Вільна частина нижньої кінцівки
Вільна частина нижньої кінцівки (pars libera membri inferioris) складається із стегнової кістки, двох кісток гомілки, наколінка й кісток стопи.
Стегнова кістка (os femoris), стегно (femur) (мал. 58, а, б) є найдовшою трубчастою кісткою скелета людини. Значні розміри і відносна випрямленість цієї кістки у людини порівняно з однойменними кістками інших приматів є наслідком головним чином прямоходіння. У кістці розрізняють тіло (діафіз) і два епіфізи. Тіло стегнової кістки дещо скручене за поздовжньою віссю і має циліндричну форму з певними розбіжностями в різних людей. Спереду та з боків поверхня тіла гладка, а ззаду поздовжньо проходить шорстка лінія (linea aspera), яка складається з бічної і присередньої губ. Верхні й нижні кінці губ розходяться таким чином, що внизу вони обмежують гладку підколінну поверхню трикутної форми, вгорі бічна губа безпосередньо переходить у сідничу горбистість (tuberositas glutea), а присередня — в гребінну лінію (Ііпеа pectinea). До згаданих вище шорсткостей прикріплюються м'язи, що випрямляють нижню кінцівку, а тому в людини вони найкраще розвинуті.
На проксимальному епіфізі кістки присередньо розташована куляста головка стегна (caput fenoris), яка має суглобову поверхню для сполучення з кульшовою западиною. Приблизно в центрі суглобової поверхні головки є ямка головки стегна (fovea capitis femoris) для прикріплення внутрішньосуглобової зв'язки головки стегна. Донизу і назовні від головки розміщена шийка стегна (collum femoris), яка переходить у тіло під кутом 120—135°. На межі між шийкою і тілом розташовані два вертлюги для прикріплення м'язів. Великий вертлюг (trochanter major) розташований вище й назовні, а малий (trochanter minor) — на внутрішньозадній поверхні проксимального кінця стегнової кістки. Обидва вертлюги з'єднані позаду міжвертлюговим гребенем (crista intertrochanterica), а спереду шорсткою міжвертлюговою лінією. Позаду й присередньо, безпосередньо біля основи великого вертлюга розташована вертлюгова ямка (fossa trochantericа), де фіксуються деякі м'язи таза.
Нижній епіфіз стегнової кістки для сполучення з великогомілковою кісткою має два (бічний і присередній) масивні виростки (condylus lateralis et medialis), вкриті суглобовим хрящем. Між виростками є глибока міжвиросткова ямка (fossa intercondylar), де фіксуються внутрішньосуглобові зв'язки.
Присередній виросток завжди масивніший, більше виступає донизу й назад, що визначається косим положенням стегнових кісток під час стояння. Спереду обидва виростки утворюють пологе заглиблення — наколінкову поверхню (faciès patellaris) для з'єднання з наколінком. Над суглобовими поверхнями виростків розташовані надвиростки (epicondylus lateralis et medialis) для прикріплення м'язів.
Скостеніння. Перші точки скостеніння з'являються в ділянках тіла і шийки стегнової кістки на 42-й день ембріогенезу. До моменту народження виникає вторинна точка скостеніння в дистальному епіфізі, а на першому році — в головці.
Додаткові точки скостеніння з'являються після народження: на 3 —4-му році у великому вертлюзі і в 9 —14 років — у малому. Прирощення епіфізів закінчується: верхнього до 17 —18, нижнього до 18 — 20 років.
Найчастіше перелом стегнової кістки у старечому віці відбувається в ділянці її шийки, оскільки механічно вона є найслабшим місцем. Такий перелом, проте, ніколи не трапляється у дітей і підлітків; шийка стегнової кістки коротка і порівняно ширша.
Кістки гомілки — це дві довгі трубчасті кістки (велико- і малогомілкова), розташовані паралельно. Великогомілкова кістка розташована присередньо і зв'язана із стегновою кісткою за допомогою суглоба. Вона масивна й виконує основні опорні функції гомілки. Малогомілкова кістка тонка, розташована латерально і в плацентарних ссавців безпосереднього зв'язку з стегновою кісткою не має.
Великогомілкова кістка (tibia) (мал. 59, а, б) складається з тіла і двох епіфізів. Тіло великогомілкової кістки тригранної форми з присередньою, бічною та задньою поверхнями й переднім, присереднім і міжкістковим краями. Усі утвори великогомілкової кістки прикриті м'язами, за винятком її присередньої поверхні та переднього краю, які розташовані безпосередньо під шкірою, а тому їх частіше травмують. Передній край великогомілкової кістки під верхнім епіфізом переходить у потужну горбистість (tuberositas tibiae) — місце прикріплення зв'язки наколінка.
