Функции костной ткани в организме

Костная ткань

Функции костной ткани в организме

Развитие костей зависит от двух механизмов: внутримембранного костного формирования и эндохондрального формирования. Для восстановления костей используются те же механизмы, но они определяются факторами окружающей среды. Рост костей и его поддержание особенно зависят от сосудистой системы и от межклеточной связи через лакунарную каналикулярную систему [36].

Состав костной ткани:

  • костные клетки, или остеоциты;
  • основное вещество;
  • коллагеновые волокна;
  • цементирующая субстанция;
  • разнообразные соли.

Ясно, что кость сформирована из двух структур: коллагеновых волокон и основного вещества. Таким образом, можно считать, что костная ткань — это максимально затвердевшая фасция.

Волокна составляют большую часть органического устройства кости, в противовес солям, которых меньше. Крепость кости зависит от органических составляющих, и при их уменьшении кости теряют эластичность и становятся ломкими.

Кость, как и фасция, имеет две важные характеристики: эластичность-пластичность и прочность.

1. Разные типы костной ткани

Различают два типа костной ткани в зависимости от устройства фибрилл:

  • ретикулярная;
  • пластинчатая.

а)    Ретикулярная костная ткань

Это результат трансформации соединительной ткани в костную. Такие кости мы наблюдаем в основном во время развития, а также у взрослых около краниальных швов.

б)    Пластинчатая костная ткань (рис. 62)

Она составляет основную массу костей во взрослом организме и имеет очень четкое расслоение из-за основного вещества в форме пластин, чередующихся со слоями остеоцитов, расположенных концентрически вокруг гаверсовых каналов: эта структура формирует остеон. Между остеонами находятся интерстициальные гаверсовых каналов пластины — гаверсовы каналы, которые связываются в конечные костные каналы Волкманна (Volkmann).

Рис. 62. Схематическое изображение двух остеоцитов и части системы

Структура и расположение остеонов зависят от нагрузок на кость — мы находим ту же схему, что и в фасциях.

Развитие костной ткани осуществляется благодаря остеобластам — специфическим клеткам, происходящим от ме-зенхиматозных клеток, родоначальников всех тканей.

Они секретируют остеоидную межклеточную субстанцию, изначально состоящую из мягкого основного вещества и коллагеновых волокон.

Электрическая стимуляция вызывает синтез внеклеточного матрикса, кальцификацию и образование кости. Электрические поля стимулируют клеточную дифференциацию и увеличивают число молекул, синтезируемых клетками [8].

 Внутренние биофизические силы будут способствовать костному росту в трех плоскостях пространства,тогда как внешние силы будут способствовать росту в функциональных направлениях.

Кроме того, они могут лежать в основе различных патологий [16].

2. Виды оссификации

Различают два вида оссификации:

  • прямая (внутрисоединительная, или фиброзная);
  • непрямая — энхондральная (путем замещения хряща).

а) Оссификация внутрисоединительная

Образование костной ткани идет от соединительной ткани. Вначале кость фиброзная, затем она трансформируется в пластинчатую. Этот тип оссификации встречается в:

  • костях свода черепа;
  • костях лица;
  • ключице.

6) Энхондральная оссификация

Есть предварительная необходимость представить отдельные части хрящевого скелета, состоящего из хондробластов (они разрушают хрящевую ткань и начинают формировать костную ткань из остеобластов).

Различают два типа энхондральной оссификации:

  • энхондральная оссификация, идущая внутри хряща на уровне эпифизов;
  • перихондральная оссификация — идет от перихондрия и ограничена областью диафиза.

Кортикальная метафизарная кость образована слиянием эндохондральной метафизарной кости. Это слияние связано с увеличением остеобластов, несомненно, вызванным индуцирующими эффектами надкостницы [6].

3. Надкостница

Это фиброэластическая мембрана, окружающая кость на всем ее протяжении, исключая область хряща.

Надкостница содержит примерно 2,1% эластина, количество которого не меняется с возрастом [33].

На уровне прикрепления мышц и фасций она сливается с ними (мы имеем доказательство непрерывной протяженности фасций).

Степень прилегания к кости очень различная:

  • короткая кость — тесное прилегание;
  • широкая кость — прилегание слабое;
  • длинная кость — прилегание слабое на уровне диафизов и сильное на уровне эпифизов.

Эта особенность периоста имеет значение при:

  • прикреплении сухожилий и фасций к кости — что фиксирует их к кости;
  • имплантации в кость нервов и сосудов, исходящих из периоста;
  • проникновении в кость соединительных волокон, исходящих из периоста, составляющих волокна Шарпи (терминальная точка фасций).

