества, которое затем окружается клетками остеобласта и постепенно превращается в остеобласт.
Остеокласт представляет собой многоядерные гигантские клетки, диаметр может достигать 30 – 100 µm, они чаще всего расположены на поверхности абсорбируемой костной ткани. Их цитоплазма имеет кислотный характер, внутри ее содержится кислотная фосфотаза, способная растворять костные неорганические соли и органические вещества, перенося или выбрасывая их в другие места, тем самым ослабляя или убирая костные ткани в данном месте.
Костные волокна в основном состоит из коллагенового волокна, поэтому оно называется костным коллагеновым волокном, пучки которого расположены послойно правильными рядами. Это волокно плотно соединено с неорганическими составными частями кости, образуя доскообразную структуру, поэтому оно называется костной пластинкой или ламеллярной костью. В одной и той же костной пластинке большая часть волокон расположена параллельно друг другу, а слои волокон в двух соседних пластинках переплетаются в одном направлении, и костные клетки зажаты между пластинками. Вследствие того, что костные пластинки расположены в разных направлениях, то костное вещество обладает довольно высокой прочностью и пластичностью, оно способно рационально воспринимать сжатие со всех направлений.
Морфология кости
С точки зрения морфологии, размеры костей неодинаковы, их можно подразделить на длинные, короткие, плоские кости и кости неправильной формы. Длинные кости имеют форму трубки, средняя часть которых представляет собой диафиз, а оба конца – эпифиз. Эпифиз сравнительно толстый, имеет суставную поверхность, образованную вместе с соседними костями. Длинные кости главным образом располагаются на конечностях. Короткие кости имеют почти кубическую форму, чаще всего находятся в частях тела, испытывающих довольно значительное давление, и в то же время они должны быть подвижными, например, это кости запястья рук и кости предплюсны ног. Плоские кости имеют форму пластинок, они образуют стенки костных полостей и выполняют защитную роль для органов, находящихся внутри этих полостей, например, как кости черепа.
Кость состоит из костного вещества, костного мозга и надкостницы, а также имеет разветвленную сеть кровеносных сосудов и нервов, как показано на рисунке. Длинная бедренная кость состоит из диафиза и двух выпуклых эпифизарных концов. Поверхность каждого эпифизарного конца покрыта хрящом и образует гладкую суставную поверхность. Коэффициент трения в пространстве между хрящами в месте соединения сустава очень мал, он может быть ниже 0.0026. Это самый низкий известный показатель силы трения между твердыми телами, что позволяет хрящу и соседним костным тканям создать высокоэффективный сустав. Эпифизарная пластинка образована из кальцинированного хряща, соединенного с хрящом. Диафиз представляет собой полую кость, стенки которой образованы из плотной кости, которая является довольно толстой по всей ее длине и постепенно утончающейся к краям.
Костный мозг заполняет костномозговую полость и губчатую кость. У плода и у детей в костномозговой полости находится красный костный мозг, это важный орган кроветворения в человеческом организме. В зрелом возрасте мозг в костномозговой полости постепенно замещается жирами и образуется желтый костный мозг, который утрачивает способность к кроветворению, но в костном мозге по-прежнему имеется красный костный мозг, выполняющий эту функцию.
Надкостница представляет собой уплотненную соединительную ткань, тесно прилегающую к поверхности кости. Она содержит кровеносные сосуды и нервы, выполняющие питательную функцию. Внутри надкостницы находится большое количество остеобласта, обладающего высокой активностью, который в период роста и развития человека способен создавать кость и постепенно делать ее толще. Когда кость повреждается, остеобласт, находящийся в состоянии покоя внутри надкостницы, начинает активизироваться и превращается в костные клетки, что имеет важное значение для регенерации и восстановления кости.
Микроструктура кости
Костное вещество в диафизе большей частью представляет собой плотную кость, и лишь возле костномозговой полости имеется небольшое количество губчатой кости. В зависимости от расположения костных пластинок, плотная кость делится на три зоны, как показано на рисунке: кольцевидные пластинки, гаверсовы (Haversion) костные пластинки и межкостные пластинки.
