План строения костной ткани
Состоит из клеток и межклеточного вещества.
Межклеточное вещество – представлено двумя компонентами:
1. Аморфное вещество – оссиомукоид, на 70% состоит из неорганических соединений – это фосфаты, карбонаты кальция, располагающиеся в виде гидроксиаппатита. 20% органический матрикс – гликозаминогликаны.(сульфатированные и несульфатированные), протеогликаны (комплекс сульфатированых гликозаминогликанов и белков), гликопротеиды: осеониктин и ламинин (функция адгезия.). 10% вода.
2. Волокна – оссеиновые образованы коллагеном первого типа.
Клетки костной ткани:
Выделяют два дифферона:
Дифферон остеоцита
¯ остеогенная своловая клетка
¯ остеогенная полусволовая клетка
¯ остеобласт,
¯ остеоцит
Дифферон остеокласта
¯ стволовая клетка крови,
¯ полустволовая клетка крови
¯ промежуточные стадии
¯ моноцит
¯ остеокласт
Остеобласт
Это клетки разнообразной формы, уплощенной, кубической, цилиндрической, в зависимости от функционального состояния клетки.
неактивный остеобласт (Уплощенная клетка)
активный остеобласт (Имеет крупное ядро, высокое ядерноцитоплазматическое отношение, сильно развиты органоиды синтеза, особенно гранулярная ЭПС, следовательно цитоплазма окрашивается резко базофильно)
Функции:
1. Синтез компонентов межклеточного вещества костной ткани.
2. Рост костей в толщину (оппозиционный рост)
3. Минерализация костной ткани. Способствует осаждению минеральных элементов на органическом матриксе.
4. Регуляция минерального гомеостаза. В случае необходимости под действием ряда гормонов забирают минеральные элементы из крови и депонируют их в костях или костной ткани.
5. Регенерация – остеобласты активно пролиферируют и дифференцируются в остеоциты, т.е. основные клетки костной ткани.
Рост костей в длину осуществляется за счет метаэпифизарной пластинки, это тонкая пластинка располагается на границе диафиза и эпифиза трубчатых костей. До 20-25 лет метафиз имеет хрящевое строение, после этого возраста замещается костной тканью, следовательно, рост костей в длину прекращается.
Локализация остеобластов:
1. Надкостница,
2. Эндост
3. Рыхлая соединительная ткань гаверсовых каналов.
Остеоцит
Это клетка отросчатой формы, располагающаяся в особых полостях лакунах, стенка которых образована минерализованным межклеточным веществом костной ткани.
В теле остеоцита находится ядро и слабо развитые органоиды.
Отростки располагаются в костных каналах.
С помощью отростков клетки контактируют друг с другом образуя единую функциональную систему. В области контактов располагаются десмосомы и нексусы (десмосомы для прочности нексусы для транспорта).
Функции:
1. Опорная
2. За счет сокращения отростков, способствует движению тканевой жидкости, следовательно улучшает питание костной ткани. Трофическая
3. Участвует в минерализации костной ткани. Движение тканевой жидкости способствует равномерному распределению минеральных элементов.
Остеокласт
Это неклеточная форма жизни, симпласт. Остеокласт образуется в результате слияния моноцитов периферической крови.
Размер от 20-150 мкм. Выделяют тело и гофрированную часть.
В теле располагаются многочисленные ядра от 10-50 шт. Сильно развитые лизосомы. Митохондрии, следовательно, окраска цитоплазмы оксифильная. Содержаться пузырьки с лимонной, молочной и др. кислотами. В гофрированной части содержатся сильно развитые компоненты цитоскелета.
При этом гофрированная кайма образуется в той части клетки, которая обращена к костной ткани.
Функции:
1. Резорбция или разрушения костной ткани
2. Регуляция минерального гомеостаза - в случае необходимости под действием ряда гормонов «забирает» минеральные элементы из костной ткани и выделяет их в кровь.
Механизм резорбции костной ткани
1. Резорбция начинается с плотного прикрепления остеокласта к участку разрушения, при этом самые прочные контакты, будут по периферии клетки. В краевой зоне, между остеокластом и разрушающейся костной тканью образуется полость – область резорбции.
