Skeletni sistem čoveka

Ljudski skelet, unutrašnji skelet koji služi kao okvir za telo. Ovaj okvir se sastoji od mnogih pojedinačnih kostiju i hrskavica. Postoje i trake vlaknastog vezivnog tkiva – ligamenti i tetive – u bliskoj vezi sa delovima skeleta. Ovaj članak se prvenstveno bavi grubom strukturom i funkcijom skeleta normalnog odraslog čoveka.

Ljudski skelet, kao i skelet drugih kičmenjaka, sastoji se od dva glavna pododeljka, svaki sa poreklom različitim od ostalih i svaki pokazuje određene individualne karakteristike. To su (1) aksijalni, koji obuhvata kičmeni stub – kičmu – i veliki deo lobanje, i (2) apendikularni, kome pripadaju karlični (kuk) i grudni (rameni) pojas i kosti i hrskavice udova. Treći pododeljak, visceralni (splanhnokranijum), obuhvata donju vilicu, neke elemente gornje vilice i škarne lukove, uključujući hioidnu kost.

Kada se uzme u obzir odnos ovih pododeljaka skeleta prema mekim delovima ljudskog tela – kao što su nervni sistem, sistem za varenje, respiratorni sistem, kardiovaskularni sistem i voljni mišići mišićnog sistema – jasno je da su funkcije skeleta tri različite vrste: potpora, zaštita i kretanje. Od ovih funkcija, potpora je najprimitivnija i najstarija; slično tome, aksijalni deo skeleta je prvi evoluirao. Kičmeni stub, koji odgovara hordi kod nižih organizama, glavni je oslonac trupa.

Centralni nervni sistem se uglavnom nalazi unutar aksijalnog skeleta, mozak je dobro zaštićen lobanjom, a kičmena moždina kičmenim stubom, pomoću koštanih neuralnih lukova (lukova kostiju koji okružuju kičmenu moždinu) i ligamenata koji se nalaze između njih.

Karakteristična karakteristika ljudi u poređenju sa drugim sisarima je uspravno držanje. Ljudsko telo je donekle poput hodajuće kule koja se kreće po stubovima, predstavljenim nogama. Ogromne prednosti su dobijene ovim uspravnim držanjem, među kojima je najvažnije oslobađanje ruku za veliki broj upotreba. Ipak, uspravno držanje je stvorilo niz mehaničkih problema – posebno, nošenje težine. Ovi problemi su morali biti rešeni adaptacijama skeletnog sistema.

Zaštita srca, pluća i drugih organa i struktura u grudima stvara problem donekle drugačiji od problema centralnog nervnog sistema. Ovi organi, čija funkcija uključuje kretanje, širenje i kontrakciju, moraju imati fleksibilan i elastičan zaštitni omotač. Takav omotač obezbeđuje koštana torakalna korpa, ili grudni koš, koji čini skelet zida grudnog koša, ili grudnog koša. Veza rebara sa grudnom kosti – grudnom kosti – je u svim slučajevima sekundarna, koju postižu relativno savitljive hrskavice rebara (rebara). Mali zglobovi između rebara i pršljenova omogućavaju klizno kretanje rebara po pršljenovima tokom disanja i drugih aktivnosti. Pokret je ograničen ligamentnim vezama između rebara i pršljenova.

Treća opšta funkcija skeleta je funkcija kretanja. Velika većina skeletnih mišića je čvrsto usidrena za skelet, obično za najmanje dve kosti, a u nekim slučajevima i za mnoge kosti. Dakle, pokreti tela i njegovih delova, od iskoraka fudbalera do delikatnih manipulacija zanatlije ili upotrebe komplikovanih instrumenata od strane naučnika, omogućeni su odvojenim i individualnim inženjerskim aranžmanima između mišića i kostiju.

U ovom članku delovi skeleta su opisani u smislu njihovog učešća u ovim funkcijama.

Aksijalni i visceralni skelet

Lobanja

Lobanja — deo lobanje koji obuhvata mozak — ponekad se naziva moždana kutija, ali njen bliski odnos sa čulnim organima za vid, sluh, miris i ukus i sa drugim strukturama čini takvu oznaku donekle obmanjujućom.

Razvoj kranijalnih kostiju

Lobanja se sastoji od kostiju dva različita tipa razvojnog porekla – hrskavičavih, ili zamenskih, kostiju, koje zamenjuju hrskavice prethodno formirane u opštem obliku kosti; i membranskih kostiju, koje su položene unutar slojeva vezivnog tkiva. Uglavnom, zamenske kosti čine dno lobanje, dok membranske kosti čine strane i krov.

