Надкостница и питание костей
Клетки надкостницы | а) Мы уже знаем, что в надкостнице содержатся остеобласты и остеокласты. б) Кроме них, в надкостнице имеются стволовые клетки, способные (например, при переломах) дифференцироваться в клетки хрящевого или костного ряда. |
Сосуды надкостницы | Другая важная особенность надкостницы: от её сосудов отходят (через прободающие каналы) многочисленные ветви внутрь кости. |
Сосуды кости | а)Наличие сосудов отличает костную ткань от хрящевой. б) Сосуды необходимы потому, что из-за высокой плотности костной ткани, диффузия в ней питательных веществ (как в хряще) была бы невозможна. |
Костные канальцы | Как уже упоминалось, из периваскулярных пространств (вокруг кровеносных капилляров) питательные вещества распространяются через костные канальцы, образованные отростками остеоцитов. |
10.3.2. Виды костных тканей
Различают 2 вида костной ткани -
грубоволокнистую (ретикулофиброзную) и
пластинчатую(тонковолокнистую).
Грубоволокнистая костная ткань | Пластинчатая костная ткань | |
Основная особенность | Коллагеновые волокна образуют толстые пучки, идущие в разных направлениях. | а) Костное вещество (клетки, волокна,основное вещество) организовано в пластинки. б) Причём, в пределах одной пластинки волокна имеют одинаковое направление, а в пределах соседних пластинок - разное. |
Локализация | 1. Плоские кости эмбриона. 2. Бугорки костей; места заросших черепных швов. | Почти все кости взрослого человека: плоские (лопатка, тазовые кости, кости черепа), губчатые (рёбра, грудина, позвонки) и трубчатые. |
10.3.3. Грубоволокнистая костная ткань
4. Препарат - грубоволокнистая костная ткань. Окраска гематоксилин-эозином. | |
а) Снимок иллюстрирует строение первого из вышеназванных видов костной ткани. б) В грубоволокнистой костной ткани видны остеоциты (1) и толстые пучки оксифильных коллагеновых волокон без определённой ориентации (2) . | Полный размер |
10.3.4. Пластинчатая костная ткань
Организация ткани
Пластинчатая костная ткань может иметь губчатую и компактную организацию.
Губчатое костное вещество | Компактное костное вещество | |
Локали- зация | Из губчатого вещества состоят: эпифизы трубчатых костей, внутренний слой (примыкающий к костномозговому каналу) диафизов трубчатых костей, губчатые кости, внутренняя часть плоских костей. | Компактную структуру имеют большая часть диафизов трубчатых костей и поверхностный слой плоских костей. |
Отличи- тельная черта | Губчатое вещество построено из бессосудистых костных перекладин (балок), между которыми находятся промежутки - костные ячейки. | В компактном костном веществе практически нет промежутков: за счёт разрастания костной ткани вглубь ячеек, остаются лишь узкие пространства для сосудов - т.н. центральные каналы остеонов (см. ниже). |
Костный мозг | В ячейках губчатого вещества содержатся сосуды, питающие кость, и красный костный мозг - кроветворный орган. | Костномозговая полость диафизов трубчатых костей у взрослых содержит жёлтый костный мозг - жировую ткань. |
Строение | И губчатое, и компактное костное вещество состоит из костных пластинок. | |
а) При этом пластинки губчатого вещества обычно ориентированы вдоль направления костных балок, а не вокруг сосудов, как в остеонах компактного вещества. б) Правда, в достаточно толстых балках остеоны всё-таки могут встречаться. | В компактном же веществе имеются пластинки 3-х типов: общие (генеральные) - окружают всю кость, остеонные - лежат концентрическими слоями вокруг сосуда, образуя т.н. остеоны; вставочные - находятся между остеонами. | |
Резюме | Тем не менее, единицей строения губчатого вещества принято считать костные пластинки. | Основной единицей строения компактного вещества считаются остеоны. |
10.3.4.2. Просмотр препарата:
наружные и внутренние генеральные пластинки
5,а и 5,д. Препарат - пластинчатая костная ткань; поперечный срез диафиза декальцинированной трубчатой кости. Окраска по методу Шморля. | ||
Наруж- ный слой кости | Здесь в поле зрения - наружные генеральные пластинки (1): они лежат под надкостницей (2) и окружают кость. | а) Полный размер |
Внутрен- ний слой кости | а) Теперь перед нами - внутренние генеральные пластинки (1). Они прилегают к эндосту (2) и вместе с ним охватывают костномозговую полость (3). | д) Полный размер |
б) Как отмечалось, в ряде мест к данной полости примыкают трабекулы губчатого вещества; тогда внутренние генеральные пластинки выражены нечётко и продолжаются в указанные трабекулы. |
Просмотр препарата: остеоны
5,б-г. Препарат - пластинчатая костная ткань; поперечный срез диафиза декальцинированной трубчатой кости. Окраска по методу Шморля. | ||
