Роль костной ткани в организме

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

Роль 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

Костная ткань

Роль 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

СТРОЕНИЕ, РАЗВИТИЕ И ЗНАЧЕНИЕ КОСТНОЙ ТКАНИ

Роль костной ткани в организме

СТРОЕНИЕ, РАЗВИТИЕ И ЗНАЧЕНИЕ КОСТНОЙ ТКАНИ

У наземных позвоночных костная ткань из примитивной грубоволокнистой становится пластинчатой. В онтогенезе домашних копытных животных грубоволокнистая костная ткань скелета начинает заменяться пластинчатой на самых поздних этапах развития плода. Задержка формирования пластинчатой костной ткани у плода свидетельствует о недозрелости родившихся копытных животных.

Костная ткань состоит из органических (коллагеновые волокна, костные клетки) и неорганических (минеральных) веществ. Соотношение органических веществ кости (оссеина) и неорганических неодинаково и зависит от места кости в скелете, вида, возраста и двигательной активности животных.

На минеральный состав кости влияет не только состояние органической (остеоидной) части кости, но и кормление в сочетании с двигательной активностью. Отсутствие последней приводит к быстрому выведению солей кальция из организма. Это особенно важно учитывать при беременности животных.

Минерализация скелета плода зависит от рациона и двигательной активности матери.

Если в грубоволокнистой костной ткани коллагеновые волокна расположены войлокообразно и содержат большое количество беспорядочно размещенных остеоцитов (костных клеток), то зрелая пластинчатая костная ткань образована колоссальным количеством тончайших пластин, в межклеточном веществе которых коллагеновые волокна и остеоциты имеют упорядоченную ориентацию. На основе коллагеновых волокон откладывается минеральная часть ткани в виде двухфазной системы минералов: кристаллического гидроксилапатита и аморфного фосфата кальция. Последний, заполняя про-межутки между волокнами, является наиболее лабильной частью, активнее участвует в обмене веществ организма:

Благодаря наличию кристаллической фазы минералов в пластинчатой костной ткани при упругих деформациях кости во время движения под действием сил сжатия и растяжения возникает пьезоэлектричество.

В костях в связи с этим образуется и генерируется электроэнергия, необходимая для происходящих в них процессов.

Кость поляризуется, полярность электропотенциалов распределяется так, что вогнутые поверхности кости под действием сил сжатия и растяжения заряжаются отрицательно, выпуклые — положительно.

Направление коллагеновых волокон в пластине соответствует силовым натяжениям — одному из важнейших условий формирования механических свойств кости. Именно натяжение волокна вызывает его кристаллизацию — способность откладывать на себе минеральные соли, что является доказательством взаимосвязи и большой зависимости минерализации кости от состояния ее органической части и движения.

Количество минеральных солей в различных костях различно и зависит от расположения кости в скелете, вида и возраста животного. В условиях гиподинамии количество минеральных солей уменьшается.

В скелете содержится до 98% всех неорганических веществ организма, в том числе 99% солей кальция и 87% фосфора (Б. С. Касавина, А. П.

Торбенко, 1972), поэтому костная ткань — мощное депо минеральных веществ.

Костная ткань в связи с различным воздействием механической нагрузки двух типов строения — компактная и губчатая.

Костные пластины, формирующие компактное вещество (substantia conipacta), его обычно называют «компактной», образуют вокруг сосудов вставленные одна в другую слоистые трубочки (до 20), которые называются остеонами. Они располагаются продольно по отношению к продольной оси кости.

Между собой остеоны склеиваются аморфным веществом, пропитанным минеральными солями (рис. 12). Между остеонами костные пластины могут располагаться в виде вставочных пластин или, наслаиваясь на поверхностях компактного вещества, образуют слои наружных и внутренних систем пластин.

Плотность и толщина компакты неодинаковы в различных костях и даже на разных участках одной и той же кости, что связано с тем, что отдельные кости и их участки испытывают различную биомеха-ническую нагрузку.

Чем ниже кость в звеньях конечностей, тем менее она минерализована (исключение — III фаланга копытных).

Рис. 12. Схема строения длинной трубчатой кости

Многочисленные сосудистые каналы остеонов сообщаются между собой и образуют прободающие канальцы, открывающиеся на поверхности компакты микроскопическими отверстиями (до 200 на 1 мм2), которые придают ей микропористое строение.

В каналах проходят сосуды и нервы кости. Благодаря слоистости строения и каналам, заполненным сосудами, несущими кровь, компакта может выдерживать большие нагрузки на излом и обладает значительной жесткостью.

Компактное вещество всегда лежит на поверхности кости.

Губчатое костное вещество (substantia spongiosa) действительно напоминает по строению губку. Его костные пластины в виде различной толщины балок и трабекул соединяются между собой под определенными угловыми сочетаниями и образуют ячейки, заполненные костным мозгом.

Направления костных балок спонгиозы соответствуют направлению основных линий напряжения, благодаря чему они могут выдерживать большие нагрузки на сжатие. Губчатое вещество расположено под компактой внутри кости.

Упругие деформации в губчатом веществе выражены гораздо больше, чем в компактном.

Костная ткань (особенно в губчатом веществе) чрезвычайно лабильна. Ни одна система в организме, кроме крови, не может так быстро и постоянно изменяться, как костная ткань. Скелет непрерывно обновляется. Костная ткань в организме может полностью восстанавливаться после повреждения.

В ней постоянно происходит перестройка — идут два противоположных процесса: восстановления (регенерации) и разрушения (резорбции).

Разрушение структуры старого и восстановление нового костного вещества каждый раз приводят к построению такой его структуры, которая полностью соответствует новым требованиям механической нагрузки, связанной с двигательной активностью животных.

В губчатом веществе процессы перестройки происходят более интенсивно, чем в компактном, и степень минерализации костных балок оказывается очень различной. Костная ткань чутко улавливает малейшие изменения физической нагрузки, в ответ на которые происходит перестройка (ремодуляция), это придает костной ткани большую износоустой-чивость (практически она не изнашивается).

Приобретенные в эволюции свойства постоянной перестройки костной ткани позвоночных обеспечили ей сочетание чрезвычайно важных механических свойств — крепости и одновременно легкости и, что не менее важно, привели в связи с этим к активному участию скелета в общем обмене веществ, а также к выполнению роли буфера, стабилизирующего ионный состав внутренней среды организма, который обеспечивает норму гомеостаза (постоянства внут-ренней среды организма).

Самая твердая (кроме эмали зубов), но и самая лабильная костная ткань благодаря приобретенной в эволюции структуре и способности постоянно перестраиваться под действием физической нагрузки, связанной с движением, не только стала обладать высшими механическими свойствами, износоустойчивостью, необходимыми ей как опорной ткани, но и стала участником обмена веществ, электролитического баланса, от которых зависит благополучие всего организма. Современные данные о скелете не дают уже права называть его пассивной частью аппарата движения.

Недостаток действия физической нагрузки на скелет (будет ли это движение плода или взрослого животного) приводит не только к нарушению структуры скелета, но и к нарушению связанных с ней трофических, кроветворных и электролитических его функций. Костная система благодаря этому становится интегрирующей, жизненно важной системой организма, без которой весь организм как целостная система не только двигаться, но и существовать не может.

Подробности Раздел: Анатомия домашних животных

Источник: http://ZooVet.info/vet-knigi/101-anatomiya-zhivotnykh/domashnie-zhivotnye/8222-stroenie-razvitie-i-znachenie-kostnoj-tkani

Значение костной системы в организме

Роль костной ткани в организме

Скелет ( skeletos, греч.- высушенный1) представляет комплекс плотных образований, развивающихся из мезенхимы, имеющих механическое значение. Он состоит из отдельных костей, соединённых между собой при помощи соединительной, хрящевой или костной ткани, вместе с которыми и составляет пассивную часть аппарата движений.

Значение скелета. Костная система выполняет ряд функций, имеющих или преимущественно механическое, или преимущественно биологическое значение. Рассмотрим функции, имеющие преимущественно механическое значение.

Для всех позвоночных характерен внутренний скелет, хотя среди них встречаются виды, которые наряду с внутренним скелетом имеют ещё и более или менее развитый наружный скелет, возникающий в коже (костная чешуя в коже рыб). В начале своего появления твёрдый скелет служил для защиты организма от вредных внешних явлений (наружный скелет беспозвоночных).

С развитием внутреннего скелета у позвоночных он стал опорой и поддержкой (каркасом) для мягких тканей. Отдельные части скелета превратились в рычаги, приводимые в движение мышцами, вследствие чего скелет приобрёл локомоторную функцию. В итоге механические функции скелета проявляются в его способности осуществлять защиту, опору и движение.

Опора достигается прикреплением мягких тканей и органов к различным частям скелета. Движение возможно благодаря строению костей в виде длинных и коротких рычагов, соединённых подвижными сочленениями и приводимых в движение мышцами, управляемыми нервной системой.

Наконец, защита осуществляется путём образования из отдельных костей костного канала – позвоночного, защищающего спиной мозг; костной коробки – черепа, защищающего головной мозг; костной клетки – грудной, защищающей жизненно важные органы грудной полости (сердце, лёгкие); костного вместилища – таза, защищающие важные для продолжения вида органы размножения.

Биологическая функция костной системы связана с участием скелета в обмене веществ, особенно в минеральном обмене (скелет является депоминеральных солей – фосфора, кальция, железа и др.) Это важно учитывать для понимания болезней обмена (рахит и др.) и для диагностики с помощью лучистой энергии (рентгеновские лучи, радиоактивные изотопы).

Кроме того, скелет выполняет ещё кроветворную функцию. При этом кость не является просто защитным футляром для костного мозга, а последний составляет органическую часть её.

Определённое развитие и деятельность костного мозга отражаются на строение костного вещества, и, наоборот, механические факторы сказываются на функции кроветворения: усиленное движение способствует кроветворению; поэтому при разработке физических упражнений необходимо учитывать единство всех функций скелета. Развитие скелета.

На низших ступенях организации, а также эмбриональном периоде у всех позвоночных первым зачатком внутреннего скелета является спинная струна- chorda dorsalis, происходящая из мезодермы.

Хорда является характерным признаком низшего представителя типа хордовых – ланцетника ( Amphioxus lanceolatus), у которого скелет состоит из вытянутой вдоль тела с его дорсальной стороны спинной струны и окружающей её соединительной ткани.

У низших видов позвоночных [круглоротые, селахии (акулы) и хрящевые ганоиды] соединительнотканный скелет вокруг хорды и на остальном протяжении замещается хрящевым скелетом, который в свою очередь у более высокоорганизованных позвоночных, начиная с костистых рыб и кончая млекопитающими, становится костным.

С развития последнего хорда исчезает, за исключением ничтожных остатков (студенистое ядро межпозвоночного диска). Водные формы могли обходиться хрящевым скелетом, так как механическая нагрузка в водной среде несравненно меньше, чем в воздушной. Но только костный скелет позволил животным выйти из воды на сушу, поднять своё тело над землёй и прочно стать на ноги.

Таким образом, в процессе филогенеза как явления приспособления к окружающей среде происходит последовательная смена 3 видов скелета. Эта смена повторяется и в процессе онтогенеза человека, в течение которого наблюдается 3 стадии развития скелета:1. Соединительнотканная (перепончатая); 2. Хрящевая; 3. Костная. Эти 3 стадии развития проходят почти все кости, за исключением костей свода черепа, большинства костей лица, части ключицы, которые возникают непосредственно на почве соединительной ткани, минуя стадию хряща. Эти, как их называют, покровные кости можно рассматривать как производные некогда бывшего наружного скелета, сместившиеся вглубь мезодермы и присоединившиеся в дальнейшей эволюции к внутреннему скелету в качестве его дополнения.

Щитовидная железа, наиболее крупная из желез внутренней секреции у взрослого, располагается на шее впереди трахеи и на боковых стенках гортани, прилегая частично щитовидному хрящу, откуда и получила своё название. Состоит из двух боковых долей, lobi dexter et sinister, и перешейка, isthmus, лежащего поперечно и соединяющего боковые доли между собой близ их нижних концов.

От перешейка отходит кверху тонкий отросток, носящий название lobus puramidalis, который может простираться до подъязычной кости.

Верхней своей частью боковые доли заходят на наружную поверхность щитовидного хряща, прикрывая нижний рог и прилежащий участок хряща, книзу они доходят до пятого- шестого кольца трахеи; перешеек задней поверхностью прилежит ко второму и третьему кольцам трахеи, доходя иногда своим верхним краем до перстневидного хряща. Задней поверхностью доли соприкасаются со стенками глотки и пищевода.

Наружная поверхность щитовидной железы выпуклая, внутренняя, обращённая к трахее и гортани, вогнутая. Спереди щитовидная железа покрыта кожей, подкожной клетчаткой, фасцией шеи, дающей железе наружную капсулу, capsula fibrosa, и мышцами: mm. Sternohyoideus, sternothyroideus et omohyoideus.

Капсула посылает в ткань железы отростки, которые делят её на дольки, состоящие из фолликулов, содержащих коллоид (в его составе йодсодержащее вещество тироидин) В поперечнике железа имеет около 50-60 мм, в переднезаднем направлении в области боковых долей 18-20 мм, а на уровне перешейка 6-8 мм.

Масса составляет около 30-40 г, у женщин масса железы несколько больше, чем у мужчин, и иногда периодически увеличивается (во время менструаций) У плода и в раннем детстве щитовидная железа относительно больше, чем у взрослого. Железа развивается из 1-го жаберного кармана, позади непарного зачатка языка, так что эмбриологически она представляет часть пищеварительного канала.

Foramen caecum указывает место выроста железы. Вырастающий отсюда эпителиальный тяж в своей верхней части до деления его на две доли преобразуется в просвет. В конце 4-й недели он обычно атрофируется и исчезает, от него остаётся только foramen caecum на языке. Могут возникать и добавочные щитовидные железы. Функция. Значение железы для организма большое.

Врождённое недоразвитие её обусловливает микседему и кретинизм. От гормона железы зависят правильное развитие тканей, в частности костной системы, обмен веществ, функционирование нервной системы и т.д. В некоторых местностях нарушение функции щитовидной железы вызывает так называемый эндемический зоб. Вырабатываемый железой гормон тироксин ускоряет процессы окисления в организме, а тирокальцитонин регулирует содержание кальция. При гиперсекреции щитовидной железы наблюдается симптомокомплекс, называемый базедовой болезнью.

Источник: https://studbooks.net/1973366/meditsina/znachenie_kostnoy_sistemy_organizme

Метаболизм кости: как происходят процессы в костной ткани

Роль костной ткани в организме

ОСТЕОГЕНЕЗ (костеобразование) — процесс формирования костей у позвоночных. Осуществляется при помощи специальных клеток (остеобластов), выделяющих костеобразующие минеральные вещества, которые объединяются с сетью коллагеновых волокон, в результате чего образуется основное вещество твердых костей.

РЕЗОРБЦИЯ (от лат. resorbeo — поглощаю) — рассасывание, растворение (разрушение).

Термины:

Костная ткань – вид соединительной ткани, из которой образуются все кости в человеческом организме. Состоит из особых клеток (остеобластов, остеокластов, остеоцитов) и межклеточного вещества.

Межклеточное вещество (костный матрикс) составляет 50% сухого веса костной ткани и состоит из органической (25%), неорганической (50%) частей и воды (25%).

Остеобласты (от др.-греч.: ὀστέον — кость, βλάστη — росток, отпрыск, побег) – молодые клетки костной ткани диаметром 15-20 мкм, располагающиеся в верхних её слоях и вырабатывающие компоненты межклеточного вещества. Проще говоря – клетки-строители костной ткани.

Остеокласты (от др.-греч.: osteon — кость и clao — раздроблять, разбивать) – это крупные многоядерные (5 — 100 ядер) клетки костной ткани размерами до 190 мкм, которые разрушают кость и обызвествлённый хрящ (хрящ с отложениями кальция).

Остеоциты (от др.-греч.: ὀστέον — кость, κύτος — вместилище, здесь — клетка) – основной тип клеток зрелой костной ткани длиной 20-55 мкм и шириной 5-15 мкм. Образуются из остеобластов в процессе развития костной ткани.

Рис. 1. Клетки костной ткани

а — остеобласт; б — остеоцит; в — остеокласт; 1 — ядро; 2 — гранулярная эндоплазматическая сеть; 3 — митохондрии; 4 — комплекс Гольджи; 5 — гофрированная каемка; 6 — лизосомы; 7 — межклеточное вещество кости (по Е. А. Шубниковой с изменениями)

Рис. 2. Схема расположения клеток костной ткани
ОБЛ — остеобласты (активные), КВК — клетки, выстилающие кость (неактивные остеобласты), КЛ — костные лакуны с телами остеоцитов (ОЦ), КК — костные канальцы, содержащие отростки ОЦ, ОКЛ — остеокласт в резорбционной лакуне (РЛ), ОИ — остеоид, ОМВ — обызвествленное межклеточное вещество.

Образование новой кости остеобластамиРассасывание старой кости остеокластами
Пусковой фактор к активизации процессаУсиление насыщения кислородом костной ткани— снижение насыщения кислородом костной ткани; — усиление в остеокластах процесса расщепления глюкозы без участия кислорода, вызывающего накопление солей молочной кислоты (понижают pH среды) и ионов водорода.
С чего начинается процесс1. Формирование органической части   (органического матрикса) кости, который служит каркасом для дальнейшего отложения минералов. Состав органической  части:

а) коллагеновые белки (90-95%);

б) неколлагеновые белки (их около 200);

в) протеогликаны (белки+небольшое количество углеводов) фиксируют ионы кальция в очагах остеогенеза, образуя комплексы с минералом;

г) гликозаминогликаны связывают большое количество воды, благодаря чему межклеточное вещество приобретает желеобразную консистенцию.

д) вода.

2.Синтез аденозинтрифосфорной кислоты(АТФ) — источника энергии для процесса синтеза органического матрикса и донора фосфата для минерализации.

3. Активное накопление в митохондриях остеобластов положительно заряженных ионов кальция (кальция в митохондриях в 500 раз больше, чем в цитоплазме остеобластов) и отрицательно заряженных ионов фосфатов.

— Повышение проницаемости клеточных оболочек остеобластов.

Снижение pH приводит к повышению проницаемости оболочек лизосом (клеточных органоидов остеокластов, в полости которых находится множество ферментов, ускоряющих расщепление органических соединений), освобождению ферментов и их выделению вместе с молочной кислотой и ионами водорода в межклеточный матрикс.
Развитие процессаСобственно минерализация — отложение фосфата и кальция в виде кристаллов гидроксиапатитов в ранее сформированный органический матрикс.

Этапы:

1. Активное отпочковывание в межклеточный матрикс особых пузырьков (мембранных везикул), содержащих:

а) положительно заряженные ионы кальция (концентрация кальция в пузырьках в 25-50 раз выше, чем в остеобластах);

б) сложные жиры (глицерофосфолипиды) – нужны для связывания кальция и фосфора с органическим каркасом;

в) щелочную фосфатазу (ЩФ) – ей принадлежит ведущая роль в образовании центров кристаллизации гидроксиапатитов и ускорении процесса кристаллизации; также ЩФ ликвидирует вещество, тормозящее процесс минерализации (пирофосфат), расщепляя его.

г) другие фосфатазы (пиро-, АТФ-, 5′-АМФ-), необходимые для кальцификации органического матрикса.

2. Разрушение оболочек мембранных везикул и освобождение содержимого пузырьков.

3. Частичный распад протеогликанов, освобождение кальция и фосфатов и формирование поверхности белков, на которой будет происходить образование кристаллической решётки гидроксиапатитов.

4. Формирование ядер кристаллизации гидроксиапатитов. Этот процесс начинается ещё в мембранных везикулах.

5. Формирование кристаллической решётки из минералов.

6. Рост кристаллов гидроксиапатитов. Растущие кристаллы вытесняют протеогликаны и воду до такой степени, что костная ткань становится практически обезвоженной.

В результате местного повышения кислотности происходит распад связей кристаллов гидроксиапатитов с белками межклеточного матрикса, кристаллы разрушаются. Белки разлагаются ферментами. Происходит разрушение межклеточного вещества костной ткани с образованием полостей.
Завершающий этапПо завершении процесса роста кристаллов гидроксиапатитов остеобласты оказываются окружёнными со всех сторон минерализованным матриксом и превращаются в остеоциты, основная задача которых – поддержание стабильности обменных процессов в уже минерализованных отделах костной ткани, т. е. сохранение постоянства её органического и минерального состава.

При снижении активной синтетической (созидательной) деятельности остеобластов последние могут также превращаться в покоящиеся остеобласты. Эти клетки покрывают 80-95% покоящейся кости.

Группы рядом расположенных покоящихся остеобластов под влиянием паратиреоидного гормона паращитовидных желёз вырабатывают ферменты, разрушающие костную ткань. В результате этого на поверхности костей формируются углубления (ниши резорбции). В этих углублениях в дальнейшем располагаются остеокласты, т. к.

костным разрушителям в них легче прикрепиться к костной ткани. Процесс прикрепления остеокласта к костной ткани рассматривается как первый этап в рассасывании (резорбции) кости.

Продукты распада белков органического матрикса и кристаллов гидроксиапатитов поступают в кровь, кальций и фосфор с током крови доставляются к остеобластам. Происходит восстановление органического и минерального состава костной ткани.

Выполнившие свою работу остеокласты погибают.

О том, как избежать болей в суставах, никто не задумывается – гром-то не грянул, зачем ставить громоотвод. Между тем от артралгии – так называется этот вид боли – страдают половина людей старше сорока лет и 90 % тех, кому больше семидесяти. Так что профилактика боли суставов – то, о чем стоит подумать, даже если вы…

Читать далее

Состояние человека, слаженность работы органов его тела во многом определяются  гормональным балансом. Восстановление хряща также подчинено влиянию вездесущих регуляторов жизни.

Без нормализации гормонального фона полноценная регенерация сустава невозможна.

За какие нити дёргает невидимый кукловод – эндокринная система, воздействуя на хрящевую ткань? Тестостерон Этот гормон вырабатывается половыми железами и корой надпочечников, как в мужском организме, так…

Читать далее

Заботиться о здоровье костей актуально в любом возрасте. Для  детей это важная профилактика рахита, а для взрослых – переломов и остеопороза. Однако спектр продукции для решения этих задач, настолько широк, что потеряться и ошибиться в выборе проще простого. Лучший комплекс витаминов для костей, если верить рекламным роликам, должен насытить кости кальцием и запереть его там…

Читать далееО ЗАБОЛЕВАНИЯХ СОЕДИНИТЕЛЬНОЙ ТКАНИ

Солнечный свет для человека – не только источник хорошего настроения, радости и счастья.

При его попадании на сетчатку глаза и кожу в организме запускается большое количество физиологических процессов, например, синтез кальциферола.

Для чего нужен витамин Д, помимо улучшения всасывания кальция? Как компенсировать его дефицит, если пребывание под ультрафиолетовыми лучами солнца нежелательно для человека? Для чего…

Читать далее  

Источник: https://osteomed.su/metabolizm-kosti/

Лечение Костей
Добавить комментарий