а)    Внутренняя поверхность

Имеет сосуды и нервные ветви, предназначенные для кости. Следом идет слой костномозговых клеток, участвующих в росте и уплотнении кости.

б)    Наружная поверхность

Связана с мышцами, сухожилиями, фасциями. Она находится в связи с кожей и отделена от нее фасцией или неплотной клеточной тканью (большеберцовая кость, скуловая кость).

в)    Структура

Надкостница состоит из фиброзной ткани, в ней различают два ложа:

  • наружный слой, сформированный из соединительной ткани с примесью эластических волокон;
  • внутренний слой, сформированный из тех же элементов, но более тонких.

Внутренний слой тоньше, эластическая сеть более сжата. От этого слоя отделяются соединительные и эластические волокна, которые проникают в кость (так называемые дугообразные волокна Ранвье).

Внутренний слой, кроме того, рождает остеобласты, которые исчезают окончательно в результате роста, но могут появляться в других случаях, например, при срастании (окостенении) перелома.

Надкостница играет важнейшую роль в росте костей в длину и особенно по окружности. У ребенка она покрыта двумя слоями: поверхностным волокнистым слоем и глубоким, содержащим стволовые клетки и преостеобласты.

В этом глубоком, или камбиальном, слое содержатся плотные дугообразные пучки коллагеновых волокон, проникающих глубоко в костную ткань (волокна Шарпи).

В месте контакта с костью обнаруживают зрелые кубовидные остеобласты и редкие остеокласты и преостеокласты. Вся надкостница хорошо васкуляризирована.

У взрослого человека в состоянии относительного здоровья надкостница находится в состоянии покоя. Волокнистый слой слабо отличается от глубокого. Тем не менее, некоторые удлиненные клетки, похожие на фибробласты, образуют стволовые клетки, которые могут дифференцироваться под влиянием различных раздражителей (механический стресс, паратгормон, перелом).

Периост очень хорошо васкуляризирован и обеспечивает питание кости; если это питание отсутствует, кость некротизируется. Довольно выражена сеть нервных волокон, проникающая через периост, с чем связана большая чувствительность периоста. Часть нервов проникает в периост с сосудистой системой. Существует также широкая сеть лимфоканалов.

Надкостница имеет не только биологическую, но также механическую роль; она облегчает механическую поддержку костей и усиливает биомеханические способности при флексиях, вероятно, благодаря своим фибротическим и эластическим способностям [41]. Она лежит в основе механической связи между двумя частями сломанной кости и является вектором реваскуляризации. Если эта непрерывность не устанавливается, это вызывает проблемы консолидации [14].

4. Организация костной ткани

Кость состоит из следующих клеток: остеобластов, остеоцитов, остеокластов и межклеточной матрицы.

а)    Межклеточная матрица

Она состоит из органической матрицы основного вещества и волокон минерализированного коллагена, а также минеральных солей.

  1. Органическая матрица Органическая матрица состоит из многочисленных коллагеновых волокон. Были выявлены трубчатые внутрикостные фибриллы, которые являются продолжением фибрилл прикрепления сухожилия или фасции. Это волокна Шарли.
  2. Минеральные соли

Это кристаллы гидроксипатита кальция и фосфора. Они придают твердость костной ткани.

б)    Формирование и резорбция костной ткани

В течение всей жизни костная ткань является местом непрерывного обновления, где происходят конструктивные и деструктивные процессы.

1) Формирование костной ткани Вначале происходит образование предкостного вещества остеобластами, которые секретируют и синтезируют гликопротеины, мукополисахариды и молекулы тропоколлагена.

Затем происходит минерализация через:

  • отложение фосфорно-кальциевых солей;
  • создание кристаллов гидроксиапатита.

2) Резорбция костной ткани Состоит из двух процессов:

  • Остеокластическая резорбция, стимулируемая гормоном паращитовидной железы. Остеокласт секретирует ионы Н+, которые будут растворять минеральную субстанцию; окисленные гидролазы, полимеризируются в гликопротеины и мукополисахариды коллагеназы, атакующие коллаген;
  • Резорбция периостеоцитарная: некоторые остеокласты имеют большую литическую активность и определяют деминерализацию и лизис окружающей костной ткани.

Костное разрушение начинается с примыкания остеобластов к поверхности кости. После этой фазы остеокласты испытывают специфические морфологические изменения. Процесс разрушения кости начинается с разложения оксиапатита, после чего остеокласты инициируют разрушение органического матрикса [12].

