Строение грудной клетки и ее функции. Какие бывают виды, типы и формы грудной клетки

Позвоночник (лат. columna vertebralis) состоит из позвонков, позвоночных дисков и связок. Различают пять отделов позвоночника (шейный - 7 позвонков, грудной - 12, поясничный - 5, крестцовый - 5 позвонков, сросшихся вместе, и копчиковый - чаще одна кость, образованная сращением 3-4 позвонков). Позвонки соединены между собой межпозвоночными дисками и связками.

Каждый позвонок (шейный, грудной, поясничный) состоит из тела, дуги и отходящих от нее отростков. Между телом и дугой расположено позвоночное отверстие. Отверстия всех позвонков составляют позвоночный канал. От дуги позвонка отходят отростки: один остистый, два поперечных и четыре суставных. Межпозвоночные диски, состоящие из прочных фиброзных колец и студенистого ядра, соединяют позвонки между собой. Такую же функцию выполняют и связки. Три длинные связки проходят спереди, сзади тел позвонков и параллельно остистым отросткам. Короткие связки соединяют отдельные составные части тел позвонков. Позвонки крестцового отдела, недоразвитые позвонки копчикового отдела и межпозвоночные диски сращены.

Функции позвоночника

Позвоночник - вертикальная гибкая ось скелета, основная составная часть опорно-двигательного аппарата, являющаяся опорой для всего тела. Он поддерживает голову, туловище, верхние и нижние конечности. Благодаря гибкости позвоночника человек способен наклоняться в разные стороны. Важной его функцией является защита спинного мозга.

Позвоночник здорового человека S-образной формы, имеет изгибы: в шейном и поясничном отделе кпереди, в грудном - кзади. Эти изгибы составляют для позвоночника амортизирующий аппарат, смягчающий толчки при ходьбе, беге и прыжках.

Функции грудной клетки

Грудная клетка (лат. thorax) - часть осевого скелета, которую образуют 12 грудных позвонков, 24 ребра и грудина. 24 ребра - с каждой стороны по 12, хотя встречаются 11 и 13 пар ребер. Головка каждого ребра сочленяется с одним из 12 грудных позвонков. Первые семь пар ребер соединяются непосредственно с грудиной посредством реберных хрящей. Следующие три пары (ложные ребра) - концы их хрящей срастаются между собой и с хрящами нижележащих ребер и образуют реберную дугу. Последние две пары свободно заканчиваются в мышцах передней брюшной стенки. Первое ребро и грудину соединяет негибкий хрящ, второе - седьмое ребро и грудину соединяют суставы, благодаря чему передняя стенка грудной клетки может двигаться. Подвижное сочленение ребер с позвоночником и грудиной обеспечивает расширение груди при дыхании.

Грудная клетка защищает органы человека, расположенные в грудной полости, от внешних факторов. При вдохе расширяются легкие, и грудная клетка вздымается.

В средней части грудной полости находятся сердце, вилочковая железа, трахея, пищевод, крупные кровеносные сосуды, лимфатические узлы и нервы. В грудной полости расположены легкие. Диафрагма отделяет ее от брюшной полости.

По своей форме грудная клетка напоминает овоид с верхним узким концом и нижним более широким, причем оба конца косо срезаны. Кроме того, овоид грудной клетки несколько сдавлен спереди назад.

Грудная клетка, compages thoracis, имеет два отверстия или апертуры: верхнюю, apertura throracis superior, и нижнюю, apertura thoracis inferior, затянутую мускульной перегородкой - диафрагмой. Ребра, ограничивающие нижнюю апертуру, образуют реберную дугу, arcus costalis. Передний край нижней апертуры имеет вырезку в форме угла, angulus infrastemalis, подгрудинный угол; у вершины его лежит мечевидный отросток. Позвоночный столб по средней линии вдается в грудную полость, и по сторонам от него, между ним и ребрами, получаются широкие легочные борозды, sulci pulmonales, в которых помещаются задние края легких. Пространства между ребрами называются межреберьями, spatia intercostalia.

У млекопитающих, у которых в силу их горизонтального положения грудные внутренности оказывают давление на нижнюю стенку, грудная клетка длинная и узкая, причем вентро-дорсальный размер превосходит поперечный, вследствие чего грудная клетка имеет как бы сдавленную с боков форму с выступающей вентральной стенкой в виде киля (килеобразная форма).

