Oasele scheletului membrelor în ontogenie

Două perechi de membre sunt tipice pentru aproape toate vertebratele. Astfel, peștii au aripioare pectorale și pelvine pereche, care se dezvoltă din mezenchimul pliurilor laterale.

Pe măsură ce vertebratele s-au mutat din mediul acvatic pe uscat, condițiile lor de viață s-au schimbat, ceea ce a dus la o restructurare semnificativă a corpului. Animalele terestre au dezvoltat membre anterioare și posterioare, al căror schelet este construit ca niște pârghii osoase, constând din mai multe verigi și permițând mișcarea pe uscat. Centurile membrelor sunt deja prezente într-o formă rudimentară la pești, dar ating cea mai mare dezvoltare la speciile terestre, începând cu amfibienii. Membrele sunt conectate la corp prin intermediul centurilor. Cea mai primitivă formă a scheletului centurii scapulare poate fi observată la peștii rechin, la care acesta constă din arcade cartilaginoase dorsale și ventrale fuzionate între ele mai aproape de partea ventrală a corpului. Din locul de fuziune a acestor arcade pe fiecare parte, pleacă o parte liberă a înotătoarei. Din arcul cartilaginos dorsal al centurii scapulare primitive, atât la peștii superiori, cât și la vertebratele terestre, se formează ulterior scapula. Fosa glenoidă se formează în apropierea scapulei pentru articularea cu scheletul părții libere a membrului.

Arcul cartilaginos ventral dă naștere coracoidei, care la amfibieni, reptile și păsări se contopește cu sternul. La mamiferele vivipare, coracoida este parțial redusă și crește pe scapulă sub forma unui proces în formă de cioc. Din același rudiment se dezvoltă un alt proces numit „procoracoid”, pe baza căruia se formează apoi osul tegumentar, clavicula. Clavicula se conectează cu sternul la capătul său medial și cu scapula la capătul său lateral. Aceste oase sunt dezvoltate la mamiferele a căror parte liberă a membrului se poate deplasa în jurul tuturor axelor. La animalele ale căror mișcări în timpul alergării și înotului se efectuează doar în jurul unei singure axe (ungulate, carnivore și cetacee), claviculele sunt reduse.

Centura pelviană la pești este rudimentară și nu se conectează cu coloana vertebrală, deoarece peștii nu au sacrum. La peștii rechin, centura pelviană este reprezentată de arcurile cartilaginoase dorsal și ventral. Aripioarele posterioare se extind din locul în care se unesc. Arcul cartilaginos dorsal al centurii pelvine la animalele terestre se dezvoltă în ilium. Ischionul și pubisul, corespunzătoare coracoidului și procoracoidului centurii scapulare, provin din arcul cartilaginos ventral. Aceste trei rudimente ale osului pelvian sunt conectate între ele în locul în care se formează fosa glenoidă pentru articularea cu secțiunea liberă a membrului posterior. La mamifere, odată cu vârsta, toate cele trei oase se unesc într-un singur os pelvian, iar cartilajul dintre ele dispare complet. La vertebratele superioare, în special la maimuțe și oameni, cele două oase pelvine sunt conectate la capetele lor ventrale, iar sacrul este încastrat între ele pe partea dorsală. Aceasta formează un inel osos - pelvisul. La animale, pelvisul este un suport pentru membrele posterioare, iar la oameni - pentru membrele inferioare datorită poziției sale verticale. La oameni, oasele iliace se extind semnificativ lateral, preluând funcția de susținere a organelor interne ale cavității abdominale.

Scheletul părții libere a membrelor la pești este format dintr-un număr de segmente cartilaginoase sau osoase dispuse sub formă de raze și care creează o bază solidă pentru înotătoare. În scheletul membrelor vertebratelor terestre, numărul de raze este redus la cinci. Scheletul membrelor anterioare și posterioare la animale, precum și al membrelor superioare și inferioare la oameni, are un plan structural comun și este reprezentat de trei verigi succesive: verigiune proximală (humerus și oasele pelvine), verigiune mijlocie (radius și ulnă; tibie și peroneu) și verigiune distală (mână, picior). Mâna și piciorul în partea lor proximală sunt formate din oase mici, iar în partea distală sunt cinci raze libere, numite degete. Toate fragmentele osoase indicate sunt omoloage pe ambele membre.

