Свободная часть нижней конечности (pars libera membri inferioris) состоит из бедренной кости, двух костей голени, надколенника и костей стопы.
Бедренная кость (os femoris), бедро (femur) (рис. 58, а, б) является самой длинной трубчатой костью скелета человека.
Значительные размеры и относительная випрямленисть этой кости у человека по сравнению с одноименными костями других приматов является следствием главным образом прямохождение. В кости различают тело (диафиз) и два эпифизы. Тело бедренной кости несколько скрученные по продольной оси и имеет цилиндрическую форму с определенными различиями в разных людей. Спереди и по бокам поверхность тела гладкая, а сзади продольно проходит шероховатая линия (linea aspera), которая состоит из боковой и медиальной губ. Верхние и нижние концы губ расходятся таким образом, что внизу они ограничивают гладкую подколенную поверхность треугольной формы, вверху боковая губа непосредственно переходит в седалищную бугристость (tuberositas glutea), а медиальная - в гребенную линию (Иипеа pectinea). К упомянутым выше шероховатостей прикрепляются мышцы, выпрямляющие нижнюю конечность, а потому у человека они лучше развиты.
На проксимальном эпифизе кости медиально расположена шарообразная головка бедра (caput fenoris), которая имеет суставную поверхность для соединения с вертлужной впадиной. Примерно в центре суставной поверхности головки есть ямка головки бедра (fovea capitis femoris) для прикрепления внутрисуставной связки головки бедра. Вниз и наружу от головки размещена шейка бедра (collum femoris), которая переходит в тело под углом 120-135 °. На границе между шейкой и телом расположены два вертлюги для прикрепления мышц. Большой вертел (trochanter major) расположен выше и наружу, а малый (trochanter minor) - на внутришньозадний поверхности проксимального конца бедренной кости. Оба вертлюги соединены сзади мижвертлюговим гребнем (crista intertrochanterica), а спереди шероховатой мижвертлюговою линией. Сзади и медиально, непосредственно у основания большого вертела расположена вертлужной ямка (fossa trochantericа), где фиксируются некоторые мышцы таза.
Нижний эпифиз бедренной кости для соединения с большеберцовой костью имеет два (боковой и медиальный) массивные мыщелка (condylus lateralis et medialis), покрытые суставным хрящом. Между выростками есть глубокая межмыщелкового ямка (fossa intercondylar), где фиксируются внутрисуставные связки.
Медиальный мыщелок всегда массивнее, больше выступает вниз и назад, что определяется косым положением бедренных костей во время стояния. Спереди оба мыщелка образуют пологое углубление - наколинкову поверхность (faciès patellaris) для соединения с надколенника. Над суставными поверхностями мыщелков расположены надмыщелки (epicondylus lateralis et medialis) для прикрепления мышц.
Окостенения. Первые точки окостенения появляются в участках тела и шейки бедренной кости на 42-й день эмбриогенеза. К моменту рождения возникает вторичная точка окостенения в дистальном эпифизе, а на первом году - в головке.
Дополнительные точки окостенения появляются после рождения: в 3-4-м году в большом вертеле и в 9 -14 лет - в малом. Приращение эпифизов заканчивается: верхнего до 17 -18, нижнего до 18 - 20 лет.
Чаще перелом бедренной кости в старческом возрасте происходит в области ее шейки, поскольку механически она слабым местом. Такой перелом, однако, никогда не встречается у детей и подростков; шейка бедренной кости короткая и сравнительно шире.
Кости голени - это две длинные трубчатые кости (крупно-и малоберцовая), расположенные параллельно. Большеберцовая кость расположена медиально и связана с бедренной костью с помощью сустава. Она массивна и выполняет основные опорные функции голени. Малоберцовая кость тонкая, расположена латерально и в плацентарных млекопитающих непосредственной связи с бедренной костью нет.
Большеберцовая кость (tibia) (рис. 59, а, б) состоит из тела и двух эпифизов. Тело большеберцовой кости трехгранной формы с медиальной, боковой и задней поверхностями и передним, медиальную и межкостная краями. Все творения большеберцовой кости прикрыты мышцами, за исключением ее медиальной поверхности и переднего края, которые расположены непосредственно под кожей, поэтому их чаще травмируют. Передний край большеберцовой кости под верхним эпифизом переходит в мощную бугристость (tuberositas tibiae) - место прикрепления связки надколенника.