У обезьян в связи с, разделением конечностей на руки и ноги и начинающимся переходом к прямохождению грудная клетка становится шире и короче, однако вентро-дорсальный размер еще преобладает над поперечным (обезьянья форма).

Наконец, у человека в связи с полным переходом к прямохождению рука освобождается от функции передвижения и становится хватательным органом труда, вследствие чего грудная клетка испытывает тягу прикрепляющихся к ней мышц верхней конечности; внутренности давят не на вентральную стенку, ставшую теперь передней, а на нижнюю, образованную диафрагмой, вследствие чего линия тяжести при вертикальном положении тела переносится ближе к позвоночному столбу. Все это приводит к тому, что грудная клетка становится плоской и широкой, так что поперечный размер превосходит переднезадний. Отражая этот процесс филогенеза, и в онтогенезе грудная клетка имеет разные формы. По мере того как ребенок начинает вставать, ходить и пользоваться своими конечностями, а также по мере роста и развития всего аппарата движения и внутренностей грудная клетка постепенно приобретает характерную для человека форму с преобладающим поперечным размером.

Форма и величина грудной клетки подвержены также значительным индивидуальным вариациям, обусловленным степенью развития мускулатуры и легких, что в свою очередь связано с образом жизни и профессией данного человека. Так как она содержит такие жизненно важные органы, как сердце и легкие, то эти вариации имеют большое значение для оценки физического развития индивидуума и диагностики внутренних заболеваний. Обычно различают три формы грудной клетки: плоскую, цилиндрическую и коническую.

У людей с хорошо развитой мускулатурой и легкими грудная клетка становится широкой, но короткой и приобретает коническую форму, т. е. нижняя ее часть шире, чем верхняя, ребра мало наклонены, angulus infrasternalis большой. Такая грудная клетка находится как бы в состоянии вдоха, отчего ее называют инспираторной. Наоборот, у людей со слабо развитой мускулатурой и легкими грудная клетка становится узкой и длинной, приобретая плоскую форму, при которой грудная клетка сильно уплощена в переднезаднем диаметре, так что передняя стенка ее стоит почти вертикально, ребра сильно наклонены, angulus infrasternalis острый. Грудная клетка находится как бы в состоянии выдоха, отчего ее называют экспираторной.

Цилиндрическая форма занимает промежуточное положение между двумя описанными. У женщин грудная клетка короче и уже в нижнем отделе, чем у мужчин, и более округла. Социальные факторы на форме грудной клетки сказываются в том, что, например, в некоторых развивающихся странах у детей эксплуатируемых слоев населения, живущих в темных жилищах, при недостатке питания и солнечной радиации развивается рахит («английская болезнь»), при котором грудная клетка приобретает форму «куриной груди»: преобладает переднезадний размер, и грудина ненормально выступает вперед, как у кур. В дореволюционной России у сапожников, которые всю жизнь сидели на низком табурете в согнутом положении и использовали свою грудь в качестве опоры для каблука при заколачивании гвоздей в подошву, на передней стенке грудной клетки появлялось углубление, и она становилась впалой (воронкообразная грудь сапожников). У детей с длинной и плоской грудью вследствие слабого развития мускулатуры при неправильном сидении на парте грудная клетка находится как бы в спавшемся состоянии, что отражается на деятельности сердца и легких. Во избежание заболеваний детей нужна физкультура.

Движения грудной клетки. Дыхательные движения состоят в попеременном поднятии и опускании ребер, вместе с которыми движется и грудина. При вдыхании происходит вращение задних концов ребер вокруг упомянутой при описании соединений ребер оси, причем передние их концы приподнимаются так, что грудная клетка расширяется в переднезаднем размере. Благодаря же косому направлению оси вращения происходит одновременно и раздвигание ребер в стороны, вследствие чего увеличивается и поперечный размер грудной клетки. При поднятии ребер угловые изгибы хрящей выпрямляются, происходят движения в суставах между ними и грудиной, а затем и сами хрящи растягиваются и скручиваются. По окончании вдоха, вызываемого мышечным актом, ребра опускаются, и тогда наступает выдох.

