Костные ткани Функции: 1) Основа опорно-двигательного аппарата 2) Защита органов ЦНС и грудной полости 3) Депонирует минеральные соли, участвует в обменных процессах 4) В полости костей находится костный мозг, где происходит кроветворение Химический состав: В сухой массе: • Минеральные вещества (в основном фосфаты Ca) – 65-70% • Органические соединения (в основном белки и жиры) – 30-35% • Микроэлементы (Cu, Sr, Zn, Ba, Mg и др.) – играют роль в метаболических процессах в организме Строение: 1) Клетки остеобласты, остеоциты, остеокласты 2) Межклеточное вещество (матрикс) 1) Остеобласты Остеобласты – молодые клетки, создающие костную ткань Местоположение: 1. Глубокие слои надкостницы (в сформировавшейся кости) 2. Места регенерации после травмы 3. Развивающаяся костная балка (непрерывный слой) Строение и особенности: Форма: кубическая Размер: 15-20 мкм Способность к пролиферации: + Ядро: округлое, часто располагается эксцентрично Органоиды: Хорошо развиты – гЭПС, МХ, АГ РНК: много, высокая активность щелочной фосфатазы • Остеобласты содержат матриксные пузырьки, которые содержат: o Липиды o Щелочную фосфатазу → кальцификация органического матрикса ткани 2) Остеоциты Остеоциты – преобладающие по количеству дефинитивные клетки костной ткани. Строение и особенности: Способность к пролиферации: Форма тела: отростчатая Ядро: крупное, компактное Органеллы: слабо развиты Местоположение: лежат в костных полостях (лакунах), повторяющих контуры остеоцита • Длина полостей – 22-55 мкм • Ширина полостей – 6-14 мкм Канальцы костных полостей заполнены тканевой жидкостью. Обмен веществ между остеоцитами и кровью осуществляется через тканевую жидкость 3) Остеокласты Остеокласты – клетки, способные своими ферментами разрушать обызвествленный хрящ и кость. Расположение: на поверхности костных перекладин Строение и особенности: Диаметр: 150-180 мкм Количество ядер: 3 – несколько десятков Органеллы: большое количество лизосом с ферментами, разрушающими коллаген • Наличие гофрированной каймы из большого количества тонких отростков – области синтеза и секреции гидролитических ферментов, разрушающих кость • Содержатся протеогликаны матрикса и кальциевые соединения костной ткани В том месте, где остеокласт соприкасается с костным веществом, в этом веществе образуется резорбционная лакуна. o Один остеокласт может разрушить столько кости, сколько создают 100 остеобластов за это же время Межклеточное вещество Состав: 1) Основное аморфное вещество (органическое) и оссеиновые коллагеновые волокна 2) Неорганическое вещество – представлено соединениями фосфата Ca и микроэлементами (Cu, Zn, Ba, Mg и др.) Особенности: 1) Минеральный соли располагаются между фибриллами коллагена, к которым прочно прикрепляются 2) В костной ткани сосредоточено 98% всех неорганических веществ, содержащихся в организме Органические вещества придают упругость, минеральные – твердость → все вместе обеспечивает прочность кости Классификация костной ткани 1) Дентоидная костная ткань – дентин и цемент зуба 2) Грубоволкнистая костная ткань 3) Тонковолокнистая (пластинчатая) костная ткань 1) Грубоволокнистая костная ткань Строение и особенности: 1) Беспорядочно расположенные коллагеновые волокна образуют в ней толстые пучки 2) В основном веществе находятся костные полости (лакуны) с длинными соединительными канальцами, в которых лежат костные клетки остеоциты с их отростками 3) Поверхности кости покрыта надкостницей Расположение: 1) Г.