Костная ткань образование ткани, регенерация, восстановление

Костные ткани

Костная ткань, как и другие виды соединительной ткани, развивается из мезенхимы, состоит из клеток и межклеточного вещества и выполняет ряд функций.

Функции костных тканей:

  • 1) опорно-механическая — основа скелета;
  • 2) защитная функция — предохранение внутренних органов от механических повреждений;
  • 3) гемопоэтическая функция — поддержание стабильных условий функции красного костного мозга, создание оптимальных условий микроокружения для различных дифферонов гемопоэтических клеток;
  • 4) гомеостатическая функция — регуляция минерального гомеостаза в связи с наличием в костях депо кальция и фосфора.

Клетки костной ткани

К клеткам костной ткани относятся:

  • ? остеобласты — формируют кость;
  • ? остеоциты — сохраняют кость;
  • ? остеокласты — разрушают кость.

Клетки костной ткани происходят из двух клеточных линий — мезенхимных и гематогенных.

Мезенхимные стволовые клетки склеротома образуют диффе- рон клеток: остеогенная клетка-предшественник (преостеобласт) — остеобласт — остеоцит.

Остеобласты в зрелой ткани локализуются: а) в надкостнице; б) эндосте; в) каналах остеонов (рис. 15.5, а). Остеобласты разделяются па активные и покоящиеся.

Рис. 155. Клетки костной ткани [ 71:

а — остеобласт; 6 — остеоцит; в — остеокласт; 1 — костный матрикс; 2 — костный каналец; 3 — отросток клетки; 4 — грЭПС; 5 — комплекс Гольджи; 6 — ядро; — ядрышко; 7 — митохондрия; 8 — остеоид; 9 — межклеточное вещество; 10 — кровеносный капилляр; 11 — светлая зона; 12 — микросклад- чатая каемка; 13 — секреторные вакуоли; 14 — участок резорбции кости

Активные остеобласты — клетки диаметром 20—40 мкм с крупным, эксцентричным, эухроматическим ядром покрывают 2—8 % поверхности кости. В цитоплазме хорошо развит синтетический аппарат — грЭПС, комплекс Гольджи.

Функции активных остеобластов:

  • 1) синтез и секреция компонентов органического матрикса кости: коллаген I типа, гликопротеины — остеокальцин, остеонек- тин;
  • 2) продукция ростовых факторов, цитокинов, морфогенетических белков;
  • 3) выработка матриксных пузырьков, которые принимают участие в минерализации межклеточного вещества за счет содержания высоких концентраций фосфата кальция и щелочной фосфатазы. Поэтому маркером остеобластов является синтезируемый ими фермент щелочная фосфатаза.

При снижении синтетической деятельности активные остеобласты могут превращаться в покоящиеся остеобласты либо, окружая себя матриксом, в остеоциты.

Покоящиеся остеобласты (клетки, выстилающие кость) располагаются на поверхности костной ткани, покрывая 80—95 % ее поверхности и образуя своеобразную выстилку. Они не принимают участия в формировании кости, имеют уплощенную форму, орга- неллы редуцированы. Между покоящимися остеобластами и поверхностью кости располагается тонкий (0,1—0,5 мкм) слой неминерализованного матрикса — эндостальная мембрана, защищающая костную поверхность от воздействия остеокластов. При перестройке костной ткани покоящиеся остеобласты активируются, синтезируют ферменты, разрушающие эндостальную мембрану. Тем самым облегчается прикрепление остеокласта к костной ткани и инициируется начало резорбции.

Остеоциты — высокодифференцированные клетки, окруженные минерализованным костным матриксом, составляющие в зрелом скелете до 90 % (рис. 15.5, б). Остеоциты утратили способность к делению, их органеллы редуцированы, ядро занимает всю цитоплазму. Они располагаются в остеоцитарных лакунах (до 25 000 на 1мм 3 ), заполненных коллагеновыми фибриллами. От тел остео- цитов отходят длинные (50—60 мкм) цитоплазматические отростки толщиной 5—6 мкм, располагающиеся в канальцах. Система канальцев формирует сеть, в которой отростки остеоцитов контактируют между собой и с остеобластами периоста и эндоста. Перио- стеоцитарные пространства заполнены интерстициальной жидкостью, обеспечивающей циркуляцию метаболитов.