В заключение этой главы нужно сказать несколько слов о мышечной ткани, о нервной ткани, об эпителиальных тканях и коже, так как каждая из этих тканей частично связана с соединительной тканью -она формирует их матрицу, дает опору и поддержку.

, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник: https://budni.kz/fascii-rol-tkanej-v-organizme-cheloveka/mikroskopicheskaya-i-gistologicheskaya-anatomiya/mikroskopicheskaya-anatomiya-soedinitelnyx-i-opornyx-tkanej/450-kostnaya-tkan.html

Функции костной ткани

Функции костной ткани в организме

Костная ткань обладает несколькими функциями. Прежде всего это опорная функция, обеспечивающая фиксацию внутренних орга­нов, а также связок и мышц (опорно-двигательный аппарат). За счет опорной функции кости скелет выдерживает не только вес тела, но и большие нагрузки.

Представляя собой подвижно соеди­ненные в суставах рычаги различной длины, кости обеспечивают перемещение тела в пространстве за счет сократительной деятель­ности мышц. Защитная функция костной ткани наиболее наглядно проявляется по отношению к центральной нервной системе (голов­ному и спинному мозгу) и костному мозгу, одетых сплошными костными чехлами.

Обе указанные функции костной ткани могут быть названы механическими и их реализация связана с особеннос­тями строения основных типов ткани — губчатой или трабекулярной и плотной или пластинчатой.

Так, трабекулярная костная ткань, благодаря своему губчатому строению на концах длинных костей, гасит сотрясения, передаваемые через суставы, способна изгибаться и возвращаться к начальной форме. Пластинчатая плотная кость значительно более устойчива к изгибам и скручиванию.

Помимо опорной и защитной, костная ткань выполняет в организме и дру­гие функции: резервуарно-депонирующую и метаболическую, уча­ствует в защите внутренней среды от хронического ацидоза, явля­ется ловушкой для попадающих в организм тяжелых металлов и радиоактивных изотопов, участвует в гистогенезе кроветворной тка­ни.

Кость — это непрестанно обновляемая ткань, в которой отдель­ные участки постоянно разрушаются, а на их месте образуются новые.

В течение 10 лет у взрослого человека практически обнов­ляется вся костная ткань (физиологическая регенерация). Следова­тельно, в костной ткани непрерывно сосуществуют два основных процесса: резорбция и формирование ткани.

Эти процессы связаны с деятельностью клеток костной ткани: остеобластов, остеоцитов и остеокластов.

Костная ткань состоит из органического матрикса или остеоида, на долю которого приходится около 35% массы, и минерального компонента (65%).

Функционально – структурной единицей компакт­ной кости является остеон, представляющий собой концентрически расположенные пластинки вокруг гаверсова канала, в котором про­ходят кровеносные сосуды.

В губчатой кости трабекулы находятся в полостях, включающих костный мозг, и окружены многочисленными кровеносными капиллярами. Органический матрикс синтезируется

545

остеобластами, обладающими высокой синтетической деятельностью и секретирующими коллаген и протеогликаны, фосфолипиды и щелочную фосфатазу, необходимые для минерализации кости.

При формировании кости остеобласты окружаются по периферии мине­рализованными участками ткани и превращаются в остеоциты, глав­ной функцией которых является поддержание обмена веществ уже минерализованных костных участков.

Третий тип клеток — остео­класты — располагается по поверхности кости в особых углублени­ях или нишах резорбции, образуемых за счет деятельности этих клеток. Остеокласты путем экзоцитоза выделяют Н-ионы, растворя­ющие минералы кости, секретируют лизосомальные ферменты (гид­ролазы и коллагеназы), разрушающие костный матрикс.

В надкостнице находится популяция стволовых остеогенных кле­ток, сохраняющих способность к пролиферации на протяжении всей жизни. За счет этих клеток происходит образование новых слоев костной ткани снаружи (в периосте), при одновременной резорбции костной ткани изнутри (эндоосте).

Так растет кость в ширину, при этом костномозговой канал расширяется, а толщина стенки трубча­той кости практически не меняется. В процессе роста костей в длину важную роль играет хрящевая ткань эпифазарных концов, образующая зоны роста за счет способных к пролиферации хондро-цитов.

Для роста костной ткани важное значение имеют особенности кровообращения. Это связано с несколькими механизмами. Во-пер­вых, кровоток обеспечивает обмен кальция и фосфора между кровью и костной тканью, необходимый для постоянного обновления кости.

