Костные ткани: общая морфофункциональная характеристика, классификация, происхождение, строение и функции клеток, костный матрикс, коллагеновые волокна, костные лакуны, канальцы и каналы.
Костные ткани: общая морфофункциональная характеристика
Костные ткани — это специализированный полидифферонный вид соединительной ткани с высокой минерализацией межклеточного органического вещества, содержащего около 70 % неорганических соединений, главным образом фосфатов кальция.
Костная ткань .развивается из мезенхимы двумя способами: непосредственно из мезенхимы (прямой остеогенез) либо на месте сформированного ранее гиалинового хряща (непрямой остеогенез).
Костная ткань, как и все разновидности соединительной, состоит из клеток и межклеточного вещества. Клетки кости — остеобласты, остеоциты и остеокласты. В составе межклеточного вещества — оссеиновые волокна (коллагеновые волокна 1-го типа) и основное вещество(содержит неколлагеновые белки, липиды, гликопротеиды, гликозаминогликаны и протеогликаны).
Классификация
Существуют два основных типа костных тканей: грубо-волокнистая (сетчато-волокнистая) и пластинчатая. Эти разновидности костной ткани различаются по структурным и физическим свойствам, которые обусловлены главным образом строением межклеточного вещества. К костным тканям относятся также дентин и цемент зуба, имеющие сходство с костной тканью по высокой степени минерализации межклеточного вещества (см. главу 16) и опорной, механической функцией.
Грубоволокнистая костная ткань встречается главным образом у зародышей. У взрослых она имеется на месте заросших черепных швов, в местах прикрепления сухожилий к костям, в альвеолярных отростках челюсти. В составе этой ткани коллагеновые волокна образуют толстые беспорядочно расположенные пучки, между которыми содержится относительно большое количество остеоцитов в костных полостях, также не имеющих правильной, упорядоченной ориентировки. С поверхности грубоволокнистая кость покрыта соединительнотканной оболочкой — надкостницей. В этом типе костной ткани отсутствуют кровеносные сосуды, а степень ее минерализации ниже, чем в пластинчатой кости.
Пластинчатая костная ткань,из которой построен весь скелет человека, отличается упорядоченным расположением волокон и клеток с образованием так называемых костных пластинок.
Костная пластинка — это структурная единица пластинчатой костной ткани, образованная параллельными пучками коллагеновьгх волокон, пропитанных минерализованным аморфным веществом. Пластинчатая костная ткань образует:
— компактное (плотное) вещество кости, формирующее стенку диафиза трубчатых костей, покрывающее с поверхности большую часть костей скелета и преобладающее в строении некоторых участков плоских костей (чешуя височной кости, лопатка);
— губчатое вещество, локализованное в эпифизах трубчатых костей, а также преобладающее в плоских костях таза, черепа, тел позвонков и др.
Остеон (гаверсова система) — структурная единица компактного вещества кости, образованная кровеносным сосудом и окружающими его слоями вставленных друг в друга цилиндрических костных пластинок, причем в каждой пластинке коллагеновые волокна располагаются параллельно друг другу и перпендикулярно волокнам соседних пластинок, что ещё более повышает прочность костной ткани.
Происхождение
Развивается из мезенхимы .
Строение и функции клеток
Костные ткани:
а) тонковолокнистая (пластинчатая) костная ткань;
б) ретикулофиброзная (грубоволокнистая) костная ткань.
Стволовые клетки — резервные клетки, располагаются в надкостнице.
Полустволовые клетки — клетки с развитым синтетическим аппаратом.
Остеобласты — образуют костную ткань. Нах. в надкостнице. Хорошо выпажены гранулярный ЭПС, пластинчатый комплекс и мтх.
Функция: синтез белков оссеиновых волокон и оссеомукоид. Остеобласты созревают и превращаются в остеоциты.
Остеоциты — отростчатые клетки, лежат в костных лакунах – овальных полостях. D
50 мкм. Органоиды развиты слабо (гранулярный ЭПС, ПК и митохондрии). Не делятся. Функция: принимают участие в регенерации костной ткани, вырабатывают орган. часть межкл. вещ-ва. На остеобласты и остеоциты стимулирующее влияние оказывает гормон щитовидной железы кальцитонин — усиливается синтез орган. части межкл. вещ-ва и усиливается отложение Ca.
Остеокласты — это крупные клетки, D
100 мкм. Являются специализированными макрофагами, образуются путем слияния многих макрофагов гематогенного происхождения, поэтому много ядер. В остеокластах хорошо выражены лизосомы и митохондрии. Функция — разрушение костной ткани. Остеокласты выделяют СО2 и фермент карбоангидразу; СО2 связывается Н2О и образуется угольная к.-Н2СО3; кот. реагируя растворяет соли Ca, растворенный Ca вымывается в кровь. Органическая часть межкл. вещ-а лизируется протеолитическими ферментами лизосом остеокластов. Функция остеокластов стимулируется пара-тирио-кальцитонином паращитовидной железы.
Костный матрикс
Межклеточное вещество костной ткани сост.:
1. Неорганические соединения (фосфорнокислые и углекислые соли Са) — составляют 70% межкл. Вещ.
2. Органическая часть представлена коллагеновыми (оссеиновыми) волокнами и склеивающей массой (оссеомукоид) — составляет 30%.
Соотношение органической и неорганической части зависит от возраста: у детей органической части больше 30%, а неорганической части меньше 70%, поэтому у них кости менее прочные, но более гибкие (не ломкие); в пожилом возрасте, наоборот, доля неорганической части увеличивается, а органической части уменьшается, поэтому кости более твердыми, и ломкими.
Коллагеновые волокна
Читайте также: Построение выкройки платья из эластичных тканей
Коллагеновые волокнав составе разных видов соединительной ткани определяют их прочность. Внутренняя структура коллагенового волокна определяется фибриллярным белком – коллагеном. Коллагеновые волокна отличаются малой растяжимостью и большой прочностью на разрыв.
Костные лакуны
Лакуны с телами остеоцитов располагаются между пластинками губчатого вещества кости. Большая часть трабекул — тонкие (менее 0.2 мм) и не содержит кровеносных сосудов. Питание клеток осуществляется путем диффузии с поверхности трабекул через костные канальцы, идущие к их поверхности. Трабекулы толще 0.2 мкм в центральной части обычно содер-жат структуру, сходную с остеоном, расположенную вокруг кровеносного сосуда. Поверхность костных трабекул губчатого вещества покрыта на большем протяжении слоем покоящихся остеобластов.
Канальцы и каналы.
Канал остеона (гаверсов канал) диаметром 20-120 мкм проходит через его центр и содержит один или два мелких кровеносных сосуда (артериолу, венулу или капилляр), окруженные небольшим количеством рыхлой волокнистой соедини-тельной ткани. В последней находятся остеогенные клетки-предшественники, покоящиеся остеобласты, макрофаги, осеокласты, а также нервные волокна и лимфатические капилляры. Каналы остеонов сообщаются друг с другом, с надкост-ницей и костномозговой полостью за счет поперечно или косо идущих прободающих (фолькмановских) каналов, содержащих сосуды. В отличие от каналов остеона, прободающие каналы не окружены концентрически расположенными костными пластинками
В отличии от хрящевых тканей в костной ткани кровеносных сосудов больше.
Кость покрыта надкостницей. В ней различают наружный (волокнистый) и внутренний (клеточный) слой. В надкостнице очень много кровеносных сосудов, стволовых и полустволовых остеогенных клеток, остеобластов. Функция надкостницы — питание и регенерация кости.
54. Ретикулофиброзная и пластинчатая костная ткань, их топография, строение. Костная пластинка, компактная костная ткань, остеон.
Ретикулофиброзная костная ткань=грубоволокнистая
Топография: встречается у плода в эмбриональном периоде, у детей в местах фиксации сухожилий к костям, вблизи черепных швов, в зубных альвеолах и в костном лабиринте внутреннего уха
Строение: беспорядочно ориентированными пучками коллагеновых волокон, погруженными в минерализованное межклеточное вещество, в котором находятся кровеносные сосуды, а также система лакун и канальцев, содержащая остеоциты и тканевую жидкость.
Химический состав: 40% – органические вещества, 50% –минеральные соли, 10% – вода. Она является первичной временной и в течение первых 2 лет у детей замещается на пластинчатую, исключение могут представлять черепные швы (к 30 годам).
58.Костные ткани. Морфо-функциональная характеристика и классификация костных тканей. Их развитие, строение, роль клеточных элементов и межклеточного вещества. Возрастные изменения.
Костные ткани— это специализированный тип соединительной ткани с высокой минерализацией межклеточного органического вещества, содержащего около 70 % неорганических соединений, главным
образом фосфатов кальция. В костной ткани обнаружено более 30 микроэлементов (медь, стронций, цинк, барий, магний и др.), играющих важнейшую роль в метаболических процессах в организме. Органическое вещество — матрикс костной ткани — представлено в основном белками коллагенового типа и липидами. По сравнению с хрящевой тканью в нем содержится относительно небольшое количество воды, хондроитинсерной кислоты, но много лимонной и других кислот, образующих комплексы с кальцием, импрегнирующим органическую матрицу кости. Органические и неорганические компоненты в сочетании друг с другом определяют механические свойства — способность сопротивляться растяжению, сжатию и др. Из всех разновидностей соединительных тканей костная ткань обладает наиболее выраженными опорной, механической, защитной функциями для внутренних органов, а также является депо солей кальция, фосфора и др. Морфофункциональные свойства костной ткани меняются в зависимости от возраста, мышечной деятельности, условий питания, а также под влиянием деятельности желез внутренней секреции, иннервации и др.
Читайте также: Ядро цитоплазма вакуоли клеточная мембрана клеточная стенка ткани это
Классификация. Существует два основных типа костной ткани: ретикулофиброзная (грубоволокнистая) и пластинчатая. Эти разновидности костной ткани различаются по структурным и физическим свойствам, которые обусловлены главным образом строением межклеточного вещества. К костной ткани относятся также дентин и цемент зуба, имеющие сходство с костной тканью по высокой степени минерализации межклеточного вещества и опорной, механической функцией.
Грубоволокнистая костная ткань встречается главным образом у зародышей. У взрослых она имеется на месте заросших черепных швов, в местах прикрепления сухожилий к костям, в альвеолярных отростках челюсти. В составе этой ткани коллагеновые волокна образуют толстые беспорядочно расположенные пучки, между которыми содержится относительно большое количество остеоцитов в костных полостях, также не имеющих правильной, упорядоченной ориентировки. С поверхности грубоволокнистая кость покрыта соединительнотканной оболочкой — надкостницей. В этом типе костной ткани отсутствуют кровеносные сосуды, а степень ее минерализации ниже, чем в пластинчатой кости.
Пластинчатая костная ткань,из которой построен весь скелет человека, отличается упорядоченным расположением волокон и клеток с образованием так называемых костных пластинок.
Костная пластинка — это структурная единица пластинчатой костной ткани, образованная параллельными пучками коллагеновьгх волокон, пропитанных минерализованным аморфным веществом. Пластинчатая костная ткань образует:
— компактное (плотное) вещество кости, формирующее стенку диафиза трубчатых костей, покрывающее с поверхности большую часть костей скелета и преобладающее в строении некоторых участков плоских костей (чешуя височной кости, лопатка);
— губчатое вещество, локализованное в эпифизах трубчатых костей, а также преобладающее в плоских костях таза, черепа, тел позвонков и др.
Остеон (гаверсова система) — структурная единица компактного вещества кости, образованная кровеносным сосудом и окружающими его слоями вставленных друг в друга цилиндрических костных пластинок, причем в каждой пластинке коллагеновые волокна располагаются параллельно друг другу и перпендикулярно волокнам соседних пластинок, что ещё более повышает прочность костной ткани.
Костный дифферон и остеогистогенез Развитие костной ткани у эмбриона осуществляется двумя способами: 1) непосредственно из мезенхимы (прямой остеогенез); 2) из мезенхимы на месте ранее развившейся хрящевой модели кости (непрямой остеогенез). Постэмбриональное развитие костной ткани происходит при физиологической и репаративной регенерации. В процессе развития костной ткани образуется костный дифферон: стволовые, полустволовые клетки (преостеобласты), остеобласты (разновидность фибробластов), остеоциты. Вторым структурным элементом являются остеокласты (разновидность макрофагов), развивающиеся из стволовых клеток крови. Стволовые и полустволовые остеогенные клетки морфологически не идентифицируются.
Остеобласты, или остеобластоциты, — это молодые клетки, создающие костную ткань. В сформировавшейся кости они встречаются только в глубоких слоях надкостницы и в местах регенерации костной ткани после ее травмы. Они способны к пролиферации, в образующейся кости покрывают почти непрерывным слоем всю поверхность развивающейся костной балки. Форма остеобластов бывает различной: кубической, пирамидальной или угловатой. Размер их тела около 15—20 мкм. Ядро округлой или овальной формы, часто располагается эксцентрично, содержит одно или несколько ядрышек. В цитоплазме остеобластов хорошо развиты гранулярная эндоплазматическая сеть, митохондрии и аппарат Гольджи . В ней выявляются в значительных количествах РНК и высокая активность щелочной фосфатазы.
Остеоциты — это преобладающие по количеству дефинитивные клетки костной ткани, утратившие способность к делению. Они имеют отростчатую форму, компактное, относительно крупное ядро и слабобазофильную цитоплазму .Органеллы развиты слабо. Наличие центриолей в остеоцитах не установлено. Костные клетки лежат в костных полостях, или лакунах, которые повторяют контуры остеоцита. Длина полостей колеблется от 22 до 55 мкм, ширина — от 6 до 14 мкм.
Остеокласты (остеокластоциты). Эти клетки гематогенной природы способные разрушить обызвествленный хрящ и кость. Диаметр их достигает 90 мкм и более, и они содержат от 3 до нескольких десятков ядер. Цитоплазма слабобазофильна, иногда оксифильна. Остеокласты располагаются обычно на поверхности костных перекладин. По периферии остеокласта находится зона плотного прилегания клетки к костной поверхности, которая как бы герметизирует область действия ферментов. Эта зона цитоплазмы светлая, содержит мало органелл, за исключением микрофиламентов, состоящих из актина. Периферический слой цитоплазмы над гофрированным краем содержит многочисленные мелкие пузырьки и более крупные — вакуоли. Остеокласт богат митохондриями и лизосомами, ферменты которых (коллагеназа и другие протеазы) расщепляют коллаген и протеогликаны матрикса костной ткани. В том. месте, где остеокласт соприкасается с костным веществом, в последнем образуется лакуна. Функции остеобластов и остеокластов взаимосвязаны и коррелируют с участием гормонов, простагландинов, функциональной нагрузкой, витаминами и др.
Читайте также: Из каких тканей шьют летние юбки
Межклеточное вещество состоит из основного аморфного вещества, импрегнированного неорганическими солями, в котором располагаются коллагеновые волокна, образующие небольшие пучки. Они содержат в основном белок — коллаген I и V типов. Волокна могут
иметь беспорядочное (в ретикулофибрознои костной ткани) или строго ориентированное (в пластинчатой костной ткани) направление. Кроме коллагенового белка, в основном вешестве. костной ткани обнаруживают неколлагеновые белки (осгеокальцин, сналопротеин, остеонектин. различные фосфопротеины, протеолипилы, принимающие участие в процессах минерализации), а также тли козам ином и каны. Основное вещество кости содержит кристаллы гидроксиапатита, упорядочение расположенные по отношению к фибриллам органической матрицы кости, а также аморфный фосфат кальция. В костной ткани обнаружено более 30 микроэлементов (медь, стронций, цинк, барий, магний и др.), играющих важнейшую роль и метаболических процессах в организме.
Возрастные изменения. Соединительные ткани с возрастом претерпевают изменения в строении, количестве и химическом составе. С возрастом увеличиваются общая масса соединительнотканных образований, рост костного скелета. Во многих разновидностях соединительнотканных структур изменяется соотношение типов коллагена, гликозаминогликанов; в частности, в них становится больше сульфатированных соединений.
59. Костные ткани. Морфо-функциональная характеристика и классификация. Регенерация и возрастные изменения. Характеристика прямого и непрямого гистогенеза костной ткани.
Гистогенез (образование) костной ткани и костей включает 2 механизма:
1. Прямой остеогенез — образование костей прямо из мезенхимы. Таким механизмом образуются плоские кости на втором месяце эмбриогенеза. Мезенхимные клетки в том месте, где будет формироваться кость, усиленно размножаются, группируются, утрачивают отростки, превращаются в остеокласты, формируются остеогенные островки. Остеобласты начинают вырабатывать и выделять межклеточное вещество, замуровывая тем самым себя. Эти замурованные клетки превращаются в остеоциты. В результате образуются костные балки. Далее происходит кальцинация. Снаружи костной балки распределяются остеобласты, а основу составляет грубо волокнистая костная ткань. Из мезенхимы в костные балки врастают кровеносные сосуды. Вместе с кровеносными сосудами врастают и остеокласты, разрушающие грубоволокнистую костную ткань, на месте которой образуется плотная пластинчатая костная ткань. В результате происходит полная замена грубоволокнистой костной ткани на пластинчатую.
2. Непрямой остеогенез — образование кости на месте гиалинового хряща. Таким образом, образуются все трубчатые кости. На месте будущей кости из гиалинового хряща формируется зачаток трубчатой кости, снаружи он покрыт надкостницей. Этот процесс протекает на втором месяце эмбриогенеза. Далее в области диафиза между надкостницей и веществом хряща образуется из грубоволокнистой костной ткани перихондральная кость или перихондральная костная манжетка, которая полностью окружает вещество хряща в зоне диафиза и тем самым нарушает поступление питательных веществ из надхрящницы в хрящ. Это вызывает частичное разрушение гиалинового хряща в диафизе, а остатки хряща обызветствляются. Надхрящница превращается в надкостницу, и из надкостницы кровеносные сосуды пронизывают костную манжетку. При этом грубоволокнистая ткань костной манжетки разрушается и замещается пластинчатой костной тканью. Кровеносные сосуды глубоко врастают в диафиз, вместе с ними проникают остеобласты, остекласты и мезенхимные клетки. Остеокласты постепенно разрушают обызвествленный хрящ, а остеобласты вокруг участков обызвествленного хряща образуют пластинчатую костную ткань, которая формирует эндохондральную кость.
Перихондральная и эндохондральная костные ткани разрастаются, соединяются, остеокласты начинают разрушать костную ткань в средней части диафиза, и постепенно формируется костномозговой канал (полость). Из мезенхимы закладывается красный костный мозг.
Позднее осуществляется окостенение эпифиза, между эпифизами и диафизом сохраняется метаэпифизарный хрящ (зона роста кости). За счет этой пластинки кость растет в длину. В ней выделяют пузырчатый слой на границе с диафизом, содержащий разрушающиеся клетки. Затем идет столбчатый слой, в котором молодые хондроциты образуют ряды. Молодые хондроциты пролиферируют, образуют межклеточное вещество. Также выделяют пограничный слой, имеющий строение типичного гиалинового хряща. Эти пластинки окостеневают последними.
- Свежие записи
- Балкон в многоквартирном доме: является ли он общедомовым имуществом?
- Штраф за остекление балкона в 2022: что это и как избежать наказания
- Штраф за мусор с балкона: сколько заплатить за выбрасывание окурков
- Оформление балконного окна: выбираем шторы из органзы
- Как выбрать идеальные шторы для маленькой кухни с балконом