Видове човешка костна тъкан. Костни тъкани: класификация, структура, функции. Цитофункционални характеристики на остеобласти, остеоцити, остеокласти. Структурата на костта като орган. Обща характеристика на човешките кости

Всяка човешка кост е сложен орган: тя заема определено място в тялото, има своя собствена форма и структура и изпълнява собствена функция. В образуването на костите участват всички видове тъкани, но преобладава костната тъкан.

Обща характеристика на човешките кости

Хрущялът покрива само ставните повърхности на костта, отвън костта е покрита с периост, а костният мозък е разположен вътре. Костта съдържа мастна тъкан, кръвоносни и лимфни съдове и нерви.

Костенима високи механични свойства, силата му може да се сравни със здравината на метала. Химическият състав на жива човешка кост съдържа: 50% вода, 12,5% органични вещества с протеинова природа (осеин), 21,8% неорганични вещества (главно калциев фосфат) и 15,7% мазнини.

Видове кости по формаразделена на:

• Тръбни (дълги - раменни, бедрени и др.; къси - фаланги на пръстите);
• плосък (фронтален, париетален, скапула и др.);
• гъбест (ребра, прешлени);
• смесени (клиновидна, зигоматична, долна челюст).

Структурата на човешките кости

Основната структурна единица на костната тъкан е остеон,което се вижда под микроскоп при малко увеличение. Всеки остеон включва от 5 до 20 концентрично разположени костни пластини. Те приличат на цилиндри, поставени един в друг. Всяка пластина се състои от междуклетъчно вещество и клетки (остеобласти, остеоцити, остеокласти). В центъра на остеона има канал - каналът на остеона; през него преминават кръвоносни съдове. Интеркалираните костни пластини са разположени между съседни остеони.

Костта се образува от остеобласти, освобождавайки междуклетъчното вещество и забивайки се в него, те се превръщат в остеоцити - клетки от процесна форма, неспособни на митоза, със слабо изразени органели. Съответно образуваната кост съдържа главно остеоцити, а остеобластите се намират само в зоните на растеж и регенерация на костната тъкан.

Най-голям брой остеобласти се намират в периоста - тънка, но плътна съединителнотъканна пластинка, съдържаща множество кръвоносни съдове, нервни и лимфни окончания. Периостът осигурява растеж на костта в дебелина и хранене на костта.

остеокластисъдържат голям брой лизозоми и са способни да отделят ензими, което може да обясни разтварянето на костната субстанция от тях. Тези клетки участват в разрушаването на костта. При патологични състояния в костната тъкан броят им рязко нараства.

Остеокластите също са важни в процеса на развитие на костите: в процеса на изграждане на окончателната форма на костта, те разрушават калцирания хрущял и дори новообразуваната кост, „коригирайки“ нейната първична форма.

Костна структура: компактно и гъбесто вещество

На разреза се разграничават участъци от костта, две от нейните структури - компактна материя(костните плочи са разположени плътно и подредени), разположени повърхностно и гъбесто вещество(костните елементи са разположени свободно), лежащи вътре в костта.

Такава структура на костите напълно отговаря на основния принцип на строителната механика - да се осигури максимална здравина на конструкцията с най-малко количество материал и голяма лекота. Това се потвърждава и от факта, че разположението на тръбните системи и главните костни греди съответства на посоката на действие на силите на компресия, напрежение и усукване.

Структурата на костите е динамична реактивна система, която се променя през целия живот на човека. Известно е, че при хора, заети с тежък физически труд, компактният слой на костта достига относително голямо развитие. В зависимост от промяната в натоварването на отделните части на тялото, местоположението на костните греди и структурата на костта като цяло може да се промени.

Свързване на човешки кости

Всички костни стави могат да бъдат разделени на две групи:

• Непрекъснати връзки, по-ранен в развитието във филогенезата, неподвижен или неактивен във функцията;
• прекъсващи връзки, по-късно в развитие и по-мобилен като функция.

Между тези форми има преход - от непрекъснат към прекъснат или обратно - полуставна.

Непрекъснатата връзка на костите се осъществява чрез съединителна тъкан, хрущял и костна тъкан (костите на самия череп). Прекъснатата връзка на костите или ставата е по-млада формация на връзка между костите. Всички стави имат общ структурен план, включително ставната кухина, ставната торба и ставните повърхности.

Ставна кухинаразпределя се условно, тъй като обикновено няма празнота между ставната торбичка и ставните краища на костите, но има течност.

Ставна торбапокрива ставните повърхности на костите, образувайки херметична капсула. Ставната торба се състои от два слоя, чийто външен слой преминава в периоста. Вътрешният слой отделя течност в ставната кухина, която играе ролята на смазка, осигуряваща свободното плъзгане на ставните повърхности.

Видове стави

Ставните повърхности на ставните кости са покрити със ставен хрущял. Гладката повърхност на ставния хрущял подпомага движението в ставите. Ставните повърхности са много разнообразни по форма и размер, обикновено се сравняват с геометрични фигури. Следователно и имена на ставите според формата: сферична (раменна), елипсовидна (радио-карпална), цилиндрична (радио-улнарна) и др.

Тъй като движенията на шарнирните връзки се извършват около една, две или много оси, ставите също обикновено се разделят на броя на осите на въртенена многоосни (сферични), двуосни (елипсовидни, седловидни) и едноосни (цилиндрични, блоковидни).

