Соединительная ткань

Она составляет внутреннюю среду организма. Общая особенность тканей этого типа - наличие хорошо развитого межклеточного вещества, в котором расположены клетки. Межклеточное вещество, в свою очередь, состоит из аморфного (основного) вещества и волокон. Волокна, построенные из особых белков, бывают трех типов: коллагеновые, эластические, ретикулиновые. Клетки соединительной ткани разнообразны по строению и выполняемым функциям. Среди них - фибробласты, макрофаги, пигментные клетки и многие другие.

К соединительной ткани относятся: дерма кожи, оболочки мышц и внутренних органов, сухожилия и связки, кость, хрящ, кровь и лимфа. Соединительная ткань выполняет формообразующую функцию, так как следует за кровеносными сосудами и формирует строму органов; питательную или трофическую функцию; механическую функцию или опорную функцию; защитную функцию путем механической защиты скелетом и иммунной защиты с помощью элементов крови.

Различают собственно соединительную ткань и специальную соединительную ткань. Собственно соединительная ткань бывает рыхлой и плотной. В рыхлой ткани хорошо развиты клеточные элементы и есть небольшое количество волокон. Она следует за кровеносными сосудами и проникает во все участки организма; она образует также соединительнотканную основу органов или строму. В плотной ткани хорошо развиты волокна в межклеточном веществе, между которыми расположены немногочисленные клетки. Она бывает двух видов. Плотная неоформленная ткань составляет дерму кожи, в ней волокна расположены хаотично. Из плотной оформленной ткани построены связки, сухожилия и фасции мышц. В ней проходят упорядоченные волокна, между которыми встречаются редкие вытянутые клетки.

Соединительная ткань со специальными свойствами – это костная и хрящевая ткань, кровь и лимфа, кроветворная ткань и жировая ткань.

Рис. 3. Рыхлая волокнистая неоформленная соединительная ткань.

1 – клетки; 2 - волокна.

ХРЯЩ

Хрящ состоит из клеток (хондробластов и хондроцитов), расположенных поодиночке или группами, и межклеточного вещества, представленного разнообразными волокнами и основным веществом. Снаружи хрящ покрыт соединительнотканной надхрящницей. В самом хряще кровеносные сосуды отсутствуют, его питание происходит диффузно из кровеносных сосудов, проходящих в надхрящнице. Хрящ выполняет опорно-механическую функцию, обладает большой гибкостью и хорошо сопротивляется деформациям из-за присутствия в нем волокон, способен к значительному росту. Поэтому из хряща построен скелет зародыша, он сохраняется во взрослом организме на суставных поверхностях костей, в межпозвоночных дисках, из него состоят элементы гортани, полукольца трахей и бронхов, концы ребер, ушные раковины.

КОСТЬ

Костная ткань составляет скелет взрослого человека. В эмбриогенезе она может возникать путем окостенения имеющегося у зародыша хрящевого скелета. В хрящ проникают кровеносные сосуды, вокруг которых откладывается костное вещество, и хрящ превращается в кость (замещающие или хрящевые кости). Возможно, также образование кости непосредственно из соединительной ткани дермы кожи, при этом она погружается вглубь и соединяется с хрящевыми окостенениями (накладные кости). При рождении ребенка хрящ еще сохраняется во многих участках скелета, но по мере взросления организма происходит окостенение этих хрящевых областей.

Кость состоит из органических веществ (белки, жиры, углеводы), придающих ей эластичность и составляющих примерно 30%; минеральных солей (соли кальция и фосфора)- 20%, придающих ей твердость, и воды – около 50%.

Как и все соединительные ткани, кость состоит из клеток (остеобластов, остеоцитов и остеокластов) и межклеточного вещества. Межклеточное вещество представлено минерализованным основным веществом и коллагеновыми волокнами.

Снаружи кость покрыта надкостницей – собственно соединительной тканью. У человека надкостница состоит из двух слоев. В наружном слое находится сплетение кровеносных сосудов, которые проникают в кость вместе с нервами. Во внутреннем слое находятся остеобласты и коллагеновые и эластичные волокна. Пучки этих волокон проникают в кость и служат основой для прикрепления сухожилий. Надкостница обеспечивает рост костей в толщину и ее восстановление (регенерацию) при повреждении. Под надкостницей находится компактная кость. Она хорошо выражена в тех костях, основная функция которых – опора для мышц при движении. Под компактным веществом находится губчатая кость, состоящая из большого числа перекрещивающихся костных перекладин, между которыми находится красный костный мозг. Костные перекладины расположены в основном по тем направлениям, по которым кость испытывает наибольшую нагрузку под действием силы тяжести и растяжения при сокращении прикрепляющихся к ней мышц. Это делает кость прочной.

Структурной единицей кости является остеон. Он представляет собой систему вставленных друг в друга 5-10 концентрических костных цилиндров, образованных пластинками костной ткани. В центре остеона находится гаверсов канал, в котором проходят сосуды и нервы, связанные с сосудами и нервами надкостницы и костного мозга. Между пластинами костных цилиндров лежат костные клетки, отростки которых пронизывают пластины. Остеобласты сосредоточены в зонах костеобразования, так как именно они образуют основное вещество костной ткани и регулируют поток ионов кальция в очаги костеобразования. Остеоциты образуются из остеобластов и обеспечивают в кости обмен веществ. Остеокласты способны рассасывать кость, выделяя специальные ферменты. Взаимодействие клеток костной ткани обеспечивает возможность перестройки костного скелета в течение всей жизни в зависимости от функциональной мышечной нагрузки. В каждом слое пластин проходят коллагеновые волокна, ориентированные в разных пластинах под углом друг к другу, что значительно повышает прочность костной ткани. Из остеонов состоят более крупные элементы костной ткани – перекладины, которые в компактной кости лежат плотно, а в губчатой – рыхло.

По соотношению компактного и губчатого вещества и по внешнему строению различают следующие типы костей: трубчатые, губчатые, плоские, смешанные и воздухоносные. Трубчатые кости состоят из тела или диафиза и расположенных на концах эпифизов. Диафиз состоит из компактной кости и в центре его находится костномозговая полость, заполненная красным или желтым костным мозгом. Эпифизы образованы губчатой костью, покрыты хрящем и участвуют в образовании суставов. Трубчатые кости образуют скелет конечностей и подразделяются на длинные (плечевые, бедренные, кости предплечья и голени) и короткие (фаланги пальцев и кости пясти и плюсны). Губчатые кости состоят из губчатой кости. Причем, направление костных пластинок соседних костей одинаково. В результате образуется свод, например, в стопе. К губчатым относятся кости запястья, предплюсны и тела позвонков. В плоских костях (кости мозговой части черепа, плечевого и тазового поясов, грудины) между двумя пластинками компактной кости находится губчатая кость. В смешанных костях присутствуют как трубчатые, так и губчатые элементы. Например, тело позвонка состоит из губчатой кости, а его отростки – из плоской. Воздухоносные кости имеют полости. Это лобная, клиновидная кости черепа, верхняя челюсть.

КРОВЬ

Роль крови заключается в объединении органов и тканей организма. Через кровь транспортируются газы (кислород и углекислый газ), питательные вещества, продукты выделения. Регуляторная функция крови осуществляется путем транспорта гормонов от секретирующих их клеток к клеткам-мишеням. Кровь участвует в поддержании постоянства показателей внутренней среды организма (гомеостаза). Компоненты крови обеспечивают защиту организма от микробов и чужеродных молекул (иммунная функция). Кровь обеспечивает свою целостность путем свертывания. Кровь выполняет и терморегуляторную функцию в связи с тем, что вода, входящая в ее состав, обладает высокой удельной теплоемкостью.

Состав крови

Кровь состоит из плазмы, являющейся ее межклеточным веществом, и форменных элементов (клеток).

Плазма составляет 55-60% объема цельной крови. Она состоит из воды (90%), органических (9%) и неорганических (1%) веществ. Органические вещества плазмы – это белки, аминокислоты, глюкоза и многие другие. Белки плазмы обеспечивают определенную вязкость крови, препятствуют оседанию эритроцитов, принимают участие в свертывании крови и иммунитете, регулируют кислотно-щелочное равновесие, поддерживают определенное осмотическое давление.

Большая часть общего белка крови приходится на альбумины. Это низкомолекулярные белки. Суммарная площадь их молекул очень велика, поэтому они транспортируют на своей поверхности жирные кислоты, гормоны, соли желчных кислот и другие вещества, в том числе антибиотики (например, пенициллин). Альбумины играют также большую роль в регуляции коллоидно-осмотического (онкотического) давления. При заболеваниях печени количество альбуминов в крови уменьшается. Это приводит к падению осмотического давления плазмы и задержке воды в межклеточном пространстве. Возникает отек тканей.

Фибриноген и протромбин участвуют в свертывании крови.

Глобулины плазмы подразделяются на альфа-, бета- и гамма- глобулины. Альфа-глобулины переносят углеводы, тироксин, медь, витамин В₁₂. Бета-глобулины переносят липиды. К гамма-глобулинам относятся иммуноглобулины, которые являются антителами и выполняют защитные функции.

Среди неорганических веществ плазмы - различные ионы, катионы и анионы, в том числе анионы слабых кислот, которые играют важную роль в поддержании кислотно-щелочного равновесия в организме.

Клетки крови или форменные элементы крови - эритроциты, тромбоциты и лейкоциты.

Э р и т р о ц и т ы (красные кровяные тельца) - двояковогнутые дисковидные клетки, не содержащие ядра, диаметром 7-8 мкм. В 1 мм³ крови содержится 4-5 млн. эритроцитов. Продолжительность жизни - 100-130 дней. Образуются в красном костном мозге, а у плода – в печени и селезенке. Разрушаются эритроциты в селезенке и в печени. Форма двояковогнутого диска обеспечивает наибольшую площадь поверхности по отношению к объему, что важно для газообмена. Основная функция эритроцитов – перенос кислорода из легких в ткани и углекислого газа из тканей в легкие. Кислород переносят молекулы гемоглобина, которые находятся в эритроцитах. Гемоглобин - сложный белок. Он состоит из четырех полипептидных цепочек, которые составляют белковую часть глобин и связаны с небелковой частью - гемом. Гем содержит атом двухвалентного железа (Fe ²⁺), непрочно связывающий одну молекулу кислорода, с образованием оксигемоглобина. Примерно 25 – 30% углекислого газа, поглощаемого в капиллярах большого круга кровообращения, вступает в соединение с гемоглобином, образуя карбогемоглобин. Однако большая часть углекислого газа переносится в форме карбонатов, образующихся внутри эритроцитов. При соединении гемоглобина с угарным газом СО образуется очень прочное соединение - карбоксигемоглобин и у гемоглобина снижается способность к переносу кислорода.

Л е й к о ц и т ы - белые кровяные тельца. В 1 мм³ крови содержится 6-8 тыс. лейкоцитов. Среди них различают две группы: гранулоциты (имеют зернистость) и агранулоциты (не содержат зернистость). К первым относятся нейтрофилы (содержат нейтральные гранулы), базофилы (содержат гранулы с кислой реакцией) и эозинофилы (содержат гранулы со щелочной реакцией). Ко вторым относятся моноциты и лимфоциты. Важной особенностью лейкоцитов является их способность к движению. Они могут проникать через стенки кровеносных сосудов в межклеточное пространство тканей организма. При попадании в ткани микроорганизмов, лейкоциты (нейтрофилы и моноциты) приближаются к ним, выпускают ложноножки и в конечном итоге втягивают микроорганизм в цитоплазму, где и переваривают. Это явление переваривания лейкоцитами микроорганизмов и других инородных тел было изучено русским ученым И.И.Мечниковым. Он назвал его фагоцитозом, а лейкоциты – фагоцитами. Лейкоциты уничтожают также отмершие клетки организма. Лимфоциты служат для уничтожения веществ, которые воспринимаются организмом как чужие. Эти вещества называются антигенами. Антигенными свойствами обладают макромолекулы других организмов. В ответ на внедрение чужеродных антигенов лимфоциты распознают их, а затем способствуют их уничтожению двумя основными путями: 1) В-лимфоциты вырабатывают антитела, которые взаимодействуют с антигенами и ускоряют их захват фагоцитами. Реакция антиген-антитело лежит в основе гуморального иммунитета. 2) Т-лимфоциты при контакте с антигеном вырабатывают лимфокины, с помощью которых они управляют функцией других лейкоцитов, обеспечивая тем самым уничтожение антигенов. Так осуществляется клеточный иммунитет (более подробно об иммунитете –см. далее). Таким образом, основная функция лейкоцитов – обеспечение защиты организма.

Т р о м б о ц и т ы (кровяные пластинки) представляют собой обрывки цитоплазмы родоначальных клеток (мегакариоцитов), находящихся в костном мозге. В среднем в 1 мм³ крови содержится 200-300 тысяч безъядерных тромбоцитов. Время их жизни составляет 8-11 дней. Затем они разрушаются в печени, селезенке, легких. В крови находятся в неактивном состоянии. Активизируются при контакте с поверхностью поврежденного сосуда. Принимают участие в свертывании крови, входят в состав тромба (см. Свертывание крови).