– часть скелета, выполняющая важнейший функционал. Строение грудной клетки человека тщательно продумано природой и выверено до мелочей.

Грудная клетка – составная часть скелета

Где находится грудная клетка?

– это составная часть верхнего скелета. Эта структура является самым крупным отделом позвоночника, берет начало от ключиц и заканчивается чуть ниже легких.

Функции

Клетка выполняет роль естественного щита, который защищает находящиеся внутри органы.

Грудная клетка нужна для закрепления органов

В ее компетенцию входит еще 3 важных функции:

Удерживает внутренние органы в необходимом положении, что является залогом их правильного функционирования.
Осуществляет дыхательные движения благодаря способности ритмично расширяться и сокращаться.
Участвует в двигательном процессе.

Рёбра очень упругие благодаря изогнутой форме и крайне редко ломаются. Даже при переломе эти кости обычно не нуждаются в дополнительной фиксации и быстро срастаются.

Строение грудной клетки

Описание структуры (анатомия): грудная клетка – это каркас, который образуют 12 грудных позвонков, 12 пар рёберных пластин, и грудина. Заднюю стенку каркаса составляют позвонки и головки рёбер, переднюю – грудина с прикрепленными к ней рёберными хрящами, боковые поверхности состоят только из рёбер.

Верхней границей костно-хрящевой структуры служит 1 грудной позвонок, верхняя область грудины и 1 пара рёбер, нижней – 12 грудной позвонок, изгиб 10 пары рёбер и нижняя часть грудины.

Грудина – это грудная кость, которая находится в центре передней части груди человека. Кость соединена с 7 парами рёбер посредством хрящевого сочленения. Мужская грудина плоская и широкая, женская – более длинная и узкая.

Грудина и рёбра подвижно соединены, за счет чего легкие могут свободно расширяться.

Рёбра сзади присоединены к соответствующим позвонкам при помощи рёберно-позвонкового сустава, к грудине первые 7 пар крепятся посредством хрящей. Остальные 5 пар рёбер не прикрепляются к грудине: 8, 9 и 10 пары передними концами прирастают к предыдущей паре рёбер, последние 2 пары прикреплены только к позвонкам.

1 пара рёбер сочленяется с рукояткой грудины (верхней частью), другие 6 – с телом этой кости. Также с рукояткой грудины сочленены ключицы. Ключицы не относятся к костно-хрящевому каркасу: они входят в состав плечевого пояса.

Мышечное строение каркаса обеспечивает его подвижность и способность расширяться и сужаться. Полость покрыта зубчатой и трапециевидной, межрёберными, малой и большой грудными мускулами, широкой мышцей.

В грудной полости находятся:

легкие;
сердце;
кровеносные артерии;
пищевод;
трахея;
вилочковая железа.

Формы грудной клетки в норме

У новорожденных каркас имеет выпуклую форму, но с ростом скелета он приобретает более плоские очертания.

В соответствии с типом и конструкцией скелета выделяют несколько разновидностей нормальной формы костного каркаса:

Нормостеническая. Такая структура напоминает усеченный конус. Лопатки, межрёберные промежутки, подключичная и надключичная ямки слабо заметны. Нижние рёберные дуги образуют прямой угол. Размеры грудного и брюшного отделов одинаковы. Нормостенический тип присущ людям среднего роста.
Гиперстеническая. Каркас имеет цилиндрическую форму. Боковой и поперечный диаметры клетки практически не отличаются. Нижние рёберные дуги образуют тупой угол. Лопатки сглажены. Расстояние между рёбрами уменьшено. Брюшной отдел превышает по длине грудной. Гиперстеническая форма типична для невысоких людей.
Астеническая. Длинная грудная клетка с острым углом между рёберными дугами и большим расстоянием между рёбрами. Лопатки отчетливо просматриваются. Грудной отдел гораздо длине брюшного. Мышечный каркас развит слабо. Астенический тип присущ высоким людям.

Нормальные формы грудной клетки у человека

Астенический каркас отличается слабыми мышцами и костями, более склонен к переломам и не защищает органы также, как остальные типы.