  • 1) поддержание минерального гомеостаза костного матрикса;
  • 2) участие в физиологической перестройке костной ткани.
Читайте также:  Гормоны надпочечников и их функции - корковый слой, мозговое вещество

Гемопоэтический дифферон — КОЕГМ — промонобласт — мо-

нобласт — моноцит — преостеокласт — остеокласт.

Остеокласты — многоядерные (20—50 ядер) гигантские клетки размером до 100 мкм. Образуются при слиянии моноцитов и относятся к системе мононуклеарных фагоцитов. Клетки осуществляют резорбцию (разрушение) костной ткани и располагаются в лакунах Хоушипа. Цитоплазма оксифильна и содержит многочисленные митохондрии, хорошо развитый комплекс Гольджи, многочисленные вакуоли, плотные гранулы со свойствами лизосом.

В активированном остеокласте различают:

  • ? микроскладчатую (гофрированную) каемку;
  • ? светлую зону — места плотного прикрепления клетки к кости;
  • ? везикулярную зону — расположена вблизи микроскладчатой каемки, содержит многочисленные лизосомы;
  • ? базальную (энергетическую, пластическую) зону — содержит ядра и мембранные органеллы.

Микроскладчатая каемка — это многочисленные цитоплазматические выросты, направленные к поверхности кости и достигающие ее. Через мембрану выростов из остеокласта выделяется большое количество Н + и С1 _ , что создает и поддерживает в замкнутом пространстве лакуны кислую среду, оптимальную для растворения солей кальция костного матрикса (pH 4,5). Ферменты многочисленных лизосом везикулярной зоны разрушают органическую часть костного матрикса. Резорбция костной ткани остеокластами протекает циклически и включает несколько этапов:

  • 1) фиксация остеокластов к поверхности кости посредством адгезивных молекул и перестройка цитоскелета остеокласта;
  • 2) закисление содержимого лакун;
  • 3) резорбция минерального компонента матрикса;
  • 4) растворение органических компонентов матрикса лизосом- ными ферментами;
  • 5) удаление продуктов деструкции костной ткани путем поглощения продуктов остеокластами с последующим выделением с противоположной свободной поверхности клетки.

Маркерными ферментами этих клеток является кислая фосфатаза, карбоангидраза, АТФаза.

Активность остеокластов угнетается гормоном щитовидной железы — кальцитонином, женским половым гормоном — эстрогеном. Активирующее действие гормона околощитовидной железы — паратгормона (паратирина), по-видимому, непрямое, опосредованное остеобластами.

Зрелые клетки костной ткани

КОСТНАЯ ТКАНЬ , один из видов соединительной ткани; твёрдая [твердая] обызвествленная ткань, входящая в состав кости . Развивается из мезенхимы. Состоит из клеток и межклеточного (основного) вещества. К. т. содержит 3 вида клеточных элементов: остеобласты, остеоциты и остеокласты.

Остеобласты — клетки, из к-рых развивается К. т., встречаются в участках её [ее] новообразования, роста или восстановления; синтезируют коллаген. Они характеризуются хорошо развитой гранулярной цитоплазматич. сетью; богаты щелочной фосфатазой. Остеоциты — дифференцированные отростчатые клетки сформировавшейся К. т. Их тела лежат в лакунах обызвествлённого [обызвествленного] основного вещества, а тонкие отростки — в особых костных канальцах, пронизывающих всё [все] межклеточное вещество К. т. (рис.1).

