Структура костной ткани и кровообращение

Кость представляет собой сложную материю, это сложный анизотропный неравномерный жизненный материал, обладающий упругими и вязкими  свойствами, а также хорошей адаптивной функцией. Все превосходные свойства костей составляют неразрывное единство с их функциями.

Функции костей главным образом имеет две стороны: одна из них – это образование скелетной системы, используемой для поддержания тела человека и сохранения его нормальной формы, а также для защиты его внутренних органов. Скелет является частью тела, к которой крепятся мышцы и которая обеспечивает условия для их сокращения и движения тела. Скелет сам по себе выполняет адаптивную функцию путем последовательного изменения своей формы и структуры. Вторая  сторона функции костей состоит в том, чтобы путем регулирования концентрации Ca²⁺ , H⁺ , HPO₄⁺ в электролите крови поддерживать баланс минеральных веществ в теле человека, то есть функцию кроветворения, а также сохранения и обмена кальция и фосфора.

Форма и структура костей являются различными  в зависимости от выполняемых ими функций. Разные части одной и той же кости вследствие своих функциональных различий имеют разную форму и структуру, например, диафиз бедренной кости и головка бедренной кости. Поэтому полное описание свойств, структуры и функций костного материала является важной и сложной задачей.

Структура костной ткани

«Ткань» представляет собой комбинированное образование, состоящее из особых однородных клеток и выполняющих определенную функцию. В костных тканях содержатся три компонента: клетки, волокна и костный матрикс. Ниже представлены характеристики каждого из них:

Клетки: В костных тканях существуют три вида клеток, это остеоциты, остеобласт и остеокласт. Эти три вида клеток взаимно превращаются и  взаимно сочетаются друг с другом, поглощая старые кости и порождая новые кости.

Костные клетки находятся внутри костного матрикса, это основные клетки костей в нормальном состоянии, они имеют форму сплющенного эллипсоида. В костных тканях они обеспечивают обмен веществ для поддержания нормального состояния костей, а в особых условиях они могут превращаться в два других вида клеток.

Остеобласт имеет форму куба или карликового столбика, они представляют собой маленькие клеточные выступы, расположенные в довольно правильном порядке и имеют большое и круглое клеточное ядро. Они расположены в одном конце тела клетки, протоплазма имеет щелочные свойства, они могут образовывать межклеточное вещество из волокон и мукополисахаридных белков, а также из щелочной цитоплазмы. Это приводит к осаждению солей кальция в идее игловидных кристаллов, расположенных среди межклеточного вещества, которое затем окружается клетками остеобласта и постепенно превращается в остеобласт.

Остеокласт представляет собой многоядерные гигантские клетки, диаметр может достигать 30 – 100 µm, они чаще всего расположены на поверхности абсорбируемой костной ткани. Их цитоплазма имеет кислотный характер, внутри ее содержится кислотная фосфотаза, способная растворять костные неорганические соли и органические вещества, перенося или выбрасывая их в другие места, тем самым ослабляя или убирая костные ткани в данном месте.

Костный матрикс также называется межклеточным веществом, он содержит неорганические соли и органические вещества. Неорганические соли также называются неорганическими составными частями костей, их главным компонентом являются кристаллы гидроксильного апатита длиной около 20-40 nm и шириной около 3-6  nm. Они главным образом состоят из кальция, фосфорнокислых радикалов и гидроксильных групп, образующих [Ca₁₀ (PO₄) (OH)₂], на поверхности которых находятся ионы Na⁺ , K⁺, Mg²⁺ и др. Неорганические соли составляют примерно65% от всего костного матрикса. Органические вещества в основном представлены мукополисахаридными белками, образующими коллагеновое волокно в кости. Кристаллы гидроксильного апатита располагаются рядами вдоль оси коллагеновых волокон. Коллагеновые волокна расположены неодинаково, в зависимости от неоднородного характера кости. В переплетающихся ретикулярных волокнах костей коллагеновые волокна связаны вместе, а в костях других  типов они обычно расположены стройными рядами. Гидроксильный апатит соединяется вместе с коллагеновыми волокнами, что придает кости высокую прочность на сжатие.

Костные волокна в основном состоит из коллагенового волокна, поэтому оно называется костным коллагеновым волокном, пучки которого расположены послойно правильными рядами. Это волокно плотно соединено с неорганическими составными частями кости, образуя доскообразную структуру, поэтому оно называется костной пластинкой или ламеллярной костью. В одной и той же костной пластинке большая часть волокон расположена параллельно друг другу, а слои волокон в двух соседних пластинках переплетаются в одном направлении, и костные клетки зажаты между пластинками. Вследствие того, что костные пластинки расположены в разных направлениях,  то костное вещество обладает довольно высокой прочностью и пластичностью, оно способно рационально воспринимать сжатие со всех направлений.

У взрослых людей костная ткань почти вся представлена в виде ламеллярной кости, и в зависимости от формы расположения костных пластинок и их пространственной структуры эта ткань подразделяется на плотную кость и губчатую кость. Плотная кость располагается на поверхностном слое ненормальной плоской кости и на диафизе длинной кости. Ее костное вещество плотное и прочное, а костные пластинки расположены в довольно правильном порядке и тесно соединены друг с другом, оставляя лишь небольшое пространство в некоторых местах для кровеносных сосудов и нервных каналов. Губчатая кость располагается в глубинной ее части, где пересекается множество трабекул, образуя сетку в виде пчелиных сот с разной величиной отверстий. Отверстия сот заполнены костным мозгом, кровеносными сосудами и нервами, а расположение трабекул совпадает с направлением силовых линий, поэтому хотя кость и рыхлая, но она в состоянии выдерживать довольно большую нагрузку. Кроме того, губчатая кость имеет огромную поверхностную площадь, поэтому она также называется Костю, имеющей форму морской губки. В качестве примера можно привести таз человека, средний объем которого составляет 40 см

3 , а поверхность плотной кости  в среднем составляет 80 см² , тогда как поверхностная площадь губчатой кости достигает 1600 см² .

Морфология кости

С точки зрения морфологии, размеры костей неодинаковы, их можно подразделить на длинные, короткие, плоские кости и кости неправильной формы. Длинные кости имеют форму трубки, средняя часть которых представляет собой диафиз, а оба конца – эпифиз. Эпифиз сравнительно толстый, имеет суставную поверхность, образованную вместе с соседними костями. Длинные кости главным образом располагаются на конечностях. Короткие кости имеют почти кубическую форму, чаще всего находятся в частях тела, испытывающих довольно значительное давление, и в то же время они должны быть подвижными, например, это кости запястья рук и кости предплюсны ног. Плоские кости имеют форму пластинок, они образуют стенки костных полостей и выполняют защитную роль для органов, находящихся внутри этих полостей, например, как кости черепа.

Кость состоит из костного вещества, костного мозга и надкостницы, а также имеет разветвленную сеть кровеносных сосудов и нервов, как показано на рисунке. Длинная бедренная кость состоит из диафиза и двух выпуклых эпифизарных концов. Поверхность каждого эпифизарного конца покрыта хрящом и образует гладкую суставную поверхность. Коэффициент трения в пространстве между хрящами в месте соединения сустава очень мал, он может быть ниже 0.0026. Это самый низкий известный показатель силы трения между твердыми телами, что позволяет хрящу и соседним костным тканям создать высокоэффективный сустав. Эпифизарная пластинка образована из кальцинированного хряща, соединенного с хрящом. Диафиз представляет собой полую кость, стенки которой образованы из плотной кости, которая является довольно толстой по всей ее длине и постепенно утончающейся к краям.

Костный мозг заполняет костномозговую полость и губчатую кость. У плода и у детей в костномозговой полости находится красный костный мозг, это важный орган кроветворения в человеческом организме. В зрелом возрасте мозг в костномозговой полости постепенно замещается жирами и образуется желтый костный мозг, который утрачивает способность к кроветворению, но в костном мозге по-прежнему имеется красный костный мозг, выполняющий эту функцию.

Надкостница представляет собой уплотненную соединительную ткань, тесно прилегающую к поверхности кости. Она содержит кровеносные сосуды и нервы, выполняющие питательную функцию. Внутри надкостницы находится большое количество остеобласта, обладающего высокой активностью, который в период роста и развития человека способен создавать кость и постепенно делать ее толще. Когда кость повреждается, остеобласт, находящийся в состоянии покоя внутри надкостницы, начинает активизироваться и превращается в костные клетки, что имеет важное значение для регенерации и восстановления кости.

Микроструктура кости

Костное вещество в диафизе большей частью представляет собой плотную кость, и лишь возле костномозговой полости имеется небольшое количество губчатой кости. В зависимости от расположения костных пластинок, плотная кость делится на три зоны, как показано на рисунке: кольцевидные пластинки, гаверсовы (Haversion) костные пластинки и межкостные пластинки.

Кольцевидные пластинки представляют собой пластинки, расположенные по окружности на внутренней и внешней стороне диафиза, и они подразделяются на внешние и внутренние кольцевидные пластинки. Внешние кольцевидные пластинки имеют от нескольких до более десятка слоев, они располагаются стройными рядами на внешней стороне диафиза, их поверхность покрыта надкостницей. Мелкие кровеносные сосуды в надкостнице пронизывают внешние кольцевидные пластинки и проникают вглубь костного вещества. Каналы для кровеносных сосудов, проходящие через внешние кольцевидные пластинки, называются фолькмановскими каналами (Volkmann’s Canal). Внутренние кольцевидные пластинки располагаются на поверхности костномозговой полости диафиза, они имеют небольшое количество слоев. Внутренние кольцевидные пластинки покрыты внутренней надкостницей, и через эти пластинки также  проходят фолькмановские каналы, соединяющие мелкие кровеносные сосуды с сосудами костного мозга. Костные пластинки, концентрично расположенные между внутренними и внешними кольцевидными пластинками, называются гаверсовыми пластинками. Они имеют  от нескольких до более десятка слоев, расположенных параллельно оси кости. В гаверсовых пластинках имеется  один продольный маленький канал, называемый гаверсовым каналом, в котором находятся кровеносные сосуды, а также нервы и небольшое количество рыхлой соединительной ткани. Гаверсовы пластинки и гаверсовы каналы образуют гаверсову систему. Вследствие того, что в диафизе имеется большое число гаверсовых систем, эти системы называются остеонами (Osteon). Остеоны имеют цилиндрическую форму, их поверхность покрыта слоем цементина, в котором содержится большое количество неорганических составных частей кости, костного коллагенового волокна и крайне незначительное количество костного матрикса.

Межкостные пластинки представляют собой пластинки неправильной формы, расположенные между остеонами, в них нет гаверсовых каналов и кровеносных сосудов, они состоят из остаточных гаверсовых пластинок.

Внутрикостное кровообращение

В кости имеется система кровообращения, например, на рисунке показа модель кровообращения в плотной длинной кости. В диафизе есть главная питающая артерия и вены. В надкостнице нижней части кости имеется маленькое отверстие, через которое внутрь кости проходит питающая артерия. В костном мозге эта артерия разделяется на верхнюю и нижнюю ветви, каждая из которых в дальнейшем расходится на множество ответвлений, образующих на конечном участке капилляры, питающие ткани мозга и снабжающие питательными веществами плотную кость.

Кровеносные сосуды в конечной части эпифиза соединяются с питающей артерией, входящей в костномозговую полость эпифиза. Кровь в сосудах надкостницы поступает из нее наружу, средняя часть эпифиза в основном снабжается кровью из питающей артерии и лишь небольшое количество крови поступает в эпифиз из сосудов надкостницы. Если питающая артерия повреждается или перерезается при операции, то, возможно, что  снабжение кровью  эпифиза будет заменяться на питание из надкостницы, поскольку эти кровеносные сосуды взаимно связываются друг с другом при развитии плода.

Кровеносные сосуды в эпифизе проходят в него из боковых частей эпифизарной пластинки, развиваясь, превращаются в эпифизарные артерии, снабжающие кровью мозг эпифиза. Есть также большое количество ответвлений, снабжающих кровью хрящи вокруг эпифиза и его боковые части.

Верхняя часть кости представляет собой суставный хрящ, под которым находится эпифизарная артерия, а еще ниже ростовой хрящ, после чего имеются три вида кости: внутрихрящевая кость, костные пластинки и надкостница. Направление кровотока в этих трех видах кости неодинаково: во внутрихрящевой кости движение крови происходит вверх и наружу, в средней части диафиза сосуды имеют поперечное направление, а в нижней части диафиза сосуды направлены вниз и наружу. Поэтому кровеносные сосуды во всей плотной кости расположены в форме зонтика и расходятся лучеобразно.

Поскольку кровеносные сосуды в кости очень тонкие, и их невозможно наблюдать непосредственно, поэтому изучение динамики кровотока в них довольно затруднительно. В настоящее время с помощью радиоизотопов, внедряемых в кровеносные сосуды кости, судя по количеству их остатков и количеству выделяемого ими тепла в сопоставлении с пропорцией кровотока, можно измерить распределение температур в кости, чтобы определить состояние кровообращения.

В процессе лечения дегенеративно-дистрофических заболеваний суставов безоперационным методом в головке бедренной кости создается внутренняя электрохимическая среда, которая способствует восстановлению нарушенной микроциркуляции и активному удалению продуктов обмена разрушенных заболеванием тканей, стимулирует деление и дифференциацию костных клеток, постепенно замещающих дефект кости.

 

Из чего состоят кости

автор: Dr. med. Gesche Tallen, erstellt am: 2013/04/12, редактор: Dr. Natalie Kharina-Welke, Переводчик: Dr. Natalie Kharina-Welke, Последнее изменение: 2017/08/30

В первую очередь наши кости состоят из костного вещества, которое содержит соли кальция. В целом кость как орган состоит ещё из таких мягких тканей как суставные хрящи и надкостница (на языке специалистов периост), костного мозга внутри костей, а также кровеносных сосудов и нервов, которые проходят через надкостницу и костный мозг‎.

Костное вещество

Костное вещество составляет основную массу наших костей. Оно очень прочное, так как содержит кальций (специалисты говорят о солях кальция), его вес может доходить до 70% веса костей. Костное вещество бывает в костях в основном в двух формах: компактное костное вещество и губчатое костное вещество.

Компактное костное вещество – это твёрдая, плотная беловатая масса. В первую очередь она как бы окутывает (покрывает) толстым слоем костномозговые полости внутри длинных трубчатых костей (например, бедренных костей или плечевых костей). Зато губчатое костное вещество состоит из достаточно тонких пластинок/перекладинок. Его можно найти в наших коротких, плоских костях, например, в позвонках.

Костное вещество состоит из зрелых костных клеток, они называются остеоциты. У остеоцитов есть отростки и с помошью этих отростков они соединяются между собой. Работая вместе с молодыми клетками остеобластами, которые отвечают за формирование костей, начинает расти новая кость. А разрушается костная ткань с помощью клеток, которые называются остеокласты.

Суставные хрящи

Суставные хрящи есть практически во всех костях, за исключением костей черепа. Они покрывают суставные поверхности и являются последней оставшейся частью скелета из эмбрионального (зародышевого, эмбриональный‎) развития.

Надкостница

Надкостница (которую специалисты называют периостом) покрывает снаружи все наши кости. Поэтому нигде не видно самого костного вещества. Его покрывает либо надкостница, либо суставной хрящ.

Костный мозг

Костный мозг – это мягкая масса, которая находится в полостях внутри костей. Костный мозг бывает красным и жёлтым. Красный костный мозг отвечает в организме за кроветворение. А жёлтый костный мозг – это в основном жировая ткань.

Жёлтый костный мозг появляется у человека не сразу, а постепенно в ходе развития человека красный костный мозг заменяется на жёлтый. Поэтому чем старше становится человек, тем больше у него становится жёлтого костного мозга. У взрослых жёлтый костный мозг заполняет центральную часть длинных трубчатых костей (это могуть быть, например, плечевые кости), которую специалисты называют диафизом. Красный костный мозг находится в основном внутри коротких и плоских костей (например, внутри позвонков).

Кровеносные сосуды и нервы

Кровеносные сосуды и нервы находятся и в костном веществе, и в надкостнице, и в костном мозге. Они передают костным клеткам информацию, питательные вещества и кислород. Через мельчайшие отверстия на поверхности костей они попадают внутрь кости, а из кости выходят в систему кровообращения или соответственно в нервы, которые их соединяют с нервной системой.

Медицинская академия имени С.И. Георгиевского ФГАОУ ВО «КФУ им. В.И. Вернадского». Костная ткань.

Костная ткань.

К.Т. состоит из: 1. КЛЕТОК и 2. КАЛЬЦИФИЦИРОВАННОГО МЕЖКЛЕТОЧНОГО вещества.

Межклеточное вещество = МКВ.

МКВ состоит из кальцифицированных  коллагеновых волокон (т.е. волокон, пропитанных кристалами гидроксиапатитов =(ГА)  Са10 (РО4)6(ОН)2.  Кристаллы составляют 70% и придают костной ткани ПРОЧНОСТЬ.
КЛЕТКИ в К.Т.:1) преостеобласты (полустволовые остеогенные клетки), 2) остеоБласты, 3) остеоциты. ВСЕ они развиваются из СКЛЕРОТОМА СОМИТА. 4) остеоКласты ( развив. из МОНОЦИТОВ крови).
ОстеоБласты – это клетки, к-рые формируют КАЛЬЦИФИЦИРОВАННОЕ МКВ.Для этого они: 1) секретируют белок коллаген, из к-рого формируются коллагеновые волокна. Волокна составляют органическую матрицу в К.Т., или ОССЕОИД., 2) Затем проводят кальцификацию коллагеновых волокон, т.е. пропитывают их кристаллами ГА-тов. ОСТЕОЦИТ имеет ОТРОСЧАТУЮ форму. Сост.из:а)тела, б)ОТРОСТКОВ.Тело лежит в ЛАКУНЕ.Отростки лежат в КАНАЛЬЦАХ. Лакуна и каналец –это полости в МКВ-ве. Полустволовые остеогенные клетки находятся во внутреннем слое НАДКОСТНИЦЫ. Функц.:а)обеспечивают аппозиционный рост кости( рост в толщину),б)при переломе обесп. РЕГЕНЕРАЦИЮ диафиза. ОстеоКласты. Имеют 4-10 ядер, впячивания плазмолеммы=ГОФРИРОВАННАЯ КАЕМКА, много ЛИЗОСОМ. Функц.:проводят РЕЗОРБЦИЮ межклет. вещ-ва.  Для этого секретируют литические ферменты и ионы Н+ через гофрированную каемку. Резорбция-это частичное разрушение МКВ-ва.   Оно сопровождается ДЕКАЛЬЦИФИКАЦИЕЙ и ионы Са++ уходят в кровь.

2 ВИДА костной ткани:

1. Грубоволокнистая К.Т. Из этой ткани:а) состоит костная мозоль в зоне перелома, б)состоит скелет плода 2. Пластинчатая К.Т.  Она состоит из КОСТНЫХ ПЛАСТИНОК. Одна ПЛАСТИНКА состоит из клеток  и ориентированных параллельно кальцифицированных коллагеновых волокон.Эта ткань находится в компактном веществе. Это вещ-во нах. в ДИАФИЗЕ трубчатых костей.

Слои ДИАФИЗА на поперечном разреза снаружи внутрь:

1) НАДКОСТНИЦА. 2) КОМПАКТНОЕ вещество. 3) ЭНДОСТ.
1) Надкостница имеет 2 слоя:а) наружный, или волокнистый и б) внутренний, или остеогенный.В обоих слоях проходят сосуды. Во внутреннем лежат преостеобласты(полустволовые остеогенные кл). Функц. надкостницы: 1) трофическая,2) аппозиционный рост кости, 3) регенерация в зоне перелома.
2) КОМПАКТНОЕ вещ-во состоит из ПЛАСТИНЧАТОЙ костной ткани, которая формирует ОСТЕОНЫ. Остеон – это структурно-функциональная единица компактного вещ-ва. Остеон (или ГАВЕРСОВА система) состоит из костных пластинок, расположенных концентрически (по кругу) вокруг канала остеона. КАНАЛ остеона (или гаверсов канал) содержит кровеносный СОСУД и остеогенные клетки.
3) Эндост- тонкий слой соединительной ткани.
От рождения и до 18 лет между диафизом и эпифизом находится ГИАЛИНОВАЯ ХРЯЩЕВАЯ ткань. Она называется МЕТАЭПИФИЗАРНАЯ ПЛАСТИНКА. Функц.:обеспечивает РОСТ трубчатой кости В ДЛИНУ.
Развитие трубчатых костей у зародыша назыв. непрямой остеогистогенез. Из СКЛЕРОТОМА СОМИТА выселяется мезенхима и формирует ХРЯЩЕВУЮ МОДЕЛЬ будущей кости (это гиалиновый хрящ). Затем в нее внедряются остеокласты и остеобласты. Остеокласты разрушают модель с помощью литических ферментов, а остеобласты формируют кальцифицированное МКВ. В результате хрящевая модель к рождению замещается костной тканью. И только МЕТАЭПИФИЗАРНАЯ пластинка (гиалиновый хрящ) замещается костной тканью (т.е. КАЛЬЦИФИЦИРУЕТСЯ) после рождения между 18-20 годами.

Составитель – доцент В.В. Бондаренко.

чем можно ей помочь – Наука – Коммерсантъ

Кости составляют основу опорно-двигательного аппарата. Под прочной защитой костей находятся ценные структуры организма — костный мозг, в котором в течение всей жизни идет образование всех клеток крови и иммунитета, а также головной и спинной мозг, осуществляющие регуляцию всех функций организма.

Долгая эволюция создала совершенный механизм образования костной ткани в нашем организме — механизм остеогенеза. Он обеспечивает как ее постоянное обновление (физиологическую регенерацию или так называемое ремоделирование), так и восстановление после травм (репаративную регенерацию).

Кость формально можно назвать композиционным материалом, в состав которого входят органические вещества (основной белок-коллаген) и неорганические вещества (основные соли — кальция и фосфора). Два главных вида клеток — разрушающие кость (остеокласты) и формирующие кость (остеобласты) — трудятся в течение всей нашей жизни, обеспечивая обновление костной ткани и ее восстановление после травм.

Биоминерализацию белков могли осуществлять организмы уже более 600 млн лет назад. Раковины моллюсков, иглы морского ежа, наружный скелет членистоногих — результат этого процесса. Процесс биоминерализации коллагена при образовании костной ткани (то есть инкрустация его солями кальция, фосфора и некоторыми микроэлементами) эволюционно древний, с одной стороны, а с другой — находящийся под контролем нервной и гуморальной (через кровь с помощью биологически активных веществ и гормонов) систем. Кроме того, в костной ткани и костном мозге находится глубокий резерв организма — центральное депо стволовых клеток, замещающих в течение жизни состарившиеся или погибшие клетки во многих органах и тканях.

Изучение механизмов и процессов остеогенеза постепенно привело к пониманию того, какие материалы и конструкты на их основе нужно разрабатывать, чтобы осуществлять органотипическое (то есть с формированием типичного для этого органа структур) замещение костных дефектов. Этот подход называется биомиметическим.

Когда же может понадобиться помощь регенерационным процессам в костной ткани, если они такие совершенные, эволюционно древние? Есть такие ситуации. Во-первых, это так называемые костные дефекты, превосходящие по размерам критические, костные дефекты у пожилых людей с нарушениями кальциевого обмена и, наконец, костные дефекты у онкологических больных после химио- или лучевой терапии, когда регенерация затруднена.

То есть такие материалы востребованы при реконструктивно-пластических операциях в травматологии, челюстно-лицевой хирургии, стоматологии и, конечно, в онкологии.

Сегодня опухоли костей и метастазы в костную ткань не приговор. Их удаляют, замещая дефекты остеопластическими материалами. Полнота реабилитации у этой категории больных напрямую зависит от успехов в медицинском материаловедении.

История создания остеопластических биоматериалов насчитывает более 60 лет. Первое поколение таких материалов составляли биоинертные материалы, второе — биоактивные, биодеградируемые, третье — материалы для стимулирования специфических клеточных ответов на молекулярном уровне.

Золотым стандартом, тем не менее, остается использование аутологичной (собственной) костной ткани. Однако необходимость дополнительного оперативного вмешательства и недостаточное количество материала для закрытия крупных дефектов привели к идее использовать аллогенную (другого организма) костную ткань. Но при этом появилась опасность переноса от донора неидентифицированных инфекционных, а также аллергизирующих агентов. Материаловеды предложили использовать для этих целей синтетические кальций-фосфатные материалы, близкие по составу к неорганической составляющей костной ткани. Они широко применяются и сегодня, так как биосовместимы, обладают остеоиндуктивными (стимулирующими остеогенез) свойствами и используются клетками для построения новой кости. Однако оказалось, что они растворяются медленнее, чем образуется кость.

Неожиданный толчок в развитии биоматериалов дало изучение скелета кораллов. Он состоит из карбоната кальция, имеет особо прочную кристаллическую решетку-арагонит, сквозную пористость (что обеспечивает поток питательных веществ, газов, прорастание сосудов) и скорость биорезорбции сходную со скоростью остеогенеза. Он оказался блестящим материалом природного происхождения для замещения костных дефектов. Однако добыча кораллов ограниченна, и трудно стандартизировать их микроэлементный состав. Это привело к идее трехмерной печати для создания конструктов с целью замещения костных дефектов заданной формы, пористости и архитектоники поверхности, используя в качестве «чернил» кальций-фосфатные материалы.

Следующим этапом развития этого направления стала 3D-печать композиционных конструктов, содержащих как натуральную кость, так и органическую составляющую. В качестве таковой используют полимеры как природного (коллаген, альгинат, хитозан), так и синтетического происхождения. Еще более стимулировать остеогенез удалось при насыщении таких конструктов собственными стволовыми клетками из костного мозга, что открыло возможности изготовления персонализированных имплантатов заданной геометрии, пористости и архитектоники.

И, наконец, современные исследования в этой области посвящены разработке технологий функционализации таких 3D-конструктов биологически активными веществами (например, для пожилых людей или при крупных дефектах), антибиотиками (при открытых костных травмах, опасности инфицирования и развития воспалительных процессов) или противоопухолевыми препаратами. В последнем случае предполагается с помощью конструктов осуществлять адресную доставку химиопрепаратов с пролонгированным действием, что позволит снизить нагрузку системной (внутривенной) химиотерапии у онкологических больных.

Наталья Сергеева, доктор биологических наук, профессор, завлабораторией МНИОИ им. П. А. Герцена — филиал ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава России

СОЕДИНИТЕЛЬНАЯ ТКАНЬ • Большая российская энциклопедия

• В книжной версии

  Том 30. Москва, 2015, стр. 622

• Скопировать библиографическую ссылку:

  ---

Авторы: О. П. Кисурина

СОЕДИНИ́ТЕЛЬНАЯ ТКАНЬ, ткань жи­вот­но­го ор­га­низ­ма, осо­бен­ность строе­ния ко­то­рой за­клю­ча­ет­ся в пре­об­ла­да­нии меж­кле­точ­но­го ве­ще­ст­ва; раз­ви­ва­ет­ся из ме­зен­хи­мы, уча­ст­ву­ет в фор­ми­ро­ва­нии стро­мы ор­га­нов, про­сло­ек ме­ж­ду тка­ня­ми в ор­га­нах, фор­ми­ру­ет дер­му ко­жи, фас­ции и кап­су­лы, су­хо­жи­лия и связ­ки, хря­щи и кос­ти. Гл. ком­по­нен­ты С. т.: кол­ла­ге­но­вые и эла­стич. во­лок­на, аморф­ное (ос­нов­ное) ве­ще­ст­во, иг­раю­щее роль ме­та­бо­лич. сре­ды, и кле­точ­ные эле­мен­ты, ко­то­рые соз­да­ют и под­дер­жи­ва­ют ко­ли­че­ст­вен­ное и ка­че­ст­вен­ное со­от­но­ше­ние со­ста­ва не­кле­точ­ных ком­по­нен­тов.

Строение рыхлой соединительной ткани: 1 – фибробласты; 2 – эластические волокна; 3 – коллагеновые волокна.

С. т. вы­пол­ня­ет тро­фич., за­щит­ную, опор­ную, пла­стич. и мор­фо­ге­не­тич. функ­ции. С тро­фич. функ­ци­ей свя­за­ны под­дер­жа­ние го­мео­ста­за внутр. сре­ды ор­га­низ­ма, ре­гу­ля­ция пи­та­ния кле­ток и уча­стие в об­ме­не ве­ществ. Гл. роль при этом иг­ра­ет аморф­ное ве­ще­ст­во, че­рез ко­то­рое осу­ще­ст­в­ля­ет­ся транс­порт во­ды, со­лей, пи­тат. ве­ществ. С. т. пре­до­хра­ня­ет ор­га­низм от ме­ха­нич. воз­дей­ст­вий (фи­зич. за­щи­та), уча­ст­ву­ет в обез­вре­жи­ва­нии чу­же­род­ных ве­ществ (ре­ак­ции кле­точ­но­го и гу­мо­раль­но­го им­му­ни­те­та). Опор­ная функ­ция обес­пе­чи­ва­ет­ся при­сут­ст­ви­ем кол­ла­ге­но­вых и эла­стич. во­ло­кон, а так­же со­ста­вом и фи­зи­ко-хи­мич. свой­ст­ва­ми меж­кле­точ­но­го ве­ще­ст­ва. Пла­стич. функ­ция вы­ра­жа­ет­ся в адап­та­ции к ме­няю­щим­ся ус­ло­ви­ям су­ще­ст­во­ва­ния, ре­ге­не­ра­ции и уча­стии в за­ме­ще­нии де­фек­тов ор­га­нов при их по­вре­ж­де­нии. Фор­ми­ро­ва­ние об­щей струк­тур­ной ор­га­ни­за­ции тка­ней ор­га­нов, ре­гу­ля­ция про­ли­фе­ра­ции и диф­фе­рен­ци­ров­ки кле­ток со­став­ля­ют мор­фо­ге­не­тич. функ­цию со­еди­нит. тка­ни.

В за­ви­си­мо­сти от со­ста­ва и со­от­но­ше­ния ти­пов кле­ток, во­ло­кон, а так­же физи­ко-хи­мич. свойств аморф­но­го меж­кле­точ­но­го ве­ще­ст­ва вы­де­ля­ют 3 ти­па С. т.: соб­ст­вен­но С. т. (рых­лая во­лок­ни­стая, плот­ные не­оформ­лен­ная и оформ­лен­ная С. т.), ске­лет­ные тка­ни (хря­щи и кос­ти, це­мент и ден­тин зу­бов) и С. т. со спец. свой­ст­ва­ми: ре­ти­ку­ляр­ная, жи­ро­вая, сли­зи­стая и пиг­мент­ная тка­ни, ко­то­рые вме­сте с кро­вью и лим­фой от­но­сят­ к тка­ням внутр. сре­ды ор­га­низ­ма.

Клет­ки, вхо­дя­щие в со­став разл. ти­пов С. т., под­раз­де­ля­ют­ся на ре­зи­дент­ные и миг­ри­рую­щие. К пер­вым от­но­сят­ся фиб­роб­ла­сты, фиб­ро­ци­ты, фиб­рок­ла­сты, мио­фиб­роб­ла­сты (в соб­ст­вен­но С. т.), хон­д­роб­ла­сты и хон­д­ро­ци­ты (в хря­щевой тка­ни), ос­тео­бла­сты, ос­тео­ци­ты (в ко­ст­ной тка­ни). Эти клет­ки соз­да­ют и мо­ди­фи­ци­ру­ют вне­кле­точ­ный мат­рикс. К их чис­лу от­но­сят так­же ади­поци­ты (жи­ро­вые клет­ки), пиг­мент­ные клет­ки и эн­до­те­лий со­су­дов. Сре­ди миг­ри­рую­щих кле­ток раз­ли­ча­ют мак­ро­фа­ги (гис­тио­ци­ты, хон­д­рок­ла­сты, ос­тео­кла­сты), туч­ные клет­ки (мас­то­ци­ты), лей­ко­ци­ты (лим­фо­ци­ты, гра­ну­ло­ци­ты), мо­но­ци­ты, плаз­мо­ци­ты и ан­ти­ген­пред­став­ляю­щие клет­ки.

Кол­ла­ге­но­вые во­лок­на соз­да­ют проч­ность С. т. и со­сто­ят из фиб­рилл, об­ра­зо­ван­ных мо­ле­ку­ла­ми кол­ла­ге­на. Эла­стич. во­лок­на, оп­ре­де­ляю­щие эла­стич­ность и рас­тя­жи­мость С. т., со­сто­ят из бел­ка эла­сти­на и гли­ко­про­теи­на фиб­рил­ли­на. Кол­ла­ге­но­вые и эла­стич. во­лок­на в С. т. об­ра­зу­ют во­лок­ни­стый ос­тов с ори­ен­ти­ро­ван­ным, не­ори­ен­ти­ро­ван­ным и сме­шан­ным ти­па­ми рас­по­ло­же­ния во­ло­кон.

Клет­ки и во­лок­на С. т. за­клю­че­ны в аморф­ное ве­ще­ст­во (про­дукт взаи­мо­дей­ст­вия кле­ток С. т. и по­сту­паю­щих из кро­ви ве­ществ), спо­соб­ное ме­нять свою кон­си­стен­цию. Его со­став от­ли­ча­ет­ся в раз­ных ти­пах С. т. К ком­по­нен­там осн. ве­ще­ст­ва от­но­сят­ся бел­ки плаз­мы кро­ви, во­да, ио­ны, со­ли, про­дук­ты ме­та­бо­лиз­ма, пред­ше­ст­вен­ни­ки кол­ла­ге­на и эла­сти­на, му­ко­по­ли­са­ха­ри­дов, про­те­ог­ли­ка­ны, гиа­лу­ро­но­вая ки­сло­та и др. Сре­ди му­ко­по­ли­са­ха­ри­дов наи­бо­лее рас­про­стра­не­ны хон­д­рои­тин­суль­фат (в хря­ще, ко­же, ро­го­ви­це), дер­ма­тан­суль­фат (в ко­же, су­хо­жи­ли­ях, в стен­ке кро­ве­нос­ных со­су­дов), ге­па­рин­суль­фат (в со­ста­ве мн. ба­заль­ных мем­бран). Боль­шую роль в фор­ми­ро­ва­нии струк­ту­ры и функ­цио­ни­ро­ва­нии меж­кле­точ­но­го ве­ще­ст­ва иг­ра­ют мн. гли­ко­про­теи­ны.

На­ру­ше­ния об­мен­ных про­цес­сов в С. т. мо­гут со­про­во­ж­дать­ся раз­ви­ти­ем ря­да за­бо­ле­ва­ний. При ста­ре­нии ор­га­низ­ма умень­ша­ет­ся рас­тво­ри­мость кол­ла­ге­нов и эла­сти­нов, уве­ли­чи­ва­ет­ся со­дер­жа­ние по­пе­реч­ных свя­зей в бел­ках, сни­жа­ет­ся со­дер­жа­ние про­те­ог­ли­ка­нов и му­ко­по­ли­са­ха­ри­дов, про­ис­хо­дит об­щее умень­ше­ние кле­точ­ных эле­мен­тов. Эти из­ме­не­ния оп­ре­де­ля­ют по­вы­шен­ную лом­кость кос­тей, сни­же­ние эла­стич­но­сти ко­жи и сте­нок со­су­дов, ри­гид­ность сус­та­вов и др. осо­бен­но­сти, свой­ст­вен­ные ста­ре­нию.

Строение и состав кости — урок. Биология, Человек (8 класс).

Кость — основная структурная единица скелета.

В образовании кости основная роль принадлежит соединительной костной ткани.

 

Костная ткань включает:

• клетки — остеоциты;
• и межклеточное вещество.

Межклеточное вещество очень плотное, что придаёт костной ткани механическую прочность.

 

Остеоциты окружены мельчайшими «канальцами» с межклеточной жидкостью, через которую происходит питание и дыхание костных клеток. В костных каналах проходят нервы и кровеносные сосуды.
 

Твёрдость костям придаёт наличие в их составе неорганических веществ: минеральных солей фосфора, кальция, магния.

Гибкость и упругость придают органические вещества.

Прочность кости обеспечивается сочетанием твёрдости и упругости.

Большей гибкостью обладают кости растущего организма, большей прочностью —  кости взрослого (но не старого) человека.

Состав кости и свойства веществ, входящих в её состав, можно экспериментально доказать.

Сжиганием:

при длительном прокаливании кости органические соединения сгорают. Кость становится хрупкой, рассыпается при прикосновении на множество мелких частиц. Остатки состоят из неорганических соединений. Значит, в отсутствие органических веществ кость теряет гибкость и упругость.
Погружением в раствор соляной кислоты на несколько дней:

неорганические соли растворяются в соляной кислоте и вымываются из кости. Кость становится гибкой, её можно завязать в узел. Значит, при отсутствии неорганических солей кость теряет твёрдость.

 

 
Каждая кость — сложный орган.

По форме кости разделяют на:

трубчатые;

губчатые;

плоские;

смешанные.

Рассмотрим строение трубчатых костей на примере бедренной кости.
Во внешнем строении длинной трубчатой кости можно выделить тело кости (диафиз) и две концевые суставные головки (эпифизы).

 

Эпифизы трубчатой кости покрыты хрящом.

Между телом и головками расположен эпифизарный хрящ, обеспечивающий рост кости в длину.

 

Внутри кости находится полость (канал) с жёлтым костным мозгом (жировой тканью), что и дало название таким костям — трубчатые.
 

Эпифизы бедренной кости представлены губчатым веществом.

Тело кости (диафиз) внутри образовано губчатым веществом, снаружи — толстой пластинкой компактного вещества и покрыто оболочкой — надкостницей.

В надкостнице расположены кровеносные сосуды и нервные окончания, благодаря чему она обеспечивает рост кости в толщину, питание, срастание костей после переломов.  На суставных головках (эпифизах) надкостница отсутствует.

Кости: основы — vechnayamolodost.ru

Кости – это больше, чем просто опора, удерживающая части тела вместе. Это живая ткань, которая постоянно изменяется. Кости бывают разной формы и разного размера.

Кости выполняют разнообразные функции. Они поддерживают структуру организма, защищают внутренние органы от механических повреждений, обеспечивают движение, депонируют кальций и прочие минералы. Кроме этого, кости создают собой окружение для костного мозга, в котором образуются клетки крови.

В теле новорожденного ребенка находится 270 мягких костей. По мере роста некоторые из них срастаются, к совершеннолетию их общее количество составляет 206.

Самая большая кость человеческого организма – бедренная, самая маленькая – стремечко во внутреннем ухе, его длина составляет всего 3 мм.

Кости состоят из коллагена – белка, формирующего упругую основу кости. Прочность ей придают соединения кальция, они заполняют пространство между волокнами коллагена. Более 99% кальция организма человека содержится именно в костях.

Кости имеют ячеистую структуру, поэтому при их достаточной прочности они очень легкие.

Строение кости

Кости состоят из двух типов тканей: компактного и губчатого веществ.

Компактное вещество – прочный плотный наружный слой, составляет около 80% массы кости.

Губчатое вещество – внутренний слой, представляющий собой сеть гибких трабекул, которые придают кости упругость.

Костная ткань состоит из следующих компонентов:

·        остеобласты и остеоциты – ответственные за рост костной ткани;

·        остеокласты – отвечают за разрушение кости;

·        остеоид – смесь из коллагена и других белков;

·        неорганические минеральные соли;

·        нервы и кровеносные сосуды;

·        костный мозг;

·        хрящ;

·        оболочки, включая эндост и периост (надкостницу).

Клетки костной ткани

Кости не являются постоянной и неизменяющейся материей, в них все время протекают процессы формирования и разрушения костной ткани. В этих процессах участвуют три вида клеток.

Остеобласты. Эти клетки отвечают за построение новой ткани и восстановление уже имеющейся. Остеобласты синтезируют ряд белков, которые вместе составляют остеоид. Остеоид впоследствии минерализуется и превращается в костную ткань. Кроме того, остеобласты синтезируют биологические активные вещества (простагландины).

Остеоциты. Эти клетки представляют собой остеобласты в неактивной форме. Они остаются в «костной ловушке», которую сами же создали, и перестают функционировать. Но при этом они постоянно поддерживают связь с остеокластами и другими остеобластами.

Остеокласты. Это крупные многоядерные клетки, задача которых – разрушить кость. Они вырабатывают ферменты и кислоты, которые растворяют минеральные вещества в кости. Минералы поглощаются остеокластами. Этот процесс называется резорбцией кости. Остеокласты помогают разрушить неправильно растущую костную ткань, «проложить» путь для нервных волокон и кровеносных сосудов.

Костный мозг

Костный мозг располагается внутри губчатого вещества кости. Его задача – создание форменных элементов крови. Каждую секунду в нем образуется 2 миллиона эритроцитов

Межклеточное вещество

Кость, по сути, представляет собой живые клетки, встроенные в минерально-органический матрикс. Этот матрикс – есть межклеточное вещество. Его компоненты:

·        органические: основную массу его составляет коллаген 1 типа;

·        неорганические: гидроксиапатит, соли кальция и фтора и другие.

Коллаген придает кости упругость, а именно устойчивость к растяжению, гидроксиапатит – прочность, а именно устойчивость к сжатию.

Зачем нужны кости?

Кости выполняют ряд жизненно важных функций.

Механическая. Кости создают опору, удерживающую тело. К ним крепятся мышцы, связки и сухожилия. Если бы мышцы не были фиксированы к костям, движения были бы невозможны. Кости защищают внутренние органы от механического повреждения: череп защищает головной мозг, ребра – легкие и так далее.

Кроветворная. В губчатой ткани находится красный костный мозг, в котором синтезируются клетки крови. Часть старых и дефектных эритроцитов разрушается в костном мозге.

Метаболическая:

·        депо минералов (карбонаты, фосфаты и прочие), факторов роста (инсулиноподобный фактор роста), липидов;

·        поддержание кислотно-щелочного баланса крови за счет поглощения или высвобождения щелочных солей;

·        детоксикация – кости могут поглощать из крови тяжелые металлы и другие токсические соединения;

·        эндокринная – клетки костной ткани синтезируют биологически активные вещества, влияющие на углеводный и жировой обмен;

·        поддержание нормального уровня кальция в крови за счет процессов резорбции и формирования костной ткани.

Виды костей

В человеческом теле выделяют пять видов костей.

Длинные кости – главным образом состоят из компактного вещества, образуют верхние и нижние конечности.

Короткие кости – содержат небольшое количество компактного вещества, это кости кисти и стопы.

Плоские кости – содержат компактное и губчатое вещество, это кости черепа, грудина.

Сесамовидные кости – к ним не прикрепляются сухожилия, например, надколенник. Они защищают суставные поверхности от стирания и износа.

Смешанные кости – не относятся ни к одному из перечисленных видов, это позвонки и тазовые кости.

Кости скелета подразделяют на две группы:

·        осевые – кости черепа, позвоночника, грудной клетки;

·        периферические – кости конечностей, плечевого и тазового поясов.

Реконструкция костей

В костях постоянно происходит двухкомпонентный процесс перестройки: резорбция кости остеокластами и формирование новой кости остеобластами.

Ежегодно у взрослого человека заменяется около 10% костной ткани.

Реконструкция позволяет организму исправить повреждения, формировать скелет во время роста, регулировать уровень кальция в крови.

Если нагрузка приходится длительно на определенный участок кости, например, во время занятий спортом, он становится толще.

Процесс реконструкции кости регулируется несколькими гормонами: кальцитонином, паратиреоидным гормоном, эстрогеном у женщин и тестостероном у мужчин.

Что такое остеопороз?

Остеопороз – это заболевание костной ткани, при котором происходит снижение минеральной плотности костной ткани. Это повышает риск переломов даже при небольшом механическом воздействии. Чаще всего остеопороз развивается у женщин в постменопаузальном периоде, но он также возможен у женщин до менопаузы и у мужчин.

Остеопороз возникает в случаях, когда резорбция кости происходит слишком быстро, когда образование кости затормаживается или при сочетании обеих причин. Он может быть вызван недостатком кальция, дефицитом витамина D, чрезмерным потреблением алкоголя и курением. Вопросы возникновения и лечения остеопороза в настоящее время активно изучаются по всему миру.

Аминат Аджиева, портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам Medical News Today: Bone: The basics.

Структура костной ткани | SEER Training

Есть два типа костной ткани: плотная и губчатая. Названия подразумевают, что эти два типа различаются по плотности или по тому, насколько плотно ткань упакована вместе. Есть три типа клеток, которые способствуют гомеостазу костей. Остеобласты представляют собой костеобразующие клетки, остеокласты резорбируют или разрушают кость, а остеоциты — зрелые костные клетки. Равновесие между остеобластами и остеокластами поддерживает костную ткань.

Компактная кость

Компактная кость состоит из плотно расположенных остеонов или гаверсовых систем. Остеон состоит из центрального канала, называемого остеоническим (гаверсовым) каналом, который окружен концентрическими кольцами (ламелями) матрикса. Между кольцами матрикса костные клетки (остеоциты) расположены в пространствах, называемых лакунами. Небольшие каналы (canaliculi) исходят от лакун в остеонический (гаверсовский) канал, обеспечивая проходы через твердый матрикс. В компактной кости гаверсовы системы плотно упакованы вместе, образуя то, что кажется твердой массой.Остеонические каналы содержат кровеносные сосуды, параллельные длинной оси кости. Эти кровеносные сосуды соединяются посредством перфорирующих каналов с сосудами на поверхности кости.

Губчатая (губчатая) кость

Губчатая (губчатая) кость легче и менее плотна, чем компактная кость. Губчатая кость состоит из пластинок (трабекул) и костных стержней, прилегающих к небольшим полостям неправильной формы, которые содержат красный костный мозг. Канальцы соединяются с соседними полостями, а не с центральным гаверсовым каналом, чтобы получать кровоснабжение.Может показаться, что трабекулы расположены случайным образом, но они организованы так, чтобы обеспечивать максимальную прочность, подобно скобам, которые используются для поддержки здания. Трабекулы губчатой ​​кости следуют по линиям напряжения и могут перестроиться, если направление напряжения изменится.

Bone | Безграничная биология

Кость

Кости состоят из комбинации плотной костной ткани для прочности и губчатой ​​костной ткани для сжатия в ответ на нагрузки.

Цели обучения

Различают плотную и губчатую костные ткани

Основные выводы

Ключевые моменты

• Компактная кость — это твердый внешний слой всех костей, который защищает, укрепляет и окружает костномозговую полость, заполненную костным мозгом.
• Цилиндрические структуры, называемые остеонами, выровнены по линиям наибольшего напряжения костей, чтобы противостоять изгибу или перелому.
• Губчатая или губчатая костная ткань состоит из трабекул, расположенных в виде стержней или пластинок с красным костным мозгом между ними.
• Губчатая кость выступает в областях, где кость менее плотная, и на концах длинных костей, где кость должна быть более сжимаемой из-за нагрузок, поступающих со многих сторон.

Ключевые термины

• трабекула : небольшая минерализованная спикула, которая образует сеть в губчатой ​​кости
• эпифиз : закругленный конец любой длинной кости
• остеоцит : зрелая костная клетка, участвующая в поддержании костей
• остеон : любой из центральных каналов и окружающих костных слоев в компактной кости

Костная ткань

Кости считаются органами, потому что они содержат различные типы тканей, такие как кровь, соединительная ткань, нервы и костная ткань.Остеоциты, живые клетки костной ткани, образуют минеральную матрицу костей. Костная ткань бывает двух типов: плотная и губчатая.

Компактная костная ткань

Компактная кость (или кортикальная кость), образующая твердый внешний слой всех костей, окружает костномозговую полость (внутреннюю часть или костный мозг). Он обеспечивает защиту и прочность костей. Компактная костная ткань состоит из единиц, называемых остеонами или гаверсовскими системами. Остеоны — это цилиндрические структуры, содержащие минеральный матрикс и живые остеоциты, соединенные канальцами, по которым кровь транспортируется.Они расположены параллельно длинной оси кости. Каждый остеон состоит из пластинок, слоев компактного матрикса, которые окружают центральный канал (гаверсовский или остеонический канал), который содержит кровеносные сосуды и нервные волокна кости. Остеоны в компактной костной ткани выровнены в одном направлении по линиям напряжения, помогая кости сопротивляться изгибу или перелому. Следовательно, компактная костная ткань является заметной в тех областях кости, к которым нагрузки прилагаются только в нескольких направлениях.

Компоненты компактной костной ткани : Компактная костная ткань состоит из остеонов, расположенных параллельно длинной оси кости и гаверсовского канала, который содержит кровеносные сосуды и нервные волокна кости.Внутренний слой костей состоит из губчатой ​​костной ткани. Маленькие темные овалы в остеоне представляют живые остеоциты.

Губчатая костная ткань

Компактная костная ткань образует внешний слой всех костей, в то время как губчатая или губчатая кость образует внутренний слой всех костей. Губчатая костная ткань не содержит остеонов. Вместо этого он состоит из трабекул, которые представляют собой ламели, расположенные в виде стержней или пластин. Между трабукулами находится красный костный мозг. Кровеносные сосуды в этой ткани доставляют питательные вещества к остеоцитам и удаляют отходы.Красный костный мозг бедренной кости и внутренние части других крупных костей, таких как подвздошная кишка, образуют клетки крови.

Расположение трабекул в губчатой ​​кости : Трабекулы в губчатой ​​кости расположены так, что одна сторона кости выдерживает растяжение, а другая — сжатие.

Губчатая кость снижает плотность кости, позволяя концам длинных костей сжиматься в результате нагрузки, прикладываемой к кости. Губчатая кость является заметной в областях костей, которые не подвергаются сильному стрессу или к которым стрессы поступают со многих сторон.Эпифиз кости, например шейка бедренной кости, подвергается нагрузке со многих сторон. Представьте, что вы кладете на пол картину в тяжелой раме. Вы могли бы придерживать одну сторону картины зубочисткой, если бы зубочистка была перпендикулярна полу и картине. Теперь просверлите отверстие и воткните зубочистку в стену, чтобы повесить картину. В этом случае функция зубочистки заключается в передаче направленного вниз давления картины на стену. Сила, действующая на картину, направлена ​​прямо к полу, но сила, действующая на зубочистку, — это одновременно и проволока для картины, тянущая вниз, и дно отверстия в стене, толкающее вверх.Зубочистка отломится прямо у стены.

Шейка бедра расположена горизонтально, как зубочистка в стене. Вес тела толкает его вниз около сустава, но вертикальный диафиз бедра толкает его вверх на другом конце. Шейка бедренной кости должна быть достаточно сильной, чтобы передавать нисходящую силу веса тела по горизонтали на вертикальный стержень бедренной кости.

Типы клеток в костях

Остеобласты, остеокласты, остеоциты и костные клетки-остеопрогениторы отвечают за рост, формирование и поддержание костей.

Цели обучения

Различать четыре типа клеток в кости

Основные выводы

Ключевые моменты

• Остеогенные клетки — единственные костные клетки, которые делятся.
• Остеогенные клетки дифференцируются и развиваются в остеобласты, которые, в свою очередь, отвечают за формирование новых костей.
• Остеобласты синтезируют и секретируют коллагеновую матрицу и соли кальция.
• Когда область, окружающая остеобласт, кальцифицируется, остеобласт захватывается и трансформируется в остеоцит, наиболее распространенный и зрелый тип костной клетки.
• Остеокласты, клетки, которые разрушают и реабсорбируют кость, происходят из моноцитов и макрофагов, а не из остеогенных клеток.
• Существует постоянный баланс между остеобластами, образующими новую кость, и остеокластами, разрушающими кость.

Ключевые термины

• остеокласт : большая многоядерная клетка, связанная с резорбцией кости
• остеоцит : зрелая костная клетка, участвующая в поддержании костей
• osteoprogenitor : стволовая клетка, которая является предшественником остеобласта
• canaliculus : любой из множества небольших каналов или протоков в кости или в некоторых растениях
• надкостница : мембрана, окружающая кость
• эндост : мембранный сосудистый слой клеток, выстилающий костномозговую полость кости
• лакуна : небольшое отверстие; небольшая ямка или углубление; небольшое пустое пространство; пробел или вакансия; перерыв
• остеобласт : одноядерная клетка, из которой развивается кость

Типы клеток в костях

Кость состоит из четырех типов клеток: остеобластов, остеокластов, остеоцитов и остеопрогениторных (или остеогенных) клеток.Каждый тип клеток имеет уникальную функцию и находится в разных местах в костях. Остеобласт, костная клетка, отвечающая за формирование новой кости, находится в растущих частях кости, включая надкостницу и эндост. Остеобласты, которые не делятся, не синтезируют и не секретируют коллагеновую матрицу и соли кальция. Когда секретируемый матрикс, окружающий остеобласт, кальцифицируется, остеобласт оказывается в ловушке внутри него. В результате он меняет структуру, становясь остеоцитом, первичной клеткой зрелой кости и наиболее распространенным типом костной клетки.Каждый остеоцит находится в пространстве (лакуне), окруженном костной тканью. Остеоциты поддерживают минеральную концентрацию матрикса за счет секреции ферментов. Как и в случае с остеобластами, остеоциты не обладают митотической активностью. Они могут общаться друг с другом и получать питательные вещества через длинные цитоплазматические отростки, которые проходят через canaliculi (единичный = canaliculus), каналы в костном матриксе.

Типы костных клеток : Таблица, в которой перечислены функции и расположение четырех типов костных клеток.

Четыре типа костных клеток : Четыре типа клеток обнаруживаются в костной ткани. Остеогенные клетки недифференцированы и развиваются в остеобласты. Когда остеобласты попадают в кальцифицированный матрикс, их структура и функция изменяются; они становятся остеоцитами. Остеокласты развиваются из моноцитов и макрофагов и отличаются по внешнему виду от других костных клеток.

Если остеобласты и остеоциты неспособны к митозу, то как они пополняются, когда умирают старые? Ответ кроется в свойствах третьей категории костных клеток: остеогенных клеток.Эти остеогенные клетки недифференцированы с высокой митотической активностью; они единственные костные клетки, которые делятся. Незрелые остеогенные клетки находятся в глубоких слоях надкостницы и костного мозга. Когда они дифференцируются, они превращаются в остеобласты. Динамический характер кости означает, что новая ткань постоянно образуется, в то время как старая, поврежденная или ненужная кость растворяется для восстановления или высвобождения кальция. Клеткой, ответственной за резорбцию или разрушение кости, является остеокласт, который находится на поверхности кости, является многоядерным и происходит из моноцитов и макрофагов (два типа лейкоцитов), а не из остеогенных клеток.Остеокласты постоянно разрушают старую кость, в то время как остеобласты постоянно образуют новую кость. Постоянный баланс между остеобластами и остеокластами отвечает за постоянное, но тонкое изменение формы кости.

Развитие костей

Внутрирамембранозное окостенение происходит от фиброзных мембран в плоских костях, а эндохондральное окостенение происходит от хряща длинных костей.

Цели обучения

Различают внутримембранозное и эндохондральное окостенение

Основные выводы

Ключевые моменты

• Окостенение плоских костей черепа, нижней челюсти и ключиц начинается с мезенхимальных клеток, которые затем дифференцируются в секретирующие кальций и секретирующие костный матрикс остеобласты.
• Остеоиды образуют губчатую кость вокруг кровеносных сосудов, которая позже трансформируется в тонкий слой компактной кости.
• Во время энхондральной оссификации хрящевой шаблон длинных костей кальцинируется; умирающие хондроциты предоставляют пространство для развития губчатой ​​кости и полости костного мозга внутри длинных костей.
• Надкостница, соединительная ткань неправильной формы вокруг костей, способствует прикреплению тканей, сухожилий и связок к кости.
• До подросткового возраста рост длинных костей в продольном направлении происходит во вторичных центрах окостенения на эпифизарных пластинах (пластинах роста) около концов костей.

Ключевые термины

• остеоид : органический матрикс белка и полисахаридов, секретируемый остеобластами, который становится костью после минерализации
• эндохондрально : внутри хряща
• хондроцит : клетка, составляющая ткань хряща
• диафиз : центральный стержень любой длинной кости

Развитие костей

Оссификация или остеогенез — это процесс образования кости остеобластами.Оссификация отличается от процесса кальцификации; в то время как кальцификация происходит во время окостенения костей, она также может возникать в других тканях. Оссификация зародыша начинается примерно через шесть недель после оплодотворения. До этого времени скелет эмбриона полностью состоит из фиброзных оболочек и гиалинового хряща. Развитие кости из фиброзных оболочек называется внутримембранозным окостенением; развитие из гиалинового хряща называется эндохондральным окостенением.Рост костей продолжается примерно до 25 лет. Кости могут увеличиваться в толщине на протяжении всей жизни, но после 25 лет окостенение в основном связано с ремоделированием и восстановлением костей.

Внутримембранозное окостенение

Внутрирамембранозная оссификация — это процесс развития кости из фиброзных оболочек. Он участвует в формировании плоских костей черепа, нижней челюсти и ключиц. Оссификация начинается с того, что мезенхимальные клетки образуют шаблон будущей кости. Затем они дифференцируются в остеобласты в центре окостенения.Остеобласты секретируют внеклеточный матрикс и откладывают кальций, который укрепляет матрикс. Неминерализованная часть кости или остеоида продолжает формироваться вокруг кровеносных сосудов, образуя губчатую кость. Соединительная ткань матрикса у плода дифференцируется в красный костный мозг. Губчатая кость трансформируется в тонкий слой компактной кости на поверхности губчатой ​​кости.

Эндохондральное окостенение

Эндохондральная оссификация — это процесс развития кости из гиалинового хряща.Все кости тела, кроме плоских костей черепа, нижней челюсти и ключиц, образуются в результате эндохондральной оссификации.

Процесс эндохондральной оссификации : Эндохондральная оссификация — это процесс развития кости из гиалинового хряща. Надкостница — это соединительная ткань на внешней стороне кости, которая действует как интерфейс между костью, кровеносными сосудами, сухожилиями и связками.

В длинных костях хондроциты образуют матрицу диафиза гиалинового хряща.Отвечая на сложные сигналы развития, матрица начинает кальцифицироваться. Эта кальцификация предотвращает диффузию питательных веществ в матрикс, что приводит к отмиранию хондроцитов и открытию полостей в хряще диафиза. Кровеносные сосуды проникают в полости, а остеобласты и остеокласты превращают кальцинированный хрящевой матрикс в губчатую кость. Затем остеокласты разрушают часть губчатой ​​кости, образуя костный мозг или мозговую полость в центре диафиза. Плотная соединительная ткань неправильной формы образует оболочку (надкостницу) вокруг костей.Надкостница помогает прикрепить кость к окружающим тканям, сухожилиям и связкам. Кость продолжает расти и удлиняться по мере деления хрящевых клеток эпифизов.

На последней стадии пренатального развития костей центры эпифизов начинают кальцифицироваться. Вторичные центры окостенения образуются в эпифизах, когда кровеносные сосуды и остеобласты входят в эти области и превращают гиалиновый хрящ в губчатую кость. До подросткового возраста гиалиновый хрящ сохраняется на эпифизарной пластине (пластине роста), которая является областью между диафизом и эпифизом, которая отвечает за продольный рост длинных костей.

Рост костей

Длинные кости удлиняются у эпифизарной пластинки за счет добавления костной ткани и увеличиваются в ширину за счет процесса, называемого аппозиционным ростом.

Цели обучения

Описать процессы постфетального роста и утолщения костей

Основные выводы

Ключевые моменты

• Эпифизарная пластинка, область роста, состоящая из четырех зон, — это место, где хрящ образуется на эпифизарной стороне, в то время как хрящ окостеняет на диафизарной стороне, тем самым удлиняя кость.
• Каждая из четырех зон играет роль в пролиферации, созревании и кальцификации костных клеток, которые добавляются к диафизу.
• Продольный рост длинных костей продолжается до раннего взросления, когда хондроциты в эпифизарной пластинке перестают пролиферировать, и эпифизарная пластинка трансформируется в эпифизарную линию по мере того, как кость заменяет хрящ.
• Кости могут увеличиваться в диаметре даже после остановки продольного роста.
• Аппозиционный рост — это процесс, при котором старая кость, выстилающая костномозговую полость, реабсорбируется, а новая костная ткань растет под надкостницей, увеличивая диаметр кости.

Ключевые термины

• метафиз : часть длинной кости, которая растет в процессе развития
• надкостница : мембрана, окружающая кость
• окостенение : нормальный процесс образования кости
• хондроцит : клетка, составляющая ткань хряща
• гипертрофия : увеличить в размере
• диафиз : центральный стержень любой длинной кости
• эпифиз : закругленный конец любой длинной кости
• мозгового вещества : относящиеся к костному или мозговому веществу, состоящие из них или похожие на них

Рост костей

Длинные кости продолжают удлиняться (потенциально в подростковом возрасте) за счет добавления костной ткани в эпифизарной пластинке.Они также увеличиваются в ширине за счет аппозиционного роста.

Удлинение длинных костей

Эпифизарная пластинка — это область роста длинной кости. Это слой гиалинового хряща, в котором окостенение происходит в незрелых костях. На эпифизарной стороне эпифизарной пластинки образуется хрящ. На диафизарной стороне хрящ окостенел, что позволяет диафизу увеличиваться в длину. Метафиз — это широкая часть длинной кости между эпифизом и узким диафизом.Он считается частью пластинки роста: часть кости, которая растет в детстве, которая по мере роста окостеняет около диафиза и эпифизов.

Эпифизарная пластинка состоит из четырех зон клеток и активности.

1. Резервная зона, область, ближайшая к эпифизарному концу пластины, содержит небольшие хондроциты внутри матрикса. Эти хондроциты не участвуют в росте костей; вместо этого они прикрепляют эпифизарную пластину к костной ткани эпифиза.
2. Зона пролиферации, следующий слой по направлению к диафизу, содержит стопки немного более крупных хондроцитов. Он постоянно производит новые хондроциты через митоз.
3. Зона созревания и гипертрофии содержит хондроциты, которые старше и крупнее, чем в зоне пролиферации. Более зрелые клетки располагаются ближе к диафизарному концу пластинки. В этой зоне накапливаются липиды, гликоген и щелочная фосфатаза, вызывая кальцификацию хрящевого матрикса.Продольный рост кости является результатом деления клеток в зоне пролиферации наряду с созреванием клеток в зоне созревания и гипертрофии.
4. Зона кальцинированного матрикса, зона, ближайшая к диафизу, содержит хондроциты, которые мертвы, потому что матрица вокруг них кальцинировалась. В эту зону проникают капилляры и остеобласты из диафиза. Остеобласты секретируют костную ткань на оставшемся кальцинированном хряще. Таким образом, зона кальцинированного матрикса соединяет эпифизарную пластинку с диафизом.Кость увеличивается в длину, когда к диафизу добавляется костная ткань.

После зоны кальцинированного матрикса идет зона окостенения, которая фактически является частью метафиза. Артерии от метафиза ответвляются через новообразованные трабекулы в этой зоне. Новообразованная костная ткань в верхней части зоны окостенения называется первичной спонгиозой. Более старая кость в нижней части зоны окостенения называется вторичной губкой.

Продольный рост кости : Эпифизарная пластинка отвечает за продольный рост кости.На этом рисунке показаны зоны, граничащие с эпифизарной пластинкой эпифиза. Самый верхний слой эпифиза — резервная зона. Во второй зоне, зоне пролиферации, хондроциты постоянно подвергаются митозу. Следующая зона — это зона созревания и гипертрофии, где накапливаются липиды, гликоген и щелочная фосфатаза, вызывая кальцификацию хрящевого матрикса. Следующая зона представляет собой кальцинированный матрикс, где хондроциты затвердевают и умирают, поскольку матрица вокруг них кальцинировалась.Самый нижний ряд — это зона окостенения, которая является частью метафиза. Недавно отложившаяся костная ткань в верхней части зоны окостенения называется первичной губкой, а более старая кость — вторичной губкой.

Кости продолжают расти в длину до раннего взросления, причем скорость роста контролируется гормонами. Когда хондроциты в эпифизарной пластинке прекращают свою пролиферацию и кость заменяет хрящ, продольный рост прекращается. Все, что осталось от эпифизарной пластинки, — это эпифизарная линия.

От эпифизарной пластинки до эпифизарной линии : По мере созревания кости эпифизарная пластинка переходит в эпифизарную линию. (а) Эпифизарные пластинки видны в растущей кости. (б) Эпифизарные линии — это остатки эпифизарных пластинок в зрелой кости.

Утолщение длинных костей

Хотя кости увеличиваются в длину, они также увеличиваются в диаметре; рост в диаметре может продолжаться даже после прекращения продольного роста. Это называется аппозиционным ростом.Остеокласты, клетки, которые разрушают кость, рассасывают старую кость, выстилающую мозговую полость. В то же время остеобласты посредством внутримембранного окостенения образуют новую костную ткань под надкостницей. Эрозия старой кости вдоль костномозговой полости и отложение новой кости под надкостницей не только увеличивают диаметр диафиза, но и увеличивают диаметр костномозговой полости. Этот процесс называется моделированием.

Ремоделирование и восстановление костей

Кость реконструируется путем постоянного замещения старой костной ткани, а также восстанавливается при переломах.

Цели обучения

Краткое описание процесса ремоделирования и восстановления костей

Основные выводы

Ключевые моменты

• Замещение кости включает остеокласты, разрушающие кость, и остеобласты, образующие новую кость.
• Скорость обновления костной ткани различается в зависимости от кости и области внутри кости.
• Существует четыре стадии восстановления сломанной кости: 1) образование гематомы в месте разрыва, 2) образование фиброзно-хрящевой мозоли, 3) формирование костной мозоли и 4) ремоделирование и добавление компактной кости. .
• Для правильного роста и поддержания костей требуется много витаминов (D, C и A), минералов (кальций, фосфор и магний) и гормонов (паратиреоидный гормон, гормон роста и кальцитонин).

Ключевые термины

• костная мозоль : материал для восстановления при переломах кости, который сначала имеет мягкую или хрящевую консистенцию, но в конечном итоге превращается в настоящую кость и объединяет фрагменты в единый кусок
• спикула : острый игольчатый кусок
• фибробласт : клетка соединительной ткани, которая производит волокна, такие как коллаген

Ремоделирование и восстановление костей

Обновление костей продолжается после рождения и во взрослом возрасте.Ремоделирование кости — это замена старой костной ткани новой костной тканью. Он включает в себя процессы отложения или образования кости, осуществляемые остеобластами, и резорбцию кости, осуществляемую остеокластами, которые разрушают старую кость. Для нормального роста костей необходимы витамины D, C и A, а также такие минералы, как кальций, фосфор и магний. Гормоны, такие как паратироидный гормон, гормон роста и кальцитонин, также необходимы для правильного роста и поддержания костей.

Скорость обновления костной ткани, скорость, с которой старая кость заменяется новой, довольно высока: от пяти до семи процентов костной массы повторно используется каждую неделю.Различия в скорости обновления существуют в разных областях скелета и в разных областях кости. Например, кость в головке бедренной кости может полностью заменяться каждые шесть месяцев, тогда как кость вдоль стержня изменяется гораздо медленнее.

Ремоделирование костей позволяет костям адаптироваться к нагрузкам, становясь толще и сильнее под воздействием нагрузки. Кости, которые не подвергаются обычным повседневным нагрузкам (например, когда конечность находится в гипсе), начнут терять массу.

Этапы заживления перелома : Заживление перелома кости происходит в несколько последовательных этапов: (a) Формируется гематома из-за перелома.(б) Форма внутреннего и внешнего каллусов. (c) Хрящ каллусов заменяется губчатой ​​костью. (d) Происходит ремоделирование.

Сломанная или сломанная кость восстанавливается в четыре этапа:

1. Образование гематомы: Разрыв кровеносных сосудов в сломанной кости и кровоизлияние, в результате чего на месте разрыва образуется свернувшаяся кровь или гематома. Разорванные кровеносные сосуды на сломанных концах кости закрываются процессом свертывания. Костные клетки, лишенные питательных веществ, начинают умирать.
2. Костеобразование: в течение нескольких дней после перелома капилляры прорастают в гематому, а фагоцитарные клетки начинают удалять мертвые клетки. Хотя фрагменты сгустка крови могут оставаться, фибробласты и остеобласты попадают в эту область и начинают восстанавливать кость. Фибробласты производят коллагеновые волокна, которые соединяют сломанные концы костей, а остеобласты начинают формировать губчатую кость. Восстанавливающая ткань между концами сломанной кости, фиброзно-хрящевой каллус, состоит как из гиалина, так и из фиброхряща.В этот момент также могут появиться костные спикулы.
3. Костная мозоль: фиброзно-хрящевая мозоль превращается в костную мозоль губчатой ​​кости. На то, чтобы концы сломанной кости после перелома прочно соединились вместе, требуется около двух месяцев. Это похоже на эндохондральное образование кости, когда хрящ окостенел; присутствуют остеобласты, остеокласты и костный матрикс.
4. Ремоделирование кости: костная мозоль затем реконструируется остеокластами и остеобластами, при этом удаляется излишек материала на внешней стороне кости и внутри костномозговой полости.Добавляется компактная кость, чтобы создать костную ткань, похожую на исходную целую кость. Эта реконструкция может занять много месяцев; кость может годами оставаться неровной.

14.4: Структура кости — Biology LibreTexts

1. Последнее обновление

2. Сохранить как PDF

1. Анатомия кости
   1. Типы костной ткани
   2. Другие ткани в костях
   3. Костные клетки
2. Микроскопическая анатомия компактной кости
3. Типы костей
4. Характеристика: надежные источники
5. Обзор
6. Узнать больше
7. Атрибуции

Жареный костный мозг

Вы узнаете еду в верхнем левом углу этой фотографии на Рисунке \ (\ PageIndex {1} \)? Это жареный костный мозг, который все еще находится внутри костей.В некоторых кухнях это считается деликатесом. Костный мозг — это тип ткани, который содержится во многих костях животных, включая наши собственные. Это мягкие ткани, которые у взрослых могут быть в основном жирными. Прочитав эту концепцию, вы узнаете больше о костном мозге и других тканях, из которых состоят кости.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Жареный костный мозг

Кости — это органы, состоящие в основном из костной ткани, также называемой костной тканью. Костная ткань — это тип соединительной ткани, состоящей в основном из коллагеновой матрицы, минерализованной кристаллами кальция и фосфора.Комбинация гибкого коллагена и твердых минеральных кристаллов делает костную ткань твердой, но не ломкой.

Анатомия кости

В костях имеется несколько различных типов тканей, в том числе два типа костных тканей.

Типы костной ткани

Два разных типа костной ткани — это компактная костная ткань (также называемая твердой или кортикальной костью), ткань и губчатая костная ткань (также называемая губчатой ​​или губчатой ​​костью).

Рисунок \ (\ PageIndex {2} \): Кости внутри сложнее, чем можно было бы ожидать по их внешнему виду.В полой части длинной кости находится костный мозг. Внешняя граница кости состоит из плотной костной ткани, а от концов, а остальная часть внутренней части кости состоит из губчатой ​​или губчатой ​​костной ткани. Кость покрыта соединительной тканью, называемой надкостницей.

Компактная костная ткань образует чрезвычайно твердый внешний слой кости. Кортикальная костная ткань придает кости гладкий, плотный и прочный вид. На его долю приходится около 80 процентов общей костной массы скелета взрослого человека. Губчатая костная ткань заполняет часть или всю внутреннюю часть многих костей. Как следует из названия, губчатая кость пористая, как губка, и содержит неравномерную сеть пространств. Это делает губчатую кость намного менее плотной, чем компактную кость. Губчатая кость имеет большую площадь поверхности, чем кортикальная кость, но составляет только 20 процентов костной массы.

Как компактная, так и губчатая костные ткани имеют одинаковые типы клеток, но они различаются расположением клеток. Клетки в компактной кости расположены в нескольких микроскопических столбцах, тогда как клетки в губчатой ​​кости расположены в более рыхлой, более открытой сети.Эти клеточные различия объясняют, почему кортикальные и губчатые костные ткани имеют такую ​​разную структуру.

Другие костные ткани

Помимо кортикальных и губчатых костных тканей, кости содержат несколько других тканей, включая кровеносные сосуды и нервы. Кроме того, кости содержат костный мозг и надкостницу. Вы можете увидеть эти ткани на рисунке \ (\ PageIndex {2} \).

• Костный мозг — это мягкая соединительная ткань, которая находится внутри полости, называемой полостью костного мозга.У взрослых есть два типа костного мозга: желтый костный мозг, который в основном состоит из жира, и красный костный мозг. У новорожденных весь костный мозг красный, но к зрелому возрасту большая часть красного костного мозга превратилась в желтый костный мозг. У взрослых красный костный мозг находится в основном в бедренной кости, ребрах, позвонках и костях таза. Красный костный мозг содержит гемопоэтические стволовые клетки, которые в процессе кроветворения дают начало эритроцитам, лейкоцитам и тромбоцитам.
• Надкостница — это прочная фиброзная мембрана, покрывающая внешнюю поверхность костей.Он обеспечивает защитное покрытие кортикальной костной ткани. Это также источник новых костных клеток.

Костные клетки

Как показано на рисунке \ (\ PageIndex {3} \), костные ткани состоят из четырех различных типов костных клеток: остеобластов, остеоцитов, остеокластов и остеогенных клеток.

• Остеобласты — это костные клетки с одним ядром, которые образуют и минерализуют костный матрикс. Они образуют белковую смесь, состоящую в основном из коллагена и составляющую органическую часть матрикса.Они также выделяют ионы кальция и фосфата, которые образуют минеральные кристаллы в матрице. Кроме того, они производят гормоны, которые также играют роль в минерализации матрикса.
• Остеоциты в основном представляют собой неактивные костные клетки, которые образуются из остеобластов, которые оказались захваченными в их собственном костном матриксе. Остеоциты помогают регулировать образование и разрушение костной ткани. У них есть множественные клеточные проекции, которые, как считается, участвуют в коммуникации с другими костными клетками.
• Остеокласты — это костные клетки с множеством ядер, которые резорбируют костную ткань и разрушают кость. Они растворяют минералы в костях и высвобождают их в кровь.
• Остеогенные клетки — недифференцированные стволовые клетки. Это единственные костные клетки, которые могут делиться. Когда они это делают, они дифференцируются и развиваются в остеобласты.

Кость — очень активная ткань. Он постоянно реконструируется под действием остеобластов и остеокластов.Остеобласты постоянно образуют новую кость, а остеокласты продолжают разрушать кость. Это позволяет производить незначительное восстановление костей, а также гомеостаз минеральных ионов в крови.

Рисунок \ (\ PageIndex {3} \): разные типы костных клеток выполняют разные функции.

Микроскопическая анатомия компактной кости

Рисунок \ (\ PageIndex {4} \): Макроскопические и микроскопические структуры компактной костной ткани.

Основной микроскопической единицей кости является остеон (или гаверсова система). Остеоны представляют собой структуры примерно цилиндрической формы, которые могут иметь длину несколько миллиметров и около нуля.2 мм в диаметре. Каждый остеон состоит из пластинок плотной костной ткани, окружающих центральный канал (гаверсовский канал). В гаверсовском канале есть запасы крови для кости. Граница остеона называется цементной линией. Остеоны могут быть устроены в виде тканой кости или пластинчатой ​​кости. Остеобласты делают костный матрикс, который кальцифицируется, затвердевает. Это захватывает зрелые костные клетки, остеоциты, в небольшую камеру, называемую лакунами. Остеоциты получают питание из центрального (гаверсовского) канала через небольшие каналы, называемые канальцами.Все эти и другие структуры видны на рисунке \ (\ PageIndex {4} \).

Типы костей

В теле человека существует шесть типов костей в зависимости от их формы или расположения: длинные, короткие, плоские, сесамовидные, шовные и неправильные кости. Вы можете увидеть пример каждого типа кости на рисунке \ (\ PageIndex {5} \).

• Длинные кости характеризуются стержнем, который намного длиннее, чем его ширина, и закругленными головками на каждом конце стержня. Длинные кости состоят в основном из компактной кости с меньшим количеством губчатой ​​кости и костного мозга.Большинство костей конечностей, включая кости пальцев рук и ног, представляют собой длинные кости.
• Короткие кости имеют примерно кубическую форму и имеют только тонкий слой кортикальной кости, окружающий внутреннюю губчатую кость. Кости запястий и лодыжек — короткие кости.
• Плоские кости тонкие и обычно изогнутые, с двумя параллельными слоями компактной кости, между которыми находится слой губчатой ​​кости. Большинство костей черепа — плоские кости, как и грудина (грудная кость).
• Сесамовидные кости встроены в сухожилия, соединительные ткани, которые связывают мышцы с костями.Сесамовидные кости удерживают сухожилия дальше от суставов, поэтому угол между ними увеличивается, что увеличивает нагрузку на мышцы. Коленная чашечка (коленная чашечка) — пример сесамовидной кости.
• Шовные кости — это очень маленькие кости, которые расположены между основными костями черепа, внутри суставов (швов) между более крупными костями. Они не всегда присутствуют.
• Неправильные кости — это кости, не подпадающие ни под одну из вышеперечисленных категорий. Обычно они состоят из тонких слоев кортикальной кости, окружающих губчатую внутреннюю часть кости.Их формы неправильные и сложные. Примеры неправильных костей включают позвонки и кости таза.

Рисунок \ (\ PageIndex {5} \): шесть типов костей, классифицированных по форме или расположению.

Функция: надежные источники

Больной или поврежденный костный мозг можно заменить донорскими клетками костного мозга, которые помогают лечить и часто излечивают многие опасные для жизни состояния, включая лейкемию, лимфому, серповидно-клеточную анемию и талассемию. Если пересадка костного мозга прошла успешно, новый костный мозг начнет вырабатывать здоровые клетки крови и улучшит состояние пациента.

Узнайте больше о донорстве костного мозга и подумайте, не стоит ли делать это самостоятельно. Найдите надежные источники, чтобы ответить на следующие вопросы:

1. Как стать потенциальным донором костного мозга?
2. Кто может и кто не может сдавать костный мозг?
3. Как осуществляется донорство костного мозга?
4. Какие риски существуют при донорстве костного мозга?

Обзор

1. Опишите костную ткань.
2. Почему кости твердые, но не хрупкие?
3. Сравните и сопоставьте два основных типа костной ткани.
4. Какие некостные ткани находятся в костях?
5. Перечислите четыре типа костных клеток и их функции.
6. Определите шесть типов костей и приведите примеры каждого типа.
7. Верно или неверно. Губчатая костная ткань — это еще одно название костного мозга.
8. Верно или неверно. Надкостница покрывает костную ткань.
9. Сравните и сравните желтый костный мозг и красный костный мозг.
10. Какая кость в основном состоит из кортикальной костной ткани?

    А.Таз

    B. Позвонки

    C. бедренная кость

    Д. Карпал

11. а. Какой тип костной клетки делится, чтобы произвести новые костные клетки?

    г. Где находится этот тип клеток?

12. Откуда берутся остеобласты и остеоциты и как они связаны друг с другом?

13. Какой тип кости встроен в сухожилия?

14. Верно или неверно. Кальций — единственный минерал в костях.

Узнать больше

Посмотрите это увлекательное и динамичное видео ускоренного курса, чтобы глубже изучить структуру костей:

Посмотрите это видео, чтобы узнать больше о ремоделировании костей:

38.2B: Типы клеток в костях

1. Последнее обновление

2. Сохранить как PDF

1. Ключевые моменты
2. Ключевые термины

Остеобласты, остеокласты, остеоциты и костные клетки-остеопрогениторы отвечают за рост, формирование и поддержание костей.

Цели обучения

• Различать четыре типа клеток в кости

Кость состоит из четырех типов клеток: остеобластов, остеокластов, остеоцитов и остеопрогениторных (или остеогенных) клеток. Каждый тип клеток имеет уникальную функцию и находится в разных местах в костях. Остеобласт, костная клетка, отвечающая за формирование новой кости, находится в растущих частях кости, включая надкостницу и эндост. Остеобласты, которые не делятся, не синтезируют и не секретируют коллагеновую матрицу и соли кальция.Когда секретируемый матрикс, окружающий остеобласт, кальцифицируется, остеобласт оказывается в ловушке внутри него. В результате он меняет структуру, становясь остеоцитом, первичной клеткой зрелой кости и наиболее распространенным типом костной клетки. Каждый остеоцит находится в пространстве (лакуне), окруженном костной тканью. Остеоциты поддерживают минеральную концентрацию матрикса за счет секреции ферментов. Как и в случае с остеобластами, остеоциты не обладают митотической активностью. Они могут общаться друг с другом и получать питательные вещества через длинные цитоплазматические отростки, которые проходят через canaliculi (единичный = canaliculus), каналы в костном матриксе.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Типы костных клеток : Таблица, в которой перечислены функции и расположение четырех типов костных клеток. Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Четыре типа костных клеток : В костной ткани обнаружены четыре типа клеток. Остеогенные клетки недифференцированы и развиваются в остеобласты. Когда остеобласты попадают в кальцифицированный матрикс, их структура и функция изменяются; они становятся остеоцитами. Остеокласты развиваются из моноцитов и макрофагов и отличаются по внешнему виду от других костных клеток.

Если остеобласты и остеоциты неспособны к митозу, то как они пополняются, когда умирают старые? Ответ кроется в свойствах третьей категории костных клеток: остеогенных клеток. Эти остеогенные клетки недифференцированы с высокой митотической активностью; они единственные костные клетки, которые делятся. Незрелые остеогенные клетки находятся в глубоких слоях надкостницы и костного мозга. Когда они дифференцируются, они превращаются в остеобласты. Динамический характер кости означает, что новая ткань постоянно образуется, в то время как старая, поврежденная или ненужная кость растворяется для восстановления или высвобождения кальция.Клеткой, ответственной за резорбцию или разрушение кости, является остеокласт, который находится на поверхности кости, является многоядерным и происходит из моноцитов и макрофагов (два типа лейкоцитов), а не из остеогенных клеток. Остеокласты постоянно разрушают старую кость, в то время как остеобласты постоянно образуют новую кость. Постоянный баланс между остеобластами и остеокластами отвечает за постоянное, но тонкое изменение формы кости.

Ключевые моменты

• Остеогенные клетки — единственные костные клетки, которые делятся.
• Остеогенные клетки дифференцируются и развиваются в остеобласты, которые, в свою очередь, отвечают за формирование новых костей.
• Остеобласты синтезируют и секретируют коллагеновую матрицу и соли кальция.
• Когда область, окружающая остеобласт, кальцифицируется, остеобласт захватывается и трансформируется в остеоцит, наиболее распространенный и зрелый тип костной клетки.
• Остеокласты, клетки, которые разрушают и реабсорбируют кость, происходят из моноцитов и макрофагов, а не из остеогенных клеток..
• Существует постоянный баланс между остеобластами, образующими новую кость, и остеокластами, разрушающими кость.

Ключевые термины

• остеокласт : большая многоядерная клетка, связанная с резорбцией кости
• остеоцит : зрелая костная клетка, участвующая в поддержании костей
• osteoprogenitor : стволовая клетка, которая является предшественником остеобласта
• canaliculus : любой из множества небольших каналов или протоков в кости или в некоторых растениях
• надкостница : мембрана, окружающая кость
• эндост : мембранный сосудистый слой клеток, выстилающий костномозговую полость кости
• лакуна : небольшое отверстие; небольшая ямка или углубление; небольшое пустое пространство; пробел или вакансия; перерыв
• остеобласт : одноядерная клетка, из которой развивается кость

Костная ткань — обзор

Скелетные стволовые клетки и сосудистая система

Костная ткань сильно васкуляризована, и ее связь с сосудистой системой важна для поддержания метаболизма и процесса ремоделирования.Сосудистая система также играет решающую роль на всех этапах восстановления и регенерации костной ткани в случае травм.

Тесная связь костной ткани с сосудистой системой устанавливается на раннем этапе эмбриогенеза. Развитие костного мозга тесно связано с процессом образования кости (окостенения). У млекопитающих кости образуются в результате двух процессов окостенения, которые, по-видимому, различны: внутримембранозная оссификация и эндохондральная оссификация. Для развития внутримембранозной кости мезенхимные клетки, происходящие из нервного гребня и клеток мезодермы, мигрируют в места, где будет формироваться будущая кость, и дифференцируются непосредственно в остеобласты [49,57].Лицевые кости, несколько костей черепа и часть ключицы образованы внутримембранозным процессом окостенения. Большинство костей в теле формируется в процессе, называемом формированием эндохондральной кости. В этом процессе мезодермальные клетки мигрируют к участкам, где будут формироваться будущие кости, группируясь. В отличие от процесса внутримембранного окостенения, клетки дифференцируются не непосредственно в остеобласты, а сначала в хондроциты, основной тип клеток хряща [58].Клетки с края клеточного агрегата образуют перихондрий, богатый хондробластами. Хондроциты центра хрящевой плесени характеризуются экспрессией коллагена II типа и аггрекана. Таким образом, аналог хряща служит исходным каркасом для моделирования будущей кости. Хондроциты в центре аналога хрящевой кости вскоре снижают скорость их пролиферации и начинают гипертрофию, одновременно инициируя синтез коллагена типа X. Вскоре после этого гипертрофированные хондроциты начинают кальцифицировать свой внеклеточный матрикс и секретировать факторы, которые являются хемотаксическими для эндотелия. клетки (VEGF) и хондрокласты (аналогичные остеокластам, отвечающие за резорбцию хрящевого матрикса), которые направляют и организуют васкуляризацию хрящевой плесени.Гипертрофические хондроциты также вызывают дифференцировку надхрящницы в надкостницу (богатую остеобластами) за счет секретирующих факторов, таких как индийский еж. При вторжении в кровеносные сосуды стромальная и кроветворная системы мигрируют и колонизируют новообразованный костный мозг. Предполагается, что гипертрофические хондроциты подвергаются апоптозу и в конечном итоге колонизируются клетками-остеопрогениторами.

По крайней мере, две основные теории были использованы для объяснения происхождения остеопрогениторных клеток, которые колонизируют новообразованную полость костного мозга [10,12,13].Первая теория предполагает, что клетки надхрящницы / надкостницы мигрируют в новую ткань, используя аблюминальную сторону кровеносных сосудов, которые вторгаются в матрикс хряща во время возможных механизмов эндохондральной оссификации. Одна возможность состоит в том, что мезенхимальные клетки, происходящие из надкостницы и уже зафиксированные в скелетной ткани, могут служить источником мезенхимальных стволовых / предшественников клеток. С другой стороны, клетки в надхрящнице / надкостнице, которые, как известно, включают несколько мезенхимальных стволовых клеток, включая клетки ALCAM +, мигрируют, колонизируют и дают популяцию мезенхимальных стволовых и остеопрогениторных клеток [59].Есть свидетельства в пользу обоих механизмов, и ни один из них не исключает друг друга. Вторая теория предполагает, что мезенхимальные стволовые клетки и вся популяция мезенхимальных предшественников костного мозга являются потомками периваскулярных перицитов, расположенных вокруг мелких сосудов, которые мигрируют и колонизируют костную полость независимо от надхрящницы / надкостницы. Примечательно, что мезенхимальные стволовые клетки или, по крайней мере, клетки, которые проявляют тот же фенотип и функциональные свойства, что и взрослые мезенхимальные стволовые клетки во время эмбрионального развития, локализуются совместно с основными сайтами, из которых происходят гемопоэтические стволовые клетки [60].

С глобальной точки зрения, когда происходит перелом, кровеносные сосуды костного мозга и надкостницы разрушаются, образуя сгусток крови в месте перелома. Некоторое время спустя в сгусток вторгаются остеопрогениторные и эндотелиальные клетки (в виде небольшого кровеносного сосуда), происходящие из костного мозга и надкостницы. Остеопрогениторные клетки пролиферируют и дифференцируются в хондроциты и остеобласты посредством процесса, подобного эндохондральному окостенению, что приводит к образованию костной мозоли.Костная мозоль важна на стадии консолидации перелома. После механической стабилизации перелома костная мозоль реконструируется, и костная ткань возвращается к своей первоначальной морфологии.

Здесь мы хотим привлечь внимание к некоторым молекулярным и клеточным событиям, происходящим в месте перелома во время процесса восстановления костной ткани. Известно, что тромбоциты в сгустке выделяют несколько факторов роста и хемокинов, среди которых мы можем выделить трансформирующий фактор роста-β (TGF-ß), фактор роста фибробластов (FGF), фактор роста эндотелия (VEGF) и рост, происходящий из тромбоцитов. фактор (PDGF).Известно, что многие из этих агентов стимулируют пролиферацию и миграцию остеопрогениторных и эндотелиальных клеток в места перелома.

В микросреде костного мозга скелетные стволовые клетки не распределены случайным образом. Они расположены в основном вокруг прекапиллярной артериолы, участка, идентифицированного как периваскулярная ниша. Хотя рост кровеносных сосудов в процессе регенерации костной ткани имеет чрезвычайно важное значение для снабжения питательными веществами и кислородом, эти новообразованные сосуды также служат ориентиром для распределения клеток-остеопрогениторов в месте повреждения.Остеопрогениторные клетки, происходящие из надкостницы, и клетки костного мозга рекрутируются из периваскулярной ниши, так как большинство кровеносных сосудов костного мозга и мезенхимальных предшественников распределены в субэндостальной области [36,61]. Клетки со сходным поведением и фенотипом мезенхимальных предшественников костного мозга были изолированы в большом количестве из других тканей и органов, от мышей и людей. Все они имеют периваскулярную нишу. Теперь мы знаем, что клетки, способные дифференцироваться в скелетно-мышечные ткани, можно выделить практически из всех тканей и органов, что позволяет предположить, что другие ткани, помимо костного мозга, могут использоваться в качестве источника мезенхимальных клеток.

Мезенхимальные предшественники были выделены из многих тканей, кроме костного мозга, включая жировую ткань [62], синовиальную мембрану [63], пуповинную кровь [64], периферическую кровь [65] и надкостницу [66,67]. Независимо от источника, клетки, полученные из разных тканей, имеют несколько общих черт, они экспрессируют сходные мембранные маркеры (CD73, CD90 и CD105) и обладают сходной способностью дифференцироваться в хондроциты, остеобласты и адипоциты in vitro. Однако недавно опубликованные данные показывают, что биология предшественников зависит от происхождения ткани, в которой местные факторы могут вызывать так называемое предопределение (предвзятость) к определенному клону.Напр., Предшественники, происходящие из костного мозга и жировой ткани, будут предпочтительно дифференцироваться в остеобласты и адипоциты, соответственно. Учитывая гетерогенную популяцию, изолированную от каждого отдельного источника, можно предположить, что не все клетки являются настоящими стволовыми клетками. Предполагается, что преданные предшественники (промежуточные предшественники) будут дифференцироваться быстрее и захватят культуру, маскируя результат.

Как упоминалось ранее, мезенхимальные предшественники и кровеносные сосуды тесно и функционально связаны.Это означает, что широкое распространение мезенхимальных предшественников во всем организме зависит от васкуляризации тканей. Да Силва Мейреллес и др. [68] отметили, что «мезенхимальные стволовые клетки» находятся практически во всех органах и тканях, и что это распределение связано с их существованием в периваскулярной нише. Они также показали, что в жировой ткани количество КОЕ-Ф и плотность сосудов сильно коррелируют, подтверждая их предыдущее наблюдение [69]. Хотя мезенхимальные стволовые клетки и перициты представляют разные фенотипы, несколько авторов предполагают, что клетки такие же или перициты представляют собой менее дифференцированную категорию.

Заметки для класса BIOL 237 — Скелетная система

Щелкните изображения и гипертекст для расширенного просмотра. Щелкните для просмотра изображений гистологии.

Щелкните для модулей патологии.

Примечания: Эти заметки не включает в себя кость и контуры вы должны знать (См Short Список костей и контуров).Инструктор рассмотрит многие из них в классе, в зависимости от время имеется в наличии.

Скелет Система
Кости — это органы скелетной системы. Функции костную систему составляют: опора — образует каркас тела для поддержки мышц и органы. защита — скелетные системы защищает 1) образуют костные полости вокруг органов, например грудная полость защищает сердце и легкие, полость черепа защищает мозг. 2) красный костный мозг в костях производит лейкоциты, которые защищают от вторжения микроорганизмы. движение — кости образуют суставы, которые обеспечивают рычаги для движения, например ходьба, подъем и др. гематопоэз (производство клеток крови) — красный костный мозг производит оба красных и лейкоциты. хранение минералов и гомеостаз — скелет образует резервуар минералы, особенно кальций, для поддержание гомеостаза.
Клетки, обнаруженные в кости ткань: клетки-остеопрогениторы — это как «стволовые клетки» для кости. У них есть способность разделять и пролиферируют с образованием остеобластов , костеобразующих клеток, которые активно продуцируют костная ткань.Они включают периостальные и эндостальные клетки (см. ниже), выстилающие кость и ее полости. В зрелой кости где рост и ремоделирование не происходит, эти клетки находятся в состоянии покоя, но считается, что они функционируют в поддержание и нутритивная поддержка остеоцитов в нижележащем матриксе, с которыми они связаны с помощью щелевых соединений. Остеопрогениторные клетки происходят из мезенхимальных клеток (фундаментальный эмбриологический ткань зародыша) и обладают способностью дифференцироваться в жировые клетки, хондробласты и фибробласты и могут модифицировать их морфологические (физические) и физиологические характеристики в ответ на определенные раздражители. остеобласты — это «костеобразующие клетки», которые секретируют коллаген. и основное вещество, которое составляют неминерализованную кость ( остеоид ) и, следовательно, отвечают за кальциноз матрица. Эти клетки также сообщаются друг с другом и с остеоцитами посредством щелевых контактов. Остеоциты — зрелые костные клетки, дифференцированные от остеобластов, которые несут ответственность за поддержание костный матрикс.Они могут синтезировать и рассасывать (разрушать) матрицу для поддержания гомеостаз. Каждый остеоцит занимает пространство, лакуну, которая соответствует форме клетки, окруженной матрица секретировалась, когда клетка была остеобластом. Остеоциты распространяют отростки через canaliculi для подключения соседние ячейки с помощью щелевых контактов. Остеокласты — большие многоядерные клетки, функция которых заключается в резорбции кость. Остеокласты растворяют матрица и остеоид с кислотами и гидролитическими ферментами.Остеокласты фагоцитируют и происходят из моноциты, а не из той же линии, что и другие костные клетки.
	Ткани, найденные в кости: костные ткани — собственно костная ткань Костная ткань имеет матрицу, содержащую неорганические соли и органические волокна. В неорганический матрикс придает жесткость и твердость кости и состоит из Комбинация солей кальция и фосфора называется гидроксиапатитом .В органический коллагеновые волокна придают кости прочность на разрыв и устойчивость к нагрузкам. кортикальная (компактная) кость — состоит из плотного регулярного расположения остеонов (Гаверсовы системы). Компактная кость находится в диафизе (стволе) длинных костей. и как внешний слой всех костей. губчатая кость — Состоит из трабекул (сети) тонких, соединение спикулы, которые образуют сеть внутри костей.Пробелы между трабекулы содержат костный мозг и кровеносные сосуды. красный костный мозг — миелоидная (кроветворная) ткань, обнаруженная в пустотах губчатого кость, производит как красные, так и белые кровяные тельца. Красный костный мозг не увеличивается пропорционально росту костей, а у взрослых большая часть красного костного мозга изменяется на желтый (жировой) костный мозг, особенно в костномозговом канале. желтый костный мозг — Состоит в основном из жировых клеток.Может превратиться в красный костный мозг под крайний гемопоэтический стресс, например, при кровопотере. надкостница — фиброзное покрытие костей, которое соединяется с сухожилиями и связки и укрепляет кровеносные сосуды и нервы. Внутренний слой надкостницы содержит клеток-остеопрогениторов , полученных из клеток мезенхимы , это клетки, которые делятся на остеобластов при соответствующих стимулах.Чрезвычайно сильный соединение образуется с сухожилиями и связками, потому что волокна коллагена из эти структуры, называемые волокнами Шарпея , проходят под углом в кость. где они непрерывны с коллагеновыми волокнами во внеклеточном матриксе. эндост — фиброзная ткань, выстилающая костномозговой канал. Часто только один раз клетки толстые его клетки также являются клетками-остеопрогениторами . костномозговой канал — центральный канал длинной кости.Делает кость легче И в взрослые особи содержат желтый костный мозг. суставной хрящ — гиалиновый хрящ, который является частью синовиальной оболочки. суставы.
	Остеоны или гаверсовских систем , являются единицы структуры в зрелой кости. Они есть плотно прилегающие, идущие, как правило, параллельно длинной оси кости. В центре каждого из них — это гаверсовский канал , по которому проходят кровеносные сосуды и нервы. Canaliculi (небольшие каналы) соединяют гаверсовские каналы с лакунами, содержащими Остеоцитов . Остеоциты распространяют отростки в канальцы и получают питательные вещества и O 2 и получают избавиться от отходов и CO 2 путем диффузии через каналы. Лакуны и canaliculi образуют ламелей или слоев двух типов: концентрических ламелей форма круглая кольца вокруг каждого гаверсовского канала и интерстициальных ламелей , полученных из предыдущий остеоны, заполняют промежутки между существующими остеонами.
См. Рисунок 6.7	Формирование кости (окостенение): происходит два типа развития костей, дифференцируются в зависимости от того, является ли предшественником кости мембрана или хрящ. Последующее ремоделирование обоих типов дает идентичные ткани для всех костей. Внутримембранное окостенение происходит в плоских костях, таких как кости череп и начинается с модели волокнистой соединительной ткани.Примерно через 8 недель в процессе развития мезенхимные клетки объединяются и дифференцируются, чтобы стать остеобласты и начинают процесс окостенения, сначала выделяя органические компоненты кости ( остеоид , состоящий из коллагена и протеогликанов) в виде шипов исходящий из центра окостенения. Позже неорганические соли откладываются на остеоид с образованием спикул кости, которые образуют трабекулы в общей форме кость. Там, где шипы встречаются, образуются неправильные фиброзные соединения, называемые швами.Остеоциты расширяют свои отростки через канальцы, в то время как новый остеопрогенитор клетки поддерживают количество остеобластов для продолжения роста костных спикул.
См. Рисунок 6.8	Эндохондральная оссификация лучше всего проиллюстрирована на длинном кости. (См. Рисунок 6.8): 1) Мезенхимные клетки агрегируются и дифференцируются в хондробласты, которые производить модель гиалинового хряща, предшествующего каждой кости.Примерно через 8 недель клетки развития в средней области начинают дифференцироваться в остеобласты, которые создайте тонкий слой кости вокруг модели хряща. В длинных костях костяной воротник развивается вокруг того, что станет стержнем (диафизом). 2) Хрящевые клетки в то центр гипертрофии и вызывает кальцификацию матрикса, а затем умирает, поскольку они становятся изолированными от источника питательных веществ. С гибелью хондроцитов матрица разрушается, что приводит к раннему образованию костного мозга. 3) По то кровеносные сосуды третьего месяца, называемые периостальным зачатком , вторгаются в развивающиеся полость внесение остеопрогениторных и других клеток, губчатой ​​кости и костного мозга начинает формироваться. 4) При рождении длинные кости состоят из шейки кортикальной кости. вдоль вал и развивающийся костномозговой канал. Вторичные центры окостенения формируются в эпифизы, которые выталкиваются наружу и к центру, в то время как окостенение продолжается по диафизу к эпифизам. 5) Оссификация эпифизов. В проксимальный конец начинается около рождения и продолжается до 18-19 лет. возраста. Дистальный конец начинается от 1 до 1,5 лет и продолжается до начала 20-х годов, хотя все существенный рост закончился в позднем подростковом возрасте. Единственный оставшийся хрящ находится в эпифизарной пластине и суставном хряще. Рост кости прекращается, когда эпифизарная пластинка затвердевает.
Ремоделирование кости: Ваши кости постоянно реконструируются на протяжении всей вашей жизни.Этот процесс помогает им сохранить сильный и к сохраняют свою целостность, чтобы выдерживать стрессы и поддерживать гомеостаз. Процесс вовлекает сначала остеокластическая резорбция области кости, а затем последующее капиллярное проникновение и остеобластическое действие для образования нового остеона. У здорового взрослого человека скорость резорбции примерно равно скорость отложения костной ткани. У пожилых людей скорость отложения часто падает ниже резорбции. а также остеопороз.Ремоделирование костей стимулируется физической нагрузкой на кость. упражнение, и будут адаптированы для обеспечения конкретной адаптации к этому стрессу. Таким образом, кости тяжелоатлета будут показать модели роста, характерные для нагрузок на кости.
	Гормоны, важные для роста костей и гомеостаза: гормон роста — из передней доли гипофиза этот гормон необходим для нормального рост и развитие скелета.Дефицит (гипосекреция) GH в детстве производит карлика, избыток (гиперсекреция) производит гиганта. Гиперсекреция во взрослом возрасте вызывает акромегалию, заболевание, при котором форма многие кости, особенно на лице, становятся преувеличенными. тироксин — этот гормон, фактически его активный продукт, регулирует обмен веществ из большинства клетки, в том числе в кости. тестостерон — этот и другие андрогены важны для роста массы а также плотность кости.Тестостерон присутствует как у мужчин, так и у женщин в разной степени. суммы. эстрогенов — эти гормоны важны для роста костей и для кости Обслуживание. Они тоже в разном количестве присутствуют у представителей обоих полов. паратироидный гормон — этот гормон осуществляет первичный контроль над кальцием гомеостаз. Кальций необходим крови для выполнения многих функций, и когда она падает уровень паратиреоидного гормона, секретируется.Этот гормон использует несколько методов, чтобы повысить уровень кальция в крови: 1) увеличение выработки витамина D. Витамин D — это гормон, предшественник которого вырабатывается в коже в ответ на солнечный свет, а затем обрабатывается в печени и почках, чтобы стать активным витамином D3. 2) Витамин D3 увеличивает всасывание кальция в кишечнике. Без этого витамина кальций не всасывается в какой-либо значительной степени. 3) повышенная реабсорбция кальция в почка.Много кальция теряется с мочой, поэтому, когда вам нужно больше в крови, это важный источник. 4) резорбция кости. ПТГ увеличивает остеокластическую активность до выпустить кальций в кровь. Кальцитонин — обычно важный только у детей, этот гормон секретируется от специальные клетки в щитовидной железе. Его функция — стимулировать усвоение кальция в растущая кость и отложение костного матрикса. Он использовался у взрослых, чтобы помочь в усвоение кальция у пациентов с остеопорозом.
Остеопороз , заболевание, включающее деминерализация кости, обычно связанная с пожилыми людьми может быть связано с несколькими факторами: 1) дефицит кальция в пище 2) снижение уровня эстрогена, характерное для женщин в постменопаузе. Это можно лечить с помощью HRT, заместительная гормональная терапия. 3) снижение активности и физических нагрузок, в том числе: 4) снижение нагрузки на кости.Это важно для стимуляции роста костей. а также замена в любом возрасте. Лечение остеопороза может включать кальций, содержащий другие минералы, гормон замена терапия, кальцитонин и программа упражнений. Другие расстройства : рахит — Недостаточность витамина D у детей. Витамин D необходим для всасывание кальция. Результат рахита — это неправильная минерализация, которая приводит к задержке роста и ослаблению костей. остеомаляция — Дефицит витамина D у взрослых. Вызывает деминерализацию кости. Болезнь Педжета — заболевание неизвестной причины, которое включает разрушение нормальной костной ткани и замещение ее тканью неправильной и неорганизованной структуры. См Опорно-двигательная Патология изображения

Костная структура

Автор: Dr. med. habil. Геше Таллен, Эрстеллт: 2013/04/12, Редактор: Мария Яллурос, английский перевод: Dr. med. habil. Геше Таллен, Последнее изменение: 25.08.2017

Кости в основном состоят из минерализованной костной ткани. В меньшей степени они также содержат мягкие ткани, такие как суставной хрящ, костный мозг внутри кости, внешнюю поверхность, называемую надкостницей, а также нервы и кровеносные сосуды.

Костная ткань

Костная ткань включает большую часть кости. Его высокая плотность является результатом высокого содержания кальция, которое может достигать примерно 70% веса кости. Существует два основных типа костной ткани: компактная костная ткань ( Substantia compacta ) и губчатая костная ткань ( Substantia spongiosa ).

Компактная кость состоит из очень плотной, а значит, твердой белой (костной) ткани, которая образует прочную внешнюю оболочку длинных костей (например, костей плеча или ног).Вместо этого губчатая кость состоит из нескольких крошечных стержней или стержней, называемых трабекулами, которые обеспечивают довольно мягкую и гибкую консистенцию (как в плоских костях, таких как позвонки).

Суставной хрящ

Суставной хрящ — это резиноподобный гладкий тип соединительной ткани, который можно найти на концах большинства костей, за исключением, например, черепа. Амортизируя суставы, хрящ помогает им хорошо двигаться. Хрящ также представляет собой остаток эмбрионального, в основном хрящевого, скелета.

Поверхность наружной кости (надкостница)

Надкостница представляет собой внешнюю поверхность костей в областях, где костная ткань не покрыта хрящом. Он состоит из соединительной ткани, которая, помимо нервов и кровеносных сосудов, содержит молодые костные клетки, которые позже могут развиться в остеобласты.

Костный мозг

Костный мозг — это мягкая ткань, заполняющая полости внутри костей.