Патологии

Не всегда костно-хрящевой каркас имеет правильное строение. Иногда в процессе развития организма под воздействием болезней или при генетической предрасположенности он принимает неправильную форму. Как выглядят такие патологии?

Выраженная атрофия мышечного скелета

Эмфизематозная грудна клетка характеризуется бочкообразным выгибанием корпуса

Типы патологии:

Паралитическая. Этот вид схож с астеническим строением, но отличается выраженной атрофией мышечного скелета, асимметричным расположением ключиц и лопаток, разной глубиной надключичных ямок. Грудная клетка плоская. Обычно такая аномалия диагностируется у больных истощением, туберкулезом и синдромом Марфана. Паралитическая аномалия чаще всего встречается у женщин.
Эмфизематозная. Эта патология характеризуется бочкообразным выгибанием каркаса (особенно его задней поверхности) и увеличением расстояния между ребрами. Обычно такая деформация происходит по причине эмфиземы, из-за которой объём легких сильно увеличивается.
Рахитическая (килевидная). При этой патологии расстояние от позвоночника до грудины увеличивается и каркас приобретает выпуклую вперед форму. Рёбра по бокам будто вдавлены внутрь, из-за чего нижние реберные дуги образуют очень острый угол. Хрящи, соединяющие рёберные пластины с грудиной, сильно утолщаются в местах сочленения с ребром, этому явлению дали название «рахитические четки». Эти «четки» – возрастная особенность, и выпирают они только у детей, когда организм растет. Иногда при такой патологии хрящи 5-7 позвонков разрастаются. Это выглядит, как выступающие из-под кожи линии, образующие треугольники.
Каркас имеет большую воронкообразную или ладьевидную впадину спереди. При такой патологии в области груди смещаются и сдавливается жизненно важные органы, их работа нарушается. Этот вид патологии самый распространенный и встречается обычно у мужчин.

Распространённая патология грудной клетки

Рахит - выпуклая грудная клетка

Любая форма деформации влечет за собой повреждение внутренних органов и нарушение их функционирования.

Грудная клетка формируется многими факторами: наличием или отсутствием заболеваний, профессией, возрастом, полом и даже эмоциональным состоянием. Действительно, костно-хрящевой каркас – это уникальная структура, здоровье которой зависит не только от генетической предрасположенности, но и от образа жизни и мыслей человека.

Строение грудной клетки человека обусловлено ее основной функцией - защитой от повреждений жизненно важных органов и артерий. Защитный каркас имеет несколько составных частей: ребра, грудные позвонки, грудина, суставы, связочный аппарат, мышцы и диафрагма. Грудная клетка имеет форму неправильного усеченного конуса, так как сплющена в переднезаднем положении, что обусловлено прямохождением человека.

Основа сторон грудной клетки

Спереди каркас формируют грудина и суставы, прикрепляющие к ней концы ребер, также сюда относят грудные мышцы, связки и диафрагму. Задняя стенка сформирована грудными позвонками (в количестве 12 штук) и задним концом ребер, закрепляющихся на грудных позвонках.

Боковые стенки (медиальная и латеральная) представлены непосредственно ребрами. С имеющимися на них связками и мышцами, обеспечивающими дополнительную жесткость и эластичность естественного каркаса организма. На строение грудной клетки человека оказали большое влияние эволюционные процессы, в частности прямохождение. Вследствие этого форма каркаса является сплющенной.

Виды грудных клеток

В зависимости от формы различают:

Нормостеническую грудную клетку - имеет форму усеченного конуса, слабовыраженные над- и подключичные ямки.
Гиперстеническую - хорошо развитая мускулатура грудного отдела, по форме схожа с цилиндром, то есть диаметр переднезаднего и бокового положений практически одинаковы.
Астеническую - имеет небольшой диаметр и удлинённую форму, ключицы, над- и подключичные ямки сильно выражены.

Строение грудной клетки человека при патологических процессах может претерпевать изменения своей формы. На это влияют некоторые заболевания или перенесенные травмы. Основной причиной изменения формы грудной клетки являются патологические деформационные процессы, протекающие в позвоночнике.

Деформация грудной клетки оказывает негативное влияние на работу внутренних органов, может вызывать их деформации и нарушения в ритме работы.