Проксимальный эпифиз большеберцовой кости значительно утолщен, имеет медиальный и боковой мыщелка (condylus medialis et condylus lateralis), каждый из которых имеет суставную поверхность для соединения с выростками бедренной кости. Между суставными поверхностями расположены переднее и заднее мижвиросткови поля (areae), а между ними, примерно в центре, - межмыщелкового повышения (eminentia intercondylaris), которое состоит из бокового и медиального межмыщелкового бугорков для прикрепления мощных внутрисуставных менисков и связок. На наружной поверхности бокового мыщелка есть небольшая суставная поверхность для соединения с малоберцовой костью.
Дистальный эпифиз большеберцовой кости с внутренней стороны заканчивается медиальная косточкой (malleolus medialis), которая имеет боковую суставную поверхность, непосредственно продолжается в нижнюю суставную поверхность кости. Обеими этими поверхностями большеберцовая кость соединяется с костями стопы. На боковой поверхности дистального эпифиза, у края его нижней суставной поверхности является малоберцовая вырезка для соединения с одноименным костью.
Малоберцовая кость (fibula) (рис. 60) имеет неправильной формы тело и два утолщенные концы. На теле различают медиальную, боковую и заднюю поверхности, а также передней, задней и межкостная края.
Верхний эпифиз - головка малоберцовой кости (caput fibulae) - обычно неправильной формы с заостренной верхушкой, до него прикрепляются мышцы. В верхньоприсередний области головки есть небольшая суставная поверхность для соединения с проксимальным эпифизом большеберцовой кости. Нижний эпифиз малоберцовой кости образует боковую косточку (malleolus lateralis) с небольшим суставной поверхностью с медиального стороны для соединения с дистальным эпифизом большеберцовой кости и надпяточной костью. Малоберцовая кость покрыта толстым слоем мышц, только боковая косточка расположена непосредственно под кожей и отчетливо контурирует.
Окостенения. Первичные точки окостенения обеих костей голени закладываются в их диафизах на восьмой неделе эмбриогенеза. Вторичные точки окостенения возникают в такой последовательности: в проксимальных эпифизах большеберцовой кости - на момент рождения, в малоберцовой кости - на 4-5-м году, в дистальных эпифизах обеих костей - на 2-м году, в бугристости большеберцовой кости - в 13 лет . Сращивание дистального эпифиза большеберцовой кости наступает в 16 - 19 лет, другие эпифизы обеих костей срастаются в 20 - 22 года.
Перелом большеберцовой кости чаще всего встречается в нижней трети, а малоберцовой - непосредственно над лодыжкой, то есть в месте наименьшей окружности диафизов костям.
Наколинок (patella) - это самая сесамовидные кость. Он заложен в сухожилия четырехглавой мышцы бедра.
Расположенный спереди на стыке бедренной и большеберцовой костей, имеет трехгранную форму. В нем различают основание (сверху), верхушку (снизу), переднюю шероховатую и слегка выпуклую поверхность и заднюю суставную поверхность участвует в образовании коленного сустава.
Окостенения. Наколинок развивается на основе хряща. Точка окостенения появляется в 4-5 лет. Завершается окостенения конце периода полового созревания (пубертатного периода).
Стопа (pes) (рис. 61) человека лучше приспособлен к прямохождению, что отразилось на соотношении отдельных ее костей. В скелете стопы различают кости заплесна, плюсны и кости пальцев.
Костей заплесна (ossa tarsi) у человека, как и у других приматов, семь. Они достаточно мощные, так должны выдерживать большую нагрузку, приходящуюся на задний отдел стопы при вертикальном положении тела. Кости заплесна расположены в два ряда: проксимальный ряд, к которому относятся надпяточной и пяточная кости, а также дистальный, образованный тремя клиновидными и кубовидной костями. Кроме того, у человека, как и у других млекопитающих, довольно большая кость среднего ряда - ладьевидная, которая соответствует одной из центральных костей стопы низших позвоночных.
Надпяточной кость (talus) имеет массивное тело, напоминает неправильный куб, короткую шейку и овальную, направленную кпереди головку (caput tali). Верхняя часть тела, или блок надпяточной кости (trochlea tali), соединяется с костями голени. Задний отдел тела кости заканчивается задним отростком надпяточной кости, через который проходит стреловая борозда сухожилия длинного мышцы - сгибателя большого пальца стопы. Снизу надпяточной кость имеет заднюю, среднюю и переднюю пяточные суставные поверхности. Между задней пяточной суставной поверхностью и двумя другими проходит глубокая борозда надпяточной кости, где прикрепляются короткие межкостные связи.
