Костная ткань

Костные ткани – специализированный вид соединитель ной ткани с высокой минерализацией межклеточного вещества (костная ткань на 73% состоит из солей кальция и фосфора). Из этих тканей построены кости скелета, выполняющего опорную функцию. Кости защищают головной и спинной мозг (кости черепа и позвоночника) и внутренние органы (рёбра, тазовые кости). Костные ткани состоят из клеток и межклеточного вещества.

Клетки:

- Остеоциты – преобладающие по количеству клетки костной ткани, утратившие способность к делению. Они имеют отростчатую форму, бедны органеллами. Располагаются в костных полостях, или лакунах, которые повторяют контуры остеоцита. Отростки остеоцита находятся в канальцах кости, по ним происходит диффузия питательных веществ и кислорода из крови вглубь костной ткани.

- Остеобласты – молодые клетки, создающие костную ткань. В кости они встречаются в глубоких слоях надкостницы, в местах образования и регенерации костной ткани. В их цитоплазме хорошо развиты гранулярная эндоплазматическая сеть, митохондрии и комплекс Гольджи для образования межклеточного вещества.

- Остеокласты – симпласты, способные разрушать обызвествлённый хрящ и кость. Они образуются из моноцитов крови, имеют крупные размеры (до 90 мкм), содержат до нескольких десятков ядер. Цитоплазма слабо базофильна, богата митохондриями и лизосомами. Для разрушения костной ткани они выделяют угольную кислоту (для растворения солей) и ферменты лизосом (для разрушения органических веществ кости).

Межклеточное вещество состоит из:

- основного вещества (оссеомукоид), пропитанного солями кальция и фосфора (фосфат кальция, кристаллы гидроксиапатита);

- коллагеновых волокон, образующих не большие пучки, причём кристаллы гидроксиапатита лежат упорядоченно, вдоль волокон.

В зависимости от расположения коллагеновых волокон в межклеточном веществе, костные ткани подразделяют на:

1. Ретикулофиброзную костную ткань. В ней коллагеновые волокна имеют беспорядочное расположение. Такая ткань встречается в эмбриогенезе. У взрослых ее можно обнаружить в области черепных швов и в местах прикрепления сухожилий к костям.

2. Пластинчатую костную ткань. Это наиболее распространенная разновидность костной ткани во взрослом организме. Она состоит из костных пластинок, образованных остеоцитами и минерализованным аморфным веществом с коллагеновыми волокнами, расположенными внутри каждой пластинки параллельно. В соседних пластинках волок на обычно имеют разное направление, благодаря чему достигается большая прочность пластинчатой костной ткани. Из этой ткани построены компактное и губчатое вещества большинства плоских и трубчатых костей скелета.

Кость как орган (строение трубчатой кости)

Трубчатая кость состоит из эпифизов и диафиза. Снаружи диафиз покрыт надкостницей, или периостом. В надкостнице различают два слоя: наружный (волокнистый) – образован в основном волокнистой соединительной тканью, и внутренний (клеточный) – содержит стволовые клетки и молодые остеобласты. Из надкостницы через прободающие каналы проходят питающие кость сосуды и нервы. Надкостница связывает кость с окружающими тканями и принимает участие в ее питании, развитии, росте и регенерации. Компактное вещество, образующее диафиз кости, состоит из костных пластинок, которые образуют три слоя:

– Наружный слой общих пластинок, в нем пластинки образуют 2-3 слоя, идущих вокруг диафиза.

– Средний, остеонный слой, образован концентрически наслоенными вокруг сосудов костными пластинками. Такие структуры называются остеонами (гаверсовы системы), а концентрические пластинки, их образующие – остеонные пластинки. Между пластинками в лакунах располагаются тела остеоцитов, а их отростки идут поперёк пластинок, связаны между собой и располагаются в костных канальцах. Остеоны можно представить себе как систему вставленных друг в друга полых цилиндров, а остеоциты с отростками выглядят в них «как паучки с тонкими лапками». Остеоны являются функционально-структурной единицей компактного вещества трубчатой кости. Каждый остеон отграничен от соседних остеонов так называемой спайной линией. В центральном канале остеона (гаверсовом канале) проходят кровеносные сосуды с сопровождающей их соединительной тканью. Все остеоны в основном расположены вдоль длинной оси кости. Каналы остеонов анастомози руют друг с другом. Сосуды, расположенные в каналах остеонов, сообщаются друг с другом, с сосудами надкостницы и костного мозга. Всё пространство между остео нами заполняют вставочные пластинки (остатки старых разрушенных остеонов).