Зависи от брой артикулиращи костиставите се делят на прости, при които две кости са свързани, и сложни, при които повече от две кости са съчленени.

66562 1

Костенпредставлява много съвършено специализирано разнообразие от тъкани на вътрешната среда.

Тази система хармонично съчетава противоположни свойства като механична якост и функционална пластичност, процеси на новообразуване и разрушаване.

Костната тъкан се състои от клетки и междуклетъчно вещество, които се характеризират с определена хистоархитектоника. Основните клетки на костната тъкан са остеобласти, остеоцити и остеокласти.

остеобластиимат овална или кубична форма. Голямо светло ядро ​​не е разположено в центъра, то е донякъде изместено към периферията на цитоплазмата. Често в ядрото се намират няколко нуклеоли, което показва висока синтетична активност на клетката.

Електронномикроскопските изследвания показват, че значителна част от цитоплазмата на остеобласта е изпълнена с множество рибозоми и полизоми, тубули на гранулирания ендоплазмен ретикулум, комплекс Голджи, митохондрии и специални матрични везикули. Остеобластите имат пролиферативна активност, продуценти са на междуклетъчно вещество и играят основна роля в минерализацията на костния матрикс. Те синтезират и секретират химични съединения като алкална фосфатаза, колагени, остеонектин, остеопонтин, остеокалцин, костни морфогенетични протеини и др. Матриксните везикули на остеобластите съдържат множество ензими, които, освободени извън клетката, инициират процесите на костна минерализация.

Органичната матрица на костната тъкан, синтезирана от остеобластите, се състои главно (90-95%) от колаген тип I, колагени III-V и други видове, както и неколагенови протеини (остеокалцин, остеопонтин, остеонектин, фосфопротеини, костни морфогенетични протеини) и гликозаминогликанови вещества. Протеините с неколагенова природа имат свойствата на регулатори на минерализацията, остеоиндуктивни вещества, митогенни фактори, регулатори на скоростта на образуване на колагенови фибрили. Тромбоспондинът насърчава адхезията на остеобластите към субпериосталния остеоид на човешката кост. Остеокалцинът се счита за потенциален индикатор за функцията на тези клетки.

Ултраструктурата на остеобластите показва, че тяхната функционална активност е различна. Наред с функционално активните остеобласти с висока синтетична активност има неактивни клетки. Най-често те са локализирани по периферията на костта от страната на медуларния канал и са част от периоста. Структурата на такива клетки се характеризира с ниско съдържание на органели в цитоплазмата.

Остеоцитиса по-диференцирани клетки от остеобластите. Те имат процесна форма.

Процесите на остеоцитите са разположени в тубулите, проникващи в минерализираната костна матрица в различни посоки. Сплесканите тела на остеоцитите са разположени в специални кухини - лакуни - и са заобиколени от всички страни от минерализиран костен матрикс. Значителна част от цитоплазмата на остеоцита е заета от яйцевидното ядро. Органелите на синтеза в цитоплазмата са слабо развити: има няколко полизоми, къси тубули на ендоплазмения ретикулум и единични митохондрии. Поради факта, че тубулите на съседните празнини анастомозират помежду си, процесите на остеоцитите са свързани помежду си с помощта на специализирани междинни връзки. В малко пространство около телата и процесите на остеоцитите циркулира тъканна течност, съдържаща определена концентрация на Ca 2+ и PO 4 3-, може да съдържа неминерализирани или частично минерализирани колагенови фибрили.

Функцията на остеоцитите е да поддържат целостта на костния матрикс чрез участие в регулацията на костната минерализация и осигуряване на отговор на механични стимули. В момента се натрупват все повече и повече данни, че тези клетки участват активно в метаболитните процеси, протичащи в междуклетъчното вещество на костта, за поддържане на постоянен йонен баланс в тялото. Функционалната активност на остеоцитите до голяма степен зависи от етапа на техния жизнен цикъл и действието на хормонални и цитокинови фактори.

остеокласти- Това са големи многоядрени клетки с рязко оксифилна цитоплазма. Те са част от фагоцитно-макрофагалната система на организма, производни на кръвните моноцити.

По периферията на клетката се определя гофрирана четка. В цитоплазмата има много рибозоми и полизоми, митохондрии, тубули на ендоплазмения ретикулум, комплексът на Голджи е добре развит. Отличителна черта на ултраструктурата на остеокластите е наличието на голям брой лизозоми, фагозоми, вакуоли и везикули.

Остеокластите имат способността да създават кисела среда локално близо до повърхността си в резултат на интензивни процеси на гликолиза в тези клетки. Киселинната среда в зоната на директен контакт между цитоплазмата на остеокластите и междуклетъчното вещество спомага за разтварянето на минерални соли и създава оптимални условия за действието на протеолитичните и редица други ензими на лизозомите. Цитохимичният маркер на остеокластите е активността на изоензима на киселата фосфатаза, наречена кисела нитрофенил фосфатаза. Функциите на остеокластите са резорбцията (разрушаването) на костната тъкан и участието в процеса на ремодулация на костните структури по време на ембрионалното и постнаталното развитие.

Междуклетъчното вещество на костната тъкан се състои от органични и неорганични компоненти. Органичните съединения са представени от колаген типове I, III, IV, V, IX, XIII (около 95%), неколагенови протеини (костни морфогенетични протеини, остеокалцин, остеопонтин, тромбоспондин, костен сиалопротеин и др.), Глюкозаминогликани и протеогликани. Неорганичната част на костната матрица е представена от хидроксиапатитни кристали, съдържащи големи количества калциеви и фосфорни йони; в много по-малки количества съдържа соли на магнезий, калий, флуориди, бикарбонати.

