Меню Рубрики

Структурными единицами компактного вещества трубчатой кости являются

Костная ткань бывает ретикулофиброзной и пластинчатой.

Ретикулофиброзная костная ткань (textus osseus reticulofibrosus) встречается главным образом у зародышей. У взрослых ее можно обнаружить на месте заросших черепных швов, в местах прикрепления сухожилий к костям. Беспорядочно расположенные коллагеновые волокна образуют в ней толстые пучки, отчетливо заметные микроскопически даже при небольших увеличениях.

В основном веществе ретикулофиброзной костной ткани находятся удлиненно-овальной формы костные лакуны с длинными анастомозирующими канальцами, в которых лежат остеоциты с их отростками. С поверхности грубоволокнистая кость покрыта надкостницей.

Пластинчатая костная ткань (textus osseus lamellaris) — наиболее распространенная разновидность костной ткани во взрослом организме. Она состоит из костных пластинок (lamellae ossea). Толщина и длина последних колеблется от нескольких десятков до сотен микрометров. Они не монолитны, а содержат фибриллы, ориентированные в различных плоскостях.

В центральной части пластин фибриллы имеют преимущественно продольное направление, по периферии — прибавляется тангенциальное и поперечное направления. Пластинки могут расслаиваться, а фибриллы одной пластинки могут продолжаться в соседние, создавая единую волокнистую основу кости. Кроме того, костные пластинки пронизаны отдельными фибриллами и волокнами, ориентированными перпендикулярно костным пластинкам, вплетающимися в промежуточные слои между ними, благодаря чему достигается большая прочность пластинчатой костной ткани. Из этой ткани построены и компактное, и губчатое вещества в большинстве плоских и трубчатых костей скелета.

Трубчатая кость как орган в основном построена из пластинчатой костной ткани, кроме бугорков. Снаружи кость покрыта надкостницей, за исключением суставных поверхностей эпифизов, покрытых гиалиновым хрящем.

Надкостница, или периост (periosteum). В надкостнице различают два слоя: наружный (волокнистый) и внутренний (клеточный). Наружный слой образован в основном волокнистой соединительной тканью. Внутренний слой содержит остеогенные камбиальные клетки, преостеобласты и остеобласты различной степени дифференцировки. Камбиальные клетки веретеновидной формы имеют небольшой объем цитоплазмы и умеренно развитый синтетический аппарат. Преостеобласты — энергично пролиферирующие клетки овальной формы, способные синтезировать мукополисахариды. Остеобласты характеризуются сильно развитым белоксинтезирующим (коллаген) аппаратом. Через надкостницу проходят питающие кость сосуды и нервы.

Надкостница связывает кость с окружающими тканями и принимает участие в ее трофике, развитии, росте и регенерации.

Компактное вещество, образующее диафиз кости, состоит из костных пластинок, [толщина которых колеблется от 4 до 12— 15 мкм]. Костные пластинки располагаются в определенном порядке, образуя сложные образования – остеоны, или гаверсовы системы. В диафизе различают три слоя:

  • наружный слой общих пластинок,
  • средний, остеонный слой, и
  • внутренний слой общих пластинок.

Наружные общие (генеральные) пластинки не образуют полных колец вокруг диафиза кости, перекрываются на поверхности следующими слоями пластинок. Внутренние общие пластинки хорошо развиты только там, где компактное вещество кости непосредственно граничит с костномозговой полостью. В тех же местах, где компактное вещество переходит в губчатое, его внутренние общие пластинки продолжаются в пластинки перекладин губчатого вещества.

В наружных общих пластинках залегают прободающие (фолькмановы) каналы, по которым из надкостницы внутрь кости входят сосуды. Со стороны надкостницы в кость под разными углами проникают коллагеновые волокна. Эти волокна получили название прободающих (шарпеевых) волокон. Чаще всего они разветвляются только в наружном слое общих пластинок, но могут проникать и в средний остеонный слой, однако они никогда не входят в пластинки остеонов.

В среднем слое костные пластинки располагаются в остеонах. В костных пластинках располагаются коллагеновые фибриллы, впаянные в обызвествленный матрикс. Фибриллы имеют разное направление, но преимущественно они ориентированы параллельно длинной оси остеона.

Остеоны (гаверсовы системы) являются структурными единицами компактного вещества трубчатой кости. Они представляют собой цилиндры, состоящие из костных пластинок, как бы вставленных друг в друга. В костных пластинках и между ними располагаются тела костных клеток и их отростки, замурованные в костном межклеточном веществе. Каждый остеон отграничен от соседних остеонов так называемой спайной линией, образованной основным веществом, цементирующим их. В центральном канале остеона проходят кровеносные сосуды с сопровождающей их соединительной тканью и остеогенными клетками.

В диафизе длинной кости остеоны расположены преимущественно параллельно длинной оси. Каналы остеонов анастомозируют друг с другом. , в местах анастомозов прилежащие к ним пластинки изменяют свое направление. Такие каналы называют прободающими, или питательными. Сосуды, расположенные в каналах остеонов, сообщаются друг с другом и с сосудами костного мозга и надкостницы.

Большую часть диафиза составляет компактное вещество трубчатых костей. На внутренней поверхности диафиза, граничащей с костномозговой полостью, пластинчатая костная ткань образует костные перекладины губчатого вещества кости. Полость диафиза трубчатых костей заполнена костным мозгом.

Эндост (endosteum) — оболочка, покрывающая кость со стороны костномозговой полости. В эндосте сформированной поверхности кости различают осмиофильную линию на наружном крае минерализованного вещества кости; остеоидный слой, состоящий из аморфного вещества, коллагеновых фибрилл и остеобластов, кровеносных капилляров и нервных окончаний, слоя чешуевидных клеток, нечетко отделяющих эндост от элементов костного мозга. Толщина эндоста превышает 1—2 мкм, но меньше, чем у периоста.

В областях активного формирования кости толщина эндоста возрастает в 10—20 раз за счет остеоидного слоя вследствие повышения синтетической активности остеобластов и их предшественников. При ремоделировании кости в составе эндоста обнаруживаются остеокласты. В эндосте стареющей кости уменьшается популяция остеобластов и клеток-предшественников, но возрастает активность остеокластов, что ведет к истончению компактного слоя и перестройке губчатого вещества кости.

Между эндостом и периостом существует определенная микроциркуляция жидкости и минеральных веществ благодаря лакунарно-канальциевой системе костной ткани.

Васкуляризация костной ткани. Кровеносные сосуды образуют во внутреннем слое надкостницы густую сеть. Отсюда берут начало тонкие артериальные веточки, которые, помимо кровоснабжения остеонов, проникают в костный мозг через питательные отверстия и принимают участие в образовании питающей его сети капилляров. Лимфатические сосуды располагаются главным образом в наружном слое надкостницы.

Иннервация костной ткани. В надкостнице миелиновые и безмиелиновые нервные волокна образуют сплетение. Часть волокон сопровождает кровеносные сосуды и проникает с ними через питательные отверстия в одноименные каналы, а затем в каналы остеонов и далее достигает костного мозга. Другая часть волокон заканчивается в надкостнице свободными нервными разветвлениями, а также участвует в образовании инкапсулированных телец.

Рост костей — процесс очень длительный. Он начинается у человека с ранних эмбриональных стадий и кончается в среднем к 20-летнему возрасту. В течение всего периода роста кость увеличивается как в длину, так и в ширину.

Рост трубчатой кости в длину обеспечивается наличием метаэпифизарной хрящевой пластинки, в которой проявляются два противоположных гистогенетических процесса. Один — это разрушение эпифизарной пластинки с образованием костной ткани, а другой процесс — непрестанное пополнение хрящевой ткани путем новообразования клеток. Однако со временем процессы разрушения хрящевой ткани начинают преобладать над процессами новообразования, вследствие чего хрящевая пластинка истончается и исчезает.

В метаэпифизарном хряще различают три зоны:

  • пограничную зону (интактного хряща),
  • зону столбчатых (активно делящихся) клеток и
  • зону пузырчатых (дистрофически измененных) клеток.

