Окостенение черепа плода. Формирование костей черепа эмбриона

Обновлено: 10.05.2024

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):

Первичные – проходят в своем развитии две стадии: соединительнотканная и костная.
Вторичные кости – проходят в своем развитии три последовательных стадии: соединительнотканную, хрящевую и костную.

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:

нервные гребешковые клетки (выделяются из краев нервного желобка эмбриона при замыкании его в нервную трубку). Они дают начало волокнистой костной ткани костей черепа.
мезенхимальные клетки закладки кости. Они дают начало пластинчатой костной ткани.

Остеокласты - многоядерные (от 2 до 100 ядер в клетке), большие (от 20 до 100 мкм) клетки гемопоэтической природы. Заносятся в соединительнотканные и хрящевые закладки костей по кровеносным сосудам. Функция остеокластов – резорбция кости.

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):

Эндесмальное окостенение.
Перихондральной окостенение.
Энхондральное окостенение.
Периостальной окостенение.

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:

- Spina bifida - расщелина только дуг.
- Рахишизис – полная расщелина (тело и дуга).

- 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

Окостенение черепа плода. Формирование костей черепа эмбриона

Окостенения преобладающей части хрящевого примордиального черепа на третьем месяце развития еще не произошло. Лишь большие крылья основной кости, центральный отдел затылочной кости и небольшие участки в ее латеральной части образованы костью. И у новорожденного сращены еще не все части; окончательное сращение происходит в течение нескольких лет в процессе внеутробной жизни.

Соединительнотканные кости черепа закладываются в виде одиночных или же парных центров в сгущенной мезенхиме в латеральных областях и в задней части черепа, где из них возникают добавочные элементы к примордиальному черепу, как это уже было описано выше (чешуя затылочной кости, чешуя височной кости, барабанная область). Соединительнотканное происхождение имеют и некоторые небольшие кости черепа в данной области.

В нижней части перпендикулярной пластинки решетчатой кости из соединительной ткани развивается сошник (vomer). Соединительнотканное происхождение имеет также и носовая кость (os nasale), слезная кость (os lacrimale) и скуловая кость (os zygomaticum). Вторично десмогенным путем развиваются: верхнечелюстная кость (maxilla), нижняя челюсть (mandibula) и твердое небо (palatum durum).

Помимо упомянутых костей, из соединительнотканной бластемы в виде парной закладки возникает и все покрытие черепа, образованное теменными костями и лобной костью. В лобной области возникает парная закладка лобной кости, на темени головы — правая и левая теменные кости (os parietale), причем каждая из них развивается из двух отдельных центров. В затылочной области развивается верхняя часть чещуи затылочной кости, летерально — чешуя височной кости.

Все эти образования в результате десмогенного окостенения разрастаются из соответствующих центров в плоскости, а их края взамно сближаются, соединяясь, наконец, узкими соединительнотканными полосками, из которых между ними развиваются швы (saturae). Однако это соединение и у новорожденного еще не совершенно (рис. 170); кости у него еще не подходят вплотную одна к другой; таким образом, между костями возникают неокостеневшие перепончатые, мягкие спайки, так называемые роднички (fonticuli — фонтанеллы). В месте пересечения чешуи затылочной кости с обеими теменными костями (область стыка сагиттального, стреловидного шва с лямбдовидным швом) располагается малый, или затылочный, родничек (fonticulus minor, occipitalis).

Несколько кпереди на месте пересечения сагиттального шва со швом венечным, между лобной костью и теменными костями, располагается большой родничек (fonticulus major, frontalis), который полностью зарастает лишь на третьем году жизни. Лобные кости срастаются раньше (приблизительно в течение второго года жизни) в единую, лобную кость (os frontale). Между нижним отделом чешуи затылочной кости и с другой стороны чешуи височных костей находится сосцевидный родничек (fonticulus mastoideus), который также закрывается на втором году жизни. Подобным образом между вентролатеральной частью теменной кости и большими крыльями основной кости располагается основной, или клиновидный, родничек (fonticulus sphenoi-deus), исчезающий в результате сращения костей на третьем году жизни.

