Грудная клетка: строение, функции и защита органов. Ребра, позвоночник, грудина – основа осевого скелета и дыхательной системы человека. Анатомия и мышцы.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Костная структура грудной клетки
Bone structure of the thorax
Грудная клетка — это эндоскелетная оболочка в грудной полости большинства позвоночных, состоящая из ребер, позвоночного столба и грудины, которые защищают жизненно важные органы грудной полости, такие как сердце, легкие и крупные сосуды, а также поддерживают плечевой пояс, формируя основную часть осевого скелета. Типичная грудная клетка человека состоит из 12 пар ребер и прикрепленных к ним реберных хрящей, грудины (включая рукоятку и мечевидный отросток) и 12 грудных позвонков, сочленяющихся с ребрами. Грудная клетка также служит местом прикрепления для наружных скелетных мышц шеи, верхних конечностей, верхней части живота и спины, а вместе с покрывающей кожей, фасциями и мышцами образует грудную стенку. У четвероногих грудная клетка непосредственно вмещает мышцы, участвующие в дыхании (диафрагму, межреберные мышцы и др.), которые необходимы для активного вдоха и форсированного выдоха, и, следовательно, выполняет важную вентиляционную функцию в дыхательной системе.
The rib cage or thoracic cage is an endoskeletal enclosure in the thorax of most vertebrates that comprises the ribs, vertebral column and sternum, which protect the vital organs of the thoracic cavity, such as the heart, lungs and great vessels and support the shoulder girdle to form the core part of the axial skeleton. A typical human thoracic cage consists of 12 pairs of ribs and the adjoining costal cartilages, the sternum (along with the manubrium and xiphoid process), and the 12 thoracic vertebrae articulating with the ribs. The thoracic cage also provides attachments for extrinsic skeletal muscles of the neck, upper limbs, upper abdomen and back, and together with the overlying skin and associated fascia and muscles, makes up the thoracic wall. In tetrapods, the rib cage intrinsically holds the muscles of respiration (diaphragm, intercostal muscles, etc.) that are crucial for active inhalation and forced exhalation, and therefore has a major ventilatory function in the respiratory system.
Структура
В позвоночном столбе человека тридцать три позвонка. Реберная клетка связана с грудными позвонками TH1–TH12. Ребра классифицируются по их расположению и соединению с грудиной. Все ребра прикрепляются сзади к грудным позвонкам и нумеруются от первого до двенадцатого соответственно. Ребра, которые непосредственно сочленяются с грудиной, называются истинными ребрами, а те, что не сочленяются напрямую – ложными ребрами. К ложным ребрам относятся плавающие ребра (одиннадцатое и двенадцатое), которые вообще не прикреплены к грудине.
There are thirty three vertebrae in the human vertebral column. The rib cage is associated with TH1−TH12. Ribs are described based on their location and connection with the sternum. All ribs are attached posteriorly to the thoracic vertebrae and are numbered accordingly one to twelve. Ribs that articulate directly with the sternum are called true ribs, whereas those that do not articulate directly are termed false ribs. The false ribs include the floating ribs (eleven and twelve) that are not attached to the sternum at all.
Привязка
Термины "истинные ребра" и "ложные ребра" описывают пары ребер, которые прикреплены к грудине непосредственно или косвенно, соответственно. Первые семь пар ребер, известные как фиксированные или вертебростернальные ребра, являются истинными ребрами (costae verae), поскольку они соединяются непосредственно с грудиной посредством собственных индивидуальных реберных хрящей. Следующие пять пар (от восьмой до двенадцатой) – ложные ребра (costae spuriae) или вертеброхондральные ребра, которые не соединяются непосредственно с грудиной. Первые три пары вертеброхондральных ребер (восьмая–десятая) соединяются с грудиной косвенно через реберные хрящи ребер, расположенных выше, и общая эластичность их сочленений обеспечивает движения, подобные движению ручки ведра, грудной клетки, необходимые для дыхательной активности. Термин "плавающие ребра" (costae fluctuantes) или "позвоночные ребра" относится к двум нижним (одиннадцатой и двенадцатой) парам ребер; они так называются, потому что прикреплены только к позвонкам и не к грудине или каким-либо реберным хрящам. Эти ребра относительно малы и хрупки и имеют хрящевой кончик. Пространства между ребрами известны как межреберные промежутки; они содержат внутренние межреберные мышцы и нейрососудистые пучки, содержащие межреберные нервы, артерии и вены. Поверхность грудной клетки покрыта грудопоясничной фасцией, которая обеспечивает наружные прикрепления для мышц шеи, спины, груди и брюшной полости.
