Соединительная ткань суставов человека

Хрящ — это соединительная ткань, состоящая из клеток (хондробластов и хондроцитов), которые продуцируют внеклеточный матрикс, включающий в себя протеогликаны и волокна коллагена с большим содержанием воды. Прочность хрящей при растяжении обеспечивается именно коллагеном. Своей устойчивости к давлению хрящ обязан способности протеогликана притягивать и удерживать воду.

Выделяют несколько типов хрящей: суставной или гиалиновый; фиброзный или волокнистый, встречающийся в местах прикрепления к костям связок и сухожилий; эластичный, из него состоят мениски и межпозвоночные диски; и хрящ зоны роста, расположенный в местах формирования костной ткани (окостенения).

С возрастом содержание воды в хряще и количество связей между молекулами коллагена постепенно снижаются. В результате хрящевая ткань становится менее эластичной и хуже сопротивляется растяжению, скручиванию и компрессионным нагрузкам. Другими словами, с возрастом хрящ становится более уязвимым для повреждений.

Суставной хрящ образует синовиальную поверхность суставов. Он соединяется с нижележащей костью посредством встречно-гребенчатой конструкции, напоминающей детскую мозаику. Регенерация этого хряща происходит очень медленно и несопоставима со сроками восстановления других тканей сустава. После повреждения гиалиновый хрящ может замещаться волокнистым хрящом, механические свойствами которого хуже.

В суставном хряще отсутствуют кровеносные сосуды, поэтому его питание зависит исключительно от нагрузки сустава. При этом через пористый верхний слой в хрящевой матрикс поступают растворимые в воде питательные вещества и удаляются продукты обмена.

Эластичный хрящ межпозвоночных дисков допускает лишь минимальное движение между соседними позвонками, обеспечивая амортизацию. В связи с определенной ориентацией волокон, диски подвержены повреждениям при сгибании и скручивании. Эластичный хрящ также представлен в менисках коленного сустава. Здесь его функцией является не только амортизация при ударах, но и увеличение рабочей поверхности сустава, что обеспечивает дополнительную стабильность.

Благодаря эластину, входящему в состав эластичного хряща, последний способен восстанавливать свою первоначальную форму после деформации.

Видео гистология хряща (хрящевой ткани)

Редактор: Искандер Милевски. Дата публикации: 27.11.2021

Соединительные ткани

Группа соединительных тканей объединяет собственно соединительные ткани (РВСТ и ПВСТ), соединительные ткани со специальными свойствами (ретикулярная, жировая, слизистая, пигментная), скелетные соединительные ткани (хрящевая и костная). В рамках школьного курса к соединительным тканям относят жидкую подвижную кровь, строение которой мы изучим в разделе «Кровеносная система».

Что же общего между жидкой подвижной кровью и плотной неподвижной костью? Общим оказываются три основополагающих признака соединительных тканей:

Хорошо развито межклеточное вещество
Наличие разнообразных клеток
Общее происхождение — из мезенхимы (которая развивается из мезодермы)

Межклеточное вещество соединительных тканей состоит из волокон и основного аморфного вещества (неволокнистый компонент). Волокна могут быть коллагеновыми, эластическими и ретикулярными.

Очевидно, что соединительная ткань образована тремя компонентами: клетки, волокна, основное аморфное вещество.

Собственно соединительные ткани

Собственно соединительные ткани объединяет то, что они содержат коллагеновые волокна (одни или вместе с эластическими), не отличаются высоким содержанием минеральных соединений.

Рыхлая волокнистая соединительная ткань (РВСТ) содержит клетки разной формы: фибробласты (юные), фиброциты (зрелые). РВСТ содержится во всех внутренних органах (образует строму большинства органов), она располагается по ходу прохождения кровеносных, лимфатических сосудов и нервов, образует соединительнотканные прослойки, сосочковый слой дермы.

Особенности рыхлой волокнистой соединительной ткани: преобладает основное аморфное вещество (отсюда «рыхлая», не плотная), коллагеновые и эластические волокна лежат произвольно, не ориентированы в одном направлении.

Обратите внимание на название клеток: фибробласты, фиброциты — эти слова происходят от (лат. fibra — волокно). В соединительных тканях имеются три основных типа волокон:

Коллагеновые — обеспечивают механическую прочность
Эластические — обуславливают гибкость тканей
Ретикулярные — образуют ретикулярные сети, служащие основой многих органов (печень, костный мозг)

Плотная волокнистая соединительная ткань (ПВСТ) отличается преобладанием волокон (в основном коллагеновых) над клетками (отсюда термин — плотная).

Волокна могут быть ориентированы в одном направлении (оформленная ПВСТ) или нет (неоформленная ПВСТ).

Неоформленной ПВСТ образован сетчатый (глубокий) слой дермы. Оформленной ПВСТ образованы связки, сухожилия, фасции мышц, капсулы внутренних органов.

Читайте также: Как вывести цвет из ткани

Соединительные ткани со специальными свойствами

Ретикулярная ткань (от лат. reticulum — сетка) образует строму (опорную структуру) кроветворных и иммунных органов. Состоит из отростчатых ретикулярных клеток и ретикулярных волокон, объединенные в сетевидную структуру.

Ретикулярная ткань является компонентом более сложных кроветворных тканей — миелоидной и лимфоидной. Здесь зарождаются все клетки кровеносной и иммунной систем, ретикулярная ткань создает микроокружение, необходимое для такого развития.

Жировая ткань состоит из скопления жировых клеток (адипоцитов — от лат. adipis — жир + cytos — клетка). Скопления адипоцитов образуют подкожную жировую клетчатку, большой и малый сальники, капсулы внутренних органов (почек), желтый костный мозг в диафизах костей.

Жировая ткань создает резервный запас питательных веществ, накапливает жиры (липиды — от греч. lípos — жир).
Секретирует гормоны — эстроген, лептин.
Обеспечивает теплоизоляцию
Предупреждает повреждения внутренних органов (защитная функция).

Слизистая (студенистая) ткань встречается в норме только между плодными оболочками и в составе пупочного канатика зародыша. Ее относят к эмбриональным тканям, на постэмбриональном этапе развития она отсутствует.

Пигментная ткань отличается большим скоплением пигментных клеток — меланоцитов (от греч. melanos — «чёрный»), развита на отдельных участках тела: в радужке глаза, вокруг сосков молочных желез.

Скелетные соединительные ткани

К скелетным тканям относятся хрящевая и костная ткани, которые создают опорно-двигательный аппарат, выполняют защитную, механическую и опорную функции, принимают активное участие в минеральном обмене (обмен кальция, фосфора). Играют формообразующую роль в процессе эмбриогенеза и постэмбрионального развития (на месте многих будущих костей вначале образуется хрящ).

Хрящевая ткань состоит из молодых клеток — хондробластов, зрелых — хондроцитов (от греч. chondros — хрящ). Межклеточное вещество хрящевой ткани на 4-7% состоит из минеральных соединений, упругое, содержит много воды (особенно в молодом возрасте). С течением времени воды в хряще становится меньше и его функция постепенно нарушается.

В хрящевой ткани, как и в эпителии, отсутствуют кровеносные сосуды, благодаря чему хрящи отлично приживаются после пересадки. Во многих случаях хрящ покрыт надхрящницей — волокнистой соединительной тканью, которая участвует в росте и питании хряща, которое происходит диффузно.

Хрящевая ткань может быть 3 видов: гиалиновая, эластическая и волокнистая.

Гиалиновая хрящевая ткань образует суставные поверхности костей, метафизы трубчатых костей в период их роста, хрящи воздухоносных путей (гортани, трахеи и крупных бронхов), передние отделы ребер. Эластическая хрящевая ткань образует ушные раковины, хрящи носа, средних бронхов, надгортанник. Волокнистая хрящевая ткань формирует межпозвоночные диски.

Хрящевая ткань выстилает поверхность костей в месте образования суставов. При нарушении в ней обменных процессов хрящевая ткань начинает заменяться костной, что сопровождается скованностью и болезненностью движений, возникает артроз.

Костная ткань состоит из клеток и хорошо развитого межклеточного вещества, пропитанного минеральными солями (составляют около 60-70%), преобладающим из которых является фосфат кальция Ca₃(PO₄)₂.

В костной ткани активно идет обмен веществ, интенсивно поглощается кислород. Кости — это вовсе не что-то безжизненное, в них постоянно появляются новые и отмирают старые клетки. В кости можно обнаружить следующие типы клеток:

Остеобласты (др.-греч. osteo — кость) — молодые клетки
Остеоциты — зрелые клетки (от греч. osteon — кость и греч. cytos — клетка)
Остеокласты (от греч. klastos — разбитый на куски, раздробленны) — отвечают за обновление кости, разрушают старые клетки

Остеокласт (образуется путем слияния клеток, постклеточная структура — симпласт) — фагоцитарно активен, способен разрушать костное вещество.

Разрушение (резорбция) костной ткани — необходимая составная часть перестройки структуры кости, которая происходит в течение всей жизни.

Принципиальное отличие большинства костей от хрящей — наличие сосудов. Ткань, окружающая кость снаружи, — надкостница, содержит остеобласты и остеокласты. От сосудов надкостницы отходят многочисленные ветви, которые направляются внутрь кости и питают ее.

Кость растет в ширину за счет деления клеток надкостницы, в длину — за счет деления клеток эпифизарной пластинки (хрящевой пластинки роста).

Читайте также: Как обшить резиновый мяч тканью

Кость состоит из компактного и губчатого вещества. Губчатое костное вещество образуют костные пластинки, которые объединяются в трабекулы (имеют форму дуг/арок). Губчатое вещество образует внутренние части губчатых и плоских костей, эпифизы трубчатых костей, внутренний слой диафиза. Содержит орган кроветворение — красный костный мозг.

Компактное вещество почти не имеет промежутков, костные пластинки имеют концентрическую форму (полые цилиндры, вложенные друг в друга). Компактное вещество образует поверхности плоских и губчатых костей, поверхностный слой эпифиза и основную часть диафиза.

Структурной единицей компактного вещества является остеон (Гаверсова система). В Гаверсовом канале, расположенном в центре остеона, проходят кровеносные сосуды — источник питания для костной ткани. По краям канала лежат юные клетки, остеобласты, и стволовые клетки. Вокруг канала лежат соединенные друг с другом остеоциты, образующие пластинки.

Кость состоит из двух компонентов:

Межклеточное вещество костной ткани содержит коллагеновые волокна, которые пропитаны минеральными солями, главным образом — фосфатом кальция Ca₃(PO₄)₂ и кристаллами гидроксиапатита.

Минеральный компонент обеспечивает прочность кости. Благодаря нему костная ткань выполняет опорную функцию и способна выдерживать значительные нагрузки.

С возрастом содержание минерального компонента уменьшается (как и другого — органического компонента), в результате кость становится более ломкой и хрупкой, возникает склонность к переломам. Истончение костной ткани называется остеопороз (от греч. osteon — кость + греч. poros — пора).

Органический компонент представлен белками (коллаген — фибриллярный белок), липидами (жирами). Он обеспечивает эластичность кости — способность сопротивляться сжатию, растяжению.

Если провести мацерацию кости (химический опыт) — обработать кость сильными кислотами с целью ее деминерализации, то она станет настолько гибкой, что ее можно завязать в узел. Это возможно благодаря тому, что после опыта в костях остается только органический компонент — все соли растворяются (неорганический компонент исчезает).

Органический компонент превалирует в костях новорожденных. Их кости очень эластичные. Постепенно минеральные соли накапливаются, и кости становятся твердыми, способными выдержать значительные физические нагрузки.

Происхождение

Соединительные ткани развиваются из мезодермы — среднего зародышевого листка. Более точно — из мезенхимы, которая развивается из мезодермы.

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Соединительная ткань суставов человека

Можно сказать, что остеоартрит представляет собой состояние изношенности. Организм, хоть и является крайне сложной системой, но все же остается механизмом и, следовательно, подчиняется тем же самым законам природы, что и наши автомобили и т.д. Он будет изнашиваться со временем и в зависимости от того как мы будем его использовать. Повреждение сустава (остеоартрит), является зачастую болезненным (остеоартрит), за исключением повреждений, вызванных вторичными причинами, например, инфекцией или воспалительными заболеваниями, что как раз и служит проявлением износа.

Развитие остеоартрита необходимо прогнозировать при помощи оценки нагрузки на единицу площади (H/П2) по отношению ко времени. Однако, это исследование проводится далеко не всегда. Например, рассмотрим голеностопный и коленный суставы. Таранная кость удерживает тот же самый вес тела, что и малоберцовая кость. В течение жизни голеностопный сустав выдерживает такое же количество нагрузочных циклов во время весовой нагрузки, что и коленный сустав, но при этом, первичный остеоартрит поражает голеностопный сустав гораздо реже, чем коленный!

(Слева) На рисунке коронарного среза показано изнашивание свободного края мениска, характерное для разволокнения, и неровности нормальной, гладкой и суженной поверхности. Это зачастую отмечается при остеоартрите и может быть признаком отдельною горизонтального или радиального разрыва.
(Справа) MPT PDBИ, сагиттальный срез: определяется неровность/нечеткость свободного края заднего рога латеральною мениска. При артроскопии это может быть описано как изнашивание, неровность или разрыв. Необходим поиск других линейных разрывов.