Во-вторых, кровоток приносит в костную ткань органические суб­страты метаболизма и, прежде всего, глюкозу, высокое потребление которой костной тканью обусловлено низким содержанием в при­текающей крови кислорода и гликолитическим путем получения энергии.

Глюкоза используется также для синтеза гликогена, необ­ходимого для процессов минерализации растущей кости. В-третьих, поступающая в кость кровь имеет высокое напряжение углекислого газа, что является одним из факторов, способствующих костеобра-зованию.

В-четвертых, кровоток создает в растущей костной ткани электрохимический потенциал, способствующий преципитации солей и образованию очагов кальцификации.

Повышение кровотока активизирует рост костей в длину. В ус­ловиях механических нагрузок кровоток возрастает, что стимулирует рост кости.

Механические нагрузки повышают процессы костеобра-зования и благодаря пьезоэлектрическому эффекту — генерирова­нию потенциалов в местах контакта кристаллов минерального веще­ства кости гидроксиаппатита с органическим веществом — коллаге­ном. Возникающие электрические потенциалы способствуют движе­нию ионов и молекул по питающим костную ткань каналам.

Пре­кращение механических нагрузок обычно ведет к атрофии кости от бездеятельности. Это связано с нарушениями кровообращения, электрохимических потенциалов и преобладанием процессов деструк­ции над процессами образования костной ткани. Одной из новых

546

разновидностей этого явления стала потеря кальция костной тканью в условиях невесомости при космических полетах. Напротив, при постоянных избыточных нагрузках формируется рабочая гипертрофия кости.

Регуляция роста костей осуществляется гормонами — соматотро-пином, гормонами щитовидной и половых желез, а также сомато-мединами или инсулиноподобными факторами роста (ИПФ), один из которых образуется в печени под влиянием соматотропина (ИПФ-1), а другой — (ИПФ-2) — самими хондроцитами хрящевой зоны роста (рис.14.1).

При этом соматотропин способствует образованию чувствительных к ИПФ- 1 хондроцитов из клеток предшественников, а в дальнейшем, под влиянием ИПФ-1 происходит пролиферация хондроцитов и образование гипертрофированных клеток, уже спо­собных к оссификации (рис. 14.2).

Рост и дифференцировку остеоб­ластов стимулирует и гормон кальцитриол, основная функция кото­рого заключается в регуляции процессов минерализации.

Наряду с постоянной физиологической регенерацией, костная ткань обладает способностью к сепаративной регенерации, т.е. вос­становлению структуры и функции после повреждения (перелома).

Репаративная регенерация реализуется теми же элементами костной ткани, которые обеспечивают рост и обновление костной структуры — хондроцитами и стволовыми остеогенными клетками надкостни­цы, соединительнотканными клетками межбалочных пространств губ­чатого вещества и сосудистых каналов остеонов, остеобластами. Остеоциты в регенерации не участвуют. Остеокласты стимулируют регенерацию гуморальными факторами.

Раньше всего в процесс регенерации включаются клетки надкост­ницы, образующие быстро растущую хрящевую ткань, что обеспе­чивает формирование периостальной (наружной) костной мозоли, способствующей фиксации костных отломков и их обездвиживанию.

Регенерация также происходит со стороны костномозговой полости, приводя к образованию эндостальной костной мозоли. Последняя играет большую роль при переломах эпифизарных частей трубчатых костей, состоящих из губчатой ткани с малым числом ростовых клеток надкостницы.

В подобных случаях мозоль образуется из клеток межбалочных пространств.

Состояние покоя в области перелома облегчает процесс форми­рования костной мозоли в межотломковой щели (интермедиарная мозоль), завершающей сращение перелома. Кровеносные сосуды прорастают в щель перелома вместе с остеогенной тканью, как со стороны надкостницы, так и из эндооста.

Образовавшаяся костная мозоль с помощью остеобластов постепенно перестраивается, при­обретая типичное для костной ткани трабекулярное или остеонное строение.

Регенерация кости не является лишь местным процессом, а сопровождается общими изменениями минерального и белкового обмена, функций эндокринных желез и других физиологических процессов в организме.

Минерализация кости, т.е. отложение неорганических веществ в ранее образованный органический матрикс, осуществляется с учас-

547

Рис. 14.1. Схема гормональной регуляции роста костей в длину. СТЛ — соматолиберин, СТС — соматостатин, ИПФ-2 — инсулиноподобный фактор роста хрящевого происхождения, (+) — активация, (-) — ингибирование; штриховая стрелка — реализация инсулиноподобных эффектов.