The terms true ribs and false ribs describe rib pairs that are directly or indirectly attached to the sternum respectively. The first seven rib pairs known as the fixed or vertebrosternal ribs are the true ribs (costae verae) as they connect directly to the sternum via their own individual costal cartilages. The next five pairs (eighth to twelfth) are the false ribs (costae spuriae) or vertebrochondral ribs, which do not connect directly to the sternum. The first three pairs of vertebrochondral ribs (eighth to tenth) connect indirectly to the sternum via the costal cartilages of the ribs above them, and the overall elasticity of their articulations allows the bucket handle movements of the rib cage essential for respiratory activity. The phrase floating rib (costae fluctuantes) or vertebral rib refers to the two lowermost (the eleventh and twelfth) rib pairs; so called because they are attached only to the vertebrae and not to the sternum or any of the costal cartilages. These ribs are relatively small and delicate, and include a cartilaginous tip. The spaces between the ribs are known as intercostal spaces; they contain the instrinsic intercostal muscles and the neurovascular bundles containing intercostal nerves, arteries and veins. The superficial surface of the rib cage is covered by the thoracolumbar fascia, which provides external attachments for the neck, back, pectoral and abdominal muscles.
Части ребра
Каждое ребро состоит из головки, шейки и тела. Все ребра прикреплены сзади к грудным позвонкам. Они пронумерованы в соответствии с позвонками, к которым они прикрепляются – от первого до двенадцатого, сверху (T1) вниз. Головка ребра – это конечная часть, наиболее близкая к позвонку, с которым оно сочленяется. Она отмечена суставной поверхностью в форме почки, разделенной горизонтальным гребнем на две области сочленения. Верхняя область сочленяется с нижней реберной ямкой на позвонке выше, а большая область – с верхней реберной ямкой на позвонке с тем же номером. Поперечный отросток грудного позвонка также сочленяется с бугорком ребра того же номера посредством поперечной реберной ямки. Гребень служит местом прикрепления внутрисуставной связки. Шейка ребра – это сплющенная часть, отходящая латерально от головки. Длина шейки составляет около 3 см. Ее передняя поверхность плоская и гладкая, а задняя поверхность пронизана многочисленными отверстиями и имеет шероховатую поверхность для прикрепления связки шейки. Верхний край представляет собой шероховатый гребень (crista colli costae) для прикрепления передней реберно-поперечной связки, нижний край – округлый. На задней поверхности шейки находится возвышение – бугорок, состоящий из суставной и несуставной части. Суставная часть – нижняя и более медиальная из двух – имеет небольшую овальную поверхность для сочленения с поперечной реберной ямкой на конце поперечного отростка нижнего из двух позвонков, с которыми сочленяется головка. Несуставная часть – это шероховатое возвышение, служащее местом прикрепления связки бугорка. Бугорок более выражен на верхних ребрах, чем на нижних. Угол ребра (реберный угол) может относиться как к его изогнутой части, так и к выступающей линии в этой области, немного спереди от бугорка. Эта линия направлена вниз и латерально, к ней прикрепляется сухожилие мышцы iliocostalis. В этой точке ребро изогнуто в двух направлениях и одновременно скручено вокруг своей продольной оси. Расстояние между углом и бугорком постепенно увеличивается от второго до десятого ребра. Область между углом и бугорком округлая, шероховатая и неровная, служащая местом прикрепления мышцы longissimus dorsi.
