6.2. Костные ткани

Костная ткань (textus osseus) формирует кости скелета организма, защищает и поддерживает жизненно важные органы, выполняет функцию депо кальция, содержит до 99 % его запасов в организме;

– образована клетками и обызвествленным межклеточным веществом (матрикс).

Матрикс составляет 50 % от сухой массы кости и состоит из неорганической (50 %), органической (25 %) частей и воды (25 %);

– неорганическая часть в значительной мере состоит из фосфора и кальция, образующего кристаллы гидроксиапатита Са₁₀(РО₄)₆(ОН)₂, имеющие стандартный размер 30 × 5 × 1,5 нм и соединяющиеся с молекулами коллагена через оссеонектин. В состав неорганической части входят также бикарбонаты, нитраты, фториды, соли магния, калия, кальция и т. д.;

– органическая часть образована коллагеном I (90–95 %) и V типов, а также неколлагеновыми белками (оссеонектин, остеокальцин, костный сиалопротеин, оссеопонтин, а также цитокины, факторы роста, протеогликаны, фосфопротеины и др.) и гликозаминогликанами (хондроитин-4-сульфат, хондроитин-6-сульфат, кератансульфат);

– органические вещества костного матрикса синтезируются фибробластами.

♦ Клетки костной ткани

Остеогенные клетки-предшественницы происходят из мезенхимы, веретеновидные, расположены в периосте и эндосте;

– при высоком давлении кислорода дифференцируются в остеобласты, при низком – в хондрогенные клетки.

Остеобласты развиваются из остеогенных клеток; различают активную и неактивную формы остеобластов;

– активные остеобласты имеют кубическую форму, базофильную цитоплазму;

– синтезируют и секретируют вещества костного матрикса (остеоид), в связи с чем имеет хорошо развитую гранулярную эндоплазматическую сеть и комплекс Гольджи;

– в состав остеоида входят коллаген I типа (90 % от всех образуемых ими белков), в небольшом количестве коллагены III, IV, V, XI, XIII типов (5 % белков), ряд неколлагеновых белков (гликопротеины: остеонектин, остеопонтин, протеогликаны: бигликан, декорин, гиалуроновая кислота);

– активные остеобласты продуцируют также цитокины, различные факторы роста, ферменты (щелочная фосфатаза, коллагеназа), фосфопротеины;

– с помощью коротких отростков, содержащих актиновые микрофиламенты, активные клетки устанавливают контакты с соседними остеобластами и остеоцитами;

– в остеобластах высока активность щелочной фосфатазы, необходимой для минерализации матрикса;

– остеобласты выделяют матриксные пузырьки, содержащие липиды, Са²⁺, щелочную фосфатазу, коллагеназу, с помощью которых происходит оссификация остеоида;

– неактивные (покоящиеся) остеобласты в покоящейся кости покрывают 80–95 % ее поверхности;

– образуются из активных остеобластов путем редукции органелл и уплощения ядер и формы;

– вместе с остеоцитами образуют систему, регулирующую минеральный обмен костной ткани;

– играют важную роль в инициации перестройки костной ткани.

Остеоциты – зрелые неделящиеся клетки. Это основной тип клеток зрелой костной ткани; расположены в костных лакунах;

– имеют тонкие отростки, расположенные в канальцах, отходящих в разные стороны от лакун и контактирующие с отростками других остеоцитов с помощью щелевых соединений (передача низкомолекулярных питательных веществ и ионов);

– совокупность канальцев и лакун – лакунарно-канальцевая система дополнена тканевой жидкостью, через которую осуществляется обмен между остеоцитами и кровью.

Функция: остеоциты поддерживают структурную целостность минерализованного матрикса, участвуют в регуляции обмена кальция и фосфора в организме.

Остеокласты – крупные клетки (20—100 мкм), происходят из моноцитов путем их слияния и образования больших многоядерных (содержащих до 50 ядер) клеток, способных перемещаться в костном матриксе;

– располагаются в образованных ими углублениях на поверхности костной ткани (резорбционных лакунах, или лакунах Гаушипа) поодиночке или небольшими группами;

– остеокласты – резко поляризованные клетки. В активном остеокласте различают 4 зоны:

– гофрированная каемка – многочисленные цитоплазматические выросты, направленные к поверхности кости, через которые выделяется большое количество Н⁺, что создает в лакуне кислую среду, оптимальную для растворения солей кальция и костного матрикса;

– образование Н⁺ в цитоплазме катализирует карбоангидраза;

– выделяются также кислые гидролазы, коллагеназы и другие протеолитические ферменты, расщепляющие органическую часть костного матрикса;

– светлая зона остеокласта с помощью актиновых филаментов плотно прилегает к костной ткани, создавая замкнутое пространство в лакуне, необходимое для создания высокой концентрации Н⁺ и ферментов;

– везикулярная зона содержит многочисленные лизосомы;

– базальная зона содержит ядро и органеллы;

– регуляция активности остеокластов обеспечивается гормоном околощитовидных желез (паратгормон), активирующим остеокласты, и гормоном щитовидной железы (кальцитонин), который угнетает их деятельность;

– на образование и активность остеокластов влияют также женские половые гормоны (эстрогены), простагландины, ряд интерлейкинов и факторов роста.