Особенности ребер в защитном каркасе

Наиболее крепкие и крупные ребра находятся в верхней части грудной клетки, их количество равно семи. Они крепятся к грудине при помощи костных соединений. Следующие три ребра имеют хрящевое крепление, а последние два не прикрепляются к грудине, а соединяются только с телом последних двух грудных позвонков, поэтому имеют название плавающих ребер.

Строение грудной клетки человека у новорожденных имеет некоторые отличия, так как костная ткань у них не до конца сформирована, и естественный скелет представлен хрящевой тканью, которая с возрастом окостеневает.

Объем каркаса увеличивается с возрастом ребенка, именно поэтому необходимо регулярно следить за состояние осанки и позвоночника, что позволит предотвратить деформации грудной клетки и, соответственно, не даст развиться патологиям в работе внутренних органов, таких как сердце, легкие, печень и пищевод.

Движение каркаса

Несмотря на тот факт, что костный каркас не имеет возможности двигаться, грудная клетка подвержена некоторым движениям. Незначительные движения осуществляются благодаря дыханию, на вдохе объем грудной клетки увеличивается, а на выдохе уменьшается, осуществляется это благодаря подвижности и эластичности хрящевых соединений ребер с позвонками и грудиной.

При дыхании изменению подвергается не только общий объем грудной клетки, но и межреберные промежутки, которые на вдохе увеличиваются, а на выдохе сужаются. Такие процессы обеспечивает анатомическое строение грудной клетки человека.

Возрастные изменения

У новорожденных форма грудной клетки менее сплющена, то есть сагиттальный и фронтальный диаметры практически одинаковые. Расположение концов и головок рёбер происходит на одном уровне, но с возрастом, когда у ребенка начинает преобладать грудное дыхание, положение грудины меняется. Ее верхний край опускается до уровня 3-4-го грудного позвонка.

Пожилые люди более часто страдают от проблем с дыхательной системой вследствие сокращения амплитуды движения грудной клетки. Это обуславливается снижением эластичности хрящевых соединений, из-за чего изменяется строение грудной клетки человека. Внутренние органы также деформируются и не могут полноценно функционировать.

Особенности грудной клетки

Различия форм грудной клетки обусловливается и половыми признаками. На отличия влияют особенности дыхания - у мужчин дыхание осуществляется при помощи диафрагмы и является брюшным, а у женщин дыхание грудное. Визуально можно более подробно рассмотреть строение грудной клетки человека. Схема мужского и женского каркаса указывают на присутствие отличий, зависящих именно от половых признаков.

Так как мужчины имеют больший каркас, их ребра отличаются крутым изгибом, однако на ребрах практически отсутствуют спиралевидные завитки. Женщины же, наоборот, отличаются наличием сильно выраженного спиралевидного скручиванию боковых частей грудной клетки (ребер), именно поэтому диафрагма женщин менее задействована в процессе дыхания, а большая нагрузка приходится именно на грудную клетку, то есть преимущественен грудной тип дыхания.

Строение грудной клетки человека, фото которой представлено выше, указывает на явные отличия в скелете мужчин и женщин.

Грудная клетка (ГК) человека (thorax) – это костный каркас, защищающий от воздействия внешних факторов такие жизненно важные внутренние органы, как сердце, легкие, нервы и крупные кровеносные сосуды. Неправильное развитие, травмы и патологии в строении грудной клетки приводят к нарушению функции тех органов, за сохранность которых она отвечает.

Строение грудной клетки человека обеспечивают структуры:

позвоночный столб;
ребра;
грудина;
мышцы.

По своей форме нормальная ГК человека напоминает конус, который обращен основанием вниз и немного сплющен в передне-заднем направлении. В ней различают четыре части: переднюю, заднюю, левую и правую боковые. Вверху и внизу имеются две апертуры (отверстия).

Передняя часть гр. клетки представлена грудинной костью с мечевидным отростком, хрящами и передними концами ребер. Задняя часть образована 12-ю грудными позвонками и ребрами, а боковые части – 12-ю парами ребер с их хрящами.

Верхнюю апертуру гр. клетки ограничивает край рукоятки грудины, первая пара реберных костей и тело первого грудного позвонка. Сквозь верхнюю апертуру проходят плечеголовной ствол, блуждающий нерв и его ветви, внутренние грудные артерии, две подключичные вены, левая общая сонная артерия пищевод, а также трахея.

Нижняя апертура гр. клетки – это костное кольцо, ограниченное спереди мечевидным отростком, дугой ребер и нижними краями 11-й и 12-й пар, а позади телом двенадцатого позвонка грудной части позвоночного столба. Диафрагма определяет нижнюю границу грудной полости, и через ее естественные окна проходят нижняя полая вена и ветви правого диафрагмального нерва.

Структуры и выполняемые ими функции элементов ГК человека

Позвоночный столб выполняет поддерживающую функцию, и его образуют двенадцать грудных позвонков. Тела позвонков полуподвижным способом соединены с десятью парами ребер, и увеличиваются в размерах сверху вниз за счет возрастающей нагрузки. Остистые отростки длинные и отклонены вниз, черепицеобразно наложены друг на друга для лучшей защиты спинного мозга.
Грудной отдел позвоночника имеет физиологический изгиб кзади – кифоз, который совместно с изгибами других отделов позвоночника и межпозвоночными дисками обеспечивает равномерное распределение нагрузки при прямохождении. Хорошо определяется у новорожденного ребенка. Искривление грудной части позвоночника может привести к изменению формы всего каркаса ГК.
Ребра – это парные костные дуги, состоящие из головки, тела и хряща. Внутри ребер у взрослых находится красный костный мозг. Десять пар ребер присоединятся к грудине. Из них семь носят название истинных из-за того, что фиксированы одновременно с грудинной костью и позвонком. А остальные пять называются ложные и соединяются только с телами позвонков. Одиннадцатая и двенадцатая пары – это колеблющиеся ребра, которые в некоторых случаях могут отсутствовать, а у женщин отличаются меньшим размером. Реберные дуги образуют надчревный угол, размер которого в норме равен 90°.
Грудина – это губчатая кость, которая находится в центре передней части грудной клетки человека. Она имеет вытянутую форму, и состоит из рукоятки, тела и мечевидного отростка. В среднем длина грудины равно приблизительно 17 см, и у мужчин обычно больше.
Мышцы ГК представлены двумя группами, которые обеспечивают движение рук и верхнего плечевого пояса, а также принимают участие в акте дыхания. Первая группа – это мышцы, которые прикрепляются одной частью к грудной клетке, а другой – к поясу верхней конечности и собственно верхней конечности, представлены большой и малой грудной, подключичной и передней зубчатой мышцами. Вторая группа называется аутохтонными мышцами и формирует стенки полости ГК. К ним относятся наружные и внутренние межреберные мышцы и поперечные мышцы груди.

Анатомические особенности строения грудной клетки

Строение грудных клеток во многом зависит от возраста, пола, телосложения человека и условий жизни.

Для анатомии новорожденных характерен бочкообразный вид грудной части скелета с горизонтальным расположением ребер, и расширенная нижняя апертура из-за относительно больших размеров печени. По мере взросления ребенка, к 15 годам, ГК приобретает форму, предопределенную конституцией и полом. Так, у лиц мужского пола появляется характерная конусообразная форма с расширением книзу и удлиненной грудиной, а для женщин более типичен овоидный вид грудной клетки с сужением верхней и нижней части, укороченной грудиной и общими меньшими размерами ГК. Из-за развитых молочных желез, рельеф верхней части ГК у женщин может быть изменен.

У людей пожилого возраста отмечается снижение эластичности реберных хрящей, что приводит к уменьшению экскурсии ГК при дыхании. Хронические легочные заболевания также приводят к изменению формы ГК.

У лиц астенического телосложения ГК отличается более вытянутой формой, острым надчревным углом, горизонтальным расположением ребер, узким плечевым поясом. Для гиперстеников характерны широкие размеры ГК, напоминающие состояние глубокого вдоха с невыраженными межреберными промежутками и тупым надчревным углом.

Занятия физкультурой способствуют укреплению мышечного каркаса и эластичности ГК. Это, в свою очередь, повышает жизненную емкость легких и объем грудной полости, что является важным звеном в профилактике воспалительных заболеваний легочной системы.