Each rib consists of a head, neck, and a shaft. All ribs are attached posteriorly to the thoracic vertebrae. They are numbered to match the vertebrae they attach to – one to twelve, from top (T1) to bottom. The head of the rib is the end part closest to the vertebra with which it articulates. It is marked by a kidney shaped articular surface which is divided by a horizontal crest into two articulating regions. The upper region articulates with the inferior costal facet on the vertebra above, and the larger region articulates with the superior costal facet on the vertebra with the same number. The transverse process of a thoracic vertebra also articulates at the transverse costal facet with the tubercle of the rib of the same number. The crest gives attachment to the intra articular ligament. The neck of the rib is the flattened part that extends laterally from the head. The neck is about 3 cm long. Its anterior surface is flat and smooth, whilst its posterior is perforated by numerous foramina and its surface rough, to give attachment to the ligament of the neck. Its upper border presents a rough crest (crista colli costae) for the attachment of the anterior costotransverse ligament; its lower border is rounded. On the posterior surface at the neck, is an eminence—the tubercle that consists of an articular and a non articular portion. The articular portion is the lower and more medial of the two and presents a small, oval surface for articulation with the transverse costal facet on the end of the transverse process of the lower of the two vertebrae to which the head is connected. The non articular portion is a rough elevation and affords attachment to the ligament of the tubercle. The tubercle is much more prominent in the upper ribs than in the lower ribs. The angle of a rib (costal angle) may both refer to the bending part of it, and a prominent line in this area, a little in front of the tubercle. This line is directed downward and laterally; this gives attachment to a tendon of the iliocostalis muscle. At this point, the rib is bent in two directions, and at the same time twisted on its long axis. The distance between the angle and the tubercle is progressively greater from the second to the tenth ribs. The area between the angle and the tubercle is rounded, rough, and irregular, and serves for the attachment of the longissimus dorsi muscle.
Ребра и позвонки
Первое ребро (самое верхнее) – наиболее изогнутое и обычно самое короткое из всех ребер; оно широкое и плоское, его поверхности обращены вверх и вниз, а его края – внутрь и наружу. Головка небольшая и округлая, имеет только одну суставную фасетку для сочленения с телом первого грудного позвонка. Шея узкая и округлая. Бугорок, толстый и выступающий, расположен на наружном крае. Он несет небольшую фасетку для сочленения с поперечной реберной фасеткой на поперечном отростке T1. Угла нет, но в области бугорка ребро слегка изогнуто, выпуклостью вверх, так что головка кости направлена вниз. Верхняя поверхность тела отмечена двумя неглубокими бороздами, разделенными небольшим гребнем, который внутренне переходит в бугорок – бугорок передней лестничной мышцы – для прикрепления передней лестничной мышцы; передняя борозда пропускает подключичную вену, задняя – подключичную артерию и нижний ствол плечевого сплетения. За задней бороздкой находится шероховатая область для прикрепления медиальной лестничной мышцы. Нижняя поверхность гладкая и без реберной бороздки. Наружный край выпуклый, толстый и округлый, а в его задней части прикрепляется первая дигитация передней зубчатой мышцы. Внутренний край вогнутый, тонкий и острый, отмечен примерно по центру бугорком передней лестничной мышцы. Передний конец больше и толще, чем у любого другого ребра. Второе ребро – второе верхнее ребро у человека или второе наиболее переднее у животных, передвигающихся на четырех конечностях. У человека второе ребро определяется как истинное ребро, поскольку оно соединяется с грудиной посредством реберного хряща спереди. Сзади второе ребро соединяется с позвоночным столбом через второй грудной позвонок. Второе ребро значительно длиннее первого, но имеет очень похожую кривизну. Несуставная часть бугорка иногда слабо выражена. Угол небольшой и расположен близко к бугорку. Тело не скручено, поэтому оба конца касаются любой плоской поверхности, на которую оно может быть положено; однако имеется изгиб с выпуклостью вверх, подобный, хотя и меньший, чем у первого ребра. Тело не сплющено горизонтально, как у первого ребра. Его наружная поверхность выпуклая, обращена вверх и немного наружу; вблизи середины находится шероховатая возвышенность для начала нижней части первой и всей второй дигитации передней зубчатой мышцы; позади и выше этой возвышенности прикрепляется задняя лестничная мышца. Внутренняя поверхность гладкая и вогнутая, направлена вниз и немного внутрь: на ее задней части находится короткая реберная бороздка между гребнем внутренней поверхности ребра и нижним краем. Она защищает межреберное пространство, содержащее межреберные вены, межреберные артерии и межреберные нервы. Десятое ребро прикрепляется непосредственно к телу позвонка T10, а не между позвонками, как второе – девятое ребра. Благодаря этому прямому прикреплению позвонок T10 имеет полную реберную фасетку на своем теле.
