Σκελετικά οστά των άκρων στην οντογένεση

Δύο ζεύγη άκρων είναι τυπικά για σχεδόν όλα τα σπονδυλωτά. Έτσι, τα ψάρια έχουν ζευγαρωμένα θωρακικά και πυελικά πτερύγια, τα οποία αναπτύσσονται από το μεσέγχυμα των πλευρικών πτυχών.

Καθώς τα σπονδυλωτά μετακινούνταν από το υδάτινο περιβάλλον στην ξηρά, οι συνθήκες διαβίωσής τους άλλαξαν, γεγονός που οδήγησε σε σημαντική αναδιάρθρωση του σώματος. Τα χερσαία ζώα ανέπτυξαν μπροστινά και πίσω άκρα, ο σκελετός των οποίων είναι κατασκευασμένος σαν οστέινοι μοχλοί που αποτελούνται από διάφορους κρίκους και επιτρέπουν την κίνηση στην ξηρά. Οι ζώνες των άκρων υπάρχουν ήδη σε στοιχειώδη μορφή στα ψάρια, αλλά φτάνουν στη μέγιστη ανάπτυξή τους στα χερσαία είδη, ξεκινώντας από τα αμφίβια. Τα άκρα συνδέονται με το σώμα μέσω ζωνών. Η πιο πρωτόγονη μορφή του σκελετού της ωμικής ζώνης μπορεί να παρατηρηθεί σε ψάρια καρχαρία, στα οποία αποτελείται από ραχιαίες και κοιλιακές χόνδρινες καμάρες συγχωνευμένες μεταξύ τους πιο κοντά στην κοιλιακή πλευρά του σώματος. Από το σημείο σύντηξης αυτών των καμάρων σε κάθε πλευρά, αναχωρεί ένα ελεύθερο μέρος του πτερυγίου. Από την ραχιαία χόνδρινη καμάρα της πρωτόγονης ωμικής ζώνης, τόσο στα υψηλότερα ψάρια όσο και στα χερσαία σπονδυλωτά, σχηματίζεται στη συνέχεια η ωμοπλάτη. Το γληνοειδές βόθρο σχηματίζεται κοντά στην ωμοπλάτη για άρθρωση με τον σκελετό του ελεύθερου μέρους του άκρου.

Η κοιλιακή χόνδρινη αψίδα δημιουργεί το κορακοειδές, το οποίο στα αμφίβια, τα ερπετά και τα πτηνά συντήκεται με το στέρνο. Στα ζωοτόκα θηλαστικά, το κορακοειδές μειώνεται μερικώς και αναπτύσσεται στην ωμοπλάτη με τη μορφή μιας ραμφοειδούς απόφυσης. Μια άλλη απόφυση που ονομάζεται "προκορακοειδές" αναπτύσσεται από το ίδιο βασικό στοιχείο, βάσει του οποίου σχηματίζεται στη συνέχεια το περιβληματικό οστό, η κλείδα. Η κλείδα συνδέεται με το στέρνο στο έσω άκρο της και με την ωμοπλάτη στο πλάγιο άκρο της. Αυτά τα οστά αναπτύσσονται σε θηλαστικά των οποίων το ελεύθερο μέρος του άκρου μπορεί να κινηθεί γύρω από όλους τους άξονες. Σε ζώα των οποίων οι κινήσεις κατά το τρέξιμο και την κολύμβηση εκτελούνται μόνο γύρω από έναν άξονα (οπληφόρα, σαρκοφάγα και κητώδη), οι κλείδες μειώνονται.

Η πυελική ζώνη στα ψάρια είναι υποτυπώδης και δεν συνδέεται με τη σπονδυλική στήλη, καθώς τα ψάρια δεν έχουν ιερό οστό. Στους καρχαρίες, η πυελική ζώνη αντιπροσωπεύεται από τις ραχιαίες και κοιλιακές χόνδρινες καμάρες. Τα οπίσθια πτερύγια εκτείνονται από το σημείο όπου συντήκονται. Η ραχιαία χόνδρινη καμάρα της πυελικής ζώνης στα χερσαία ζώα αναπτύσσεται στο λαγόνιο οστό. Το ισχιακό και το ηβικό οστό, που αντιστοιχούν στο κορακοειδές και το προκορακοειδές της ωμικής ζώνης, προέρχονται από την κοιλιακή χόνδρινη καμάρα. Αυτά τα τρία βασικά στοιχεία του πυελικού οστού συνδέονται μεταξύ τους στο σημείο όπου σχηματίζεται η γληνοειδής κοιλότητα για άρθρωση με το ελεύθερο τμήμα του οπίσθιου άκρου. Στα θηλαστικά, με την ηλικία, και τα τρία οστά συγχωνεύονται σε ένα πυελικό οστό και ο χόνδρος μεταξύ τους εξαφανίζεται εντελώς. Στα ανώτερα σπονδυλωτά, ειδικά στους πιθήκους και τους ανθρώπους, τα δύο πυελικά οστά συνδέονται στα κοιλιακά τους άκρα και το ιερό οστό σφηνώνεται μεταξύ τους στην ραχιαία πλευρά. Αυτό σχηματίζει έναν οστέινο δακτύλιο - τη λεκάνη. Στα ζώα, η λεκάνη αποτελεί στήριγμα για τα οπίσθια άκρα, και στους ανθρώπους - για τα κάτω άκρα λόγω της κατακόρυφης θέσης της. Στους ανθρώπους, τα λαγόνια οστά επεκτείνονται σημαντικά πλευρικά, αναλαμβάνοντας τη λειτουργία της στήριξης των εσωτερικών οργάνων της κοιλιακής κοιλότητας.

