Костная ткань. Лекция Костная ткань. Костные ткани
 Скачать 2.35 Mb.
|
Лекция на тему: Костные ткани Д.в.н. М.Э.Мкртчян Костная ткань В организме человека 1 кг кальция, 99% его находится в костях и зубах. Большая часть Са в костях постоянно обновляется: за сутки кости скелета теряют и опять получают 700 – 800 мг Са. Компоненты костных тканей https://vk.com/wall-90182650_1434 Межклеточное вещество Межклеточный вещество компактной кости состоит: органические компоненты - около 20%, неорганические вещества – 70% и вода – 10%. В губчатой кости преобладают органические компоненты, которые составляют более 50%, на долю неорганических соединений приходится 33-40%. Количество воды сохраняется в тех же пределах, что и в компактной кости. Неорганические компоненты костной ткани представлены: • кристаллами гидроксиапатита Са 10 (РО 4 ) 6 (ОН) 2 , которые имеют форму пластин или палочек; • аморфным фосфатом Са – Са 3 (РО 4 ) 2 , который считается лабильным резервом ионов Са и Р. • Na + , Mg 2+ , K + , Cl - и др. В раннем возрасте преобладает Са 3 (РО 4 ) 2 , а в зрелой кости – гидроксиапатит. • Органический матрикс костной ткани: 95% - коллаген типа I. Клетки костной ткани • Остеобласты (от греч. osteon — кость, blastos — зачаток), — это молодые клетки, создающие костную ткань. В кости они встречаются только в надкостнице. Они способны к пролиферации. В образующейся кости остеобласты покрывают почти непрерывным слоем всю поверхность развивающейся костной балки. • Форма остеобластов бывает различной: кубической, пирамидальной или угловатой. Размер их тела около 15—20 мкм. Ядро округлой или овальной формы, часто располагается эксцентрично, содержит одно или несколько ядрышек. В цитоплазме остеобластов хорошо развиты гранулярная эндоплазматическая сеть, митохондрии и аппарат Гольджи. В ней выявляются в значительных количествах РНК и высокая активность щелочной фосфатазы. Остеобласты https://ppt-online.org/334902 Клетки костной ткани • Остеоциты (от греч. osteon — кость, cytus — клетка) — это преобладающие по количеству зрелые (дефинитивные) клетки костной ткани, утратившие способность к делению. Они имеют отростчатую форму , компактное, относительно крупное ядро и слабобазофильную цитоплазму. Органеллы развиты слабо. Наличие центриолей в остеоцитах не установлено. • Костные клетки лежат в костных лакунах, которые повторяют контуры остеоцита. Длина полостей колеблется от 22 до 55 мкм, ширина — от 6 до 14 мкм.Канальцы костных лакун заполнены тканевой жидкостью, анастомозируют между собой и с периваскулярными пространствами сосудов, заходящих внутрь кости. Обмен веществ между остеоцитами и кровью осуществляется через тканевую жидкость этих канальцев. Остеоциты https://bigenc.ru/biology/text/2103062 Клетки костной ткани Остеокласт • Дифферон остеокласта включает дифферон моноцита (развивается в красном костном мозге), затем моноцит выходит из кровеносного русла и трансформируется в макрофаг. Несколько макрофагов сливаются, и образуется многоядерный симпласт –остеокласт. • В остеокласте много ядер, большой объём цитоплазмы. Характерна полярность (наличие функционально неравнозначных поверхностей): зона цитоплазмы, прилегающая к костной поверхности, называется гофрированной каёмкой, здесь много цитоплазматических выростов и лизосом. • Функции остеокластов: разрушение волокон и аморфного вещества кости. Активность остеокластов наблюдаются в местах, где происходит восстановление кости. В местах, где изменяются остеоны или где кость претерпевает изменения в процессе роста, остеокласты относительно многочисленны. Повышение уровня паратиреоидного гормона (ПТГ) способствует резорбции кости и стимулирует активность остеокластов. Напротив, кальцитонин, секретируемый парафолликулярными клетками щитовидной железы, проявляет антогонистический эффект и снижает активность остеокластов. моноцит Тканевой макрофаг Классификации костных тканей • Грубоволокнистые (ретикулофиброзные) • Тонковолокнистые (пластинчатые) Губчатые (плоские кости и эпифизы труб.