Тот факт, что отдельные кости у новорожденного еще полностью не сращены, и между ними находятся упомянутые роднички и соединительнотканные швы, обусловливает взаимную подвижность костей. Это имеет большое значение во время родов, когда при прохождении головки плода по родовому каналу необходимо хотя бы частичное приспособление конфигурации черепа плода форме родовых путей.

Информация на сайте подлежит консультации лечащим врачом и не заменяет очной консультации с ним.
См. подробнее в пользовательском соглашении.

Развитие черепа. Этапы формирование черепа

Несмотря на различия в происхождении, общие принципы развития, характер морфологических и функциональных нарушений позволяют рассматривать в одном контексте вопросы клиники, диагностики и лечения большей части врожденных деформаций. Именно поэтому для изучения патогенеза деформаций необходимо знать основные этапы формирования различных отделов черепа и факторы, влияющие на эти процессы.

С точки зрения простоты изложения целесообразно рассматривать рост и развитие лицевого и мозгового черепа раздельно, так как первый связан в своем формировании с деятельностью жевательной и мимической мускулатуры, развитием зубов и ЛОР-органов, а второй — с ростом головного мозга.

Прежде всего, мы хотели бы кратко напомнить общие данные о процессах костеобразования. Соответственно возможны два варианта морфогенеза скелета — мембранозный и хрящевой. Только в очень небольшой группе костей оба пути сочетаются.
Филогенетически это более старый путь костеобразования.

Развитие костной структуры, ее трансформация, происходят в течение всей жизни человека и складываются из процессов аппозиции и резорбции экзостального и эндостального характера.

Функциональные взаимодействия черепа и мозга, играющие большую роль в развитии покровных костей, проявляются уже во внутриутробном периоде. До рождения ребенка его головной мозг, равномерно увеличиваясь, способствует приобретению мозговым черепом почти правильной округлой формы. При родах кости мозгового черепа нередко смещаются в соответствии с направлением давления и могут отчасти сохранять благоприобретенное положение при дальнейшем росте ребенка. Объем мозгового черепа у новорожденного резко преобладает над объемом лицевого (черепа новорожденного против объема взрослого).

В течение первых 8 лет жизни ребенка (преимущественно в первые Пмесяцев) масса мозга увеличивается в 8 раза. Это приводит к физиологическому длительному подъему внутричерепного давления. Форма мозгового черепа ребенка складывается под давлением мозга, крови и внутримозговой жидкости изнутри и развивающихся мышц снаружи.

Как свидетельствуют данные клинико-рентгенологических исследований, бурный рост покровных костей приводит к увеличению параметров мозгового черепа (в наибольшей степени высоты и в наименьшей - ширины). Максимальное увеличение размеров черепа приходится на первые 1,5-2 года жизни ребенка. В формировании мозгового черепа важная роль принадлежит аппозиционному костеобразованию и процессам трансформации за счет новообразования костного вещества в области швов.

В течение жизни происходит формообразовательный процесс в костях мозгового черепа, который осуществляется посредством резорбтивных процессов на внутренней поверхности костей, с другой - новообразованием костной ткани на их наружной поверхности.

Анатомия черепа эмбриона. Формирование клиновидной и решетчатой кости

Основу черепа по средней линии составляют три главных кости: затылочная — вокруг foramen occipitale magnum, клиновидная — под гипофизарной областью мозга и решетчатая, расположенная под передней частью конечного мозга и простирающаяся в область носа. Затылочная кость имеет четыре эндохондральных центра окостенения — медиальный центр, расположенный каудально от большого затылочного отверстия (базиокципитальный), медиальный центр, расположенный спереди от большого затылочного отверстия (супраокципитальный), и два центра, расположенных по обеим сторонам этого отверстия (экзоокципитальные центры).