Остеокласты — многоядерные гигантские клетки, участвующие в резорбции межклеточного вещества. В их цитоплазме много лизосом, богатых гидроли-тич. ферментами типа кислой фосфатазы. Главный компонент межклеточного вещества — коллагеновые волокна. В зависимости от их расположения различают грубоволокнистую и пластинчатую К. т. В грубоволокнистой ткани, встречающейся у зародышей и при регенерации кости, беспорядочно расположенные волокна образуют грубые пучки. В пластинчатой К. т. сформированы костные пластинки, содержащие тонкие параллельно ориентированные фибриллы. Из этой ткани построено компактное и губчатое вещество костей. В компактном веществе костные пластинки располагаются в определённом [определенном] порядке, образуя сложные системы (рис. 2).

Осн. структурная единица компактного вещества трубчатых костей — остеоны — системы концентрически наслоённых [наслоенных] костных пластинок вокруг центрального, или Гаверсова, канала, в к-ром располагаются кровеносные сосуды и нервные волокна (рис. 3). Между остеонами расположены вставочные системы пластинок — остатки старых разрушенных остеонов. На внутренней и наружной поверхностях кости образуется система непрерывных пластинок, окаймляющих всю область компактного вещества — наружные и внутренние общие системы костных пластинок. К. т. в организме осуществляет функцию опоры и маханич. защиты, а также является депо кальциевых солей. К. т. способна к регенерации . Высокая регенеративная способность К. т. трубчатых костей обеспечивается периостом. Пластинчатые кости регенерируют значительно хуже.

Читайте также:  Паразиты в говяжьей печени (фото) как определить и чем это опасно

Лит.: Иванов И. Ф., Ковальский П. А., Цитология, гистология, эмбриология, 3 изд., М., 1976.

Зрелые клетки костной ткани

Костная ткань является основной опорной тканью и структурным материалом для костей, т. е. для скелета. Полностью дифференцированная кость является самым прочным материалом организма, за исключением зубной эмали. Она очень устойчива к сжатию и растяжению и исключительно устойчива к деформациям. Поверхность кости (за исключением сочлененных поверхностей) покрыта оболочкой (надкостницей), которая обеспечивает заживление кости после переломов.

Костные клетки и межклеточное вещество

Костные клетки (остеоциты) соединяются между собой длинными отростками и со всех сторон окружены основным веществом кости (внеклеточным матриксом). По составу и строению основное вещество кости своеобразно. Внеклеточный матрикс заполнен коллагеновыми волокнами, расположенными в основном веществе, богатом неорганическими солями (соли кальция, в первую очередь фосфат и карбонат).

Он содержит 20-25% воды, 25-30% органических веществ и 50% различных неорганических соединений. Минеральные вещества кости находятся в кристаллической форме, таким образом обеспечивая ее высокую механическую прочность.

Благодаря хорошему кровоснабжению, которое благоприятствует усиленному обмену, кость обладает биологической пластичностью. Жесткий и крайне прочный материал кости представляет собой живую ткань, которая способна легко приспосабливаться к изменению статических нагрузок, в том числе при изменении их направления. Отчетливых границ между органическими и минеральными компонентами кости не существует, и поэтому их присутствие может быть установлено лишь при микроскопическом исследовании. При сжигании кость сохраняет только минеральную основу и становится хрупкой. Если кость поместить в кислоту, то остаются лишь органические вещества, и она становится гибкой, как резина.

Строение трубчатой кости

Строение кости особенно наглядно видно на продольном распиле длинной кости. Различают плотный наружный слой (substantia соmpacta, compacts, компактное вещество) и внутренний (губчатый) слой (substancia spongiosa, spongiosa). В то время как плотный наружный слой характерен для длинных костей и особенно заметен на теле кости (диафизе), губчатый слой в основном находится внутри ее концов (эпифизов).