тием коллагена как каркаса. При этом минеральные кристаллы включаются внутрь коллагеновых фибрилл и скрепляются с ними с помощью протеогликанов.

Основным минеральным соединением фосфата кальция в кости является гидрокеиаппатит, образующий микрокристаллы с огромной суммарной поверхностью — до 100 га.

Сильное электростатическое поле кристалла удерживает вокруг него гидратную оболочку, играющую основную роль в обмене ионами

548

Рис.14.2. Прямой и опосредованный эффекты соматотропина (СТГ).

ИПФ-1 — инсупиноподобный фактор роста.

между кристаллами и внеклеточной жидкостью. В микрокристаллы кроме кальция и фосфора включаются и другие ионы — карбонат, нитрат, натрий, калий, магний, фтор, свинец, стронций и т.п.

Процесс минерализации кости состоит в образовании остеоблас­тами или хондробластами мембранных везикул, отпочковывающихся во внеклеточное пространство. В везикулах содержится много фос-фолипидов и щелочная фосфатаза.

Везикулы захватывают и накап­ливают кальций и фосфор, после чего первично образуется фосфат кальция, преобразуемый затем в гидроксиаппатит с участием щелоч­ной фосфатазы.

Благодаря наличию в везикулах фосфолипидов, начинается непрерывный рост кристаллов оксиаппатита, продолжа­ющийся и после разрыва пузырька. Щелочная фосфатаза взаимо-

549

действует с коллагеном, структура которого способствует упорядочи­ванию пролиферации кристаллов.

Процессы минерализации и деминерализации кости обеспечивают гомеостазис кальция и фосфора в организме и регулируются тремя кальцийрегулирующими гормонами — паратирином, кальцитонином и кальцитриолом (см.главу 5).

в костной ткани больших количеств кальция и фос­фора, а также непрерывность сопряженных процессов образования и разрушения ткани позволяют говорить о том, что костная ткань выполняет резсрвуарно-депонирующую функцию по отношению к этим ионам.

Действительно, 99% из почти 2 кг содержащегося в организме кальция и 87% всего фосфора находится в костной ткани и может быть легко мобилизовано из нее в кровь.

Таким образом, содержание кальция в крови, а следовательно его уникальная фи­зиологическая роль в регуляции жизнедеятельности многочисленных клеток, зависят от особенностей постоянно происходящего обмена кальция между кровью и костной тканью.

Кальций и фосфор яв­ляются для организма настолько необходимыми элементами, что резервуарно-депонирующую функцию можно даже считать основной функцией костной ткани.

Резервуарно-депонирующую функцию кость выполняет не только в отношении кальция и фосфора, но и для других макро- и микро­элементов. Так, в костной ткани содержится 50% всего магния и 46% всего натрия организма.

Все элементы, избирательно накапли­вающиеся в костной ткани, можно разделить на две группы — 1) участвующие в ионном обмене, равномерно распределенные в ми­неральной фазе кости (Са, Sr, Ba, Ra, P, F, Nb, Mg, Na) и 2) поступающие путем коллоидной адсорбции, скапливающиеся в эн-доосте, периосте и плохо проникающие в минеральное вещество (Y, La, Zr, Th, Ac.

Способность костной ткани при образовании микрокристаллов минерального вещества заменять в кристаллической решетке окси-аппатита ионы кальция на другие, так называемые остеотропные микроэлементы, лежит в основе функции кости как ловушки для попадающих в организм ионов.

Это проявляется не только в отно­шении свинца, обычно конкурирующего с кальцием в биологических субстратах, но и радиоактивных элементов, прежде всего стронция-90. Связывание и концентрирование стронция в костной ткани является, с одной стороны, защитным процессом, так как изотоп элиминируется из внутренней среды.

Но с другой стороны, накоп­ление в костной ткани радиоактивного элемента ведет к прицель­ному облучению костного мозга, наиболее чувствительной ткани к действию ионизирующей радиации.

Поскольку образующиеся при построении участка костной ткани минеральные кристаллы сохраня­ются до момента разрушения этого участка при обновлении кости, постольку радиоактивные элементы, включенные в минеральное ве­щество костной ткани, сохраняются в нем очень долгое время.

Костная ткань играет определенную роль и в поддержании кис­лотно-основного состояния внутренней среды. Являясь мощным

550

резервуаром катионов, костная ткань способна связывать слабые кислоты при длительных сдвигах рН в кислую сторону и снижении буферных оснований внутренней среды, основную роль при этом играют ионы натрия костной ткани. Паратирин, приводящий к деминерализации костной ткани, одновременно мобилизует и нат­рий, пополняющий резерв буферных оснований крови.

Чрезвычайно важную роль играет костная ткань в обеспечении кроветворения.

Являясь основной частью микроокружения гемопо-этической ткани костного мозга, костная ткань образует стромаль-ный плацдарм, на котором осуществляется дифференцировка крове­творных клеток (глава 6).

Помимо биофизического взаимодействия костной и кроветворной ткани, связи между ними осуществляются с помощью местных гуморальных факторов, стимулирующих как костеобразованне, так и гемопоэз.

Дата добавления: 2016-03-27; просмотров: 289; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

ПОСМОТРЕТЬ ЁЩЕ:

Источник: https://helpiks.org/7-61533.html

Костные ткани: классификация, строение, функции. Цитофункциональная характеристика остеобластов, остеоцитов, остеокластов. Строение кости как органа

Функции костной ткани в организме

Костная ткань является разновидностью соединительной ткани и состоит из клеток и межклеточного вещества, в котором содержится большое количество минеральных солей, главным образом фосфат кальция. Минеральные вещества составляют 70 % от костной ткани, органические — 30 %.

 Функции костных тканей:

•                опорная;

•                механическая;

•                защитная;

•                участие в минеральном обмене организма – депо кальция и фосфора.

Классификация костных тканей

 Различают две разновидности костных тканей:

•                ретикулофиброзную (грубоволокнистую);

•                пластинчатую (параллельно волокнистую).

 В ретикулофиброзной костной ткани пучки коллагеновых волокон толстые, извилистые и располагаются неупорядочено. В минерализованном межклеточном веществе в лакунах беспорядочно располагаются остеоциты.

Пластинчатая костная ткань состоит из костных пластинок, в которых коллагеновые волокна или их пучки располагаются параллельно в каждой пластинке, но под прямым углом к ходу волокон в соседних пластинках.

Между пластинками в лакунах располагаются остеоциты, тогда как их отростки проходят в канальцах через пластинки.

 В организме человека костная ткань представлена почти исключительно пластинчатой формой. Ретикулофиброзная костная ткань встречается только как этап развития некоторых костей (теменных, лобных). У взрослых людей они находятся в области прикрепления сухожилий к костям, а также на месте окостеневших швов черепа (стреловидный шов чешуи лобной кости).

 Клетки костной ткани: остеобласты, остеоциты, остеокласты. 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 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. 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: во-первых, эти клетки являются многоядерными (3—5 и более ядер), во-вторых, это довольно крупные клетки (диаметром около 90 мкм), в-третьих, 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 основного вещества 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 гликозоаминогликанов и протеогликанов, 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 матриксосновное 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.

При изучении костной ткани следует дифференцировать понятия костная ткань и кость.

3. Кость — это анатомический орган, основным структурным компонентом которого является костная ткань. Кость как орган состоит из следующих элементов:

•                костная ткань;

•                надкостница;

•                костный мозг (красный, желтый);

•                сосуды и нервы.

 Надкостница (периост) окружает по периферии костную ткань (за исключением суставных поверхностей) и имеет строение сходное с надхрящницей. В надкостнице выделяют наружный фиброзный и внутренний клеточный или камбиальный слои.

Во внутреннем слое содержатся остеобласты и остеокласты. В надкостнице локализуются выраженная сосудистая сеть, из которой мелкие сосуды через прободающие каналы проникают в костную ткань.

Красный костный мозг рассматривается как самостоятельный орган и относится к органам кроветворения и иммуногенеза.

 Костная ткань в сформированных костях представлена только пластинчатой формой, однако в разных костях, в разном участке одной кости она имеет разное строение.

В плоских костях и эпифизах трубчатых костей костные пластинки образуют перекладины (трабекулы), составляющие губчатое вещество кости. В диафизах трубчатых костей пластинки прилежат друг к другу и образуют компактное вещество.

Однако и в компактном веществе одни пластинки образуют остеоны, другие пластинки являются общими.

 Строение диафиза трубчатой кости

 На поперечном срезе диафиза трубчатой кости различают следующие слои:

•                надкостница (периост);

•                наружный слой общих или генеральных пластин;

•                слой остеонов;

•                внутренний слой общих или генеральных пластин;

•                внутренняя фиброзная пластинкаэндост.