Пограничная зона, расположенная вблизи эпифиза, состоит из округлых и овальных клеток и единичных изогенных групп, которые обеспечивают связь хрящевой пластинки с костью эпифиза. В полостях между костью и хрящом находятся кровеносные капилляры, обеспечивающие питанием клетки глубжележащих зон хрящевой пластинки. Зона столбчатых клеток содержит активно размножающиеся клетки, которые формируют колонки, расположенные по оси кости, и обеспечивают ее рост и длину. Проксимальные концы колонок состоят из созревающих, дифференцирующихся хрящевых клеток. Они богаты гликогеном и щелочной фосфатазой. Обе эти зоны наиболее реактивны при действии гормонов и других факторов, оказывающих влияние на процессы окостенения и роста костей. Зона пузырчатых клеток характеризуется гидратацией и разрушением хондроцитов с последующим эндохондральным окостенением. Дистальный отдел этой зоны граничит с диафизом, откуда в нее проникают остеогенные клетки и кровеносные капилляры. Продольно ориентированные колонки энхондральной кости являются по существу костными трубочками, на месте которых формируются остеоны.

Впоследствии центры окостенения в диафизе и эпифизе сливаются и рост кости в длину заканчивается.

Рост трубчатой кости в ширину осуществляется за счет периоста. Со стороны периоста очень рано начинает образовываться концентрическими слоями тонковолокнистая кость. Этот аппозиционный рост продолжается до окончания формирования кости. Количество остеонов непосредственно после рождения невелико, но уже к 25 годам в длинных костях конечностей количество их значительно увеличивается.

источник

В теле человека находится примерно 206 костей, но мало кто знает их строение и понимает, почему они такие прочные. А ведь главную роль в этом играет остеон. Это структурные единицы, из которых построены кости конечностей, ребер, позвонков и др. Есть у него еще одно название — гаверсова система.

Только из-за совместного действия скелета и мышц нашего тела мы способны передвигаться, и это их основная функция. Есть, конечно, и дополнительные — кроветворение, обмен микроэлементами, запасательная (резерв жира). Преимущественно имеют следующее строение — особые клетки кости и межклеточное вещество, наружное покрытие (надкостниц), и во внутренней части расположен костный мозг.

Любая косточка состоит из двух компонентов — компактного и губчатого вещества. Первое размещается по периферии, второе — в центре, и состоит из костных перекладин, расположенных не хаотично, а в четком соответствии с внешним воздействием на кость на конкретном участке.

Сочетание органических (30-40 %) и неорганических (60-70 %) веществ является особенностью состава скелета. К неорганическим веществам относятся соли разного химического состава: фосфат и карбонат кальция, сульфат магния и другие. Все они растворяются в кислотах, после ее воздействия в кости остаются только органические вещества, а кость по внешнему виду и на ощупь напоминает губку.

Из органических веществ можно выделить жиры, мукопротеиды, гликогены и коллагеновые волокна (представлены оссеином, оссеомукоидом, эластином). Если кость сжечь, то форма ее сохранится, но она станет хрупкой и при надавливании легко раскрошится.

Именно сочетание веществ разного происхождения делает кость твердой, прочной, но при этом упругой.

По отличию в строении делятся на:

  • трубчатые. Бывают длинные и короткие. Состоят из двух эпифизов и диафиза, форма трехгранная или цилиндрическая;
  • губчатые — в составе преимущественно губчатая ткань, окруженная твердым веществом;
  • плоские. Представляют собой две плоские пластинки, между которыми разместилось губчатое вещество, например, кость лопатки;
  • смешанные. Кости, состоящие из нескольких частей сложной формы. Бывают различными по форме и выполняемым функциям. Например, грудной позвонок состоит из трех частей — тела, дуги и отростка.

Рассмотрев костную ткань на клеточном уровне, можно выделить три основные формы клеток, отличающихся по строению и выполняющих свои функции:

  1. Остеобласты — молодые крупные клетки, которые имеют мезенхимное происхождение. Цилиндрическая форма, ядро расположено эксцентрично. Каждая клетка обладает отростком, чтобы соприкасаться с соседними остеобластами. Основные функции — синтезировать межклеточное вещество и отвечать за его минерализацию.
  2. Остеоциты — это следующая стадия развития клеток кости остеобластов, они встречаются в кости, которая уже перестала развиваться Тело клетки небольшое, по сравнению с остеобластами, а количество отростков большое, и может варьировать даже в одной и той же кости. Ядро тоже уменьшилось в размерах и стало более плотным. Клетка как будто замурована в минерализованное вещество межклеточное (лакуны).
  3. Остеокласты — крупные клетки, размеры которых могут достигать более 80 микрон. Ядер не одно, а несколько, так как они образуются из нескольких, слившихся между собой макрофагов. Так как остеокласт находится в постоянном движении, его форма постоянно меняется. Со стороны кости, которую нужно разрушить, на клетке есть многочисленные отростки, которые будто «рассасывают» кость, забирая из нее все соли и разрушая матрикс.

Эти три типа клеток, вместе с аморфным веществом и оссеиновыми волокнами, расположенными в свободном пространстве, упорядочены и образуют пластинки, в свою очередь, формирующие остеоны, вставочные и генеральные пластинки.

Диафиз состоит из двух структурных единиц: гаверсова система, или остеон, — это основная часть — и вставочные пластины. Строение остеона весьма сложное. Костные пластинки свернуты в цилиндры разных диаметров. Эти цилиндры вложены друг в друга, а в центре проходит так называемый гаверсов канал. В этом канале проходят нервы и кровеносные сосуды.

Остеон — это не отдельно лежащая структурная единица, она многократно анастомозирует между другими единицами, а также с надкостницей и сосудами костного мозга. Ведь кровоснабжение всех остеонов берет свое начало именно из кровеносной сети надкостницы, а затем переходит в сосудики костного мозга. Параллельно кровеносным сосудам идут и нервные окончания.

Располагается любой остеон, фото тому подтверждение, в трубчатой кости параллельно длинной стороне, а в губчатых — перпендикулярно к силе сжатия и растяжения.

Каждая кость построена из своего индивидуального количество таких единиц, как остеон, биология оправдывает такое строение тем, что нагрузка на каждую из них своя. Бедренная кость подвергается большой нагрузке на сжатие при ходьбе, количество гаверсовых систем в ней составляет 1,8 шт. на квадратный миллиметр. Причем 11 % — это доля гаверсовых каналов.

Остеоны всегда разделены промежуточными пластинами (еще их называют вставочными). Это не что иное, как разрушенный остеон кости, пришедший в негодность по той или иной причине. Ведь в костях постоянно идет процесс разрушения и постройки новых гаверсовых систем.

Перечислим функции остеона:

  • основная строительная единица костной ткани;
  • придает прочность;
  • защита нервного окончания и сосуда, несущего кровь.

Становится понятно, что остеон — это структура, выполняющая одну из основных ролей в нашем движении, без него скелет не смог бы выполнять свое прямое назначение — поддерживать органы, ткани и тело в пространстве.

источник

Строение: клетки и межклеточное вещество.

Виды костной ткани: 1) ретикулофиброзная, 2) пластинчатая.

Также к костным тканям относятся специфические для зубов ткани: дентин, цемент.

В костной ткани 2 дифферона клеток: 1) остеоцит и его предшественники, 2) остеокласт.

Дифферон остеоцита: стволовые и полустволовые клетки, остеогенные клетки, остеобласты, остеоциты.

Клетки образуются из малодифференцированных клеток мезенхимы; у взрослых стволовые и полустволовые клетки имеются во внутреннем слое надкостницы, во время образования кости находятся на ее поверхности и вокруг внутрикостных сосудов.

Остеобласты способны к делению, располагаются группами, имеют неровную поверхность и короткие отростки, связывающие их с соседними клетками. В клетках хорошо развит синтетический аппарат, т.к. остеобласты участвуют в образовании межклеточного вещества: синтезируют белки матрикса (остеонектин, сиалопротеин, остеокальцин), коллагеновые волокна, ферменты (щелочная фосфатаза и др.).

Функция остеобластов: синтез межклеточного вещества, обеспечение минерализации.

Основные факторы, активирующие остеобласты: кальцитонин, тироксин (гормоны щитовидной железы); эстрогены (гормоны яичников); витамины С, Д; пьезо-эффекты, возникающие в кости при сжимании.