Такая «облегченная конструкция» обеспечивает прочность кости при минимальном расходе материала. Кость адаптируется к возникающим нагрузкам посредством ориентации костных перекладин (трабекул). Трабекулы располагаются по линиям сжатия и растяжения, возникающим при нагрузке. Пространство между трабекулами в губчатых костях заполнено красным костным мозгом, обеспечивающим кроветворение. Белый костный мозг (жировой мозг) в основном находится в полости диафизов.

У длинных костей наружный слой обладает ламеллярной (пластинчатой) структурой. Поэтому кости также называются ламеллярными. Архитектура ламеллярной сети (остеон, или гаверсова система) хорошо видна на спилах. В центре каждого остеона проходит кровеносный сосуд, через который в кость из крови поставляются питательные вещества.

Вокруг него группируются остеоциты и внеклеточный матрикс. Остеоциты всегда располагаются между пластинками, в которых находятся спирализованные коллагеновые фибриллы. Клетки соединены друг с другом посредством отростков, проходящих через мельчайшие костные канальцы (каналикулы). Через эти канальцы из внутренних кровеносных сосудов поступают питательные вещества. При развитии остеона клетки, образующие кость (остеобласты), в больших количествах начинают поступать из внутренней части кости, образуя наружную пластинку остеона. На эту пластинку накладываются коллагеновые фибриллы, которые спирализуются. Между фибриллами упорядоченно располагаются кристаллы неорганических солей.

Затем с внутренней стороны образуется следующая пластинка, в которой коллагеновые фибриллы располагаются перпендикулярно фибриллам первой пластинки. Процесс продолжается до тех пор, пока в центре останется только место для так называемого гаверсова канала, через который проходит кровеносный сосуд. Также в канале находится небольшое количество соединительной ткани. Зрелый остеон достигает около 1 см в длину и состоит из 10-20 цилиндрических пластинок, вставленных одна в другую. Костные клетки как бы замурованы между пластинками и соединяются с соседними клетками посредством длинных тончайших отростков. Остеоны связаны друг с другом каналами (фолькмановы каналы), через которые ответвления сосудов проходят в гаверсовы каналы.

Читайте также:  Клинический протокол «Наследственная моторная и сенсорная невропатия» (Приложение к приказу Министер

Губчатые кости также обладают пластинчатой структурой, однако в этом случае пластинки расположены слоями, как в листе фанеры. Поскольку клетки губчатой кости также обладают высокой метаболической активностью и нуждаются в питательных веществах, пластинки в этом случае тонкие (около 0,5 мм). Связано это с тем, что обмен питательными веществами между клетками и костным мозгом происходит исключительно за счет диффузии.

На протяжении жизни организма остеоны плотного слоя и пластинки губчатых костей могут хорошо приспосабливаться к изменениям статических нагрузок (например, к переломам). При этом в плотном и губчатом веществе старые ламеллярные структуры подвергаются разрушению, и возникают новые. Пластинки разрушаются специальными клетками остеокластами, а остеоны, находящиеся в процессе обновления, называются интерстициальными пластинками.

Развитие костной ткани

На первой стадии дифференцировки кости человека пластинчатая ткань не образуется. Вместо этого возникает ретикулофиброзная (грубоволокнистая) кость. Это происходит в эмбриональном периоде, а также при заживлении переломов. В грубоволокнистой кости сосуды и коллагеновые волокна располагаются неупорядоченно, чем она напоминает прочную, богатую волокнами соединительную ткань. Грубоволокнистая кость может образоваться двумя путями.

1. Непосредственно из мезенхимы развивается мембранная кость. Этот тип окостенения называется интрамембранной оссификацией или десмальным окостенением (прямой путь).

2. Вначале в мезенхиме образуется хрящевой зачаток, который затем превращается в кость (эндохондральная кость). Процесс называется эндохондральным или непрямым окостенением.

Приспосабливаясь к нуждам растущего организма, развивающиеся кости постоянно меняют формы. Пластинчатые кости также изменяются в соответствии с функциональной нагрузкой, например, по мере увеличения веса тела.

