Структурные и функциональные элементы костной ткани

Общие принципы структурно-функциональной организации костных тканей

Структурные и функциональные элементы костной ткани

Костная ткань образована клетками и обызвествленным межклеточным веществом (матриксом). Примерно 67% ее массы приходится на минеральные компоненты (придающие ей высокую прочность), 33% – на органические (обеспечивающие необходимый уровень эластичности).

Костная ткань имеет минерализованный (обызвествлённый или кальцифицированнный) матрикс. Кости формируют скелет организма, защищают и поддерживают жизненно важные органы, выполняют функцию депо кальция, содержат до 99% всего кальция. Костный матрикс составляет 50% сухого веса кости и состоит из неорганической (50%) и органической (25%) частей и воды (25%).

Неорганическая часть в значительном количестве содержит два химических элемента – кальций (35%) и фосфор (50%), образующие кристаллы гидроксиапатита, а также входящие в состав других неорганических веществ.

(1) гидроксиапатит Са10(РО4)6(ОН)2*([СаЗ(РО4)2]3-Са(ОН)2). Эти кристаллы имеют стандартный размер 20х5х 1,5 нм и соединяются с молекулами коллагена через остеонектин.

(2) Другие компоненты. В состав неорганической части кости входят бикарбонаты, цитраты, фториды, соли Mg2+, К+, Na+ и т.д., микроэлементы.

Органическая часть образована коллагеном, неколлагеновыми белками (ocтенектин, остеокальцин, протеогликаны, сиалопротеины, морфогенетические белки, протеолипиды, фосфопротеины) и гликозаминогликанами (хондроитинсульфат, кератансульфат). Органические вещества костного матрикса синтезируют остеобласты. В состав костного матрикса входят коллаген I типа (90-95%) и коллаген типа V.

(2) Неколлагеновые белки

(а) Остеонектин – гликопротеин кости и дентина. Остеонектин поддерживает в присутствии коллагена осаждение Са2+ и РО43-.

(б) Остеокальцин – участвует в процессе кальцификации, служит маркёром для оценки активности костной ткани

Клетки костной тканивключают остеобласты, остеоцшы и остеокласты
(рис. 6.4. Б). Остеокласты происходят из стволовой клетки крови.

А Б

Рис. 6.4. Костные клетки (микрофото)

А – Остеобласты (х320). Остеоид – образует зону между активными остеобластами и минеральным веществом .

Б – Остеокласты (О) (х420), округлые многоядерные клетки, расположенные в полостях, образованных при резорбции межклеточного вещества. Остеоид (Оs).

Рис. 6.5. Клетки костной ткани. Схема их расположения. 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.

Остеобласты– клетки, образующие костную ткань. Они синтезируют и секретируют компонент межклеточного вещества (матрикс) кости (остеоид), участвуют в его обызвествлении, регулируют поток кальция и фосфора в костную ткань и из нее. Различают активную и неактивную формы остеобластов.

Активные остеобласты – кубические или призматические клетки, связанные тонкими отростками с другими клеточными элементами – клетками-предшественниками, соседними остеобластами и остеоцитами (рис. 6.6).

Содержит мощно развитый синтетический аппарат (грЭПС) комплекс Гольджи большое число митохондрий, пузырьков (рис. 8). На ее поверхности находятся многочисленные микроворсинки.

Эти клетки покрывают в норме
2-8% поверхности кости.

Рис. 6.6. Ультраструктурная организация остеобласта (ОБЛ) и остеоцита (ОЦ).

ОБЛ вырабатывают неминерализованное межклеточное вещество – остеоид (ОИ) и обеспечивают его минерализацию с образованием обызвествленного межклеточного вещества (ОМВ). MB – микроворсинки, КГ – комплекс Гольджи.

ОБЛ связан с ОЦ отростками, образующими щелевое соединение. Тело ОЦ лежит в лакуне (Л) в ОМВ в окружении коллагеновых фибрилл (КФ), его отростки (00) – в костных канальцах (КК).

Неактивные (покоящиеся) остеобласты (клетки, выстилающие кость)образуются из активных остеобластов и в покоящейся кости покрывают 80-95% ее поверхности. Органеллы редуцированы, однако рецепторы к различным гормонам и факторам роста, а также способность реагировать на них сохраняются.

