в каком возрасте происходит окостенение копчикового и крестцового отдела позвоночника
Позвоночник новорожденного
При рождении позвоночник имеет С-образную форму.
По своему развитию позвоночный столб формируется вокруг спинного мозга, образуя для него костное вместилище. Помимо защиты спинного мозга, позвоночный столб выполняет в организме и другие важные функции: является опорой для органов и тканей туловища, поддерживает голову, участвует в образовании стенок грудной и брюшной полостей и таза.
Строение позвонка новорожденного отличается тем, что её дуги представлены двумя половинами, которые не сращены ни с телом позвонка, ни между собой, а остистые отростки содержат небольшой участок костной ткани вдоль латеральных поверхностей своего основания.
Слияние дуги с телом позвонка происходит на первом году жизни, а слияние пластин дуг между собой — в разные сроки для разных позвонков. Примерно к трем месяцам жизни происходит слияние пластины дуг седьмого шейного и первого грудного позвонков.
Потом этот процесс постепенно распространяется по всему позвоночнику-по шейному отделу позвоночника снизу вверх, а по грудному и поясничному отделам — сверху вниз. При этом задняя дуга 1-го шейного позвонка становится костной к концу первого года, а дуги 5-го поясничного и крестцового отделов окостеневают к 5 годам. В 11—14 лет появляются ядра окостенения лимбусов, которые сливаются с телами позвонков 16—18 годам. Задержка такого слияния может указывать на наличие признаков инфантилизма.
У детей крестцовые позвонки существуют раздельно. В возрасте 17 — 25 лет они срастаются и образуют одну кость — крестец. Он имеет форму треугольника: кверху обращено основание, книзу — верхушка.
Формирование физиологических изгибов позвоночника
По мере роста и развития ребенка начинают формироваться физиологические изгибы позвоночника ребенка-лордоз в шейном и поясничном отделе и кифоз в грудном и крестцовом отделе.
По мере развития двигательных умений развиваются и изгибы позвоночника:
1) шейный лордоз (изгиб кпереди) возникает, когда ребенок начинает держать голову, это обычно происходит в 2-3 месяца.
2) грудной кифоз (изгиб кзади) формируется в возрасте 6-8 месяцев, когда ребенок самостоятельно начинает садится от 6-8 мес.
3) поясничный лордоз формируется после 9—12 месяцев, когда ребенок встает на ноги и начинает ходить.
Как видите, позвоночник новорожденного очень сильно отличается по строению, от позвоночника взрослого человека.
В каком возрасте происходит окостенение копчикового и крестцового отдела позвоночника
Лекция «Возрастная анатомия опорно-двигательного аппарата»
Стадии развития скелета в филогенезе.
У животных выделяют наружный и внутренний скелет.
Наружный скелет у разных животных (рис. 1) имеет разное строение и происхождение. У многих беспозвоночных он является продуктом выделения кожного эпителия: кутикула дождевого червя, хитин членистоногих, известковые раковины молюсков.
Наружный скелет у позвоночных появляется в форме чешуи у рыб. Из чешуй у высших рыб развиваются покровные кости головы и плечевого пояса.
Чешуя рыб и кожные окостенения наземных позвоночных всегда дополняются внутренним скелетом.
Внутренний скелет у низших животных (рис. 1) развит слабо и представляет собой систему соединительнотканных образований, иногда включающих рогоподобные волокна, кремниевые или известковые иглы.
Внутренний скелет у головоногих молюсков представлен хрящом.
У позвоночных животных внутренний скелет всегда хорошо развит.
У бесчерепных он перепончатый, у низших рыб – хрящевой, у высших рыб и наземных позвоночных он построен преимущественно из костной ткани.
Развитие скелета в онтогенезе у человека.
Согласно основному биогенетическому закону Геккеля-Мюллера онтогенез есть краткое повторение филогенеза. Онтогенез твердого скелета у человека не является исключением: в развитии костей у человека выделяются три последовательных стадии (рис. 2):
1. Соединительнотканная.
2. Хрящевая.
3. Костная.
Большинство костей в своем развитии последовательно проходят все три стадии – это вторичные кости. Ряд костей при развитии пропускают хрящевую стадию – это первичные кости. К первичным по развитию костям относятся: кости свода черепа, кости лицевого черепа, часть ключицы (акромиальный конец).
Первичные и вторичные кости.
По развитию кости человека делятся на две группы (рис. 3):
Характеристика остеобластов и остеокластов развиваюшейся кости.