Читайте также:  Очередь за костями при ссср

Остеоциты – замурованные в минерализованное межклеточное вещество остеобласты. Клетки находятся в лакунах – полостях межклеточного вещества. Своими отростками остеоциты контактируют друг с другом, вокруг клеток в лакунах находится межклеточная жидкость. Синтетический аппарат развит слабее, чем в остеобластах.

Функция остеоцитов: поддержание гомеостаза в костной ткани.

Остеокласт. Дифферон остеокласта включает дифферон моноцита (развивается в красном костном мозге), затем моноцит выходит из кровеносного русла и трансформируется в макрофаг. Несколько макрофагов сливаются, и образуется многоядерный симпласт – остеокласт. В остеокласте много ядер, большой объём цитоплазмы. Характерна полярность (наличие функционально неравнозначных поверхностей): зона цитоплазмы, прилегающая к костной поверхности, называется гофрированной каёмкой, здесь много цитоплазматических выростов и лизосом.

Функции остеокластов: разрушение волокон и аморфного вещества кости.

Резорбция кости остеокластом: первый этап – прикрепление к кости с помощью белков (интегрины, витронектины и др.) для обеспечения герметизации; второй этап – закисление и растворение минералов в участке разрушения путем накачивания ионов водорода с участием АТФаз мембран гофрированного края; третий этап – растворение органического субстрата кости с помощью ферментов лизосом (гидролазы, коллагеназы и др.), которые остеокласт выводит экзоцитозом в зону разрушения.

Факторы, активирующие остеокласты: гормон паращитовидной железы паратирин; пьезо-эффекты, возникающие в кости при ее растяжении; невесомость; отсутствие физической нагрузки (иммобилизация) и др.

Факторы, угнетающие остеокласты: гормон щитовидной железы кальциотонин, гормоны яичников эстрогены.

Межклеточное вещество кости состоит из коллагеновых волокон (коллаген I, V типов) и основного (аморфного) вещества, состоящего из 30% органических и 70% неорганических веществ. Органические вещества кости: гликозаминогликаны, протеогликаны; неорганические вещества: фосфат кальция, в основном в виде кристаллов гидроксиапатита.

Наибольший объем у взрослого человека составляет пластинчатая костная ткань, которая бывает компактная и губчатая. На поверхности пластинчатых костей в зоне прикрепления сухожилий, а также в швах черепа находится ретикулофиброзная костная ткань.

Кость как орган состоит из нескольких тканей: 1) костная ткань, 2) надкостница: 2а) наружный слой – ПВНСТ, 2б) внутренний слой – РВСТ, с кровеносными сосудами и нервами, а также стволовыми и полустволовыми клетками.

1. РЕТИКУЛОФИБРОЗНАЯ (ГРУБОВОЛОКНИСТАЯ) КОСТНАЯ ТКАНЬ

Эта ткань формируется у плодов человека как основа костей. У взрослых она представлена незначительно и находится в швах черепа в местах прикрепления сухожилий к костям.

Строение: остеоциты и межклеточное вещество, в котором пучки коллагеновых минерализованных волокон расположены хаотично. Остеоциты находятся в костных полостях. С поверхности участки кости покрыты надкостницей, из которой ретикулофиброзная костная ткань получает питательные вещества путем диффузии.

ПЛАСТИНЧАТАЯ (ТОНКОВОЛОКНИСТАЯ) КОСТНАЯ ТКАНЬ – основной вид костной ткани во взрослом организме. Строение: остеоциты и межклеточное вещество, состоящее из волокон (коллагеновые или оссеиновые) и аморфного вещества. Межклеточное вещество представлено пластинками толщиной 3-10 мкм. В пластинке волокна располагаются параллельно друг другу, волокна соседних пластинок лежат под углом друг к другу. Между пластинками находятся тела остеоцитов в лакунах, а костные канальцы с отростками остеоцитов пронизывают пластинки под прямым углом.

Виды пластинчатой костной ткани. Из пластинчатой костной ткани построены компактное и губчатое вещество большинства плоских и трубчатых костей.

В губчатом веществе костные пластинки прямые, входят в состав трабекул – комплекс 2-3 параллельно расположенных пластинок. Трабекулы отграничивают полости заполненные красным костным мозгом.

В компактной кости наряду с прямыми пластинками находятся концентрические пластинки, образующие остеоны.

Гистологическое строение трубчатой кости как органа. Трубчатая кость состоит из диафиза – полой трубки, состоящей из прочной компактной кости, и эпифизов – расширяющихся концов этой трубки, построенные из губчатого вещества.

Кость как орган состоит из пластинчатой костной ткани, снаружи и со стороны костномозговой полости она покрыта соединительнотканными оболочками (надкостница, эндост). В полости кости находится красный и жёлтый костный мозг, кровеносные и лимфатические сосуды и нервы.

В кости различают компактное (кортикальное) вещество кости и губчатое (трабекулярное) вещество, которые образованы пластинчатой костной тканью. Надкостница, или периост, состоит из наружного (ПВНСТ или ПВОСТ) и внутреннего слоя (РВСТ). Внутренний слой содержит остеогенные камбиальные клетки, преостеобласты, остеобласты. Надкостница принимает участие в трофике костной ткани, развитии, росте и регенерации. Эндост – оболочка, покрывающая кость со стороны костного мозга, образован рыхлой волокнистой соединительной тканью, где имеются остеобласты и остеокласты, а также другие клетки РВСТ. Суставные поверхности эпифизов не имеют надкостницы и надхрящницы. Они покрыты разновидностью гиалинового хряща – суставным хрящом.

Строение диафиза. Диафиз состоит из компактного вещества (кортикальной кости), в котором различают три слоя: 1) наружный слой общих пластинок; 2) средний слой –остеонный; 3) внутренний слой общих пластинок.

Наружные и внутренние общие пластинки – это прямые пластинки, в них остеоциты получат питание из надкостницы и эндоста. В наружных общих пластинках находятся прободающие (фолькмановы) каналы, по которым из надкостницы внутрь кости входят сосуды. В среднем слое большинство костных пластинок располагаются в остеонах, а между остеонами лежат вставочные пластинки – остатки старых остеонов после перестройки кости.

Остеоны являются структурными единицами компактного вещества трубчатой кости. Они представляют собой цилиндрические образования, состоящие из концентрических костных пластинок, как бы вставленных друг в друга. В костных пластинках и между ними располагаются тела костных клеток и их отростки, проходящие в межклеточном веществе. Каждый остеон отграничен от соседнего остеона спайной линией, образованной основным веществом. В центре каждого остеона находится канал (Гаверсов канал), где проходят кровеносные сосуды с РВСТ и остеогенными клетками. Сосуды каналов остеонов сообщаются друг с другом и с сосудами костного мозга и надкостницы. На внутренней поверхности диафиза, граничащей с костномозговой полостью, находятся костные перекладины губчатого вещества кости.

Строение эпифиза. Эпифиз состоит из губчатого вещества, костные трабекулы (балки) которого ориентированы вдоль силовых линий нагрузки, обеспечивая прочность эпифизу. В пространствах между балками находится красный костный мозг.

Васкуляризация костной ткани. Кровеносные сосуды образуют во внутреннем слое надкостницы густую сеть. Отсюда берут начало тонкие артериальные веточки, которые кровоснабжают остеоны, проникают в костный мозг через питательные отверстия и образуют питающую сеть капилляров, проходящую по остеонам.

Иннервация костной ткани. В надкостнице миелиновые и безмиелиновые нервные волокна образуют сплетения. Часть волокон сопровождают кровеносные сосуды и проникают с ними через питательные отверстия в каналы остеонов и далее достигают костного мозга.

Перестройка и обновление костной ткани. В течение всей жизни человека происходит перестройка и обновление костной ткани. Разрушаются первичные остеоны и одновременно появляются новые, как на месте старых остеонов, так со стороны периоста. Под влиянием остеокластов костные пластинки остеона разрушаются, и на этом месте образуется полость. Этот процесс называется резорбцией костной ткани. В полости вокруг оставшегося сосуда появляются остеобласты, которые начинают строить новые пластинки, концентрически наслаивающиеся друг на друга. Так возникают вторичные генерации остеонов. Между остеонами располагаются остатки разрушенных остеонов прежних генераций – вставочные пластинки.

