Kostno tkivo. Funkcije kostnega tkiva. Struktura kosti

Sestava okostja vsake odrasle osebe vključuje 206 različnih kosti, vse so po strukturi in vlogi različne. Na prvi pogled se zdijo trdi, neprilagodljivi in ​​brez življenja. Toda to je napačen vtis, v njih se stalno odvijajo različni presnovni procesi, uničevanje in regeneracija. Skupaj z mišicami in vezi tvorijo poseben sistem, imenovan mišično-skeletno tkivo, katerega glavna funkcija je lokomotorni sistem. Nastane iz več vrst specifičnih celic, ki se razlikujejo po strukturi, funkcionalnih značilnostih in vrednosti. O kostnih celicah, njihovi strukturi in funkcijah bomo nadalje razpravljali.

Struktura kosti

To je ločen pogled. vezivnega tkiva iz nje se tvorijo vse kosti v človeškem telesu. Sestoji iz posebnih celic in medcelične snovi. Slednje vključuje organski matriks, sestavljen iz kolagenskih vlaken (90-95% skupne mase) in mineralnih sestavin, predvsem kalcijevih soli (5-10%). Zaradi te sestave ima človeško kostno tkivo harmonično kombinacijo trdote in elastičnosti. Obstajajo tri skupine celic: osteoklasti (levo), osteoblasti (na sredini), osteociti (na desni strani fotografije).

Nadaljujmo z njimi. Kolagen, ki ga vsebuje matriks, se razlikuje od ostalih v drugih tkivih, predvsem zaradi dejstva, da vsebuje bolj specifične polipeptide. Vlakna se praviloma nahajajo vzporedno z ravnijo najverjetnejših obremenitev kosti. Zahvaljujoč njemu ostane elastičnost in odpornost.

Če je kost izpostavljena klorovodikovi kislini, bodo minerali raztopljeni, vendar bo organska (ossein) ostala. Obdržali bodo svojo obliko, vendar bodo postali pretirano prožni in zelo občutljivi na deformacije. To stanje je značilno za majhne otroke. Imajo visoko vsebnost osseina, zato so kosti bolj odporne kot pri odraslih. In obratno, ko se izgubi organske snovi vendar ostanejo mineralni. To se zgodi, če na primer kost spali: ohrani svojo obliko, obenem pa pridobi močno krhkost in se lahko uniči tudi z manjšim dotikom. Takšne spremembe v sestavi kostnega tkiva so v starosti. Delež mineralnih soli doseže 80% celotne mase. Zato so starejši bolj dovzetni za različne vrste zlomov in poškodb.

Če nastavite gostoto kosti (prostornino), bo ocenila trdnost okostja in njegovih posameznih delov. Takšne študije se izvajajo s pomočjo računalniške tomografije. Pravočasna diagnoza omogoča pravočasno začetek zdravljenja ali vzdrževalne terapije.

Osteoblasti (aktivni): strukturne značilnosti

Osteoblasti so kostne celice, ki se nahajajo v njenih zgornjih plasteh in imajo poligonalno kubično obliko z različnimi tipi procesov. Notranja vsebina se ne razlikuje veliko od drugih. Dobro razvit granularni endoplazmatski retikulum vsebuje različne elemente, ribosome, Golgijev aparat, okroglo ali ovalno jedro, bogato s kromatinom, ki vsebuje jedro. Zunaj te kostne celice so obdane z najboljšimi mikrofibrili.

Glavna funkcija osteoblastov je sinteza sestavin medcelične snovi. To so kolagen (večinoma prvega tipa), matrični glikoproteini (osteokalcin, osteonektin, osteopontin, sialoprotein kosti), proteoglikani (biglikan, hialuronska kislina dekorin), kot tudi različni morfogenetski proteini kosti, rastni faktorji, encimi, fosfoproteini. Pri nekaterih boleznih so opazili kršitev proizvodnje vseh teh spojin z osteoblasti. Na primer, pomanjkanje vitamina C (skorbut) pri otrocih je zaznamovano z okvarjenim razvojem in rastjo kosti zaradi napake v sintezi kolagena in glikozaminoglikanov. Iz istega razloga se okrevanje kostnega tkiva in celjenje zlomov upočasni. Ker so osteoblasti dejansko odgovorni za rast, so prisotni izključno v razvoju kostnega tkiva.

