Микроскопическое строение костной ткани

· Костная ткань – разновидность соединительной ткани

· Клетки костной ткани

o Остеоциты – зрелые клетки (не способны к делению)

o Остеобласты — молодые остеобразующие клетки костей, которые синтезируют межклеточное вещество — матрикс. По мере накопления межклеточного вещества остеобласты замуровываются в нём и становятся остеоцитами (располагаются в надкостнице; функция – деление, рост и регенерация костной ткани)

o Остеокласты – специальные макрофаги костной ткани (функция - уничтожение клеток и межклетников кости по мере их старения и отмирания – «пожиратели кости»)

· Межклеточное вещество (матрикс) - твёрдое:

o Основное вещество – желеобразная масса из воды, белков, гликопротеидов (мукополисахаридов)

o Оссеиновые волокна – тонкие нити (фибриллы), образованные из волокнистого прочного белка – коллагена (покрыты кристаллами солей гидрооксиапатита, сульфата, карбоната кальция и магния)

 

· Из межклеточного вещества образуются костные пластинки (клетки костной ткани лежат между пластинками)

o Костные пластинки образуют системы цилиндров, увеличивающегося диаметра вокруг каналов в костном веществе, где располагаются питающие кровеносные сосуды и нервы - Гаверсовы каналы, образуя – структурно-функциональные единицы компактного костного вещества – остеоны

Остеон – система цилиндров, увеличивающегося диаметра, образованных из костных пластинок, с каналом внутри

o отдельные пластинки лежат между остеонами и тянутся вдоль кости

o Гаверсовы каналы с сосудами и нервами густо разветвляются внутри костей

o Остеоны располагаются упорядочено в соответствии с нагрузкой

· Из костной ткани образуется костное вещество

 

Костное вещество

· Компактное (плотное) костное вещество

o Костные пластинки плотно прилежат друг к другу, образуя сплошной слой

· Губчатое костное вещество

o Костные пластины образуют перекладины, расположенные рыхло (между ними находится пространство, заполненное красным костным мозгом) – пористая структура, напоминающая губку

o Пластинки губчатого и компактного вещества ориентированы в направлении, противостоящем нагрузке, растяжению и сжатию, часто пересекаются под углом 90⁰ (возникает жёсткая и прочная конструкция, в которой нагрузка равномерно распределяется на всю кость)

o При увеличении нагрузки на кости количество пластин губчатого вещества увеличивается за счёт костеобразующей функции надкостницы, а при изменении направления нагрузки на кость пластины переориентируются

o Губчатое костное вещество не имеет Гаверсовых каналов

o Составляет большую часть костного вещества – полностью заполняет все губчатые, плоские, и воздухоносные кости, а также концы (эпифизы) длинных (трубчатых) костей под тонким слоем компактного вещества

o В раннем детском возрасте практически все кости скелета состоят только из губчатого вещества и заполнены красным костным мозгом, который с течением времени перерождается в жировой жёлтый костный мозг в диафизах длинных костей

· Функции губчатого вещества – увеличение лёгкости и прочности костей скелета; вместилище красного костного мозга (кроветворного органа)

· Скелет имеет массу 5 - 6 кг, составляет у мужчин 10%, а у женщин 8,5% общей массы тела

· Бедро выдерживает вертикально груз 1500 кг., большая берцовая кость – 1650 кг., плечевая кость - 850 кг.

· Наружный слой всех костей состоит из компактного вещества и покрыт костеобразующей надкостницей

 

Химический состав костной ткани (неорганические и органические вещества)

· Неорганические вещества (минеральные) -70% сухой массы

o Вода - 50%

o минеральные соли – гидрооксиапатиты (фосфаты), сульфаты и карбонаты кальция, магния - 22%

ü в скелете взрослого человека содержится 1200 г Са,530 г Р, 11 Мg и 30 других химических элементов

Значение неорганических веществ - придают костям физические свойства – твёрдость и хрупкость

o выясняется в опыте с удалением из кости органических веществ путём обжигания (прокаливания)

o кость твёрже кирпича в 30 раз, гранита – в 2,5 раза, прочна как чугун

· Органические вещества - 30% сухой массы

o Белки (коллаген, оссеин) – 14%

o Жир - 16%

o Мукополисахариды ( сложный биополимер, состоящий из белков и углеводов)

Значение органических веществ – придают костям физические свойства: упругость, эластичность

o Выясняется в эксперименте по удалению из кости минеральных солей путём замачивания её на 2 -3 дня в НСl (слабый раствор 2 -5%); после декальцинирования кость можно завязать узлом

· Сочетание в костях органических и минеральных веществ делают её одновременно твёрдой, упругой и очень прочной (сравнима с прочностью металла)