Надо отметить, в невесомости (в отсутствие силы тяжести и сил притяжения Земли) происходит разрушение костной ткани остеокластами, что предотвращается у космонавтов физическими упражнениями.

Возрастные изменения. С возрастом увеличивается общая масса соединительнотканных образований, изменяется соотношение типов коллагена, гликозаминогликанов, больше становится сульфатированных соединений. В эндосте стареющей кости уменьшается популяция остеобластов, но возрастает активность остеокластов, что ведет к истончению компактного слоя и перестройке губчатого вещества кости.

У взрослых полная смена образований кости зависит от ее размера и для бедра составляет 7-12 лет, для ребра 1 год. У пожилых лиц, у женщин в менопаузе происходит выраженная декальцинация костей – остеопороз.

Развитие костной ткани в эмбриогенезе и в постнатальный период

У зародыша человека к началу органогенеза (3-5 недели) нет костной ткани. На месте будущих костей находятся остеогенные клетки или же хрящевые образования (гиалиновый хрящ). На 6 неделе эмбриогенеза создаются необходимые условия (активное развитие хориона – будущей плаценты, и прорастание сосудов с обеспечением кислородом), и начинается развитие костной ткани в эмбриогенезе, а затем после рождения (постэмбриональное развитие).

Развитие костной ткани у эмбриона осуществляется двумя способами: 1) прямой остеогенез – непосредственно из мезенхимы; и 2) непрямой остеогенез – на месте ранее развившейся из мезенхимы хрящевой модели кости. Постэмбриональное развитие костной ткани происходит при физиологической регенерации.

Прямой остеогенез характерен при формировании плоских костей (например, костей черепа). Он наблюдается уже в первый месяц эмбриогенеза и включает три основные стадии: 1) формирование остеогенных островков из размножающихся клеток мезенхимы; 2) дифференцировка клеток остеогенных островков в остеобласты и образование органического матрикса кости (остеоида), при этом часть остеобластов превращаются в остеоциты; другая часть остеобластов оказывается не поверхности межклеточного вещества, т.е. на поверхности кости, эти остеобласты войдут в состав надкостницы; 3) обызвествление (кальцификация) остеоида – межклеточное вещество пропитывается солями кальция; образуется ретикулофиброзная костная ткань; 4) перестройка и рост кости – старые участки грубоволокнистой кости постепенно разрушаются и на их месте образуются новые участки пластинчатой кости; за счет надкостницы образуются общие костные пластинки, за счет остеогенных клеток, находящихся в адвентиции сосудов кости, образуются остеоны.

Развитие кости на месте ранее образованной хрящевой модели (непрямой остеогенез). Этот вид развития кости характерен для большинства костей скелета человека (длинные и короткие трубчатые кости, позвонки, кости таза). Первоначально формируется хрящевая модель будущей кости, которая служит основой для ее развития, а в дальнейшем хрящ разрушается и замещается костной тканью.

Непрямой остеогенез начинается на втором месяце эмбрионального развития, заканчивается к 18-25 годам и включает следующие стадии:

1) образование хрящевой модели кости из мезенхимы в соответствии с закономерностями гистогенеза хряща;

2) образование перихондральной костной манжетки: во внутреннем слое надхрящницы дифференцируются остеобласты, которые начинают образовывать костную ткань; надхрящница заменяется надкостницей;

3) образование энхондральной кости в диафизе: перихондральная кость нарушает питание хряща, в результате в диафизе появляются остеогенные островки из врастающей сюда мезенхимы с кровеносными сосудами. Параллельно этому остеокласты разрушают кость с образованием костно-мозговой полости;

4) образование энхондральной кости в эпифизе;

5) формирование эпифизарной пластинки роста в хряще (метаэпифизарный хрящ): на границе эпифиза и диафиза хондроциты собираются в колонки, так как рост неизмененных дистальных отделов хряща продолжается. В колонке хондроцитов идут два противоположно направленных процесса: с одной стороны размножение хондроцитов и рост хряща (столбчатые клетки) в его дистальном отделе и в околокостной зоне дистрофические изменения (пузырчатые хондроциты).

6) перестройка ретикулофиброзной костной ткани в пластинчатую: старые участки кости постепенно разрушаются и на их месте образуются новые; за счет надкостницы образуются общие костные пластинки, за счет остеогенных клеток, находящихся в адвентиции сосудов кости, образуются остеоны.

Со временем в метаэпифизарной пластинке хряща процессы разрушения клеток начинают преобладать над процессом новообразования; хрящевая пластинка истончается и исчезает: кость перестаёт расти в длину. Периост обеспечивает рост трубчатых костей в толщину путём аппозиционного роста. Количество остеонов после рождения невелико, но уже к 25 годам их число значительно увеличивается.

Регенерация костной ткани. Физиологическая регенерация костных тканей и их обновление происходят медленно за счет остеогенных клеток надкостницы и остеогенных клеток в канале остеона. Посттравматическая регенерация (репаративная) протекает быстрее. Последовательность регенерации соответствует схеме остеогенеза. Процессу минерализации кости предшествует формирование органического субстрата (остеоида), в толще которого могут образоваться балки хряща (при нарушенном кровоснабжении). Оссификация в этом случае будет идти по типу непрямого остеогенеза (см. схему непрямого остеогенеза).

источник

Трубчатая кость покрыта надкостницей, за исключением суставных поверхностей эпифизов, покрытых разновидностью гиалинового хряща.

Надкостница, или периост, покрывающая кость содержит два слоя: наружный (волокнистый) и внутренний (клеточный).

Наружный слой образован, в основном, волокнистой соединительной тканью.

Внутренний слой содержит остеогенные камбиальные клетки, преостеобласты и остеобласты различной степени дифференцировки.

Камбиальные клетки веретеновидной формы, с небольшим объемом цитоплазмы и умеренно развитым синтетическим аппаратом.

Преостеобласты – активно пролиферирующие клетки овальной формы, способные синтезировать мукополисахариды.

Остеобласты характеризуются сильно развитым белоксинтезирующим аппаратом.

Питание кости осуществляется из надкостницы, через которую в кость проходят кровеносные сосуды, а также нервы.

Надкостница принимает участие в развитии, росте и регенерации кости.

Макроскопически в кости выделяют губчатое и компактное вещество. Губчатое вещество формирует внутреннюю часть кости. Это масса костных трабекул, расположенных соответственно направлению сил сжатия и растяжения и составляющих структурную основу кости.

Компактная кость, состоящая из компактного вещества, представлена пластинчатой костной тканью. В компактном веществе диафиза различают три слоя: наружный слой общих пластинок, средний, образованный концентрически напластованными вокруг сосудов костными пластинками – остеонами и внутренний слой общих пластинок.

Наружные общие или генеральные пластинки расположены непосредственно под надкостницей, не образуют полных колец вокруг диафиза кости, перекрываются на поверхности следующими слоями пластинок.

Внутренние общие генеральные пластинки хорошо развиты только там, где компактное вещество кости непосредственно граничит с костномозговой полостью. Там, где компактное вещество переходит в губчатое, его внутренние общие пластинки продолжаются в пластинки перекладины губчатого вещества.

В наружных общих пластинках находятся прободающие (фолькмановы) каналы, по которым из надкостницы внутрь кости входят сосуды.

Также из надкостницы в кость проникают коллагеновые (шарпеевые) волокна.

Остеоны или гаверсовы системы.

Остеоны являются структурными единицами компактного вещества трубчатой кости. Они представляют собой костные пластинки цилиндрической формы как бы вставленные друг в друга. В костных пластинках и между ними располагаются тела и отростки костных клеток, замурованные в межклеточном веществе.

Остеоны отграничены от соседних остеонов спайной линией, образованной основным веществом, цементирующим их. В центральном канале остеона проходят кровеносные сосуды с сопровождающей их соединительной тканью и остеогенными клетками.

Остеоны в диафизе расположены в основном параллельно длинной оси. Сосуды, расположенные в каналах остеонов сообщаются друг с другом и с сосудами костного мозга и надкостницы. Каналы идущие от надкостницы называют прободающими или питательными.

На внутренней поверхности диафиза пластинчатая костная ткань образует костные перекладины губчатого вещества кости.