Mehanizem mineralizacije z osteoblasti organske matrice

Obstajata dva načina:

1. Odlaganje hidroksilnih kristalov vzdolž kolagenskih fibril iz prezasičene zunajcelične tekočine. Istočasno igrajo posebno vlogo nekateri proteoglikani, ki vežejo kalcij in ga zadržujejo v razponu.
2. Izločanje specifičnih mehurčkov. To so majhne membrane, ki jih sintetizirajo in izločajo osteoblasti. Vsebujejo visoke koncentracije kalcijevega fosfata in alkalne fosfataze. Posebno mikrookolje, ustvarjeno v mehurčkih, daje prednost nastajanju prvih kristalov hidroksiapatita.

Hitrost mineralizacije osteoida (kostno tkivo v fazi nastajanja) se lahko zelo razlikuje, običajno traja približno 15 dni. Kršitve se lahko pojavijo z zmanjšanjem koncentracije kalcijevih ionov v krvi ali fosfata. Rezultat je mehčanje in deformacija kosti - osteomalacija. Podobne motnje so opažene npr. Pri rahitisu (pomanjkanje vitamina D).

Neaktivni (počivajoči) osteoblasti

Nastanejo iz aktivnih osteoblastov, v ne rastočih kostih pokrivajo približno 80-95% površine. Imajo sploščeno obliko s fusiformnim jedrom. Preostali organeli se zmanjšajo. Toda receptorji, ki reagirajo na različne hormone in rastne dejavnike, ostajajo. Med počivajočimi osteoblasti in osteociti se vzdržuje povezava in tako nastane sistem, ki uravnava presnovo mineralov. Če pride do poškodb (poškodbe, zlomi), postanejo aktivnejše in začne se aktivna sinteza kolagena, pri čemer nastane organska matrica. Z drugimi besedami, zaradi njihove regeneracije kostnega tkiva. Hkrati pa so lahko vzrok za maligni tumor - osteosarkom.

Osteociti: struktura in funkcija

Te celice tvorijo osnovo zrelega kostnega tkiva. Njihova oblika je vretena, s številnimi procesi. Organele so v primerjavi z osteoblasti veliko manjše, z nukleolusom je okroglo jedro (prevladuje heterohromatin). Osteociti se nahajajo v vrzelih, vendar se ne dotikajo neposredno z matriksom, ampak so obdani s tanko plastjo kostne tekočine. Zaradi tega se celice napajajo.

Podobno ločimo in njihove postopke, ki imajo dovolj veliko dolžino do 50 mikronov, ki se nahajajo v posebnih tubulih. Veliko jih je, kostno tkivo je dobesedno prodrlo skozi njih, tvorijo njegov drenažni sistem, ki vsebuje tkivno tekočino. Skozi to je izmenjava snovi med zunajcelično snovjo in celicami. Prav tako je treba omeniti, da se ne delijo, ampak se tvorijo iz osteoblastov in so glavne sestavine v oblikovanem kostnem tkivu.

Glavna funkcija osteocitov je vzdrževanje normalnega stanja kostnega matriksa in ravnotežje kalcija in fosforja v telesu. Sposobni so zaznati mehanske napetosti in so občutljivi na električne potenciale, ki nastajajo zaradi deformacijskih sil. V odgovor na njih sprožijo lokalni proces, v katerem se začne povezovalno kostno tkivo ponovno zgraditi.