Читайте также: Жидкость между тканями мышц

Так как развитие остеоартрита связано с дегенерацией и детериорацией суставного хряща, покрывающего костную поверхность, можно утверждать, что любой механический стресс, превышающий физиологическую восприимчивость хряща способен привести к его повреждению. В общих чертах, поверхность суставного хряща представляет собой крайне хорошо структурированное соединение коллагеновых волокон с наличием микропор, обеспечивающих диффузию питательных веществ и воды через этот барьер. Любое повреждение целостности данного поверхностного слоя приведет к тому, что большие макромолекулы, протеогликаны смогут выходить через дефекты в поверхностном слое.

Для сравнения можно представить как набивка подушки начинает выползать через дефекты в ткани самой подушки. Как только протеогликаны покидают матрикс суставного хряща, он теряет способность удерживать и высвобождать воду в качестве смазочного материала. Потеря этой способности приведет к увеличению функционального износа суставной поверхности, что в дальнейшем станет причиной повреждения и детериорации всей суставной поверхности. Такая цепочка событий неизбежно приведет к эрозии суставной поверхности, с последующим обнажением субхондральных костных структур и трением кости об кость при остеоартрозе.

На основе этой модели, очевидно, что чрезмерная фрикционная нагрузка или сдвиговое усилие на суставную поверхность приведут к утрате сустава. Поэтому, важную роль в поддержании и защите целостности суставного хряща играет устойчивость сустава. Для каждого из суставов она определяется сочетанием различных факторов: его геометрией и мягкотканными структурами, окружающими данный сустав. Геометрия сустава определяет его степень свободы при движении в трех измерениях. Мягкотканные структуры делятся на две группы и обеспечивают дополнительную стабильность в суставе. К первой группе относятся статичные структуры (связки) с фиксированной длинной.

(Слева) Рентгенография в ПЗ проекции: кольцевые остеофиты головки бедренной кости, истончение хряща и протрузия при ОА. При ОА протрузия развивается вплоть до 20% случаев.
(Справа) Рентгенография в ПЗ проекции: деформация по типу «зарубки» с полной деструкцией головки бедренной кости в. Такая деструкция часто развивается в течение нескольких недель и называется быстро прогрессирующим ОА тазобедренного сустава или остеоартрозом Постела. Отличительными признаками являются: прямой край шейки бедренной кости и быстрое развитие процесса.

Ко второй группе мягкотканных стабилизаторов относят мышечно-сухожильные единицы, пересекающие сустав. В отличии от связок, мышечно-сухожильные единицы динамичны, то есть способны изменять свою длину и напряжение. Вследствие этого, развитие остеоартроза можно прогнозировать по врожденной суставной устойчивости, основанной на архитектуре или геометрии сустава, а также мягкотканных структур, пересекающих данный сустав.

В случае с голеностопным суставом, углубление, формируемое медиальной лодыжкой, дистальным метафизом большеберцовой кости и латеральной лодыжкой, в котором расположена таранная кость, представляет собой крайне жесткую структуру сильно ограничивающую движения таранной кости. В то же время, коленный сустав, состоящий из двух больших мыщелковых поверхностей, расположенных на относительно плоском большеберцовом плато, не имеет врожденной геометрической стабильности и, вследствие этого, полностью «полагается» на мягкотканные структуры, обеспечивающие его устойчивость.

Отсюда становится очевидно, что коленный сустав, полагающийся на защиту только мягкотканными структурами, подвержен повреждениям и риску развития остеоартрита в гораздо большей степени, чем таранный сустав. Эта теория подтверждается клиническими наблюдениями. В течение жизни голеностопный сустав относительно не подвержен развитию спонтанного остеоартрита, за исключением случаев травм голеностопного сустава, затрагивающих геометрию суставной поверхности, или травм синдесмоза между большеберцовой и малоберцовой костями с расширением голеностопного углубления. В обоих случаях в голеностопном суставе быстро разовьется остеоартрит. Таким образом, соединительная ткань, кости, связки, мышцы и сухожилия работают вместе не только для того, чтобы обеспечить правильное функционирование сустава, но и для снижения износа сустава с течением времени.

Редактор: Искандер Милевски. Дата публикации: 29.11.2021

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