Какое органическое вещество входит в состав костной ткани

Строение, свойства костей и типы их соединений

Какое органическое вещество входит в состав костной ткани

Строение кости

Кость — составная часть скелета, опора организма, его твердый орган. Она имеет довольно сложное строение с преобладанием костной ткани. Верхний слой кости составляет так называемое компактное вещество (или же компактная костная ткань), ниже лежит губчатое вещество (или же губчатая костная ткань).

В разных типах костей степень развития этих двух веществ отличается. Снаружи кость обволакивается тонкой прочной пленкой надкостницей. Она пронизана нервными окончаниями и сосудами. Именно благодаря ей идет кровоснабжение компактного вещества, а детские кости растут вширь.

Лишены надкостницы только суставные поверхности костных концевых утолщений.

Компактное вещество

Крепкое, плотное и надежное, его основная задача — обеспечить прочность кости, препятствовать ее деформации. В общей массе скелета этот подвид ткани занимает до 80 процентов. Состоит компактное вещество из множества цилиндров, называемых остеонами, сложенных из костных пластинок, которых бывает от 5 до 20.

В состав пластинок входит белок коллаген, гарантирующий плотность и эластичность кости. Диаметр каждого цилиндра-остеона очень мал, не больше 0,4 миллиметра, внутри него идет Гаверсов канал с кровеносными сосудами. По всему костному веществу разбросаны костные клетки, выделяющие костный материал пластинок (межклеточное вещество).

Тела костных клеток, имеющие многочисленные отростки, находятся между соседними костными пластинками.

Губчатое вещество

Наполняющая внутреннее пространство кости губчатая ткань намного более рыхлая и легкая, чем наружная компактная ткань. Благодаря этому масса кости уменьшается. Особенно развито губчатое вещество в эпифизах — на концах трубчатых костей. Строение его имеет решетчатый, ячеистый вид. В промежутках между перегородками-трабекулами находится красный костный мозг.

Каковы особенности костной ткани?

Костная ткань — один из типов соединительной. Две трети ее составляет межклеточное вещество, в котором хранится почти весь запас кальция, фосфора, половина запаса магния и натрия! Костная ткань не жадничает, она отдает эти вещества в кровь, поддерживая гомеостаз.

Новая ткань образуется у человека всю жизнь, примерно за три десятка лет она полностью обновляется. Наиболее бурный рост костной ткани идет в молодом возрасте, а с течением лет темп снижается, костная ткань обедняется, теряет запас полезных веществ и массу.

Хорошее развитие скелетных мышц усиливает прочность костей.          

Как идет рост костей?

Изначально закладываются хрящи, которые в процессе развития организма замещаются костной тканью. В ширину кости, как уже сказано выше, растут благодаря надкостнице (а именно ее внутреннему остеогенному слою), а в длину — благодаря хрящевым прослойкам около головок (эпифизов) длинных костей — пластинкам роста.

Вещества кости

Органические вещества (главное место здесь занимает белок коллаген) придают кости эластичность и упругость. Неорганические (фосфаты кальция — гидроксилапатиты, магния, и др.) делают ее твердой, но зато хрупкой и ломкой.

Проводя опыты, выдерживая кость в 10-процентном растворе соляной кислоты, мы выводим из нее неорганические вещества, — в результате кость становится мягкой и гибкой. Сжигая кость, мы уничтожает органику, остаются лишь неорганические вещества — в результате кость легко ломается.

У ребенка и молодого человека в костях высокое содержание органических веществ, с возрастом оно уменьшается — именно поэтому пожилые люди так легко ломают кости и так тяжело восстанавливаются.

Кости детей эластичны, при их некритических искривлениях ситуацию еще можно исправить: например, выпрямить сколиозный позвоночник.

В ЕГЭ по биологии могут быть вопросы о том, почему в детском возрасте легче вылечить сколиоз.

Типы костей

1.      Трубчатые. Очень прочны, являются надежной основой скелета конечностей. Длинные трубчатые кости: бедренная, берцовые, плечевая, локтевая с лучевой. Короткие: кости плюсны, пясти, фаланг пальцев и др.

Средняя часть кости этого типа — диафиз — построена из компактного вещества и выглядит как трубка с костно-мозговой полостью, заполненной желтым костным мозгом (хранящим запас жиров).

Эпифизы (головки) — концевые части трубчатых костей, в них преобладает губчатое вещество с красным костным мозгом.

2.      Плоские. Представляют собой две параллельные пластинки компактного вещества, между которыми спрятано губчатое вещество. Кости этого типа — лопатка, грудина, ключица, ребра, тазовая кость, кости крыши черепа — служат для формирования стенок полостей, которые окружают различные органы, и поясов конечностей.