Ο σκελετός του ελεύθερου μέρους των άκρων στα ψάρια αποτελείται από έναν αριθμό χόνδρινων ή οστέινων τμημάτων διατεταγμένων σε μορφή ακτίνων και δημιουργώντας μια συμπαγή βάση για τα πτερύγια. Στον σκελετό των άκρων των χερσαίων σπονδυλωτών, ο αριθμός των ακτίνων μειώνεται σε πέντε. Ο σκελετός των πρόσθιων και οπίσθιων άκρων στα ζώα, και των άνω και κάτω άκρων στους ανθρώπους, έχει ένα κοινό δομικό σχέδιο και αντιπροσωπεύεται από τρεις συνδέσμους που ακολουθούν ο ένας τον άλλον: τον εγγύς σύνδεσμο (βραχιόνιο και οστά της λεκάνης), τον μεσαίο σύνδεσμο (κερκίδα και ωλένη, κνήμη και περόνη) και τον περιφερικό σύνδεσμο (χέρι, πόδι). Το χέρι και το πόδι στο εγγύς μέρος τους αποτελούνται από μικρά οστά, και στο περιφερικό μέρος τους είναι πέντε ελεύθερες ακτίνες, που ονομάζονται δάχτυλα. Όλα τα αναφερόμενα θραύσματα οστών είναι ομόλογα και στα δύο άκρα.

Λόγω των συνθηκών ύπαρξης των χερσαίων σπονδυλωτών, μεμονωμένα οστικά στοιχεία στον άπω σύνδεσμο των άκρων συγχωνεύθηκαν σε ένα οστό ή υπέστησαν μείωση. Λιγότερο συχνά, παρατηρείται η ανάπτυξη επιπρόσθετων οστών, τα περισσότερα από τα οποία είναι σησαμοειδή (επιγονατίδα, οστό με σχήμα πίσου, κ.λπ.). Στα χερσαία ζώα, όχι μόνο η ανατομία των άκρων άλλαξε - άλλαξε και η θέση τους. Έτσι, στα αμφίβια και τα ερπετά, ο εγγύς σύνδεσμος των ελεύθερων τμημάτων και των δύο ζευγών άκρων βρίσκεται σε ορθή γωνία με το σώμα, και η κάμψη μεταξύ του εγγύς και του μεσαίου συνδέσμου σχηματίζει επίσης μια γωνία ανοιχτή προς την έσω πλευρά. Σε ανώτερες μορφές σπονδυλωτών, το ελεύθερο τμήμα βρίσκεται στο σαγιταλικό επίπεδο σε σχέση με το σώμα, ενώ ο εγγύς σύνδεσμος του πρόσθιου άκρου περιστρέφεται προς τα πίσω και ο εγγύς σύνδεσμος του οπίσθιου άκρου - προς τα εμπρός. Ως αποτέλεσμα, η άρθρωση του αγκώνα κατευθύνεται προς τα πίσω και η άρθρωση του γονάτου του κάτω άκρου κατευθύνεται προς τα εμπρός.

Καθώς τα σπονδυλωτά αναπτύσσονταν περαιτέρω, τα μπροστινά άκρα άρχισαν να προσαρμόζονται σε μια πιο σύνθετη λειτουργία από τα οπίσθια άκρα. Σε σχέση με αυτό, άλλαξε και η δομή τους. Ένα παράδειγμα είναι η πτέρυγα των πτηνών ως όργανο πτήσης. Τα αναρριχώμενα θηλαστικά ανέπτυξαν ένα άκρο πιασίματος με αντίθετο αντίχειρα. Και τα τέσσερα άκρα ενός πιθήκου έχουν αυτή τη λειτουργία.