Raspon kapaciteta lobanje je širok, ali nije direktno proporcionalan veličini lobanje, jer postoje varijacije i u debljini kostiju i u veličini vazdušnih džepova, ili sinusa. Lobanska šupljina ima grubo, neravno dno, ali njeni orijentiri i detalji strukture su generalno konzistentni od jedne lobanje do druge.

Lobanja čini ceo gornji deo lobanje, sa kostima lica koje se nalaze ispod njenog prednjeg dela. Sastoji se od relativno malog broja velikih kostiju, frontalne kosti, klinaste kosti, dve temporalne kosti, dve parijetalne kosti i potiljačne kosti. Frontalna kost leži ispod čela i proteže se do koronalnog šava, lučne linije koja odvaja frontalnu kost od dve parijetalne kosti, sa strane lobanje. Napred, frontalna kost formira zglob sa dve male kosti mosta nosa i sa zigomatičnom kosti (koja čini deo jagodične kosti; videti dole Kosti lica i njihove složene funkcije), sfenoidnom i maksilarnim kostima. Između nosne i zigomatične kosti, horizontalni deo frontalne kosti proteže se unazad i formira deo krova očne duplje, ili orbite; stoga služi važnoj zaštitnoj funkciji za oko i njegove pomoćne strukture.

Svaka parijetalna kost ima generalno četvorostrani oblik. Zajedno čine veliki deo bočnih zidova lobanje. Svaka se graniči sa frontalnom, sfenoidnom, temporalnom i potiljačnom kosti i svojim saradnikom na suprotnoj strani. To su gotovo isključivo kranijalne kosti, koje imaju manje veze sa drugim strukturama od ostalih kostiju koje pomažu u formiranju lobanje.

Unutrašnjost lobanje

Unutrašnjost lobanje pokazuje mnoštvo detalja, koji odražavaju oblike mekših struktura koje su u kontaktu sa kostima.

Unutrašnja površina svoda je relativno jednostavna. U srednjoj liniji od napred do nazad, duž sagitalnog šava, šav između dve parijetalne kosti, nalazi se plitko udubljenje – žleb za gornji uzdužni venski sinus, veliki kanal za vensku krv. Više udubljenja sa obe strane označava mesta pakionijevih tela, struktura koje omogućavaju venskom sistemu da apsorbuje cerebrospinalnu tečnost. Veliki tankozidni venski sinusi leže unutar lobanje. Iako su na taj način zaštićeni lobanjom, na mnogim mestima su toliko blizu ispod kostiju da prelom ili prodorna rana mogu pokidati zid sinusa i dovesti do krvarenja. Krv se često zarobljava ispod najspoljašnjeg i najtvrđeg moždanog omotača, dure mater, u masi koja se naziva subduralni hematom.

Upadljive oznake na unutrašnjoj površini projekcije sfenoidne kosti, nazvane veliko krilo, i na unutrašnjim površinama parijetalnih i temporalnih kostiju formiraju srednja meningealna arterija i njene grane, koje snabdevaju krvlju moždane omotače. Povreda ovih krvnih sudova može dovesti do ekstraduralnog hematoma, mase krvi između dure mater i kosti.

Za razliku od svoda i bočnih strana lobanje, baza predstavlja izuzetno složen aspekt. Podeljena je na tri glavna udubljenja, ili jame, u silaznom stepenastom rasporedu od napred do nazad. Jame su podeljene strogo prema granicama kostiju lobanje, ali su povezane sa glavnim delovima mozga. Prednja lobanjska jama služi kao ležište u kome počivaju frontalni režnjevi velikog mozga, veliki prednji deo mozga. Srednja lobanjska jama, oštro podeljena na dve bočne polovine centralnim koštanim ispupčenjem, sadrži temporalne režnjeve velikog mozga. Zadnja lobanjska jama služi kao leglo za hemisfere malog mozga (masa moždanog tkiva iza moždanog stabla i ispod zadnjeg dela velikog mozga) i za prednji i srednji deo moždanog stabla. Veći delovi mozga su stoga delimično obavijeni kostima lobanjskog zida.

U tri jame postoje otvori za prolaz nerava i krvnih sudova, a oznake na unutrašnjoj površini kostiju potiču od mesta pričvršćivanja moždanih ovojnica – moždanih ovojnica – i venskih sinusa i drugih krvnih sudova.