к.) Компактные (диафизы трубчатых костей) Грубоволокнистая (а) и тонковолокнистая (b) костные ткани Электронная микроскопия позвонка При остеопорозе Физиологическое состояние Строение трубчатой кости Кровоснабжение трубчатой кости Структурно-функциональная единица трубчатых костей - Гаверсова система - остеон Продольный и поперечный срез трубчатой кости Остеогенез 1) непосредственно из мезенхимы - прямой остеогенез; 2) из мезенхимы на месте ранее развившейся хрящевой модели кости - это непрямой остеогенез. Постэмбриональное развитие костной ткани происходит при ее физиологической и репаративной регенерации. Прямой остеогенез Характерен для развития грубоволокнистой костной ткани при образовании плоских костей, например покровных костей черепа. Этот процесс наблюдается в основном в течение первого месяца внутриутробного развития и при регенерации остеокласт остеобласты остеоциты Прямой остеогенез – 4 стадии • Первая стадия — образование остеогенного островка. В местах развития будущей кости происходят очаговое размножение мезенхимных клеток и васкуляризация скелетогенного островка. • Вторая стадия – остеоидная. Во второй стадии происходит дифференцировка клеток островков, образуется остеоид – оксифильное межклеточное вещество с коллагеновыми фибриллами. Разрастающиеся волокна раздвигают клетки, которые, не теряя своих отростков, остаются связанными друг с другом. В основном веществе появляются мукопротеиды (оссеомукоид), цементирующие волокна в одну прочную массу. Некоторые клетки дифференцируются в остеобласты. Постепенно эти клетки оказываются «замурованными» в межклеточном веществе, теряют способность размножаться и превращаются в остеоциты. В то же время из окружающей мезенхимы образуются новые генерации остеобластов, которые наращивают кость снаружи, т.е. обеспечивают аппозиционный рост костной ткани. Прямой остеогенез – 4 стадии • Третья стадия (прямого остегенеза) — обызвествление, или кальцификация, межклеточного вещества. При этом остеобласты выделяют фермент щелочную фосфатазу, расщепляющую содержащиеся в периферической крови глицерофосфаты на углеводные соединения (сахара) и фосфорную кислоту. Последняя вступает в реакцию с солями кальция, который осаждается в основном веществе и волокнах сначала в виде соединений кальция, формирующих аморфные отложения Са3(РО4)2, в дальнейшем из него образуются кристаллы гидроксиапатита. Гликопротеин, избирательно связывает соли кальция и фосфора с коллагеном. В результате кальцификации образуются костные пластины, или перекладины, или балки. Затем от этих перекладин ответвляются выросты, соединяющиеся между собой и образующие широкую сеть. Пространства между перекладинами оказываются занятыми соединительной волокнистой тканью с проходящими в ней кровеносными сосудами.. К моменту завершения остеогенеза по периферии зачатка кости в эмбриональной соединительной ткани появляется большое количество волокон и остеогенных клеток. Часть этой волокнистой ткани, прилегающей непосредственно к костным перекладинам, превращается в надкостницу, или периост (periosteum), который обеспечивает трофику и регенерацию кости. Такая кость, появляющаяся на стадиях эмбрионального развития и состоящая из перекладин ретикулофиброзной костной ткани, называется первичной губчатой костью. • Четвертая стадия остеогенеза грубоволокнистая костная ткань заменяется вторичной губчатой костью, которая построена уже из пластинчатой костной ткани. Непрямой остеогенез трубчатых костей Формирование костной манжетки в области диафиза хрящевой модели Развитие кости на месте хряща, т.е. непрямой остеогенез, начинается в области диафиза (т.