Вопрос 18. кость как орган

Кости - ossa (ед. число - os), располага­ясь внутри тела, выполняют функцию рычагов для при­крепления и приложения действия скелетной мускула­туры, формируют стенки полостей тела, а также служат емким депо минеральных и органических веществ, не­обходимых организму, и местом размещения красного костного мозга. Совокупность костей образует скелет.

Кость построена из костной ткани и покрыта тон­ким слоем соединительной ткани, образующей надкост­ницу. Основу костной ткани составляют костные клет­ки - остеоциты и костные пластинки толщиной 3--7 мкм, состоящие из параллельно идущих коллагеновых волокон, пропитанных солями извести и замурованных в особое плотное бесструктурное вещество - матрикс. Последний состоит из воды (50%), органических (около 28%) и неорганических (около 22%) веществ.

Органические соединения и вода придают кости эластичность, а минеральные - твердость. Химический состав костей испытывает значительные колебания в зависимости от возраста, условий питания и физиоло­гического состояния организма. Кости молодых живот­ных за счет большого количества влаги и органических веществ отличаются повышенной эластичностью. С возрастом они теряют влагу и органические компонен­ты, становясь более ломкими. Подобная ситуация может возникнуть и в результате нарушения обмена веществ в организме.

На развитие и структуру костей действуют много­численные факторы - эндокринные, алиментарные, статодинамические и многие другие. Так, при дефиците гормон» роста приостанавливается рост костей в длину за счет подавления пролиферативной активности клеток эпифизарного хряща. Его избыток приводит к гигантиз-как рост хряща продолжается дольше обычного срока. Раннее половое созревание или введение половых гормонов ускоряет созревание костей и преждевремен­ное окостенение эпифизарных пластинок, что сопро­вождается карликовостью. Недостаток половых гормо­нов в зрелом возрасте сопровождается остеопорозом.

Гормон паращитовидной железы вызывает активи­зацию функции остеокластов, резорбцию кости и выве­дение кальция из костной ткани. Это может привести к патологическому состоянию - фиброзному оститу.

Гормон щитовидной железы - тирокальцитонин -действует противоположно, а дефицит йодсодержащих гормонов этой железы (тироксин и др.) сопровождается подавлением функции остеобластов и процесса оссифи-кации, что тормозит рост трубчатых костей в длину.

Большое влияние на структуру костной ткани ока­зывают витамины. Дефицит витамина С вызывает ин-гибицию коллагенообразования остеобластами и об­разование новых костных пластинок, что приводит к уменьшению прочности кости.

При дефиците витамина D тормозится кальцифика-ция органического матрикса, что приводит к размягче­нию костей - остеомаляции.

Избыток витамина А сопровождается деструкцией костей в связи с усилением функции остеобластов.

На состояние костной ткани существенное влияние оказывает содержание кальция, фосфора и других мине­ральных и органических веществ в рационе, а также физические нагрузки. Продолжительная неподвижность приводит к выведению солей и повышению функции остеокластов.

Кость состоит из плотного компактного и рыхло­го губчатого вещества. Губчатое вещество - substantia spongiosa пористое и состоит из тонких костных плас­тинок - перекладин, взаимно переплетающихся под различными углами соответственно направлению дейс­твующих на кость деформирующих сил. Они образуют ячейки, заполненные костным мозгом.

Компактное вещество - substantia compacta плотное и имеет сложную архитектонику, структурно-функцио­нальной единицей которой является остеон - osteon, или гаверсова система. Остеон представляет собой комплекс большого числа костных пластинок. За счет волокнис­того строения пластинки свернуты в трубочки разного диаметра и вставлены одна в другую. Трубочки плотно сомкнуты, между ними слоями расположены костные клетки, отростки которых проникают в соседние кост­ные пластинки и связывают их.

Особую прочность остеону придает то, что коллагено-вые волокна в соседних пластинках идут по взаимно пер­пендикулярным направлениям. Внутри каждого остеона имеется канал для прохождения кровеносных сосудов и вазомоторных нервов. Компактное вещество костей пос­троено из многих остеонов, ориентированных в основном вдоль длинной оси кости. Между ними, связывая остеоны, располагаются так называемые вставочные пластин­ки, имеющие дугообразную форму. Снаружи компактное вещество костей покрыто несколькими слоями прямых продольных общих, как бы упаковывающих, костных пластинок, над которыми располагается надкостница.

Надкостница (периост)-periosteum - это пластинка соединительной ткани, образованная снаружи коллаге-новыми волокнами (волокнистый слой надкостницы), а внутри особыми клетками - остеокластами (костеоб-разователями) и остеобластами (костеразрушителя-ми). Наружный волокнистый слой является покровным, защитным, а внутренний (клеточный)- костеобразу-ющим (остеогенным). За счет этого слоя надкостницы кость растет в толщину. При переломах костей именно надкостница образует новую молодую кость (костную мозоль), необходимую для сращения костных осколков.

Надкостница участвует в перестройке костей и в течение жизни животного в соответствии с изменяю­щимися условиями действия на кость различных сил. Усиление мышечной нагрузки на кости способствует ук­реплению костной ткани за счет увеличения числа осте-онов и изменения их взаимного расположения. Напро­тив, при уменьшении действия мышц кости становятся тоньше и мягче.

