Tkanka kości. Funkcje tkanki kostnej. Struktura kości

Skład szkieletu każdego dorosłego obejmuje 206 różnych kości, wszystkie różnią się budową i rolą. Na pierwszy rzut oka wydają się twarde, nieelastyczne i pozbawione życia. Jest to jednak błędne wrażenie, w którym ciągle pojawiają się różne procesy metaboliczne, zniszczenia i regeneracja. Wraz z mięśniami i wiązadłami tworzą specjalny system zwany "tkanką mięśniowo-szkieletową", którego główną funkcją jest układ ruchowy. Powstaje z kilku typów komórek, które różnią się strukturą, cechami funkcjonalnymi i wartością. O komórkach kostnych, ich strukturze i funkcjach dalej i zostaną omówione.

Struktura kości

To jest osobny widok. tkanka łączna z niego powstają wszystkie kości ludzkiego ciała. Składa się ze specjalnych komórek i substancji międzykomórkowej. Ta ostatnia zawiera matrycę organiczną składającą się z włókien kolagenowych (90-95% całkowitej masy) i składników mineralnych, głównie soli wapnia (5-10%). Dzięki temu składowi ludzka tkanka kostna ma harmonijne połączenie twardości i elastyczności. Istnieją trzy grupy komórek: osteoklasty (po lewej), osteoblasty (w środku), osteocyty (po prawej stronie zdjęcia).

Zastanówmy się nad nimi dalej. Kolagen zawarty w matrycy różni się od swoich odpowiedników w innych tkankach, głównie dlatego, że zawiera bardziej specyficzne polipeptydy. Włókna są z reguły równoległe do poziomu najbardziej prawdopodobnych obciążeń kości. To dzięki niemu pozostaje elastyczność i odporność.

Jeśli kość zostanie poddana działaniu kwasu solnego, minerały zostaną rozpuszczone, ale organiczny (ossein) pozostanie. Zachowają swój kształt, ale staną się nadmiernie elastyczne i wysoce podatne na odkształcenia. Ten stan jest typowy dla małych dzieci. Mają wysoką zawartość osseiny, więc kości są bardziej odporne niż u dorosłych. I odwrotnie, kiedy zaginie materia organiczna ale pozostają mineralne. Dzieje się tak, gdy na przykład kość zostaje spalona: zachowuje swój kształt, ale jednocześnie uzyskuje silną kruchość i może zostać zniszczona nawet przez drobny dotyk. Takie zmiany w składzie tkanki kostnej przechodzą w podeszłym wieku. Udział soli mineralnych osiąga 80% całkowitej masy. Dlatego osoby starsze są bardziej podatne na różnego rodzaju złamania i urazy.

Jeśli ustawisz gęstość kości (objętość), wówczas ocenisz wytrzymałość szkieletu i jego poszczególnych części. Takie badania są wykonywane przy użyciu tomografii komputerowej. Terminowa diagnoza pozwala na rozpoczęcie leczenia lub leczenia podtrzymującego na czas.

Osteoblasty (aktywne): cechy strukturalne

Osteoblasty są komórkami kostnymi znajdującymi się w ich górnych warstwach, mającymi wielokątny, sześcienny kształt z różnymi typami procesów. Treści wewnętrzne niewiele różnią się od innych. Dobrze rozwinięta ziarnista retikulum endoplazmatyczna zawiera różne elementy, rybosomy, aparat Golgiego, okrągłe lub owalne jądro bogate w chromatynę i zawierające jąderka. Na zewnątrz te komórki kostne są otoczone najlepszymi mikrofibrylami.

Główną funkcją osteoblastów jest synteza składników substancji międzykomórkowej. Są to kolagen (głównie pierwszego rodzaju), glikoproteiny macierzy (osteokalcyna, osteonektyna, osteopontyna, sialoproteina kości), proteoglikany (biglikan, kwas hialuronowy decorin), a także różne białka morfogenetyczne kości, czynniki wzrostu, enzymy, fosfoproteiny. W niektórych chorobach obserwuje się naruszenie produkcji wszystkich tych związków przez osteoblasty. Na przykład niedobór witaminy C (szkorbutu) u dzieci charakteryzuje się upośledzeniem rozwoju i wzrostu kości z powodu defektów w syntezie kolagenu i glikozoaminoglikanów. Z tego samego powodu, odzyskiwanie tkanki kostnej i gojenie złamań jest spowolnione. Ponieważ osteoblasty są odpowiedzialne za wzrost, są obecne wyłącznie w rozwijającej się tkance kostnej.

