Види кісткової тканини людини. Кісткові тканини: класифікація, будова, функції. Цитофункціональна характеристика остеобластів, остеоцитів, остеокластів. Будова кістки як органу. Загальна характеристика кісток людини

Кожна кістка людини є складним органом: вона займає певне положення в тілі, має свою форму і будову, виконує властиву їй функцію. В освіті кістки беруть участь усі види тканин, але переважає кісткова тканина.

Загальна характеристика кісток людини

Хрящ покриває лише суглобові поверхні кістки, зовні кістка покрита окістям, всередині розташований кістковий мозок. Кістка містить жирову тканину, кровоносні та лімфатичні судини, нерви.

Кісткова тканинамає високі механічні якості, її міцність можна порівняти з міцністю металу. Хімічний склад живої кістки людини містить: 50% води, 12,5% органічних речовин білкової природи (осеїн), 21,8% неорганічних речовин (переважно фосфат кальцію) та 15,7% жиру.

Види кісток за формоюподіляють на:

• Трубчасті (довгі - плечова, стегнова та ін; короткі - фаланги пальців);
• плоскі (лобова, тім'яна, лопатка та ін.);
• губчасті (ребра, хребці);
• змішані (клиноподібна, вилицька, нижня щелепа).

Будова кісток людини

Основною структурою одиницею кісткової тканини є остеон,який видно у мікроскоп при малому збільшенні. Кожен остеон включає від 5 до 20 концентрично розташованих кісткових пластин. Вони нагадують собою вставлені один в одного циліндри. Кожна платівка складається з міжклітинної речовини та клітин (остеобластів, остеоцитів, остеокластів). У центрі остеону є канал – канал остеону; у ньому проходять судини. Між сусідніми остеонами розташовані вставні кісткові платівки.

Кісткову тканину утворюють остеобласти, виділяючи міжклітинну речовину і замуровуючись у ній, вони перетворюються на остеоцити - клітини відростчастої форми, нездатні до мітозу, зі слабко вираженими органелами. Відповідно в сформованій кістці містяться в основному остеоцити, а остеобласти зустрічаються тільки в ділянках росту та регенерації кісткової тканини.

Найбільша кількість остеобластів знаходиться в окісті - тонкій, але щільній сполучно-тканинній пластинці, що містить багато кровоносних судин, нервових та лімфатичних закінчень. Окістя забезпечує зростання кістки в товщину та харчування кістки.

Остеокластимістять велику кількість лізосом та здатні виділяти ферменти, чим можна пояснити розчинення ними кісткової речовини. Ці клітини беруть участь у руйнуванні кістки. При патологічних станах у кістковій тканині кількість їх різко зростає.

Остеокласти мають значення й у розвитку кістки: у процесі побудови остаточної форми кістки вони руйнують обвапнений хрящ і навіть новостворену кістку, «підправляючи» її первинну форму.

Структура кістки: компактна та губчаста речовина

На розпилі, шліфах кістки розрізняють дві її структури. компактна речовина(кісткові пластинки розташовані щільно і впорядковано), розташоване поверхнево, та губчаста речовина(кісткові елементи розташовані пухко), що лежить усередині кістки.

Така будова кісток повною мірою відповідає основному принципу будівельної механіки - за найменшої витрати матеріалу та великої легкості забезпечити максимальну міцність споруди. Це підтверджується і тим, що розташування трубчастих систем та основних кісткових балок відповідає напрямку дії сили стиснення, розтягування та скручування.

Структура кісток є динамічною реактивною системою, що змінюється протягом усього життя людини. Відомо, що у людей, які займаються важкою фізичною працею, компактний шар кістки сягає відносно великого розвитку. Залежно від зміни навантаження на окремі частини тіла можуть змінюватися розташування кісткових балок та структура кістки загалом.

З'єднання кісток людини

Всі з'єднання кісток можна розділити на дві групи:

• Безперервні з'єднання, більш ранні розвитку у філогенезі, нерухомі або малорухливі по функції;
• перервні з'єднання, Пізніші по розвитку і більш рухливі за функцією.

Між цими формами існує перехідна – від безперервних до перервних чи навпаки – напівсуглоб.

Безперервне з'єднання кісток здійснюється за допомогою сполучної тканини, хрящової та кісткової тканини (кістки власне черепа). Перервне з'єднання кісток, або суглоб, є молодшим утворенням з'єднання кісток. Усі суглоби мають загальний план будови, що включає суглобову порожнину, суглобову сумку та суглобові поверхні.

Суглобова порожнинавиділяється умовно, тому що в нормі між суглобовою сумкою та суглобовими кінцями кісток порожнечі не існує, а знаходиться рідина.

Суглобова сумкаохоплює суглобові поверхні кісток, утворюючи герметичну капсулу. Суглобова сумка складається з двох шарів, зовнішній шар якої переходить у окістя. Внутрішній шар виділяє в порожнину суглоба рідину, що відіграє роль мастила, забезпечуючи вільне ковзання суглобових поверхонь.

Види суглобів

Суглобові поверхні кісток, що зчленовуються, покриті суглобовим хрящем. Гладка поверхня суглобових хрящів сприяє руху в суглобах. Суглобові поверхні за формою та величиною дуже різноманітні, їх прийнято порівнювати з геометричними фігурами. Звідси і назва суглобів за формою: кулясті (плечовий), еліпсоподібні (промене-зап'ястковий), циліндричні (промене-ліктьовий) та ін.

Так як рухи ланок, що зчленовуються, відбуваються навколо однієї, двох або багатьох осей, суглоби прийнято також ділити за кількістю осей обертанняна багатовісні (кулястий), двовісні (еліпсоподібний, сідлоподібний) та одновісні (циліндричний, блокоподібний).

Залежно від кількості кісток, що зчленовуютьсясуглоби поділяються на прості, в яких з'єднується дві кістки, і складні, в яких зчленовується більше двох кісток.

66562 1

Кісткова тканинає дуже досконалим спеціалізованим різновидом тканин внутрішнього середовища.

У цій системі гармонійно поєднуються такі протилежні властивості, як механічна міцність та функціональна пластичність, процеси новоутворення та руйнування.

Кісткова тканина складається з клітин та міжклітинної речовини, які характеризуються певною гістоархітектонікою. Основні клітини кісткової тканини – це остеобласти, остеоцити та остеокласти.

Остеобластимають овальну чи кубічну форму. Велике світле ядро ​​розташовується над центрі, воно дещо зміщено до периферії цитоплазми. Часто в ядрі виявляється кілька ядерців, що свідчить про високу синтетичну активність клітини.

Електронно-мікроскопічні дослідження показали, що значна частина цитоплазми остеобласту заповнена численними рибосомами та полісомами, канальцями гранулярної ендоплазматичної мережі, комплексом Гольджі, мітохондріями, а також особливими матриксними бульбашками. Остеобласти мають проліферативну активність, є продуцентами міжклітинної речовини і відіграють основну роль в мінералізації кісткового матриксу. Вони синтезують і секретують такі хімічні сполуки, як лужна фосфатаза, колагени, остеонектин, остеопонтин, остеокальцин, кісткові морфогенетичні білки та ін.

Синтезований остеобластами органічний матрикс кісткової тканини складається переважно (90-95 %) з колагену I типу, колагенів III-V та інших типів, а також з неколагенових білків (остеокальцин, остеопонтин, остеонектин, фосфопротеїни, кісткові морфогенетичні суббілки). Білки неколагенової природи мають властивості регуляторів мінералізації, остеоіндуктивних речовин, мітогенних факторів, регуляторів швидкості утворення колагенових фібрил. Тромбоспондин сприяє адгезії остеобластів до поднадкісткового остеоїду кістки людини. Остеокальцин вважається потенційним індикатором цих клітин.

Ультраструктура остеобластів свідчить про те, що їхня функціональна активність різна. Поряд з функціонально активними остеобластами, що мають високу синтетичну активність, є неактивні клітини. Найчастіше вони локалізуються на периферії кістки з боку кістковомозкового каналу та входять до складу окістя. Будова таких клітин відрізняється малим вмістом органел у цитоплазмі.

Остеоцитиє більш диференційованими клітинами, ніж остеобласти. Вони мають відросткову форму.

Відростки остеоцитів розташовуються в канальцях, що пронизують мінералізований кістковий матрикс у різних напрямках. Сплощені тіла остеоцитів знаходяться у спеціальних порожнинах – лакунах – і з усіх боків оточені мінералізованим кістковим матриксом. Значна частина цитоплазми остеоциту займає овоїдне ядро. Органели синтезу в цитоплазмі розвинені слабо: є нечисленні полісоми, короткі канальці ендоплазматичної мережі, поодинокі мітохондрії. У зв'язку з тим, що канальці сусідніх лакун анастомозують один з одним, відростки остеоцитів пов'язані між собою за допомогою спеціалізованих щілинних контактів. У невеликому просторі навколо тіл і відростків остеоцитів циркулює тканинна рідина, що містить певну концентрацію Са 2+ і РО 4 3- можуть містити немінералізовані або частково мінералізовані колагенові фібрили.

Функція остеоцитів полягає у збереженні цілісності кісткового матриксу за рахунок участі у регуляції мінералізації кісткової тканини та забезпечення відповіді на механічні стимули. В даний час накопичується все більше даних про те, що ці клітини беруть активну участь у метаболічних процесах, що протікають у міжклітинній речовині кістки, у підтримці сталості іонного балансу в організмі. Функціональна активність остеоцитів значною мірою залежить від стадії їх життєвого циклу та дії гормональних та цитокінових факторів.

Остеокласти- це великі багатоядерні клітини із різко оксифільною цитоплазмою. Вони є частиною фагоцитарно-макрофагальної системи організму, похідними до моноцитів крові.

На периферії клітини визначається гофрована щіткова облямівка. У цитоплазмі виявляється багато рибосом та полісом, мітохондрій, канальців ендоплазматичної мережі, добре розвинений комплекс Гольджі. Відмінною особливістю ультраструктури остеокластів є наявність великої кількості лізосом, фагосом, вакуолей та везикул.

Остеокласти мають здатність створювати локально біля своєї поверхні кисле середовище в результаті процесів гліколізу, що інтенсивно йдуть в цих клітинах. Кисле середовище в області безпосереднього контакту цитоплазми остеокластів та міжклітинної речовини сприяє розчиненню мінеральних солей та створює оптимальні умови для дії протеолітичних та інших ферментів лізосом. Цитохімічним маркером остеокластів є активність ізоферменту кислої фосфатази, який називається кислою нітрофенілфосфатазою. Функції остеокластів полягають у резорбції (руйнуванні) кісткової тканини та участі у процесі ремодуляції кісткових структур під час ембріонального та постнатального розвитку.

Міжклітинна речовина кісткових тканин складається з органічного та неорганічного компонентів. Органічні сполуки представлені колагенами I, III, IV, V, IX, XIII типів (близько 95 %), неколагеновими білками (кісткові морфогенетичні білки, остеокальцин, остеопонтин, тромбоспондин, кістковий сіалопротеїн та ін), глікозаміногліканами та ін. Неорганічна частина кісткового матриксу представлена ​​кристалами гідроксіапатиту, що містять у великій кількості іони кальцію та фосфору; у значно меншій кількості до його складу входять солі магнію, калію, фториди, бікарбонати.

Міжклітинна речовина кістки постійно оновлюється. Руйнування старої міжклітинної речовини являє собою досить складний і ще не ясний у багатьох деталях процес, в якому беруть участь усі типи клітин кісткової тканини та ряд гуморальних факторів, але особливо помітну та важливу роль відіграють остеокласти.

Типи кісткової тканини

Залежно від мікроскопічної будови розрізняють два основні різновиди кісткової тканини - ретикулофіброзну (грубоволокнисту) та пластинчасту.

Ретикулофіброзна кісткова тканинашироко представлена ​​в ембріогенезі та ранньому постнатальному гістогенезі кісток скелета, а у дорослих зустрічається у місцях прикріплення сухожиль до кісток, по лінії заростання черепних швів, а також у ділянці переломів.

Як в ембріогенезі, так і при регенерації ретикулофіброзна кісткова тканина з часом завжди заміщається пластинчастою. Характерним у будові ретикулофіброзної кісткової тканини є невпорядковане, дифузне розташування кісткових клітин у міжклітинній речовині. Потужні пучки колагенових волокон слабо мінералізовані та йдуть у різних напрямках. Щільність розташування остеоцитів у ретикулофіброзній кістковій тканині вища, ніж у пластинчастій, і вони не мають певної орієнтації по відношенню до колагенових (осеїнових) волокон.

Пластинчаста кісткова тканинає основною тканиною у складі практично всіх кісток людини. У цьому різновиді кісткової тканини мінералізована міжклітинна речовина утворює спеціальні кісткові пластинки товщиною 5-7 мкм.

Кожна кісткова пластинка є сукупністю близько розташованих один до одного паралельних колагенових волокон, просочених кристалами гідроксиапатиту. У сусідніх платівках волокна розташовуються під різними кутами, що надає кістки додаткової міцності. Між кістковими пластинками в лакунах упорядковано лежать кісткові клітини – остеоцити. Відростки остеоцитів по кістковим канальцям проникають в оточуючі їх платівки, вступаючи в міжклітинні контакти з іншими кістковими клітинами. Розрізняють три системи кісткових пластинок: оточуючі (генеральні, бувають зовнішніми і внутрішніми), концентричні (входять до структури остеону), вставні (є залишки руйнуються остеонів).

У складі кістки розрізняють компактну та губчасту речовину. Обидва вони утворені пластинчастою кістковою тканиною. Особливості гістоархітектоніки пластинчастої кістки будуть представлені далі в описі кістки як органу.

Хвороби суглобів
В.І. Мазурів

Хрящова тканина (textus cartilaginus) утворює суглобові хрящі, міжхребцеві диски, хрящі горла, трахеї, бронхів, зовнішнього носа. Складається хрящова тканина з хрящових клітин (хондробластів та хондроцитів) та щільної, пружної міжклітинної речовини.

Хрящова тканина містить близько 70-80% води, 10-15% органічних речовин, 4-7% солей. Близько 50-70% сухої речовини хрящової тканини – це колаген. Міжклітинна речовина (матрикс), що виробляється хрящовими клітинами, складається з комплексних сполук, до яких входять протеоглікани. гіалуронова кислота, молекули глікозаміногліканів. У хрящовій тканині присутні клітини двох типів: хондробласти (від грец. chondros – хрящ) та хондроцити.

Хондробласти – це молоді, здатні до мітотичного поділу округлі або овоїдні клітини. Вони продукують компоненти міжклітинної речовини хряща: протеоглікани, глікопротеїни, колаген, еластин. Цитолемма хондробластів утворює безліч мікроворсинок. Цитоплазма багата РНК, добре розвиненою ендоплазматичною мережею (зернистою та незернистою), комплексом Гольджі, мітохондріями, лізосомами, гранулами глікогену. Ядро хондробласта, багате на активний хроматин, має 1-2 ядерця.

Хондроцити - це великі зрілі клітини хрящової тканини. Вони округлі, овальні чи полігональні, з відростками, розвиненими органелами. Хондроцити розташовуються у порожнинах – лакунах, оточені міжклітинною речовиною. Якщо у лакуні одна клітина, то така лакуна називається первинною. Найчастіше клітини розташовуються у вигляді ізогенних груп (2-3 клітини), що займають порожнину вторинної лакуни. Стінки лакуни складаються з двох шарів: зовнішнього, утвореного колагеновими волокнами, та внутрішнього, що складається з агрегатів протеогліканів, які входять у контакт з глікокаліксом хрящових клітин.

Структурною та функціональною одиницею хрящів є хондрон, утворений клітиною або ізогенною групою клітин, навколоклітинним матриксом та капсулою лакуни.

Живлення хрящової тканини йде шляхом дифузії речовин із кровоносних судин надхрящниці. У тканину суглобових хрящів поживні речовини проникають із синовіальної рідини або з судин прилеглої кістки. Нервові волокна також локалізуються в надхрящниці, звідки окремі відгалуження безм'якотних нервових волокон можуть проникати всередину хрящової тканини.

Відповідно до особливостей будови хрящової тканини розрізняють три види хряща: гіаліновий, волокнистий та еластичний хрящ.

Гіаліновий хрящ, з якого у людини утворені хрящі дихальних шляхів, грудних кінців ребер та суглобових поверхонь кісток. У світловому мікроскопі основна речовина його є гомогенною. Хрящові клітини чи ізогенні групи їх оточені оксифільною капсулою. У диференційованих ділянках хряща розрізняють прилеглу до капсули базофільну зону та розташовану назовні від неї оксифільну зону; разом ці зони утворюють клітинну територію, чи хондриновий шар. Комплекс хондроцитів із хондриновою кулею зазвичай приймають за функціональну одиницю хрящової тканини – хондрон. Основну речовину між хондронами називають інтертериторіальними просторами.
Еластичний хрящ(Синонім: сітчастий, пружний) відрізняється від гіалінової наявністю в основному речовині гілкових мереж еластичних волокон. З нього збудовані хрящ вушної раковини, надгортанника, врисбергові та санторінові хрящі гортані.
Волокнистий хрящ(Синонім сполучнотканинний) розташований у місцях переходу щільної волокнистої сполучної тканини в гіаліновий хрящ і відрізняється від останнього наявністю в основному речовині справжніх колагенових волокон.

7.Кісткові тканина-розташування, будова, функції

Кісткова тканина є різновидом сполучної тканини та складається з клітин та міжклітинної речовини, в якій міститься велика кількість мінеральних солей, головним чином фосфат кальцію. Мінеральні речовини становлять 70% кісткової тканини, органічні – 30%.

Функції кісткових тканин:

1) опорна;

2) механічна;

3) захисний (механічний захист);

4) участь у мінеральному обміні організму (депо кальцію та фосфору).

Клітини кісткової тканини – остеобласти, остеоцити, остеокласти. Основними клітинами у сформованій кістковій тканині є остеоцити. Це клітини відростчастої форми з великим ядром та слабо вираженою цитоплазмою (клітини ядерного типу). Тіла клітин локалізуються у кісткових порожнинах (лакунах), а відростки – у кісткових канальцях. Численні кісткові канальці, анастомозуючи між собою, пронизують кісткову тканину, повідомляючись периваскулярним простором, утворюють дренажну систему кісткової тканини. У цій дренажній системі міститься тканинна рідина, за допомогою якої забезпечується обмін речовин не тільки між клітинами та тканинною рідиною, а й у міжклітинній речовині.

Остеоцити є дефінітивними формами клітин та не діляться. Утворюються вони з остеобластів.

Остеобластимістяться тільки в кістковій тканині, що розвивається. У сформованій кістковій тканині вони містяться зазвичай у неактивній формі в окістя. У кістковій тканині, що розвивається, остеобласти охоплюють по периферії кожну кісткову пластинку, щільно прилягаючи один до одного.

Форма цих клітин може бути кубічною, призматичною і незграбною. У цитоплазмі остеобластів містяться добре розвинена ендоплазматична мережа, пластинчастий комплекс Гольджі, багато мітохондрій, що свідчить про високу синтетичну активність цих клітин. Остеобласти синтезують колаген та глікозаміноглікани, які потім виділяють у міжклітинний простір. За рахунок цих компонентів формується органічний матрикс кісткової тканини.

Ці клітини забезпечують мінералізацію міжклітинної речовини у вигляді виділення солей кальцію. Поступово виділяючи міжклітинну речовину, вони ніби замуровуються і перетворюються на остеоцити. При цьому внутрішньоклітинні органели значною мірою редукуються, синтетична та секреторна активність знижується і зберігається функціональна активність, властива остеоцитам. Остеобласти, що локалізуються в камбіальному шарі окістя, знаходяться в неактивному стані, синтетичні та транспортні органели в них розвинені слабо. При подразненні цих клітин (у разі травм, переломів кісток тощо) у цитоплазмі швидко розвиваються зерниста ЕПС та пластинчастий комплекс, відбувається активний синтез та виділення колагену та глікозаміногліканів, формування органічного матриксу (кісткової мозолі), а потім і формування дефінітивної кісткової. тканини. Таким способом за рахунок діяльності остеобластів окістя відбувається регенерація кісток при їх ушкодженні.

Остеокласти- костеруйнуючі клітини, у сформованій кістковій тканині відсутні, але містяться в окістя і в місцях руйнування та перебудови кісткової тканини. Оскільки в онтогенезі безперервно здійснюються локальні процеси перебудови кісткової тканини, то й у цих місцях обов'язково присутні й остеокласти. У процесі ембріонального остеогістогенезу ці клітини відіграють дуже важливу роль і присутні у великій кількості. Остеокласти мають характерну морфологію: ці клітини є багатоядерними (3 – 5 і більше ядер), мають досить великий розмір (близько 90 мкм) та характерну форму – овальну, але частина клітини, що прилягає до кісткової тканини, має плоску форму. У плоскій частині можна виділити дві зони: центральну (гофровану частину, що містить численні складки та відростки, і периферична частина (прозору) тісно стикається з кістковою тканиною. У цитоплазмі клітини, під ядрами, розташовуються численні лізосоми і вакуолі різної величини.

Функціональна активність остеокласту проявляється так: у центральній (гофрованій) зоні основи клітини з цитоплазми виділяються вугільна кислота та протеолітичні ферменти. Вугільна кислота, що виділяється, викликає демінералізацію кісткової тканини, а протеолітичні ферменти руйнують органічний матрикс міжклітинної речовини. Фрагменти колагенових волокон фагоцитуються остеокластами та руйнуються внутрішньоклітинно. За допомогою цих механізмів відбувається резорбція (руйнування) кісткової тканини, тому остеокласти зазвичай локалізуються в поглибленнях кісткової тканини. Після руйнування кісткової тканини за рахунок діяльності остеобластів, що виселяються із сполучної тканини судин, відбувається побудова нової кісткової тканини.

Міжклітинна речовинакісткової тканини складається з основної (аморфної) речовини та волокон, у яких містяться солі кальцію. Волокна складаються з колагену і складаються в пучки, які можуть розташовуватись паралельно (упорядковано) або неупорядковано, на підставі чого і будується гістологічна класифікація кісткових тканин. Основна речовина кісткової тканини, як і інших різновидів сполучних тканин, складається з глікозамін- та протеогліканів.

У кістковій тканині міститься менше хондроїтинсерних кислот, але більше лимонної та інших, які утворюють комплекси із солями кальцію. У процесі розвитку кісткової тканини спочатку утворюється органічний матрикс – основна речовина та колагенові волокна, а потім уже в них відкладаються солі кальцію. Вони утворюють кристали – гидрооксиапатити, які відкладаються як і аморфному речовині, і у волокнах. Забезпечуючи міцність кісток, фосфорнокислі солі кальцію також одночасно і депо кальцію і фосфору в організмі. Таким чином, кісткова тканина бере участь у мінеральному обміні організму.

При вивченні кісткової тканини слід чітко розділяти поняття «кісткова тканина» та «кістка».

Кістка- Це орган, основним структурним компонентом якого є кісткова тканина.

КІСТКІ ТКАНИНИ

Будова: клітини та міжклітинна речовина.

Види кісткової тканини: 1) ретикулофіброзна; 2) пластинчаста.

Також до кісткових тканин відносяться специфічні для зубів тканини: дентин, цемент.

У кістковій тканині 2 диферони клітин: 1) остеоцит та його попередники; 2) остеокласт.

Дифферон остеоциту : стовбурові та напівстволові клітини, остеогенні клітини, остеобласти, остеоцити.

Клітини утворюються з малодиференційованих клітин мезенхіми; у дорослих стовбурові та напівстволові клітини є у внутрішньому шарі окістя, під час утворення кістки знаходяться на її поверхні та навколо внутрішньокісткових судин.

Остеобласти здатні до поділу, розташовуються групами, мають нерівну поверхню та короткі відростки, що зв'язують їх із сусідніми клітинами. У клітинах добре розвинений синтетичний апарат, т.к. остеобласти беруть участь в утворенні міжклітинної речовини: синтезують білки матриксу (остеонектин, сіалопротеїн, остеокальцин), колагенові волокна, ферменти (лужна фосфатаза та ін.).

Функція остеобластів: синтез міжклітинних речовин, забезпечення мінералізації.

Основні фактори, що активують остеобласти: кальцитонін, тироксин (гормони щитовидної залози); естрогени (гормони яєчників); вітаміни С, Д; п'єзо-ефекти, що виникають у кістки при стисканні.

Остеоцити – замуровані в мінералізовану міжклітинну речовину остеобласти. Клітини знаходяться у лакунах – порожнинах міжклітинної речовини. Своїми відростками остеоцити контактують один з одним, навколо клітин у лакунах знаходиться міжклітинна рідина. Синтетичний апарат розвинений слабше, ніж у остеобластах.

Функція остеоцитів: підтримка гомеостазу у кістковій тканині.

Остеокласт. Діфферон остеокластувключає дифферон моноциту (розвивається у червоному кістковому мозку), потім моноцит виходить із кровоносного русла і трансформується в макрофаг. Декілька макрофагів зливаються, і утворюється багатоядерний симпласт - остеокласт.В остеокласті багато ядер, великий обсяг цитоплазми. Характерна полярність (наявність функціонально нерівнозначних поверхонь): зона цитоплазми, що прилягає до кісткової поверхні, називається гофрованою облямівкою, тут багато цитоплазматичних виростів та лізосом.

Функції остеокластів: руйнування волокон та аморфної речовини кістки.

Резорбція кісткиостеокластом: перший етап – прикріплення до кістки за допомогою білків (інтегрини, вітронектини та ін) для забезпечення герметизації; другий етап – закислення та розчинення мінералів у ділянці руйнування шляхом накачування іонів водню за участю АТФаз мембран гофрованого краю; третій етап – розчинення органічного субстрату кістки за допомогою ферментів лізосом (гідролази, колагенази та ін), які остеокласт виводить екзоцитозом у зону руйнування.

Чинники, що активують остеокласти: гормон паращитовидної залози; паратирин; п'єзо-ефекти, що виникають у кістки при її розтягуванні; невагомість; відсутність фізичного навантаження (іммобілізація) та ін.

Чинники, які пригнічують остеокласти: гормон щитовидної залози кальціотонін, гормони яєчників естрогени.

Міжклітинна речовина кісткискладається з колагенових волокон (колаген I, V типів) та основної (аморфної) речовини, що складається з 30% органічних та 70% неорганічних речовин. Органічні речовини кістки: глікозаміноглікани, протеоглікани; неорганічні речовини: фосфат кальцію, переважно у вигляді кристалів гідроксиапатиту.

Найбільший об'єм у дорослої людини становить пластинчаста кісткова тканина, яка буває компактною та губчастою. На поверхні пластинчастих кісток у зоні прикріплення сухожиль, а також у швах черепа знаходиться ретикулофіброзна кісткова тканина.

Кістка як орган складається з декількох тканин: 1) кісткова тканина, 2) окістя: 2а) зовнішній шар – ПВНСТ, 2б) внутрішній шар – РВСТ, з кровоносними судинами та нервами, а також стовбуровими та напівстволовими клітинами.

1. РЕТИКУЛОФІБРОЗНА (ГРУБОВОЛОКНИСТА) КІСТКА Тканина

Ця тканина формується у плодів людини як основа кісток. У дорослих вона представлена ​​незначно і знаходиться у швах черепа у місцях прикріплення сухожиль до кісток.

Будова: остеоцити та міжклітинна речовина, в якій пучки колагенових мінералізованих волокон розташовані хаотично. Остеоцити знаходяться у кісткових порожнинах. З поверхні ділянки кістки покриті окістям, з якої ретикулофіброзна кісткова тканина отримує поживні речовини шляхом дифузії.

ПЛАСТИНЧАТА (ТОНКОВОЛОКНИСТА) КІСТКА Тканина – основний вид кісткової тканини у дорослому організмі. Будова: остеоцити та міжклітинна речовина, що складається з волокон (колагенові або осеїнові) та аморфної речовини. Міжклітинна речовина представлена ​​пластинками завтовшки 3-10 мкм. У платівці волокна розташовуються паралельно одне одному, волокна сусідніх пластин лежать під кутом друг до друга. Між пластинками знаходяться тіла остеоцитів у лакунах, а кісткові канальці з відростками остеоцитів пронизують пластинки під прямим кутом.

Види пластинчастої кісткової тканини. З пластинчастої кісткової тканини побудовано компактнеі губчаста речовинабільшості плоских та трубчастих кісток.

У губчастій речовинікісткові пластинки прямі, входять до складу трабекул - комплекс 2-3 паралельно розташованих пластинок. Трабекули відмежовують порожнини, заповнені червоним кістковим мозком.

У компактної кісткипоряд із прямими пластинками знаходяться концентричні пластинки, що утворюють остеони.

Гістологічна будова трубчастої кістки як органу. Трубчаста кістка складається з діафіза - порожнистої трубки, що складається з міцної компактної кістки, і епіфізів - кінців цієї трубки, що розширюються, побудовані з губчастої речовини.

Кістка як орган складається з пластинчастої кісткової тканини, зовні та з боку кістковомозкової порожнини вона покрита сполучнотканинними оболонками (окістя, ендост). У порожнині кістки знаходиться червоний та жовтий кістковий мозок, кровоносні та лімфатичні судини та нерви.

У кістки розрізняють компактна (кортикальна) речовинакістки та губчаста (трабекулярна) речовина, які утворені пластинчастою кістковою тканиною Окістя,або періост, складається із зовнішнього (ПВНСТ або ПВОСТ) та внутрішнього шару (РВСТ). Внутрішній шар містить остеогенні камбіальні клітини, преостеобласти, остеобласти. Окістя бере участь у трофіці кісткової тканини, розвитку, зростанні та регенерації. Ендост– оболонка, що покриває кістку з боку кісткового мозку, утворена пухкою волокнистою сполучною тканиною, де є остеобласти та остеокласти, а також інші клітини РВСТ. Суглобові поверхні епіфізів не мають окістя і надхрящниці. Вони вкриті різновидом гіалінового хряща – суглобовим хрящем.

Будова діафіза . Діафіз складається з компактної речовини (кортикальної кістки), в якій розрізняють три шари: 1) зовнішній шар загальних пластин; 2) середній шар-остеонний; 3) внутрішній шар загальних платівок.

Зовнішні та внутрішні загальні платівки – це прямі платівки, в них остеоцити отримають харчування з окістя та ендосту. У зовнішніх загальних пластинках знаходяться прободаючі (фолькманові) канали, якими з окістя всередину кістки входять судини. У середньому шарі більшість кісткових пластин розташовуються в остеонах, а між остеонами лежать вставні платівки- Залишки старих остеонів після перебудови кістки.

Остеониє структурними одиницями компактної речовини трубчастої кістки. Вони є циліндричні утворення, що складаються з концентричних кісткових пластинок, як би вставлених один в одного. У кісткових пластинках і з-поміж них розташовуються тіла кісткових клітин та його відростки, які у межклеточном речовині. Кожен остеон відмежований від сусіднього остеону спайною лінією, утвореною основною речовиною. У центрі кожного остеону знаходиться канал (Гаверсів канал), де проходять кровоносні судини з РВСТ та остеогенними клітинами. Судини каналів остеонів повідомляються один з одним і з судинами кісткового мозку та окістя. На внутрішній поверхні діафіза, що межує з кістковомозковою порожниною, знаходяться кісткові перекладини губчастої речовини кістки.

Будова епіфіза. Епіфіз складається з губчастої речовини, кісткові трабекули (балки) якої орієнтовані вздовж силових ліній навантаження, забезпечуючи міцність епіфізу. У просторах між балками є червоний кістковий мозок.

Васкуляризація кісткової тканини . Кровоносні судини утворюють у внутрішньому шарі окістя густу мережу. Звідси беруть початок тонкі артеріальні гілочки, які кровопостачають остеони, проникають у кістковий мозок через живильні отвори і утворюють мережу капілярів, що проходить по остеонах.

Іннервація кісткової тканини . У окісті мієлінові та безмієлінові нервові волокна утворюють сплетення. Частина волокон супроводжують кровоносні судини та проникають з ними через поживні отвори в канали остеонів і далі досягають кісткового мозку.

Перебудова та оновлення кісткової тканини . Протягом усього життя людини відбувається перебудова та оновлення кісткової тканини. Руйнуються первинні остеони і водночас з'являються нові, як дома старих остеонів, і з боку периоста. Під впливом остеокластів кісткові пластинки остеону руйнуються, і цьому місці утворюється порожнину. Цей процес називається резорбцієюкісткової тканини. У порожнині навколо судини, що залишилася, з'являються остеобласти, які починають будувати нові пластинки, що концентрично нашаровуються один на одного. Так з'являються вторинні генерації остеонів. Між остеонами розташовуються залишки зруйнованих остеонів колишніх генерацій. вставні платівки.

Слід зазначити, що у невагомості (відсутності сили тяжкості та сил тяжіння Землі) відбувається руйнування кісткової тканини остеокластами, що запобігається у космонавтів фізичними вправами.

Вікові зміни . З віком збільшується загальна маса сполучнотканинних утворень, змінюється співвідношення типів колагену, глікозаміногліканів, більше стає сульфатованих сполук. В ендості старіючої кістки зменшується популяція остеобластів, але зростає активність остеокластів, що веде до витончення компактного шару та перебудови губчастої речовини кістки.

У дорослих повна зміна утворень кістки залежить від її розміру та для стегна становить 7-12 років, для ребра 1 рік. У осіб похилого віку, у жінок у менопаузі відбувається виражена декальцинація кісток – остеопороз.

Розвиток кісткової тканини в ембріогенезі та постнатальний період

Зародок людини до початку органогенезу (3-5 тижнів) не має кісткової тканини. На місці майбутніх кісток знаходяться остеогенні клітини або хрящові утворення (гіаліновий хрящ). На 6 тижні ембріогенезу створюються необхідні умови (активний розвиток хоріону – майбутньої плаценти, та проростання судин із забезпеченням киснем), і починається розвиток кісткової тканини в ембріогенезі, а потім після народження (постембріональний розвиток).

Розвиток кісткової тканини в ембріона здійснюється двома способами: 1) прямий остеогенез- безпосередньо з мезенхіми; і 2) непрямий остеогенез– на місці раніше розвиненої з мезенхіми хрящової моделі кістки. Постембріональний розвиток кісткової тканини відбувається при фізіологічній регенерації.

Прямий остеогенез характерний для формування плоских кісток (наприклад, кісток черепа). Він спостерігається вже в перший місяць ембріогенезу і включає три основні стадії: 1) формування остеогенних острівців з клітин мезенхіми, що розмножуються; 2) диференціювання клітин остеогенних острівців в остеобласти та утворення органічного матриксу кістки (остеоїду), при цьому частина остеобластів перетворюються на остеоцити; інша частина остеобластів виявляється на поверхні міжклітинної речовини, тобто. на поверхні кістки, ці остеобласти увійдуть до складу окістя; 3) звапніння (кальцифікація) остеоїду – міжклітинна речовина просочується солями кальцію; утворюється ретикулофіброзна кісткова тканина; 4) перебудова та зростання кістки – старі ділянки грубоволокнистої кістки поступово руйнуються і на їх місці утворюються нові ділянки пластинчастої кістки; за рахунок окістя утворюються загальні кісткові пластинки, за рахунок остеогенних клітин, що знаходяться в адвентиції судин кістки, утворюються остеони.

Розвиток кістки дома раніше утвореної хрящової моделі (непрямий остеогенез). Цей вид розвитку кістки характерний більшості кісток скелета людини (довгі і короткі трубчасті кістки, хребці, кістки таза). Спочатку формується хрящова модель майбутньої кістки, яка є основою для її розвитку, а надалі хрящ руйнується та заміщується кістковою тканиною.

Непрямий остеогенезпочинається на другому місяці ембріонального розвитку, закінчується до 18-25 років і включає наступні стадії:

1) освіта хрящової моделі кісткиз мезенхіми відповідно до закономірностей гістогенезу хряща;

2) освіта перихондральної кісткової манжетки: у внутрішньому шарі надхрящниці диференціюються остеобласти, які починають утворювати кісткову тканину; надхрящниця замінюється окістям;

3) освіта енхондральної кістки у діафізі: перихондральна кістка порушує харчування хряща, в результаті в діафізі з'являються остеогенні острівці з мезенхіми, що вростає сюди, з кровоносними судинами. Паралельно з цим остеокласти руйнують кістку з утворенням кістково-мозкової порожнини;

4) освіта енхондральної кістки в епіфізі;

5) формування епіфізарної платівкизростання в хрящі (метаепіфізарний хрящ): на межі епіфіза та діафіза хондроцити збираються в колонки, оскільки зростання незмінених дистальних відділів хряща продовжується. У колонці хондроцитів йдуть два протилежно спрямовані процеси: з одного боку розмноження хондроцитів і зростання хряща ( стовпчасті клітини) у його дистальному відділі та в навколокістковій зоні дистрофічні зміни ( пухирчасті хондроцити).

6) перебудова ретикулофіброзної кісткової тканини в пластинчасту: старі ділянки кістки поступово руйнуються та на їх місці утворюються нові; за рахунок окістя утворюються загальні кісткові пластинки, за рахунок остеогенних клітин, що знаходяться в адвентиції судин кістки, утворюються остеони.

Згодом у метаепіфізарної платівці хряща процеси руйнування клітин починають переважати над процесом новоутворення; хрящова пластинка стоншується і зникає: кістка перестає рости в довжину. Періост забезпечує зростання трубчастих кісток у товщину шляхом опозиційного зростання. Кількість остеонів після народження невелика, але вже до 25 років їхня кількість значно збільшується.

Регенерація кісткової тканини.Фізіологічна регенерація кісткових тканин та їх оновлення відбуваються повільно за рахунок остеогенних клітин окістя та остеогенних клітин у каналі остеону. Посттравматична регенерація (репаративна) протікає швидше. Послідовність регенерації відповідає схемі остеогенезу. Процесу мінералізації кістки передує формування органічного субстрату (остеоїду), у товщі якого можуть утворитися балки хряща (при порушеному кровопостачанні). Осифікація в цьому випадку йтиме на кшталт непрямого остеогенезу (див. схему непрямого остеогенезу).

До складу скелета будь-якої дорослої людини входить 206 різних кісток, всі вони різні за будовою та роллю. На перший погляд вони здаються твердими, негнучкими та неживими. Але це помилкове враження, у яких безперервно відбуваються різні обмінні процеси, руйнація та регенерація. Вони, разом з м'язами і зв'язками, утворюють особливу систему, що зветься "кістково-м'язова тканина", основна функція якої - опорно-рухова. Вона утворена з декількох видів особливих клітин, які різняться за структурою, функціональними особливостями та значенням. Про кісткові клітини, їх будову і функції далі й йтиметься.

Будова кісткової тканини

Особливості пластинчастої кісткової тканини

Вона утворена кістковими пластинками, що мають товщину 4-15 мкм. Вони, у свою чергу, складаються з трьох компонентів: остеоцитів, основної речовини та колагенових тонких волокон. З цієї тканини утворені всі кістки дорослої людини. Волокна колагену першого типу лежать паралельно щодо один одного і орієнтовані у певному напрямку, у сусідніх кісткових пластинок вони спрямовані в протилежний бік і перехрещуються практично під прямим кутом. Між ними знаходяться тіла остеоцитів у лакунах. Така будова кісткової тканини забезпечує найбільшу міцність.

Губчаста речовина кістки

Зустрічається також назва "трабекулярна речовина". Якщо проводити аналогію, то структура можна порівняти зі звичайною губкою, побудованою з кісткових пластинок з осередками між ними. Розташовані вони впорядковано, відповідно до розподіленого функціонального навантаження. З губчастої речовини в основному збудовані епіфізи довгих кісток, частина змішаних і плоских і всі короткі. Видно, що в основному це легкі і водночас міцні частини скелета людини, які зазнають навантаження у різних напрямках. Функції кісткової тканини знаходяться у прямому взаємозв'язку з її будовою, яка в даному випадку забезпечує велику площу для метаболічних процесів, що здійснюються на ній, надає високу міцність у сукупності з невеликою масою.

Щільна (компактна) речовина кістки: що це?

З компактної речовини складаються діафізи трубчастих кісток, крім того, вона тонкою пластинкою покриває епіфізи їх зовні. Його пронизують вузькі канали, через них проходять нервові волокна та кровоносні судини. Деякі з них розташовуються паралельно кістковій поверхні (центральні або гаверсові). Інші виходять на поверхню кістки (поживні отвори), через них усередину проникають артерії та нерви, а назовні – вени. Центральний канал, разом з оточуючими його кістковими пластинками, утворює так звану гаверсову систему (остеон). Це основний вміст компактної речовини та їх розглядають як її морфофункціональну одиницю.

Остеон - структурна одиниця кісткової тканини

Друга його назва – гаверсова система. Це сукупність кісткових пластинок, що мають вигляд циліндрів, вставлених один в одного, простір між ними заповнюють остеоцити. У центрі розташовується гаверсовий канал, через нього проходять забезпечують обмін речовин у кісткових клітинах кровоносні судини. Між сусідніми структурними одиницями є вставні (інтерстиціальні) платівки. По суті вони є залишками остеонів, які існували раніше і зруйнувалися в той момент, коли кісткова тканина зазнавала перебудови. Також існують ще генеральні та навколишні пластинки, вони утворюють найвнутрішній і зовнішній шар компактної речовини кістки відповідно.

Окістя: будова та значення

Виходячи з назви можна визначити, що вона покриває кістки зовні. Прикріплюється вона до них за допомогою колагенових волокон, зібраних у товсті пучки, які проникають та сплітаються із зовнішнім шаром кісткових пластинок. Має два виражені шари:

• зовнішній (його утворює щільна волокниста, неоформлена сполучна тканина, в ній переважають волокна, що розташовані паралельно до поверхні кістки);
• внутрішній шар добре виражений у дітей і менш помітний у дорослих (утворений пухкою волокнистою сполучною тканиною, в якій є веретеноподібні плоскі клітини – неактивні остеобласти та їх попередники).

Окістя виконує кілька важливих функцій. По-перше, трофічну, тобто забезпечує кістку живленням, оскільки на поверхні містить судини, які проникають усередину разом із нервами через спеціальні живильні отвори. Ці канали живлять кістковий мозок. По-друге, регенераторну. Вона пояснюється наявністю остеогенних клітин, які при стимуляції трансформуються в активні остеобласти, що виробляють матрикс та викликають нарощування кісткової тканини, що забезпечують її регенерацію. По-третє, механічну чи опорну функцію. Тобто забезпечення механічного зв'язку кістки з іншими структурами, що прикріплюються до неї (сухожиллями, м'язами і зв'язками).

Функції кісткової тканини

Серед основних функцій можна перерахувати такі:

1. Двигуна, опорна (біомеханічна).
2. Захисна. Кістки оберігають від ушкоджень головний мозок, судини та нерви, внутрішні органи тощо.
3. Кровотворна: у кістковому мозку відбувається гемо- та лімфопоез.
4. Метаболічна функція (участь обміні речовин).
5. Репараторна та регенераторна, що полягають у відновленні та регенерації кісткової тканини.
6. Морфтворююча роль.
7. Кісткова тканина – це своєрідне депо мінеральних речовин та ростових факторів.