3.      Губчатые. Имеют лишь тонкий слой наружного плотного компактного вещества, внутри же — основное губчатое вещество. Кости этого типа находятся там, где большая нагрузка сочетается с высокой подвижностью: кости запястья, мелкие кости стопы, коленная чашечка (надколенник), пяточная кость.

4.      Кроме того, выделяют смешанные кости — они состоят из частей, имеющих различия в происхождении и строении. К таким костям относятся, например, позвонки, кости основания черепа.

Типы соединения костей

1.      Непрерывные соединения обеспечены соединительной тканью (хрящевой, фиброзной, костной), которая, словно мостик, связывает два костных окончания. Они бывают, в свою очередь, совершенно неподвижными и полуподвижными.

1)      Неподвижные — это, например, кости черепа с костными швами, или сросшиеся позвонки копчика.

2)      Полуподвижные — имеющие хрящевые прокладки как, например, между позвонками. Такое соединение еще называют симфиз (полусустав): например, лобковый симфиз.

2.      Прерывные соединения всегда только подвижные. Вот суставы — это подвижные сочленения: в суставную впадину входит суставная головка.

Соединяемые поверхности покрыты суставным хрящом, между костями — внутрисуставные связки.

К тому же поверхности костей окружены суставной сумкой (капсулой), в ней находится суставная жидкость, выполняющая роль смазки.

Первая помощь при травмах связок, костей и суставов

Растяжение связок. Место повреждения нужно охладить, приложив к нему медицинский гель, любой замороженный предмет, или погрузив в холодную воду. После этого необходимо туго перебинтовать сустав и не нагружать его.

Переломы костей. При открытомпереломе край раны обработать антисептиком и наложить стерильную повязку.

Для обездвиживание применяется шина, которая должна заходить за суставы выше и ниже участка кости. При повреждении ключицы нужно подвесить руку на косынку, положив валик в подмышечную впадину.

При повреждении ребер — после выдоха туго забинтовать грудную клетку.

Вывихи суставов. При вывихе идет смещение концов костей. Нельзя их вправлять самостоятельно. Необходимо охладить сустав, обеспечить человеку полный покой и доставить его в медучреждение.

Заболевания опорно-двигательного аппарата

1.      Рахит — возникает при недостатке витамина «Д» и недостаточном питании, лишенном витаминов, у детей первых лет жизни, может привести к деформации костей.

2.      Искривление позвоночника возникает по причине различных заболеваний (рахит, полиомиелит, туберкулез), травм, нарушения осанки при пребывании в одной позе. При искривлении нарушается равномерное натяжение мышц, что еще более усугубляет проблему.

3.      Плоскостопие — уплощение свода стопы. Причины его: слабые связки стопы, ожирение, ношение тесной и узкой обуви на каблуке, длительные нагрузки, травмы, следствие рахита. Лечение заключается в упражнениях, массаже, ношении качественной ортопедической обуви и стелек.

Хочешь сдать экзамен на отлично? Жми сюда – курсы ЕГЭ в Москве по биологии

Источник: https://EgeVideo.ru/stati/chelovek/stroenie-svoystva-kostey-i-tipy-ikh-soedineniy/

Какое органическое вещество входит в состав костной ткани

Какое органическое вещество входит в состав костной ткани
Только у нас: Введите до 31.03.2020 промокод бонус2020 в поле купон при оформлении заказа и получите скидку 25% на всё!

Химический состав костной ткани

Изучение химического состава костной ткани сопряжено со значительными трудностями, поскольку для выделения органического матрикса требуется провести деминерализацию кости. Кроме того, содержание и состав органического матрикса подвержены значительным изменениям в зависимости от степени минерализации костной ткани.

Известно, что при продолжительной обработке кости в разведенных растворах кислот ее минеральные компоненты растворяются и остается гибкий мягкий органический остаток (органический матрикс), сохраняющий форму интактной кости.

Межклеточный органический матрикс компактной кости составляет около 20%, неорганические вещества – 70% и вода – 10%. В губчатой кости преобладают органические компоненты, которые составляют более 50%, на долю неорганических соединений приходится 33–40%.

Количество воды сохраняется в тех же пределах, что и в компактной кости (Ю.С. Касавина, В.П. Торбенко).

По данным А. Уайта и соавт., неорганические компоненты составляют около 1 /4 объема кости; остальную часть занимает органический матрикс. Вследствие различий в относительной удельной массе органических и неорганических компонентов на долю нерастворимых минералов приходится половина массы кости.

Неорганический состав костной ткани. Более 100 лет назад было высказано предположение, что кристаллы костной ткани имеют структуру апатита. В дальнейшем это в значительной мере подтвердилось.

Действительно, кристаллы кости относятся к гидроксилапатитам, имеют форму пластин или палочек и следующий химический состав – Са10(РО4)6(ОН)2.

Кристаллы гидроксилапатита составляют лишь часть минеральной фазы костной ткани, другая часть представлена аморфным фосфатом кальция Са3(РО4)2. аморфного фосфата кальция подвержено значительным колебаниям в зависимости от возраста.

Аморфный фосфат кальция преобладает в раннем возрасте, в зрелой кости преобладающим становится кристаллический гидроксилапатит. Обычно аморфный фосфат кальция рассматривают как лабильный резерв ионов Са 2+ и фосфата.

В организме взрослого человека содержится более 1 кг кальция, который почти целиком находится в костях и зубах, образуя вместе с фосфатом нерастворимый гидроксилапатит. Большая часть кальция в костях постоянно обновляется. Ежедневно кости скелета теряют и вновь восстанавливают примерно 700–800 мг кальция.

В состав минеральной фазы кости входит значительное количество ионов, которые обычно не содержатся в чистом гидроксилапатите, например ионы натрия, магния, калия, хлора и др.

Высказано предположение, что в кристаллической решетке гидроксилапатита ионы Са 2+ могут замещаться другими двухвалентными катионами, тогда как анионы, отличные от фосфата и гидроксила, либо адсорбируются на поверхности кристаллов, либо растворяются в гидратной оболочке кристаллической решетки.

Органический матрикс костной ткани. Приблизительно 95% органического матрикса приходится на коллаген. Вместе с минеральными компонентами коллаген является главным фактором, определяющим механические свойства кости.

Коллагеновые фибриллы костного матрикса образованы коллагеном типа 1. Известно, что данный тип коллагена входит также в состав сухожилий и кожи, однако коллаген костной ткани обладает некоторыми особенностями.

Есть данные, что в коллагене костной ткани несколько больше оксипролина, чем в коллагене сухожилий и кожи. Для костного коллагена характерно большое содержание свободных ε-амино-групп лизиновых и оксилизиновых остатков.

Еще одна особенность костного коллагена – повышенное по сравнению с коллагеном других тканей содержание фосфата. Большая часть этого фосфата связана с остатками серина.

В сухом деминерализованном костном матриксе содержится около 17% неколлагеновых белков, среди которых находятся и белковые компоненты протеогликанов. В целом количество протеогликанов в сформировавшейся плотной кости невелико.

В состав органического матрикса костной ткани входят гликозамино-гликаны, основным представителем которых является хондроитин-4-суль-фат. Хондроитин-6-сульфат, кератансульфат и гиалуроновая кислота содержатся в небольших количествах.

Принято считать, что гликозаминогликаны имеют непосредственное отношение к оссификации . Показано, что окостенение сопровождается изменением гликозаминогликанов: сульфатированные соединения уступают место несульфатированным.

Костный матрикс содержит липиды, которые представляют собой непосредственный компонент костной ткани, а не являются примесью в результате недостаточно полного удаления богатого липидами костного мозга. Липиды принимают участие в процессе минерализации.

Есть основания полагать, что липиды могут играть существенную роль в образовании ядер кристаллизации при минерализации кости.

Биохимические и цитохимические исследования показали, что остеобласты – основные клетки костной ткани – богаты РНК . Высокое содержание РНК в костных клетках отражает их активность и постоянную биосинтетическую функцию (табл. 22.1).

Своеобразной особенностью костного матрикса является высокая концентрация цитрата: около 90% его общего количества в организме приходится на долю костной ткани.

Принято считать, что цитрат необходим для минерализации костной ткани.

Вероятно, цитрат образует комплексные соединения с солями кальция и фосфора, обеспечивая возможность повышения концентрации их в ткани до такого уровня, при котором могут начаться кристаллизация и минерализация.

Кроме цитрата, в костной ткани обнаружены сукцинат, фумарат, малат, лактат и другие органические кислоты.

Это может быть интересно:

Что делать если исчезает костная ткань у зубов , Костная ткань это соединительная ткань состоящая , Деструкция костной ткани что это такое лечение , Как повысить плотность костной ткани ,

Только у нас: Введите до 31.03.2020 промокод бонус2020 в поле купон при оформлении заказа и получите скидку 25% на всё!