о. у зародышей 2) У взрослых: на месте заросших черепных швов, в местах прикрепления сухожилий к костям, в костном лабиринте внутреннего уха 2) Тонковолокнистая (пластинчатая) костная ткань Строение: 1) Состоит из костных пластинок разной толщины и длины 2) Пластинки содержат параллельно направленные коллагеновые (оссеиновые) волокна, ориентированные в разных плоскостях 3) Волокна проникают в соседние пластинки, создавая единую волокнистую основу и обеспечивая прочность костной ткани 4) Между костными пластинками расположены остеоциты, тела которых находятся в лакунах, а отростки в костных канальцах Расположение: Компактное и губчатое вещество в большинстве плоских и трубчатых костей скелета Структура кости как органа Типы костей по форме и функциям: 1) Трубчатые кости 2) Плоские кости 3) Смешанные кости 4) Пневматизированные кости 1) Трубчатые кости Трубчатая кость как орган в основном построена из пластинчатой костной ткани (кроме бугорков) Классификация: 1) Короткие – кости пясти, плюсны, фаланги пальцев 2) Длинные – плечевая, бедренная, кости предплечья и голени Расположение: В конечностях (выполняют функции рычагов движения) Строение: 1) Диафиз (тело) – удлиненная средняя часть 2) Эпифизы – покрытые суставным хрящом для сочленения с другими костями 3) Метафизарный хрящ – между диафизом и эпифизом (обеспечивает рост кости в длину) 4) Надкостницы – покрывает кость снаружи (кроме суставных поверхностей эпифизов, которые покрыты разновидностью гиалинового хряща) Строение остеона 1) Представляют собой цилиндрические образования, состоящие из концентрических костных пластинок, как бы вставленных друг в друга 2) В костных пластинках и между ними располагаются тела костных клеток и их отростки, замурованные в костном межклеточном веществе 3) Каждый остеон отграничен от соседних остеонов цементирующей (спайной) линией, образованной основным веществом 4) В центральном канале остеона проходят кровеносные сосуды с сопровождающей их соединительной тканью и остеогенными клетками 5) Каналы остеонов соединяются друг с другом = прободающие = питательные каналы. Сосуды, расположенные в каналах остеонов, сообщаются друг с другом и с сосудами костного мозга и надкостницы Надкостница Внутренний слой содержит: 1) Камбиальные клетки 2) Простеобласты 3) Остеобласты Различной степени дифференцировки • Через надкостницу проходят питающие кость сосуды и нервы Функции: 1) Связывает кость с окружающими тканями 2) Принимает участие в питании, развитии, росте и регенерации кости 3) Обеспечивает рост кости в толщину Соединения костей 1) Непрерывные – синдесмозы, синхондрозы, синостозы 2) Прерывистые = суставы = диартрозы – суставы Непрерывные соединения: Синдесзомы – соединения с помощью плотной волокнистой соединительной ткани, пучки которой в виде прободающих волокон внедряются в костную ткань (швы костей черепа) Синхондрозы (симфизы) – соединения при помощи хряща. 1) Межпозвоночные диски 2) Лобковый симфиз 3) Метаэпифизарный хрящ – соединения эпифиза + диафиза с помощью хряа 4) Временные – сохраняются до определенного возраста, затем замещаются костной тканью (кости черепа) Синостозы – образуют по мере окостенения синхондрозов – тазовые кости Прерывистые соединения = суставы = диартрозы Строение: 1) Суставные сочленовные поверхности, покрытые гиалиновым хрящом 2) Суставная капсула состоит из двух слоев: 1. Наружного (фиброзного), состоящего из плотной волокнистой ткани (образует связки, укрепляющие суставную капсулу) 2. Внутреннего, образованного синовиальной мембраной На ее поверхности располагаются клетки синовиациты 2-х типов: 1 – Секреторные клетки синовиациты – вырабатывают синовиальную жидкость (содержит гиалуроновую кислоту) 2 – Фагоцитарные клетки синовиациты – выполняют защитную функцию Развитие костной ткани = остеогистогенез Формирование челюсти у зародыша свиньи 2 способа: 1) Прямой остеогистогенез – из мезенхимы (зародышевой ткани) 2) Непрямой остеогистогенез – на месте хряща Прямой остеогистогенез Характерен для развития грубоволокнистой костной ткани • Происходит при внутриутробном развитии Стадии: 1) Образование скелетогенного островка – дифференцировка клеток мезенхимы в преостеобласты (клетки-предшественники) 2) Остеоидная стадия – дифференцировка клеток-предшественников в остебласты, в которых начинается биосинтез коллагена и образуется межклеточное вещество. Остеобласты приобретают отростчатую форму и становятся остеоцитами, теряют возможность к размножению 3) Кальцификация (импрегнация солями) межклеточного вещества. Образование фосфата Ca, который вместе с углекислым кальцием откладывается в