Предыдущая17181920212223242526272829303132Следующая

Дата добавления: 2016-02-16; просмотров: 1128; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

ПОСМОТРЕТЬ ЁЩЕ:

Источник: https://helpiks.org/7-5187.html

Структурные и функциональные элементы костной ткани

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

Типы костной ткани. В зависимости от микроскопического строения различают две основные разновидности костной ткани — ретикулофиброзную (грубоволокнистую) и пластинчатую.

Строение и виды костной ткани

Костная ткань представляет собой весьма совершенную специализированную разновидность тканей внутренней среды. В этой системе гармонично сочетаются такие противоположные свойства, как механическая прочность и функциональная пластичность, процессы новообразования и разрушения.

Костная ткань состоит из клеток и межклеточного вещества, которые характеризуются определенной гистоархитектоникой. Основные клетки костной ткани — это остеобласты, остеоциты и остеокласты.

Остеобласты имеют овальную или кубическую форму. Крупное светлое ядро располагается не в центре, оно несколько смещено к периферии цитоплазмы. Часто в ядре обнаруживается несколько ядрышек, что свидетельствует о высокой синтетической активности клетки.

Электронно-микроскопические исследования показали, что значительная часть цитоплазмы остеобласта заполнена многочисленными рибосомами и полисомами, канальцами гранулярной эндоплазматической сети, комплексом Гольджи, митохондриями, а также особыми матриксными пузырьками.

Остеобласты обладают пролиферативной активностью, являются продуцентами межклеточного вещества и играют основную роль в минерализации костного матрикса. Они синтезируют и секретируют такие химические соединения, как щелочная фосфатаза, коллагены, остеонектин, остеопонтин, остеокальцин, костные морфогенетические белки и др.

В матриксных пузырьках остеобластов содержатся многочисленные ферменты, которые, выделяясь за пределы клетки, инициируют процессы минерализации кости.

Синтезируемый остеобластами органический матрикс костной ткани состоит преимущественно (90-95 %) из коллагена I типа, коллагенов III—V и других типов, а также из неколлагеновых белков (остеокальцин, остеопонтин, остеонектин, фосфопротеины, костные морфогенетические белки) и гликозаминогликановых субстанций.

Белки неколлагеновой природы обладают свойствами регуляторов минерализации, остеоиндуктивных веществ, митогенных факторов, регуляторов скорости образования коллагеновых фибрилл. Тромбоспондин способствует адгезии остеобластов к поднадкостничному остеоиду кости человека.

Остеокальцин считается потенциальным индикатором функции этих клеток.

Ультраструктура остеобластов свидетельствует о том, что их функциональная активность различна.

Наряду с функционально активными остеобластами, обладающими высокой синтетической активностью, имеются неактивные клетки.

Чаще всего они локализуются на периферии кости со стороны костномозгового канала и входят в состав надкостницы. Строение таких клеток отличается малым содержанием органелл в цитоплазме.

Остеоциты являются более дифференцированными клетками, чем остеобласты. Они имеют отростчатую форму. Отростки остеоцитов располагаются в канальцах, пронизывающих минерализованный костный матрикс в различных направлениях. Уплощенные тела остеоцитов находятся в специальных полостях — лакунах — и со всех сторон окружены минерализованным костным матриксом.

Значительную часть цитоплазмы остеоцита занимает овоидное ядро. Органеллы синтеза в цитоплазме развиты слабо: имеются немногочисленные полисомы, короткие канальцы эндоплазматической сети, единичные митохондрии. В связи с тем что канальцы соседних лакун анастомозируют друг с другом, отростки остеоцитов связаны между собой при помощи специализированных щелевых контактов.

В небольшом пространстве вокруг тел и отростков остеоцитов циркулирует тканевая жидкость, содержащая определенную концентрацию Са 2+ и РО4 3- , могут содержаться неминерализованные или частично минерализованные коллагеновые фибриллы.

Функция остеоцитов заключается в сохранении целостности костного матрикса за счет участия в регуляции минерализации костной ткани и обеспечения ответа на механические стимулы.

В настоящее время накапливается все больше данных о том, что эти клетки принимают активное участие в метаболических процессах, протекающих в межклеточном веществе кости, в поддержании постоянства ионного баланса в организме. Функциональная активность остеоцитов в значительной мере зависит от стадии их жизненного цикла и действия гормональных и цитокиновых факторов.