Prednja lobanjska jama pokazuje grebenastu izbočinu u srednjoj liniji, crista galli („greben petla“). Ovo je mesto čvrstog pričvršćivanja za falx cerebri, deo dure mater koji razdvaja desnu i levu moždanu hemisferu. Sa obe strane grebena nalazi se kribriformna (probušena malim rupama) ploča etmoidne kosti, kosti srednje linije važne kao deo i lobanje i nosa. Kroz perforacije ploče prolaze mnoge grane olfaktornog, ili prvog lobanjskog, živca, koji dolaze iz sluzokože nosa. Sa strane ploče nalaze se orbitalne ploče frontalne kosti, koje formiraju krovove očnih duplji. Njihove unutrašnje površine su relativno glatke, ali imaju niz oštrih nepravilnosti očiglednijih na dodir nego na pogled. Ove nepravilnosti označavaju pričvršćivanje dure mater za kost.

Zadnji deo prednje lobanjske jame formiraju delovi klinaste kosti koji se nazivaju njeno telo i mala krila. Projekcije sa manjih krila, prednji klinoidni (ležepodobni) nastavci, protežu se unazad do tačke pored svakog optičkog foramena, otvora kroz koji važni optički živci, ili traktovi, ulaze u zaštitu lobanje nakon relativno kratkog puta unutar očne duplje.

Centralno uzvišenje srednje lobanje je specijalizovano kao sedlasto sedište za hipofizu. Zadnji deo ovog sedišta, ili sella turcica („Turkovo sedlo“), zapravo je poput zida i naziva se dorsum sellae. Hipofiza se stoga nalazi gotovo u centru lobanje. Takođe je pokrivena moždanim omotačima i nema veze sa spoljašnjošću lobanje osim krvnim sudovima.

Duboki bočni delovi srednje lobanje sadrže temporalne režnjeve velikog mozga. U prednjem delu lobanje nalaze se dva otvora: gornja orbitalna fisura, koja se otvara u očnu šupljinu; i foramen rotundum, za prolaz maksilarnog živca, koji služi gornjoj vilici i susednim strukturama. Dalje pozadi su upadljivi foramen ovale, otvor za mandibularni živac do donje vilice, i foramen spinosum, za srednju meningealnu arteriju, koja dovodi krv u duru mater.

Takođe u srednjoj fosi, blizu vrha dela temporalne kosti koji se naziva petrozna (kamenasta) temporalna kost, nalazi se nazubljeni otvor koji se naziva foramen lacerum. Donji deo foramena laceruma je blokiran fibrohrskavicama, ali kroz njegov gornji deo prolazi unutrašnja karotidna arterija, okružena mrežom autonomnih živaca, dok se kreće ka unutrašnjosti lobanje.

Delikatne strukture unutrašnjeg uha nisu poverene lobanjskoj šupljini kao takvoj, već leže unutar petroznog dela temporalne kosti u koštanom lavirintu, u koji je tankozidni membranski lavirint, sa svojim delovima senzornih ćelija, manje-više precizno uklopljen, ali sa odgovarajućim prostorom za zaštitnu tečnost, perilimfu, između kosti i membrane.

Zadnja lobanjska jama nalazi se iznad kičmenog stuba i mišića zadnjeg dela vrata. Otvor kroz koji se mozak i kičmena moždina povezuju, nalazi se u najnižem delu jame. Između njegove prednje ivice i osnove dorzum selae nalazi se široka, glatka, koštana površina koja se naziva klivus (latinski za „brdo“). Mostoviti mostovi i piramidalna produžena moždina moždanog stabla leže na klivusu i odvojeni su od kosti samo svojim omotačem. U blizini foramena magnuma nalaze se grebeni za pričvršćivanje nabora dura mater.

Na stranama zadnje lobanjske jame nalaze se dva poprečna žleba, od kojih je svaki, delom svog toka, odvojen izuzetno tankom kosti od mastoidnih vazdušnih ćelija u zadnjem delu uha. Kroz druge otvore, jugularne foramine, prolaze veliki krvni kanali nazvani sigmoidni sinusi, kao i 9. (glosofaringealni), 10. (vagusni) i 11. (kičmeni akcesorni) kranijalni živci dok napuštaju lobanjsku duplju.

Krvni sudovi, kao i kranijalni živci, podložni su povredama na otvorima u ili iz lobanje i u posebnim oblastima, kao što je blizu mastoidnih vazdušnih ćelija. Na ovoj drugoj lokaciji, mastoiditis može dovesti do dovoljnog razaranja kostiju da bi organizmi koji prenose bolesti mogli da dođu do drugih struktura unutar lobanje.