Развитие длинных костей

Большинство костей развивается из хрящевого зачатка по непрямому пути. Лишь некоторые кости (черепа и ключицы) образуются путем интрамембранной оссификации. Однако части длинных костей могут образовываться по прямому пути даже в том случае, если хрящ уже заложен, например, в виде перихондральной костной манжетки, за счет которой происходит утолщение кости (перихондральная оссификация).

Внутри кости ткань закладывается по непрямому пути, причем вначале хрящевые клетки удаляются хондрокластами, а затем замещаются за счет хондральной оссификации. На границе диафиза и эпифиза развивается эпифизарная пластинка (хрящ). В этом месте кость начинает расти в длину за счет деления хрящевых клеток. Деление продолжается до остановки роста. Поскольку эпифизарная хрящевая пластинка не содержит кальция, она не видна на рентгеновском снимке. Рост кости в пределах эпифизов (центры оссификации) начинается лишь с момента рождения. Многие центры оссификации развиваются только в первые годы жизни. В местах присоединения мышц к костям (апофизы) образуются специальные центры оссификации.

Различия между костью и хрящом

Клетки аваскулярной кости образуют плотное вещество, выполняющее транспортные функции. Такая кость хорошо регенерирует и постоянно адаптируется к изменению статических условий. В аваскулярном хряще клетки изолированы друг от друга и от источников питательных веществ. По сравнению с костью хрящ в меньшей степени способен к регенерации и обладает небольшими адаптационными возможностями.

Самые популярные курсы массажа
в Санкт-Петербурге!
Приходите и Вы!

Ссылка на основную публикацию
Костная система и ее функции
Из чего состоят кости автор: Dr. med. Gesche Tallen, erstellt am: 2013/04/12, редактор: Dr. Natalie Kharina-Welke, Переводчик: Dr. Natalie Kharina-Welke,...
Кортексин инструкция по применению показания, противопоказания, побочное действие – описание Cortexi
Кортексин: инструкция по применению уколов и для чего он нужен, цена, отзывы, аналоги Ноотропный препарат, предназначенный для инъекционного введения. Способен...
Кортексин стоимость, чем разводить для инъекций, дешевые аналоги, инструкция
Можно ли принимать одновременно Кортексин и Мексидол? Для того чтобы пациент быстрее почувствовал улучшение состояния, врачи назначают такие лекарственные комбинации,...
Костная ткань образование ткани, регенерация, восстановление
Костные ткани Костная ткань, как и другие виды соединительной ткани, развивается из мезенхимы, состоит из клеток и межклеточного вещества и...

Костная ткань образование ткани, регенерация, восстановление

Строение костной ткани

    24 января 2009 9946

Клетки костной ткани (кости):

Основными клетками в сформированной костной ткани являются остеоциты. Это клетки отростчатой формы с крупным ядром и слабовыраженной цитоплазмой (клетки ядерного типа). Тела клеток локализуются в костных полостях — лакунах, а отростки — в костных канальцах. Многочисленные костные канальцы, анастомозируя между собой, пронизывают всю костную ткань, сообщаясь с периваскулярными пространствами, и образуют дренажную систему костной ткани. В этой дренажной системе содержится тканевая жидкость, посредством которой обеспечивается обмен веществ не только между клетками и тканевой жидкостью, но и межклеточным веществом. Для ультраструктурной организации остеоцитов характерно наличие в цитоплазме слабовыраженной зернистой эндоплазматической сети, небольшого числа митохондрий и лизосомы, центриоли отсутствуют. В ядре преобладает гетерохроматин. Все эти данные свидетельствуют о том, что остеоциты обладают незначительной функциональной активностью, которая заключается в поддержании обмена веществ между клетками и межклеточным веществом. Остеоциты являются дефинитивными формами клеток и не делятся. Образуются они из остеобластов.