Со стороны костномозговой полости кость покрыта эндостом. В эндосте различают осмиофильную линию на наружном крае минерализованного вещества кости; остеоидный слой, состоящий из аморфного вещества, коллагеновых фибрилл и остеобластов, кровеносных капилляров и нервных окончаний, слоя чешуевидных клеток, нечетко отделяющих эндост от элементов костного мозга.

Толщина эндоста превышает 1-2мкм, но меньше, чем у периоста.

Эпифизы трубчатой кости снаружи покрыты тонким слоем компактной кости. Внутренняя часть эпифиза состоит из тонких балок и перекладин, образующих губчатую кость.

Читайте также:  Воронины у кости был дневник

источник

Костные ткани — это специализированный тип соединительной ткани с высокой минерализациеймежклеточного органического вещества, содержащего около 70% неорганических соединений, главным образом фосфатов кальция.

Органическое вещество — матрикс костной ткани — представлено в основном белками коллагенового типа и липидами. По сравнению с хрящевой тканью в нем содержится относительно небольшое количество воды, хондроитинсерной кислоты, но много лимонной и других кислот, образующих комплексы с кальцием.

Таким образом, твердое межклеточное вещество костной ткани (в сравнении с хрящевой тканью) придает костям более высокую прочность, и в тоже время – хрупкость. Органические и неорганические компоненты в сочетании друг с другом определяют механические свойства костной ткани — способность сопротивляться растяжению и сжатию.

Существует два основных типа костной ткани: компактная и губчатая.

Эти разновидности костной ткани различаются по структурным и физическим свойствам, которые обусловлены главным образом строением межклеточного вещества. В губчатой ткани коллагеновые волокна образуют толстые пучки, идущие в разных направлениях, а в компактной ткани костное вещество (клетки, волокна, матрикс) образуют системы пластинок.

К костной ткани относятся также дентин и цемент зуба, имеющие сходство с костной тканью по высокой степени минерализации межклеточного вещества и опорной, механической функции.

Клетки костной ткани: остеобласты, остеоциты и остеокласты.

Компактная костная ткань (компактное вещество) — один из двух типов костной ткани, формирующих кость. Обеспечивает поддерживающую, защитную функции кости, служит хранилищем химических элементов. Компактное вещество формирует корковый слой большинства костей. Оно значительно плотнее, тяжелее и прочнее губчатого вещества. Первичной структурно-функциональной единицей компактного вещества является остеон. Остеоны (гаверсовы системы) являются структурными единицами компактного вещества трубчатой кости. Они представляют собой цилиндры, состоящие из костных пластинок, как бы вставленных друг в друга. В костных пластинках и между ними располагаются тела костных клеток и их отростки, замурованные в костном межклеточном веществе. Каждый остеон отграничен от соседних остеонов так называемой спайной линией, образованной основным веществом, цементирующим их. В центральном канале остеона проходят кровеносные сосуды с сопровождающей их соединительной тканью и остеогенными клетками.

1)За счёт интенсивной прлиферации мезенхимных клеток и усиления васкулязации образуется остеогенный островок.

2)клетки островка дифференцируютя в остеобласты(синтезируют органический матрикс межклеточного вещества и коллагеновые волокна.по мере выработки межклеточного в-ва клетки «замуровываются» и превращаются в остеоциты.

3)наблюдается кальцификация межклеточного вещества. Органические соединения аморфного вещества замещаются на неорганические соли кальция и фосфора. образуется грубоволокнистая костная ткань .

4)Вместе с током крови участок остеогенеза приносит промоноциты и собирается в остеокласты. Эти клетки разрушают грубоволокнистую костную ткань,а на её месте образуется губчатая костная ткань.

В начале из гиалиного хряща формируется модель будущей кости. Развиваются трубчатые кости. Процесс окостенения в области диафиза. Здесь в надхрящницу врастает большое количество кровеносных сосудов, что увеличивает получение питательных веществ. в биохимических условиях надхрящница превращается в нвдкостницу (вместо хондрогенных кл-к начинают продуцировать остеогенные кл-ки ,что даёт образоваться остеобластам-перихондральная кость. Хрящ внутри кости гибнет, твёрдое вещество не пропускает питательные вещества.в хряще пустоты, образуются вакуоли .Одновременно происходит разрушение остеокластами, пока не возникает костномозговая полость .которую заполняет мезенхима. Из последней образуется строма костного мозга ,куда вселяются стволовые кровеносные клетки.

источник

Трубчатая кость состоит из эпифизов и диафиза. Снаружи диафиз покрыт надкостницей, или периостом. В надкостнице различают два слоя: наружный (волокнистый) — образован в основном волокнистой соединительной тканью и внутренний (клеточный) — содержит стволовые клетки и молодые остеобласты. Из надкостни­цы через прободающие каналы проходят пи­тающие кость сосуды и нервы. Надкостница свя­зывает кость с окружающими тканями и прини­мает участие в ее питании, развитии, росте и ре­генерации. Компактов вещество, образующее диафиз кости, состоит из костных пластинок, ко­торые образуют три слоя:

— наружный слой общих пластинок. В нем пластинки образуют 2-3 слоя, идущих вокруг диафиза.

— средний, остеонный слой — образован кон­центрически наслоенными вокруг сосудов кост­ными пластинками. Такие структуры называют­ся остеонами (гаверсовы системы), а пластин­ки, их образующие — остеонные пластинки. Остеоны являются функционально-структурной единицей компактного вещества трубчатой кос­ти. Каждый остеон отграничен от соседних остеонов так называемой спайной линией. В цент­ральном канале остеона (гаверсовом канале) проходят кровеносные сосуды с сопровож­дающей их соединительной тканью. Все остеоны в основном расположены параллельно длинной оси кости. Каналы остеонов анастомозируют друг с другом. Сосуды, расположенные в кана­лах остеонов, сообщаются друг с другом, с со­судами надкостницы и костного мозга. В остеонном слое между остеонами располагаются так­же вставочные пластинки (остатки старых раз­рушенных остеонов).

— внутренний слой общих пластинок — 2-3слоя пластинок, граничащих с костномозговой полостью.

Изнутри компактное вещество диафиза по­крыто эндостом, имеющим такое же строение, как и периост.

Развитие кости в эмбриогенезе (остеогенез)

Различают прямой и непрямой остеогенез.

Прямой остеогенез — развитие кости из ме­зенхимы. Этим способом развивается грубоволокнистая (ретикулофиброзная) костная ткань. Этот процесс наблюдается в основном в тече­ние первого месяца внутриутробного развития и протекает в четыре стадии:

— образование остеогенного островка. Про­исходит очаговое размножение мезенхимных клеток и формирование в этом очаге сосудов (васкуляризация);

— остеоидная стадия. Мезенхимные клетки превращаются в остеобласты, располагающиеся снаружи островка. Остеобласты образуют меж­клеточное вещество, в которое сами себя заму­ровывают и остаются в центре островка, пре­вращаясь в остеоциты. Снаружи образуются всё новые и новые остеобласты. Формируются костные балки,

— стадия минерализации остеоида. В эту ста­дию межклеточное вещество пропитывается со­лями кальция. В результате кальцификации об­разуются костные балки;

— стадии перестройки грубоволокнистой ко­стной ткани в пластинчатую, когда грубоволокнистая костная ткань разрушается остеокла­стами, и на ее месте с помощью остеобластов образуются костные пластинки и остеоны.

Непрямой остеогенез (из хрящевой моде­ли). Сначала, на 2-м месяце эмбриогенеза в местах будущих трубчатых костей из мезенхимы склеротомов сомитов образуется хрящевой за­чаток (гиалиновый хрящ, покрытый надхрящни­цей), который очень быстро принимает форму будущей кости. Затем в области диафиза над­хрящница замещается надкостницей, питание хряща нарушается, он погибает и разрушается остеокластами и замещается грубоволокнистой костной тканью — костная манжетка. Затем костная ткань замещает весь хрящ в диафизе.

