Краткий очерк развития костей туловища в фило- и онтогенезе

В развитии скелета позвоночных животных различают три стадии развития: соединительнотканную (перепончатую), хрящевую и костную. Осевым органом в раннем периоде онтогенеза у всех позвоночных является хорда. Хорда впервые в филогенезе появляется у низших хордовых животных (ланцетника), она сохраняется в течение всей индивидуальной жизни организма. Вокруг хорды из мезодермы формируется перепончатый скелет.

В эмбриогенезе у большинства представителей хордовых животных перепончатый скелет замещается хрящевым. Этот процесс начинается вокруг хорды с того, что в эмбриональной соединительной ткани, окружающей хорду и нервную трубку, появляются островки хрящевых клеток (зачатки будущих хрящевых позвонков). У круглоротых (миноги, миксины) и у низших рыб (акуловые, осетровые) хорда существует одновременно с примитивными хрящевыми позвонками. Начиная с костистых рыб и у более высокоорганизованных позвоночных за хрящевой следует костная стадия. Костная ткань развивается на месте хряща. У млекопитающих хорда образуется лишь в период эмбрионального развития, являясь основой для возникновения вокруг нее более дифферецированных структур.

Хорда возникает у 2,5-недельного эмбриона человека в виде округлого тяжа с заостренными концами, который очень рано окружается эмбриональной соединительной тканью, а затем зачатком гиалинового хряща, формирующим полость, в которой зелегает хорда. Хорда преобразуется в студенистые ядра межпозвоночных дисков. Клетки хорды сохраняются в толще студенистого ядра у детей в возрасте до 7 лет. Вокруг новообразованной хорды и между зародышевыми листками возникает и распространяется эмбриональная зародышевая соединительная ткань, которая замещается хрящевой. Последняя, в свою очередь, окончательно перестраивается в костную.

Кости туловища человека (и других позвоночных) развиваются из первичных сегментов (сомитов) - производных дорсального отдела мезодермы, состоящих из клеток мезенхимы. Клетки мезенхимы, выделяющиеся из медиовентральной части каждого сомита (склеротома), размножаются, постепенно окружают хорду и нервную трубку, в результате чего образуются первичные (перепончатые) позвонки. Каждый вторичный (окончательный) позвонок образуется из двух рядов лежащих склеротомов - задней части вышележащего и передней - нежележащего склеротома. На 5-й неделе эмбрионального развития человека в телах и возникающих дорсальных и вентриальных дугах позвонков появляются отдельные гнезда хрящевой ткани, которые в дальнейшем сливаются друг с другом. Дорсальные дуги позвонков разрастаются и, сливаясь, образуют остистые отростки, парные суставные и поперечные отростки.

У человека закладывается 38 позвонков: 7 шейных, 13 грудных, 5 поясничных и 12-13 крестцовых и копчиковых. В процессе развития XII грудной позвонок превращается в I поясничный, а V поясничный позвонок - в I крестцовый. В дальнейшем большинство копчиковых позвонков редуцируются. У новорожденного ребенка позвоночный столб состоит из 33-34 позвонков.

Окостенение позвонков начинается в конце 8-й недели эмбиогенеза. Часть тела I позвонка еще на стадии хряща отделяется от него и соединяется с телом II позвонка, превращаясь в зуб, который имеет самостоятельную точку окостенения. Зуб сливается с костным телом II позвонка на 3-5 году жизни. Крестец новорожденного ребенка состоит из пяти отдельных позвонков. Процесс окостенения хрящевых дисков между крестцовыми позвонками начинаетя от периферии к центру в возрасте 13-15 лет для III, IV, V позвонков и заканчивается в 23-25 лет для первых двух. При рождении ребенка задняя стенка крестцового канала и дуга V поясничного позвонка открыты, сращение дуг II, и III крестцовых позвонков начинается в 3-4 года, III-IV - в 4-5 лет, в 7-8-летнем возрасте крестцовый канал закрывается. Копчиковые позвонки срастаются в возрасте от 12 до 25 лет, причем этот процесс идет в направлении снизу вверх.

Соединительная ткань, а затем хрящевые модели передних дуг позвонков растут в стороны и проникают в вентральные отделы миотомов, формируя ребра. Передние концы девяти верхних хрящевых ребер расширяются и на каждой стороне сливаются в хрящевые (грудные) полоски. В начале 8-й недели в каждом ребре на месте его будущего угла возникает точка окостенения, из которой костная ткань разрастается в обе стороны, постепенно замещая все тело ребра. Точка окостенения в головке ребра возникает в возрасте 15-25 лет, головка срастается с телом ребра в 18-25 лет. У десяти верхних ребер на 15-20-м году жизни точка окостенения появляется также и в бугорке ребра. К концу 2-го месяца внутриутробного развития верхние концы правой и левой грудных полосок сливаются, образуя рукоятку грудины. Несколько позже образуются тело и мечевидный отросток благодаря соещинению друг с другом нижних отделов грудных полосок. У новорожденного ребенка грудина состоит из 4-5 отдельных костей, соединенных между собой прослойками хрящевой ткани. В возрасте около 17-18 лет начинается их сращение понаправлению снизу вверх. Полное окостенение грудины заканчивается в возрасте 30-35 лет. Мечевидный отросток начинает окостеневать на 6-20-м году и срастается с телом грудины лишь после 30 лет. Рукоятка и тело срастаются позже всех частей грудины или вовсе не срастаются.