В костной ткани в течение всей жизни человека происходят взаимосвязанные процессы разрушения и созидания, обусловленные функциональными нагрузками и другими факторами внешней и внутренней среды. Перестройка остеонов всегда связана с разрушением первичных остеонов и одновременным образованием новых остеонов как на месте разрушения, так и со стороны периоста. Под влиянием остеокластов, активизированных различными факторами, костные пластинки остеона разрушаются и на его месте образуется полость. Этот процесс называется резорбцией (от лат. resorptia — рассасывание) костной ткани. В образовавшейся полости вокруг оставшегося сосуда появляются остеобласты и начинается построение новых пластинок, концентрически наслаивающихся друг на друга. Так возникают вторичные генерации остеонов. Между остеонами располагаются остатки разрушенных остеонов прежних генераций (вставочные пластинки). Процесс перестройки остеонов не приостанавливается и после окончания роста кости.
Среди факторов, влияющих на перестройку костной ткани, существенную роль играет ее так называемый пьезоэлектрический эффект. Оказалось, что в костной пластинке при изгибах появляется определенная разность потенциалов между вогнутой и выпуклой стороной. Первая заряжается отрицательно, а вторая — положительно. На отрицательно заряженной поверхности всегда отмечаются активация остеобластов и процесс аппозиционного новообразования костной ткани, а на положительно заряженной, напротив, наблюдается ее резорбция с помощью остеокластов. Искусственное создание разности потенциалов приводит к такому же результату. Нулевой потенциал, отсутствие физической нагрузки на костную ткань (продолжительная иммобилизация, пребывание в состоянии невесомости и др.) обусловливают повышение функций остеокластов и выведение солей.
На структуру костной ткани и костей оказывают влияние витамины (С, A, D), гормоны щитовидной, околощитовидной и других эндокринных желез.
В частности, при недостаточном количестве витамина С в организме (например, при цинге) подавляется образование коллагеновых волокон, ослабляется деятельность остеобластов, уменьшается их фосфатазная активность, что практически приводит к остановке роста кости вследствие торможения образования органической основы костных тканей. При дефиците витамина D (рахит) не происходит полной кальцификации органической матрицы кости, что обусловливает размягчение костей (остеомаляция). Витамин А поддерживает рост костей, но избыток этого витамина способствует усилению разрушения остеокластами метаэпифизарных хрящей – зоны роста костей и замедлению их удлинения.
При избытке гормона околощитовидной железы – паратирина — наблюдаются повышение активности остеокластов и резорбция кости. Тирокальцитонин , вырабатываемый С-клетками щитовидной железы, действует диаметрально противоположно, понижая функцию остеокластов, имеющих к этому гормону рецепторы. При гипофункции щитовидной железы замедляется рост длинных трубчатых костей в результате подавления активности остеобластов и торможения процесса оссификации . Регенерация кости в этом случае происходит слабо и неполноценно. В случае тестикулярной недоразвитости или препубертатной кастрации задерживается окостенение метаэпифизарной пластинки, вследствие чего руки и ноги у такого индивидуума становятся непропорционально длинными. При недостатке эстрогенов после наступления климактерического периода у женщин иногда развивается остеопороз. При раннем половом созревании намечается остановка роста из-за преждевременного диафизо-эпифизарного сращения костей. Определенную позитивную роль в росте костей имеет соматотропный гормон аденогипофиза , который стимулирует пропорциональное развитие скелета в молодом (юношеском) возрасте и непропорциональное (акромегалия) у взрослых.
Таким образом, 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.
Читайте также: Патологическое обызвествление мягких тканей
Перестройка костной ткани происходит
При переломах костей наблюдаются прямые и непрямые повреждения тканей, так как разрываются связанные с костью соединительные, мышечные ткани, кровеносные сосуды и нервы. В область перелома изливается кровь, которая свертывается, образуя сгусток. На некотором расстоянии от места перелома кости остеоциты в поврежденных остеонах гибнут и часть костной ткани отмирает. Регенерация происходит путем образования новой костной ткани между отломками и вокруг них.
В процессе формирования регенерата различают наружную (периостальную), межотломковую (интермедиарную) и внутреннюю (эндостальную) его части.
Источником развития периостальной части регенерата служат остеогенные клетки надкостницы. Интермедиарная часть образуется за счет остеогенных элементов, сохранившихся в каналах остеонов. Источником эндостального остеогистогенеза являются остеогенные клетки в составе эндоста и костного мозга. Кроме детерминированных остеогенных клеток в формировании костного регенерата принимают участие камбиальные (адвентициальные) клетки, сопровождающие растущие сосуды, которые могут дифференцироваться в остеобласты.
В наружных частях регенерата за счет пролиферации эндотелиоцитов идет рост сосудов, но медленный. Это отражается на дифференцировке остеогенных клеток: в отсутствие капилляров (и кислорода) остеогенные клетки превращаются в хондроциты, в результате чего в наружных частях регенерата образуется хрящ. Если капилляры прорастают в регенерат быстро, то в присутствии кислорода из остеогенных клеток сразу возникает ретикулофиброзная костная ткань.
По мере перестройки регенерата хрящ замещается костью губчатого типа. Костные перекладины вблизи от костных отломков прочно скрепляются с ними и между собой. В губчатой костной ткани между перекладинами образуются полости (туннели) за счет резорбции мертвых участков кости остеокластами. В образующиеся полости (туннели) врастают капилляры и остеобласты. Выстилающие изнутри эти полости остеобласты путем аппозиционного роста образуют слоистую структуру стенок. За счет заполняющейся изнутри концентрическими слоями костной ткани стенки полостей становятся толще, а просвет суживается.
Таким образом возникают остеоны (гаверсовы системы). Внутри остеонов имеется один или два кровеносных сосуда, доставляющих питательные вещества для остеоцитов, окруженных пятью-шестью концентрически лежащими костными пластинками. Процесс внутренней перестройки регенерата в области перелома кости с превращением ретикулофиброзной костной ткани в пластинчатую продолжается долго, иногда несколько месяцев. Однако в конце концов в результате этого сложного процесса в месте перелома кости, как правило, происходит полное восстановление конфигурации архитектоники кости. Тесное соприкосновение и жесткая фиксация отломков кости способствуют более быстрому процессу регенерации.
Регенерация при огнестрельном повреждении кости имеет ряд особенностей. Огнестрельный снаряд при ударе о кость вызывает в последней возникновение трещин и множества осколков, что замедляет процесс регенерации. В экспериментальных и клинических работах показано, что сохранившие жизнеспособность остеогенные клетки костных осколков способны к пролиферации, дифференциации и формированию ретикулофиброзной костной ткани, являясь источником посттравматической регенерации костной ткани.
Непременным участником регенерации являются макрофаги костномозгового происхождения — остеокласты. Последние участвуют в ремоделировании костной ткани.
35.4.Перестройка костной ткани
Функциями непрерывно осуществляемой перестройки кости у взрослого человека служат:
постоянное обновление структуры кости (осуществление ее фонологической регенерации) и ее приведение в соответствие с действующими на кость нагрузками;
поддержание гомеостаза минеральных веществ в организме за счет постоянного отложения Ca и других неорганических веществ в костное депо и извлечения из него.
Перестройка кости обеспечивается сочетанием процессов ее разрушения и образования, которые осуществляются остеокластами и остеобластами, соответственно. Современные данные о клеточных механизмах процесса перестройки кости обобщены в теории сопряжения функции остеокластов и остеобластов.
Читайте также: Белое платье из выбитой ткани
Теория сопряжения функции остеокластов и остеобластов основана на представлении о координации деятельности этих клеток, которая обеспечивается благодаря тому, что остеобласты стимулируют дифференцировку и активность остеокластов, а остеокласты, в свою очередь, индуцируют деятельность остеобластов. Регуляция такого сопряжения обеспечивается как непосредственным влиянием клеток этих двух типов друг на друга, так и через сложную систему контроля, опосредованную гормонами и факторами роста.
Перестройка кости циклический процесс, который включает четыре последовательно развивающиеся этапа (фазы):
Фаза активации характеризуется выходом клеток в небольшом участке костной ткани (в намечающейся зоне перестройки) из состояния покоя (в котором пребывают клетки на 80-95% поверхности кости), повышением их функциональной активности и дифференцировкой. Предполагают, что ведущая роль в определении локализации этого участка принадлежит остеоцитам (возможно, и остеобластам), которые интегрируют разнообразные общие и локальные механические и гуморальные сигналы и запускают местный процесс перестройки кости. Активация происходит в различных участках скелета примерно каждые 10 секунд и является каскадным процессом.
Фаза резорбции (от лат. resorptio — рассасывание) характеризуется высокой активностью процессов разрушения костной ткани зрелыми остеокластами, которые образуют глубокие резорбционные лакуны (Хаушипа). Резорбция включает начальную деминерализацию межклеточного вещества и последующее ферментное разрушение органического матрикса и продолжается около 6 нед.
Фаза реверсии (от лат. reversio — обратный ход, возвращение) сравнительно краткий (12 нед.) период времени, который характеризуется переходом от процессов резорбции костной ткани к ее формированию и служит проявлением сопряжения деятельности остеокластов и остеобластов. В течение этой фазы резорбционная лакуна подготавливается к последующему привлечению остеобластов и заполнению межклеточным веществом в результате их деятельности. Этот процесс осуществляется клетками типа макрофагов, которые замещают остеокласты (по мнению некоторых авторов, они могут образовываться в результате расщепления остеокластов). Указанные клетки сглаживают неровности на поверхности лакун и откладывают на ней особое цементирующее вещество, которое способствует привлечению остеобластов.
Фаза формирования (остеогенеза) начинается с локальной дифференцировки остеобластов из преостеобластов и их миграции в область резорбционной лакуны. Благодаря высокой синтетической и секреторной активности остеобластов лакуна постепенно заполняется межклеточным веществом, которое начально образуется как органический матрикс остеоид (откладывается со скоростью до 2-3 мкм/сут.), а в дальнейшем спустя 5-15 сут. начинает минерализоваться (средняя продолжительность процесса около 20 нед.). Впоследствии активные остеобласты утрачивают способность к секреции и минерализации костного матрикса, уплощаются и превращаются в неактивные остеобласты (клетки, выстилающие кость).