Проксимальний епіфіз великогомілкової кістки значно стовщений, має присередній і бічний виростки (condylus medialis et condylus lateralis), кожен з яких має суглобову поверхню для сполучення з виростками стегнової кістки. Між суглобовими поверхнями розташовані переднє і заднє міжвиросткові поля (areae), а між ними, приблизно в центрі, — міжвиросткове підвищення (eminentia intercondylaris), яке складається з бічного і присереднього міжвиросткових горбків для прикріплення потужних внутрішньосуглобових менісків і зв'язок. На зовнішній поверхні бічного виростка є невелика суглобова поверхня для з'єднання з малогомілковою кісткою.
Дистальний епіфіз великогомілкової кістки з внутрішнього боку закінчується присередньою кісточкою (malleolus medialis), яка має бічну суглобову поверхню, що безпосередньо продовжується в нижню суглобову поверхню кістки. Обома цими поверхнями великогомілкова кістка сполучається з кістками стопи. На бічній поверхні дистального епіфіза, біля краю його нижньої суглобової поверхні є малогомілкова вирізка для з'єднання з однойменною кісткою.
Малогомілкова кістка (fibula) (мал. 60) має неправильної форми тіло і два стовщені кінці. На тілі розрізняють присередню, бічну й задню поверхні, а також передній, задній і міжкістковий краї.
Верхній епіфіз — головка малогомілкової кістки (caput fibulae) — звичайно неправильної форми із загостреною верхівкою; до нього прикріплюються м'язи. У верхньоприсередній ділянці головки є невелика суглобова поверхня для з'єднання з проксимальним епіфізом великогомілкової кістки. Нижній епіфіз малогомілкової кістки утворює бічну кісточку (malleolus lateralis) з невеликою суглобовою поверхнею з присереднього боку для з'єднання з дистальним епіфізом великогомілкової кістки і надп'ятковою кісткою. Малогомілкова кістка вкрита товстим шаром м'язів, лише бічна кісточка розташована безпосередньо під шкірою і виразно контурує.
Скостеніння. Первинні точки скостеніння обох кісток гомілки закладаються в їхніх діафізах на восьмому тижні ембріогенезу. Вторинні точки скостеніння виникають у такій послідовності: в проксимальних епіфізах великогомілкової кістки — на момент народження, у малогомілковій кістці — на 4 —5-му році, в дистальних епіфізах обох кісток — на 2-му році, у горбистості великогомілкової кістки — в 13 років. Зрощення дистального епіфіза великогомілкової кістки настає в 16 — 19 років, інші епіфізи обох кісток зростаються в 20 — 22 роки.
Перелом великогомілкової кістки найчастіше трапляється в нижній третині, а малогомілкової — безпосередньо над кісточкою, тобто в місці найменшої окружності діафізів цих кісток.
Наколінок (patella) — це найбільша сесамоподібна кістка. Він закладений у сухожилку чотириголового м'яза стегна.
Розташований спереду на стику стегнової і великогомілкової кісток, має тригранну форму. В ньому розрізняють основу (згори), верхівку (знизу), передню шорстку й злегка випуклу поверхню і задню суглобову поверхню, що бере участь в утворенні колінного суглоба.
Скостеніння. Наколінок розвивається на основі хряща. Точка скостеніння з'являється в 4-5 років. Завершується скостеніння наприкінці періоду статевого дозрівання (пубертатного періоду).
Стопа (pes) (мал. 61) людини найкраще пристосована до прямоходіння, що відбилося на співвідношенні окремих її кісток. У скелеті стопи розрізняють кістки заплесна, плесна і кістки пальців.
Кісток заплесна (ossa tarsi) у людини, як і в інших приматів, сім. Вони досить масивні, оскільки повинні витримувати велике навантаження, що припадає на задній відділ стопи при вертикальному положенні тіла. Кістки заплесна розташовані в два ряди: проксимальний ряд, до якого належать надп'яткова і п'яткова кістки, а також дистальний, утворений трьома клиноподібними і кубоподібною кістками. Крім того, у людини, як і в інших ссавців, є досить велика кістка середнього ряду — човноподібна, яка відповідає одній з центральних кісток стопи нижчих хребетних.
Надп'яткова кістка (talus) має масивне тіло, що нагадує неправильний куб, коротку шийку та овальну, спрямовану допереду головку (caput tali). Верхня частина тіла, або блок надп'яткової кістки (trochlea tali), з'єднується з кістками гомілки. Задній відділ тіла кістки закінчується заднім відростком надп'яткової кістки, через який проходить стрілова борозна сухожилка довгого м'яза — згинача великого пальця стопи. Знизу надп'яткова кістка має задню, середню і передню п'яткові суглобові поверхні. Між задньою п'ятковою суглобовою поверхнею і двома іншими проходить глибока борозна надп'яткової кістки, де прикріплюються короткі міжкісткові зв'язки.