Mechanizm mineralizacji przez osteoblasty macierzy organicznej

Istnieją dwa sposoby:

1. Osadzanie się kryształów hydroksylowych wzdłuż włókien kolagenowych z przesyconego płynu pozakomórkowego. Jednocześnie szczególną rolę odgrywają niektóre proteoglikany, które wiążą wapń i zatrzymują go w strefach luki.
2. Wydzielanie określonych pęcherzyków macierzy. Są to małe struktury membranowe, które są syntetyzowane i wydzielane przez osteoblasty. Zawierają wysokie stężenia fosforanu wapnia i alkalicznej fosfatazy. Specjalne mikrośrodowisko utworzone w banieczkach sprzyja tworzeniu się pierwszych kryształów hydroksyapatytu.

Szybkość mineralizacji osteoidu (tkanki kostnej na etapie formowania) może się znacznie różnić, zwykle trwa około 15 dni. Naruszenie może nastąpić wraz ze spadkiem stężenia jonów wapnia we krwi lub fosforanie. Rezultatem jest zmiękczenie i deformacja kości - osteomalacja. Podobne zaburzenia obserwuje się na przykład w przypadku krzywicy (niedobór witaminy D).

Nieaktywne (spoczynkowe) osteoblasty

Powstają z aktywnych osteoblastów, w nie rosnącej kości pokrywają około 80-95% jej powierzchni. Mają spłaszczony kształt z jądrem wrzecionowatym. Pozostałe organelle są zredukowane. Ale receptory, które reagują na różne hormony i czynniki wzrostu pozostają. Utrzymuje się połączenie między odpoczynkowymi osteoblastami i osteocytami, a zatem powstaje układ regulujący metabolizm minerałów. Jeśli wystąpią jakiekolwiek uszkodzenia (obrażenia, złamania), stają się bardziej aktywne, a aktywna synteza kolagenu zaczyna się, produkcja organicznej macierzy. Innymi słowy, ze względu na ich regenerację tkanki kostnej. W tym samym czasie mogą być przyczyną złośliwego guza - kostniakomięsaka.

Osteocyty: struktura i funkcja

Te komórki stanowią podstawę dojrzałej tkanki kostnej. Ich kształt jest wrzecionowaty, z wieloma procesami. Organelle są znacznie mniejsze w porównaniu z osteoblastami, zaokrąglone jądro (zdominowane jest przez heterochromatynę) z jąderkiem. Osteocyty znajdują się w szczelinach, ale nie stykają się bezpośrednio z matrycą, ale są otoczone cienką warstwą płynu kostnego. Dzięki temu komórki są zasilane.

Podobnie odseparowane i ich procesy, mające dostatecznie dużą długość do 50 mikronów, umieszczone w specjalnych kanalikach. Jest ich dużo, tkanki kostne dosłownie się przez nie penetrują, tworzą swój system odwadniający, który zawiera płyn tkankowy. Poprzez to następuje wymiana substancji między substancją zewnątrzkomórkową a komórkami. Warto również zauważyć, że nie dzielą się, ale powstają z osteoblastów i są głównymi składnikami w utworzonej tkance kostnej.

Główną funkcją osteocytów jest utrzymanie prawidłowego stanu macierzy kostnej oraz równowagi wapnia i fosforu w organizmie. Są w stanie dostrzec mechaniczne naprężenia i są wrażliwe na potencjały elektryczne wynikające z działania sił odkształcających. W odpowiedzi na nie, uruchamiają proces lokalny, w którym zaczynają się odbudowywać tkanki kostne.