Перестройка костной ткани осуществляется остеок­ластами и остеобластами, расположенными в периос­те, а также проникающими из него внутрь костей. При этом первые клетки разрушают старую костную ткань по линии уменьшения действия нагрузочных сил, а вто­рые - способствуют образованию и нарастанию новой молодой костной ткани по линии усиления мышечной нагрузки. Отсюда следует, что для укрепления костяка и его нормального функционирования необходима актив­ная физическая (мышечная) работа.

Надкостница густо пронизана кровеносными и лим­фатическими сосудами, проникающими по остеонным каналам внутрь кости и осуществляющими ее питание. Много в надкостнице и нервных окончаний - болевых рецепторов, что делает кость весьма чувствительной. В то же самое время костная и хрящевая ткани не ощуща­ют боль, так как внутри костей и хрящей болевые нервы не проходят.

Соединительно-тканная пластинка покрывает не только поверхности костей, но переходит и на хрящевые структуры скелета, получая при этом название надхрящ­ница -perichondrium, а также выстилает полости трубча­тых костей, образуя эндост - endosteum.

Рост и развитие костей. Первичные закладки кос­тей у животных появляются на второй-третьей неделе эмбрионального развития. Первым закладывается поз­воночный столб с ребрами, затем пояса конечностейи сами конечности; позднее всего - кости головы.Заклад­ка костных структур начинается со склеробластемной (соединительно-тканной) стадии, когда элементы ске­лета создаются эмбриональной соединительно* тканью- мезенхимой, как бы подготавливая формы (модели)для будущего «костного отлития».

Остеогенез начинается с активного проникновенияв костный зачаток кровеносных сосудов ипоявления внем особых костепроизводящих клеток - остеобластов.которые формируют очаги окостенения. При этом мно­гие кости черепа (лобные, верхние и нижние челюсти, резцовые, теменные, височные, слезные, носовые, ску­ловые и барабанные части каменистых костей) развива­ются непосредственно из мезенхимы и проходят только две стадии формирования - соединительно-тканную и костную. Эти кости называются первичными. У ново­рожденных животных покровные кости связаны между собой и с другими костями соединительно-тканными пластинками, являющимися остатками перепончатого скелета.

Некоторые кости проходят окостенение в три ста­дии: соединительно-тканную, хрящевую и костную. Такие кости получают название вторичных. Оссифи-кация вторичных костей протекает более сложно и в трубчатых костях осуществляется из трех точек окос­тенения: двух эпифизарных и одной диафизарной. Хрящевые участки (метафизарный хрящ) между ука­занными точками постепенно заменяются костной тканью, суживаются, но сохраняются и после рожде­ния, обеспечивая рост кости в длину. Исчезновение хрящевой ткани между эпифизами и диафизом трубча­тых костей происходит у животных в разные периоды постнатального развития. Этот факт используется при Внешний рельеф костей, как и внутреннее их уст­ройство, детерминированы генетически и находятся в прямой зависимости от величины и направленности механических воздействий, передаваемых через связки, мышцы и их сухожилия. Оставляют свои следы на по­верхности костей и прилежащие крупные кровеносные сосуды.

Выросты на костях в зависимости от формы име­нуются: 1) отростки - processus - четко ограничен­ный выступ; 2) бугор - tuber - толстое возвышение с широким основанием; 3) бугорок - tuberculum - воз­вышение, напоминающее бугор, но меньших разме­ров; 4) ость - spina - пластинчатый высокий вырост; 5) головка - caput - вырост сферической формы; 6) блок - trochlea - цилиндрический выступ; 7) гребень -crista, pecten - плоский вырост с неровным краем; 8) мыщелок - condylus - шаровидный вырост; 9) наибо­лее крупные бугры получили специальные названия

- вертел - trochanter; 10) шероховатость - tuberositas

- большое число маленьких бугорков.

Углубления: 1) ямка - fossa - глубокое вдавливание округлой формы; 2) мелкая ямка (ямочка) - fovea; 3) полость - cavum; 4) плоское вдавливание - impressio; 5) желоб (борозда)- sulcus - продольное углубление с широ­ким дном; 6) щель - fissura - узкое продольное углубле­ние; 7) отверстие -foramen; 8) канал - canalis; 9) вырезка - incisura - выемка по краю кости.

Некоторые отростки в процессе эмбрионального развития имеют собственные точки окостенения и по­лучают название апофиз - apophysis.

Скелет - skeleton (Рис. 17-106) (греч.- высушенный) представляет собой стройную и упорядоченную систему определенным образом организованных и в определенном порядке соединенных между собой костей и хря­щей, подчиняющихся законам билатеральной симмет­рии и сегментного расчленения.

Число костей в теле животных следующее: у быка до­машнего - 207-209; у лошади - 207-214; у овцы - 191-213; у козы - 199-206; у свиньи домашней - 282-288; у собаки - 271-282; у кошки - 271-274; у кролика - 275.

Скелет подразделяют на осевой и периферический. В состав осевого скелета входят:череп, поз­воночный столб, ребра и грудная кость.Периферический скелет представлен костями грудныхи тазовых конеч­ностей.