Междуклетъчното вещество на костта се актуализира постоянно. Разрушаването на старото междуклетъчно вещество е доста сложен и все още неизяснен в много подробности процес, в който участват всички видове клетки на костната тъкан и редица хуморални фактори, но остеокластите играят особено забележима и важна роля.

Видове кости

В зависимост от микроскопичния строеж се разграничават два основни вида костна тъкан - ретикулофиброзна (грубовлакнеста) и ламеларна.

Ретикулофиброзна костна тъканТой е широко представен в ембриогенезата и ранната постнатална хистогенеза на костите на скелета, а при възрастни се среща в местата на прикрепване на сухожилията към костите, по линията на свръхрастеж на черепните шевове, а също и в областта на фрактурите .

Както в ембриогенезата, така и по време на регенерацията, ретикулофиброзна костна тъкан винаги се заменя с ламеларна кост с течение на времето. Характерно за структурата на ретикулофиброзната костна тъкан е нарушеното, дифузно разположение на костните клетки в междуклетъчното вещество. Мощните снопове от колагенови влакна са слабо минерализирани и вървят в различни посоки. Плътността на остеоцитите в ретикулофиброзната костна тъкан е по-висока, отколкото в ламеларната тъкан и те нямат специфична ориентация по отношение на колагеновите (осеинови) влакна.

ламеларна костна тъкане основната тъкан в състава на почти всички човешки кости. В този тип костна тъкан минерализираното междуклетъчно вещество образува специални костни пластини с дебелина 5-7 микрона.

Всяка костна пластина е съвкупност от близко разположени успоредни колагенови влакна, импрегнирани с хидроксиапатитни кристали. В съседните плочи влакната са разположени под различни ъгли, което придава на костта допълнителна здравина. Между костните плочи в лакуните, костните клетки - остеоцитите - лежат подредено. Процесите на остеоцитите през костните тубули проникват в околните плочи, влизайки в междуклетъчни контакти с други костни клетки. Има три системи от костни пластини: околни (общи, те са външни и вътрешни), концентрични (включени в структурата на остеона), интеркаларни (те са останки от колабиращи остеони).

В състава на костта се отличава компактно и гъбесто вещество. И двете са образувани от ламелна костна тъкан. Характеристиките на хистоархитектониката на ламеларната кост ще бъдат представени по-долу, когато се описва костта като орган.

Болести на ставите
В И. Мазуров

Хрущялната тъкан (textus cartilaginus) образува ставни хрущяли, междупрешленни дискове, хрущяли на ларинкса, трахеята, бронхите, външния нос. Хрущялната тъкан се състои от хрущялни клетки (хондробласти и хондроцити) и плътно, еластично междуклетъчно вещество.

Хрущялната тъкан съдържа около 70-80% вода, 10-15% органични вещества, 4-7% соли. Около 50-70% от сухото вещество на хрущялната тъкан е колаген. Междуклетъчното вещество (матрица), произведено от хрущялни клетки, се състои от сложни съединения, които включват протеогликани. хиалуронова киселина, гликозаминогликанови молекули. В хрущялната тъкан има два вида клетки: хондробласти (от гръцки chondros - хрущял) и хондроцити.

Хондробластите са млади, способни на митотично делене, кръгли или яйцевидни клетки. Те произвеждат компоненти на междуклетъчното вещество на хрущяла: протеогликани, гликопротеини, колаген, еластин. Цитолемата на хондробластите образува много микровили. Цитоплазмата е богата на РНК, добре развит ендоплазмен ретикулум (зърнест и негранулиран), комплекс Голджи, митохондрии, лизозоми и гликогенови гранули. Ядрото на хондробластите, богато на активен хроматин, има 1-2 нуклеоли.

Хондроцитите са зрели големи хрущялни клетки. Те са кръгли, овални или многоъгълни, с процеси, развити органели. Хондроцитите са разположени в кухини - лакуни, заобиколени от междуклетъчно вещество. Ако има една клетка в празнината, тогава такава празнина се нарича първична. Най-често клетките са разположени под формата на изогенни групи (2-3 клетки), заемащи кухината на вторичната лакуна. Стените на лакуните се състоят от два слоя: външният, образуван от колагенови влакна, и вътрешният, състоящ се от агрегати от протеогликани, които влизат в контакт с гликокаликса на хрущялните клетки.

Структурната и функционална единица на хрущяла е хондрона, образуван от клетка или изогенна група клетки, перицелуларен матрикс и лакуна капсула.

Хрущялната тъкан се подхранва чрез дифузия на вещества от кръвоносните съдове на перихондриума. Хранителните вещества влизат в тъканта на ставния хрущял от синовиалната течност или от съдовете на съседната кост. Нервните влакна също са локализирани в перихондриума, откъдето отделни клонове на амиопиатични нервни влакна могат да проникнат в хрущялната тъкан.

В съответствие със структурните особености на хрущялната тъкан има три вида хрущял: хиалинов, влакнест и еластичен хрущял.