Для развития костной ткани в костях необходимо наличие популяций двух видов клеток (рис. 4):
Остеобласты представляют собой кубовидной формы клетки (20-30 мкм в диаметре) с одним крупным ядром, располагающиеся близко друг к другу на костном матриксе (межклеточном веществе). Фибробласты продуцируют все компоненты костного матрикса. Они имеют два разных эмбриональных источника:
Для формирования кости как органа необходимо совместная работа двух видов клеток: остеобластов и остеокластов.
Cпособы развития костей (окостенения).
В зависимости от того где начинается формирование костной ткани в костях (включая их закладки) выделяют четыре способа окостенения (рис. 5):
При эндесмальном окостенении (рис. 5) первичная точка окостенения появляется в центре соединительнотканной закладки кости. Затем новообразующаяся костная ткань распространяется от цента органа к периферии. Таким способом окостеневают первичные кости. На месте первичной точки окостенения обычно наблюдается утолщение (например, теменной бугор, наружный затылочный выступ и т.п.).
Периходральное окостенение характерно для вторичных костей. Остеобласты выстраиваются на поверхности хрящевой закладки кости и начинают синтезировать костный матрикс. Это приводит с сдавливанию и нарушению трофика подлежащей хрящевой ткани, изменения которой активирует остеокласты. В результате этого на поверхности хрящевой закладки кости появляется и постепенно нарастает костная ткань (рис. 5). За счет перихондрального окостенения формируется компактное костное вещество. У длинных трубчатых костей так во внутриутробном периоде образуется диафиз.
При энхондральном окостенении точка (первичный очаг) окостенения появляется в центре хрящевой закладки кости. Затем костная ткань разрастается из центра к периферии (рис. 6). В результате этого формируется губчатое костное вещество. Этим способом развиваются вторичные кости: эпифизы и апофизы трубчатых костей, губчатые, плоские (кроме свода черепа) кости.
Периостальное окостенение происходит за счет надкостницы (periosteum, лат – надкостница). У детей за счет надкостницы кости растут в толщину (напоминаем, что рост кости в длину идет за счет метафизарного хряща)(рис. 6). У взрослых периостальное окостенение обеспечивает физиологическую регенерацию кости.
Развитие костей туловища (общие свойства). Развитие и аномалии развития позвонков.
Рис. 8. Развитие и аномалии развития позвонков.
Рис. 9. Расщелина дуг позвонков на протяжении всех грудных позвонков.
Кости туловища по развитию относятся к вторичным костям. Они окостеневают энхондрально (рис. 7).
Развитие позвонков:
У зародыша закладывается 38 позвонков: 7 шейных, 13 грудных, 5 поясничных, 12-13 крестцовых и копчиковых (рис. 8).
13-й грудной превращается в 1-й поясничный, последний поясничный – в 1-й крестцовый, Идет редукция большинства копчиковых позвонков.
Каждый позвонок имеет первоначально три ядра окостенения: в теле и по одному в каждой половинке дуги. Они срастаются лишь к третьему году жизни.
Вторичные центры появляются по верхнему и нижнему краям тела позвонка у девочек в 6-8 лет, у мальчиков – в 7-9 лет. Они прирастают к телу позвонка в 20-25 лет.
Самостоятельные ядра окостенения образуются в отростках позвонков.
Аномалии развития позвонков (рис. 8, 9):
— Врожденные расщелины позвонков:
— Клиновидные позвонки и полупозвонки.
— Платиспондилия – расширение тела позвонка в поперечнике.
— Брахиспондилия – уменьшение тела позвонка по высоте, уплощение и укорочение.
— Аномалии суставных отростков: аномалии положения, аномалии величины, аномалии сочленения, отсутствие суставных отростков.
— Спондилолиз – дефект в межсуставной части дуги позвонка.
— Врожденные синостозы: полный и частичный.
— Os odontoideum – неслияние зуба с телом осевого позвонка.
— Ассимиляция (окципитализация) атланта – слияние атланта с затылочной костью.
— Сакрализация – полное или частичное слияние последнего поясничного позвонка с крестцом.
— Люмбализация – наличие шестого поясничного позвонка (за счет мобилизации первого крестцового).
Развитие и аномалии развития ребер и грудины.
Рис. 10. Развитие и аномалии развития ребер.
Рис. 11. Развитие и аномалии развития грудины.
Развитие ребер (рис. 10):
Закладывается 13 пар ребер. Затем 13-е ребро редуцируется и срастается с поперечным отростком 1-го поясничного позвонка.
Основных точек окостенения в ребре две: точка окостенения на месте будущего угла ребра (окостеневает тело ребра) и в головке ребра (на 15-20 году жизни). У 10 верхних ребер появляется точка окостенения в бугорке ребра.
Передние концы 9 пар верхних ребер образуют грудные полоски – источник развития грудины.
Развитие грудины (рис. 11):
Источником развития грудины являются грудные полоски – расширенные концы хрящевых концов девяти пар верхних ребер. В грудине бывает до 13 точек окостенения.
Аномалии развития ребер (рис. 10):
— Отсутствие ребра
— Отсутствие части ребра
— Дефект ребра
— Раздвоение ребра (вилка Лушки)
— Шейное ребро
— XIII ребро
Аномалии развития грудины (рис. 11):
— Аплазия рукоятки грудины
— Отсутствие отдельных сегментов тела грудины <
— Расщепление грудину
— Отсутствие тела грудины
— Воронкообразная деформация
— Куриная грудь
Развитие костей конечностей.
Рис. 14. Развитие эпифизов трубчатых костей.
Рис. 15. Развитие костей верхней конечности.
Рис. 16. Развитие тазовой и бедренной костей.
Кости конечностей по развитию относятся к вторичным костям. Исключение представляет собой ключица: ее тело и акромиальный конец окостеневают эндесмально (точка окостенения появляется на 6-7-й неделях внутриутробного развития.
Диафизы длинных трубчатых костей окостеневают перихондральными и энходральными способами. В диафизах первичная точка окостенения появляется на 2-м – начале 3-го месяцев внутриутробного развития и растет по направлению к проксимального и дистальному эпифизам.
Эпифизы и апофизы длинных трубчатых костей окостеневают энходральным способом. Они у новорожденных хрящевые. Вторичные точки окостенения появляются в течение первых 5-10 лет жизни. Исключение составляют эпифизы костей, образующих коленный сустав: точка окостенения в дистальном конце бедренной кости появляется на 6 месяце, а в проксимальном конце большеберцовой кости – на 7 месяце внутриутробного развития. Прирастают эпифизы к диафизам после 15-17 лет и позже.
Варианты и аномалии развитие костей конечностей.
Рис. 19. Аномалии развития костей верхней конечности.
Рис. 20. Аномалии развития костей нижней конечности.
Аномалии развития лопатки:
Аномалии развития ключицы:
Варианты и аномалии развития плечевой кости
Аномалии развития костей предплечья:
Аномалии развития костей кисти:
Варианты и аномалии развития тазовой кости:
Варианты и аномалии развития бедренной кости:
Варианты и аномалии развития костей голени:
Варианты и аномалии развития костей стопы
Развитие костей черепа.
Рис. 22. Источники развития костей лицевого черепа.
Рис. 24. Развитие костей черепа после рождения.
Кости свода и лицевого черепа по развитию относятся к первичным костям, окостеневающим на основе соединительной ткани эндесмальным способом окостенения.
Кости лицевого черепа развиваются на основе жаберных дуг (первой и второй висцеральной дуги).
Из первой висцеральной дуги развиваются следующие кости: верхняя, нижняя челюсти, частично скуловая и небные кости, медиальная пластинка крыловидного отростка клиновидной кости; молоточек, наковальня – слуховые косточки; костное небо и его швы, нижняя часть глазницы.
Из второй висцеральной дуги развиваются: стремечко, шиловидный отросток височной кости, малые рога подъязычной.
Кости основания черепа проходят три стадии развития: соединительнотканную, хрящевую и костную. Т.е. они являются вторичными. Они окостеневают энхондрально.
Варианты и аномалии развития костей черепа.
Рис. 25. Вставочные кости швов черепа (слева), деформации черепа (справа).
Известны следующие аномалии развития черепа
Филогенез соединений костей
У рыб, обитающих в водной среде, многочисленные кости скелета (рис. 28) соединяются при помощи непрерывных соединений: соеденительнотканных и хрящевых.
Важным биомеханическим фактором, повлиявшим на филогенез соединений костей, является выход животных на сушу. Кратковременное пребываниена твердой поверхности (в том числе перемещение с места на место), которое наблюдается, напрмер, у двоякодышащих рыб, приводит к появлению гемиартрозов между костями конечностей (рис. 29). Большинство исследователей считают такую форму пререходной от снартроза к диартрозу.
Окончательный выход животных на сушу формирует два направления морфогенеза мягкого остова. Во-первых, формируются суставы со всеми обязательными и вспомогательными элементами и высокой степенью подвижности. Во-вторых, в местах контакта костей с увеличившейся нагрузкой (из-за возросшего действия силы тяжести) формируются синостозы (кости срастаются между собой). Признаки обоих изменений строения соединений костей уже выявляются у земноводных (рис. 30).
Онтогенез соединений костей
Рис. 31. Варианты дисплазии тазобедренного сустава.
В онтегенезе соединения костей наблюдаются сходные с филогенезом тенденции. Первоначально все соединения образованые скоплением мезенхимальных клеток (эмбриональная соединительная ткань).
В конце первой половины пренатального онтогенеза (16-18-ая недели внутриутробного развития) между костями, которые смещаются (движутся) друг относительно друга, формируются суставы. Важным биомеханическим фактором их морфогенеза являются силы мышц, двигающих кости. Между зачатками костей, которые соединяются без смещание, формируются непрерывные соединения.
У новорожденных имеется закладка всех элементов суставов на нижней конечности. Однако большинство из них достигают функциональной зрелости к юношескому возрасту.
Основной аномалией развития соединения костей является дисплазия суставов. Для данные аномалии характерно изменение формы одной из суставных поверхностей, сопровождающееся изменениями строения расположенных рядом элементов сустава (рис. 31).
Возрастные особенности позвоночного столба
В развитии позвоночного столба человека выделяются три стадии: мембранозная, хрящевая и костная. В мембранозной стадии он представлен отдельными первичными сегментами, из которых в процессе дальнейшего развития формируются позвонки и межпозвоночные диски.
В результате этого процесса интерсегментарные сосуды, главным образом основные позвоночные вены, vv. basivertebrales, оказываются расположенными в центре тел позвонков.
Начиная с конца 2-го и начала 3-го месяца внутриутробного периода хрящевая стадия сменяется костной: появляются точки окостенения, из которых формируются тела и дуги позвонков.
У новорожденных во всех отделах позвоночного столба за исключением копчика на рентгенограммах выявляются окостеневшие тела позвонков и их дуги, состоящие из двух половин.
Форма тел позвонков и межпозвоночных пространств в разные возрастные периоды неодинакова. У новорожденных тела позвонков имеют двояковыпуклую форму. Высота тел и высота межпозвоночных дисков у них почти одинакова. В возрасте 1 года форма тел позвонков приближается к прямоугольнику с закругленными углами.
Рост тел позвонков в высоту происходит по энхондральному типу за счет гиалиновых пластинок, покрывающих краниальные и каудальные поверхности тел позвонков, толщина которых у детей значительно больше, чем у взрослых. Гиалиновые пластинки у детей покрывают поверхности тел позвонков на всем протяжении, в то время как у взрослых они достигают лишь внутренней поверхности краевого канта. В период роста краниальные и каудальные поверхности тел позвонков, покрытые гиалиновыми пластинками, выпуклые и неровные из-за радиарно расположенных борозд, что находит отображение на рентгенограммах.
Каналы для интерсегментарных сосудов, впервые описанные в рентгеновском изображении Kohler, видны на рентгенограммах позвоночного столба в боковой проекции от рождения до 18 лет, а иногда и старше в виде вырезок по передней и задней поверхностям тел позвонков (рис. 111г). Вырезки по передней поверхности рентгенографически прослеживаются значительно лучше, чем вырезки по задней поверхности, так как последние перекрываются ножками дуг. Вырезки по задней поверхности тел позвонков особенно отчетливы на рентгенограммах в боковой проекции у детей до 1 года.
Иногда на рентгенограммах позвоночного столба в прямой задней и боковой проекциях (рис. Ille, г) каналы интерсегментарных сосудов хорошо прослеживаются в середине тел позвонков в виде полосок про-
светления длиной до 2 см. Лучше они дифференцируются в средних и нижних грудных позвонках. Учет возраста обследуемых, множественность и характерное расположение на середине высоты тел позвонков описанных линейных просветлений позволяют отличать эту возрастную особенность от травматических повреждений.
Отсутствие слияния дуг позвонков по срединной линии как проявление бессимптомной аномалии может наблюдаться во всех отделах позвоночного столба, однако наиболее часто оно выявляется в поясничных и крестцовых позвонках.
Рис. 113. Развитие И шейного позвонка (объяснение в тексте).
Зуб отделен от тела позвонка поперечной полоской просветления (обозначено стрелкой).
В возрасте 3-6 лет наступает синостоз ножек дуг с телами позвонков, между которыми до этого периода на рентгенограммах в боковой проекции отмечаются вертикально расположенные линейные просветления, обусловленные хрящом (рис. 1116).
По мере роста позвонков по краниальной и каудальной поверхностям тел к 5-6 годам образуются вырезки, в которых залегает хрящевой апофиз, именующийся после полного окостенения и слияния с телом позвонка краевым кантом. В рентгеновском изображении краевые вырезки придают ступенчатый вид передним поверхностям тел позвонков (рис. 112а).
В процессе окостенения хрящевого апофиза выделяются следующие этапы (В. А. Сизов; рис. 112): 1) одиночная точка окостенения (7-9 лет, б),
2) множественные точки окостенения (10-12 лет, в), 3) частичное слияние точек в кольцевидное образование (13-15 лет, а, б), 4) свободный кольцевидный костный апофиз (16-18 лет, е), 5) частичный синостоз костного апофиза (19-21 год), 6) полный синостоз костного апофиза с телом позвонка (22-25 лет).
Первые точки окостенения апофиза рентгенологически выявляются в переднем, реже в заднем отделе каудальной поверхности тел нижних грудных позвонков; позже они обнаруживаются в поясничных позвонках. Синостоз апофизов тел в поясничных позвонках наступает раньше, чем в грудных.
До окостенения апофизов краниальные и каудальные поверхности тел позвонков в рентгеновском изображении одноконтурны. В период свободного кольцевидного костного апофиза они представлены на рентгенограммах тремя непрерывными контурами. У взрослого краниальные и каудальные поверхности тел позвонков четкие, слегка вогнутые и двухконтурные, что обусловлено синостозом их апофиза.
Добавочные точки окостенения поперечных и остистых отростков рентгенологически выявляются в 14-16 лет и синостозируют к 18-20 годам.
Иногда суставные отростки поясничных позвонков состоят из двух частей, разделенных поперечной полоской просветления, что обусловлено дополнительными неслившимися точками окостенения для верхушек суставных отростков. Отсутствие смещения и наличие замыкающих пластинок позволяют отличать их от костных фрагментов при переломах.
Целесообразно отметить некоторую особенность окостенения осевого позвонка, имеющую практическое значение. Зуб осевого позвонка имеет
собственную точку окостенения и на рентгенограммах отделен от тела поперечной полоской просветления (рис. 113); синостоз зуба с телом позвонка происходит к 4-5 годам. В этот же период (4-5 лет) появляется точка окостенения для верхушки зуба, которая сливается к 8-9 годам. Изредка зуб и его верхушка сохраняют самостоятельность и прослеживаются на рентгенограммах у взрослых. Наличие замыкающих пластинок неслившихся образований, правильные соотношения и отсутствие смещения свидетельствуют о сохранившейся ювенильной особенности и исключают их травматическое происхождение.
В детском возрасте крестец состоит из отдельных крестцовых позвонков, отграниченных друг от друга хрящевыми прослойками, которые на рентгенограммах представлены полосками просветлений, окаймленными замыкающими пластинками тел позвонков. Дифференцированное изображение отдельных крестцовых позвонков и просветлений между ними выявляется на рентгенограммах крестца в боковой проекции (рис. 114 а, б, г). В связи с наклонным положением крестца на рентгенограммах в прямой задней проекции отчетливо дифференцируются лишь полоски просветлений между нижними крестцовыми позвонками (рис. 114в).
Хрящевые прослойки между позвонками постепенно истончаются и происходит костное слияние отдельных позвонков в крестцовую кость. Синостозирование крестцовых позвонков протекает с 14-15 до 20-25 лет.
Изредка узкие полоски просветления между телами крестцовых позвонков, представляющие рудиментарные межпозвоночные диски, прослеживаются и на рентгенограммах у взрослых, что расценивается как один из признаков сохранения ювенильных особенностей скелета.
У детей и подростков до окончательного формирования скелета суставные поверхности крестцово-подвздошных суставов располагаются в сагиттальной плоскости и поэтому на рентгенограммах в прямой задней проекции их рентгеновские суставные щели имеют вид одиночных полос просветления. Только изредка это можно наблюдать и у взрослых.
В период роста в копчике иногда наблюдается синостозирование отдельных позвонков, чаще всего самостоятельность сохраняют лишь I и II копчиковые позвонки.
У пожилых людей старше 60 лет развивается очаговый, а затем диффузный остеопороз вследствие частичного исчезновения костных балок вне основных силовых линий с деформацией тел позвонков. В грудных позвонках преобладает снижение передних отделов тел, что приводит к их клиновидной деформации и усилению кифоза грудного отдела.
В телах поясничных позвонков нарастает двояковогнутость краниальных и каудальных поверхностей, уменьшается высота центральных отделов тел позвонков. Развиваются явления спондилоза, выражающиеся в окостенении связочного аппарата позвоночного столба и появлении краевых костных разрастаний тел позвонков.