Костная ткань - специализированный полидифферонный вид опорных соединительных тканей с высокой минерализацией костного матрикса, органические и неорганические компоненты которого в сочетании друг с другом определяют механические свойства костных тканей - способность сопротивляться растяжению, сжатию и др.
Кость как орган - это орган, являющийся компонентом системы органов опоры и движения, имеющий типичную форму и строение, сосуды и нервы, построенный преимущественно из костной ткани, покрытый снаружи надкостницей
Общая характеристика:
Матрикс высоко минерализирован
Являются депо солей кальция, фосфора
Адаптивны (свойства костной ткани меняются в зависимости от возраста, мышечной деятельности, условий питания, а также под влиянием деятельности желез внутренней секреции, иннервации)
Наиболее выражены функции: опорная, механическая и защитная
Классификация:
Грубоволокнистая (ретикулофиброзная)
Пластинчатая
Компактная
Губчатая
Дентин и цемент зуба
Грубоволокнистая (ретикулофиброзная) костная ткань
Главным образом у зародышей
У взрослых - на месте заросших черепных швов, в местах прикрепления сухожилий к костям
Коллагеновые волокна из-за беспорядочного расположения образуют толстые пучки
В основном веществе - костные полости (лакуны), имеющие длинные анастомозирующие канальцы, в которых лежал остеоциты
Кость покрыта надкостницей
Пластинчатая костная ткань
Наиболее распространена у взрослого человека
Образует компактное и губчатое вещество в большинстве плоских (кости свода черепа и лопатки, рёбра, тазовые кости) и трубчатых (фаланги пальцев, плечевая, локтевая, лучевая кости) костей скелета.
Состоит из костных пластинок
Строение пластинок:
Состоят из параллельно направленных коллагеновых (оссеиновых) фибрилл, ориентированных в различных плоскостях
В центральной части фибриллы направлены продольно
По периферии фибриллы направлены тангенциально и поперечно
Пронизаны отдельными фибриллами и волокнами, ориентированными перпендикулярно к костным пластинкам, благодаря чему достигается большая прочность
Пластинки могут расслаиваться, а фибриллы одной пластинки могут продолжаться в соседние, создавая единую волокнистую основу кости
Между соседними пластинками в лакунах находятся остеоциты, а в толще пластинки в костных канальцах проходят их отростки
Костные пластинки формируют как губчатое, так и компактное вещество кости. В губчатой кости пластинки образуют костные перекладины (трабекулы), расположенные в разных направлениях. Между трабекулами имеются полости, заполненные красным костным мозгом
Каналы Гаверса - параллельны длинной оси кости
Каналы Фолькмана - перпендикулярны длинной оси кости
Дентин
образует большую часть коронки, шейки и корня зубов
Состоит из:
Органические вещества в нем составляют 28% (преимущественно коллаген, протеогликаны)
Неорганические - 72% (главным образом фосфат кальция и магния с примесью фторида кальция)
В морфологическом плане дентин представляет собой разновидность костной ткани, клеточные элементы которой находятся за пределами матрикса
Коллагеновые волокна собраны в пучки и имеют преимущественно два направления: радиальное и почти продольное, или тангенциальное
Радиальные волокна преобладают в наружном его слое, называемом плащевым дентином
тангенциальные преобладают во внутреннем, околопульпарном дентине
В периферических участках дентина обнаруживаются так называемые интерглобулярные пространства, которые представляют собой его необызвествленные участки, имеющие вид полостей, с неровными поверхностями (наиболее крупные - в коронке зуба, мелкие - в корне и образуют зернистый слой)
Интерглобулярные пространства принимают участие в обмене веществ дентина
Основное вещество (аморфный компонент) состоит из протеогликанов, гликопротеинов, сиалопротеинов, ряда ферментов, липидов, моноглицеридов, фактора роста, неколлагеновых белков и пронизано дентинными трубочками (канальцами) (в них - отростки одонтобластов и тканевая жидкость)
Функция трубочек - питание дентина
Более плотно трубочки расположены около пульпы
В дентине корня трубочки ветвятся
В коронке трубочки не дают боковых ветвей и распадаются на мелкие ве-точки около эмали
На границе с цементом трубочки дентина делятся и, анастомозируя, образуют аркады
Дентикли - образуются при нарушении обмена веществ или воспалении, представляют собой плотные образования из дентина или дентиноподобной ткани, которые образуются в результате нарушения процесса минерализации коронковой и корневой пульпы
Цемент
Покрывает корень зуба и шейку и в виде тонкого слоя может частично заходить на эмаль
По химическому составу цемент приближается к кости:
В нем содержится около 30% органических веществ и 70% неорганических веществ, среди которых преобладают соли фосфата и карбоната кальция
Различают бесклеточный, или первичный, и клеточный, или вторичный, цемент
Бесклеточный цемент располагается преимущественно в верхней части корня
Состоит из коллагеновых волокон и аморфного вещества. Коллагеновые волокна проходят в продольном и радиальном направлениях. Радиальные волокна непосредственно продолжаются в периодонт и далее в виде прободающих волокон входят в состав альвеолярной кости
Клеточный располагается в нижней части корня
В многокорневых зубах клеточный цемент залегает главным образом у разветвлений корней. Клеточный цемент содержит клетки - цементоциты, многочисленные коллагеновые волокна, которые не имеют определенной ориентации; поэтому клеточный цемент по строению и составу сравнивают с грубоволокнистой костной тканью
Цемент не содержит кровеносных сосудов, питание осуществляется диффузно через кровеносные сосуды периодонта. Циркуляция жидкости в твердых частях зуба происходит за счет ряда факторов (давления крови в сосудах пульпы и периодонта, которое изменяется при перепаде температур в полости рта при дыхании, приеме пищи, жеваний)
Определенный интерес представляют наличие анастомозов дентинных трубочек с отростками клеток цемента. Такая связь трубочек служит дополнительной питательной системой для дентина в случае нарушения кровоснабжения пульпы (воспаление, удаление пульпы, пломбирование канала корня, заращение полости и т. п.).
Костная ткань включает остеобластический и остеокластический диффероны
Остеобластический (основной) дифферон включает ряд дифференцирующихся клеток: стволовые, остеопрогениторные клетки (предшественники остеобластов), остеобласты, остеоциты.
На процессы остеогенной дифференцировки клеток влияют остеогенные факторы (костный морфогенетический белок), парциальное давление кислорода в ткани, наличие щелочной фосфатазы и др.
Второй остеокластический (сопутствующий) дифферон включает остеокласты (разновидность полинуклеарных макрофагов), развивающиеся из гемопоэтических стволовых клеток
Из интернета:
Остеохондрогенные клетки (остеохондробласты или остеогенные клетки-предшественники) — это малодифференцированные стволовые и полустволовые клетки.
Некоторые особенности строения:
- При необходимом давлении кислорода и хорошем кровоснабжении могут дифференцироваться в остеобласты.
- При недостаточном давлении кислорода и плохом кровоснабжении — в хондробласты.
Локализация: внутренний слой надкостницы (периост), эндост, канал остеона (за стенкой кровеносного сосуда и первой костной пластинкой)
Остеобласты - разновидность фибробластов
молодые клетки, создающие костную ткань
В сформировавшейся кости они встречаются только в глубоких слоях надкостницы и в местах регенерации костной ткани после её травмы
Способны к пролиферации
В образующейся кости покрывают почти непрерывным слоем всю поверхность развивающейся костной балки
Форма: кубическая, пирамидальная, угловатая
Ядро округлой или овальной формы, часто располагается эксцентрично, содержит одно или несколько ядрышек
В цитоплазме остеобластов хорошо развиты гранулярная ЭПС митохондрии и комплекс Гольджи. В ней выявляются в значительных количествах РНК и высокая активность щелочной фосфатазы.
Остеобласты выделяют матриксные пузырьки, содержащие липиды, гликопротеины, Са2+, щелочную фосфатазу, что приводит к кальцификации органического костного матрикса
Остеоциты - преобладающие по количеству дефинитивные клетки костной ткани, утратившие способность к делению
Отростчатые
Компактное крупное ядро
Цитоплазма слабобазофильна
Нет центриолей
Лежат в костных лакунах, которые повторяют контуры клеток
От лакун отходят многочисленные костные канальцы, анастомозирующие между собой и с периваскулярными пространствами сосудов, заходящих внутрь кости. В канальцах, заполненных тканевой жидкостью, находятся отростки остеоцитов
Через тканевую жидкость, находящуюся в костных лакунах и канальцах, осуществляется обмен веществ между остеоцитами и кровью
Остеокласты - клетки гематогенной природы, способные разрушать обызвествленный хрящ и кость
Ядер от 3 до нескольких десятков
Цитоплазма слабобазофильна
Остеокласты располагаются обычно на поверхности костных трабекул
На той стороне остеокласта, которая прилежит к разрушаемой поверхности кости, имеется микроскладчатая (гофрированная) кайма; она является областью синтеза и секреции гидролитических ферментов
По периферии остеокласта находится зона плотного прилегания клетки к костной поверхности, которая как бы герметизирует область действия ферментов.
Эта зона цитоплазмы светлая, содержит мало органелл, за исключением микрофиламентов, состоящих из актина
Периферическая цитоплазма над гофрированной каймой содержит многочисленные мелкие пузырьки и крупные вакуоли
Считается, что остеокласты выделяют СО2 из-за разрушения карюоната кальция карюоангидразой
Богат митохондриями и лизосомами, ферменты которых (коллагеназа и другие протеазы) расщепляют коллаген и протеогликаны костного матрикса
В том месте, где остеокласт соприкасается с костным веществом, в последнем образуется резорбционная лакуна
Один остеокласт может разрушить столько кости, сколько создают 100 остеобластов за это же время. Функции остеобластов и остеокластов взаимосвязаны и коррелируют с участием гормонов, простагландинов, функциональной нагрузкой, витаминами и др.