хиалинен хрущял, от които при човека се образуват хрущялите на дихателните пътища, гръдните краища на ребрата и ставните повърхности на костите. В светлинен микроскоп основното му вещество изглежда хомогенно. Хрущялните клетки или техните изогенни групи са заобиколени от оксифилна капсула. В диференцирани области на хрущяла се разграничават базофилна зона в съседство с капсулата и оксифилна зона, разположена извън нея; Заедно тези зони образуват клетъчна територия или хондринов топка. Комплексът от хондроцити с хондриновото топче обикновено се приема като функционална единица на хрущялната тъкан - хондрон. Основното вещество между хондрите се нарича междутериториални пространства.
Еластичен хрущял(синоним: мрежа, еластичен) се различава от хиалин по наличието на разклонени мрежи от еластични влакна в основното вещество. От него са изградени хрущялите на ушната мида, епиглотиса, врисберговия и санториновия хрущял на ларинкса.
фиброхрущял(синоним на съединителна тъкан) се намира в точките на прехода на плътна влакнеста съединителна тъкан в хиалинен хрущял и се различава от последния по наличието на истински колагенови влакна в основното вещество.

7. Костна тъкан - разположение, структура, функции

Костната тъкан е вид съединителна тъкан и се състои от клетки и междуклетъчно вещество, което съдържа голямо количество минерални соли, главно калциев фосфат. Минералите съставляват 70% от костната тъкан, органичните - 30%.

Функции на костната тъкан:

1) подкрепа;

2) механични;

3) защитна (механична защита);

4) участие в минералния метаболизъм на организма (депо на калций и фосфор).

Костни клетки - остеобласти, остеоцити, остеокласти. Основните клетки в образуваната костна тъкан са остеоцити. Това са клетки с форма на процес с голямо ядро ​​и слабо изразена цитоплазма (клетки от ядрен тип). Клетъчните тела са локализирани в костните кухини (лакуни), а процесите са разположени в костните тубули. Многобройни костни тубули, анастомозиращи един с друг, проникват в костната тъкан, комуникирайки с периваскуларното пространство, образуват дренажната система на костната тъкан. Тази дренажна система съдържа тъканна течност, чрез която се осигурява обмен на вещества не само между клетките и тъканната течност, но и в междуклетъчното вещество.

Остеоцитите са дефинитивни форми на клетките и не се делят. Образуват се от остеобласти.

остеобластиоткрити само в развиващата се костна тъкан. В образуваната костна тъкан те обикновено се съдържат в неактивна форма в периоста. При развитието на костната тъкан остеобластите обграждат всяка костна пластина по периферията, плътно прилепнали една към друга.

Формата на тези клетки може да бъде кубична, призматична и ъглова. Цитоплазмата на остеобластите съдържа добре развит ендоплазмен ретикулум, ламеларен комплекс на Голджи, много митохондрии, което показва висока синтетична активност на тези клетки. Остеобластите синтезират колаген и гликозаминогликани, които след това се освобождават в извънклетъчното пространство. Благодарение на тези компоненти се образува органична матрица от костна тъкан.

Тези клетки осигуряват минерализация на междуклетъчното вещество чрез освобождаване на калциеви соли. Постепенно освобождавайки междуклетъчното вещество, те сякаш се заграждат и се превръщат в остеоцити. В същото време вътреклетъчните органели са значително намалени, синтетичната и секреторната активност е намалена и функционалната активност, характерна за остеоцитите, е запазена. Остеобластите, локализирани в камбиалния слой на периоста, са в неактивно състояние, синтетичните и транспортните органели са слабо развити в тях. Когато тези клетки са раздразнени (при наранявания, фрактури на кости и др.), В цитоплазмата бързо се развива гранулиран ER и ламеларен комплекс, активен синтез и освобождаване на колаген и гликозаминогликани, образуването на органична матрица (костен калус) , а след това образуването на окончателна костна тъкан. По този начин, благодарение на активността на остеобластите на периоста, костите се регенерират, когато са увредени.

остеокласти- клетките, разрушаващи костите, липсват в образуваната костна тъкан, но се съдържат в периоста и в местата на разрушаване и преструктуриране на костната тъкан. Тъй като локалните процеси на преструктуриране на костната тъкан непрекъснато се извършват в онтогенезата, остеокластите също задължително присъстват на тези места. В процеса на ембрионална остеохистогенеза тези клетки играят много важна роля и присъстват в голям брой. Остеокластите имат характерна морфология: тези клетки са многоядрени (3-5 или повече ядра), имат доста голям размер (около 90 микрона) и характерна форма - овална, но частта от клетката, съседна на костната тъкан, има плоска форма. форма. В плоската част могат да се разграничат две зони: централната (гофрирана част, съдържаща множество гънки и процеси) и периферната част (прозрачна) в тясна връзка с костната тъкан.В цитоплазмата на клетката, под ядрата, има множество лизозоми и вакуоли с различни размери.

Функционалната активност на остеокластите се проявява, както следва: в централната (гофрирана) зона на клетъчната основа въглеродната киселина и протеолитичните ензими се освобождават от цитоплазмата. Освободената въглена киселина предизвиква деминерализация на костната тъкан, а протеолитичните ензими разрушават органичната матрица на междуклетъчното вещество. Фрагменти от колагенови влакна се фагоцитират от остеокласти и се разрушават вътреклетъчно. Чрез тези механизми се получава резорбция (разрушаване) на костната тъкан и следователно остеокластите обикновено се локализират в депресиите на костната тъкан. След разрушаването на костната тъкан поради активността на остеобластите, които се изхвърлят от съединителната тъкан на съдовете, се изгражда нова костна тъкан.

