Костная ткань.

По классификации тканей Келликера и Лейбдига входит в состав 2 группы тканей- тканей внутренней среды. Входит в состав по 2 признакам: единство их происхождения( развиваются из эмбриональной соединительной ткани мезенхимы) и единство их строения (из клеток и межклеточного вещества).

Особенности:

Костная ткань характеризуется высокой степенью минерализации, т.е. отличается высоким содержанием солей, благодаря чему эта ткань обладает свойством прочности

План строения костной ткани

Это клетки и межклеточное вещество.

Функции костной ткани:

1. Опорная. Основная ткань опорно-двигательного аппарата, к которой прикрепляются все остальные мягкие ткани. Принимает участие в реализации функции движения в пространстве. Кости, приводимые в движение мышцами выполняют роль рычагов, которое обеспечивает перемещение тела и его частей в пространстве.

2. Защитная. Костная ткань наряду с хрящевой тканью участвует в образовании полостей внутренних органов (полости черепа, грудной клетки, таза), которые являются вместилищем и защитой для жизненных важных органов.

3. Костная ткань входит в состав специфического микроокружения, которое создает благоприятные условия для развития форменных элементов крови. (Участвует в процессах кроветворения).

4. Поддержание минерального гомеостаза(постоянства солей в организме). Благодаря высокой степени минерализации.

5. «Отрицательная» функция костной ткани способна накапливать в себе тяжёлые радиоактивные изотопы, это радиоактивный цезий, стронций, и другие металлы. Как правило, накопление этих соединений в костях происходит после различных техногенных аварий, возникающих на атомных производствах. Эти вещества, накапливаясь в костях, оттуда не выводятся, а период их полураспада составляет от нескольких сот до нескольких 1000 лет. Находясь в костях, эти радиоактивные изотопы приводят к облучению стволовых клеток в костном мозге и развитию миелопролиферативных заболеваниях , к лейкозу или рака крови.

Клетки костной ткани.

В костной ткани присутствуют два клеточные дифферона: дифферон остеоцитов и дифферон остеокластов.

Дифферон остеоцитов

• Остеогенная стволовая клетка. Она имеет округлую форму, высокое ядерно-цитоплазматическое соотношение, т.е. крупное ядро, цитоплазмы мало, органоиды развиты слабо; тип обмена веществ аутосинтетический, т.е. внутренний, клетка производит вещества исключительно только для себя.

• Остеогенная полустволовая клетка. Клетка уже более овальной формы, несколько меньшим ядерно-цитоплазматическое соотношением, цитоплазма и органоиды накапливаются, тип обмена веществ приближается к смешанному, что-то клетка постепенно начинает секретировать.

• Остеобласты. Клетки, имеющие либо овальную, либо вытянутую, иногда высокую, близкую к цилиндрической формы, со сниженным ядерно-цитоплазматическое соотношением, хорошо развитыми органоидами синтеза! преимущественно внешним типом обмена веществ. Если предшествующие стадии выполняли комбиальную функцию, т.е. служили источником развития других клеток, то остеобласты это непосредственные продуценты костной ткани. Именно они секретируют органическую матрицу кости,(Структурные белки, гликозаминогликаны, протеогликаны, гликопротеины) и они же эту же органическую матрицу минерализуют.

Все вышеупомянутые клетки располагаются во внутреннем слое надкостницы, а также в каналах остеонов или галексовых каналах и в эндосте, во внутренней надкоснице.

• Остеоциты. Это Конечная стадия дифференцировки костных клеток. Располагается непосредственно в костной ткани, имеют небольшие овальной формы тела и многочисленные отростки. Характеризуется слабой степенью развития органелл, но при этом сохраняют хорошо развитый цитоскелет. Еще одной особенностью остеоцитов является расположение их в особых полостях, которые повторяют контуры самой клетки-лакуны. В лакунах располагается тканевая жидкость и отростки остеоцитов. Соседние лакуны соединяются друг с другом, также как и отростки самих остеоцитов также соединяются друг с другом. Через всю кость проходит микроскопическая система канальцев, через которые циркулирует тканевая жидкость, приводимая в движение отростками остеоцитов.

Функции: молодые продолжают секретировать внеклеточный матрикс, зрелые остеоциты матрикс не вырабатывают, а выполняют стромальную или каркасную функцию, участвуют в движении тканевой жидкости, участвуют в ременирализации костной ткани.

Клетки в составе 1 звена дифферона в своем активном состоянии чувствительны к гормону тириокальциоцитонину, который вырабатывается особыми С клетками щитовидной железы.

Дифферон остеокластов:

• Стволовая клетка крови (СКК)

• Полустволовая клетка крови 1-го типа или клетка предшественница миелопоэза

• Колониеобразующая единица моноцитарная

• Монобласт

• Промоноцит

• Моноцит

• Остеокласт.

По мере их дифференцировки клетки изначально уменьшались в размерах, уменьшалось ядерно-цитоплазматическое соотношение, накапливались органоиды и !ЛИЗОСОМЫ. Приобреталась способность к миграции, адгезии, активному фагоцитозу. ! Выходя из периферической крови в ткани моноциты попадая в костную ткань сливаются и образуют постклеточные структуры (симпласт) остеокласты.

Характеристика остеокласта.

Остеокласт достаточно крупная структура размеры, которого вариабельны средний размер порядка 60-70 мкм, характеризуется наличием большого количества ядер, которых при световой микроскопии можно насчитать в среднем 30-50, органоиды развиты умеренно, лизосомы развиты очень хорошо. При электронной микроскопии у остеокласта можно выделить несколько зон в том числе:

1-зона гофрированной каемки.

2-зона расположения ядер и основных органелл.

3-светлая зона. (свободные участки цитоплазмы)

4-зона акклюзии или зона плотного прилегания остеокласта к поверхности костной балки.

Значение остеокласта.

Остеокласты это макрофаги костной ткани. Именно они вызывают резорбцию и перестройку костей. Таким образом они участвуют в регенерации костной ткани, участвуют в поддержании солевого гомеостаза (высвобождая соли из костей), и в общей регуляции обмена веществ в организме.

Механизм функционирования остеокластов

После прикрепления к поверхности костной ткани остеокласт формирует многочисленные складки- зона гофрированной каемки, для увеличения площади соприкосновения с костной балкой. После чего остеокласт выделяет большое количество углекислого газа, и фермент карбоангидазу. Под действие данного фермента углекислый газ связывается с водой с образованием угольной кислоты. Под действием данной минеральной кислоты от органической матрицы кости отщепляются кристаллы солей и кость делается мягкой, т.е. остается ее коллагеновая матрица. Для разрушения коллагеновой матрицы остеокласты выделяют лизосомальные ферменты, которые в ходе патролиза разрушают коллаген и другие структурные белки. Все высвобождаемые вещества поступают в микроскопическую систему канальцев костной ткани и затем всасываются в кровь.

Межклеточное вещество.

Межклеточное вещество включает в себя коллагеновые или осеиновые волокна из белка коллагена 1 типа и аморфное вещество или оссеомукоид. Химический состав оссеомукоида. Костная ткань характеризуется наличием порядка 70% неорганических веществ ( соли: фосфат кальция, карбонат кальция, фосфат магния и ! комплексное соединение гидроксиапатит (именно его кристаллы соединяясь с коллагеновой матрицей делают кость прочной)), 20% органических веществ (структурный белок коллаген, гликозаминогликаны, протегликаны, гликопротеины (остеонектин, остеокальцин)), 10% вода. Это химический состав у взрослого человека. Различные возрастные периоды жизни человека соотношение разное. Так, например, в оссеомукоиде детей неорганического вещества 50%, органических веществ 30-35%, воды 15-20%. Таким образом, кости детей содержа меньше неорганического вещества и больше органического вещества и воды являются менее прочными, но более эластичными и упругими, поэтому травмы костей у детей носят особый характер. Переломы у детей называются по типу зеленой веточки. Это поднадкостничные переломы, без костных отломков как правило и их смещений, неосложненный перелом. Кости пожилых людей характеризуются относительно меньшим содержанием органических веществ и воды и большим содержанием солей, даже не смотря на то, что эти соли с возрастом в отсутствии половых гормонов могут вымываться, даже не смотря на то что соли вымываются и развивается остеопороз все равно этих солей будет больше. Таким образом кости у пожилых людей становятся более хрупкими и ломкими. Переломы осложненные, с наличием многочисленных костных отломков с их смещением, повреждением мягких тканей и как следствие требующие оперативного вмешательства и длительного восстановительного периода.

Классификация костных тканей.

В организме человека и других млекопитающих принято выделять 4 разновидности костной ткани:

1. Грубоволокнистая или ретикулафиброзная костная ткань.

2. Пластинчатая костная ткань.

3. Дентин. Встречается в зубах.

4. Цемент. Встречается в зубах.

Грубоволокнистая или ретикулафиброзная костная ткань.

Характеризуется наличием хаотично расположенных оссеиновых волокон, между которыми располагаются костные клетки и большое количество оссеомукоида, которые делают данную ткань менее прочной и более рыхлой. Грубоволокнистая костная ткань встречается в швах черепа, в области зубных альвеол, в местах регенерации костной ткани в виде первичной костной мазоли, в эмбриогенезе при закладки плоских костей и в опофизах костей ( серые бугорки на костях).

Пластинчатая костная ткань.

Структурно-функциональной единицей пластинчатой костной ткани является костная пластинка, характеризующаяся параллельно расположенными рядышком, близко друг к другу оссеиновыми волокнами, между которыми располагаются отросчитые клетки остеоциты, и небольшое содержание оссеомукоида. Если в одной пластинки волокна располагаются параллельно друг к другу, то волокна соседних пластинок по отношению к предыдущим располагаются под углом 90*С. При этом волокна одной пластинки входят между волокнами другой пластинки и обеспечивают дополнительную механическую сцепку, стяжку, что обеспечивает механическую прочность костной ткани. Пластинчатая костная ткань может существовать в виде двух веществ, а именно компактного вещества и губчатого вещества. В компактном веществе пластинки располагаются параллельно, плотно друг к другу, а в губчатом веществе между костными пластинками есть зазоры, полости внутри которых как правило располагается костный мозг. Если губчатое вещество находится внутри диафиза то это будет желтый костный мозг, если в составе эпифиза то это красный костный мозг. Пластинчатая костная ткань это основная костная ткань из которой состоит скелет.