Hioidna kost: primer funkcije sidrenja

Primarna funkcija hioidne kosti je da služi kao sidrišna struktura za jezik. Kost se nalazi u korenu jezika na prednjem delu vrata i između donje vilice i najveće hrskavice grkljana, odnosno glasnih kutija. Nema artikulaciju sa drugim kostima i stoga ima isključivo sidrišnu funkciju.

Hioidna kost se sastoji od tela, para većih rogova, nazvanih veliki rog, i para manjih rogova, nazvanih mali rog. Kost je manje-više u obliku slova U, pri čemu telo formira centralni deo, odnosno bazu, slova. U činu gutanja, hioidna kost, jezik i grkljan se brzo pomeraju naviše.

Veliki rogovi su udovi slova U. Njihovi spoljašnji krajevi se generalno preklapaju sa velikim sternokleidomastoidni mišićima. Mali rogovi su male izbočine sa mesta koja se, donekle proizvoljno, nazivaju spojevi tela i velikog rogova. Hioidna kost ima određene mišiće jezika pričvršćene za nju. Mišići hioglosusa potiču sa svake strane od cele dužine velikog rogova, a takođe i od tela hioidne kosti. Umetnuti su u zadnju polovinu ili više strana jezika. Hioidna kost ih učvršćuje kada se kontrahuju da bi spustili jezik i proširili usnu duplju. Dva geniohioidna mišića potiču blizu tačke u kojoj se dve polovine donje vilice spajaju; vlakna mišića se protežu nadole i nazad, blizu centralne linije, da bi se umetnula u telo hioidne kosti. Kontrakcija mišića povlači hioidnu kost nagore i napred.

U srednji deo donje ivice hioidne kosti uvlače se sternohioidi, dugi mišići koji izlaze iz grudne kosti i ključne kosti i pružaju se naviše i jedan prema drugom u vratu.

Drugi mišići pričvršćeni za hioidnu kost su dva milohioidna mišića, koji formiraju neku vrstu dijafragme za dno usta; tirohioidni mišić, koji izlazi iz štitne hrskavice, najveće hrskavice grkljana; i omohioidni mišić, koji potiče od gornje ivice lopatice i od ligamenta, supraskapularnog ligamenta.

Položaj hioidne kosti u odnosu na mišiće koji su za nju pričvršćeni upoređen je sa položajem broda koji je stabilizovan dok plovi kada je usidren „napred-nazad“. Kroz mišićne pričvršćivanja, hioidna kost igra važnu ulogu u žvakanju, gutanju i proizvodnji glasa.

Na početku pokreta gutanja, geniohioidni i milohioidni mišići istovremeno podižu kost i dno usta. Ovim mišićima pomažu stilohioidni i digastrični mišići. Jezik je pritisnut nagore uz nepce, a hrana se potiskuje unazad.

Kosti lica i njihove složene funkcije

Gornje vilice

Veći deo skeleta lica formiraju maksile. Iako se nazivaju gornjim vilicama, obim i funkcije maksila uključuju mnogo više od pukog dopunjavanja donje vilice, odnosno mandibule. One formiraju srednji i donji deo očne duplje. Između njih se nalazi otvor za nos, ispod donjih ivica malih nosnih kostiju. Oštar izbočak, prednji nazalni kičmeni deo, formiraju u središtu donje ivice otvora za nos, nosnog otvora.

Infraorbitalni foramen, otvor u podu očne duplje, je prednji kraj kanala kroz koji prolazi infraorbitalna grana maksilarnog živca, druge grane petog kranijalnog živca. Nalazi se malo ispod donje ivice očne duplje.

Alveolarna ivica, koja sadrži alveole, ili čaure, u kojima su smešteni svi gornji zubi, formira donji deo svake maksile, dok bočna projekcija iz svake formira zigomatični nastavak, formirajući zglob sa zigomatičnom, ili malarnom, kosti (jagodičnom kosti).

Donja vilica

Leva i desna polovina donje vilice, ili mandibule, prvobitno počinju kao dve različite kosti, ali u drugoj godini života dve kosti se spajaju na srednjoj liniji i formiraju jednu. Horizontalni centralni deo sa svake strane je telo mandibule. Gornji deo tela je alveolarna ivica, koja odgovara alveolarnim ivicama maksila. Isturena brada, u donjem delu tela u srednjoj liniji, smatra se karakterističnom karakteristikom ljudske lobanje. Sa obe strane brade nalazi se mentalni foramen, otvor za mentalnu granu mandibularnog živca, trećeg dela petog kranijalnog živca.

Uzlazni delovi mandibule sa strane nazivaju se rami (grane). Zglobovi pomoću kojih donja vilica može da izvodi sve svoje različite pokrete nalaze se između zaobljenog izbočenog dela, ili kondila, u gornjem zadnjem uglu svake ramusa i udubljenja, nazvanog glenoidna fosa, u svakoj temporalnoj kosti. Još jedan, prilično oštar izbočak na vrhu svake ramusa i napred, nazvan koronoidni nastavak, ne čini deo zgloba. Za njega je pričvršćen temporalni mišić, koji zajedno sa drugim mišićima služi za zatvaranje vilica. Na unutrašnjoj strani ramusa sa obe strane nalazi se veliki, koso postavljen otvor u kanal, mandibularni kanal, za živce, arterije i vene.

Zigomatični luk, koji formira jagodičnu kost, sastoji se od delova tri kosti: maksile, napred; zigomatične kosti, centralno u luku; i izbočanja iz temporalne kosti koje formira zadnji deo. Zigomatični luk zapravo služi kao čvrsto koštano polazište za snažni mišić maseter, koji se spušta od njega i pričvršćuje na spoljašnjoj strani mandibule. Mišić maseter deli sa temporalnim mišićem i lateralnim i medijalnim pterigoidnim mišićima funkciju podizanja mandibule kako bi donju približio gornjim zubima, čime se postiže zagriz.

Kičma

Pretpostavka uspravnog držanja tokom razvoja ljudske vrste dovela je do potrebe za adaptacijom i promenama u ljudskom skeletnom sistemu. Sam oblik ljudskog kičmenog stuba je posledica takvih adaptacija i promena.

Kičmeni stub

Kičmeni stub zapravo nije stub, već neka vrsta spiralne opruge u obliku slova S. Novorođenče ima relativno pravu kičmu. Razvoj zakrivljenosti se dešava kako se razvijaju potporne funkcije kičmenog stuba kod ljudi – tj. držanje trupa, držanje glave uspravno, služenje kao sidro za ekstremitete.

S-krivina omogućava kičmenom stubu da apsorbuje udarce hodanja po tvrdim površinama; ravan stub bi direktno sprovodio udarce od karličnog pojasa do glave. Zakrivljenost rešava problem težine unutrašnjih organa. Kod uspravne životinje sa pravim stubom, stub bi bio povučen napred unutrašnjim organima. Dodatni prostor za unutrašnje organe obezbeđuju udubljenja grudnog i karličnog regiona.

S-krivina takođe utiče na raspodelu težine celog tela. Gornji sektor u velikoj meri nosi glavu; centralni sektor nosi grudne unutrašnje organe, organe i strukture u grudima; a donji sektor nosi trbušne unutrašnje organe. Ako bi stub bio ravan, težina bi se povećavala od glave nadole i bila bi relativno velika u osnovi. Konačno, S-krivina štiti kičmeni stub od loma. Dvostruko savijeni raspored opruga je daleko manje podložan lomu nego što bi bio ravan stub.

Zaštitna funkcija skeleta je možda najistaknutija u odnosu na centralni nervni sistem, iako je podjednako važna za srce, pluća i neke druge organe. Visok stepen zaštite nervnog sistema omogućen je relativno malom količinom pokreta i širenja potrebnih sastavnim delovima ovog sistema i određenim fiziološkim adaptacijama koje se odnose na cirkulaciju, cerebrospinalnu tečnost i moždane ovojnice, omotače mozga i kičmene moždine. Sam mozak je čvrsto zatvoren unutar kutijaste lobanje. U zaštiti koju pruža lobanja učestvuje i hipofiza.

Kičmena moždina

Kičmena moždina, sa svojim traktovima nervnih vlakana koja putuju do i od mozga, nalazi se u odnosu na kičmeni stub, što podseća na položaj sveće u fenjeru. Normalno, između nervnog i koštanog tkiva postoji značajan prostor, prostor koji zauzimaju moždane ovojnice, cerebrospinalna tečnost i određena količina masnog i vezivnog tkiva. Napred se nalaze teški centrumi, ili tela, pršljenova i intervertebralni diskovi – čvrsti, elastični jastučići između tela pršljenova – dok je pozadi i sa strane kičmena moždina zatvorena i zaštićena delom svakog pršljena koji se naziva neuralni luk. Između neuralnih lukova nalaze se listovi elastičnog vezivnog tkiva, interlaminarni ligamenti ili ligamenta flava. Ovde se neka zaštitna funkcija mora žrtvovati zarad pokreta, jer savijanje dela stuba unapred dovodi do razdvajanja između laminarnih lajsni i između bodlji neuralnih lukova susednih pršljenova. Upravo kroz ligamenta flava donjeg lumbalnog regiona (donji deo leđa) igla ulazi u subarahnoidalni prostor tokom postupka lumbalne punkcije (kičmene punkcije).

Pored svoje uloge u podršci i zaštiti, kičmeni stub je važan za učvršćivanje mišića. Mnogi mišići koji su za njega pričvršćeni su tako raspoređeni da pokreću ili sam stub ili njegove različite segmente. Neki su relativno površinski, a drugi duboko položeni. Veliki i važni erektor kičme, kao što ime implicira, drži kičmu uspravno. Počinje na sakrumu (velikoj trouglastoj kosti u osnovi kičmenog stuba) i ide naviše, formirajući masu mišića sa obe strane kičme lumbalnih pršljenova. Zatim se deli na tri stuba, uzlazeći preko zadnjeg dela grudnog koša. Iako su ivice (uske trake) mišića umetnute u pršljenove i rebra, on se tu ne završava; nove ivice nastaju iz istih kostiju i nastavljaju se u vrat dok jedan od delova, poznat kao longissimus capitis, konačno ne stigne do lobanje.

Mali mišići se protežu između poprečnih nastavka (izbočina sa strana nervnih prstenova) susednih pršljenova, između pršljenskih kičmi (izbočina iz centara prstenova) i od poprečnih nastavka do kičme, dajući veliku pokretljivost segmentiranom koštanom stubu.

Funkcija sidrenja kičmenog stuba je od velikog značaja za mišiće koji nastaju na trupu, u celini ili delimično iz stuba ili iz ligamenata koji su pričvršćeni za njega, i koji su pričvršćeni za kosti ruku i nogu. Od ovih mišića, najvažniji za ruke su latissimus dorsi (povlačenje ruke unazad i nadole i rotacija ka unutra), trapezius (rotacija lopatice), rhomboideus i levator scapulae (podizanje i spuštanje lopatice); za noge, psoas (slabinski) mišići.

Grudni koš

Grudni koš, ili torakalna korpa, sastoji se od 12 grudnih pršljenova, 24 rebra i grudne kosti, ili grudne kosti. Rebra su zakrivljene, komprimovane koštane šipke, pri čemu svako sledeće rebro, od prvog, ili najgornjeg, postaje otvorenije u zakrivljenosti. Mesto najveće promene zakrivljenosti rebra, nazvano njegov ugao, nalazi se nekoliko centimetara od glave rebra, kraja koji formira zglob sa pršljenovima.

Prvih sedam rebara je pričvršćeno za grudnu kost hrskavicama koje se nazivaju rebarne hrskavice; ova rebra se nazivaju prava rebra. Od preostalih pet rebara, koja se nazivaju lažnim, prva tri imaju svoje rebarne hrskavice povezane sa hrskavicom iznad njih. Poslednja dva, plutajuća rebra, imaju hrskavice koje se završavaju u mišiću u trbušnom zidu.

Delovanjem brojnih mišića, grudni koš, koji je polukrut, ali rastegljiv, povećava svoju veličinu. Pritisak vazduha u plućima se tako smanjuje ispod pritiska spoljašnjeg vazduha, koji se brzo kreće u pluća da bi uspostavio ravnotežu. Ovi događaji predstavljaju udisaj (udisanje). Izdisaj (ekspiracija) je rezultat opuštanja respiratornih mišića i elastičnog povlačenja pluća i vlaknastih ligamenata i tetiva pričvršćenih za skelet grudnog koša. Glavni respiratorni mišić je dijafragma, koja odvaja grudni koš i trbušnu kost i ima opsežno poreklo od grudnog koša i kičmenog stuba. Konfiguracija donjih pet rebara daje slobodu za širenje donjeg dela grudnog koša i za pokrete dijafragme.

Apendikularni skelet

Grudni pojas i karlični pojas

Gornji i donji ekstremiteti ljudi nude mnoge zanimljive tačke poređenja i kontrasta. Oni i njihove pojedinačne komponente su homologne – tj. zajedničkog porekla i oblikovane po istom osnovnom planu. Međutim, duga evolutivna istorija i duboke promene u funkciji ova dva para ekstremiteta dovele su do značajnih razlika među njima.

Pojasevi su oni delovi ekstremiteta koji su u najbližem odnosu sa osom tela i koji služe za povezivanje slobodnog ekstremiteta (ruke ili noge) sa tom osom, bilo direktno, preko skeleta, ili indirektno, mišićnim vezama. Veza karličnog pojasa sa osom tela, ili kičmenom stubom, ostvaruje se pomoću sakroilijačnog zgloba. Na susednim površinama ilijuma (zadnji i gornji deo kuka) i sakruma (deo kičme direktno povezan sa kukom) nalaze se tanke ploče hrskavice. Kosti su na ovaj način čvrsto povezane, a na mestima koja spajaju zglobne hrskavice nalaze se nepravilne mase mekše fibrohrskavice; na gornjem i zadnjem delu zgloba postoje vlaknasti vezanja između kostiju. U zglobnoj šupljini nalazi se mala količina sinovijalne tečnosti. Jaki ligamenti, poznati kao prednji i zadnji sakroilijačni i interosealni ligamenti, vezuju karlični pojas za kičmen stub. Ovi vlaknasti vezivi su glavni faktori koji ograničavaju pokretljivost zgloba, ali stanje, ili tonus, mišića u ovoj regiji je važan u sprečavanju ili ispravljanju sakroilijačnih problema koji su uobičajena pojava.

Karlični pojas se prvobitno sastoji od tri kosti, koje se srastaju u ranom odraslom dobu i svaka od njih doprinosi delu acetabuluma, duboke šupljine u koju se nalazi glava butne kosti, ili femura. Gornji deo pojasa koji se širi je ilijum; donji prednji deo, koji se spaja sa sličnim u srednjoj liniji, je pubis; a donji zadnji deo je išijum. Svaka išijalna kost ima izbočinu, ili tuberozitet, i upravo na tim tuberozitetima telo počiva kada sedi.

Komponente pojasa gornjih ekstremiteta, grudnog pojasa, su lopatica i ključna kost. Glava humerusa, duga kost nadlaktice, uklapa se u glenoidnu šupljinu, udubljenje u lopatici. Grudni pojas nije povezan sa kičmenim stubom ligamentnim vezama, niti postoji zglob između njega i bilo kog dela ose tela. Veza se ostvaruje samo pomoću mišića, uključujući trapezni, romboidni i levator lopatice, dok prednji nazubljeni mišić povezuje lopaticu sa grudnim košem. Obim pokreta grudnog pojasa, a posebno lopatice, je znatno veći od onog kod karličnog pojasa.

oš jedna suprotnost, u pogledu funkcije, vidi se u plitkosti glenoidne jame, u poređenju sa dubinom acetabuluma. Tačno je da je mesto za glavu humerusa donekle produbljeno usnom fibrohrskavice poznatom kao glenoidni labrum, koji, kao i odgovarajuća struktura za acetabulum, pomaže u hvatanju glave duge kosti. Međutim, obim pokreta slobodnog gornjeg ekstremiteta je daleko veći nego kod donjeg ekstremiteta. Sa ovom većom lakoćom pokreta ide i veći rizik od dislokacije. Iz tog razloga, od svih zglobova u telu, rame je najčešće mesto dislokacije.

Duge kosti ruku i nogu

Humerus i femur su odgovarajuće kosti ruku i nogu, respektivno. Iako su njihovi delovi generalno slični, njihova struktura je prilagođena različitim funkcijama. Glava humerusa je gotovo hemisferična, dok glava femura formira oko dve trećine sfere. Postoji jak ligament koji prolazi od glave femura kako bi dodatno ojačao i osigurao njen položaj u acetabulumu.

Anatomski vrat humerusa je samo blago suženje, dok je vrat femura veoma jasan deo, koji se proteže od glave do tela pod uglom od oko 125°. Zapravo, vrat femura je razvojno i funkcionalno deo tela. Čitava težina tela je usmerena kroz glave femura duž njihovih vrata i do tela. Struktura kosti unutar glave i vrata i gornjeg dela tela femura bi išla na čast inženjeru koji je razradio probleme oslanjanja težine koji su uključeni u održavanje uspravnog držanja.