н. перихондральное окостенение ). Надхрящница преобразуется в надкостницу. В области будущей костной ткани наблюдается повышение васкулизации (разрастание кровеносных сосудов) и активация биохимических процессов. В области диафиза в образовавшейся хрящевой модели происходит дифференцировка хондрогенных клетов в остеогенные и развиваются остеобласты. Они образуют перихондральную костную ткань в виде манжетки (сначала ретикулофиброзную костную ткань (первичный центр окостенения), затем заменяющуюся на пластинчатую) Стадии непрямого остеогенеза • Образование костной манжетки нарушает питание хряща. Вследствие этого в центре диафизарной части хрящевого зачатка возникают дистрофические изменения. Хондроциты вакуолизируются, их ядра пикнотизируются, образуются так называемые пузырчатые хондроциты. Рост хряща в этом месте прекращается. Удлинение перихондральной костной манжетки сопровождается расширением зоны деструкции хряща и появлением остеокластов, которые очищают пути для врастающих в модель трубчатой кости кровеносных сосудов и остеобластов. • Это приводит к появлению очагов «внутреннего» эндохондрального окостенения (вторичные центры окостенения). В связи с продолжающимся ростом соседних неизмененных дистальных отделов диафиза хондроциты на границе эпифиза и диафиза собираются в продольные колонки. Таким образом, в колонке хондроцитов имеются два противоположно направленных процесса — размножение и рост в дистальных отделах диафиза и дистрофические процессы в его проксимальном отделе. Непрямой остеогенез трубчатых костей Зона неизмененного хряща Зона столбчатого хряща (продольные колонки) Зона вакуолизированного хряща (пузырчатые хондроциты) Остеогенный островок (эндохондриальный рост) Надкостница Костная манжетка Стадии непрямого остеогенеза • Одновременно между набухшими клетками происходит отложение минеральных солей, обусловливающее появление резкой базофилии и хрупкости хряща. • В дальнейшем кровеносные сосуды с окружающей их мезенхимой, остеогенными клетками и остеокластами врастают через отверстия костной манжетки и входят в соприкосновение с обызвествленным хрящом. Под влиянием ферментов, выделяемых остеокластами, происходит растворение (хондролиз) обызвествленного межклеточного вещества. Диафизарный хрящ разрушается, в нем возникают удлиненные пространства, в которых «поселяются» остеоциты, образующие на поверхности оставшихся участков обызвествленного хряща костную ткань. Непрямой остеогенез трубчатых костей Стадии непрямого остеогенеза • Процесс отложения кости внутри хрящевого зачатка получил название эндохондрального, или энхондрального, окостенения (греч. endon — внутри). • Одновременно с процессом развития энхондральной кости появляются и признаки ее разрушения остеокластами. Вследствие разрушения энхондральной костной ткани образуются еще большие полости и пространства (полости резорбции) и, наконец, возникает костномозговая полость. Из проникшей сюда мезенхимы образуется строма костного мозга, в которой поселяются стволовые клетки крови и соединительной ткани. В это же время по периферии диафиза со стороны надкостницы нарастают все новые и новые перекладины костной ткани, образующейся из надкостницы. • Вокруг сосудов, которые идут по длинной оси зачатка кости из прилегающей к ним мезенхимы, на месте разрушающейся ретикулофиброзной кости начинают образовываться концентрические пластинки, состоящие из параллельно ориентированных тонких коллагеновых волокон и цементирующего межклеточного вещества. Вслед за появлением первой генерации остеонов со стороны периоста начинается развитие общих (наружных и внутренних) пластинок, окружающих кость в области диафиза со стороны эндооста и периоста). Стадии непрямого остеогенеза Вслед за диафизом центры окостенения появляются в эпифизах: дифференцировка хондроцитов, их гипертрофия, сменяемая ухудшением питания, дистрофией и кальцинацией. Оссификация сопровождается врастанием в эпифизы сосудов. В промежуточной области между диафизом и эпифизами сохраняется хрящевая ткань — метафизарный хрящ, являющийся зоной роста костей в длину. При подготовке лекции использованы материалы: • Ross, Michael H. Histology: a text and atlas: with correlated cell and molecular biology/Michael H. Ross, Wojciech Pawlina.—6th ed. - p. 218-268 • Выражаем благодарность Таймусовой Э.Н. за предоставленные фотографии из коллекции микропрепаратов кафедры |