Пяточная кость (calcaneus) - самая кость стопы человека. Она расположена ниже и немного наружу от надпяточной кости. В отличие от пяточной кости низших позвоночных, непосредственной связи с костями голени нет. Задний утолщенный отдел ее образует массивный пяточный бугор (tuber calcanei) - одна из основных опорных точек стопы человека. На внутренней поверхности пяточной кости является отросток - опора надпяточной кости (sustentaculum tali), на нижней поверхности которого заметна борозда сухожилия длинного мышцы - сгибателя большого пальца стопы.
Сверху пяточная кость имеет переднюю, среднюю и заднюю надпьяткови суставные поверхности для соединения с надпяточной костью. Здесь также содержится глубокая борозда пяточной кости для прикрепления связок, которая вместе с бороздой надпяточной кости образует пазуху заплесна (sinus tarsi). Дистальный конец кости имеет кубовидный суставную поверхность для соединения с кубовидной костью.
Ладьевидная кость (os naviculare) расположена между надпяточной и клиновидными костями. На проксимальной поверхности она ямку для головки надпяточной кости, а на дистальной - три фасетки для соединения с тремя клиновидными костями. С медиального стороны расположена бугристость ладьевидной кости (tuberositas ossis navicularis) для прикрепления задней большеберцовой мышцы. Эта бугристость легко прощупывается под кожей и является антропометрическим точкой для определения медиального продольного свода стопы.
Три клиновидные кости (ossa сипеиformia) - медиальная, промежуточная и боковая - занимают медиальный отдел дистального ряда заплесна. Проксимально клиновидные кости сочетаются с ладьевидной костью, а дистально - с I, II и III плюсневыми костями.
Кубовидная кость (os cuboideum) расположена в боковой части дистального ряда заплесна; граничит с боковой клиновидной, пяточной и IV-V плюсневыми костями. На нижней поверхности кости проходит борозда сухожилия длинного малоберцового мышцы (sulcus tend. Т. peronei longi).
Кости плюсны (ossa metatarsi) у человека, как и у всех приматов, насчитывают пять плюсневых коротких трубчатых моноепифизарних костей. Среди них первая гораздо массивнее от остальных плюсневых костей, что связано с прямохождением. Кроме того, эта кость не отведена (внутрь) относительно других плюсневых костей, как это наблюдается во всех обезьян, а расположена почти параллельно с ними.
Каждая плюсневая кость имеет тело, основание, соединяется с дистальным рядом костей заплесна, и головку с суставной поверхностью для соединения с проксимальной фалангой каждого пальца. В присел-щие углу подошвенной поверхности основания и плюсневой кости является бугристость для прикрепления мышц. Боковой конец основания V плюсневой кости также бугристость (tuberositas ossis metatarsi V) (легко прощупывается под кожей) и является местом прикрепления сухожилия короткого малоберцового мышцы.
Кости пальцев (ossa digitorum), фаланги. Стопа человека имеет пять пальцев, которые, за исключением I пальца, очень малы и часто неправильной формы, что свидетельствует об утрате ими ведущей роли в основных функциях конечностей. II-V пальцы стопы состоят из трех фаланг: проксимальной, средней, дистальной (конечной). Первый палец имеет только две, но всегда большие фаланги: проксимальную и дистальную. Все фаланги относятся к коротким моноепифизарних костей. Каждая фаланга состоит из основы, тела и головки. Первый палец стопы массивный, поэтому называется большого (hallux).
Окостенения хрящевого скелета стопы происходит следующим образом. В каждой кости заплесна появляется по одной точке окостенения: в пяточной кости - на шестом месяце; в надпяточной - на седьмом и в кубовидной - на девятом месяце эмбриогенеза, в боковой клиновидной кости - на первом году жизни, в медиальный клиновидной - на втором - четвертом году, в промежуточной клиновидной - на третьем-четвертом году, в ладьевидной кости - на четвертом-пятом году. Кроме того, на седьмом-девятом году возникают дополнительные точки окостенения в области холма пяточной кости.