междуклетъчно веществокостната тъкан се състои от основното (аморфно) вещество и влакна, които съдържат калциеви соли. Влакната се състоят от колаген и са нагънати в снопчета, които могат да бъдат подредени успоредно (подредено) или хаотично, въз основа на което се изгражда хистологичната класификация на костните тъкани. Основното вещество на костната тъкан, както и на други видове съединителна тъкан, се състои от гликозамино- и протеогликани.

Костната тъкан съдържа по-малко хондроитин сярни киселини, но повече лимонена и други, които образуват комплекси с калциевите соли. В процеса на развитие на костната тъкан първо се образува органична матрица - основното вещество и колагенови влакна, а след това в тях се отлагат калциеви соли. Те образуват кристали - хидроксиапатити, които се отлагат както в аморфно вещество, така и във влакна. Осигурявайки здравина на костите, калциевите фосфатни соли са едновременно депо на калций и фосфор в тялото. По този начин костната тъкан участва в минералния метаболизъм на тялото.

Когато изучавате костната тъкан, трябва ясно да разделите понятията „костна тъкан“ и „кост“.

Костене орган, чийто основен структурен компонент е костната тъкан.

КОСТНИ ТЪКАНИ

Строеж: клетки и междуклетъчно вещество.

Видове костна тъкан: 1) ретикулофиброзна, 2) ламеларна.

Също така, костните тъкани включват тъкани, специфични за зъбите: дентин, цимент.

в костната тъкан 2 различни клетки: 1) остеоцит и неговите прекурсори, 2) остеокласти.

Диференциален остеоцит : стволови и полустволови клетки, остеогенни клетки, остеобласти, остеоцити.

Клетките се образуват от слабо диференцирани мезенхимни клетки; при възрастни стволовите и полустволовите клетки се намират във вътрешния слой на периоста; по време на образуването на кост те се намират на повърхността му и около вътрекостните съдове.

остеобласти способни да се делят, подредени в групи, имат неравна повърхност и къси процеси, свързващи ги със съседните клетки. Синтетичният апарат е добре развит в клетките, т.к остеобластите участват в образуването на междуклетъчно вещество: те синтезират матрични протеини (остеонектин, сиалопротеин, остеокалцин), колагенови влакна, ензими (алкална фосфатаза и др.).

Функцията на остеобластите: синтез на междуклетъчно вещество, осигуряване на минерализация.

Основните фактори, активиращи остеобластите са: калцитонин, тироксин (тироидни хормони); естрогени (хормони на яйчниците); витамини C, D; пиезо ефекти, които възникват в костта при компресия.

Остеоцити - остеобласти, вградени в минерализирано междуклетъчно вещество. Клетките са разположени в празнини - кухини на междуклетъчното вещество. С техните процеси остеоцитите са в контакт един с друг, около клетките в празнините има междуклетъчна течност. Синтетичният апарат е по-слабо развит, отколкото в остеобластите.

Функция на остеоцитите: поддържане на хомеостазата в костната тъкан.

Остеокластит. Диференциален остеокластвключва моноцит диферон (развива се в червения костен мозък), след което моноцитът напуска кръвния поток и се трансформира в макрофаг. Няколко макрофага се сливат, за да образуват многоядрен симпласт остеокласт.Остеокластите съдържат много ядра и голям обем цитоплазма. Характерна е полярността (наличието на функционално неравномерни повърхности): цитоплазмената зона, съседна на повърхността на костта, се нарича гофрирана граница, има много цитоплазмени израстъци и лизозоми.

Функции на остеокластите: разрушаване на влакна и аморфно костно вещество.

Костна резорбцияостеокласт: първият етап е прикрепване към костта с помощта на протеини (интегрини, витронектини и др.), за да се осигури запечатване; вторият етап е подкисляването и разтварянето на минерали в зоната на разрушаване чрез изпомпване на водородни йони с участието на АТФази на мембраните на гофрирания ръб; третият етап е разтварянето на органичния субстрат на костта с помощта на лизозомни ензими (хидролази, колагенази и др.), Които остеокластите отстраняват чрез екзоцитоза до зоната на унищожаване.

Фактори, активиращи остеокластите: паратироиден хормон паратирин; пиезо ефекти, които се появяват в костта, когато тя се разтяга; безтегловност; липса на физическа активност (обездвижване) и др.

Фактори, които инхибират остеокластите: хормон на щитовидната жлеза калциотонин, хормони на яйчниците естроген.

междуклетъчно вещество на косттасе състои от колагенови влакна (типове колаген I, V) и основно (аморфно) вещество, състоящо се от 30% органични и 70% неорганични вещества. Органични костни вещества: гликозаминогликани, протеогликани; неорганични вещества: калциев фосфат, главно под формата на хидроксиапатитни кристали.

Най-големият обем при възрастен е пластинчатата костна тъкан, която е компактна и пореста. На повърхността на ламеларните кости в областта на закрепване на сухожилията, както и в шевовете на черепа, има ретикулофиброзна костна тъкан.

Костта като орган се състои от няколко тъкани: 1) костна тъкан, 2) надкостница: 2а) външен слой - PVNST, 2б) вътрешен слой - RVST, с кръвоносни съдове и нерви, както и стволови и полустволови клетки.

1. РЕТИКУЛОФИБРОЗА (ГРУБИ ВЛАКНА) КОСТНА ТЪКАН

Тази тъкан се образува в човешките фетуси като основа на костите. При възрастните той е слабо представен и се намира в шевовете на черепа в местата на закрепване на сухожилията към костите.

Структура: остеоцити и междуклетъчно вещество, в което снопове от колагенови минерализирани влакна са подредени произволно. Остеоцитите се намират в костните кухини. От повърхността части от костта са покрити с периост, от който ретикулофиброзна костна тъкан получава хранителни вещества чрез дифузия.

ЛАМИНИРАНА (ФИНА) КОСТНА ТЪКАН – основният тип костна тъкан в тялото на възрастен. Структура: остеоцити и междуклетъчно вещество, състоящо се от влакна (колаген или осеин) и аморфно вещество. Междуклетъчното вещество е представено от плочи с дебелина 3-10 микрона. В плочата влакната са разположени успоредно едно на друго, влакната на съседните плочи лежат под ъгъл едно спрямо друго. Между плочите са телата на остеоцитите в пролуките, а костните тубули с процеси на остеоцити проникват в плочите под прав ъгъл.

Видове ламеларна костна тъкан. Изградена от ламелна костна тъкан компактени гъбесто веществоповечето плоски и тръбести кости.

в гъбеста материякостните плочи са прави, са част от трабекули - комплекс от 2-3 успоредни плочи. Трабекулите ограничават кухини, пълни с червен костен мозък.

AT компактна костзаедно с прави плочи има концентрични плочи, които образуват остеони.

Хистологична структура на тръбната кост като орган. Тръбната кост се състои от диафиза - куха тръба, състояща се от здрава компактна кост и епифизи - разширяващите се краища на тази тръба, изградени от гъбесто вещество.

Костта като орган се състои от ламеларна костна тъкан, извън и отстрани на кухината на костния мозък, тя е покрита с мембрани на съединителната тъкан (надкостница, ендостеум). Костната кухина съдържа червен и жълт костен мозък, кръвоносни и лимфни съдове и нерви.

В костите се разграничават компактно (кортикално) веществокости и поресто (трабекуларно) вещество, които се образуват от ламелна костна тъкан. надкостница,или надкостница, се състои от външен (PVNST или PVOST) и вътрешен слой (RVST). Вътрешният слой съдържа остеогенни камбиални клетки, преостеобласти и остеобласти. Надкостницата участва в трофиката, развитието, растежа и регенерацията на костната тъкан. Endost- мембраната, покриваща костта от страна на костния мозък, се образува от хлабава влакнеста съединителна тъкан, където има остеобласти и остеокласти, както и други PBST клетки. Ставните повърхности на епифизите нямат периост и перихондриум. Те са покрити с вид хиалинен хрущял, наречен ставен хрущял.

Структурата на диафизата . Диафизата се състои от компактно вещество (кортикална кост), в което се разграничават три слоя: 1) външният слой от общи плочи; 2) средният слой е остеон; 3) вътрешния слой на общите плочи.

Външната и вътрешната обща плоча са прави плочи, в които остеоцитите ще получават храна от периоста и ендоста. Във външните общи плочи има перфориращи (Volkmann) канали, през които съдовете навлизат в костта от периоста в костта. В средния слой повечето от костните пластини са разположени в остеоните, а между остеоните лежат вложете плочи- остатъци от стари остеони след костно ремоделиране.

Остеониса структурни единици на компактното вещество на тръбната кост. Те са цилиндрични образувания, състоящи се от концентрични костни пластини, сякаш вмъкнати една в друга. В костните пластинки и между тях се намират телата на костните клетки и техните процеси, преминаващи в междуклетъчното вещество. Всеки остеон е разграничен от съседния остеон чрез линия на разцепване, образувана от основното вещество. В центъра на всеки остеон е канал (хаверсийски канал), където преминават кръвоносни съдове с RVST и остеогенни клетки. Съдовете на остеонните канали комуникират помежду си и със съдовете на костния мозък и периоста. На вътрешната повърхност на диафизата, граничеща с медуларната кухина, има костни напречни греди на спонгиозната кост.

Структурата на епифизата. Епифизата се състои от поресто вещество, чиито костни трабекули (греди) са ориентирани по протежение на силовите линии на натоварване, осигуряващи здравина на епифизата. Пространствата между гредите съдържат червен костен мозък.

Костна васкуларизация . Кръвоносните съдове образуват гъста мрежа във вътрешния слой на периоста. Оттук тръгват тънки артериални разклонения, които кръвоснабдяват остеоните, проникват в костния мозък през хранителните отвори и образуват захранваща мрежа от капиляри, преминаващи през остеоните.

инервация на костната тъкан . В периоста миелинизираните и немиелинизираните нервни влакна образуват плексуси. Някои от влакната придружават кръвоносните съдове и проникват с тях през хранителните отвори в остеонните канали и след това достигат до костния мозък.

Костно ремоделиране и обновяване . През целия живот на човек се извършва преструктуриране и обновяване на костната тъкан. Първичните остеони се разрушават и в същото време се появяват нови, както на мястото на старите остеони, така и от страна на периоста. Под въздействието на остеокластите костните пластини на остеона се разрушават и на това място се образува кухина. Този процес се нарича резорбциякостна тъкан. В кухината около останалия съд се появяват остеобласти, които започват да изграждат нови пластини, концентрично наслоени една върху друга. Така възникват вторични поколения остеони. Между остеоните има останки от разрушени остеони от предишни поколения - вложете плочи.