В центре эпифизов ещё сохраняется нор­мальный гиалиновый хрящ (зона интактного хряща), однако ближе к диафизу хондроциты набухают (зона пузырчатого хряща) и разру­шаются с помощью остеокластов (зона резорб­ции хряща). Позднее точки окостенения появляются в эпифизах. Эти две зоны окостенения сближают­ся, а между ними ещё сохраняется метафизарная хрящевая пластинка роста, за счёт которой длительно, до 18-20 лет продолжается рост костей в длину. К 20 годам хрящевая пластинка истончается и исчезает, рост кости в дли­ну прекращается.

Регенерация костной ткани (после перело­мов) осуществляется за счет надкостницы. Обновление костной ткани: в среднем 8% в год (4% для губчатой и до 20% — для губчатой). Включает в себя резорбцию (разрушение) кости остеокластами и новообразование кости остео­бластами. С возрастом (>35 лет), особенно у женщин процессы резорбции начинают преобладать, и развивается остеопороз

Кости быстро перестраиваются при изме­нении физических нагрузок.

Факторы, влияющие на состояние костей: ви­тамины (С, Д, А) и гормоны (кальцитонин, паратгормон, половые гормоны, глюкокортикоиды).

Дата добавления: 2014-01-07 ; Просмотров: 989 ; Нарушение авторских прав? ;

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

источник

Большинство костей взрослого человека состоит из пластинчатой костной ткани. Из нее образовано компактное вещество, расположенное по периферии, и губчатое – массы костных перекладин в середине кости.

Компактное вещество, substantia compacta, кости образуют диафизы трубчатых костей, в виде тонкой пластины покрывает снаружи их эпифизы, а также губчатые и плоские кости, построенные из губчатого вещества. Компактное вещество костей пронизано тонкими каналами, в которых проходят кровеносные сосуды и нервные волокна. Одни каналы располагаются преимущественно параллельно поверхности кости (центральные, или гаверсовы, каналы), другие открываются на поверхности кости питательными отверстиями (foramina nutricia), через которые в толщу кости проникают артерии и нервы, а выходят вены.

Стенки центральных (гаверсовых) каналов образованы концентрическими пластинками, расположенными вокруг центрального канала. Вокруг одного канала имеются от 4 до 20, как бы вставленных друг в друга таких костных пластинок. Центральный канал вместе с окружающими его пластинами называется остеоном (гаверсова система). Остеон является структурно-функциональной единицей компактного вещества кости (рис. 2.2).

Губчатое вещество, substantia spongiosa, представлено соединяющимися между собой трабекулами, образующими пространственную решетку, напоминающую пчелиные соты. Его перекладины располагаются не беспорядочно, а закономерно, соответственно функциональным условиям. Структурно-функциональной единицей губчатого вещества является трабекулярный пакет, представляющий собой совокупность параллельно расположенных костных пластинок в пределах одной трабекулы и отграниченных друг от друга спайной линией. Костные ячейки содержат костный мозг – орган кроветворения и биологической защиты организма. Он участвует также в питании, развитии и росте кости. В трубчатых костях костный мозг находится также в канале этих костей, называемом, поэтому костномозговой полостью, cavitas medullaris. Таким образом, все внутренние пространства кости заполняются костным мозгом, составляющим неотъемлемую часть кости как органа. Различают красный костный мозг и желтый костный мозг.

Красный костный мозг, medulla ossium rubra, имеет вид нежной красной массы, состоящей из ретикулярной ткани, в петлях которой находятся клеточные элементы, имеющие непосредственное отношение к кроветворению (стволовые клетки), к иммунной системе и костеобразованию (костесозидатели – остеобласты и костеразрушители – остеокласты), кровеносные сосуды и кровяные элементы и придают костному мозгу красный цвет.

Желтый костный мозг, medulla ossium flava, обязан своим цветом жировым клеткам, из которых он и состоит.

Распределение компактного и губчатого вещества зависит от функции кости. Компактное вещество находится в тех костях и в тех частях их, которые выполняют преимущественно функцию опоры (стойки) и движения (рычаги), например, в диафизах трубчатых костей. В местах, где при большом объеме требуется сохранить легкость и вместе с тем прочность, образуется губчатое вещество, например, в эпифизах трубчатых костей (рис. 2.2).

Рис 2.2. Бедренная кость.

а – строение бедренной кости на распиле; б – перекладины губчатого вещества располагаются не беспорядочно, а закономерно; 1 – эпифиз; 2 – метафиз; 3 – апофиз; 4 – губчатое вещество; 5 – диафиз; 6 – компактное вещество; 7 – костномозговая полость.

Вся кость, кроме мест соединения с костями (суставного хряща), покрыта соединительнотканной оболочкой – надкостницей, periosteum (периост). Это тонкая, крепкая соединительнотканная пленка бледно-розового цвета, окружающего кость снаружи, состоящая у взрослых из двух слоев: наружного волокнистого (фиброзного) и внутреннего костеобразующего (остеогенного, или камбиального). Она богата нервами и сосудами, благодаря чему участвует в питании и росте кости в толщину.

Таким образом, в понятие кости как органа входит костная ткань, образующая главную массу кости, а так же костный мозг, надкостница, суставной хрящ и многочисленные нервы и сосуды.

Химический состав костейсложен. В живом организме в составе кости взрослого человека присутствует около 50% воды, 28% органических и 22% неорганических веществ. Неорганические вещества представлены соединениями кальция, фосфора, магния и других элементов. Органические вещества кости – это коллагеновые волокна, белки (95%), жиры и углеводы (5%). Эти вещества придают костям упругость и эластичность. При увеличении доли неорганических соединений (в старческом возрасте, при некоторых заболеваниях) кость становится ломкой, хрупкой. Прочность кости обеспечивается физико-химическим единством неорганических и органических веществ и особенностями ее конструкции. Химический состав костей зависит от возраста (у детей преобладают органические вещества, у стариков – неорганические), общего состояния организма, функциональных нагрузок и пр. При ряде заболевания состав костей изменяется.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Увлечёшься девушкой-вырастут хвосты, займёшься учебой-вырастут рога 9863 — | 7708 — или читать все.

источник

В теле человека находится примерно 206 костей, но мало кто знает их строение и понимает, почему они такие прочные. А ведь главную роль в этом играет остеон. Это структурные единицы, из которых построены кости конечностей, ребер, позвонков и др. Есть у него еще одно название — гаверсова система.

Только из-за совместного действия скелета и мышц нашего тела мы способны передвигаться, и это их основная функция. Есть, конечно, и дополнительные — кроветворение, обмен микроэлементами, запасательная (резерв жира). Преимущественно имеют следующее строение — особые клетки кости и межклеточное вещество, наружное покрытие (надкостниц), и во внутренней части расположен костный мозг.

Любая косточка состоит из двух компонентов — компактного и губчатого вещества. Первое размещается по периферии, второе — в центре, и состоит из костных перекладин, расположенных не хаотично, а в четком соответствии с внешним воздействием на кость на конкретном участке.

Сочетание органических (30-40 %) и неорганических (60-70 %) веществ является особенностью состава скелета. К неорганическим веществам относятся соли разного химического состава: фосфат и карбонат кальция, сульфат магния и другие. Все они растворяются в кислотах, после ее воздействия в кости остаются только органические вещества, а кость по внешнему виду и на ощупь напоминает губку.

Из органических веществ можно выделить жиры, мукопротеиды, гликогены и коллагеновые волокна (представлены оссеином, оссеомукоидом, эластином). Если кость сжечь, то форма ее сохранится, но она станет хрупкой и при надавливании легко раскрошится.

Именно сочетание веществ разного происхождения делает кость твердой, прочной, но при этом упругой.

По отличию в строении делятся на:

  • трубчатые. Бывают длинные и короткие. Состоят из двух эпифизов и диафиза, форма трехгранная или цилиндрическая;
  • губчатые — в составе преимущественно губчатая ткань, окруженная твердым веществом;
  • плоские. Представляют собой две плоские пластинки, между которыми разместилось губчатое вещество, например, кость лопатки;
  • смешанные. Кости, состоящие из нескольких частей сложной формы. Бывают различными по форме и выполняемым функциям. Например, грудной позвонок состоит из трех частей — тела, дуги и отростка.

Рассмотрев костную ткань на клеточном уровне, можно выделить три основные формы клеток, отличающихся по строению и выполняющих свои функции:

  1. Остеобласты — молодые крупные клетки, которые имеют мезенхимное происхождение. Цилиндрическая форма, ядро расположено эксцентрично. Каждая клетка обладает отростком, чтобы соприкасаться с соседними остеобластами. Основные функции — синтезировать межклеточное вещество и отвечать за его минерализацию.
  2. Остеоциты — это следующая стадия развития клеток кости остеобластов, они встречаются в кости, которая уже перестала развиваться Тело клетки небольшое, по сравнению с остеобластами, а количество отростков большое, и может варьировать даже в одной и той же кости. Ядро тоже уменьшилось в размерах и стало более плотным. Клетка как будто замурована в минерализованное вещество межклеточное (лакуны).
  3. Остеокласты — крупные клетки, размеры которых могут достигать более 80 микрон. Ядер не одно, а несколько, так как они образуются из нескольких, слившихся между собой макрофагов. Так как остеокласт находится в постоянном движении, его форма постоянно меняется. Со стороны кости, которую нужно разрушить, на клетке есть многочисленные отростки, которые будто «рассасывают» кость, забирая из нее все соли и разрушая матрикс.
Читайте также:  Остеосинтез перелома бедренной кости блокируемым стержнем

Эти три типа клеток, вместе с аморфным веществом и оссеиновыми волокнами, расположенными в свободном пространстве, упорядочены и образуют пластинки, в свою очередь, формирующие остеоны, вставочные и генеральные пластинки.

Диафиз состоит из двух структурных единиц: гаверсова система, или остеон, — это основная часть — и вставочные пластины. Строение остеона весьма сложное. Костные пластинки свернуты в цилиндры разных диаметров. Эти цилиндры вложены друг в друга, а в центре проходит так называемый гаверсов канал. В этом канале проходят нервы и кровеносные сосуды.

Остеон — это не отдельно лежащая структурная единица, она многократно анастомозирует между другими единицами, а также с надкостницей и сосудами костного мозга. Ведь кровоснабжение всех остеонов берет свое начало именно из кровеносной сети надкостницы, а затем переходит в сосудики костного мозга. Параллельно кровеносным сосудам идут и нервные окончания.

Располагается любой остеон, фото тому подтверждение, в трубчатой кости параллельно длинной стороне, а в губчатых — перпендикулярно к силе сжатия и растяжения.

Каждая кость построена из своего индивидуального количество таких единиц, как остеон, биология оправдывает такое строение тем, что нагрузка на каждую из них своя. Бедренная кость подвергается большой нагрузке на сжатие при ходьбе, количество гаверсовых систем в ней составляет 1,8 шт. на квадратный миллиметр. Причем 11 % — это доля гаверсовых каналов.

Остеоны всегда разделены промежуточными пластинами (еще их называют вставочными). Это не что иное, как разрушенный остеон кости, пришедший в негодность по той или иной причине. Ведь в костях постоянно идет процесс разрушения и постройки новых гаверсовых систем.

Перечислим функции остеона:

  • основная строительная единица костной ткани;
  • придает прочность;
  • защита нервного окончания и сосуда, несущего кровь.

Становится понятно, что остеон — это структура, выполняющая одну из основных ролей в нашем движении, без него скелет не смог бы выполнять свое прямое назначение — поддерживать органы, ткани и тело в пространстве.

источник

В состав скелета любого взрослого человека входит 206 различных костей, все они различны по строению и роли. На первый взгляд они кажутся твердыми, негибкими и безжизненными. Но это ошибочное впечатление, в них непрерывно происходят различные обменные процессы, разрушение и регенерация. Они, в совокупности с мышцами и связками, образуют особую систему, что носит название «костно-мышечная ткань», основная функция которой — опорно-двигательная. Она образована из нескольких видов особых клеток, которые различаются по структуре, функциональным особенностям и значению. О костных клетках, их строение и функциях далее и пойдет речь.

Это отдельный вид соединительной ткани, из нее образуются все кости в человеческом теле. В ее состав входят особые клетки и межклеточное вещество. Последнее включает органический матрикс, состоящий из коллагеновых волокон (90-95% от общей массы) и минеральных компонентов, в основном солей кальция (5-10%). Благодаря такому составу костная ткань человека имеет гармоничное сочетание твердости и эластичности. Различают три группы клеток: остеокласты (слева), остеобласты (посередине), остеоциты (справа на фото).

Более подробно остановимся на них далее. Коллаген, содержащийся в матриксе, имеет отличия от своих аналогов, находящихся в других тканях, главным образом за счет того, что содержит больше специфических полипептидов. Волокна расположены, как правило, параллельно уровню наиболее вероятных нагрузок на кость. Именно благодаря нему сохраняется эластичность и упругость.

Если кость подвергнуть действию соляной кислоты, то минеральные вещества будут растворены, а вот органические (оссеин) останутся. Они сохранят форму, но станут чрезмерно гибкими и сильно подверженными деформированию. Такое состояние характерно для маленьких детей. У них высоко содержание оссеина, поэтому кости более эластичны, чем у взрослых. И обратный случай, когда теряются органические вещества, но остаются минеральные. Это происходит, если, к примеру, кость обжечь: она сохранит свою форму, но приобретет вместе с тем сильную хрупкость и может разрушиться даже от незначительного прикосновения. Такие изменения состав костной ткани претерпевает в старости. Доля минеральных солей доходит до 80% от всей массы. Поэтому пожилые люди более подвержены различного рода переломам и травмам.

Если установить плотность костной ткани (объем), то это позволит оценить прочность скелета и его отдельных частей. Такие исследования проводятся с использованием компьютерной томографии. Своевременная диагностика позволяет начать лечение или поддерживающую терапию вовремя.

Остеобласты – это клетки костной ткани, располагающиеся в верхних ее слоях, имеющие многоугольную, кубическую форму с различного вида отростками. Внутреннее содержимое мало чем отличается от других. Хорошо развитый зернистый эндоплазматический ретикуллум содержит различные элементы, рибосомы, аппарат Гольджи, округлой или овальной формы ядро богатое хроматином и содержащее ядрышко. Снаружи эти клетки костной ткани окружены тончайшими микрофибриллами.

Главная функция остеобластов – синтез компонентов межклеточного вещества. Это коллаген (преимущественно первого типа), гликопротеины матрикса (остеокальцин, остеонектин, остеопонтин, костный сиалопротеин), протеогликаны (бигликан, гиалуроновая кислота, декорин), а также различные костные морфогенетические белки, факторы роста, ферменты, фосфопротеины. Нарушение выработки всех этих соединений остеобластами наблюдается при некоторых заболеваниях. Например, недостаток витамина С (цинга) у детей характеризуется нарушением развития и роста костей вследствие дефекта синтеза коллагена и гликозаминогликанов. По этой же причине и замедляется восстановление костной ткани, заживление при переломах. Так как остеобласты фактически отвечают за рост, то присутствуют исключительно в развивающейся костной ткани.

  1. Отложение кристаллов гидроксилата вдоль фибрилл коллагена из перенасыщенной внеклеточной жидкости. Особую роль при этом отводят некоторым протеогликанам, которые связывают кальций и удерживают его в зонах зазоров.
  2. Секреция особых матричных пузырьков. Это мелкие мембранные структуры, которые синтезируются и выделяются остеобластами. В них в большой концентрации содержится фосфат кальция и щелочная фосфатаза. Особая микросреда, создаваемая внутри пузырьков, благоприятствует образованию первых гидроксиапатитовых кристаллов.

Скорость минерализации остеоида (костная ткань на стадии формирования) может существенно меняться, в норме она занимает около 15 суток. Нарушения могут происходить при снижении концентрации ионов кальция в крови или фосфата. Результатом этого является размягчение и деформация костей – остеомаляция. Аналогичные нарушения наблюдаются, например, при рахите (дефицит витамина D).

Они образуются из активных остеобластов, у нерастущей кости покрывают около 80-95% ее поверхности. Они имеют уплощенную форму с веретеновидным ядром. Остальные органеллы редуцированы. Но сохраняются рецепторы, реагирующие на различные гормоны и факторы роста. Между покоящимися остеобластами и остеоцитами сохраняется связь и таким образом образуется система, регулирующая минеральный обмен. Если происходит какое-либо повреждение (травмы, переломы), то они активизируются, и начинается активный синтез коллагена, выработка органического матрикса. Другими словами, за счет их происходит регенерация костных тканей. В то же время они могут быть причиной злокачественной опухоли – остеосаркомы.

