11. Sistemul osos

11.1. Introducere

Mișcarea, una dintre însușirile specifice organismelor vii, prezintă două componente prin intermediul cărora se poate realiza locomoția, mișcarea corpului, a unor segmente, și anume:

• sistemul osteoarticular – cu rol pasiv;
• sistemul muscular – cu rol activ.

11.2. Sistemul osos

Osteogeneza și creșterea oaselor

Osteogeneză – procesul de dezvoltare a oaselor. Acesta se realizează prin transformarea țesutului cartilaginos (prin osificare encondrală) sau conjunctivo-fibros (prin osificare desmală sau endoconjunctivă) al embrionului, în scheletul osos al adultului.

 În funcție de originea lor, oasele se clasifică în:

• oase de membrană – dezvoltate prin osificare desmală (endoconjuctivă).

Osificarea desmală/ de membrană: determină formarea oaselor bolții cutiei craniene și parțial: claviculelor și mandibulei. Totodată, susține creșterea în grosime a oaselor lungi (datorită periostului).

• oase de cartilaj – dezvoltate prin osificare encondrală.

Osificarea encondrală: determină formarea oaselor membrelor, oaselor scurte și oaselor bazei craniului. Totodată, susține creșterea în lungime a osului la nivelul cartilajului de creștere – cartilajul diafizo-epifizar. În modelul cartilaginos al unui os lung apar centre de osificare. Inițial apar în diafiză și ulterior în epifize și poartă numele de puncte de osificare primitivă (primară).

Procesul de osificare al epifizelor începe mai târziu, atunci când acestea aproape au atins dimensiunile finale. Până în jurul vârstei de 20 de ani, cartilajele de conjugare diafizo-epifizare sau de creștere, își păstrează structura cartilaginoasă. Celulele acestora se reproduc doar spre diafiză, favorizând astfel creșterea în lungime a osului. Zona internă, osteogenă a periostului este cea care asigură creșterea în grosime.

Atunci când creșterea încetează, epifizele rămân acoperite cu un strat subțire de cartilaj hialin, denumit cartilaj articular. În jurul vârstei de 20-25 de ani, cartilajele de creștere sunt înlocuite de țestul osos și epifizele se sudează la diafize.

11.3. Scheletul

Scheletul constituie totalitatea oaselor așezate în poziție anatomică.

Clasificarea oaselor după formă se face în:

• oase lungi (predomină lungimea): humerus, radius, ulna, femur, tibie, fibulă;
• oase late (predomină lățimea și înălțimea): parietal, frontal, occipital, stern, scapulă, coxal;
• oase scurte (cele 3 dimensiuni sunt aproximativ egale): carpiene, tarsiene.

Unele oase se află în grosimea unui tendon și se numesc sesamoide. Un exemplu ar fi rotula care se găsește în grosimea tendonului cvadriceps femural.

Unele oase alungite, la care predomină lungimea, sunt lipsite de diafiză și epifiză – coastele și clavicula.

11.4. Scheletul capului

Scheletul capului - alcătuire:

• Neurocraniu – în interiorul său se află encefalul.    

Prezintă 4 oase nepereche: frontal, etmoid, sfenoid (se articulează cu oasele temporal, parietal, frontal, zigomatic), occipital.

Prezintă 2 oase perechi: temporale (nu se articulează cu osul frontal) și parietale.

• Viscerocraniu – în interiorul său se află segmente periferice ale organelor de simț, dar include și primele segmente ale aparatelor respirator și digestiv.    

Prezintă 2 oase nepereche: vomerul și mandibula.

Prezintă 6 oase perechi: maxilare, palatine, nazale, lacrimale, zigomatice, cornetele nazale inferioare.

11.5. Scheletul trunchiului

Scheletul trunchiului - alcătuire:

• Coloana vertebrală
• Stern
• Coaste
• Bazin: osul sacru și două oase coxale.

Sternul și coastele fac parte din scheletul toracelui.

Coloana vertebrală

Coloana vertebrală constituie scheletul axial, fiind dispusă în partea mediană și posterioară a corpului. Roluri:

• ax de susținere a corpului;
• protejează MS;
• susține efectuarea diferitelor mișcări ale trunchiului și capului. 

Coloana vertebrală este împărțită în 5 regiuni:

• cervicală – 7 vertebre cervicale;
• toracală (dorsală) – 12 vertebre toracale;
• lombară – 5 vertebre lombare;
• sacrală – 5 vertebre sacrale;
• coccigiană – 4-5 vertebre coccigiene.

Prima vertebră din regiunea cervicală se numește atlas și a doua axis.