Перестройка костной ткани происходит
Костная ткань человека в процессе жизнедеятельности видоизменяется, приспосабливается к новым условиям трудовой деятельности. Эта физиологическая перестройка происходит постоянно у артистов балета, под влиянием возрастающих физических нагрузок наступает анатомо-функциональная гипертрофия костной ткани в местах наибольшей нагрузки с увеличением компактного вещества кости, что носит приспособительный характер. Эта перестройка имеет название физиологической функциональной перестройки, как приспособительной реакции костной ткани на специфическую трудовую деятельность артиста балета. Подобную перестройку у артистов балета можно видеть в костях стопы (плюсневых), большеберцовых и малоберцовых костях. Клинически физиологическая функциональная перестройка костной ткани ничем себя не проявляет, только рентгенологически определяется уплотнение и расширение компактного вещества кости.
Такую группу танцовщиков необходимо брать на учет, так как при неблагоприятных условиях физиологическая перестройка может перейти в патологическую. Это часто наблюдается при увеличении нагрузок у молодых артистов балета, только что пришедших в театр и еще не адаптировавшихся к новым нагрузкам, когда репетитор переоценивает физические возможности неокрепшего организма молодого танцовщика. Причинами патологической перестройки могут быть отсутствие регулярности, последовательности и постепенности в репетиционном процессе, проведение танцев на жестком полу, отсутствие тщательного врачебно-педагогического контроля за здоровьем артистов балета.
Читайте также: Ширина ткани в рулоне лен
Под влиянием хронической микротравматизации и наличии физиологической перестройки может возникнуть патологическая перестройка, характеризующаяся появлением микротрещин и микропереломов костных балок. Причем количество микропереломов костных балок зависит от интенсивности физической нагрузки и ее продолжительности. Заживление этих переломов протекает неравномерно, наряду с зонами резорбции (рассасывание) наблюдаются зоны повышенного склероза (уплотнение) .
Патологическая функциональная перестройка костной ткани возможна в различных костях, подвергаемых перенапряжению и перегрузкам — плюсневых, большеберцовой, дугах позвонков, ладьевидной кости стопы и реже в шейке бедренной кости. Перестройка костной ткани проходит три стадии своего развития: I стадия — пери-остоз; II стадия — появление зон лакунарного или линейного рассасывания кости (зоны просветления Лоозера); III стадия — заживление зон перестройки, или патологический перелом зоны перестройки.
При увеличении нагрузок и их нерациональности, отсутствии должного врачебно-педагогического контроля за занимающимися артистами балета происходит дальнейшее утолщение компактного вещества кости, в процесс вовлекается надкостница, которая под влиянием хронической микротравматизации утолщается, становится неровной, с бахромчатыми краями, развивается периостоз — I стадия патологической перестройки костной ткани.
Периостоз характеризуется болями в соответствующей кости, появляющимися после физической нагрузки и исчезающими после отдыха. Местно определяются неровности на кости, болезненные при пальпации. Рентгенологически выявляется утолщение компактного вещества и неровности надкостницы.
При отсутствии своевременного квалифицированного лечения и продолжения танцев с болями эта стадия может перейти во II стадию, когда происходят изменения уже и костной ткани в виде появления зон линейного рассасывания кости (в трубчатых костях) или зон лакупарпого (ячеистого) рассасывания кости (в губчатых костях).
Клинически эта стадия проявляется постоянными болями в костях, подвергаемых большой нагрузке, боли не исчезают после отдыха. Местно определяются гиперемия кожных покровов, отечность тканей, при пальпации отмечается резкая болезненность кости, которая становится бугристой, неровной, местами с муфтообразными утолщениями. Рентгенологически выявляются различной интенсивности поперечные полосы просветления в виде единичных, а у некоторых артистов балета их бывает 3—5, иногда зоны лакунарного рассасывания.
III стадия — заживление зон перестройки — очень длительная, участки перестройки костной ткани полностью закрываются только через 1,5—2 года. При столь длительном течении патологического процесса у артистов балета наступают явления детренированности, они лишаются возможности повышать свое исполнительское мастерство. Это вызывает необходимость предупреждения развития зон перестройки костной ткани и поисков путей быстрого лечения данной патологии.
Биохимические исследования показали, что у большинства больных с патологической перестройкой костной ткани нарушен фосфорно-кальциевый обмен, что проявляется изменением содержания кальция и фосфора в сыворотке крови и усиленным выделением этих солей с мочой. Нарушение выделения оксипролипа и аминазота с мочой свидетельствует о нарушении метаболизма органических компонентов костной ткани.
При отсутствии квалифицированного лечения или несвоевременном обращении артиста балета, страдающего патологической перестройкой костной ткани, за медицинской помощью может произойти патологический перелом зоны перестройки. Этот перелом не травматический, а патологический, поскольку резко нарушена структура кости.
- 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