основном веществе и волокнах в виде мельчайших кристалликов внутри костной ткани 4) Замена грубоволокнистой костной ткани на пластинчатую Непрямой (хрящевой) остеогистогенез Этим способом идет развитие трубчатых и губчатых костей на месте хряща. На 2-ом месяце внутриутробного развития в местах возникновения трубчатых костей из мезенхимы закладывается хрящевой зачаток, который быстро принимает форму будущей кости. Хрящевой зачаток состоит из эмбрионального гиалинового хряща, покрытого надхрящницей. Какое-то время этот зачаток растет за счет деления клеток надхрящницы (за счет хондробластов). Образование костной ткани начинается в области диафиза. Этапы замещения хрящевой ткани костной: 1) Перихондриальное окостенение 2) Эндохондральное окостенение Перихондральное окостенение Начинается с появления в надхрящнице средней части диафиза остеобластов, образующих грубоволокнистую костную ткань → эта ткань охватывает диафиз хрящевой закладки в виде манжетки, так что питание хряща диафиза оказывается нарушенным (!) → в результате нарушения питания в хряще диафиза происходят дистрофические изменения (вакуолизация хондроцитов → пузырчатые хондроциты, пикноз их ядер) → между клетками откладываются минеральные вещества. Процесс разрушения хряща усиливается благодаря деятельности специальных клеток – остеокластов, разрушающих хрящевую ткань → в образующиеся полости врастают кровеносные сосуды Эндохондральное окостенение Из сопровождающей кровеносные сосуды мезенхимы формируются остеобласты, которые начинают строить эндохондриальную кость на сохранившихся перекладинах обызвествленного хряща (формируют внутри островки костной ткани) • Эндохондральная кость отличается от перихондральной присутствием в ней остатков обызвествленного межклеточного вещества хряща В процессе развития эндохондральной кости происходит и постепенное разрушение ее остеокластами → в результате разрушения эндохондральной кости образуются большие полости, которые, соединяясь, формируют костномозговую полость → из проникающей сюда мезенхимы дифференцируется строма костного мозга, которая заселяется стволовыми клетками Далее этот процесс из диафиза распространяется на эпифиз: Костная манжетка становится «надкостницей» и нарастает на эпифиз, нарушая питание • В эпифизах хрящевая ткань сохраняется длительное время, в ней можно выделить ряд зон: 1) Зона деструкции хряща – примыкает непосредственную к диафизу 2) Зона пузырчатого хряща (хондроцитов) – подвергающиеся деструкции хондроциты набухают и становятся похожими на пузырьки 3) Зона столбчатого хряща = столбчатые хондроциты = зона пролиферации = зона деления (над пузырчатыми хондроцитами) – будущая метафизраная пластинка роста, где хондроциты располагаются друг над другом столбиками 4) Зона интактного (неизмененного) гиалинового хряща (эндохондральное окостенение) – занимает остальную часть эпифиза: остеокласты разрушают надкостницу, внутри формируются остеобласты В зоне диафиза костные островки будут приобретать остеонное строение, а в эпифизах будет формироваться губчатое вещество, которое не имеет остеонного строения, а состоит из перекладин, между которыми расположен ККМ Факторы, влияющие на рост и развитие костей 1) Недостаточное количество Ca и фосфатов → замедление обызвествления межклеточного вещества растущей кости 2) Недостаток витамина D → подавляется образование коллагеновых волокон, ослабляется деятельность остеобластов; Ca, поступающий с пищей, плохо всасывается, что приводит к остановке роста костей 3) Эндокринные факторы: 1 – паратрин (гормон щитовидной железы), при его избытке происходит резорбция кости и образование фиброзной ткани, содержащей много остеокластов 2 – при гипофункции щитовидной железы замедляется рост трубчатых костей, за счет снижения активности остеобластов 3 – соматотропный гормон гипофиза (под его влиянием происходит синтез белков в костных клетках). Гиперфункция → акромегалия, гипофункция → карликовость 4) Отсутствие физической нагрузки приводит к повышению функций остеокластов и вымыванию солей