Кроме того, два центра, дающих начало интерпариетальной части затылочной кости, расположены над верхней затылочной линией. При изучении окрашенных ализарином и просветленных препаратов хорошо виден контраст между рыхло расположенными трабекулами перепончатого интерпариетального центра и имеющим значительно более плотный вид супраокципитальным центром эндохондрального происхождения. Из центров окостенения затылочной кости первым (в начале девятой недели) обычно появляется супраокципитальный. Сразу же за ним появляются экзоокципитальные и интерпариетальные центры. Базиокципитальный центр появляется на десятой неделе, но сбоку он перекрывается экзоокципитальными центрами и поэтому очерчен неясно. Слияние этих центров не происходит вплоть до рождения.

Клиновидная кость содержит пять пар эндохондральных центров: в малых крыльях (орбитосфеноидальные), в больших крыльях (алисфеноидальные), в передней части тела клиновидной кости (пресфеноидальные), в задней части тела клиновидной кости (базисфеноидальные) и lingulae. Имеется также две пары перепончатых центров, участвующих в образовании этой сложной кости.

Одна из этих пар образуется в наружной, орбито-темпоральной части больших крыльев; другая образует медиальные пластинки крыловидных отростков за исключением крючка (hamulus). Некоторые из этих центров появляются уже на девятой неделе (в больших крыльях), другие возникают значительно позднее. Даже к моменту рождения их соединение все еще неполное и клиновидная кость образуется из трех частей. Средняя часть состоит из соединенных пре- и базисфеноидальных частей и орбитосфеноидальной части. Две латеральных части состоят главным образом из больших крыльев и медиальных пластинок крыловидных отростков.

Хрящевая закладка решетчатой кости (ethmoideum) раннего хрящевого черепа состоит из медиальной и двух латеральных частей. Медиальная часть (mesethmoideum) распространяется до кончика развивающегося носа. Ее наиболее передняя часть сохраняется с некоторыми изменениями в качестве хрящевой части носовой перегородки.

Окостенение в этой главной части приводит к появлению перпендикулярной пластинки решетчатой кости, завершающей носовую перегородку и петушьего гребня (crista galli), выступающего медиально над основанием черепа. Латеральные этмоидальные хрящи начинают окостеневать в течение четвертого месяца. Трабекулы здесь нежные и редко расположенные, что способствует образованию решетчатых синусов и формированию нежных «бумажных пластинок», поддерживающих верхнюю и среднюю носовые раковины.

Медиальный и латеральные этмоидальные хрящи вначале не соединены друг с другом и развивающиеся волокна обонятельного нерва проходят между ними. В ходе развития вокруг нервных волокон образуются хрящевые перемычки, соединяющие медиальный хрящ с обоими латеральными. Хрящ вскоре окостеневает и участок, где волокна обонятельных нервов проходят через множество мелких отверстий, приобретает название решетчатой пластинки (lamina cribrosa).

Краниостеноз, краниосиностоз и деформации черепа

Краниостеноз, краниосиностоз и деформации черепа – результат преждевременного или неравномерного окостенения черепных швов (греч. kranion – череп; synostos – сращение; stenos – узкий, тесный). Частота краниостеноза составляет 1 на 1000 новорожденных. Непосредственную причину развития краниостеноза усматривают в: а) нарушении обмена веществ, которое влечет ускоренный остеосинтез костей черепа (греч. osteon – кость; synthesis – соединение, сочетание, составление); б) расстройстве кровоснабжения костей и оболочек мозга; в) уменьшении силы, действующей через твердую мозговую оболочку на свод черепа и способствующей его растяжению.

Различают первичный, или идиопатический (греч. idio – особый; pathos – страдание, болезнь), и вторичный краниостеноз. Первичный краниостеноз имеет наследственный характер или связан с наследственным предрасположением. Это, к примеру, симптомокомплекс Терсиля (1942), который включает: 1) башенный череп; 2) экзофтальм; 3) нистагм; 4) умственную отсталость; 5) эпилептические припадки; 6) внутричерепную гипертензию и 7) атрофию зрительных нервов со слепотой. Первичный краниостеноз входит в клиническую картину многих наследственных синдромов умственной отсталости с разным типом наследования. Вторичный краниостеноз развивается по разным внешним причинам, таким как воспалительные процессы, витамин D-дефицитный рахит, дефицит фосфора в крови, передозировка тиреоидного гормона (при лечении гипотиреоза), рентгеновское облучение в первой половине беременности.