В телах плюсневых костей и фаланг пальцев точки окостенения появляются почти одновременно на втором-третьем месяце эмбриогенеза, вторичные точки окостенения образуются в головках II - V плюсневых костей и в основах и плюсневой кости и всех фалангах на втором-третьем году жизни. Завершение окостенения стопы наступает раньше у девушек (16-18 лет), чем у юношей (около 18 - 20 лет). Сроки окостенения стопы могут варьироваться в достаточно широких пределах.
Рентгеноанатомия скелета нижней конечности
Тазобедренного кость на рентгенограмме в задней проекции хорошо виден почти во всех деталях, только задняя участок гребня подвздошной кости закрыта тенью крестцовой кости. Выразительная мижлобкова щель и просветление, соответствует запирательного канала. Края кости повсюду уровне, ясно вырисовывается компактная и губчатая вещество. На переднезадней снимках хорошо контурируют бедренная кость, наколинок, большеберцовая и малоберцовая кости, внутренняя их архитектоника (компактная, губчатое вещество, силовые линии, полости), а также вертлюги, гребни, ямки и т.п.. Суставные щели точно отражают форму костей, соединяемых их края имеют правильные (уровни) очертания. Особенно четко видно точки окостенения в эпифизах и апофиза трубчатых костей, а также сращивание их с диафиза.
Рентгенография скелета стопы обычно выполняют в двух проекциях: тыльно-подошвенный и боковой. При этом можно определить контуры и внутреннее строение всех ее костей (пяточной и надпяточной преимущественно в боковой проекции). Суставные щели на рентгенограмме стопы часто взаимно пересекаются, что объясняется наложением теней отдельных костей (в том числе дистальных эпифизов костей голени) друг на друга. Определенно наблюдается появление окостенения в костях заплесна, в головках II-V плюсневых костей, в основах фаланг пальцев и И плюсневой кости, а также завершение окостенения стопы.
Филогенез конечностей позвоночных
Прототипом скелета конечностей наземных позвоночных, в том числе и человека, был первичный расчлененный скелет парных плавников (грудных и брюшных) рыбоподобных предков. Каждый из пловцов состоял из двух связанных между собой частей: проксимальной, которая соединена с телом животного и положила начало развитию костей пояса конечности, и дистальной, которая имеет большую подвижность и стала источником формирования скелета свободной конечности (рис. 62).
У амфибий пояс передней конечности сзади имеет лопатку и подлопаточная хрящ, а спереди коракоид, который фиксируется к грудине, и образованную за счет покровного скелета ключицу. Пояс задней конечности у амфибий - это сплошное костное кольцо, состоящее из подвздошных, седалищных и лобковых костей.
У рептилий и птиц пояс передней конечности еще соединен с грудиной через коракоид. Ключица очень варьирует в размерах и способе ее фиксации, а иногда ее вовсе нет (у крокодилов). Пояс задней конечности у рептилий и птиц развит, как правило, больше и его связь с позвоночником прочнее.
У млекопитающих, за исключением однопроходных, коракоид редуцируется и его рудимент в виде клювовидный отростка прирастает к лопатке.
Наряду с этим у млекопитающих, которые потеряли хватательные движения и приспособились к быстрому бегу, редуцируются также ключицы. Пояс задних конечностей у млекопитающих развивается дальше и всегда замкнутым костным кольцом, крепко связанным с позвоночным столбом.
Дистальные части плавников (свободная конечность) в связи с переходом позвоночных к наземному жизни и с последующим расселением в различных условиях среды обитания подверглись огромным изменениям, которые проявились в превращении их в систему рычагов. При этом развитие скелета свободной конечности происходило главным образом под знаком уменьшения количества лучей в проксимально-дистальном направлении и непропорционального подовшання и утолщение отдельных звеньев. В этом отношении среди млекопитающих исключением были приматы, конечности которых использовались для более разнообразных функций (лазанье, хватательные движения и т.п.).
Дистальные отделы конечностей человека (кисть, стопа), развивающихся главным образом путем расширения функций, в значительной мере сохранили первоначальную на выход (неспециализированных) форм млекопитающих расчлененность. их эволюционные преобразования проявились главным образом формированием своеобразных пропорций, специфическим взаиморасположением отдельных костей, усложнением морфофункциональных особенностей суставов и многими другими деталями (Е.И. Данилова, 1965, 1979).