Ο άνθρωπος, ο μόνος από όλα τα σπονδυλωτά, που απέκτησε κατακόρυφη θέση, άρχισε να βασίζεται μόνο στα πίσω (κάτω) άκρα. Τα πρόσθια άκρα του ανθρώπου, τα οποία έγιναν άνω λόγω της κατακόρυφης θέσης, απελευθερώθηκαν εντελώς από τη λειτουργία της κίνησης του σώματος στο διάστημα, γεγονός που τους έδωσε την ευκαιρία να κάνουν μερικές φορές πολύ λεπτές κινήσεις. Από αυτή την άποψη, τα οστά του βραχίονα διαφέρουν από τα οστά του ποδιού σε μεγαλύτερη ελαφρότητα και λεπτή δομή. Συνδέονται μεταξύ τους με κινητές αρθρώσεις. Η ελευθερία κίνησης του άνω άκρου στους ανθρώπους εξαρτάται επίσης από την παρουσία της κλείδας, η οποία μετακινεί το ελεύθερο άνω άκρο στο πλάι. Το ανθρώπινο χέρι έχει προσαρμοστεί στην εργασιακή δραστηριότητα, δηλαδή: τα οστά του καρπού είναι μικρά, κινητά συνδεδεμένα μεταξύ τους. τα δάχτυλα έχουν επιμηκυνθεί και έχουν γίνει κινητά. ο αντίχειρας βρίσκεται σχεδόν σε ορθή γωνία με τα οστά του μεταταρσίου, είναι πολύ κινητός και αντιτίθεται σε όλα τα άλλα δάχτυλα, γεγονός που εξασφαλίζει τη λειτουργία σύλληψης του χεριού κατά την εκτέλεση σύνθετης εργασίας.

Το κάτω άκρο ενός ατόμου εκτελεί τη λειτουργία στήριξης, κρατώντας το σώμα σε κάθετη θέση και μετακινώντας το στο χώρο. Από αυτή την άποψη, τα οστά του κάτω άκρου είναι ογκώδη, οι αρθρώσεις μεταξύ των μεμονωμένων συνδέσμων είναι λιγότερο κινητές από εκείνες του άνω άκρου. Η διαφορετική λειτουργία των άνω και κάτω άκρων στους ανθρώπους είχε τη μεγαλύτερη επίδραση στον περιφερικό σύνδεσμο - το χέρι και το πόδι.

Το χέρι αναπτύσσεται και βελτιώνεται ως όργανο τοκετού. Το πόδι χρησιμεύει για να στηρίζει το σώμα, φέρει όλο το βάρος του. Τα δάχτυλα των ποδιών δεν παίζουν σημαντικό ρόλο στη στήριξη, έχουν γίνει πολύ κοντά. Το μεγάλο δάχτυλο του ποδιού βρίσκεται στην ίδια σειρά με τα άλλα δάχτυλα των ποδιών και δεν είναι ιδιαίτερα κινητό.

Το πόδι είναι μια μηχανικά πολύπλοκη τοξωτή δομή, λόγω της οποίας χρησιμεύει ως ελαστική υποστήριξη, από την οποία εξαρτάται η εξομάλυνση των κραδασμών και των κραδασμών κατά το περπάτημα, το τρέξιμο και το άλμα.

Στην ανθρώπινη οντογένεση, τα βασικά στοιχεία των άκρων εμφανίζονται την 3η εβδομάδα της εμβρυϊκής ζωής ως ένα σύμπλεγμα μεσεγχυματικών κυττάρων στις πλευρικές πτυχές του σώματος του εμβρύου, που μοιάζουν με πτερύγια ψαριών. Οι πτυχές επεκτείνονται και σχηματίζουν πλάκες που δημιουργούν τα χέρια και, κάπως αργότερα, τα πόδια. Σε αυτά τα βασικά στοιχεία, τα δάχτυλα δεν μπορούν ακόμη να διακριθούν. σχηματίζονται αργότερα με τη μορφή 5 ακτίνων. Η ακολουθία περαιτέρω ανάπτυξης των στοιχείων των μελλοντικών άκρων παρατηρείται προς την κατεύθυνση από την περιφερική σύνδεση του άκρου προς την εγγύς.

Όλα τα οστά των άκρων, με εξαίρεση τις κλείδες, οι οποίες αναπτύσσονται με βάση τον συνδετικό ιστό, παρακάμπτοντας το στάδιο του χόνδρου, περνούν από τρία στάδια ανάπτυξης. Σε αυτή την περίπτωση, οι διάφυσες όλων των οστών οστεοποιούνται κατά την περίοδο της μήτρας, και οι επίφυσες και οι αποφύσεις - μετά τη γέννηση. Μόνο ορισμένες επίφυσες αρχίζουν να οστεοποιούνται λίγο πριν τη γέννηση. Σε κάθε οστό, τοποθετείται ένας ορισμένος αριθμός κέντρων οστεοποίησης, τα οποία εμφανίζονται με μια συγκεκριμένη σειρά. Στις διάφυσες των σωληνοειδών οστών, το κύριο κέντρο οστεοποίησης εμφανίζεται στο τέλος του 2ου - αρχές του 3ου μήνα της ενδομήτριας ζωής και αναπτύσσεται προς την κατεύθυνση των εγγύς και άπω επιφύσεων. Οι επίφυσες αυτών των οστών στα νεογνά είναι ακόμα χόνδρινες και τα δευτερογενή κέντρα οστεοποίησης σε αυτά σχηματίζονται μετά τη γέννηση, κατά τα πρώτα 5-10 χρόνια. Οι οστικές επίφυσες αναπτύσσονται στις διάφυσες μετά από 15-17 και ακόμη και μετά από 20 χρόνια. Ο χρόνος εμφάνισης των κύριων σημείων οστεοποίησης κατά τον σχηματισμό μεμονωμένων οστών αξίζει ιδιαίτερης προσοχής.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ]