Структура костной ткани и кровообращение; Центр по лечению асептического некроза

Помогите пожалуйста! Назовите клетки костной ткани, проведите их функциональные характеристики.

Остеоциты: строение и функции Эти клетки составляют основу зрелой костной ткани. Форма у них веретенообразная, с множеством отростков. Органелл значительно меньше по сравнению с остеобластами, есть округлое ядро (в нем преобладает гетеохроматин) с ядрышком. Остеоциты располагаются в лакунах, но непосредственно с матриксом не соприкасаются, а окружены тонким слоем костной жидкости. За счет нее осуществляется питание клеток. Аналогично отделены и их отростки, имеющие достаточно большую длину до 50 мкм, располагающиеся в специальных канальцах. Их очень много, костная ткань буквально пронизана ими, они образуют ее дренажную систему, в которой и содержится тканевая жидкость. Через нее осуществляется обмен веществ между межклеточным веществом и клетками. Также стоит отметить, что они не делятся, а образуются из остеобластов и являются основными компонентами в сформировавшейся костной ткани. Основная функция остеоцитов – поддержание нормального состояния костного матрикса и баланса кальция и фосфора в организме. Они способны воспринимать механические напряжения, и чувствительны к электрическим потенциалам, возникающим при действии деформирующих сил. Реагируя на них, они запускают локальный процесс, при котором соединительная костная ткань начинает перестраиваться.

Остеокласты Такое название получили крупные клетки, содержащие от 5 до 100 ядер, имеющие моноцитарное происхождение, разрушающие кости и хрящи или, по-другому, вызывающие их резорбцию. В цитоплазме остеокластов содержится много митохондрий, элементов ЭПС (зернистой) и аппарат Гольджи, рибосомы, а также различные по функции лизосомы. В ядрах содержится большое количество хроматина и есть хорошо различимые ядрышки. Также имеется достаточное количество цитоплазматических отростков, больше всего их располагается на поверхности, прилегающей к разрушаемой кости. Они увеличивают площадь соприкосновения с ней. Костная ткань начинает разрушаться при повышении уровня особого гормона (паратиреоидного), который приводит к активации остеокластов. Механизм этого процесса связывают с выделением ими углекислого газа, который под воздействием специального фермента (карбоангидраза) превращается в кислоту, имеющую название угольная, она и растворяет соли кальция.

Остеобласты – это клетки костной ткани, располагающиеся в верхних ее слоях, имеющие многоугольную, кубическую форму с различного вида отростками. Внутреннее содержимое мало чем отличается от других. Хорошо развитый зернистый эндоплазматический ретикуллум содержит различные элементы, рибосомы, аппарат Гольджи, округлой или овальной формы ядро богатое хроматином и содержащее ядрышко. Снаружи эти клетки костной ткани окружены тончайшими микрофибриллами. Главная функция остеобластов – синтез компонентов межклеточного вещества. Это коллаген (преимущественно первого типа), гликопротеины матрикса (остеокальцин, остеонектин, остеопонтин, костный сиалопротеин), протеогликаны (бигликан, гиалуроновая кислота, декорин), а также различные костные морфогенетические белки, факторы роста, ферменты, фосфопротеины. Нарушение выработки всех этих соединений остеобластами наблюдается при некоторых заболеваниях. Например, недостаток витамина С (цинга) у детей характеризуется нарушением развития и роста костей вследствие дефекта синтеза коллагена и гликозаминогликанов. По этой же причине и замедляется восстановление костной ткани, заживление при переломах.

Зрелые клетки костной ткани

Костная ткань является основной опорной тканью и структурным материалом для костей, т. е. для скелета. Полностью дифференцированная кость является самым прочным материалом организма, за исключением зубной эмали. Она очень устойчива к сжатию и растяжению и исключительно устойчива к деформациям. Поверхность кости (за исключением сочлененных поверхностей) покрыта оболочкой (надкостницей), которая обеспечивает заживление кости после переломов.

Костные клетки и межклеточное вещество

Костные клетки (остеоциты) соединяются между собой длинными отростками и со всех сторон окружены основным веществом кости (внеклеточным матриксом). По составу и строению основное вещество кости своеобразно. Внеклеточный матрикс заполнен коллагеновыми волокнами, расположенными в основном веществе, богатом неорганическими солями (соли кальция, в первую очередь фосфат и карбонат).

Читайте также:  Правильно расшифруем анализ крови, читать, скачать Азбука здоровья

Он содержит 20-25% воды, 25-30% органических веществ и 50% различных неорганических соединений. Минеральные вещества кости находятся в кристаллической форме, таким образом обеспечивая ее высокую механическую прочность.

Благодаря хорошему кровоснабжению, которое благоприятствует усиленному обмену, кость обладает биологической пластичностью. Жесткий и крайне прочный материал кости представляет собой живую ткань, которая способна легко приспосабливаться к изменению статических нагрузок, в том числе при изменении их направления. Отчетливых границ между органическими и минеральными компонентами кости не существует, и поэтому их присутствие может быть установлено лишь при микроскопическом исследовании. При сжигании кость сохраняет только минеральную основу и становится хрупкой. Если кость поместить в кислоту, то остаются лишь органические вещества, и она становится гибкой, как резина.

Строение трубчатой кости

Строение кости особенно наглядно видно на продольном распиле длинной кости. Различают плотный наружный слой (substantia соmpacta, compacts, компактное вещество) и внутренний (губчатый) слой (substancia spongiosa, spongiosa). В то время как плотный наружный слой характерен для длинных костей и особенно заметен на теле кости (диафизе), губчатый слой в основном находится внутри ее концов (эпифизов).

Такая «облегченная конструкция» обеспечивает прочность кости при минимальном расходе материала. Кость адаптируется к возникающим нагрузкам посредством ориентации костных перекладин (трабекул). Трабекулы располагаются по линиям сжатия и растяжения, возникающим при нагрузке. Пространство между трабекулами в губчатых костях заполнено красным костным мозгом, обеспечивающим кроветворение. Белый костный мозг (жировой мозг) в основном находится в полости диафизов.

У длинных костей наружный слой обладает ламеллярной (пластинчатой) структурой. Поэтому кости также называются ламеллярными. Архитектура ламеллярной сети (остеон, или гаверсова система) хорошо видна на спилах. В центре каждого остеона проходит кровеносный сосуд, через который в кость из крови поставляются питательные вещества.

Вокруг него группируются остеоциты и внеклеточный матрикс. Остеоциты всегда располагаются между пластинками, в которых находятся спирализованные коллагеновые фибриллы. Клетки соединены друг с другом посредством отростков, проходящих через мельчайшие костные канальцы (каналикулы). Через эти канальцы из внутренних кровеносных сосудов поступают питательные вещества. При развитии остеона клетки, образующие кость (остеобласты), в больших количествах начинают поступать из внутренней части кости, образуя наружную пластинку остеона. На эту пластинку накладываются коллагеновые фибриллы, которые спирализуются. Между фибриллами упорядоченно располагаются кристаллы неорганических солей.

Затем с внутренней стороны образуется следующая пластинка, в которой коллагеновые фибриллы располагаются перпендикулярно фибриллам первой пластинки. Процесс продолжается до тех пор, пока в центре останется только место для так называемого гаверсова канала, через который проходит кровеносный сосуд. Также в канале находится небольшое количество соединительной ткани. Зрелый остеон достигает около 1 см в длину и состоит из 10-20 цилиндрических пластинок, вставленных одна в другую. Костные клетки как бы замурованы между пластинками и соединяются с соседними клетками посредством длинных тончайших отростков. Остеоны связаны друг с другом каналами (фолькмановы каналы), через которые ответвления сосудов проходят в гаверсовы каналы.

Губчатые кости также обладают пластинчатой структурой, однако в этом случае пластинки расположены слоями, как в листе фанеры. Поскольку клетки губчатой кости также обладают высокой метаболической активностью и нуждаются в питательных веществах, пластинки в этом случае тонкие (около 0,5 мм). Связано это с тем, что обмен питательными веществами между клетками и костным мозгом происходит исключительно за счет диффузии.

На протяжении жизни организма остеоны плотного слоя и пластинки губчатых костей могут хорошо приспосабливаться к изменениям статических нагрузок (например, к переломам). При этом в плотном и губчатом веществе старые ламеллярные структуры подвергаются разрушению, и возникают новые. Пластинки разрушаются специальными клетками остеокластами, а остеоны, находящиеся в процессе обновления, называются интерстициальными пластинками.

Читайте также:  Как быстро сбить температуру в домашних условиях

Развитие костной ткани

На первой стадии дифференцировки кости человека пластинчатая ткань не образуется. Вместо этого возникает ретикулофиброзная (грубоволокнистая) кость. Это происходит в эмбриональном периоде, а также при заживлении переломов. В грубоволокнистой кости сосуды и коллагеновые волокна располагаются неупорядоченно, чем она напоминает прочную, богатую волокнами соединительную ткань. Грубоволокнистая кость может образоваться двумя путями.

1. Непосредственно из мезенхимы развивается мембранная кость. Этот тип окостенения называется интрамембранной оссификацией или десмальным окостенением (прямой путь).

2. Вначале в мезенхиме образуется хрящевой зачаток, который затем превращается в кость (эндохондральная кость). Процесс называется эндохондральным или непрямым окостенением.

Приспосабливаясь к нуждам растущего организма, развивающиеся кости постоянно меняют формы. Пластинчатые кости также изменяются в соответствии с функциональной нагрузкой, например, по мере увеличения веса тела.

Развитие длинных костей

Большинство костей развивается из хрящевого зачатка по непрямому пути. Лишь некоторые кости (черепа и ключицы) образуются путем интрамембранной оссификации. Однако части длинных костей могут образовываться по прямому пути даже в том случае, если хрящ уже заложен, например, в виде перихондральной костной манжетки, за счет которой происходит утолщение кости (перихондральная оссификация).

Внутри кости ткань закладывается по непрямому пути, причем вначале хрящевые клетки удаляются хондрокластами, а затем замещаются за счет хондральной оссификации. На границе диафиза и эпифиза развивается эпифизарная пластинка (хрящ). В этом месте кость начинает расти в длину за счет деления хрящевых клеток. Деление продолжается до остановки роста. Поскольку эпифизарная хрящевая пластинка не содержит кальция, она не видна на рентгеновском снимке. Рост кости в пределах эпифизов (центры оссификации) начинается лишь с момента рождения. Многие центры оссификации развиваются только в первые годы жизни. В местах присоединения мышц к костям (апофизы) образуются специальные центры оссификации.

Различия между костью и хрящом

Клетки аваскулярной кости образуют плотное вещество, выполняющее транспортные функции. Такая кость хорошо регенерирует и постоянно адаптируется к изменению статических условий. В аваскулярном хряще клетки изолированы друг от друга и от источников питательных веществ. По сравнению с костью хрящ в меньшей степени способен к регенерации и обладает небольшими адаптационными возможностями.

Самые популярные курсы массажа
в Санкт-Петербурге!
Приходите и Вы!

Костные ткани

Костная ткань, как и другие виды соединительной ткани, развивается из мезенхимы, состоит из клеток и межклеточного вещества и выполняет ряд функций.

Функции костных тканей:

  • 1) опорно-механическая — основа скелета;
  • 2) защитная функция — предохранение внутренних органов от механических повреждений;
  • 3) гемопоэтическая функция — поддержание стабильных условий функции красного костного мозга, создание оптимальных условий микроокружения для различных дифферонов гемопоэтических клеток;
  • 4) гомеостатическая функция — регуляция минерального гомеостаза в связи с наличием в костях депо кальция и фосфора.

Клетки костной ткани

К клеткам костной ткани относятся:

  • ? остеобласты — формируют кость;
  • ? остеоциты — сохраняют кость;
  • ? остеокласты — разрушают кость.

Клетки костной ткани происходят из двух клеточных линий — мезенхимных и гематогенных.

Мезенхимные стволовые клетки склеротома образуют диффе- рон клеток: остеогенная клетка-предшественник (преостеобласт) — остеобласт — остеоцит.

Остеобласты в зрелой ткани локализуются: а) в надкостнице; б) эндосте; в) каналах остеонов (рис. 15.5, а). Остеобласты разделяются па активные и покоящиеся.

Рис. 155. Клетки костной ткани [ 71:

а — остеобласт; 6 — остеоцит; в — остеокласт; 1 — костный матрикс; 2 — костный каналец; 3 — отросток клетки; 4 — грЭПС; 5 — комплекс Гольджи; 6 — ядро; — ядрышко; 7 — митохондрия; 8 — остеоид; 9 — межклеточное вещество; 10 — кровеносный капилляр; 11 — светлая зона; 12 — микросклад- чатая каемка; 13 — секреторные вакуоли; 14 — участок резорбции кости

Читайте также:  Кровь из заднего прохода 7 причин кровотечений из ануса

Активные остеобласты — клетки диаметром 20—40 мкм с крупным, эксцентричным, эухроматическим ядром покрывают 2—8 % поверхности кости. В цитоплазме хорошо развит синтетический аппарат — грЭПС, комплекс Гольджи.

Функции активных остеобластов:

  • 1) синтез и секреция компонентов органического матрикса кости: коллаген I типа, гликопротеины — остеокальцин, остеонек- тин;
  • 2) продукция ростовых факторов, цитокинов, морфогенетических белков;
  • 3) выработка матриксных пузырьков, которые принимают участие в минерализации межклеточного вещества за счет содержания высоких концентраций фосфата кальция и щелочной фосфатазы. Поэтому маркером остеобластов является синтезируемый ими фермент щелочная фосфатаза.

При снижении синтетической деятельности активные остеобласты могут превращаться в покоящиеся остеобласты либо, окружая себя матриксом, в остеоциты.

Покоящиеся остеобласты (клетки, выстилающие кость) располагаются на поверхности костной ткани, покрывая 80—95 % ее поверхности и образуя своеобразную выстилку. Они не принимают участия в формировании кости, имеют уплощенную форму, орга- неллы редуцированы. Между покоящимися остеобластами и поверхностью кости располагается тонкий (0,1—0,5 мкм) слой неминерализованного матрикса — эндостальная мембрана, защищающая костную поверхность от воздействия остеокластов. При перестройке костной ткани покоящиеся остеобласты активируются, синтезируют ферменты, разрушающие эндостальную мембрану. Тем самым облегчается прикрепление остеокласта к костной ткани и инициируется начало резорбции.

Остеоциты — высокодифференцированные клетки, окруженные минерализованным костным матриксом, составляющие в зрелом скелете до 90 % (рис. 15.5, б). Остеоциты утратили способность к делению, их органеллы редуцированы, ядро занимает всю цитоплазму. Они располагаются в остеоцитарных лакунах (до 25 000 на 1мм 3 ), заполненных коллагеновыми фибриллами. От тел остео- цитов отходят длинные (50—60 мкм) цитоплазматические отростки толщиной 5—6 мкм, располагающиеся в канальцах. Система канальцев формирует сеть, в которой отростки остеоцитов контактируют между собой и с остеобластами периоста и эндоста. Перио- стеоцитарные пространства заполнены интерстициальной жидкостью, обеспечивающей циркуляцию метаболитов.

  • 1) поддержание минерального гомеостаза костного матрикса;
  • 2) участие в физиологической перестройке костной ткани.

Гемопоэтический дифферон — КОЕГМ — промонобласт — мо-

нобласт — моноцит — преостеокласт — остеокласт.

Остеокласты — многоядерные (20—50 ядер) гигантские клетки размером до 100 мкм. Образуются при слиянии моноцитов и относятся к системе мононуклеарных фагоцитов. Клетки осуществляют резорбцию (разрушение) костной ткани и располагаются в лакунах Хоушипа. Цитоплазма оксифильна и содержит многочисленные митохондрии, хорошо развитый комплекс Гольджи, многочисленные вакуоли, плотные гранулы со свойствами лизосом.

В активированном остеокласте различают:

  • ? микроскладчатую (гофрированную) каемку;
  • ? светлую зону — места плотного прикрепления клетки к кости;
  • ? везикулярную зону — расположена вблизи микроскладчатой каемки, содержит многочисленные лизосомы;
  • ? базальную (энергетическую, пластическую) зону — содержит ядра и мембранные органеллы.

Микроскладчатая каемка — это многочисленные цитоплазматические выросты, направленные к поверхности кости и достигающие ее. Через мембрану выростов из остеокласта выделяется большое количество Н + и С1 _ , что создает и поддерживает в замкнутом пространстве лакуны кислую среду, оптимальную для растворения солей кальция костного матрикса (pH 4,5). Ферменты многочисленных лизосом везикулярной зоны разрушают органическую часть костного матрикса. Резорбция костной ткани остеокластами протекает циклически и включает несколько этапов:

  • 1) фиксация остеокластов к поверхности кости посредством адгезивных молекул и перестройка цитоскелета остеокласта;
  • 2) закисление содержимого лакун;
  • 3) резорбция минерального компонента матрикса;
  • 4) растворение органических компонентов матрикса лизосом- ными ферментами;
  • 5) удаление продуктов деструкции костной ткани путем поглощения продуктов остеокластами с последующим выделением с противоположной свободной поверхности клетки.

Маркерными ферментами этих клеток является кислая фосфатаза, карбоангидраза, АТФаза.

Активность остеокластов угнетается гормоном щитовидной железы — кальцитонином, женским половым гормоном — эстрогеном. Активирующее действие гормона околощитовидной железы — паратгормона (паратирина), по-видимому, непрямое, опосредованное остеобластами.

Ссылка на основную публикацию
Стопа атлета — лечение, симптомы, причины, диагностика Центр Дикуля
Дифлюкан Состав Дифлюкана В составе препарата основным действующим веществом является флуконазол. В капсулах его содержится 50 мг. В 1 мл...
Стоит ли покупать Аспиратор-соплеотсос (для детей)
Соплеотсос для новорожденных — какой выбрать и как использовать У младенцев своеобразное строение носоглотки, позволяющее активно дышать носиком, в то...
Стойкая субфебрильная лихорадка – причины повышения температуры тела
Субфебрильная температура: симптомом каких болезней она может быть Что делать, если температура тела длительное время держится на отметке 37,5 °С...
Стреляет в ухе — что делать в домашних условиях
Что делать когда стреляет в ухе Болезненность в ушном лабиринте может указывать на развитие патологии. Когда стреляет в ушах, возникает...
Adblock detector