Osteoklasty

Nazwę tę nadano dużym komórkom zawierającym od 5 do 100 jąder, posiadających monocytowe pochodzenie, niszcząc kości i chrząstki lub, w przeciwnym razie, powodując ich resorpcję. Cytoplazma osteoklastów zawiera wiele mitochondriów, elementów EPS (ziarnistych) i Aparat Golgiego, rybosomy, a także różne w funkcji lizosomy. Jądra zawierają dużą ilość chromatyny i są wyraźnie odróżniające jąderka. Występuje również wystarczająca liczba procesów cytoplazmatycznych, z których większość znajduje się na powierzchni sąsiadującej z niszczoną kością. Zwiększają obszar kontaktu z nią. Tkanka kostna zaczyna się rozkładać wraz ze wzrostem poziomu określonego hormonu (przytarczyc), co prowadzi do aktywacji osteoklastów. Mechanizm tego procesu jest związany z uwalnianiem przez nie dwutlenku węgla, który pod wpływem specjalnego enzymu (anhydrazy węglanowej) przekształca się w kwas zwany węglem i rozpuszcza sole wapnia.

Mechanizm resorpcji kości

Należy zauważyć, że proces destrukcji przebiega cyklicznie, a okresy wysokiej aktywności każdej komórki są niezmiennie zastępowane okresami odpoczynku. Resorpcja przebiega w kilku etapach:

1. Przymocowanie osteoklastu do zniszczalnej powierzchni kości, podczas gdy istnieje wyraźna restrukturyzacja jego cytoszkieletu.
2. Utlenianie zawartości luki. Dzieje się tak poprzez izolowanie zawartości wakuoli w środowisku kwaśnym lub w wyniku działania pomp protonowych.
3. Zniszczenie mineralnego składnika matrycy.
4. Rozpuszczanie związki organiczne w wyniku działania enzymów wydzielanych przez osteoklasty do luki i aktywowanych kwasem.
5. Usuwanie produktów niszczenia kości.

Regulacja aktywności osteoklastów jest określana przez czynniki ogólne i lokalne. Pierwsze, na przykład, obejmują parathormon, witaminę D, stymulują aktywność. A depresanty to kalcytonina i estrogeny. Czynniki takie jak tworzenie elektrycznego pola lokalnego pod wpływem naprężeń mechanicznych, na które komórki te są bardzo wrażliwe, są lokalne.

Struktura grubej włóknistej tkanki kostnej

Jego drugie imię to retykulofibry. Powstaje na zarodku jako przyszłe podłoże kości. U osoby dorosłej jej obecność jest minimalna, pozostaje w szwach czaszki po zarastaniu iw obszarach, w których ścięgna przyczepiają się do kości, a także w obszarach osteogenezy, na przykład podczas gojenia się różnego rodzaju złamań. Struktura tkanki kostnej tego gatunku jest specyficzna. Włókna kolagenowe zbiera się w gęstych pękach, które są rozmieszczone w nieuporządkowany sposób, mając między sobą "poprzeczki". Ma niską wytrzymałość mechaniczną, zawartość osteocytów jest znacznie wyższa w porównaniu z odmianą płytkową. W stanach patologicznych wzrost tkanki kostnej tego typu występuje w przypadku złamania kości lub choroby Pageta.

Zawiera blaszkowatą tkankę kostną

Tworzą go płytki kostne o grubości 4-15 mikronów. One z kolei składają się z trzech składników: osteocytów, głównej substancji i cienkich włókien kolagenowych. Wszystkie kości dorosłego powstają z tej tkanki. Włókna kolagenowe pierwszego typu są równoległe do siebie i są zorientowane w pewnym kierunku, w sąsiednich płytach kostnych są skierowane w przeciwnym kierunku i przecinają się prawie pod kątem prostym. Pomiędzy nimi znajdują się ciała osteocytów w szczelinach. Ta struktura tkanki kostnej zapewnia mu największą siłę.

Gąbczasta kość

Istnieje również nazwa "substancja beleczkowa". Jeśli sporządzimy analogię, struktura jest porównywalna do konwencjonalnej gąbki zbudowanej z płytek kostnych z komórkami pomiędzy nimi. Są one uporządkowane w uporządkowany sposób, zgodnie z rozproszonym ładunkiem funkcjonalnym. Gąbczasta substancja jest zbudowana głównie z kości długich kości, niektóre są mieszane i płaskie, a wszystkie krótkie. Można zauważyć, że są to głównie lekkie i jednocześnie trwałe części ludzkiego szkieletu, które są pod ciśnieniem w różnych kierunkach. Funkcje tkanki kostnej są bezpośrednio związane z jej strukturą, która w tym przypadku zapewnia duży obszar dla przeprowadzanych na niej procesów metabolicznych, daje wysoką wytrzymałość wraz z małą masą.