Принцип строения остеона | а) Теперь мы видим средний, или остеонный слойкости. б) В центре каждого остеона - кровеносный сосуд (1), вокруг последнего - | б) Малое увеличение Полный размер |
несколько концентрических слоёв костных пластинок (2), называемых остеонными. в) Остеоны отграничены резорбционной (спайной) линией (3). | ||
Вставоч- ные пластинки | Между остеонами лежат вставочныекостныепластинки (4), которые представляют собой остатки прежних генераций остеонов. | |
Состав пластинок | а) Как уже отмечалось, костные пластинки включают клетки (остеоциты), коллагеновые волокна и основное вещество, богатое минеральными соединениями. б) При этом волокна в межклеточном веществе неразличимы, а само межклеточное вещество имеет твёрдую консистенцию. | |
Остео- циты | а) Остеоциты отличаются наличием длинных и узких отростков. б) Причём, тела остеоцитов лежат в костных лакунах (1), а многочисленные отростки - в костных канальцах (2). | в) Среднее увеличение Полный размер |
в) А. Стенки костных полостей и канальцев выстланы густой сетью коллагеновых волокон, окрашенных на снимке в коричневый цвет. Б. Это, в частности, и делает видимыми костные канальцы. | ||
Централь- ный канал остеона | а) Здесь в поле зрения - центральный канал остеона, в котором проходит кровеносный сосуд (1). б) В этих каналах обычно содержатся и остеогенные клетки. | г) Большое увеличение Полный размер |
Плоские кости
а) Как отмечалось, поверхностный слой плоских костей представляет собой компактное костное вещество. б) Поэтому здесь также имеются рассмотренные выше структуры. в) В итоге, с поверхности внутрь находится следующее: компактное костное вещество: общие (генеральные) пластинки, окружающие всю кость; остеонный слой из т.н. первичных остеонов; губчатое костное вещество, включающее балки и мелкие ячейки между ними. |
Развитие кости
У эмбриона костная ткань развивается из мезенхимы двумя способами: непосредственно из мезенхимы (прямой остеогенез), на месте ранее заложенного хряща (непрямой остеогенез). |
10.4.1. Прямой остеогенез
Данным способом развиваются плоскиекости.
Этапы остеогенеза
а) Развитие проходит 4 этапа: образование скелетогенного островка, остеоидную стадию, минерализацию межклеточного вещества, формирование костных пластинок. б) Ниже приводится их краткое описание. |
I. Образование скелетогенного островка
а) На месте будущей кости вначале происходят размножение мезенхимных клеток и васкуляризация (образование кровеносных сосудов). б) Тем самым формируется т.н. скелетогенный островок. |
II. Остеоидная стадия
Появление костных клеток | На следующей стадии в островке появляются костные клетки: остеобласты и остеоциты - из остеогенных клеток, остеокласты - из моноцитов крови. |
Образование органической матрицы | а) При этом остеобластыактивно осуществляют синтез органической матрицы кости, или оссеомукоида (коллагеновых волокон, гликопротеидов). б) Такая (ещё не минерализованная) закладка кости называется остеоидом. |
III. Минерализация межклеточного вещества
Матриксные пузырьки | а) На третьей стадии в межклеточном веществе появляются (видимо, отпочковываясь от остеобластов) т.н. матриксные пузырьки, сходные с лизосомами. Они накапливают кальций и (за счёт щелочной фосфатазы) неорганический фосфат. б) При разрыве пузырьков происходит минерализация межклеточного вещества, т.е. отложение кристаллов гидроксиапатита на волокнах и в аморфном веществе. |
Костные трабекулы | а) В результате, образуются костные трабекулы (балки) - минерализованные участки ткани, содержащие все 3 типа костных клеток - с поверхности - остеобласты и остеокласты, а в глубине - остеоциты. б) Сосудов в трабекулах ещё нет; они имеются в окружающей мезенхиме. |
Тип костной ткани | Образовавшаяся костная ткань является грубоволокнистой(лишена пластинчатой организации) и формирует т.н. первичную губчатую кость. |
IV. Формирование костных пластинок
Внутренняя часть кости | В последующем во внутренней части плоской кости первичная губчатая ткань замещается на вторичную, которая построена уже из костных пластинок, ориентированных по ходу балок. |
Наружный слой кости | А в наружном слое образуются генеральные пластинки (окружающие кость) и первичные остеоны. |
Механизм перестройки кости | а) Большую роль в этой перестройке играют остеокласты (частично разрушающие трабекулы) и сосуды, подрастающие к трабекулам. б) В частности, вокруг сосудов костное вещество формируется в виде концентрических костных пластинок, составляющих первичные остеоны. |
В разных участках формирующейся кости развитие может находиться на разных этапах. Поэтому могут соседствовать:
мезенхимные скелетогенные островки,
остеоидные участки и
обызвествлённые трабекулы грубоволокнистой костной ткани.