Osteoklasti

To ime so dali velikim celicam, ki so vsebovale od 5 do 100 jeder, ki imajo monocitno poreklo, uničujejo kosti in hrustanec ali pa drugače povzročajo njihovo resorpcijo. Citoplazma osteoklastov vsebuje številne mitohondrije, EPS elemente (granulirane) in Golgijev aparat, kot tudi različni lizosomi v funkciji. Jedra vsebujejo veliko količino kromatina in jasno razločljive jedre. Obstaja tudi zadostno število citoplazmatskih procesov, ki se večinoma nahajajo na površini, ki meji na uničeno kost. Povečujejo območje stika z njo. Kostno tkivo se zlomi s povečanjem ravni določenega hormona (obščitnice), kar vodi do aktivacije osteoklastov. Mehanizem tega procesa je povezan z njihovo sproščanjem, ki se pod vplivom posebnega encima (karboanhidraze) pretvori v kislino, imenovano premog, in raztopi kalcijeve soli.

Mehanizem resorpcije kosti

Opozoriti je treba, da proces uničevanja poteka ciklično, obdobja visoke aktivnosti vsake celice pa vedno nadomestijo obdobja počitka. Resorpcija poteka v več fazah: t

1. Pritrditev osteoklasta na uničljivo površino kosti, medtem ko je izrazita reorganizacija njenega citoskeleta.
2. Oksidacija vsebine praznin. To se zgodi bodisi z izolacijo vsebine v vakuolah s kislim okoljem bodisi kot posledica delovanja protonskih črpalk.
3. Uničenje mineralne komponente matrice.
4. Raztapljanje organske spojine kot posledica delovanja encimov, ki jih izločajo osteoklasti v praznino in se aktivirajo s kislim medijem.
5. Odstranjevanje proizvodov za uničevanje kosti.

Ureditev aktivnosti osteoklastov določajo splošni in lokalni dejavniki. Prvi, na primer, vključujejo obščitnični hormon, vitamin D, ki spodbujajo aktivnost. In depresivi so kalcitonin in estrogen. Taki dejavniki, kot je ustvarjanje električnega lokalnega polja pod mehanskim stresom, na katerega so te celice zelo občutljive, so lokalne.

Struktura grobega vlaknastega kostnega tkiva

Drugo ime je reticulofibrous. Nastane pri zarodku kot prihodnji osnovi kosti. Pri odrasli osebi je njegova prisotnost minimalna, ostane v šivu lobanje, ko se prerastejo in na območjih, kjer se tetive vežejo na kosti, kot tudi na področjih osteogeneze, npr. Pri celjenju različnih vrst zlomov. Struktura kostnega tkiva te vrste je specifična. Kolagenska vlakna se zbirajo v gostih grozdih, ki so razporejeni na neurejen način, med seboj imajo "prečke". Ima majhno mehansko trdnost, vsebnost osteocitov je bistveno višja v primerjavi z lamelarno sorto. Pri patoloških stanjih se pri tem pojavlja kostno tkivo, ko pride do zloma kosti ali Pagetove bolezni.

Značilnosti lamelnega kostnega tkiva

Oblikujejo jo kostne plošče debeline 4-15 mikronov. Sestavljeni so iz treh sestavin: osteocitov, glavne snovi in ​​kolagenskih finih vlaken. Vse kosti odraslega se tvorijo iz tega tkiva. Kolagenska vlakna prve vrste so vzporedna drug z drugim in so usmerjena v določeno smer, v sosednjih kostnih ploščah so usmerjena v nasprotno smer in sekajo skoraj pod pravim kotom. Med njimi so telesa osteocitov v vrzelih. Ta struktura kostnega tkiva ji daje največjo moč.

Gobasta kost

Obstaja tudi ime "trabekularna snov". Če vzamemo analogijo, je struktura primerljiva z običajno gobico, ki je zgrajena iz kostnih plošč s celicami vmes. Uredno so razporejeni v skladu s porazdeljeno funkcionalno obremenitvijo. Gobasta snov je v glavnem zgrajena epifizo dolgih kosti, nekatere mešane in ravne, in vse kratke. Vidimo lahko, da so to večinoma lahki in hkrati trajni deli človeškega okostja, ki so pod pritiskom v različnih smereh. Funkcije kostnega tkiva so v neposredni povezavi s svojo strukturo, ki v tem primeru zagotavlja veliko površino za presnovne procese, ki se izvajajo na njej, daje visoko trdnost skupaj z majhno maso.

Gosta (kompaktna) kostna snov: kaj je to?

Diafiza cevastih kosti je sestavljena iz kompaktne snovi, poleg tega pokriva njihovo epifizo s tanko ploščo od zunaj. V njej prodirajo ozki kanali, skozi njih prehajajo živčna vlakna in krvne žile. Nekateri od njih se nahajajo vzporedno s površino kosti (centralno ali haversovye). Drugi pridejo na površje kosti (hranilne luknje), skozi njih prodrejo arterije in živci, ven pa gredo ven. Centralni kanal v povezavi s kostnimi ploščami v okolici oblikuje tako imenovani gaversovu sistem (osteon). To je glavna vsebina kompaktne snovi in ​​se štejejo za njeno morfofunkcionalno enoto.

Osteon je strukturna enota kostnega tkiva.

Drugo ime je gaversov sistem. To je niz kostnih plošč, ki imajo videz valjev, vstavljenih drug v drugega, prostor med njimi je napolnjen z osteociti. V središču se nahaja Haversov kanal, skozi katerega potekajo krvne žile, ki zagotavljajo presnovo kostnih celic. Med sosednjimi strukturnimi enotami so vmesne (intersticijske) plošče. Pravzaprav so ostanki osteonov, ki so obstajali pred in so propadli v trenutku, ko se je kostno tkivo prestrukturiralo. Obstajajo tudi splošne in okoliške plošče, ki tvorijo najgloblji in najbolj zunanji sloj kompaktne kosti.

Periosteum: struktura in pomen

Na podlagi imena lahko ugotovimo, da pokriva kosti zunaj. Pritrjena je na njih s pomočjo kolagenskih vlaken, zbranih v debelih šopih, ki prodirajo in tkajo z zunanjo plastjo kostnih plošč. Ima dva ločena sloja:

• zunanji (tvori gosto vlaknasto, neoblikovano vezno tkivo, v katerem prevladujejo vlakna, ki so vzporedna s površino kosti);
• notranji sloj je pri otrocih dobro izražen in manj opazen pri odraslih (ki ga tvori ohlapno vlaknasto vezno tkivo, v katerem so vretenaste ploščate celice - neaktivni osteoblasti in njihovi predhodniki).

Pokostnica opravlja več pomembnih funkcij. Prvič, trofično, to pomeni, da kosti zagotavlja prehrano, saj na površini vsebuje posode, ki prodirajo v notranjost skupaj z živci skozi posebne luknje za hranjenje. Ti kanali hranijo kostni mozeg. Drugič, regenerativno. To se pojasni s prisotnostjo osteogenih celic, ki se po stimulaciji transformirajo v aktivne osteoblaste, ki proizvajajo matriko in povzročajo povečanje kostnega tkiva, kar zagotavlja njegovo regeneracijo. Tretjič, mehanska ali podporna funkcija. To pomeni, da je potrebno zagotoviti mehansko povezavo kosti z drugimi strukturami (kite, mišice in vezi).

Funkcija kosti

Med glavnimi značilnostmi so:

1. Motor, nosilec (biomehanski).
2. Zaščitna. Kosti varujejo pred poškodbami možganov, krvnih žil in živcev, notranjih organov itd.
3. Hematopoetika: hemo - in limfopoeza se pojavi v kostnem mozgu.
4. Presnovna funkcija (sodelovanje pri presnovi).
5. Reparator in regenerativen, sestoji iz obnove in regeneracije kostnega tkiva.
6. Morfološka vloga.
7. Kostno tkivo je nekakšen skladišče mineralov in rastnih dejavnikov.