Кольцевидные пластинки представляют собой пластинки, расположенные по окружности на внутренней и внешней стороне диафиза, и они подразделяются на внешние и внутренние кольцевидные пластинки. Внешние кольцевидные пластинки имеют от нескольких до более десятка слоев, они располагаются стройными рядами на внешней стороне диафиза, их поверхность покрыта надкостницей. Мелкие кровеносные сосуды в надкостнице пронизывают внешние кольцевидные пластинки и проникают вглубь костного вещества. Каналы для кровеносных сосудов, проходящие через внешние кольцевидные пластинки, называются фолькмановскими каналами (Volkmann’s Canal). Внутренние кольцевидные пластинки располагаются на поверхности костномозговой полости диафиза, они имеют небольшое количество слоев. Внутренние кольцевидные пластинки покрыты внутренней надкостницей, и через эти пластинки также проходят фолькмановские каналы, соединяющие мелкие кровеносные сосуды с сосудами костного мозга. Костные пластинки, концентрично расположенные между внутренними и внешними кольцевидными пластинками, называются гаверсовыми пластинками. Они имеют от нескольких до более десятка слоев, расположенных параллельно оси кости. В гаверсовых пластинках имеется один продольный маленький канал, называемый гаверсовым каналом, в котором находятся кровеносные сосуды, а также нервы и небольшое количество рыхлой соединительной ткани. Гаверсовы пластинки и гаверсовы каналы образуют гаверсову систему. Вследствие того, что в диафизе имеется большое число гаверсовых систем, эти системы называются остеонами (Osteon). Остеоны имеют цилиндрическую форму, их поверхность покрыта слоем цементина, в котором содержится большое количество неорганических составных частей кости, костного коллагенового волокна и крайне незначительное количество костного матрикса.
Межкостные пластинки представляют собой пластинки неправильной формы, расположенные между остеонами, в них нет гаверсовых каналов и кровеносных сосудов, они состоят из остаточных гаверсовых пластинок.
Внутрикостное кровообращение
В кости имеется система кровообращения, например, на рисунке показа модель кровообращения в плотной длинной кости. В диафизе есть главная питающая артерия и вены. В надкостнице нижней части кости имеется маленькое отверстие, через которое внутрь кости проходит питающая артерия. В костном мозге эта артерия разделяется на верхнюю и нижнюю ветви, каждая из которых в дальнейшем расходится на множество ответвлений, образующих на конечном участке капилляры, питающие ткани мозга и снабжающие питательными веществами плотную кость.
Кровеносные сосуды в конечной части эпифиза соединяются с питающей артерией, входящей в костномозговую полость эпифиза. Кровь в сосудах надкостницы поступает из нее наружу, средняя часть эпифиза в основном снабжается кровью из питающей артерии и лишь небольшое количество крови поступает в эпифиз из сосудов надкостницы. Если питающая артерия повреждается или перерезается при операции, то, возможно, что снабжение кровью эпифиза будет заменяться на питание из надкостницы, поскольку эти кровеносные сосуды взаимно связываются друг с другом при развитии плода.
Кровеносные сосуды в эпифизе проходят в него из боковых частей эпифизарной пластинки, развиваясь, превращаются в эпифизарные артерии, снабжающие кровью мозг эпифиза. Есть также большое количество ответвлений, снабжающих кровью хрящи вокруг эпифиза и его боковые части.
Верхняя часть кости представляет собой суставный хрящ, под которым находится эпифизарная артерия, а еще ниже ростовой хрящ, после чего имеются три вида кости: внутрихрящевая кость, костные пластинки и надкостница. Направление кровотока в этих трех видах кости неодинаково: во внутрихрящевой кости движение крови происходит вверх и наружу, в средней части диафиза сосуды имеют поперечное направление, а в нижней части диафиза сосуды направлены вниз и наружу. Поэтому кровеносные сосуды во всей плотной кости расположены в форме зонтика и расходятся лучеобразно.
Поскольку кровеносные сосуды в кости очень тонкие, и их невозможно наблюдать непосредственно, поэтому изучение динамики кровотока в них довольно затруднительно. В настоящее время с помощью радиоизотопов, внедряемых в кровеносные сосуды кости, судя по количеству их остатков и количеству выделяемого ими тепла в сопоставлении с пропорцией кровотока, можно измерить распределение температур в кости, чтобы определить состояние кровообращения.
В процессе лечения дегенеративно-дистрофических заболеваний суставов безоперационным методом в головке бедренной кости создается внутренняя электрохимическая среда, которая способствует восстановлению нарушенной микроциркуляции и активному удалению продуктов обмена разрушенных заболеванием тканей, стимулирует деление и дифференциацию костных клеток, постепенно замещающих дефект кости.