2. Остеокласт выделяет кислоты в полость резорбции. Это приводит к резорбции минерального матрикса, минералы растворяются
3. Выделение в полость резорбции лизосомальных ферментов, которые разрушают обнажившиеся органические компоненты.
4. Удаление продуктов распада.
А) при отсоединении остеокласта от области резорбции (разгерметизация)
Б) через тело остеокласта.
Классификация костной ткани:
1. Грубоволокнистая (ретикулофиброзная) локализация:
• скелет плода на определнных стадиях развития
• швы черепа
• место прикрепления некоторых сухжилий к костям
• заживление переломов
Строение:
преобладает слабоминерализованный оссеомукоид и клетки. Закономерности в расположении клеток нет. Волокна малочисленны и лежат в разных направлениях. Большая часть грубоволокнистой костной ткани постепенно превращается в пластинчатую костную ткань.
2. Пластинчатая костная ткань – структурно функциональной единицей являются костные пластинки, костная пластинка представляет собой осееиновые волокна лежащие параллельно друг другу и склеенные сильно минерализованным оссеомукоидом.
Оссеиновые волокна в соседних костных пластинках располагаются под углом 90 градусов, что придает прочность данной ткани.
Выделяют 2 состояния:
1. Компактное вещество – котные пластинки располагаются плотно друг к другу между ними не формируется никаких пространств. Это самые прочные части костей.
Локализация: основная масса диафиза трубчатых костей, поверхность эпифиза, поверхность плоских костей.
2. Губчатое вещество – костные пластинки располагаются таким образом, что между ними располагаются полости, заполненные костным мозгом.
Локализация: центральная часть диафизов, основная часть эпифизов и плоских костей.
Строение кости как органа на примере поперечного среза диафиза трубчатых костей
Пластинчатое компактное вещество. С поверхности покрыта надкостницей.
1. Наружный (фиброзный) образован плотной неоформленной соединительной тканью. Функции: опорная и защитная.
2. Внутренний или остеогенный. Образован рыхлой волокнистой неоформленной соединительной тканью, содержит много кровеносных сосудов, нервов, и мало дифференцированных клеток (остеогенные стволовые клетки, остеогенные полустволовые клетки и остеобласты.) Функции:
1. Трофическая за счет кровеносных сосудов.
2. Оппозиционный рост костей (за счет остеобластов)
3. Регенерация за счет малодифференцированных клеток.
КОМПАКТНОЕ ВЕЩЕСТВО:
3. Наружный слой общих или минеральных пластинок (костные пластинки имеют большой диаметр но малую кривизну)
4. Остеонный слой:
Распределение пластинок здесь определяется направлением кровеносных сосудов, которые расположены по длине кости. Полости, в которых проходят сосуды, называются каналами остеонов. Костные пластинки располагаются вокруг канала в несколько рядов (от 4 до 20), образуя как бы цилиндры, вставленные один в другой. Вся система концентрических пластинок с каналом в середине называется ОСТЕОНОМ или ГАВЕРСОВОЙ СИСТЕМОЙ. Остеоны являются структурно функциональной единицей компактного костного вещества. В центральном канале проходят кровеносные и нервные волокна.
• Остеоны
• Вставочные пластинки (находятся между остеонами, это разрешенные кольца остеона)
5. Внутренний слой общих или генеральных пластинок – имеет малый диаметр, но большой радиус кривизны.
ГУБЧАТОЕ ВЕЩЕСТВО:
6. Изнутри выстлано тонкой прослойкой рыхлой соединительной ткани - эндост. Контактирует с костным мозгом.
Прямой остеогенез
1. Мезенхимальные клетки образуют скопление остеогенны островок.
2. Клетки начинают дифференцироваться в остеобласты, которые в данном случае будут иметь отросчатую форму, остеобласты активно синтезируют межклеточное вещество костной ткани.
3. Минерализация остеобластами межклеточного вещества костной ткани. При этом остеобласты начинают замуровываться в это межклеточное вещество и дифференцироваться в остеоциты, которые так же имеют отросчатую форму.
4. сформировалась костная трабекула.
5. Слияние нескольких трабекул в единую структуру, таким способом образуется грубоволокнистая костная ткань. Которая в большинстве случаев замещается пластинчатой костной тканью (плоские кости черепа, дистальные фаланги пальцев, ключицы).