Остеобласты содержатся только в развивающейся костной ткани. В сформированной костной ткани (кости) они отсутствуют, но содержатся обычно в неактивной форме в надкостнице. В развивающейся костной ткани они охватывают по периферии каждую костную пластинку, плотно прилегая друг к другу, образуя подобие эпителиального пласта. Форма таких активно функционирующих клеток может быть кубической, призматической, угловатой. В цитоплазме остеобластов содержится хорошо развитая зернистая эндоплазматическая сеть и пластинчатый комплекс Гольджи, много митохондрий. Такая ультраструктурная организация свидетельствует о том, что эти клетки являются синтезирующими и секретирующими.

Действительно, остеобласты синтезируют белок коллаген и гликозоаминогликаны, которые затем выделяют в межклеточное пространство. За счет этих компонентов формируется органический матрикс костной ткани. Затем эти же клетки обеспечивают минерализацию межклеточного вещества посредством выделения солей кальция. Постепенно, выделяя межклеточное вещество, они как бы замуровываются и превращаются в остеоциты. При этом внутриклеточные органеллы в значительной степени редуцируются, синтетическая и секреторная активность снижается и сохраняется функциональная активность, свойственная остеоцитам. Остеобласты, локализующиеся в камбиальном слое надкостницы, находятся в неактивном состоянии, синтетические и транспортные органеллы слабо развиты. При раздражении этих клеток (в случае травм, переломов костей и так далее) в цитоплазме быстро развивается зернистая эндоплазматическая сеть и пластинчатый комплекс, происходит активный синтез и выделение коллагена и гликозоаминогликанов, формирование органического матрикса (костная мозоль), а затем и формирование дефинитивной костной ткани (кости). Таким способом за счет деятельности остеобластов надкостницы, происходит регенерация костей при их повреждении.

Отеокласты — костеразрушающие клетки, в сформированной костной ткани отсутствуют. Но содержатся в надкостнице и в местах разрушения и перестройки костной ткани. Поскольку в онтогенезе непрерывно осуществляются локальные процессы перестройки костной ткани, то в этих местах обязательно присутствуют и остеокласты. В процессе эмбрионального остеогистогенеза эти клетки играют важную роль и определяются в большом количестве.

Остеокласты имеют характерную морфологию:

* эти клетки являются многоядерными (3-5 и более ядер);

* это довольно крупные клетки (диаметром около 90 мкм);

* они имеют характерную форму — клетка имеет овальную форму, но часть ее, прилежащая к костной ткани, является плоской.

При этом в плоской части выделяют две зоны:

* центральная часть — гофрированная, содержит многочисленные складки и островки;

* периферическая (прозрачная) часть тесно соприкасается с костной тканью.

В цитоплазме клетки, под ядрами, располагаются многочисленные лизосомы и вакуоли разной величины. Функциональная активность остеокласта проявляется следующим образом: в центральной (гофрированной) зоне основания клетки из цитоплазмы выделяются угольная кислота и протеолитические ферменты. Выделяющаяся угольная кислота вызывает деминерализацию костной ткани, а протеолитические ферменты разрушают органический матрикс межклеточного вещества. Фрагменты коллагеновых волокон фагоцитируются остеокластами и разрушаются внутриклеточно. Посредством этих механизмов происходит резорбция (разрушение) костной ткани и потому остеокласты обычно локализуются в углублениях костной ткани. После разрушения костной ткани за счет деятельности остеобластов, выселяющихся из соединительной ткани сосудов, происходит построение новой костной ткани.

Межклеточное вещество костной ткани состоит из:

* и волокон, в которых содержатся соли кальция.

Волокна состоят из коллагена I типа и складываются в пучки, которые могут располагаться параллельно (упорядочено) или неупорядочено, на основании чего и строится гистологическая классификация костных тканей.