The first rib (the topmost one) is the most curved and usually the shortest of all the ribs; it is broad and flat, its surfaces looking upward and downward, and its borders inward and outward. The head is small and rounded, and possesses only a single articular facet, for articulation with the body of the first thoracic vertebra. The neck is narrow and rounded. The tubercle, thick and prominent, is placed on the outer border. It bears a small facet for articulation with the transverse costal facet on the transverse process of T1. There is no angle, but at the tubercle, the rib is slightly bent, with the convexity upward, so that the head of the bone is directed downward. The upper surface of the body is marked by two shallow grooves, separated from each other by a slight ridge prolonged internally into a tubercle, the scalene tubercle, for the attachment of the anterior scalene; the anterior groove transmits the subclavian vein, the posterior the subclavian artery and the lowest trunk of the brachial plexus. Behind the posterior groove is a rough area for the attachment of the medial scalene. The under surface is smooth and without a costal groove. The outer border is convex, thick, and rounded, and at its posterior part gives attachment to the first digitation of the serratus anterior. The inner border is concave, thin, and sharp, and marked about its center by the scalene tubercle. The anterior extremity is larger and thicker than that of any of the other ribs. The second rib is the second uppermost rib in humans or second most frontal in animals that walk on four limbs. In humans, the second rib is defined as a true rib since it connects with the sternum through the intervention of the costal cartilage anteriorly (at the front). Posteriorly, the second rib is connected with the vertebral column by the second thoracic vertebra. The second rib is much longer than the first rib, but has a very similar curvature. The non articular portion of the tubercle is occasionally only feebly marked. The angle is slight and situated close to the tubercle. The body is not twisted so that both ends touch any plane surface upon which it may be laid; but there is a bend, with its convexity upward, similar to, though smaller than that found in the first rib. The body is not flattened horizontally like that of the first rib. Its external surface is convex, and looks upward and a little outward; near the middle of it is a rough eminence for the origin of the lower part of the first and the whole of the second digitation of the serratus anterior; behind and above this is attached the posterior scalene. The internal surface, smooth, and concave, is directed downward and a little inward: on its posterior part there is a short costal groove between the ridge of the internal surface of the rib and the inferior border. It protects the intercostal space containing the intercostal veins, intercostal arteries, and intercostal nerves. The tenth rib attaches directly to the body of vertebra T10 instead of between vertebrae like the second through ninth ribs. Due to this direct attachment, vertebra T10 has a complete costal facet on its body.
Стерня
Стерня — это длинная плоская кость, формирующая переднюю часть реберной клетки. Хрящи верхних семи ребер (истинных ребер) соединяются со стерня в стернокостальных сочленениях. Реберный хрящ второго ребра сочленяется со стерня в месте угловатой выемки, что облегчает его пальпацию. Манубриум — это более широкая верхняя часть стерня. Верхний край манубриума имеет неглубокую U-образную границу, называемую яремной (надгрудинной) выемкой. Ключичная выемка — это неглубокое углубление, расположенное с обеих сторон на верхних латеральных краях манубриума. Это местоположение стерноключичного сустава, между стерня и ключицей. Первые ребра также прикрепляются к манубрию. Поперечная мышца груди иннервируется одним из межреберных нервов и крепится проксимально к задней поверхности нижней части стерня. Ее дистальное прикрепление — внутренняя поверхность реберных хрящей со второго по шестое, и она участвует в опускании ребер.
The sternum is a long, flat bone that forms the front of the rib cage. The cartilages of the top seven ribs (the true ribs) join with the sternum at the sternocostal joints. The costal cartilage of the second rib articulates with the sternum at the sternal angle making it easy to locate. The manubrium is the wider, superior portion of the sternum. The top of the manubrium has a shallow, U shaped border called the jugular (suprasternal) notch. The clavicular notch is the shallow depression located on either side at the superior lateral margins of the manubrium. This is the site of the sternoclavicular joint, between the sternum and clavicle. The first ribs also attach to the manubrium. The transversus thoracis muscle is innervated by one of the intercostal nerves and superiorly attaches at the posterior surface of the lower sternum. Its inferior attachment is the internal surface of costal cartilages two through six and works to depress the ribs.
Разработка
Расширение грудной клетки у мужчин обусловлено воздействием тестостерона в период полового созревания. Таким образом, у мужчин обычно широкие плечи и расширенная грудная клетка, что позволяет им вдыхать больше воздуха для обеспечения мышц кислородом.
Expansion of the rib cage in males is caused by the effects of testosterone during puberty. Thus, males generally have broad shoulders and expanded chests, allowing them to inhale more air to supply their muscles with oxygen.