П'яткова кістка (calcaneus) — найбільша кістка стопи людини. Вона розташована нижче і трохи назовні від надп'яткової кістки. На відміну від п'яткової кістки нижчих хребетних, безпосереднього зв'язку з кістками гомілки не має.
Задній стовщений відділ її утворює масивний п'ятковий горб (tuber calcanei) — одну з основних опорних точок стопи людини. На внутрішній поверхні п'яткової кістки є відросток — підпора надп'яткової кістки (sustentaculum tali), на нижній поверхні якого помітна борозна сухожилка довгого м'яза — згинача великого пальця стопи.
Зверху п'яткова кістка має передню, середню і задню надп'яткові суглобові поверхні для з'єднання з надп'ятковою кісткою. Тут також міститься глибока борозна п'яткової кістки для прикріплення зв'язок, яка разом з борозною надп'яткової кістки утворює пазуху заплесна (sinus tarsi). Дистальний кінець кістки має кубоподібну суглобову поверхню для з'єднання з кубоподібною кісткою.
Човноподібна кістка (os naviculare) розташована між надп'ятковою і клиноподібними кістками. На проксимальній поверхні вона має ямку для головки надп'яткової кістки, а на дистальній — три фасетки для з'єднання з трьома клиноподібними кістками. З присереднього боку розташована горбистість човноподібної кістки (tuberositas ossis navicularis) для прикріплення заднього великогомілкового м'яза. Ця горбистість легко промацується під шкірою і є антропометричною точкою для визначення присереднього поздовжнього склепіння стопи.
Три клиноподібні кістки (ossa сипеіformia) — присередня, проміжна і бічна — займають присередній відділ дистального ряду заплесна. Проксимально клиноподібні кістки сполучаються з човноподібною кісткою, а дистально — з I, II і III плесновими кістками.
Кубоподібна кістка (os cuboideum) розташована в бічній частині дистального ряду заплесна; межує з бічною клиноподібною, п'ятковою і IV —V плесновими кістками. На нижній поверхні кістки проходить борозна сухожилка довгого малогомілкового м'яза (sulcus tend. т. peronei longi).
Кістки плесна (ossa metatarsi) у людини, як і в усіх приматів, нараховують п'ять плеснових коротких трубчастих моноепіфізарних кісток. Серед них перша набагато масивніша від решти плеснових кісток, що пов'язано з прямоходінням. Крім того, ця кістка не відведена (всередину) щодо інших плеснових кісток, як це спостерігається в усіх мавп, а розташована майже паралельно з ними.
Кожна плеснова кістка має тіло, основу, що з'єднується з дистальним рядом кісток заплесна, і головку з суглобовою поверхнею для сполучення з проксимальною фалангою кожного пальця. У присе-редньому кутку підошвової поверхні основи І плеснової кістки є горбистість для прикріплення м'язів. Бічний кінець основи V плеснової кістки також має горбистість (tuberositas ossis metatarsi V) (легко промацується під шкірою) і є місцем прикріплення сухожилка короткого малогомілкового м'яза.
Кістки пальців (ossa digitorum), фаланги. Стопа людини має п'ять пальців, які, за винятком І пальця, дуже малі і часто неправильної форми, що свідчить про втрату ними провідної ролі в основних функціях кінцівок. II —V пальці стопи складаються з трьох фаланг: проксимальної, середньої, дистальної (кінцевої). Перший палець має тільки дві, але завжди великі фаланги: проксимальну і дистальну. Усі фаланги належать до коротких моноепіфізарних кісток. Кожна фаланга складається з основи, тіла й головки. Перший палець стопи масивний, тому має назву великого (hallux).
Скостеніння хрящового скелета стопи відбувається таким чином. У кожній кістці заплесна з'являється по одній точці скостеніння: у п'ятковій кістці — на шостому місяці; в надп'ятковій — на сьомому і в кубоподібній — на дев'ятому місяці ембріогенезу, у бічній клиноподібній кістці — на першому році життя, у присередній клиноподібній — на другому — четвертому році, у проміжній клиноподібній — на третьому-четвертому році, у човноподібній кістці — начетвертому-п'ятому році. Крім того, на сьомому— дев'ятому році виникають додаткові точки скостеніння в ділянці горба п'яткової кістки.
У тілах плеснових кісток і фаланг пальців точки скостеніння з'являються майже одночасно на другому-третьому місяці ембріогенезу, вторинні точки скостеніння утворюються в головках II — V плеснових кісток і в основах І плеснової кістки та всіх фалангах на другому-третьому році життя. Завершення скостеніння стопи настає раніше у дівчат (16—18 років), ніж у хлопців (близько 18 — 20 років). Терміни скостеніння стопи можуть змінюватись у досить широких межах.
Рентгеноанатомія скелета нижньої кінцівки
Кульшову кістку на рентгенограмі в задній проекції добре видно майже в усіх деталях, тільки задня ділянка клубового гребеня закрита тінню крижової кістки. Виразна міжлобкова щілина і просвітлення, що відповідає затульному каналу. Краї кістки всюди рівні, ясно вимальовується компактна і губчаста речовина. На передньозадніх знімках добре контурують стегнова кістка, наколінок, великогомілкова й малогомілкова кістки, внутрішня їх архітектоніка (компактна, губчаста речовина, силові лінії, порожнини), а також вертлюги, гребені, ямки тощо. Суглобові щілини точно відбивають форму кісток, що сполучаються, їхні краї мають правильні (рівні) обриси. Особливо чітко видно точки скостеніння в епіфізах і апофізах трубчастих кісток, а також зрощення їх з діафізами.
Рентгенографію скелета стопи звичайно виконують у двох проекціях: тильно-підошвовій і бічній. При цьому можна визначити контури і внутрішню будову всіх її кісток (п'яткової і надп'яткової переважно в бічній проекції). Суглобові щілини на рентгенограмі стопи часто взаємно перетинаються, що пояснюється накладенням тіней окремих кісток (у тому числі дистальних епіфізів кісток гомілки) одна на одну. Виразно простежується поява скостеніння в кістках заплесна, в головках II—V плеснових кісток, в основах фаланг пальців і І плеснової кістки, а також завершення скостеніння стопи.
Філогенез кінцівок хребетних
Прототипом скелета кінцівок наземних хребетних, у тому числі й людини, був первинний розчленований скелет парних плавців (грудних і черевних) рибоподібних предків. Кожен з плавців складався з двох зв'язаних між собою частин: проксимальної, яка з'єднана з тілом тварини і поклала початок розвиткові кісток пояса кінцівки, і дистальної, яка має велику рухливість і стала джерелом формування скелета вільної кінцівки (мал. 62).
У амфібій пояс передньої кінцівки ззаду має лопатку й підлопатковий хрящ, а спереду коракоїд , який фіксується до груднини, і утворену за рахунок покривного скелета ключицю. Пояс задньої кінцівки в амфібій — це суцільне кісткове кільце, що складається з клубових, сідничих і лобкових кісток.
У рептилій і птахів пояс передньої кінцівки ще з'єднаний з грудниною через коракоїд. Ключиця дуже варіює в розмірах і способі її фіксації, а іноді її зовсім немає (у крокодилів). Пояс задньої кінцівки у рептилій і птахів розвинений, як правило, більше і його зв'язок з хребтом міцніший.
У ссавців, за винятком однопрохідних, коракоїд редукується і його рудимент у вигляді дзьобоподібного відростка приростає до лопатки.
Поряд з цим у ссавців, які втратили хапальні рухи й пристосувалися до швидкого бігу, редукуються також ключиці. Пояс задніх кінцівок у ссавців розвивається далі і завжди є замкненим кістковим кільцем, міцно зв'язаним з хребтовим стовпом.
Дистальні частини плавців (вільна кінцівка) у зв'язку з переходом хребетних до наземного життя та з подальшим розселенням у різноманітних умовах середовища існування зазнали величезних змін, які проявилися в перетворенні їх на систему важелів. При цьому розвиток скелета вільної кінцівки відбувався головним чином під знаком зменшення кількості променів у проксимально-дистальному напрямку та непропорційного подовшання й стовщення окремих ланок. У цьому відношенні серед ссавців винятком були примати, кінцівки яких використовувались для більш різноманітних функцій (лазіння, хапальні рухи тощо).
Дистальні відділи кінцівок людини (кисть, стопа), що розвивалися головним чином шляхом розширення функцій, значною мірою зберегли первісну для вихідних (неспеціалізованих) форм ссавців розчленованість. їх еволюційні перетворення проявились головним чином формуванням своєрідних пропорцій, специфічним взаєморозташуванням окремих кісток, ускладненням морфофункціональних особливостей суглобів і багатьма іншими деталями (Є. І. Данилова, 1965, 1979). Разом з тим як у стопі, так і в кисті людини є окремі рудименти — п'ястково-фалангові та плесно-фалангові сесамоподібні кістки, що вказують на пройдені шляхи розвитку від далеких зоопредків.