Основное вещество костной ткани, как и других разновидностей соединительных тканей, состоит из:

Однако химический состав этих веществ отличается. В частности в костной ткани содержится меньше хондроитинсерных кислот, но больше лимонной и других кислот, которые образуют комплексы с солями кальция. В процессе развития костной ткани вначале образуется органический матрикс-основное вещество и коллагеновые (оссеиновые, коллаген II типа) волокна, а затем уже в них откладываются соли кальция (главным образом фосфорнокислые). Соли кальция образуют кристаллы гидроксиаппатита, откладывающиеся как в аморфном веществе, так и в волокнах, но небольшая часть солей откладывается аморфно. Обеспечивая прочность костей, фосфорнокислые соли кальция одновременно являются депо кальция и фосфора в организме. Поэтому костная ткань принимает участие в минеральном обмене.

К сведению в организме (литературные данные):

1. От 208 до 214 индивидуальных костей.

2. Нативная кость состоит из 50% неорганического материала, 25% органических веществ и 25% воды, связанной с коллагеном и протеогликанами.

Читайте также:  МЕТОДЫ ЛЕЧЕНИЯ ПРИ ПОРАЖЕНИИ КОСТЕЙ ТАЗОВОГО ПОЯСА ГИГАНТОКЛЕТОЧНОЙ ОПУХОЛЬЮ; Онкология

3. 90% органики составляет коллаген типа 1 и только 10% другие органические молекулы ( гликопротеин остеокальцин, остеонектин, остеопонтин, костный сиалопротеин и другие пртеогликаны).

4. Костные компоненты представлены : органическим матриксом — 20-40%, неорганическими минералами – 50-70%, клеточными элементами 5-10% и жирами – 3%.

5. Макроскопически скелет состоит из двух компонентов – компактная или кортикальная кость; и сетчатая или губчатая кость.

6. В среднем вес скелета составляет 5 кг ( вес сильно зависит от возраста, пола, строения тела и роста).

7. Во взрослом организме на долю кортикальной кости приходится 4 кг, т.е. 80% ( в скелетной системе), тогда как губчатая кость составляет 20% и весит в среднем 1 кг.

8. Весь объем скелетной массы у взрослого человека составляет примерно 0.0014 м³ (1400000 мм³) или 1400 см³ (1.4 литра).

9. Поверхность кости представлена периостальной и эндостальной поверхностями – суммарно порядка 11,5 м² ( 11500000 мм²).

10. Периостальная поверхность покрывает весь внешний периметр кости и составляет 4.4% грубо 0,5 м² ( 500000 мм²) всей поверхности кости.

11. Внутренняя (эндостальная) поверхность состоит из трех составляющих – 1) внутрикортикальная поверхность (поверхность Гаверсовых каналов), которая составляет 30.4% или грубо 3,5 м² (3500000 мм²); 2) поверхность внутренней стороны кортикальной кости порядка 4.4% или грубо 0,5 м² ( 500000 мм²) и 3) поверхность трабекулярного компонента губчатой кости 60.8% или грубо 7 м² ( 7000000 мм²).

12. Губчатая кость 1 гр. в среднем имеет поверхность 70 см² (70000 см² : 1000 гр.), тогда как кортикальная кость 1 гр. имеет порядка 11.25 см² [(0.5+3.5+0.5) х 10000 см² : 4000 гр.], т.е. в 6 раз меньше. По мнению других авторов это соотношение может составлять 10 к 1.

13. Обычно при нормальном обмене веществ 0.6% кортикальной и 1.2% губчатой костной поверхности подвергается разрушению (резорбции) и, соответственно, 3% кортикальной и 6% губчатой костной поверхности вовлечены в формирование новой костной ткани. Остальная костная ткань (более 93% её поверхности) находится в состоянии отдыха или покоя.

Зрелые клетки костной ткани

КОСТНАЯ ТКАНЬ , один из видов соединительной ткани; твёрдая [твердая] обызвествленная ткань, входящая в состав кости . Развивается из мезенхимы. Состоит из клеток и межклеточного (основного) вещества. К. т. содержит 3 вида клеточных элементов: остеобласты, остеоциты и остеокласты.