В норме у новорожденных все кости черепа не сращены, передний и задний роднички открыты. Задний родничок закрывается к концу 2-го месяца, передний – в течение 2-го года жизни после родов. К концу 6-го месяца кости свода черепа соединяются между собой плотной фиброзной мембраной (лат. fiber – нить). К концу 1-го года размер головы ребенка составляет 90%, а к 6 годам достигает 95% размера головы взрослого человека. Смыкание швов путем соединения зубчатых краев костей начинается к концу 2-го года и полностью завершается к 12–14-летнему возрасту.

Преждевременное зарастание родничков и черепных швов влечет сужение черепа и уменьшение объема полости черепной коробки. Это препятствует нормальному развитию головного мозга и создает условия для ликвородинамических нарушений. С повышением внутричерепного давления возникает связанная с ним гипертензионная головная боль (греч. hyper + лат. tension – напряжение). Возможны также развитие застойных явлений на глазном дне, концентрическое сужение полей зрения, а в дальнейшем – вторичная атрофия зрительных нервов с прогрессирующим падением зрения вплоть до его утраты. Обычно возникают экзофтальм с обеих сторон, нарушения со стороны глазодвигательного нерва, истончение костей черепа, появление в костях свода черепа пальцевых вдавлений, видных на рентгеновских снимках. Высока вероятность развития умственной отсталости.

При вторичном краниостенозе на ранних этапах его формирования эффективным может быть консервативное лечение основного заболевания. При первичном краниостенозе, а также вторичном в случае уже развившейся значительной внутричерепной гипертензии показаны шунтирование и декомпрессионная терапия: формирование краниоэктомических проходов шириной до 1 см по линии шовного окостенения. Своевременное хирургическое лечение при краниостенозе обеспечивает в дальнейшем нормальное развитие головного мозга.

Преждевременное или неравномерное зарастание родничков и черепных швов приводит также к деформации черепа. Оценка формы черепа проводится с учетом черепного индекса (ЧИ) – соотношения поперечного и продольного размеров черепа. В норме, или мезоцефалии (греч. mesos – средний), ЧИ составляет у мужчин 76–80,0, у женщин – 77–81,9. При преждевременном зарастании сагиттального (лат. sagittal – стрела) шва, разделяющего череп на правую и левую половины, возникает долихоцефалия (греч. dolichos – длинный) с ЧИ менее 75. Вариантом долихоцефалии является скафоцефалия (греч. skaphe – лодка) или цимбалоцефалия (ладьевидная голова), при которой удлинение головы дополняется выступающими лбом и затылком. Может быть также седловидный череп – он удлинен и вдавлен в теменной области.

При преждевременном зарастании венечных швов (коронарный или венечный синостоз) возникает брахицефалия (греч. brachys – короткий) – увеличение поперечного размера головы с ЧИ более 81. При этом лицо детей уплощено, нередко бывает экзофтальм. При преждевременном зарастании венечного шва с одной стороны формируется плагиоцефалия (греч. plagos – косой), или косоголовость: череп асимметричен, лобная кость на стороне синостоза уплощена, на этой же стороне может быть экзофтальм, а также увеличение средней и задней черепных ямок.

Если раньше времени зарастают и сагиттальный, и венечный швы, рост черепа продолжается только в высоту. В результате формируется высокий череп конической формы, несколько уплощенный в переднезаднем направлении, – акрокрания (греч. akron – конечность), или башенный череп. Вариантом акрокрании является остроконечный череп, или оксицефалия (греч. oxis – острый) – череп высокий, суживающийся кверху и со скошенным лбом.

Преждевременное зарастание лобного шва характеризуется узкой лобной и широкой затылочной костями. Лобные кости при этом срастаются под углом, а на месте лобного шва формируется «гребень». Если компенсаторно увеличиваются задние отделы черепа и углубляется его основание, возникает тригонокрания (греч. trigonon – треугольник).

Брахицефалия, скафоцефалия и тригоноцефалия неврологической патологией, как правило, не сопровождаются. Если не возникает повреждения головного мозга, то не бывает и психиатрической патологии.

Читайте также: