Особенности клеток и межклеточного вещества в костной ткани

Источники развития, морфофункциональная характеристика клеток и межклеточного вещества, особенности строения, регенерация, возрастные изменения разновидностей костной ткани

Особенности клеток и межклеточного вещества в костной ткани

Костные ткани состоят из клеток и межклеточного вещества. К клеткам костной ткани относятся остеогенные стволовые и полустволовые клетки, остеобласты, остеоциты и остеокласты.

Стволовые клетки – это резервные камбиальные клетки, располагаются в надкостнице. Полустволовые клетки – клетки с высокой пролиферативной активностью, имеют развитый синтетический аппарат.

Остеобласты – это клетки образующие костную ткань, т.е. в функциональном отношении главные клетки костной ткани. Локализуются в основном в надкостнице. Имеют полигональную форму, могут встречаться слабоотростча-тые клетки.

Цитоплазма базофильна, под электронным микроскопом хрошо выпажены гранулярный ЭПС, пластинчатый комплекс и митохондрии. Функция: выработка органической части межклеточного вещества, т.е. белки ос-сеиновых волокон и оссеомукоид.

При созревании остеобласты превращаются в остеоциты.

Остеоциты – по количественному составу самые многочисленные клетки костной ткани. Это отростчатые клетки, лежат в костных полостях – лакунах. Диаметр клеток достигает до 50 мкм. Цитоплазма слабобазофильна. Органоиды развиты слабо (гранулярный ЭПС, ПК и митохондрии). Не делятся.

Функция: принимают участие в физиологической регенерации костной ткани, вырабатывают органическую часть межклеточого вещества.

На остеобласты и остеоциты стимулирующее влияние оказывает гормон щитовидной железы кальцитонин – усиливается синтез органической части межклеточного вещества и усиливается отложение кальция, при этом концентрация кальция в крови снижается.

Остеокласты – это крупные клетки, почти в 2 раза крупнее остеоцитов, их диаметр достигает до 100 мкм. Остеокласты являются специализированными макрофагами, образуются путем слияния многих макрофагов гематогенного происхождения, поэтому содержат по 10 и более ядер. В остеокластах хорошо выражены лизосомы и митохондрии. Функция – разрушение костной тка-ни.

Остеокласты выделяют СО2 и фермент карбоангидразу; СО2 связывается Н2О (реакция катализируется карбоангидразой) и образуется угольная кисло-та Н2СО3; угольная кислота реагируя растворяет соли кальция, растворенный кальций вымывается в кровь. Органическая часть межклеточного вещества лизируется протеолитическими ферментами лизосом остеокластов.

Функция остеокластов стимулируется паратириокальцитонином паращитовидной железы.

Межклеточное вещество костной ткани состоит:

1. Неорганические соединения (фосфорнокислые и углекислые соли кальция) – составляют 70% межклеточного вещества.

2. Органическая часть межклеточного вещества представлена коллагеновыми (синоним – оссеиновыми) волокнами и аморфной склеивающей массой (ос-сеомукоид) – составляет 30%.

Соотношение органическрой и неорганической части межклеточного вещества зависит от возраста: у детей органической части несколько больше 30%, а неорганической части меньше 70%, поэтому у них кости менее прочные, но зато более гибкие (не ломкие). В пожилом возрасте, наоборот, доля неорганической части увеличивается, а органической части уменьшается, поэтому кости становятся более твердыми, но более ломкими.

В отличии от хрящевых тканей в костной ткани кровеносных сосудов больше: имеются как в надкостнице, так и в глубоких слоях кости.

Кость как орган покрыта надкостницей. В ней различают наружный волокнистый и внутренний клеточный слой. В надкостнице очень много кровеносных сосудов, стволовых и полустволовых остеогенных клеток, остеобластов. Функция надкостницы – питание и регенерация кости.

Гистологическое отличие тонковолокнистой и ретикулофиброзной кости заключается в пространственной организации (строении) межклеточного вещества, а еще точнее – в расположении оссеиновых волокон:

1. В тонковолокнистой костной ткани оссеиновые волокна располагаются в одной плоскости параллельно друг другу и склеиваются оссеомукоидом и на них откладываются соли кальция – т.е. формируют пластинки, поэтому тонковолокнистая костная ткань по-другому называется пластинчатой кост

2. ной тканью. Направление оссеиновых волокон в 2-х соседних пластинках взаимоперпендикулярны, что придает особую прочность этой ткани. Между костными пластинками в полостях-лакунах лежат остеоциты. Если рассмотреть трубчатую кость как орган, то в ней различают:

1) Надкостница (периост).

2) Наружные общие (генеральные) пластинки – костные пластинки окружают кость по всему периметру, а между ними – остеоциты.

3) Слой остеонов. Остеон (Гаверсова система) – это система из 5-20 цилиндров из костных пластинок, концентрически вставленнве друг в друга. В центре остеона проходит кровеносный капилляр.

Между костными пластинками-цилиндрами в лакунах лежат остеоциты.

Промежутки между соседними остеонами заполнены вставочными пластинками – это остатки разрушающихся старых остеонов, которые были здесь до этих остеонов.

4) Внутренние общие (генеральные) пластинки (аналогичны наружным).

5) Эндост – по строению аналогичен периосту.

Регенерация и рост кости в толщину осуществляется за счет периоста и эн-дооста. Все трубчатые кости, а также большинство плоских костей гистологически являются тонковолокнистой костью.

2. Ретикулофиброзная костная ткань имеется в черепных швах, местах прикрепления сухожилий к костям, в эмбриональном периоде вначале на месте хрящевого макета будущей кости формируется ретикулофиброзная кость, которая потом становится тонковолокнистой.

Грубоволокнистая (ретикулофиброзная) кость образуется ткаже при сращении костей после перелома, т.е. в костной мозоли. Главное отличие ретикулофиброзной костной ткани – в расположении оссеиновых волокон в межклеточном веществе – волокна располагаются произвольно, неупорядочонно, склеиваются оссе-омукоидом и на них откладываются соли кальция.

Остеобласты и остеоциты также располагаются в лакунах. Ретикулофиброзная кость менее прочная.

Регуляция обмена кальция между костной тканью и кровью:

1. Гормональная регуляция:

1) паратириокальцитонин – из костей вымывает, в крови увеличимвает;

2) кальцитонин – в крови Са++ снижается, в костях откладывается;

3) минералкортикоиды с надпочечников.

2. Витамины:

1) вит. Д – усиливает всасывание Са++ в кишечнике и усиливает отложение в костях;

2) вит. С – уменьшает содержание Са++ в костях;

3) вит. А – кальций вымывается из костей в кровь.

Развитие скелетных тканей.

В эмбриональном периоде скелетные ткани образуются из мезенхимы, а в формировании костей и хрящей осевого скелета (позвоночный столб) участвуют и склеротомы.

I. Развитие хрящевых тканей.

В развитии хрящевых тканей можно выделить 3 стадии:

I стадия – образование хондрогенных островков. В местах, где образуется хрящ, мезенхимные клетки теряют отростки, размножаются и образуют плотные скопления – хондрогенные островки.

II стадия – формирование первичного хряща. Клетки хондрогенных островков дифференцируются в хондробласты, при этом в клетках становится хорошо выраженной гранулярная ЭПС и увеличивается количество свободных рибосом.

Х/бласты начинают синтезировать и выделять белки, из которых в межклеточных пространствах собираются колагеновые волокна; но межклеточное вещество еще остается оксифильной (из-за отсутствия ГАГ и ПГ).

Так формируется I хрящевая ткань.

III стадия – дифференцировка хрящевой ткани:

– х/бласты синтезируют кроме коллагеновых волокон еще ГАГ и ПГ, поэтому межклеточное вещество становится базофильным;

– формируется надхрящница.

Развитие костной ткани может протекать 2 способами:

I. Прямой остеогенез – характерен для плоских костей, в том числе костей черепа и зубочелюстного аппарата. На месте будущей кости клетки мезенхимы располагаются более плотно и васкуляризуются, так формируется ос-теогенный островок; остеогенные клетки этих островков дифференцируются в остеобласты и остеоциты.

О/бласты и о/циты вырабатывают органическую часть межклеточного вещества (оссеиновые волокна и оссеомукоид), при этом волокна располагаются беспорядочно. На органическую основу межклеточного вещества откладываются соли кальция, т.е.

происходит кальцификация м/к вещества, в результате этих процессов образуются пло-ские кости, состоящие из ретикулофиброзной костной ткани, которая по мере увеличения физической нагрузки перестраивается в токоволокнистую костную ткань.

II. Непрямой остеогенез или развитие кости на месте хряща – характерно для трубчатых костей. На месте будущей кости формируется модель будущей кости из гиалинового хряща с надхрящницей. Замещение хрящевой ткани на костную начинается с диафиза. Малодифференцированные клетки в составе надхрящницы диафиза дифференцируются в остеобласты.

Остеобласты начинают вырабатывать межклеточное вещество костной ткани и образуют вокруг диафиза костную манжетку из ретикулофиброзной кости. Затем ретикулофиброзная костной манжетки перестраивается в пластинчатую костную ткань. Совокупность описанных процессов называется пери-хондральным окостенением.

Образование костной манжетки приводит к нарушению питания хряща в более глубоких слоях диафиза, поэтому там начинаются дистрофические процессы, а также обызвествление хряща. В эти участки хряща со строны костной манжетки начинают врастать кров-носные сосуды с клетками мезенхимы, остеобластами и остеокластами.

Остеокласты усливают разрушение хрящевой ткани в центре диафиза. А остеобласты и остециты начинают формировать костную ткань, т.е. начинается энхондральное окостенение. В центре энхондральной кости в результате деятельности остеокластов образуется костномозговая полость. Вслед за диафизом центры окостенения формируются и в эпифизах.

Между диафизом и эпифизом сохраняется прослойка хрящевой ткани, за счет котрой рост кости в длину продолжается до конца периода роста организма в длину, т.е. до 20-21 года.

ЛЕКЦИЯ 7: Нервные ткани.

План:

1. Источники развития нервных тканей.

2. Классификация нервных тканей.

3. Морфофункциональная характеристика нейроцитов.

4. Классификация, морфофункциональная характеристика глиоцитов.

5. Возрастные изменения, регенерация нервных тканей.



Источник: https://infopedia.su/11x696e.html

Межклеточное вещество: строение и функции

Особенности клеток и межклеточного вещества в костной ткани

Неотъемлемой часть любого живого организма, который только можно встретить на планете, является межклеточное вещество.

Оно образовывается из известных нам компонентов – плазмы крови, лимфы, коллагеновых белковых волокон, эластина, матрикса и так далее.

В любом организме клетки и межклеточное вещество неразрывно связаны между собой. И сейчас мы подробно рассмотрим состав этой субстанции, ее функции и особенности.

Общие данные

Итак, межклеточное вещество – это один из многочисленных видов соединительной ткани. Оно присутствует в различных частях нашего организма, и в зависимости от местонахождения меняется и его состав. Как правило, такая связующая субстанция выделяется опорно-трофическими тканями, которые отвечают за целостность работы всего организма.

Состав межклеточного вещества можно также охарактеризовать в общем. Это плазма крови, лимфа, белковые, ретикулиновые и эластиновые волокна. В основе этой ткани лежит матрикс, который также называют аморфным веществом.

В свою очередь матрикс состоит из очень сложного набора органических веществ, клетки которых по размерам крайне малы по сравнению с основными известными микроскопическими элементами организма.

Образуемое межклеточное вещество в тканях является результатом их деятельности. Именно поэтому его состав зависит от того, какую часть организма мы рассматриваем. Если говорить о зародыше, то в данном случае тип вещества будет единым. Тут оно появляется из углеводов, белков, липидов и эмбриальной соединительной ткани.

В процессе роста организма более разнообразными по своим функциям и наполнению становятся и его клетки. Вследствие этого меняется и межклеточное вещество. Его можно встретить в эпителии и в недрах внутренних органов, в костях человека и в его хрящах.

И в каждом случае мы найдем индивидуальный состав, определить принадлежность которого сможет лишь знающий биолог или медик.

Самое важное волокно организма

В организме человека межклеточное вещество соединительной ткани выполняет основную опорную функцию. Оно не отвечает за работу конкретного органа или системы, а поддерживает жизнедеятельность и взаимосвязь всех составляющих человека или животного, начиная от самых глубоких органов и заканчивая дермой.

В среднем данный связующий компонент представляет собой от 60 до 90 процентов массы всего тела. Иными словами, данная субстанция в организме является опорным каркасом, который обеспечивает нам жизнедеятельность. Такое вещество делится на множество подвидов (см.

ниже), структура которых схожа между собой, но не полностью идентична.

Само же межклеточное вещество соединительной ткани – это матрикс. Он выполняет транспортную функцию между различными системами в организме, служит ему опорой и при необходимости передает различные сигналы от одних органов к другим.

Благодаря этому матриксу в человеке или в животном происходит обмен веществ, он участвует в локомоции клеток, а также является важной составляющей их массы.

Также важно отметить, что в процессе эмбриогенеза многие клетки, которые ранее были самостоятельными или относились к определенной внутренней системе, становятся частью этой субстанции. Основными составляющими матрикса является гиалуроновая кислота, протеогликаны и гликопротеины.

Одним из самых ярких представителей последних является коллаген. Этот компонент наполняет собой межклеточное вещество и встречается буквально в каждом, даже самом маленьком уголке нашего организма.

Внутреннее строение скелета

Сформировавшиеся кости нашего организма состоят полностью из клеток-остеоцитов. Они имеют заостренную форму, большое и твердое ядро и минимум цитоплазмы. Обмен веществ в таких «закаменевших» системах нашего тела производится благодаря костным канальцам, которые выполняют дренажную функцию.

Само же межклеточное вещество костной ткани образуется лишь в период формирования кости. Этот процесс осуществляется благодаря клеткам-остебластам. Они, в свою очередь, после завершения формирования всех тканей и соединений в подобной структуре разрушаются и прекращают свое существование.

Но на начальных этапах данные костные клетки выделяют межклеточное вещество посредством синтеза белка, углеводов и коллагена. После того как матрикс ткани сформирован, клетки начинают производить соли, которые превращаются в кальций.

В данном процессе остеобласты как бы блокируют все обменные процессы, которые происходили внутри них, останавливаются и отмирают. Прочность скелета теперь поддерживается за счет того, что функционируют остеоциты.

Если же случается какая-либо травма (перелом, к примеру), то остеобласты возобновляются и начинают вырабатывать межклеточное вещество костной ткани в больших количествах, что дает возможность организму справиться с недугом.

Особенности строения крови

Каждый прекрасно знает, в состав нашей красной жидкости входит такой компонент, как плазма. Она обеспечивает необходимую вязкость, возможность оседания крови и многое другое. Таким образом, межклеточное вещество крови – это и есть плазма. Макроскопически представляет она собою вязкую жидкость, которая либо прозрачная, либо имеет легкий желтоватый оттенок.

Плазма всегда собирается в верхней части сосуда после осаждения других основных элементов крови. Процентное содержание такой межклеточной жидкости в крови – от 50 до 60%. Основу самой же плазмы составляет вода, в которой содержатся липиды, белки, глюкоза и гормоны. Также плазма впитывает в себя все продукты переработки обмена веществ, которые после утилизируются.

Виды белков, которые находятся в нашем организме

Как мы уже поняли, строение межклеточного вещества основывается на белках, которые являются конечным продуктом работы клеток. В свою очередь эти белки можно поделить на две категории: те, которые обладают адгезивными свойствами, и те, которые устраняют адгезию клеток.

К первой группе главным образом мы относим фибронектин, который является основной матрикса. За ним следуют нидоген, ламинин, а также фибриллярные коллагены, которые образуют волокна. По этим канальцам транспортируются различные вещества, которые обеспечивают обмен веществ.

Вторая группа белков – это антиадгезивные компоненты. В их состав входят различные гликопротеины. Среди них назовем тенасцин, остеонектин, тромпоспондин. Данные компоненты отвечают в первую очередь за заживление ран, повреждений.

Они в большом количестве вырабатываются также во время инфекционных заболеваний.

Функциональность

Очевидно, что роль межклеточного вещества в любом живом организме весьма велика. Данная субстанция, состоящая преимущественно из белков, образуется даже между самыми твердыми клетками, которые находятся друг от друга на минимальном расстоянии (костная ткань).

Благодаря своей гибкости и канальцам-проводникам в этой «полужидкости» происходит обмен веществ. Сюда могут выделяться продукты переработки основных клеток, или же поступать полезные компоненты и витамины, которые только что попали в организм с пищей или другим путем.

Межклеточное вещество пронизывает наш организм полностью, начиная с кожи и заканчивая оболочкой клеток. Именно поэтому как западная медицина, так и восточная давно уже пришли к выводу о том, что все в нас взаимосвязано.

И если повреждается один из внутренних органов, то это может оказать влияние на состояние кожи, волос, ногтей, или же наоборот.

Вечный двигатель

Присутствующее межклеточное вещество в тканях нашего организма буквально обеспечивает его жизнедеятельность.

Оно делится на множество различных категорий, может иметь различную молекулярную структуру, а в некоторых случаях разнятся и функции вещества.

Что же, рассмотрим, какие бывают типы такой соединительной материи и что характерно для каждого из них. Упустим мы тут, пожалуй, только плазму, так как ее функции и особенности мы уже достаточно изучили, и повторяться не станем.

Прослеживается между клетками, которые находятся на расстоянии от 15 до 20 нм друг от друга. Связующая ткань в таком случае свободно располагается в данном пространстве и не препятствует проходу полезных веществ и отходов работы клеток по своим канальцам.

Одной из наиболее знаменитых разновидностей такой связи является «замок». В таком случае билипидные мембраны клеток, находящихся в пространстве, а также часть их цитоплазмы сдавливаются, образуя прочную механическую связь.

По ней и проходят различные компоненты, витамины и минералы, которые обеспечивают работу организма.

Межклеточное плотное соединение

Наличие межклеточного вещества не всегда обозначает, что сами клетки находятся на огромном расстоянии друг от друга. В данном случае при подобном их сцеплении плотно сживаются мембраны всех составляющих отдельной системы организма.

В отличие от предыдущего варианта – «замка», где клетки также соприкасаются, – тут подобные «влипания» препятствуют прохождению различных веществ по волокнам. Стоит отметить, что подобный тип межклеточного вещества наиболее надежно защищает организм от окружающей среды.

Чаще всего столь плотное слияние клеточных мембран можно встретить в кожном покрове, а также в различных типах дермы, которая окутывает внутренние органы.

Третий типаж – десмосома

Данная субстанция представляет собой в своем роде липкую связь, которая образуется над поверхностью клеток. Это может быть небольшая площадка, диаметром не более 0,5 мкм, которая будет обеспечивать максимально эффективную механическую связь между мембранами.

Благодаря тому, что десмосомы обладают липкой структурой, они весьма плотно и надежно склеивают между собой клетки. Вследствие этого обменные процессы в них происходят более эффективно и быстро, нежели в условиях простого межклеточного вещества.

Такие липкие образования встречаются в межклеточных тканях любого типа, и все они связаны между собой волокнами.

Их синхронная и последовательная работа позволяет организму как можно скорее реагировать на любые внешние поражения, а также перерабатывать сложные органические структуры и передавать их в нужные органы.

Клеточный нексус

Такой тип контакта между клетками еще называют щелевым. Суть заключается в том, что тут участие принимают только две клетки, которые плотно прилегают друг к другу, и при этом между ними находится множество белковых канальчиков. Обмен веществ происходит только между конкретными двумя составляющими.

Между клетками, которые настолько близко расположены друг к другу, имеется межклеточное пространство, однако в данном случае оно практически бездейственно. Далее по цепной реакции, после обмена веществами между двумя составляющими, витамины и ионы передаются по белковым каналам дальше и дальше.

Считается, что этот способ обмена веществ наиболее эффективный, и чем здоровее организм, тем лучше он развивается.

Как работает нервная система

Говоря об обмене веществ, транспорте витаминов и минералов по организму, мы упустили весьма важную систему, без которой не может функционировать ни единое живое существо – нервную.

Нейроны, из которых она состоит, по сравнению с другими клетками нашего организма находятся друг от друга на очень большом расстоянии. Именно поэтому данное пространство заполнено межклеточным веществом, которое именуется синапсом.

Данный тип соединительной ткани может находиться только между идентичными нервными клетками или же между нейроном и так называемой клеткой-мишенью, в которую должен поступить импульс.

Характерной чертой работы синапса является то, что он передает сигнал только от одной клетки к другой, не распространяя его сразу на все нейроны. По такой цепочке информация доходит до своей «мишени» и извещает человека о боли, недомогании и т. д.

Краткое послесловие

Межклеточное вещество в тканях, как оказалось, играет крайне важную роль в развитии, формировании и дальнейшей жизнедеятельности каждого живого организма.

Такое вещество составляет большую часть массы нашего тела, оно выполняет самую важную функцию – транспортную, и позволяет всем органам работать слаженно, дополняя друг друга.

Межклеточное вещество способно самостоятельно восстанавливаться после различных повреждений, приводить весь организм в тонус и корректировать работу тех или иных поврежденных клеток.

Эта субстанция делится на множество различных типов, она встречается как в скелете, так и в крови, и даже в нервных окончаниях живых существ. И во всех случаях она сигнализирует нам о том, что происходит с нами, дает возможность почувствовать боль, если работа определенного органа нарушена, или потребность в получении определенного элемента, когда его не хватает.

Источник: https://FB.ru/article/164533/mejkletochnoe-veschestvo-stroenie-i-funktsii

Лечение Костей
Добавить комментарий