O vertebră tip prezintă anterior – corpul vertebral, posterior – arcul vertebral, iar cele două formațiuni sunt unite prin 2 pediculi vertebrali. Prin suprapunerea acestora din urmă se delimitează orificiile intervertebrale (de conjugare) care reprezintă locurile de ieșire ale nervilor spinali. Între cele 3 structuri (corp, pediculi și arc), se află orificiul vertebral, care prin suprapunere rezultă canalul vertebral în care se află MS.

Sudarea celor 5 vertebre sacrale formează osul sacru. Acesta este un os nepereche, median, de forma unui triunghi, cu baza în sus. Vârful său orientat în jos se unește cu baza coccisului. Fețele laterale ale osului sacru au o suprafața de articulare pentru osul coxal.

Prin fuzionarea celor 4-5 vertebre coccigiene duc la formarea coccigelui.

Coloana vertebrală prezintă curburi:

• în plan sagital – se numesc lordoze (când concavitatea este posterior, convexitatea este anterior), în regiunile cervicală și lombară; și cifoze (când concavitatea este anterior, convexitatea posterior), în regiunile toracală și sacrală.
• în plan frontal – se numesc scolioze – și pot fi cu convexitatea la stânga sau la dreapta.

Scheletul toracelui

Scheletul toracelui/ toracele osos se compune din stern (anterior), coloana vertebrală (posterior) – prin cele 12 vertebre toracale – și coaste (în lateral).

Sternul – anterior, dispus pe linia mediană a toracelui. Este un os lat, format din: manubriu, corp și apendicele xifoid (își păstrează consistența cartilaginoasă până în jurul vârstei de 40 de ani).

Coastele – arcuri osteocartilaginoase care se întind de la regiunea toracală a coloanei vertebrale și până la stern. Se află în partea laterală a toracelui. Sunt 12 perechi de coaste. Posterior, acestea sunt formate dintr-un arc osos care se articulează cu vertebrele toracale și anterior din cartilajul costal.

În cazul primelor 7 perechi de coaste, cartilajul lor se articulează direct cu sternul și sunt încadrate ca fiind coaste adevărate. Perechile următoare, VIII, IX și X, se articulează cu sternul prin intermediul cartilajului coastei VII și se numesc coaste false. Ultimele două coaste sunt lipsite de cartilaj și nu mai ajung la stern. Acestea sunt coaste flotante (libere).

11.6. Scheletul membrelor

Scheletul membrelor superioare - alcătuire:

• scheletul centurii scapulare: claviculă și scapulă (omoplat). Centura scapulară (clavicula + omoplat) leagă membrul superior de torace.

Clavicula – os alungit, are forma literei „S” culcată. Lateral se articulează cu scapula și medial cu manubriul sternal.

Scapula – os lat, de formă triunghiulară, dispus cu baza în sus. Se articulează lateral cu humerusul.

• scheletul membrului superior liber: scheletul brațului, antebrațului și mâinii.

Scheletul brațului – format din osul humerus.

Scheletul antebrațului – format din două oase lungi: radius și ulna.

Scheletul mâinii – format din: 8 oase carpiene, 5 metacarpiene, 14 falange (în cazul degetului I (police), se află doar două falange).

Scheletul membrelor inferioare - alcătuire:

• centura pelvină  – leagă membrul inferior de scheletul trunchiului. Este formată din oasele coxale. Acestea se articulează anterior între ele și formează simfiza pubiană. Posterior se articulează cu sacrul și formează bazinul – pelvisul osos. 

Prin sudarea a 3 oase (ilion, ischion, pubis) se obține osul coxal. Sudarea acestora survine ca un mecanism de adaptare la stațiunea bipedă, membrele inferioare fiind diferențiate tocmai pentru a prelua din greutatea corpului și a susține funcția locomotorie.

• scheletul membrului inferior propriu-zis: scheletul coapsei, gambei, piciorului și rotula.

Scheletul coapsei – este alcătuit din femur (cel mai lung os din corp). Femurul se articulează cu osul coxal și rotula.

Scheletul gambei – este format din două oase: tibia – dispusă medial, mai voluminoasă și fibula – lateral.

Rotula – os triunghiular, așezat cu baza în sus, așezat în tendonul mușchiului cvadriceps. Partea posterioară se articulează cu epifiza distală a femurului.

Scheletul piciorului – este alcătuit din: 7 oase tarsiene, 5 oase metatarsiene, 14 falange (pentru degetul I (haluce) sunt doar două).

11.7. Rolurile funcționale ale oaselor

Rolurile funcționale ale oaselor sunt:

• De pârghii ale aparatului locomotor

Asupra acestora acționează mușchii care asigură susținerea corpului și locomoția. Pârghiile formate sunt de cele 3 ordine:

I – articulația craniului cu coloana vertebrală.

II – articulația dintre oasele gambei și picior.

III – articulația dintre osul brațului și cele ale antebrațului.

• De protecție a unor organe de importanță vitală

Cutia craniană – pentru encefal.

Canalul rahidian – pentru MS.

Cutia toracică – pentru inimă și plămâni.

Bazinul osos – pentru organele pelvine.

• Antitoxic

Oasele au capacitatea de a reține numeroase substanțe toxice (de exemplu: F, Hg, Pb) care pătrund accidental în organism, după care le eliberează treptat și ulterior se elimină renal. Astfel, concentrația toxicului în sânge nu are o valoare crescută, în felul acesta prevenindu-se efectele toxice asupra altor organe.  

• De sediu principal al organelor hematopoetice

Toate oasele copiilor și în cazul adulților doar cele late, prezintă măduva roșie hematogenă (din care se formează elementele figurate ale sângelui - proces de hematopoieză). La adult, măduva din canalul central al diafizelor oaselor lungi este galbenă (țesut adipos cu rol de rezervă). La vârstnici aceasta este cenușie, nefuncțională.

• În metabolismul calciului, fosforului și electroliților

Oasele constituie rezervorul principal de substanțe minerale al organismului.

11.8. Compoziția chimică a oaselor

Osul conține: 20% apă și 80% reziduu uscat. Din procentul de reziduu uscat, osul este format dintr-o matrice organică solidă care este foarte mult întărită de depozitele de săruri de calciu. Deci reziduul uscat al osului este format din matrice organică și săruri minerale.

Matricea organică a osului: 90 – 95% fibre de colagen. Acestea se extind în principal de-a lungul liniilor de forță de tensiune și conferă osului marea sa rezistență la tensiune. Restul conținutului din matricea organică a osului (5 - 10 %) este reprezentat de un mediu omogen, denumit substanță fundamentală. O particularitate metabolică o reprezintă afinitatea mare a substanței fundamentale față de sărurile minerale.

Fibrele de colagen și substanța fundamentală formează împreună oseina.

Sărurile minerale au ca reprezentant principal: fosfatul de calciu. Substanța cristalină de cea mai mare importanță din structura osului: hidroxiapatita.

La nivelul oaselor se desfășoară procese metabolice identice celorlalte organe. Însă, în mod particular, din punct de vedere metabolic, substanța fundamentală manifestă o afinitate mare față de sărurile minerale.

11.9. Articulațiile

Articulațiile sunt organe de legătură între oase. Reprezintă sediul mișcărilor.

În funcție de gradul de mobilitate, acestea se clasifică în: sinartroze și diartroze.

SINARTROZE – articulații fixe, imobile. Nu au cavitate articulară. Mișcările executate sunt foarte reduse. Între cele două oase se interpune un țesut care în funcție de tipul acestuia, sinartrozele se împart în:

• sindesmoze – între oase se află țesut fibros (suturile craniene);
• sincondroze – între oase se află țesut cartilaginos (simfizele);
• sinostoze – între oase se află țesut osos (în cazul sindesmozelor și sincondrozelor osificate cu înaintarea în vârstă).
  

DIARTROZE – articulații ce prezintă un grad variabil de mobilitate. Acestea se clasifică în:

• amfiartroze – articulații semimobile. Prezintă suprafețe articulare plane/ ușor concave. De exemplu, articulațiile dintre corpurile vertebrale care rezultă prin interpunerea discurilor intervertebrale.
• artrodii  – articulații mobile, sinoviale, cu mobilitate mare. De exemplu: articulația genunchiului. Mișcările în artrodii sunt dependente de forma suprafețelor articulare. Acestea pot avea loc în jurul unui ax, a două sau 3 axe. Elementele structurale care intră în alcătuirea unui artrodii sunt: suprafețele articulare, capsula articulară, membrana sinovială, cavitatea articulară, ligamentele articulare.     

11.10. Noțiuni elementare de igienă și patologie

Deformările – se pot manifesta la nivelul oricărui component al sistemului osos. Cele mai frecvente deformări se înregistrează la nivelul coloanei vertebrale:

• cifoza – exagerare a curburii coloanei toracale.
• lordoza – exagerare a convexității coloanei lombare.
• scolioza – curbarea anormală laterală a coloanei vertebrale, care poate să apară în orice regiune a acesteia.