Источник: https://zdorovie-ok.ru/kakoe-organicheskoe-veschestvo-vhodit-v-sostav-kostnoj-tkani/

Кость как орган

Какое органическое вещество входит в состав костной ткани

Одну из важнейших функций – передвижение в пространстве человека – выполняет опорно-двигательный аппарат, состоящий из 2-х частей: пассивной и активной. К пассивной относятся кости, соединяющиеся между собой различным образом, к активной – мышцы.

Скелет (от греч. – высохший, высушенный) представляет собой комплекс костей, выполняющих опорную, защитную, локомоторную функции. В состав скелета входит – 206 костей, из них 170- парные, 36 непарные. Скелет условно подразделяют на 2 части:

– осевой скелет, к нему относятся: позвоночный столб – 26 костей, череп – 23 кости, грудная клетка – 25 костей;

– добавочный скелет, к которому относятся: кости верхних конечностей – 64, кости нижних конечностей – 62.

Значение скелета:

1. Механическое значение:

а) выполняет защитную функцию организма от вредных внешних воздействий,

б) опора и поддержка для мягких тканей, которая достигается прикреплением мягких тканей и органов к различным частям скелета,

в) движение, которое возможно благодаря строению, соединению костей, приводимых в движение мышцами, управляемыми нервной системой.

2. Биологическое значение:

а) участие скелета в обмене веществ (фосфор, кальций, железо и др.)

б) выполнение кроветворной функции (красным костный мозг).

Кость – живой орган, в состав которого входят кровеносные сосуды, нервная, костная, хрящевая и соединительная ткани. Кости составляют 18% общей массы тела.

По форме различают кости:

1. Трубчатые – имеют форму трубки с костномозговым каналом внутри и выполняют все 3 функции скелета (опора, защита и движение). Они делятся:

а) длинные – длина которых превышает прочие их размеры (кости верхних и нижних конечностей);

б) короткие – кости, расположенные в пястье, плюсне, фалангах.

2. Губчатые – построены из губчатого вещества, покрытого тонким слоем компактного:

а) длинные – ребра и грудина выполняют функцию опоры и защиты;

б) короткие – кости запястья, предплюсны, позвонки выполняют опорную функцию;

в) сесамовидные – надколенник, гороховидная кость, сесамовидные кости пальцев руки и ноги. Они развиваются в толще сухожилий, их функция – вспомогательные приспособления для работы мышц.

3. Плоские – различают:

а) плоские кости черепа (лобная и теменные) – выполняют защитную функцию. Они построены из 2-х пластинок компактного вещества, между которыми находится губчатое вещество, содержащее каналы для вен. Эти кости развиваются на основе соединительной ткани (покровные кости);

б) плоские кости поясов (лопатка, тазовые кости) выполняют функцию опоры и защиты, построены из губчатого вещества, развившегося на почве хрящевой ткани.

4. Смешанные (кости основания черепа). К ним относятся кости, сливающиеся из нескольких частей, имевших различную форму, строение, развитие и разные функции.

Химический состав кости

В состав костей входит: органические вещества (оссеин, оссеомукоид) – 1/3, неорганические вещества (главным образом соли Са) – 2/3.

От наличия органических веществ зависит упругость кости, а от наличия неорганических соединений – ее твердость. Если прокалить кость, то в ней сгорят органические вещества и останутся минеральные соли, кость сохранит свою твердость, но станет очень хрупкой.

В кости, помещенной в раствор соляной или азотной кислот, остаются органические вещества, но растворяются неорганические (происходит декальцификация кости), кость сохраняет свою форму, но лишается твердости – легко гнется. С возрастом происходит относительное уменьшение органических веществ и увеличение минеральных солей.

Вследствие этого кости пожилых людей обладают меньшей упругостью, по сравнению с костями детей.

Строение кости

Снаружи кость, за исключением суставных поверхностей, покрыта надкостницей. Надкостница – тонкая, крепкая соединительнотканная пленка бледно-розового цвета, окружающая кость снаружи и прикрепленная к ней с помощью соединительнотканных пучков – прободающих волокон.

Она состоит из 2-х волокон: наружного волокнистого (фиброзного) и внутреннего костеобразующего (остеогенного) слоев. Она богата нервами и сосудами, благодаря чему участвует в питании и росте кости в толщину.

Питание осуществляется за счет кровеносных сосудов, проникающих в большом количестве из надкостницы в наружное компактное вещество кости через многочисленные питательные отверстия. Рост кости осуществляется за счет остеобластов, расположенных во внутреннем слое надкостницы.

Суставные поверхности, свободные от надкостницы, покрыты суставным хрящом.

В трубчатой кости различают: среднюю часть – тело (диафиз), два конца (эпифизы).