Эти клетки составляют основу зрелой костной ткани. Форма у них веретенообразная, с множеством отростков. Органелл значительно меньше по сравнению с остеобластами, есть округлое ядро (в нем преобладает гетеохроматин) с ядрышком. Остеоциты располагаются в лакунах, но непосредственно с матриксом не соприкасаются, а окружены тонким слоем костной жидкости. За счет нее осуществляется питание клеток.

Аналогично отделены и их отростки, имеющие достаточно большую длину до 50 мкм, располагающиеся в специальных канальцах. Их очень много, костная ткань буквально пронизана ими, они образуют ее дренажную систему, в которой и содержится тканевая жидкость. Через нее осуществляется обмен веществ между межклеточным веществом и клетками. Также стоит отметить, что они не делятся, а образуются из остеобластов и являются основными компонентами в сформировавшейся костной ткани.

Основная функция остеоцитов – поддержание нормального состояния костного матрикса и баланса кальция и фосфора в организме. Они способны воспринимать механические напряжения, и чувствительны к электрическим потенциалам, возникающим при действии деформирующих сил. Реагируя на них, они запускают локальный процесс, при котором соединительная костная ткань начинает перестраиваться.

Такое название получили крупные клетки, содержащие от 5 до 100 ядер, имеющие моноцитарное происхождение, разрушающие кости и хрящи или, по-другому, вызывающие их резорбцию. В цитоплазме остеокластов содержится много митохондрий, элементов ЭПС (зернистой) и аппарат Гольджи, рибосомы, а также различные по функции лизосомы. В ядрах содержится большое количество хроматина и есть хорошо различимые ядрышки. Также имеется достаточное количество цитоплазматических отростков, больше всего их располагается на поверхности, прилегающей к разрушаемой кости. Они увеличивают площадь соприкосновения с ней. Костная ткань начинает разрушаться при повышении уровня особого гормона (паратиреоидного), который приводит к активации остеокластов. Механизм этого процесса связывают с выделением ими углекислого газа, который под воздействием специального фермента (карбоангидраза) превращается в кислоту, имеющую название угольная, она и растворяет соли кальция.

Стоит отметить, что процесс разрушения протекает циклически, и периоды высокой активности каждой клетки неизменно сменяются периодами покоя. Резорбция протекает в несколько этапов:

  1. Прикрепление остеокласта к разрушаемой поверхности кости, при этом наблюдается выраженная перестройка его цитоскелета.
  2. Окисление содержимого лакун. Это происходит либо путем выделения в них содержимого вакуолей, имеющего кислую среду, либо в результате действия протонных насосов.
  3. Разрушение минерального компонента матрикса.
  4. Растворение органических соединений в результате действия ферментов, секретируемых остеокластами в лакуну и активированными кислой средой.
  5. Выведение продуктов разрушения костной ткани.

Регуляция деятельности остеокластов определяется общими и местными факторами. К первым, например, относятся паратгормон, витамин D, они стимулируют активность. А угнетающими являются кальцитонин и эстрогены. К местным относится такой фактор, как создание электрического локального поля при механическом напряжении, к которому эти клетки очень чувствительны.

Второе ее название — ретикулофиброзная. Она формируется у зародыша, как будущая основа костей. У взрослого же человека ее присутствие минимально, она сохраняется в швах черепа после того, как они зарастают и в зонах, где сухожилия прикрепляются к костям, а также в участках остеогенеза, например, при заживлении различного рода переломов. Строение костной ткани этого вида специфическое. Коллагеновые волокна собраны в плотные пучки, которые расположены неупорядоченно, имеют между собой «перекладины». Она обладает низкой механической прочностью, содержание остеоцитов значительно выше по сравнению с пластинчатой разновидностью. В патологических условиях наращивание костной ткани этого типа происходит при переломе кости или при болезни Педжета.

Она образована костными пластинками, имеющими толщину 4-15 мкм. Они, в свою очередь, состоят их трех компонентов: остеоцитов, основного вещества и коллагеновых тонких волокон. Из этой ткани образованы все кости взрослого человека. Волокна коллагена первого типа лежат параллельно относительно друг друга и ориентированы в определенном направлении, у соседних же костных пластинок они направлены в противоположную сторону и перекрещиваются практически под прямым углом. Между ними находятся тела остеоцитов в лакунах. Такое строение костной ткани обеспечивает ей наибольшую прочность.

Встречается также название «трабекулярное вещество». Если проводить аналогию, то структура сравнима с обычной губкой, построенной из костных пластинок с ячейками между ними. Расположены они упорядоченно, в соответствии с распределенной функциональной нагрузкой. Из губчатого вещества в основном построены эпифизы длинных костей, часть смешанных и плоских и все короткие. Видно, что в основном это легкие и в то же время прочные части скелета человека, которые испытывают нагрузку в различных направлениях. Функции костной ткани находятся в прямой взаимосвязи с ее строением, которое в данном случае обеспечивает большую площадь для метаболических процессов, осуществляемых на ней, придает высокую прочность в совокупности с небольшой массой.

Из компактного вещества состоят диафизы трубчатых костей, кроме того, оно тонкой пластинкой покрывает их эпифизы снаружи. Его пронизывают узкие каналы, через них проходят нервные волокна и кровеносные сосуды. Некоторые из них располагаются параллельно костной поверхности (центральные или гаверсовы). Другие выходят на поверхность кости (питательные отверстия), через них внутрь проникают артерии и нервы, а наружу — вены. Центральный канал, в совокупности с окружающими его костными пластинками, образует так называемую гаверсову систему (остеон). Это основное содержимое компактного вещества и их рассматривают как его морфофункциональную единицу.

Второе его название — гаверсова система. Это совокупность костных пластинок, имеющих вид цилиндров вставленных друг в друга, пространство между ними заполняют остеоциты. В центре располагается гаверсов канал, через него проходят обеспечивающие обмен веществ в костных клетках кровеносные сосуды. Между соседними структурными единицами есть вставочные (интерстициальные) пластинки. По сути, они являются остатками остеонов, существовавших ранее и разрушившихся в тот момент, когда костная ткань претерпевала перестройку. Также существуют еще генеральные и окружающие пластинки, они образуют самый внутренний и наружный слой компактного вещества кости соответственно.

Исходя из названия, можно определить, что она покрывает кости снаружи. Прикрепляется она к ним с помощью коллагеновых волокон, собранных в толстые пучки, которые проникают и сплетаются с наружным слоем костных пластинок. Имеет два выраженных слоя:

  • наружный (его образует плотная волокнистая, неоформленная соединительная ткань, в ней преобладают волокна, располагающиеся параллельно к поверхности кости);
  • внутренний слой хорошо выражен у детей и менее заметен у взрослых (образован рыхлой волокнистой соединительной тканью, в которой есть веретенообразные плоские клетки – неактивные остеобласты и их предшественники).

Надкостница выполняет несколько важных функций. Во-первых, трофическую, то есть обеспечивает кость питанием, поскольку на поверхности содержит сосуды, которые проникают внутрь вместе с нервами через специальные питательные отверстия. Эти каналы питают костный мозг. Во-вторых, регенераторную. Она объясняется наличием остеогенных клеток, которые при стимуляции трансформируются в активные остеобласты, вырабатывающие матрикс и вызывающие наращивание костной ткани, обеспечивающие ее регенерацию. В-третьих, механическую или опорную функцию. То есть обеспечение механической связи кости с другими прикрепляющимися к ней структурами (сухожилиями, мышцами и связками).

Среди основных функций можно перечислить следующие:

  1. Двигательная, опорная (биомеханическая).
  2. Защитная. Кости оберегают от повреждений головной мозг, сосуды и нервы, внутренние органы и т. д.
  3. Кроветворная: в костном мозге происходит гемо — и лимфопоэз.
  4. Метаболическая функция (участие в обмене веществ).
  5. Репараторная и регенераторная, заключающиеся в восстановлении и регенерации костной ткани.
  6. Морфобразующая роль.
  7. Костная ткань – это своеобразное депо минеральных веществ и ростовых факторов.

источник