Podlaktica i potkolenica imaju po dve duge kosti. U podlaktici se nalaze radijus – na strani palca – i lakatna kost; u potkolenici su tibija (golena kost) i fibula. Radijus odgovara tibiji, a lakatna kost fibuli. Zglob kolena nije samo najveći zglob u telu, već je možda i najkomplikovaniji. Međutim, kosti koje su u njemu uključene su samo femur i tibija, iako manja kost noge, fibula, učestvuje u pokretima fleksije, ekstenzije i blage rotacije koje ovaj zglob dozvoljava. Veoma tanka fibula je u jednom trenutku fetalnog razvoja mnogo deblja u odnosu na tibiju nego što je to slučaj u skeletu odrasle osobe.

U laktu, ulna sa humerusom formira pravi šarnirni zglob, u kome su dejstva fleksija i ekstenzija. U ovom zglobu velika izbočina ulne, olekranon, uklapa se u dobro definisanu olekranonsku jamu, udubljenje humerusa.

Radijus je kraći od ulne. Njena najkarakterističnija karakteristika je debela glava u obliku diska, koja ima glatko konkavnu gornju površinu za zglob sa glavom, ili kapitulumom, humerusa. Glava radijusa se drži uz zarez na strani ulne pomoću jakog prstenastog ligamenta. Iako je na taj način pričvršćena za ulnu, glava radijusa se slobodno rotira. Dok se glava rotira, telo i spoljašnji kraj radijusa se zamahuju u luku. U položaju ruke koji se naziva supinacija, radijus i ulna su paralelne, dlan je okrenut napred, a palac je dalje od tela. U položaju koji se naziva pronacija, radijus i ulna su ukrštene, dlan je okrenut nazad, a palac je pored tela. Ne postoje pokreti noge uporedivi sa supinacijom i pronacijom ruke.

Ruke i stopala

Skelet zgloba, ili karpusa, sastoji se od osam malih karpalnih kostiju, koje su raspoređene u dva reda od po četiri. Skelet skočnog zgloba, ili tarzusa, ima sedam kostiju, ali zbog ugla stopala u odnosu na nogu i funkcije oslanjanja težine, one su raspoređene na komplikovaniji način. Kost pete, usmerena nadole i nazad, je kalkaneus, dok je „ključni kamen“ tarzusa talus, čija se gornja površina zglobno spaja sa tibijom.

U skeletu ruku i nogu, spoljašnji deo je specijalizovan i sastoji se od izduženih delova sastavljenih od lanaca ili linearnih nizova malih kostiju. U evolucionom smislu, ovi spoljašnji delovi izgleda da su imali složenu istoriju i, u okviru ljudskog sisarskog porekla, prvo su prošli kroz fazu kada su sva četiri bila „stopala“, služeći kao krajevi ekstremiteta koji nose težinu, kao kod četvoronožnih životinja uopšte. Drugo, sva četiri izgleda da su se prilagodila životu na drvetu, kao kod nižih primata, „četvororučnih ljudi“. Treće, i konačno, pretpostavka uspravnog držanja vratila je distalne delove zadnjih, sada donjih, ekstremiteta u ulogu stopala, dok su delovi prednjih, sada gornjih, ekstremiteta razvili izuzetne manipulativne moći i nazivaju se rukama. Na kom mestu kod primata stopalo postaje ruka teško je reći, i zapravo bi se moglo opravdati govoriti o rukama kod rakuna, veverica i nekih drugih neprimata.

Kod ljudi su metatarzalne kosti, one koje čine stopalo, veće od odgovarajućih kostiju ruku, metakarpalnih kostiju. Tarzalne i metatarzalne kosti formiraju lukove stopala, što mu daje snagu i omogućava mu da deluje kao poluga. Oblik svake kosti i njen odnos prema drugima su takvi da je prilagođavaju ovoj funkciji.

Falange – kosti prstiju – stopala imaju relativno velike baze u poređenju sa odgovarajućim kostima u ruci, dok su osovine mnogo tanje. Srednje i spoljašnje falange u stopalu su kratke u poređenju sa falangama prstiju. Falange palca imaju posebne karakteristike.

Ruka je instrument za fine i raznovrsne pokrete. U njima je palac sa svojim skeletom, prvom metakarpalnom kosti i dve falange izuzetno važan. Njegovi slobodni pokreti uključuju – pored fleksije, ekstenzije, abdukcije (sposobnosti odvlačenja od prvog prsta) i addukcije (sposobnosti kretanja napred prstiju), koje u različitom stepenu obavlja i palac na nozi – jedinstvenu akciju, akciju opozicije, kojom se palac može prebaciti preko, ili suprotstaviti, dlanu i vrhovima blago savijenih prstiju. Ovaj pokret čini osnovu za rukovanje alatima, oružjem i instrumentima.