– Внутренний слой общих пластинок – 2-3 слоя пластинок, граничащих с эндостом и костномозговой полостью.

Изнутри компактное вещество диафиза покрыто эндостом, содержащим, как и периост, стволовые клетки и остеобласты.

Развитие кости (остеогенез)

Различают прямой и непрямой остеогенез.

Прямой остеогенез – развитие кости из мезенхимы. Этим способом развивается ретикулофиброзная костная ткань. Данный процесс наблюдается в основном в эмбриогенезе и протекает в четыре стадии:

- Образование остеогенного островка. Происходит очаговое размножение мезенхимных клеток и формирование в этом очаге сосудов (васкуляризация).

- Остеоидная стадия. Мезенхимные клетки превращаются в остеобласты, располагающиеся снаружи островка. Остеобласты образуют межклеточное вещество, в которое сами себя замуровывают и остаются в центре островка, превращаясь в остеоциты. Снаружи образуются всё новые и новые остеобласты. Формируются костные балки.

- Стадия минерализации остеоида. В эту стадию межклеточное вещество пропитывается солями кальция (кальцификация).

- Стадии перестройки грубоволокнистой костной ткани в пластинчатую, когда грубоволокнистая костная ткань разрушается остеокластами и на её месте с помощью остеобластов образуются костные пластинки и остеоны.

Непрямой остеогенез (из хрящевой модели). Сначала, на 2-м месяце эмбриогенеза, в местах будущих трубчатых кос тей из мезенхимы склеротомов сомитов образуется хрящевой зачаток (гиалиновый хрящ, покрытый надхрящницей), который очень быстро принимает форму будущей кости. Затем в области диафиза надхрящница замещается надкостницой, питание хряща нарушается, он погибает, разрушается остеокластами и замещается грубоволокнистой костной тканью – костная манжетка. Затем костная ткань замещает весь хрящ в диафизе.

В центре эпифизов ещё сохраняется нормальный гиалиновый хрящ (зона интактного хряща), однако ближе к диафизу хондроциты выстраиваются в колонки (зона столбчатого хряща), затем набухают (зона пузырчатого хряща) и разрушаются с помощью остеокластов (зона резорбции хряща).

Позднее точки окостенения появляются в эпифизах. Эти две зоны окостенения сближаются, а между ними ещё сохраняется метафизарная хрящевая пластинка роста, за счёт которой длительно, до 18-20 лет, продолжается рост костей в длину. Затем хрящевая пластинка истончается, замечается костной тканью и исчезает, соответственно, рост кости в длину прекращается.

Регенерация костной ткани (после переломов) осуществляется за счет надкостницы. Сначала образуется ретикулофиброзная костная ткань (костная мозоль), которая заполняет дефект кости. Затем она замещается пластинчатой костной тканью.

Обновление костной ткани: в среднем 8% в год. Включает в себя резорбцию (разрушение) кости остеокластами и новообразование кости остеобластами. С возрастом (>35 лет), особенно у женщин, процессы резорбции начинают преобладать и развивается остеопороз.

Кости быстро перестраиваются при изменении физических нагрузок.

Факторы, влияющие на состояние костей: витамины (С, Д, А) и гормоны. Так, кальцитонин усиливает отложение кальция в костях, паратгормон наоборот, ослабляет; соматотропный гормон гипофиза стимулирует размножение хондробластов метафизарной пластинки роста трубчатых костей, усиливая рост костей в длину.

Дата добавления: 2014-01-07