Datorită condițiilor de existență ale vertebratelor terestre, elementele osoase individuale din legătura distală a membrelor s-au contopit într-un singur os sau au suferit o reducere. Mai rar se observă dezvoltarea unor oase suplimentare, majoritatea fiind sesamoide (rotula, os pisiform etc.). La animalele terestre, nu numai anatomia membrelor s-a schimbat, ci și poziția lor. Astfel, la amfibieni și reptile, legătura proximală a secțiunilor libere ale ambelor perechi de membre este situată în unghi drept față de corp, iar îndoirea dintre legăturile proximale și cele medii formează, de asemenea, un unghi deschis față de partea medială. La formele superioare de vertebrate, secțiunea liberă este situată în planul sagital în raport cu corpul, în timp ce legătura proximală a membrului anterior se rotește înapoi, iar legătura proximală a membrului posterior - înainte. Drept urmare, articulația cotului este îndreptată înapoi, iar articulația genunchiului membrului inferior este îndreptată înainte.

Pe măsură ce vertebratele s-au dezvoltat mai departe, membrele anterioare au început să se adapteze la o funcție mai complexă decât membrele posterioare. În legătură cu aceasta, structura lor s-a schimbat și ea. Un exemplu este aripa păsărilor ca organ de zbor. Mamiferele cățărătoare au dezvoltat un membru de prindere cu un deget mare opozabil. Toate cele patru membre ale unei maimuțe au această funcție.

Omul, singurul dintre toate vertebratele, a dobândit o poziție verticală, a început să se bazeze doar pe membrele posterioare (inferioare). Membrele anterioare ale omului, care au devenit superioare datorită poziției verticale, au fost complet eliberate de funcția de a mișca corpul în spațiu, ceea ce le-a dat posibilitatea de a face uneori mișcări foarte fine. În acest sens, oasele brațului diferă de oasele piciorului printr-o ușurință mai mare și o structură fină. Sunt conectate între ele prin articulații mobile. Libertatea de mișcare a membrului superior la om depinde și de prezența claviculei, care deplasează membrul superior liber în lateral. Mâna umană s-a adaptat activității de muncă, și anume: oasele încheieturii mâinii sunt mici, conectate mobil între ele; degetele s-au lungit și au devenit mobile; degetul mare este situat aproape în unghi drept față de oasele metatarsului, este foarte mobil și se opune tuturor celorlalte degete, ceea ce asigură funcția de prindere a mâinii atunci când se efectuează lucrări complexe.

Membrul inferior al unei persoane îndeplinește funcția de susținere, menținând corpul în poziție verticală și mișcându-l în spațiu. În acest sens, oasele membrului inferior sunt masive, articulațiile dintre legăturile individuale sunt mai puțin mobile decât cele ale membrului superior. Funcția diferită a membrelor superioare și inferioare la om a avut cel mai mare impact asupra legăturii distale - mâna și piciorul.

Mâna se dezvoltă și se perfecționează ca organ al travaliului. Piciorul servește la susținerea corpului, acesta suportă toată greutatea acestuia. Degetele de la picioare nu joacă un rol semnificativ în susținere, au devenit foarte scurte. Degetul mare este situat în același rând cu celelalte degete de la picioare și nu este deosebit de mobil.

Piciorul este o structură arcuită complexă din punct de vedere mecanic, datorită căreia servește drept suport elastic, de care depinde netezirea șocurilor și vibrațiilor în timpul mersului, alergării și săriturilor.

În ontogeneza umană, rudimentele membrelor apar în a 3-a săptămână de viață embrionară ca un grup de celule mezenchimale în pliurile laterale ale corpului embrionului, asemănându-se cu aripioarele de pește. Pliurile se extind și formează plăci care dau naștere mâinilor și, ceva mai târziu, picioarelor. În aceste rudimente, degetele nu pot fi încă distinse; ele se formează ulterior sub forma a 5 raze. Secvența dezvoltării ulterioare a elementelor viitoarelor membre se observă în direcția de la legătura distală a membrului la cea proximală.

Toate oasele extremităților, cu excepția claviculelor, care se dezvoltă pe bază de țesut conjunctiv, ocolind stadiul de cartilaj, trec prin trei etape de dezvoltare. În acest caz, diafizele tuturor oaselor se osifică în perioada uterină, iar epifizele și apofizele - după naștere. Doar unele epifize încep să se osifice cu puțin timp înainte de naștere. În fiecare os există un anumit număr de centre de osificare, care apar într-o anumită ordine. În diafizele oaselor tubulare, centrul de osificare primar apare la sfârșitul celei de-a doua - începutul celei de-a treia luni de viață intrauterină și crește în direcția epifizelor proximale și distale. Epifizele acestor oase la nou-născuți sunt încă cartilaginoase, iar centrele de osificare secundare din ele se formează după naștere, în primii 5-10 ani. Epifizele osoase cresc până la diafize după 15-17 și chiar după 20 de ani. Momentul apariției principalelor puncte de osificare în timpul formării oaselor individuale merită o atenție deosebită.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ]