Состав основного неорганического вещества костной ткани

Химический состав костной ткани

Состав основного неорганического вещества костной ткани

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 приблизительно то же, что и в компактной кости.

Органический матрикс костной ткани.Приблизительно 95% органического матрикса приходится на коллаген типа I. Данный тип коллагена входит также в состав сухожилий и кожи, однако коллаген костной ткани обладает некоторыми особенностями.

В нем несколько больше оксипролина, а также свободных аминогрупп лизиновых и оксилизиновых остатков. Это обусловливает наличие большего количества поперечных связей в коллагеновых волокнах и их большую прочность.

По сравнению с коллагеном других тканей костный коллаген характеризуется повышенным содержанием фосфата, который в основном связан с остатками серина.

Белки неколлагеновой природы представлены гликопротеинами, белковыми компонентами протеогликанов. Принимают участие в росте и развитии кости, процессе минерализации, водно-солевом обмене. Альбумины участвуют в транспорте гормонов и других веществ из крови.

Преобладающим белком неколлагеновой природы является остеокальцин. Он присутствует только в костях и зубах.

Это небольшой (49 аминокислотных остатков) белок, называемаый также костным глутаминовым белком или gla-белком. В молекуле остеокальцина обнаружены три остатка
γ-карбоксиглутаминовой кислоты.

За счет этих остатков он способен связывать кальций. Для синтеза остеокальцина необходим витамин К (рис. 34).

Рис. 34. Посттрансляционная модификация остеокальцина

В состав органического матрикса костной ткани входят гликозаминогликаны, основным представителем которых является хондроитин-4-сульфат.

Хондроитин-6-сульфат, кератансульфат и гиалуроновая кислота содержатся в небольших количествах. Окостенение сопровождается изменением гликозаминогликанов: сульфатированные соединения уступают место несульфатированным.

Гликозаминогликаны участвуют в связывании коллагена с кальцием, регуляции водного и солевого обмена.

Цитрат необходим для минерализации костной ткани.

Он 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.

Также принимет участие в регуляции уровня кальция в крови. Кроме цитрата, в костной ткани обнаружены сукцинат, фумарат, малат, лактат и другие органические кислоты.

Костный матрикс содержит небольшое количество липидов. Липиды играют существенную роль в образовании ядер кристаллизации при минерализации кости.

Остеобласты богаты РНК. Высокое содержание РНК в костных клетках отражает их активность и постоянную биосинтетическую функцию.

Неорганический состав костной ткани.

В раннем возрасте в костной ткани преобладает аморфныйм фосфат кальция Са3(РО4)2. В зрелой кости преобладающим становится кристаллический гидроксиапатит Са10(РО4)6(ОН)2 (рис. 35). Его кристаллы имеют форму пластин или палочек. Обычно аморфный фосфат кальция рассматривают как лабильный резерв ионов Са2+ и фосфата.

В состав минеральной фазы кости входят ионы натрия, магния, калия, хлора и др. В кристаллической решетке гидроксиапатита ионы Са2+ 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.

Рис. 35. Строение кристалла гидроксиапатита

Метаболизм костной тканихарактеризуется двумя противоположными процессами: образованием новой костной ткани остеобластами и резорбцией (деградацией) старой остеокластами. В норме количество новообразованной ткани эквивалентно разрушенной. Костная ткань скелета человека практически полностью перестраивается в течение 10 лет.

Образование костной ткани

На1 этапеостеобласты синтезируют сначала протеогликаны и гликозаминогликаны, образующие матрикс, а затем продуцируют фибриллы костного коллагена, которые распределяются в матриксе. Костный коллаген является матрицей для процесса минерализации.

Необходимым условием процесса минерализации является пересыщение среды ионами кальция и фосфора. Образование кристаллов минерального остова кости запускают
Са-связывающие белки на матрице коллагена.

Остеокальцин прочно связан с гидроксиапатитом и участвует в регуляции роста кристаллов за счет связывания Са2+ в костях. Электронномикроскопические исследования показали, что формирование минеральной кристаллической решетки начинается в зонах, находящихся в регулярных промежутках между коллагеновыми фибриллами.

Образовавшиеся кристаллы в зоне коллагена затем в свою очередь становятся ядрами минерализации, где в пространстве между коллагеновыми волокнами откладывается гидроксиапатит.

На 2 этапе в зоне минерализации при участии лизосомных протеиназ происходит деградация протеогликанов; усиливаются окислительные процессы, распадается гликоген, синтезируется необходимое количество АТФ. Кроме того, в остеобластах увеличивается количество цитрата, необходимого для синтеза аморфного фосфата кальция.

По мере минерализации костной ткани кристаллы гидроксиапатита вытесняют не только протеогликаны, но и воду. Плотная, полностью минерализованная кость практически обезвожена.

Фермент щелочная фосфатаза принимает участие в минерализации.

Одним из механизмов ее действия является локальное увеличение концентрации ионов фосфора до точки насыщения, за которым следуют процессы фиксации кальций-фосфорных солей на органической матрице кости.

При восстановлении костной ткани после переломов содержание щелочной фосфатазы в костной мозоли резко увеличивается. При нарушении костеобразования наблюдается уменьшение содержания и активности щелочной фосфатазы в костях, плазме и в других тканях.

Ингибитором кальцификации является неорганический пирофосфат. Ряд исследователей считают, что процессу минерализации коллагена в коже, сухожилиях, сосудистых стенках препятствует постоянное наличие в этих тканях протеогликанов.

Процессы моделирования и ремоделирования обеспечивают постоянное обновление костей, а также модификацию их формы и структуры. Моделирование (образование новой кости) имеет место в основном в детском возрасте.

Ремоделирование является доминирующим процессом в скелете взрослых; в этом случае происходит лишь замена отдельного участка старой кости.

Таким образом, в физиологических и патологическтх условиях происходит не только образование, но и резорбция костной ткани.

Катаболизм костной ткани

Практически одновременно имеет место «рассасывание» как минеральных, так и органических структур костной ткани. При остеолизе усиливается продукция органических кислот, что приводит к сдвигу рН в кислую сторону. Это способствует растворению минеральных солей и их удалению.

Резорбция органического матрикса происходит под действием лизосомных кислых гидролаз, спектр которых в костной ткани довольно широк. Они участвуют во внутриклеточном переваривании фрагментов резорбируемых структур.

При всех заболеваниях скелета происходят нарушения процессов ремоделирования кости, что сопровождается возникновением отклонений в уровне биохимических маркеров.

Имеются общие маркеры формирования новой костной ткани, такие как костно-специфическая щелочная фосфатаза, остеокальцин плазмы, проколлаген I, пептиды плазмы.

К биохимическим маркерам резорбции кости относятся кальций в моче и гидроксипролин, пиридинолин мочи и дезоксипиридинолин, являющиеся производными поперечных волокон коллагена, специфичных для хрящей и костей.

Факторами, влияющими на метаболизм костной ткани, являются гормоны, ферменты и витамины.

Минеральные компоненты костной ткани находятся практически в состоянии химического равновесия с ионами кальция и фосфата сыворотки крови. В регуляции поступления, депонирования и выделения кальция и фосфата важную роль играют паратгормон и кальцитонин.

Действие паратгормона приводит к увеличению числа остеокластов и их метаболической активности. Остеокласты способствуют ускоренному растворению содержащихся в костях минеральных соединений. Таким образом, происходит активация клеточных систем, участвующие в резорбции кости.

Паратгормон увеличивает также реабсорбцию ионов Са2+ в почечных канальцах. Суммарный эффект проявляется в повышении уровня кальция в сыворотке крови.

Действие кальцитонина состоит в снижении концентрации ионов Са2+ за счет отложения его в костной ткани. Он активирует ферментную систему остеобластов, повышает минерализацию кости и уменьшает число остеокластов в зоне действия, т. е. угнетает процесс костной резорбции. Все это увеличивает скорость формирования кости.

Витамин D участвует в биосинтезе Са2+-связывающих белков, стимулирует всасывание калиция в кишечнике, повышает реабсорбцию кальция, фосфора, натрия, цитрата, аминокислот в почках. При недостатке витамина D эти процессы нарушаются. Прием в течение длительного времени избыточных количеств витамина D приводит к деминерализации костей и увеличению концентрации кальция в крови.

Кортикостероиды увеличивают синтез и секрецию паратгормона, усиливают деминерализацию кости; половые гормоны ускоряют созревание и сокращают период роста кости; тироксин усиливает рост и дифференцировку ткани.

Действие витамина С на метаболизм костной ткани обусловлено, прежде всего, влиянием на процессе биосинтеза коллагена.

Аскорбиновая кислота является кофактором пролил- и лизилгидроксилаз и необходима для осуществления реакции гидроксилирования пролина и лизина.

Недостаток витамина С приводит также к изменениям в синтезе гликозаминогликанов: содержание гиалуроновой кислоты в костной ткани увеличивается в несколько раз, тогда как биосинтез хондроитинсульфатов замедляется.

При недостатке витамина А происходит изменение формы костей, нарушение минерализации, задержка роста. Считают, что данный факт обусловлен нарушением синтеза хондроитинсульфата. Высокие дозы витамина А приводят к избыточной резорбции кости.

При недостатке витаминов группы В рост кости замедляется, что связано с нарушением белкового и энергетического обмена.

Особенности зубной ткани

Основную часть зуба составляет дентин. Выступающая из десны часть зуба, коронка, покрыта эмалью, а корень зуба покрыт зубным цементом. Цемент, дентин и эмаль построены подобно костной ткани. Белковый матрикс этих тканей состоит главным образом из коллагенов и протеогликанов.

органических компонентов в цементе – около 13%, в дентине – 20%, в эмали – всего 1-2%. Высокое содержание минеральных веществ (эмаль – 95%, дентин – 70%, цемент – 50%) определяет высокую твердость зубной ткани. Наиболее важным минеральным компонентом является гидроксиапатит [Са3РО4)2]3 • Са(ОН)2.

Содержатся также карбонатный апатит, хлорапатит и стронцевый апатит.

Эмаль, покрывающая зуб, полупроницаема. Она участвует в обмене ионами и молекулами со слюной. На проницаемость эмали влияют рН слюны, а также ряд химических факторов.

В кислой среде ткань зуба подвергается атаке и утрачивает твердость. Такое распространенное заболевание, как кариес, вызывается микроорганизмами, живущими на поверхности зубов и выделяющими в качестве продукта анаэробного гликолиза органические кислоты, вымывающие из эмали ионы Са2+.

Контрольные вопросы

1. Назовите основные органические компоненты костной ткани.

2. Какие неорганические соединения входят в состав костной ткани?

3. В чем различие биохимических процессов, протекающих в остеокластах и остеобластах?

4. Опишите процесс формирования кости.

5. Какие факторы влияют на формирование костной ткани и ее метаболизм?

6. Какие вещества могут быть биохимическими маркерами процессов, протекающих в костной ткани?

7. Каковы особенности биохимического состава зубной ткани?

Литература

1. Березов, Т.Т. Биологическая химия. / Т.Т. Березов, Б.Ф. Коровкин. – М.: ОАО «Издательство «Медицина»», 2007. – 704 с.

2. Биохимия. / Под ред. Е.С. Северина. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2014. –
768 с.

3. Биологическая химия с упражнениями и задачами. / Под ред. Е.С. Северина. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2013. – 624 с.

4. Зубаиров, Д.М. Руководство к лабораторным занятиям по биологической химии. / Д.М. Зубаиров, В.Н. Тимербаев, В.С. Давыдов. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2005. – 392 с.

5. Шведова, В.Н. Биохимия. /В.Н. Шведова. – М.: Юрайт, 2014. – 640 с.

6. Николаев, А.Я. Биологическая химия. / А.Я. Николаев. – М.: Медицинское информационное агентство, 2004. – 566 с.

7. Кушманова, О.Б. Руководство к лабораторным занятиям по биологической химии. / О.Б. Кушманова, Г.И. Ивченко. – М. – 1983.

8. Ленинджер, А. Основы биохимии / А. Ленинджер. – М., «Мир». – 1985.

9. Марри, Р. Биохимия человека. / Р. Марри, Д. Греннер, П. Мейес, В. Родуэлл. – Т. 1. – М.: Мир, 1993. – 384 с.

10. Марри, Р. Биохимия человека. / Р. Марри, Д. Греннер, П. Мейес, В. Родуэлл. – Т. 2. – М.: Мир, 1993. – 415 с.

Источник: https://pdnr.ru/a23224.html

Химический состав кости

Состав основного неорганического вещества костной ткани

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

В состав живой кости взрослого входит воды 50%, жира 15,75%, оссеина (коллагеновых волокон) 12,4%, неорганических веществ 21,85%. Неорганические вещества представлены различными солями.

Больше всего содержится фосфата извести — 60%, карбоната извести — 5,9%, сульфата магния—1,4%. Кроме того, в костях имеются представители всех земных элементов, Минеральные соли легко растворяются в слабом растворе соляной или азотной кислоты. Этот процесс называется декальцинацией.

После такой обработки в костях остается только органическое вещество, сохраняющее форму кости. Оно пористо и эластично, как губка. При удалении органических веществ путем сжигания кость также сохраняет первоначальную форму, но становится хрупкой и легко крошится.

Только сочетание органических и неорганических веществ делает кость твердой и упругой. Ее прочность значительно возрастает благодаря сложной архитектуре компактного и губчатого вещества.

Типы соединения костей

Непрерывные соединения. Непрерывное соединение — синартроз, или сращение, — имеет место в том случае, когда кости связаны друг с другом сплошной прослойкой, соединяющей их ткани.

Движения при этом ограничены или вовсе отсутствуют.

По характеру связующей ткани различают соединительнотканные сращения, или синдесмозы, хрящевые сращения, или синхондрозы и сращения при помощи костной ткани — синостозы.

Синдесмозы бывают трех родов:

1) межкостные перепонки, например, между костями предплечья или голени;

2) связки, соединяющие кости (но не связанные с суставами), например связки между отростками позвонков или их дугами;

3) швы между костями черепа. Межкостные перепонки и связки допускают некоторое смещение костей. В швах прослойка соединительной ткани между костями незначительна и движения невозможны.

Синхондрозом является, например, соединение I ребра с грудиной посредством реберного хряща, упругость которого допускает некоторую подвижность этих костей.

Прерывные соединения — диартроз, сочленение, или сустав, характеризуется наличием незначительного пространства (щели) между концами соединяющихся костей.

Различают суставы простые, образованные лишь двумя костями (например, плечевой сустав), сложные, когда в соединение входит большее число костей (например, локтевой сустав), и комбинированные, допускающие движение лишь одновременное с движением в других, анатомически обособленных, суставах (например, проксимальный и дистальный лучелоктевой суставы). К обязательным структурным образованиям сустава относятся суставные поверхности, суставная сумка, или капсула, и суставная полость.

Помимо обязательных, в суставе могут встречаться вспомогательные образования. К ним относятся суставные связки и губы, внутрисуставные диски и мениски.

8 Значение опорно- двигательной системы

Функции опорно-двигательной системы. Скелет и мышцы – опорные структуры и органы движения человека. Они выполняют защитную функцию, ограничивая полости, в которых расположены внутренние органы.

Так, сердце и легкие защищены грудной клеткой и мышцами груди и спины; органы брюшной полости (желудок, кишечник, почки) – нижним отделом позвоночника, костями таза, мышцами спины и живота; головной мозг расположен в полости черепа, а спинной мозг – в позвоночном канале.
(Увеличить)

Костная ткань. Кости скелета человека образованы костной тканью – разновидностью соединительной ткани. Костная ткань снабжена нервами и кровеносными сосудами. Клетки ее имеют отростки. Межклеточное вещество составляет 2/3 костной ткани. Оно твердое и плотное, по своим свойствам напоминает камень.

Костные клетки и их отростки окружены мельчайшими “канальцами”, заполненными межклеточной жидкостью. Через межклеточную жидкость канальцев происходит питание и дыхание костных клеток.

Строение костей. Величина и форма костей скелета человека различны. Кости могут быть длинными и коркткими.

Длинные кости называют также трубчатыми. Они полые. Такое строение длинных костей обеспечивает одновременно их прочность и легкость.

Известно, что металлическая или пластмассовая трубка почти так же прочна, как равный ей по длине и диаметру сплошной стержень из того же материала.

В полостях трубчатых костей находится соединительная ткань, богатая жиром, – желтый костный мозг.(Увеличить)

Головки трубчатых костей образованы губчатым веществом. Пластинки костной ткани перекрещиваются в направлениях, по которым кости испытывают наибольшее растяжение или сжатие. Такое строение губчатого вещества также обеспечивает прочность и легкость костей. Промежутки между костными пластинками заполнены красным костным мозгом, который является кроветворным органом.

Короткие кости образованы в основном губчатым веществом. Такое же строение имеют плоские кости, например лопатки, ребра.

Поверхность костей покрытанадкостницей. Это тонкий, но плотный слой соединительной ткани, сросшийся с костью. В надкостнице проходят кровеносные сосуды и нервы. Концы костей, покрытые хрящом, не имеют надкостницы.
(Увеличить)

Рост костей. В детстве и юности кости людей растут в длину и толщину. Формирование скелета заканчивается к 22-25 годам. Рост кости в толщину связан с тем, что клетки внутренней поверхности надкостницы делятся. При этом на поверхности кости образуются новые слои клеток, а вокруг этих клеток –межклеточное вещество.

В длину кости растут за счет деления клеток хрящевой ткани, покрывающей концы костей.

Рост костей регулируют биологически активные вещества, например гормон роста, выделяемый гипофизом. При недостаточном количестве этого гормона ребенок растет очень медленно. Такие люди вырастают не выше детей 5-6-летнего возраста. Это карлики. (Увеличить)

Если в детстве гипофиз вырабатывает слишком много гормона роста, вырастает великан – человек ростом до 2 м и выше.

При усилении функции гипофиза у взрослого человека непропорционально разрастаются некоторые части тела, например пальцы рук, ног, нос.

У взрослых кости не удлиняются и не утолщаются, но замена старого костного вещества новым продолжается всю жизнь. Костное вещество способно перестраиваться под влиянием нагрузки, действующей на скелет. Например, кости больших пальцев стопы, на которые опирается балерина, утолщены, их масса облегчена благодаря расширению внутренней полости.

Чем больше нагрузка на скелет, тем активнее идут процессы обновления и тем прочнее костное вещество. Правильно организованный физический труд, занятия физкультурой в то время, когда скелет еще только формируется, способствуют его развитию и укреплению.

Состав кости. Кости образованы органическими и неорганическими веществами. Значение минеральных и органических веществ легко выяснить, проделав простой опыт.

Если долго прокаливать кость, то из нее удаляется вода, а органические соединения сгорают.

Когда это делают осторожно, кость не теряет своей формы, но становится настолько хрупкой, что при прикосновении рассыпается на мелкие, твердые частицы, состоящие из неорганических веществ.Неорганические вещества придают костям твердость.

Можно удалить из кости и неорганические соединения – карбонат и фосфат кальция. Для этого кость выдерживают в течение суток в 10-процентном растворе НС1. Соли кальция постепенно растворяются, и кость становится настолько гибкой, что ее можно завязать в узел. Органические соединения придают кости гибкость и упругость.

Сочетание твердости неорганических соединений с упругостью органических обеспечивает прочность костей. Наиболее прочные кости взрослого, но не старого человека.

1. 10 Развитие и рост костей.

Развитие костей – остеогенез – у человека происходит двумя спосо­бами: на основе соединительной тка­ни (прямой остеогенез) и хрящевой ткани (непрямой остеогенез).

Прямой остеогенез наблю­дается при образовании плоских кос­тей свода черепа, ключицы. Кости, развивающиеся путем прямого остео-генеза, образуются непосредственно из эмбриональной соединительной ткани (мезенхимы), которая затем замещается костной тканью (минуя хрящевую стадию).

На основе соединительной ткани развивается большинство костей че­репа. К моменту рождения кости че­репа еще не сформировались. В мес­тах соединения костей имеются ши­рокие прослойки соединительной тка­ни, получившие название родничков(рис. 27).

Благодаря наличию гиб­ких, эластичных родничков головка плода в процессе родов может из­менять свою форму. После рожде­ния, начиная с 2 – 3 месяцев и до 1,5 – 2 лет, роднички закрываются, на их месте в швах между костями остаются тонкие прослойки соедини­тельной ткани.

Непрямой остеогенез ха­рактерен для образования трубчатых и плоских костей туловища и конеч­ностей. Непрямой остеогенез имеет три стадии: соединительнотканную, хрящевую и костную.

Рис. 27. Череп новорожденного:

А – вид сбоку, Б – вид сверху; 1 – средний родничок, 2 – клиновидный одничок, 3 – большое крыло клиновид­ной кости, 4 – лобный бугор, 5 – носовая кость, 6 – слезная кость, 7 – скуло­вая кость, 8 – верхняя челюсть, 9 – нижняя челюсть, 10 – барабанное коль­цо височной кости, 11 – чешуйчатая часть височной кости, 12 – латеральная часть затылочной кости, 13 – сосцевидный родничок, 14 – чешуя затылочной части, 15 – задний родничок, 16 – те­менной бугор, 17 – лобный шов

Замещение хрящевой ткани кост­ной начинается на втором месяце эмбрионального развития. На по­верхности хрящевой модели будущих костей образуются молодые костные клетки – остеобласты. Эти костные клетки располагаются на поверхнос­ти хряща, образуя костную манжет­ку. Костная манжетка нарушает пи­тание хряща и вызывает его раз­рушение.

На месте хряща форми­руется костномозговая полость. Кон­цы (эпифизы) хрящевых моделей костей начинают окостеневать толь­ко после рождения, когда в них появ­ляются точки окостенения – остров­ки костной ткани. На границах диафиза и эпифизов хрящевая ткань сохраняется в течение всего периода детства и юности (до 14 – 18 лет).

За счет этих хрящевых прослоек между диафизом и эпифизами труб­чатые кости растут в длину.

После замещения хрящевых про­слоек костной тканью эпифизы срас­таются с телом кости – диафизом. Рост кости в длину при этом прекра­щается. Развитие скелета у мужчин заканчивается к 20 – 24 годам, а у женщин – на 2 – 3 года раньше.

Рост костей в толщину осуществля­ется за счет костеобразующей функ­ции надкостницы. Важнейшую роль в формировании костей играет на­следственность, а также эндокрин­ная система.

Рост костей регулиру­ют биологически активные вещества, например гормон роста, выделяемый гипофизом. При недостаточном коли­честве этого гормона рост ребенка замедляется.

Если гипофиз выра­батывает слишком много гормона роста, человек вырастает выше 2 м.

На структуру костей оказывает влияние состав пищи, которая долж­на содержать в достаточном ко­личестве соли фосфора, кальция, а также необходимое количество вита­минов.

Так, недостаток витамина А замедляет рост ребенка, недостаток витамина D вызывает нарушение в обмене кальция и фосфора. При от­сутствии в пище витамина D соли кальция и фосфора в костях не откла­дываются, кости становятся мягки­ми.

При недостатке витамина С кости становятся хрупкими, легко ломают­ся.

На формирование и перестройку костей влияют и физические нагруз­ки. Отсутствие их приводит к раз­рушению остеонов, кости становятся тоньше, менее прочными.

11 Типы соединения костей. Классификация суставов

Существуют два основных типа соединений костей: непрерывныеи прерывные,или суставыи промежуточный, третий тип соединений– полусустав.

Непрерывные соединения имеются у всех низших позвоночных и на эмбриональных стадиях развития у высших. Когда у последних формируются закладки костей, между ними сохраняется их исходный материал (соединительная ткань, хрящ). При помощи этого материала происходит сращение костей, т.е. образуется непрерывное соединение.

Прерывные соединения развиваются на более поздних стадиях онтогенеза у наземных позвоночных и являются более совершенными, так как обеспечивают более дифференцированную подвижность частей скелета. Они развиваются вследствие возникновения щели в исходном материале, сохранившемся между костями. В последнем случае остатки хряща покрывают сочленяющиеся поверхности костей.

Промежуточный тип соединений –полусустав. Полусустав характеризуется тем, что кости в нем соединяются хрящевой прокладкой, которая имеет внутри щелевидную полость. Суставная капсула отсутствует. Таким образом, этот вид соединения представляет собой переходную форму между синхондрозом и диартрозом (между лонными костями таза).

12 Возрастные изменения соединения костей

В процессе онтогенеза на 6-11 -й неделе эмбрионального развития начинают формироваться суставы. К моменту рождения они анато-мически сформированы, хотя эпифизы костей, входящие в состав сустава, состоят из хрящевой ткани.

Энхондральное окостенение на-чинается в течение 1-2-го года жизни и заканчивается в юношеском возрасте. У детей 2—3 лет в связи с активной двигательной деятельно-стью связки и суставы формируются наиболее активно.

Подвижность суставов максимальна в 3-8-летнем возрасте, а окончательно форми-рование ее заканчивается в 13—16 лет. В возрасте 6—10 лет происходит усложнение всех составных частей сустава, которое заканчивается в 13-16 лет.

В пожилом возрасте истончается суставной хрящ, изме-няется фиброзная мембрана суставной сумки и образуются остеофи-ты — костные выступы по периферии суставных поверхностей. Все это приводит к ограничению подвижности суставов.

2. 14 Строения и возрастные особенности позвоночника.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Источник: https://mylektsii.ru/1-56660.html

Учение о костях (остеология)

Состав основного неорганического вещества костной ткани

В состав скелета входит около 200 костей самой разнообразной формы и величины.

Несмотря на свою крепость, кости обнаруживают высокую степень пластичности: в течение всей жизни они растут и перестраиваются в зависимости от функциональной нагрузки. От бездействия костная ткань рассасывается (например, ячеистые отростки челюстей при выпадении зубов).

Наоборот, при усиленной работе происходит отложение новых слоев костного вещества, что ведет к образованию на поверхности костей гребней, бугров, линий и других элементов рельефа.

Рис. 23. Скелет человека спереди Рис. 24. Скелет человека сбоку Рис. 25. Скелет человека сзади

Форма костей. По форме различают кости длинные, короткие, плоские и смешанные. Форма каждой отдельной кости обусловлена функциональным назначением последней.

Длинные трубчатые кости конечностей представляют собой костные рычаги для мышц. Их длина соответствует тому большому размаху движений, которым характеризуется работа рук и ног.

Своей длиной кости определяют не только длину конечностей, но и высоту тела, а также его пропорции. В каждой длинной трубчатой кости можно различать среднюю часть – тело и два конца.

Последние, чаще всего расширенные, несут суставные площадки, участвующие в образовании суставов.

Короткие кости имеют преимущественно кубическую форму, причем все их размеры – поперечный, продольный и вертикальный – приблизительно равны. Короткие кости, обладающие особой прочностью, расположены преимущественно в тех отделах скелета, которые нагружены тяжестью тела. Короткие кости встречаются в позвоночнике, предплюсне и в запястье.

Плоские, или широкие, кости характеризуются большими поперечными и продольными размерами. Они обычно дают начало большому количеству мышц и образуют в отдельных областях защитные вместилища для внутренних органов. Таковы, например, лопатка, тазовые кости, грудина, а также кости черепа.

Смешанными называются кости, которые имеют отдельные признаки длинных, коротких и широких костей. Их форма не поддается более точному определению и ее нельзя сравнить с каким-либо геометрическим телом. Сюда можно отнести, например, основную кость черепа, ребра и другие.

Химический состав и физические свойства костей. В состав свежей кости входят: 50% воды, 15,75% жира, прочих органических веществ – 12,4% и неорганических веществ – 21,85%. Органическое вещество кости представляет собой оссеин, дающий при вываривании костей клей. В состав неорганических веществ входят главным образом фосфорнокислые и углекислые соли кальция.

Если поместить кость в раствор кислоты, то минеральное неорганическое вещество перейдет в раствор. Этот процесс (декальцинация) делает кость настолько мягкой и эластичной, что ее можно, например, связать в узел, а если узел развязать, кость вновь принимает прежнюю форму.

Следовательно, неорганический состав придает костям крепость, которой они лишаются в результате декальцинации.

Можно, наоборот, удалить из кости органическое вещество прокаливанием ее на огне (кальцинация). Полученный в результате кальцинации минеральный остаток, сохраняющий форму кости, очень хрупок и легко рассыпается. Следовательно, органические вещества придают костям эластичность.

Таким образом, ценные физические свойства кости – твердость и упругость – приобретаются ею в результате соединения двух веществ – органического и неорганического, наделенных каждое в отдельности разными физическими свойствами. Процентное содержание органических и неорганических веществ в кости подвершено, однако, значительным колебаниям.

В костях, несущих большую нагрузку, неорганических веществ больше. Так, например, кости нижних конечностей богаче этими веществами, чем кости верхних конечностей. Особенно изменяется химический состав костей с возрастом. Кости детей очень эластичны, неорганических веществ в них еще мало. Совершенно другими физическими свойствами обладают кости стариков.

минеральных веществ в них сильно увеличивается, кости, теряя упругость, становятся более хрупкими.

Свежая человеческая кость выдерживает давление в 15 кг на мм2 поперечного сечения, тогда как, например, кирпич может выдержать только 0,5 кг. Кость обнаруживает крепость на сжатие, более чем в два раза превышающую крепость свинца.

Крепость кости на растяжение равна в среднем 10 кг на мм2 поперечника, приближаясь к крепости чугуна.

Для того чтобы раздробить бедренную кость сжатием, необходимо нагрузить ее тяжестью в 3 тысячи кг, а для большой берцовой кости для этого же понадобится тяжесть не менее 4 тысяч кг.

Строение и архитектура костей. Уже при рассмотрении невооруженным глазом распила трубчатой кости видно, что костное вещество имеет либо плотное, либо рыхлое строение.

Плотная костная ткань образует наружный слой кости, особенно развитый в области ее тела. Рыхлая, или губчатая, костная ткань лежит внутри кости и хорошо заметна в области ее концов, а также в коротких и некоторых плоских костях (грудине).

Крупные полости трубчатых костей и мелкие – губчатых заполнены костным мозгом.

Рис. 26. Архитектура губчатого вещества костей

Снаружи все кости покрыты плотной соединительной тканью – надкостницей, имеющей большое значение для нормального развития кости.

Надкостница несет к кости кровеносные сосуды и нервы – следовательно, осуществляет ее питание и чувствительность.

Кроме того, надкостница наделена костеобразующей функцией, в ней откладываются все новые и новые слои молодых костных клеток, чем обусловливается рост костей в толщину.

Основной принцип построения костной ткани заключается в придании кости наибольшей крепости при наименьшей затрате костного материала. Это достигается тем, что отдельные части костей, а иногда даже целые кости строятся не из компактного, а из губчатого костного вещества. Пластинки этого вещества располагаются по определенной системе: по линиям наибольшего Ц сжатия и растяжения.

Известно, что полый металлический стержень крепче, чем сплошной. Но помимо крепости строение кости преследует еще, как мы сказали, и цель экономии. Если бы кости были построены исключительно из плотного вещества, то при движениях тратилось бы непроизводительно много мышечной силы на преодоление их собственной тяжести.

Перекладины губчатого костного вещества (траектории) пересекают друг друга под углом в 90°, а длинную ось кости – под углом в 45°. Костные пластинки двух соседних костей, составляя как бы продолжение друг друга, прерываются только в суставах.

Так, например, пластинки губчатого вещества безыменных костей в области вертлужных впадин имеют то же направление, что и пластинки верхнего конца бедренных костей, образуя с ними единую систему, противодействующую сжатию. Указанные костные структуры обнаруживают большую пластичность.

Под влиянием изменяющихся внешних условий (нагрузка, питание и др.) они перестраиваются. Внешняя среда действует прежде всего на живые элементы костей – на костные клетки, а изменение последних в свою очередь обусловливает перестройку плотных составных частей костей.

Среди условий, действующих на скелет, первое место занимают работа мышц и давление тяжести.

Рост кости в длину происходит не во всех ее отделах, а только в так называемых зонах роста, располагающихся между телом кости и обоими ее концами. В этих местах лежат прослойки хряща, как бы разделяющие длинную кость на три части.

Пока рост костей в длину продолжается, эти хрящи, откладывая слой за слоем новые костные клетки, отодвигают концы костей вверх и вниз.

С прекращением роста костей в длину, наступающим в возрасте около 25 лет, зоны роста окостеневают и почти не оставляют после себя никакого следа.

Длинные кости взрослых монолитны, и лишь в редких случаях на месте бывшего хряща остается тонкая линия плотного костного вещества, заметная только на распилах.

Рост костей в толщину совершается главным образом со стороны надкостницы. Кроме того, костеобразовательный процесс протекает и со стороны костномозговой полости, где на месте первичной хрящевой закладки появляются пластинки костного вещества.

Дальнейшие изменения кости происходят не только за счет ее новообразования, но сопровождаются также рассасыванием костного вещества со стороны костномозговой полости. В зависимости от интенсивности каждого из этих процессов – созидания и разрушения – мы имеем неодинаковую мощность компактного костного вещества в различные периоды жизни организма.

Это особенно бросается в глаза при рассмотрении скелета старых людей, у которых преобладание процессов рассасывания приводит к резкому истончению компактного костного вещества всех элементов скелета.

Источник: http://anfiz.ru/books/item/f00/s00/z0000029/st007.shtml

Лечение Костей
Добавить комментарий