Межклеточное вещество
Состоит из органического костного матрикса
В состав костного матрикса входят:
коллаген I типа
неколлагеновые белки (остеокальцин, сиалопротеин, остеонектин, остеопонтин и др.), липиды, гликозаминогликаны, протеогликаны и несколько специфических структурных гликопротеинов
Около 70% неорганических соединений (кристаллы гидроксиапатита, упорядоченно расположенных по отношению к фиюриллам органического матрикса, фосфат кальция)
Более 30 микроэлементов (медь, стронций, цинк, магний, барий)
Коллаген I типа участвует в образовании коллагеновых (оссеиновых) волокон, которые могут иметь:
беспорядочное направление (в грубоволокнистой костной ткани)
строго ориентированное направление (в пластинчатой костной ткани)
В костном матриксе по сравнению с хрящевой тканью содержится относительно небольшое количество хондроитинсерной кислоты, но много лимонной и других кислот, образующих комплексные соединения с кальцием, импрегнирующим (насыщающим) органический матрикс кости
Надкостница (периост)
Различают 2 слоя:
Наружный - фиброзный
образован в основном волокнистыми компонентами плотной неоформленной соединительной ткани
Внутренний - остеогенный
содержит большое количество камбиальных (остеопрогениторных) клеток, преостеобластов и остеобластов различной степени дифференцировки
Камбиальные клетки веретеновидной формы имеют небольшой объем цитоплазмы и умеренно развитый синтетический аппарат
Преостеобласты — энергично пролиферирующие клетки овальной формы, способные синтезировать гликозаминогликаны
Остеобласты характеризуются хорошо развитым белоксинтезирующим аппаратом
Надкостница связывает кость с окружающими тканями и принимает участие в ее трофике (сосуды), развитии, росте и регенерации
Эндост - тонкий соединительнотканный слой, выстилающий изнутри костную ткань трубчатых костей с формированием костномозгового канала
Состоит, главным образом, из остеогенных клеток-предшественников, которые участвуют в росте (остеобласты), ремоделировании кости (остеокласты) и её восстановлении после переломов (остеобласты)
Между эндостом и периостом существует определенная микроциркуля-ция жидкости и минеральных веществ благодаря лакунарно-канальцевой системе костной ткани
В эндосте различают:
Осмофильная линия (находится на наружном крае минерализованной костной ткани)
Остеотдный слой (образован аморфным веществом, коллагеновыми волокнами, остеобластами, капиллярами и нервными окончаниями)
Слой чешуевидных клеток (отграничивает эндост от содержимого костномозгового канала)
Остеон (гаверсова система) - структурная единица компактного вещества трубчатой кости
Между остеонами - интестициальные (вставочные) пластинки
Образованы концентрически наслаивающимися друг на друга костными пластинками в виде цилиндрических образований, как бы вставленных друг в друга. В концентрических пластинках и между ними располагаются остеоциты и их отростки, замурованные в костном матриксе
Каждый остеон отграничен от соседних остеонов цементирующей (спайной) линией, образованной основным веществом
В центральном канале остеона проходят кровеносные сосуды с сопровождающей их рыхлой соединительной тканью и остеогенными клетками
Строение компактного вещества трубчатой кости (диафиза) + см пластинчатую костную ткань
Три слоя:
Наружный слой опоясывающих (общих, генеральных) пластинок
Наружные опоясывающие пластинки пронизаны прободающими (фолькмановыми) каналами, по которым из надкостницы внутрь кости входят сосуды. Со стороны надкостницы в кость под разными углами проникают коллагеновые волокна. Эти волокна получили название прободающих (шарпеевых) волокон
Средний, образованный концентрически напластованными вокруг сосудов костными пластинками - остеонами и называемый остеонным слоем
Внутренний слой опоясывающих (общих) пластинок
Кроме того, различают интерстициальные пластинки
Наружные опоясывающие пластинки не образуют полных колец вокруг диафиза кости
Внутренние опоясывающие пластинки хорошо развиты только там, где компактное вещество кости непосредственно граничит с костномозговой полостью
В местах перехода компактного вещества в губчатое внутренние опоясывающие пластинки продолжаются в пластинки костных трабекул костного вещества
Из интернета:
Губчатое вещество кости – это сеть из тонких костных элементов (трабекул), которые лежат рыхло и образуют между собой костные ячейки наподобие губки
Трабекулы ориентированы в направлении, в котором на кость воздействует нагрузка. Это придаёт кости устойчивость к напряжению и сжатию при минимальной массе
В составе губчатого вещества меньше неорганического материала (60–65%), чем в компактном веществе. Органическое вещество состоит, главным образом, из коллагеновых волокон.
Пространства между трабекулами заполнены мягким костным мозгом. В красном костном мозге, содержащемся в эпифизах длинных трубчатых костей, клеточные элементы представлены, в основном, эритроцитами, а в жёлтом костном мозге, содержащемся в диафизах трубчатых костей, — жировыми клетками.
В губчатом веществе имеются клетки трёх разных видов: остеобласты, синтезирующие губчатое вещество, остеоциты, представляющие собой покоящиеся остеобласты, и остеокласты, способные резорбировать кальцинированное основное вещество.
Губчатое вещество заполняет эпифизы длинных трубчатых костей и образует внутреннее содержимое коротких и плоских костей скелета