Остеокласты — это крупные многоядерные клетки с резко оксифильной цитоплазмой. Они являются частью фагоцитарно-макрофагальной системы организма, производными моноцитов крови. На периферии клетки определяется гофрированная щеточная каемка.

В цитоплазме обнаруживается много рибосом и полисом, митохондрий, канальцев эндоплазматической сети, хорошо развит комплекс Гольджи. Отличительной особенностью ультраструктуры остеокластов является наличие большого количества лизосом, фагосом, вакуолей и везикул.

Остеокласты обладают способностью создавать локально у своей поверхности кислую среду в результате интенсивно идущих в этих клетках процессов гликолиза.

Кислая среда в области непосредственного контакта цитоплазмы остеокластов и межклеточного вещества способствует растворению минеральных солей и создает оптимальные условия для действия протеолитических и ряда других ферментов лизосом.

Цитохимическим маркером остеокластов служит активность изофермента кислой фосфатазы, который называется кислой нитрофенилфосфатазой. Функции остеокластов заключаются в резорбции (разрушении) костной ткани и участии в процессе ремодуляции костных структур в ходе эмбрионального и постнатального развития.

Межклеточное вещество костных тканей состоит из органического и неорганического компонентов.

Органические соединения представлены коллагенами I, III, IV, V, IX, XIII типов (около 95 %), неколлагеновыми белками (костные морфогенетические белки, остеокальцин, остеопонтин, тромбоспондин, костный сиалопротеин и др.), гликозаминогликанами и протеогликанами.

Неорганическая часть костного матрикса представлена кристаллами гидроксиапатита, содержащими в большом количестве ионы кальция и фосфора; в значительно меньшем количестве в его состав входят соли магния, калия, фториды, бикарбонаты.

Межклеточное вещество кости постоянно обновляется. Разрушение старого межклеточного вещества представляет собой достаточно сложный и еще не ясный во многих деталях процесс, в котором принимают участие все типы клеток костной ткани и ряд гуморальных факторов, но особенно заметную и важную роль играют остеокласты.

Типы костной ткани. В зависимости от микроскопического строения различают две основные разновидности костной ткани — ретикулофиброзную (грубоволокнистую) и пластинчатую.

Ретикулофиброзная костная ткань широко представлена в эмбриогенезе и раннем постнатальном гистогенезе костей скелета, а у взрослых встречается в местах прикрепления сухожилий к костям, по линии зарастания черепных швов, а также в области переломов.

Как в эмбриогенезе, так и при регенерации ретикулофиброзная костная ткань с течением времени всегда замещается пластинчатой. Характерным в строении ретикулофиброзной костной ткани является неупорядоченное, диффузное расположение костных клеток в межклеточном веществе.

Мощные пучки коллагеновых волокон слабо минерализованы и идут в различных направлениях.

Плотность расположения остеоцитов в ретикулофиброзной костной ткани более высокая, чем в пластинчатой, и они не имеют определенной ориентации по отношению к коллагеновым (оссеиновым) волокнам.

Пластинчатая костная ткань является основной тканью в составе практически всех костей человека. В этой разновидности костной ткани минерализованное межклеточное вещество образует особые костные пластинки толщиной 5-7 мкм.

Каждая костная пластинка представляет собой совокупность близко расположенных друг к другу параллельных коллагеновых волокон, пропитанных кристаллами гидроксиапатита. В соседних пластинках волокна располагаются под разными углами, что придает кости дополнительную прочность.

Между костными пластинками в лакунах упорядоченно лежат костные клетки — остеоциты. Отростки остеоцитов по костным канальцам проникают в окружающие их пластинки, вступая в межклеточные контакты с другими костными клетками.

Различают три системы костных пластинок: окружающие (генеральные, бывают наружными и внутренними), концентрические (входят в структуру остеона), вставочные (представляют собой остатки разрушающихся остеонов).

В составе кости различают компактное и губчатое вещество. Оба они образованы пластинчатой костной тканью. Особенности гистоархитектоники пластинчатой кости будут представлены далее при описании кости как органа.

bone-surgery.ru

Это может быть интересно:

Продукты для образования костной ткани , Какое масло для выработки коллагена , Препарат при воспалении костной ткани зубов ,

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

Источник: https://zdorovie-ok.ru/strukturnye-i-funkcionalnye-elementy-kostnoj-tkani/

Лечение Костей
Добавить комментарий