 Наружные общие пластинки располагаются под надкостницей в несколько слоев, не образуя однако полные кольца. Между пластинками располагаются в лакунах остеоциты.

Через наружные пластинки проходят прободающие каналы, через которые из надкостницы в костную ткань проникают прободающие волокна и сосуды.

С помощью прободающих сосудов в костной ткани обеспечивается трофика, а прободающие волокна связывают надкостницу с костной тканью.

 Слой остеонов состоит из двух компонентов: остеонов и вставочных пластин между ними. Остеон — является структурной единицей компактного вещества трубчатой кости. Каждый остеон состоит из:

•                5—20 концентрически наслоенных пластин;

•                канала остеона, в котором проходят сосуды (артериолы, капилляры, венулы).

 Между каналами соседних остеонов имеются анастомозы. Остеоны составляют основную массу костной ткани диафиза трубчатой кости. Они располагаются продольно по трубчатой кости соответственно силовым и гравитационным линиям и обеспечивают выполнение опорной функции.

При изменении направления силовых линий в результате перелома или искривления костей остеоны не несущие нагрузку разрушаются остеокластами.

Однако такие остеоны разрушаются не полностью, а часть костных пластин остеона по его длине сохраняется и такие оставшиеся части остеонов называются вставочными пластинками.

На протяжении постнатального онтогенеза постоянно происходит перестройка костной ткани — одни остеоны разрушаются (резорбируются), другие образуются и потому всегда между остеонами находятся вставочные пластины, как остатки предшествующих остеонов.

 Внутренний слой общих пластинок имеет строение аналогичное наружному, но он менее выражен, а в области перехода диафиза в эпифизы общие пластинки продолжаются в трабекулы.

 Эндост — тонкая соединительно-тканная пластинка, выстилающая полость канала диафиза. Слои в эндосте четко не выражены, но среди клеточных элементов содержатся остеобласты и остеокласты.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Источник: https://studopedia.ru/20_13552_kostnie-tkani-klassifikatsiya-stroenie-funktsii-tsitofunktsionalnaya-harakteristika-osteoblastov-osteotsitov-osteoklastov-stroenie-kosti-kak-organa.html

Кости, их соединения

Функции костной ткани в организме

Мы открываем новую главу анатомии, посвященную опорно-двигательному аппарату. Именно он обеспечивает опору для организма, поддерживает части тела в необходимом положении, служит защитой внутренним органам и обеспечивает локомоторную функцию – движение.

Кости – основа опорно-двигательного аппарата, который мы начинаем изучать. Наука о костях – остеология (от лат. os – кость.)

Помимо того, что вы узнали о строении костей в разделе “соединительные ткани”, существует еще ряд важнейших моментов, на которые я обращу внимание в данной статье.

Скелет и суставы – пассивная часть опорно-двигательного аппарата, мышцы – активная часть. Сокращаясь, мышцы меняют положения костей – возникают различные движения.

Строение кости

Кость состоит из органических и неорганических веществ. Органические вещества представлены оссеином (от лат. os – кость), неорганические вещества – фосфатом кальция. Эластичность костей обусловлена оссеином, а твердость – солями кальция. В норме это соотношение представляет баланс.

У детей кости более эластичны и упруги, чем у взрослых: в них преобладают органические вещества. Кости пожилых людей содержат больше солей кальция, поэтому хрупкие и подвержены переломам.

Компактное вещество кости формируют костные пластины, плотно прилегающие друг к другу и образующие остеоны (структурные единицы костной ткани). Компактное вещество придает кости прочность.

Губчатое вещество также содержит костные пластинки, однако они не образуют остеоны, в связи с чем губчатое вещество менее прочное, чем компактное вещество. В губчатом веществе между костными перекладинами (костными балками) расположен красный костный мозг.

В красном костном мозге проходят начальные стадии развития форменные элементы крови: здесь появляются эритроциты, лейкоциты, тромбоциты.

Желтый костный мозг (жировая ткань) выполняет питательную функцию: здесь накапливаются питательные вещества – жиры. В случае кровопотере желтый костный мозг способен выполнять резервную функцию и превращаться в красный костный мозг.

Локализуется желтый костный мозг в костномозговых полостях трубчатых костей (в диафизах).

Структурная единица компактного вещества кости – остеон, или Гаверсова система. В канале остеона (Гаверсовом канале) проходит кровеносный сосуд. Располагаются остеоны по направлению действия силы, что определяет механическую прочность кости.

Основные клетки костной ткани, изученные нами в разделе “соединительные ткани”: остеобласты, остеоциты и остеокласты. Остеоциты имеют отростчатую форму и располагаются вокруг Гаверсова канала.

Классификация костей

Кости подразделяются на:

  • Трубчатые
  • Кости цилиндрической формы, длина которых больше ширины. К длинным трубчатым относятся ключица, бедренная, малоберцовая и большеберцовая кости, плечевая, лучевая и локтевая кости. К коротким – плюсневые и пястные кости, фаланги пальцев. Трубчатые кости выполняют функции подобно рычагам при движении.

  • Губчатые (короткие)
  • Ширина губчатых костей приблизительно равна их длине, состоят из губчатого вещества, в котором находится костный мозг. Губчатые кости: грудина, кости запястья и предплюсны, позвонки.

  • Смешанные
  • Для этих костей характерна сложная форма, в ходе развития они обычно образуются из нескольких частей. К ним можно отнести кости черепа – затылочную и височную.

  • Плоские (широкие)
  • Сходны по строению с губчатыми костями. Плоскими костями являются: теменная и лобная (кости черепа), лопатка, тазовая кость.

Строение трубчатой кости

На примере трубчатой кости мы с вами разберем части, на которые подразделяется кость. Поверхность кости покрыта надкостницей – соединительнотканной оболочкой, в толще которой лежат кровеносные сосуды и нервы, дающие ветви внутрь.

Запомните, что рост кости в толщину происходит именно благодаря надкостнице: ее внутренний слой клеток делится, при этом толщина кости увеличивается.

Таким образом, надкостница выполняет ряд важных функций:

  • Защитную – наружный слой плотный, защищает кость от повреждения
  • Питательную (трофическую) – в толще надкостницы к кости проходят сосуды
  • Нерворегуляторную – в толще надкостницы проходят нервы
  • Костеобразовательную – рост кости в толщину

Помимо надкостницы, трубчатая кость состоит из центрального отдела – диафиза, концевого отдела – эпифиза, и располагающегося между ними метафиза. В диафизах преобладает компактное вещество кости, в эпифизах – губчатое. Эти термины легко объяснить и запомнить с помощью рисунка, так что сделайте схему, и вы быстро их выучите.

Обратите свое особое внимание на метафиз, прилегающий к эпифизарной пластинке. Именно за счет этой пластинки, располагающейся между метафизом и эпифизом, происходит рост кости в длину. Эпифизарная пластинка хорошо кровоснабжается.

Соединения костей

Кости могут быть соединены друг с другом неподвижно: кости таза, черепа. К полуподвижным можно отнести: соединения позвонков, костей предплюсны, запястья, ребер.

Сустав – подвижное соединение двух костей. Наука о суставах – артрология (греч. aithron – сустав, logos – учение.)

В месте образования сустава кости отделены друг от друга суставной щелью. Поверхности костей в суставе (называемые – суставные) покрыты гиалиновым хрящом, который снижает трение между костями, выполняет амортизирующую функцию.

Суставную полость окружает суставная сумка (капсула), изнутри покрытая синовиальной оболочкой. Внутри суставная сумка заполнена синовиальной жидкостью, которая смазывает суставные поверхности костей и уменьшает их трение друг о друга. Снаружи сустав фиксируют связки.

В норме кости могут смещаться относительно друг друга в суставе, однако при травме, слишком резком и сильном движении это смещение может быть слишком сильным: в результате нарушается соприкосновение суставных поверхностей. В таком случае говорят о возникновении вывиха.

Вывих – смещение суставных концов костей, которое сопровождается повреждением связочно-капсульного аппарата сустава.

Переломы костей

Перелом кости – частичное или полное нарушение целостности кости, возникающее в результате нагрузки превышающей прочность травмированного участка.

Переломы подразделяются на:

  • Открытые – над переломом локализуется рана, проникающая или непроникающая до костных отломков
  • Закрытые – перелом без повреждения кожных покровов над ним

Техника оказания медицинской помощи при переломах:

  • Вызывать скорую медицинскую помощь
  • При наличии кровотечения – его немедленно нужно остановить, наложив жгут
  • В случае повреждения кожных покровов – наложить асептическую повязку, используя бинт или чистую ткань
  • Дать пострадавшему обезболивающее
  • Иммобилизовать (обездвижить) поврежденную конечность специальными шинами, также можно использовать подручные средства (палки, доски, прутья и т.п.)

Источник: https://studarium.ru/article/81

Лечение Костей
Добавить комментарий