3. Костная ткань

Костная ткань формирует скелет организма.

Костные ткани состоят из клеток и межклеточного вещества. К клеткам костной ткани относятся остеогенные стволовые и полустволовые клетки, остеобласты, остеоциты и остеокласты.

Стволовые клетки (остеогенные) - это резервные камбиальные клетки веретеновидной формы, располагаются в надкостнице.

Полустволовые клетки - клетки с высокой пролиферативной активностью, имеют развитый синтетический аппарат.

Остеобласты (os –кость) - это клетки образующие костную ткань, т.е. в функциональном отношении главные клетки костной ткани. Локализуются в основном в надкостнице. Имеют призматическую форму, могут встречаться слабоотростчатые клетки. Цитоплазма базофильна, под электронным микроскопом хорошо выражены гранулярный ЭПС, пластинчатый комплекс и митохондрии. Ядро округлое. Функция: выработка органической части межклеточного вещества, т.е. белки эластических (оссеиновых) волокон и оссеомукоид. При созревании остеобласты превращаются в остеоциты.

Остеоциты - по количественному составу самые многочисленные клетки костной ткани. Это отростчатые кубические или призматические клетки с крупным ядром. Диаметр клеток достигает до 50 мкм. Цитоплазма слабобазофильна. Органоиды развиты слабо (гранулярный ЭПС, ПК и митохондрии). Не делятся. Остеоциты лежат в костных полостях - лакунах. Тонкие отростки остеоцитов расположены в канальцах отходящих в разные стороны от костных полостей и анастомозируют с отростками соседних клеток. Совокупность каналов и лакун – лакулярно-канальная система.

Лакулярно-канальная система – это система сообщающихся между собой канальцев и лакун, заполнена тканевой жидкостью, через которую осуществляется обмен между остеоцитами и кровью.

Остеокласты - это крупные многоядерные клетки, почти в 2 раза крупнее остеоцитов, их диаметр достигает до 100 мкм. Остеокласты являются специализированными макрофагами, образуются путем слияния многих макрофагов гематогенного происхождения, поэтому содержат по 10 и более ядер. В остеокластах хорошо выражены лизосомы и митохондрии. Функция - разрушение костной ткани. В остеокласте различают

• Гофрированную каемку - Поверхность, обращенная к разрушаемой остеокластами ткани, имеет много тонких, плотно расположенных, ветвящихся отростков, образующих гофрированную структуру.

• Светлую зону – наличие многочисленных микрофиламентов (актиновые) участвующие в образовании контактов остеокласта с поверхностью костного матрикса.

• Везикулярная зона –содержит многочисленные лизосомы

• Базальная зона – содержит ядра, митохондрии, элементы гранулярной ЭПС, комплекс Гольджи.

Остеокласты выделяют СО₂ и фермент карбоангидразу; СО₂ связывается Н₂О (реакция катализируется карбоангидразой) и образуется угольная кислота Н₂СО₃; угольная кислота реагируя растворяет соли кальция, растворенный кальций вымывается в кровь. Органическая часть межклеточного вещества лизируется протеолитическими ферментами лизосом остеокластов. Функция остеокластов стимулируется парат-гормоном паращитовидной железы. Кальцитонин – гормон щитовидной железы снижает активность остеокластов.

Межклеточное вещество костной ткани состоит:

1. Неорганические соединения (фосфорнокислые и углекислые соли кальция) - составляют 70% межклеточного вещества.

2. Органическая часть межклеточного вещества представлена коллагеновыми (оссеиновыми) волокнами и аморфной склеивающей массой (оссеомукоид) - составляет 30%.

Соотношение органической и неорганической части межклеточного вещества зависит от возраста: у молодого организма органической части несколько больше 30%, а неорганической части меньше 70%, поэтому у них кости менее прочные, но зато более гибкие (не ломкие); в пожилом возрасте, наоборот, доля неорганической части увеличивается, а органической части уменьшается, поэтому кости становятся более твердыми, но более ломкими.

В отличие от хрящевых тканей в костной ткани кровеносных сосудов больше: имеются как в надкостнице, так и в глубоких слоях кости.

Макроскопически выделяют :

• Губчатая кость состоит из губчатого вещества и тонкого слоя компактного вещества. Губчатое вещество – это переплетающиеся костные трабекулы, окружающие полости, заполненные косным мозгом. Трабекула содержит остеоциты и снаружи окружена одним слоем остеобластов

• Компактная кость – состоит из компактного вещества, не содержит трабекул и представлена костным веществом с мелкими полостями.

Гистологическое отличие тонковолокнистой и грубоволокнистой кости заключается в пространственной организации (строении) межклеточного вещества, а еще точнее - в расположении оссеиновых волокон:

1. В тонковолокнистой костной ткани оссеиновые волокна располагаются в одной плоскости параллельно друг другу и склеиваются оссеомукоидом и на них откладываются соли кальция - т.е. формируют пластинки, поэтому тонковолокнистая костная ткань по другому называется пластинчатой костной тканью. Направление оссеиновых волокон в 2-х соседних пластинках взаимоперпендикулярны, что придает особую прочность этой ткани. Между костными пластинками в полостях-лакунах лежат остеоциты.

2. Грубоволокнистая (ретикулофиброзная) костная ткань имеется в черепных швах, местах прикрепления сухожилий к костям, в эмбриональном периоде вначале на месте хрящевого макета будущей кости формируется ретикулофиброзная кость, которая потом становится тонковолокнистой. Грубоволокнистая кость образуется также при сращении костей после перелома, т.е. в костной мозоле. Главное отличие ретикулофиброзной костной ткани - в расположении оссеиновых волокон в межклеточном веществе - волокна располагаются произвольно, неупорядоченно, склеиваются оссеомукоидом и на них откладываются соли кальция. Остеобласты и остеоциты также располагаются в лакунах. Ретикулофиброзная кость менее прочная.

Если рассмотреть кость как орган, то в ней различают:

1) Надкостница (периост) оболочка из плотной волокнистой соединительной ткани, с преобладанием плотного волокнистого материала. В ней различают:

• наружный волокнистый слой – плотная волокнистая соед. ткань. Функция – защита остеогенных клеток от механических и других повреждений.

• внутренний клеточный слой содержит рыхлую волокнистую соед. ткань, кровеносные сосуды, стволовые и полустволовые остеогенные клетки, остеобласты

Суставные поверхности эпифизов не имеют надкостницы и надхрящницы. Они покрыты разновидностью гиалинового хряща – суставным хрящом.

Функция надкостницы – питание, рост и регенерация кости.

2) Компактное вещество диафиза состоит из 3 слоев.

а) Наружные общие (генеральные) пластинки - костные пластинки окружают кость по всему периметру, а между ними - остеоциты. В наружных пластинках залегают прободающие каналы (фолькмановы) по которым из надкостницы внутрь кости заходят артерии, а выходят вены. Из периоста в наружные слои кости проникают коллагеновые волокна (прободающие или шарпеевские волокна). Они разветвляются в слое наружных общих пластинок, могут доходить и до среднего слоя. Прободающие волокна являются продолжением сухожилий и связок.

б) Слой остеонов. Остеон (Гаверсова система) - это система из 5-20 цилиндров из костных пластинок, концентрически вставленных друг в друга, является структурно-функциональной единицей компактного вещества трубчатой кости. В центре остеона проходит кровеносный капилляр. Между костными пластинками-цилиндрами в лакунах лежат остеоциты. В периферической части в «эрозийных» лакунах лежат остеокласты, участвующие в резорбции кости. Промежутки между соседними остеонами заполнены вставочными пластинками - это остатки разрушающихся старых остеонов, которые были здесь до этих остеонов.

в) Внутренние общие (генеральные) пластинки (аналогичны с наружными). Хорошо развиты там, где компактное вещество кости непосредственно граничит с костномозговой полостью. Там где компактное вещество переходит в губчатое, его внутренние пластинки переходят в пластинки перекладин.

3) Губчатое вещество (спонгиоза) состоит из костных балок и трабекул, формирующих ячейки, в которых лежат костный мозг и сосуды. Губчатое вещество имеет прочное строение, что обусловлено расположением костных пластин.

5) Эндоост - по строению аналогичен с периостом, но не содержит волокнистого слоя и имеет значительное количество остеокластов.

Регенерация и рост кости в толщину осуществляется за счет периоста и эндооста. Все трубчатые кости, а также большинство плоских костей гистологически являются тонковолокнистой костью