Остеобласты — клетки, из к-рых развивается К. т., встречаются в участках её [ее] новообразования, роста или восстановления; синтезируют коллаген. Они характеризуются хорошо развитой гранулярной цитоплазматич. сетью; богаты щелочной фосфатазой. Остеоциты — дифференцированные отростчатые клетки сформировавшейся К. т. Их тела лежат в лакунах обызвествлённого [обызвествленного] основного вещества, а тонкие отростки — в особых костных канальцах, пронизывающих всё [все] межклеточное вещество К. т. (рис.1).

Остеокласты — многоядерные гигантские клетки, участвующие в резорбции межклеточного вещества. В их цитоплазме много лизосом, богатых гидроли-тич. ферментами типа кислой фосфатазы. Главный компонент межклеточного вещества — коллагеновые волокна. В зависимости от их расположения различают грубоволокнистую и пластинчатую К. т. В грубоволокнистой ткани, встречающейся у зародышей и при регенерации кости, беспорядочно расположенные волокна образуют грубые пучки. В пластинчатой К. т. сформированы костные пластинки, содержащие тонкие параллельно ориентированные фибриллы. Из этой ткани построено компактное и губчатое вещество костей. В компактном веществе костные пластинки располагаются в определённом [определенном] порядке, образуя сложные системы (рис. 2).

Осн. структурная единица компактного вещества трубчатых костей — остеоны — системы концентрически наслоённых [наслоенных] костных пластинок вокруг центрального, или Гаверсова, канала, в к-ром располагаются кровеносные сосуды и нервные волокна (рис. 3). Между остеонами расположены вставочные системы пластинок — остатки старых разрушенных остеонов. На внутренней и наружной поверхностях кости образуется система непрерывных пластинок, окаймляющих всю область компактного вещества — наружные и внутренние общие системы костных пластинок. К. т. в организме осуществляет функцию опоры и маханич. защиты, а также является депо кальциевых солей. К. т. способна к регенерации . Высокая регенеративная способность К. т. трубчатых костей обеспечивается периостом. Пластинчатые кости регенерируют значительно хуже.

Лит.: Иванов И. Ф., Ковальский П. А., Цитология, гистология, эмбриология, 3 изд., М., 1976.

Костная ткань. Функции костной ткани. Строение костной ткани

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.

Строение костной ткани

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.

Читайте также:  Паразиты в говяжьей печени (фото) как определить и чем это опасно

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 (активные): особенности строения

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.

Механизм минерализации остеобластами органического матрикса

Существует два способа:

  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).

Неактивные (покоящиеся) остеобласты

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.

Остеоциты: строение и функции

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.

Остеокласты

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.

Механизм резорбции костной ткани

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.
Читайте также:  Аквааэробика 18 упражнений в воде для стройной фигуры

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.

Строение грубоволокнистой костной ткани

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.

Особенности пластинчатой костной ткани

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.

Губчатое вещество кости

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.

Плотное (компактное) вещество кости: что это?

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.

Остеон – структурная единица костной ткани

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.

Надкостница: строение и значение

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).

Функции костной ткани

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.
Ссылка на основную публикацию
Кортизол свободный (моча)
Cуточный кортизол в моче — норма, как сдавать Анализ суточной мочи на кортизол проводят при различных гормональных нарушениях. С его...
Коричневые выделения у женщин причины, симптомы и принципы лечения
Причины появления коричневой мазни после месячных Хотя бы раз в жизни у каждой женщины появляется мазня после месячных коричневого цвета....
Коричневые, темные выделения при месячных в конце, на 3 день, причины появления
Розовый, красный или черный: о чем говорит цвет ваших месячных Прокладка, фото иллюстративное Большинство женщин не испытывают особых восторгов по...
Кортикостероидные таблетки
Cochrane Вопрос обзора Мы рассмотрели доказательства о пользе и вреде добавления короткого курса (как правило, до 14 дней) кортикостероидов, принимаемых...
Adblock detector