Трябва да се отбележи, че в безтегловност (при липса на гравитация и сили на привличане на Земята) настъпва разрушаване на костната тъкан от остеокласти, което се предотвратява при астронавтите чрез физически упражнения.

Възрастови промени . С възрастта общата маса на съединителнотъканните образувания се увеличава, съотношението на видовете колаген, гликозаминогликаните се променят, сулфатните съединения стават все по-многобройни. В ендоста на стареещата кост популацията на остеобластите намалява, но активността на остеокластите се увеличава, което води до изтъняване на компактния слой и преструктуриране на порестата кост.

При възрастни пълното изменение на костните образувания зависи от големината му и за бедрото е 7-12 години, за реброто 1 година. При възрастни хора, при жени в менопауза се наблюдава изразена декалцификация на костите - остеопороза.

Развитието на костната тъкан в ембриогенезата и в постнаталния период

Човешкият ембрион няма костна тъкан до началото на органогенезата (3-5 седмици). На мястото на бъдещите кости има остеогенни клетки или хрущялни образувания (хиалинен хрущял). На 6-та седмица от ембриогенезата се създават необходимите условия (активно развитие на хориона - бъдещата плацента и кълняемост на кръвоносните съдове с доставка на кислород), а развитието на костната тъкан започва в ембриогенезата, а след това и след раждането (постембрионално развитие ).

Развитието на костната тъкан в ембриона се осъществява по два начина: 1) директна остеогенеза- директно от мезенхима; и 2) индиректна остеогенеза- на мястото на модела на хрущялната кост, развит преди това от мезенхима. Постембрионалното развитие на костната тъкан се случва по време на физиологичната регенерация.

директна остеогенеза характеристика при образуването на плоски кости (например костите на черепа). Наблюдава се още през първия месец от ембриогенезата и включва три основни етапа: 1) образуване на остеогенни островчета от пролифериращи мезенхимни клетки; 2) диференциация на клетките на остеогенните острови в остеобласти и образуването на органична костна матрица (остеоид), докато някои от остеобластите се превръщат в остеоцити; другата част от остеобластите не е повърхността на междуклетъчното вещество, т.е. на повърхността на костта тези остеобласти ще станат част от периоста; 3) калцификация (калцификация) на остеоида - междуклетъчното вещество е импрегнирано с калциеви соли; образува се ретикулофиброзна костна тъкан; 4) преструктуриране и растеж на костта - старите участъци от груба фиброзна кост постепенно се разрушават и на тяхно място се образуват нови участъци от ламелна кост; поради периоста се образуват общи костни плочи, поради остеогенните клетки, разположени в адвентицията на съдовете на костта, се образуват остеони.

Развитие на кост на мястото на предварително образуван хрущялен модел (индиректна остеогенеза). Този тип развитие на костите е характерен за повечето кости на човешкия скелет (дълги и къси тръбести кости, прешлени, тазови кости). Първоначално се образува хрущялен модел на бъдещата кост, който служи като основа за нейното развитие, а по-късно хрущялът се разрушава и се заменя с костна тъкан.

Индиректна остеогенезазапочва през втория месец от ембрионалното развитие, завършва до 18-25-годишна възраст и включва следните етапи:

1) образование модел на хрущялна костот мезенхима в съответствие с моделите на хрущялната хистогенеза;

2) образование перихондрален костен маншет: във вътрешния слой на перихондриума се диференцират остеобласти, които започват да образуват костна тъкан; перихондриумът се заменя с надкостница;

3) образование ендохондрална кост в диафизата: перихондралната кост нарушава храненето на хрущяла, в резултат на което се появяват остеогенни острови в диафизата от мезенхима, който расте тук с кръвоносни съдове. Успоредно с това остеокластите разрушават костта с образуването на кухина на костния мозък;

4) образование ендохондрална кост в епифизата;

5) образуване епифизна плочарастеж в хрущяла (метаепифизен хрущял): на границата на епифизата и диафизата хондроцитите се събират в колони, тъй като растежът на непроменен дистален хрущял продължава. В колоната на хондроцитите има два противоположно насочени процеса: от една страна, възпроизвеждането на хондроцитите и растежа на хрущяла ( колонни клетки) в дисталната му част и в периосалната зона, дистрофични промени ( везикуларни хондроцити).

6) преструктуриране на ретикулофиброзна костна тъкан в ламеларна: старите части на костта постепенно се разрушават и на тяхно място се образуват нови; поради периоста се образуват общи костни плочи, поради остеогенните клетки, разположени в адвентицията на съдовете на костта, се образуват остеони.

С течение на времето в метаепифизната пластина на хрущяла процесите на клетъчно разрушаване започват да преобладават над процеса на неоплазма; хрущялната пластина изтънява и изчезва: костта спира да расте по дължина. Надкостницата осигурява растежа на тръбните кости в дебелина чрез апозиционен растеж. Броят на остеоните след раждането е малък, но до 25-годишна възраст броят им значително се увеличава.

Костна регенерация.Физиологичната регенерация на костните тъкани и тяхното обновяване се извършват бавно поради остеогенните клетки на периоста и остеогенните клетки в остеонния канал. Посттравматичната регенерация (репаративна) е по-бърза. Последователността на регенерацията съответства на схемата на остеогенезата. Процесът на костна минерализация се предшества от образуването на органичен субстрат (остеоид), в дебелината на който могат да се образуват хрущялни греди (в случай на нарушено кръвоснабдяване). Осификацията в този случай ще следва вида на индиректната остеогенеза (вижте диаграмата на индиректната остеогенеза).

Структурата на скелета на всеки възрастен включва 206 различни кости, всички те са различни по структура и роля. На пръв поглед те изглеждат твърди, негъвкави и безжизнени. Но това е погрешно впечатление, в тях непрекъснато протичат различни метаболитни процеси, разрушаване и регенерация. Те, заедно с мускулите и връзките, образуват специална система, която се нарича "мускулно-скелетна тъкан", чиято основна функция е мускулно-скелетната. Образува се от няколко вида специални клетки, които се различават по структура, функционални особености и значение. Костните клетки, тяхната структура и функции ще бъдат обсъдени допълнително.

Структурата на костната тъкан

Характеристики на пластинчатата костна тъкан

Образува се от костни пластини с дебелина 4-15 микрона. Те от своя страна се състоят от три компонента: остеоцити, основно вещество и тънки колагенови влакна. Всички кости на възрастен човек се образуват от тази тъкан. Колагеновите влакна от първия тип са разположени успоредно едно на друго и са ориентирани в определена посока, докато в съседните костни пластини са насочени в обратна посока и се пресичат почти под прав ъгъл. Между тях са телата на остеоцитите в празнините. Тази структура на костната тъкан й осигурява най-голяма здравина.

Гъбеста кост

Съществува и името "трабекуларно вещество". Ако направим аналогия, тогава структурата е сравнима с обикновена гъба, изградена от костни пластини с клетки между тях. Те са подредени последователно, в съответствие с разпределеното функционално натоварване. От гъбестото вещество са изградени предимно епифизите на дългите кости, някои са смесени и плоски, а всички са къси. Вижда се, че това са предимно леки и в същото време здрави части от човешкия скелет, които са подложени на натоварване в различни посоки. Функциите на костната тъкан са пряко свързани с нейната структура, която в този случай осигурява голяма площ за метаболитни процеси, извършвани върху нея, дава висока якост в комбинация с малка маса.

Плътно (компактно) костно вещество: какво е това?

Диафизите на тръбните кости се състоят от компактно вещество, освен това покрива техните епифизи с тънка плоча отвън. Тя е пронизана от тесни канали, през които преминават нервни влакна и кръвоносни съдове. Някои от тях са разположени успоредно на повърхността на костта (централни или хаверсови). Други излизат на повърхността на костта (хранещи отвори), през които артериите и нервите проникват навътре, а вените - навън. Централният канал, заедно със заобикалящите го костни пластинки, образува така наречената Хаверсова система (остеон). Това е основното съдържание на едно компактно вещество и те се разглеждат като негова морфофункционална единица.

Остеон - структурна единица на костната тъкан

Второто й име е системата на Хаверс. Това е колекция от костни пластини, които изглеждат като цилиндри, вмъкнати един в друг, пространството между тях е изпълнено с остеоцити. В центъра е Хаверсовият канал, през който преминават кръвоносните съдове, които осигуряват метаболизма в костните клетки. Между съседни структурни единици има интерстициални (интерстициални) плочи. Всъщност те са останки от остеони, които са съществували по-рано и са се срутили в момента, когато костната тъкан е била в процес на преструктуриране. Съществуват също общи и околни пластини, те образуват съответно най-вътрешния и най-външния слой на компактното костно вещество.

Периост: структура и значение

Въз основа на името може да се определи, че покрива костите отвън. Той е прикрепен към тях с помощта на колагенови влакна, събрани в дебели снопове, които проникват и се преплитат във външния слой на костните пластини. Има два ясно изразени слоя:

• външна (образува се от плътна влакнеста, неоформена съединителна тъкан, доминирана от влакна, разположени успоредно на повърхността на костта);
• вътрешният слой е добре изразен при деца и по-малко забележим при възрастни (образува се от хлабава фиброзна съединителна тъкан, в която има вретеновидни плоски клетки - неактивни остеобласти и техните предшественици).

Надкостницата изпълнява няколко важни функции. Първо, той е трофичен, т.е. осигурява хранене на костта, тъй като съдържа съдове на повърхността, които проникват вътре заедно с нервите през специални хранителни отвори. Тези канали захранват костния мозък. Второ, регенеративен. Това се обяснява с наличието на остеогенни клетки, които при стимулиране се трансформират в активни остеобласти, които произвеждат матрица и предизвикват изграждане на костна тъкан, осигурявайки нейната регенерация. Трето, механична или поддържаща функция. Тоест осигуряване на механичната връзка на костта с други структури, прикрепени към нея (сухожилия, мускули и връзки).

Функции на костната тъкан

Сред основните функции са следните:

1. Мотор, опора (биомеханичен).
2. Защитен. Костите предпазват от увреждане мозъка, кръвоносните съдове и нервите, вътрешните органи и др.
3. Хемопоетични: в костния мозък се извършва хемо- и лимфопоеза.
4. Метаболитна функция (участие в метаболизма).
5. Репараторна и регенеративна, състояща се във възстановяване и регенерация на костната тъкан.
6. роля в морфогенезата.
7. Костната тъкан е вид депо на минерали и растежни фактори.