Изменение
Встречаются вариации в количестве ребер. Примерно у 1 из 200–500 человек имеется дополнительное шейное ребро, и женщины подвержены этому чаще. Внутригрудные сверхчисленные ребра встречаются крайне редко. Остаток ребра 7-го шейного позвонка с одной или обеих сторон иногда заменяется свободным дополнительным ребром, называемым шейным ребром, которое может механически сдавливать нервы (плечевое сплетение), идущие к руке. У представителей некоторых этнических групп, особенно японцев, десятое ребро иногда является плавающим, так как ему не хватает хрящевого соединения с седьмым ребром.
Variations in the number of ribs occur. About 1 in 200–500 people have an additional cervical rib, and there is a female predominance. Intrathoracic supernumerary ribs are extremely rare. The rib remnant of the 7th cervical vertebra on one or both sides is occasionally replaced by a free extra rib called a cervical rib, which can mechanically interfere with the nerves (brachial plexus) going to the arm. In several ethnic groups, most significantly the Japanese, the tenth rib is sometimes a floating rib, as it lacks a cartilaginous connection to the seventh rib.
Клиническое значение
Переломы ребер – наиболее распространенная травма грудной клетки. Чаще всего поражаются средние ребра. Когда несколько смежных ребер получают два или более переломов каждое, это может привести к нестабильности грудной клетки, представляющей угрозу для жизни. Вывих ребра может быть болезненным и может быть вызван, например, кашлем, травмой или поднятием тяжестей. Воспаление одного или нескольких реберных хрящей называется костохондритом; вызванная им боль может быть похожа на боль при сердечном приступе. К аномалиям грудной клетки относятся воронкообразная грудь (pectus excavatum) и килевидная грудь (pectus carinatum). Бифуркация ребра – это расщепление ребра на две ветви к грудинному концу, обычно затрагивающее только одно ребро из пары. Это врожденный дефект, встречающийся примерно у 1,2% населения. Часто протекает бессимптомно, хотя могут возникать затруднения с дыханием и другие проблемы. Удаление ребра – это хирургическое удаление одного или нескольких ребер по терапевтическим или косметическим показаниям. Резекция ребра – это удаление части ребра.
Rib fractures are the most common injury to the rib cage. These most frequently affect the middle ribs. When several adjacent ribs incur two or more fractures each, this can result in a flail chest which is a life threatening condition. A dislocated rib can be painful and can be caused simply by coughing, or for example by trauma or lifting heavy weights. One or more costal cartilages can become inflamed – a condition known as costochondritis; the resulting pain is similar to that of a heart attack. Abnormalities of the rib cage include pectus excavatum ("sunken chest") and pectus carinatum ("pigeon chest"). A bifid rib is a bifurcated rib, split towards the sternal end, and usually just affecting one of the ribs of a pair. It is a congenital defect affecting about 1.2% of the population. It is often without symptoms though respiratory difficulties and other problems can arise. Rib removal is the surgical removal of one or more ribs for therapeutic or cosmetic reasons. Rib resection is the removal of part of a rib.
Восстановление
С начала XX века признается способность человеческих ребер к самовосстановлению.
Since the early part of the 20th century, the ability of the human rib to regenerate itself has been appreciated.
Библейская история
Количество ребер, равное 24 (12 пар), было отмечено фламандским анатомом Везалием в его ключевой работе по анатомии De humani corporis fabrica в 1543 году, что вызвало волну споров, поскольку традиционно, исходя из библейской истории об Адаме и Еве, считалось, что у мужчин ребер на одно меньше, чем у женщин. Однако тринадцатое ребро, или “шейное ребро”, встречается у 1% людей.
The number of ribs as 24 (12 pairs) was noted by the Flemish anatomist Vesalius in his key work of anatomy De humani corporis fabrica in 1543, setting off a wave of controversy, as it was traditionally assumed from the Biblical story of Adam and Eve that men's ribs would number one fewer than women's. However, thirteenth or “cervical rib” occurs in 1% of humans
Птицы и рептилии имеют костные крючковидные отростки на ребрах, которые отходят от вертикальной части каждого ребра в направлении хвоста. Они служат для прикрепления крестцовых мышц и также способствуют более глубокому вдоху. У крокодилов крючковидные отростки хрящевые.
Birds and reptiles have bony uncinate processes on their ribs that project caudally from the vertical section of each rib. These serve to attach sacral muscles and also aid in allowing greater inspiration. Crocodiles have cartilaginous uncinate processes.