Gęsta (zwarta) substancja kostna: co to jest?

Trzon kości rurowej składa się z substancji zwartej, a ponadto pokrywa ich nasiąkliwość cienką płytą od zewnątrz. Wąskie kanały przenikają przez nie, włókna nerwowe i naczynia krwionośne przechodzą przez nie. Niektóre z nich znajdują się równolegle do powierzchni kości (centralne lub haversovye). Inni dochodzą do powierzchni kości (odżywiają dziury), tętnice i nerwy przenikają przez nie, a żyły wychodzą na zewnątrz. Kanał centralny, w połączeniu z otaczającymi płytkami kostnymi, tworzy tak zwany system gaversovu (osteon). Jest to główna treść zwartej substancji i są one uważane za jej morfofunkcyjną jednostkę.

Osteon jest strukturalną jednostką tkanki kostnej.

Jego drugie imię to system gaversov. Jest to zestaw płytek kostnych, mających wygląd cylindrów włożone do siebie, przestrzeń między nimi jest wypełniona osteocytami. W centrum znajduje się kanał Haversa, przez który przechodzą naczynia krwionośne zapewniające metabolizm komórek kostnych. Między sąsiednimi jednostkami strukturalnymi znajdują się płytki interkalacyjne (śródmiąższowe). W rzeczywistości są to pozostałości osteonów, które istniały wcześniej i zawaliły się w momencie przebudowy tkanki kostnej. Istnieją również płytki ogólne i otaczające, tworzą one najbardziej wewnętrzną i zewnętrzną warstwę zwartej substancji kostnej, odpowiednio.

Periosteum: struktura i znaczenie

Na podstawie nazwy można stwierdzić, że obejmuje kości na zewnątrz. Jest do nich przymocowany za pomocą włókien kolagenowych, zebranych w grube grona, które przenikają i splatają się z zewnętrzną warstwą płytek kostnych. Ma dwie odrębne warstwy:

• zewnętrzna (tworzy zwartą włóknistą, nieuformowaną tkankę łączną, jest zdominowana przez włókna, które są równoległe do powierzchni kości);
• wewnętrzna warstwa jest dobrze zaznaczona u dzieci i mniej widoczna u dorosłych (utworzona przez luźną włóknistą tkankę łączną, w której znajdują się płaskie komórki w kształcie wrzeciona - nieaktywne osteoblasty i ich poprzedniczki).

Okostnej wykonuje kilka ważnych funkcji. Po pierwsze, jest to trofia, to znaczy zapewnia kość odżywianie, ponieważ na powierzchni zawiera naczynia, które przenikają do wnętrza wraz z nerwami poprzez specjalne otwory do karmienia. Te kanały zasilają szpik kostny. Po drugie, regeneracyjny. Wyjaśnia to obecność komórek osteogennych, które po stymulacji przekształcają się w aktywne osteoblasty, które wytwarzają macierz i powodują wzrost tkanki kostnej, zapewniając jej regenerację. Po trzecie, funkcja mechaniczna lub pomocnicza. To znaczy, zapewnienie mechanicznego połączenia kości z innymi strukturami do niej przymocowanymi (ścięgna, mięśnie i więzadła).

Funkcja kości

Wśród głównych cech są następujące:

1. Silnik, podpory (biomechaniczne).
2. Ochronny. Kości chronią przed uszkodzeniem mózgu, naczyń krwionośnych i nerwów, narządów wewnętrznych itp.
3. Krwiopochodne: hemo - i limfopoeza występuje w szpiku kostnym.
4. Funkcja metaboliczna (udział w metabolizmie).
5. Reparatory i regeneracyjne, polegające na odbudowie i regeneracji tkanki kostnej.
6. Morfologiczna rola.
7. Tkanka kostna jest rodzajem depotu minerałów i czynników wzrostu.