Кости кровоснабжаются из близлежащих артерий, которые в области надкостницы образуют сплетения и сети с большим количеством анастомозов. Кровоснабжение грудного и поясничного отделов позвоночника обеспечивается ветвями аорты, шейного отдела – позвоночной артерией. По данным М.И. Сантоцкого (1941) кровоснабжение компактного вещества костной ткани осуществляется за счет сосудов периостальной сети. Наличие сосудов, проникающих в кость, было доказано гистологически.
Через мелкие отверстия артериолы проникают в кость, разветвляются дихотомически, образуют разветвленную замкнутую систему шестиугольных синусов, анастомозирующих друг с другом.
Интрамедуллярное венозное сплетение по своей емкости превышает артериальное русло в несколько десятков раз. За счет огромной суммарной площади поперечного сечения кровоток в губчатой кости настолько медленный, что в некоторых синусах наблюдается его остановка на 2–3 мин.
Выходя из синусов, венулы образуют сплетения и покидают кость через мелкие отверстия. Единственным способом заполнить сосудистое русло кости является метод внутрикостного введения [7].
В.Я. Протасов, 1970 г., установил, что венозная система позвоночника является центральным венозным коллектором организма и объединяет все венозные магистрали в одну общую систему. Тела позвонков являются центрами сегментарной венозной коллекторной системы, и при нарушении кровообращения в позвонках страдает венозный отток не только в костной ткани, но и в окружающих позвоночник мягких тканях. Так, введенное в губчатое вещество позвонка контрастное вещество сразу же, не задерживаясь, выводится из него через венулы, распространяется равномерно во всех плоскостях и инфильтрирует все окружающие позвонок мягкие ткани.
В.В. Шабанов (1992) показал, что при инъекции в остистые отростки позвонков контрастного вещества равномерно заполняются диплоические вены губчатого вещества остистых отростков и позвонков, венозные сосуды надкостницы, внутреннее, а затем наружное позвоночные сплетения, вены эпидурального пространства, вены твердой мозговой оболочки, венозных сплетений спинномозговых узлов и нервов. При этом красящее вещество проникает в губчатую ткань остистых отростков и позвонков, вены твердой мозговой оболочки и спинного мозга не только своего уровня, но и на 6–8 сегментов выше и 3–4 сегмента ниже места введения, что указывает на отсутствие клапанов в диплоических венах и венах позвоночных сплетений. Аналогичные данные были получены им же при веноспондилографии и при интраоперационном на органах брюшной полости введении красящего вещества.
Циркуляция крови в условиях замкнутого и жесткого пространства кости при венозном застое может осуществляться только путем открытия резервных сосудов оттока или спазма сосудов, приносящих кровь.
Костная ткань имеет очень активное кровоснабжение, она получает на 100 грамм массы 2–3 мл крови в 1 минуту, а на единицу клеточной массы кости кровоток в 10 раз больше. Это позволяет обеспечивать обмен веществ в костной ткани и костного мозга на самом высоком уровне.
Система притока и оттока крови в кости функционально уравновешены и регулируется нервной системой.
Под действием остеокластического и остеобластического процессов костная ткань постоянно и активно обновляется. Кровоток в трабекулах кости, по мнению Я.Б. Юдельсона (2000), связан, в том числе и с физическим воздействием на позвоночник. При возникновении компрессионной нагрузки на тела позвонков, происходит эластическая деформация костных трабекул и повышение давления в полостях, заполненных красным костным мозгом. Учитывая сходящееся направление ядерно-суставных осей в каждом позвоночно-двигательном сегменте, например, при ходьбе, повышение давление попеременно возникает в переднеправой половине позвонка (снижение в переднелевой), а затем в переднелевой (снижение в переднеправой). Красный костный мозг смещается попеременно из зоны большего давления в зону меньшего давления. Это позволяет рассматривать тела позвонков, как своеобразные биологические гидравлические амортизаторы. В тоже время колебания давления в полостях губчатого вещества тел позвонков способствуют проникновению молодых форменных элементов крови в синусные капилляры и оттоку венозной крови из губчатого вещества во внутреннее позвоночное сплетение.
В условиях снижения нагрузки на кость происходит постепенное зарастание тех отверстий, через которые проходят мало – или нефункционирующие сосуды. В первую очередь закрываются отверстия, в которых проходят вены, так как в их стенках менее выражена мышечная ткань и в них меньше давление. Это приводит к уменьшению резервных возможностей оттока крови от кости. На начальном этапе этого процесса снижение возможностей оттока может компенсироваться за счет рефлекторного спазма мелких артерий, приносящих кровь к кости. При декомпенсации рефлекторных возможностей регуляции внутрикостного кровотока, повышается внутрикостное давление.
Нарушение внутрикостного кровотока приводит к повышению внутрикостного давления, которое, длительно существуя, вызывает специфическую структурную перестройку кости, а именно рассасывание внутрикостных балок и склероз кортикального слоя губчатой ткани замыкательных пластинок тела позвонка, а в дальнейшем приводит к образованию кист и некрозов [7, 12, 20, 23].
Читайте также: Краска акриловая с блестками для ткани
Как пульпозное ядро, так и суставной хрящ являются бессосудистыми образованиями, которые питаются диффузным путем, т.е. находятся в полной зависимости от состояния соседних тканей. В связи с чем, особый интерес представляют исследования И.М. Митбрейта (1974), показавшего, что ухудшение кровообращения в телах позвонков создает условия для нарушения питания межпозвонкового диска, которое осуществляется осмотическим путем. Склероз замыкательных пластинок уменьшает функциональные возможности осмотического механизма питания пульпозного ядра, что приводит к дистрофии последнего. Более того, через нарушенный осмотический механизм может происходить резервный, экстренный сброс лишней жидкости из тела позвонка при быстро нарастающем в нем внутрикостном давлении. Это может привести к набуханию пульпозного ядра, ускорению его дегенерации и увеличению давления на фиброзное кольцо. В этих условиях увеличивается вероятность негативного воздействия на патологический процесс таких дополнительных факторов, как физическая нагрузка, травма, переохлаждение и др. В дальнейшем происходит выпячивание набухшего и дегенеративно измененного ядра через растрескавшееся фиброзное кольцо и развитие известных патогенетических механизмов поясничного межпозвонкового остеохондроза. Развитие затруднения венозного оттока, отека, ишемии и сдавления нервных окончаний приводит к страданию корешка, развитию вокруг него неспецифических воспалительных процессов и повышению уровню афферентации в системе данного корешка [30, 31, 32].
В костях нашли новые кровеносные сосуды
Новооткрытые капилляры идут поперёк кости, помогая выйти из неё новорождённым клеткам крови.
Кости, как и всякие другие органы, должны дышать и питаться. И кислород, и питательные вещества даёт кровь, которая приходит к костям по кровеносным сосудам. Где именно находятся кровеносные сосуды? Во-первых, они идут в надкостнице – соединительнотканной оболочке, одевающей кость снаружи. Во-вторых, сосуды есть в так называемом компактном веществе. Кость состоит из менее плотного губчатого вещества, которое находится поглубже внутри кости, и более плотного компактного вещества вокруг губчатого. В компактном веществе есть специальные каналы, по которым проходят кровеносные сосуды, питающие клетки кости.
В губчатом же веществе мы часто обнаруживаем красный костный мозг, в котором рождаются новые клетки крови. Очевидно, что эти клетки должны как-то выходить в кровоток, то есть для них должны быть специальные сосуды. И если ввести внутрь кости какое-то лекарство (такая процедура называется внутрикостной инфузией), то мы вскоре увидим, что лекарство появилось в крови – то есть, очевидно, оно ушло из костей по каким-то сосудам. Но долгое время этих сосудов никто не видел – пока исследователи из Университета Дуйсбурга–Эссена и других европейских научных центров не попытались обнаружить их с помощью метода, делающего ткани прозрачными.
Про такие методы мы уже как-то рассказывали. Суть их в том, чтобы убрать всё, что рассеивает и поглощает свет, то есть в первую очередь липидные молекулы, и зафиксировать те структуры, которые мы рассчитываем увидеть. Когда таким образом сделали прозрачной одну из костей мышиной ноги, то оказалось, что в ней есть огромное число капилляров, идущих сквозь кость. Причём в капиллярах были, например, иммунные клетки нейтрофилы, которые родились в костном мозге и которые начали выходить из него в общий кровоток. Сами капилляры содержали характерные молекулы, по которым можно отличить артериальные и венозные сосуды. Число новых костных сосудов зависело от активности клеток, формирующих костную ткань, и от состояния самой кости – в статье в Nature Metabolism говорится, что у мышей с хроническим артритным воспалением в костях новые капилляры формировались в течение недели.
Есть ли у человека эти транскортикальные сосуды (trans-cortical vessels – TCV), как их назвали авторы работы? Видимо, да – как пишет портал LiveScience, один из исследователей провёл в аппарате для магнитно-резонансной томографии (МРТ) несколько часов, и на его МРТ-снимках можно было увидеть характерные отверстия в костной ткани. Самих сосудов по МРТ было не увидеть, но вкупе с другими данными (в том числе и с теми, которые были получены другими исследовательскими группами) полученные результаты позволяют с большой уверенностью говорить, что такие капилляры есть и в человеческих костях. Наши кости страдают от множества болезней, в том числе и аутоиммунных, и открытие новых кровеносных сосудов, скорее всего, должно помочь в лечении таких заболеваний.
Это не первый раз, когда, казалось бы, давно изученная анатомия человека преподносит сюрпризы. Мы как-то писали о том, что в мозге нашли представительство лимфатической системы, и что кровяные клетки рождаются не только в красном костном мозге и других «классических» органах кроветворения, но и в лёгких, и даже в кишечнике. И кто знает, какие ещё неведомые вещи откроются нам в нас самих по мере развития научных методов.