Структурной единицей кости является остеон – это система костных пластинок, концентрически расположенных вокруг центрального канала, содержащего сосуды и нервы. Он состоит из 5-10 цилиндрических пластинок, вставленных одна в другую. В центре каждого остеона проходит центральный (гаверсовый) канал. Диаметр остеона 0,3-0,4 мм.

Они не прилегают друг к другу вплотную, а промежутки между ними заполнены интерстициальными (вставочными, промежуточными) пластинками.

Остеоны располагаются не беспорядочно, а соответственно функциональной нагрузке на кость: в трубчатых костях параллельно длине кости, в губчатых – перпендикулярно вертикальной оси, в плоских костях черепа – параллельно поверхности кости и радиально.

Вместе с интерстициальными пластинками остеоны образуют основной средний слой костного вещества, который покрыт снаружи – наружными окружающими костными пластинками, а изнутри – внутренними окружающими костными пластинками.

Наружный слой окружающих пластинок пронизан кровеносными сосудами, идущими из надкостницы в костное вещество в особых каналах. Они обеспечивают обмен веществ в кости.

Из остеонов состоят более крупные элементы кости – перекладины костного вещества или трабекулы. Из трабекул складывается костное вещество двоякого рода:

1. Если трабекулы лежат плотно, то образуется плотное компактное вещество.

2. Если трабекулы лежат рыхло, образуя между собою костные ячейки наподобие губки, то образуется губчатое вещество.

Распределение компактного и губчатого вещества зависит от функциональных условий кости. Компактное вещество находится в тех костях, которые выполняют функцию опоры и движения, например, диафизы трубчатых костей, эпифизы (их поверхность).

В местах, где при большом объеме требуется сохранить легкость и прочность, образуется губчатое вещество, например, эпифизы трубчатых костей (под компактным веществом).

Костные пластинки губчатого вещества образуют костные перекладины, расположенные в определенном порядке. Расположение костных перекладин в различных костях не одинаково и зависит от давления, которое испытывает кость в теле и от растяжения, которому подвергается кость вследствие сокращения прикрепляющихся к ней мышц.

Короткие кости имеют различное строение. Одни из них (кости пясти и фаланги пальцев) по строению аналогичны длинным трубчатым костям. Другие короткие кости (позвонки, кости запястья и предплюсны), подобны эпифизам длинных костей и состоят преимущественно из губчатого вещества, покрытого снаружи тонким слоем компактного вещества.

Плоские кости (кости крыш черепа, ребра, грудина) состоят из 2-ух пластинок компактного вещества, между которыми находится прослойка губчатого.

Внутри костей, вежду костными пластинками губчатого вещества и в костных каналах трубчатых костей находится костным мозг – орган кроветворения и биологической защиты. Он бывает 2-ух видов: красный и желтый.

Красный костный мозг имеет вид нежной красной массы, состоящей из ретикулярной массы, в петлях которой находятся стволовые клетки, выполняющие функцию кроветворения и клетки, выполняющие функцию костеобразования.

Красный костный мозг пронизан нервами и кровеносными сосудами, питающими кроме костного мозга и внутренние слои кости. Кровеносные сосуды и кровяные элементы придают костному мозгу красный цвет.

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

Во внутриутробном периоде и у новорожденных во всех костных полостях находится красный костный мозг (когда требуется большая кроветворная и костеобразующая функция). У взрослого человека красный костный мозг содержится только в ячейках губчатого вещества плоских костей (грудина, крылья подвздошных костей), в эпифизах трубчатых костей. В диафизах находится желтый костный мозг.

Различают костные клетки:

1. Остеобласты – молодые костные клетки многоугольной, кубической формы, богатые органеллами: рибосомами, комплексом Гольджи, элементами зернистой эндоплазматической сети. Клетки постепенно дифференцируются в остеоциты, при этом количество органелл в них уменьшается. Межклеточное вещество, образуемое остеобластами, окружает их со всех сторон и пропитывается солями кальция.

2. Остеоциты – зрелые многоотросчатые клетки, их отростки контактируют между собой. Клетки не делятся, органеллы в них развиты слабо.

3. Остеокласты – крупные многоядерные клетки, разрушающие кость и хрящ. На своей поверхности имеют множество цитоплазматических выростов, покрытых цитоплазматической мембраной. Клетки богаты гидролитическими ферментами, митохондриями, лизосомами и вакуолями, хорошо выражен комплекс Гольджи.

Источник: http://studies.in.ua/anatomia-kurs-lekciy/4514-kost-kak-organ.html

Лечение Костей
Добавить комментарий