1. Функции скелета;
2. Строение и типы костей;
3. Клетки костной ткани и их функции;
4. Строение костной ткани и ее образование;
5. Отзывы покупателей.
Функции скелета
Давайте начнем с общего обзора. Зачем человеку скелет? Ответ прост – без него мы бы могли только ползать, как червячки или улитки. И основная функция наших костей – опорная. Как уже было сказано выше, все разновидности костей обеспечивают нашему телу устойчивость и нужное положение в пространстве. А еще это основа, к которой крепятся внутренние органы и мягкие ткани (мышцы, связки).
- Защита внутренних органов. Мозг, легкие, сердце, органы мочеполовой системы слишком нежны и ранимы, их слишком легко повредить. Поэтому биология предусмотрительно защитила мозг черепной коробкой, сердце и легкие – грудной клеткой, а мочеполовую систему – тазовыми костями. Да, часть органов осталась без защиты, но сплошной внутренний панцирь был бы неудобен для такой формы жизни, как человек.
- Участие в минеральном обмене. Все знают, что кости состоят из кальция. Не только из него – в состав костной ткани входят и соли фосфора, меди, железа. Все эти минералы крайне важны для базового обмена веществ, и именно кости становятся депо для минеральных солей, накапливая или отдавая их по мере необходимости.
- Кроветворение. Им занимается костный мозг, точнее, стволовые гемопоэтические клетки. Наш «банк крови» тоже надежно защищен – внутри костей стволовым клеткам ничего не угрожает.
- Иммунитет – среди клеток крови, образующихся из стволовых клеток, есть и лимфоциты, которые являются элементом иммунной системы.
Строение и типы костей
Все кости состоят из одной и той же костной ткани. В теле взрослого человека – более 200 разных костей, в теле новорожденного – больше 300, хотя часть из них представлена хрящевой тканью, которая позже замещается костной.Строение кости сложное, и, независимо от типа костей, в них различают:
- Надкостницу. Наружный слой, состоящий из соединительной ткани. В надкостнице находятся кровеносные, лимфатические сосуды, в ней же проходят и нервные окончания. При этом надкостница прочно соединяется с костью, и в ее внутреннем слое, который прилегает к кости, содержатся остеогенные клетки. То есть, клетки, образующие саму кость, обеспечивающие ее регенерацию при трещинах и переломах.
- Компактное вещество. Внутренний пластинчатый слой, образованный промежуточным веществом. Структурной единицей компактного вещества является остеон, состоящий из нескольких «трубок», которые вставлены одна в другую. Внутри такого остеона есть канал для кровеносного капилляра, и все многочисленные каналы кости соединены друг с другом. Но сами остеоны не касаются друг друга, так как между ними находятся промежуточные (вставочные) пластинки. При этом остеоны ориентированы в разные стороны – отсюда и высокая прочность костей.
- Губчатое вещество. Состоит из тонких пластинок костной ткани, которые пересекаются друг с другом под разными углами, образуя «арки». Эта конструкция обеспечивает равномерное распределение нагрузки по всей кости, ее устойчивость к сжатию и растяжению (до определенной степени).
- Костный мозг, красный и желтый. Несмотря на название, костный мозг это не мозг, как спинной или головной. Это особое вещество, которое отвечает за образование клеток крови. В красном костном мозге находятся красные и белые стволовые клетки, тромбоциты. В желтом – нет, у него «страхующая» функция – при больших кровопотерях желтый костный мозг может образовывать красный.
- трубчатые короткие и длинные (бедренная, берцовая, лучевая, кости запястья и так далее);
- губчатые (ребра, позвонки, часть костей запястья и предплюсны);
- плоские – лопатки, тазовые кости, часть костей черепа;
- смешанные – кости основания черепа, позвонки;
- воздухоносные – кости черепа, образующие полости с воздухом (решетчатая, лобная, клиновидная, верхней челюсти).
Клетки костной ткани и их функции
Все это многообразие и все сложные структуры нашего скелета образованы костной тканью. Если рассмотреть ее химический состав, мы увидим две больших группы веществ. Первая группа – оссеин, то есть, органические вещества, преимущественно, белки. Основным белком костной ткани является коллаген. Помимо белков в состав оссеина входят липиды и гликоген (запас углеводов для питания клеток). Органическая часть нужна для упругости и гибкости костей, без органики наш скелет был бы прочным, но неустойчивым к нагрузкам. Вторая группа – минеральные вещества. То есть, соли кальция, фосфора (их больше всего), железа, меди. Без минералов кости были бы слишком хрупкими, легко крошились бы от любого усилия. Но, конечно же, все это не смешано просто так в кашу. И минералы, и органика входят в состав клеток костной ткани, и гистология выделяет три вида таких клеток.
Остеобласты
Остеобластами называют тип стволовых клеток, способных образовывать костную ткань. Поэтому остеобласты могут называться остеогенными клетками. Особенность остеобластов в том, что они могут образовывать промежуточное вещество кости. Это вещество состоит из волокон коллагена, которые пропитываются минеральными солями. В ходе развития остеобласт образует промежуточное вещество, из него формируются пластинки, которые и окружают клетку. В результате образуется остеоцит, то есть, клетка костной ткани, которая располагается в остеонах.
Остеоциты
Это и есть структурная единица костной ткани. Каждый остеоцит – клетка с множеством отростков и одним крупным ядром. Тело каждой клетки находится в отдельной костной полости (лакуне), а отростки клетки прорастают в костные канальцы, соединенные друг с другом. Остеоциты осуществляют обмен между клеткой и межклеточным веществом, между клеткой и тканевой жидкостью.
Остеокласты
Если за счет остеобластов формируется новая костная ткань, то разрушают костные клетки остеокласты. У любой клетки – свой срок жизни, а зрелые поврежденные или слишком старые клетки должны быть разрушены – их клеточный «материал» пойдет на строительство новых остеоцитов. Разрушением старых клеток и занимаются остеокласты. Такие клетки выделяют набор ферментов, которые растворяют и органическую, и неорганическую часть. В здоровом организме всегда поддерживается баланс, где количество разрушенных остеоцитов равно количеству новых. Если баланс нарушается, в любую сторону – возникают заболевания костей.
Строение костной ткани и ее образование
Итак, за какой процесс, какие клетки отвечают – понятно. Остается кратко описать процесс формирования костной ткани, ведь клетки формируются, живут и разрушаются не в вакууме, у них есть четкая локализация. Месторасположение костных клеток одно – костный или внеклеточный матрикс. Как он выглядит, можно увидеть и на картинках, и на фото, сделанные электронным микроскопом. Но местонахождение клеток тоже не появляется из воздуха – процесс его образования достаточно сложен, хоть и увлекателен.
Как все это образует костный матрикс? Процесс выглядит так:
- Остеобласты начинают синтез коллагеновых волокон, в частности, хондроитинсульфаты.
- С коллагеном связываются кальций и фосфор, при этом важную роль в этом играют сложные липиды (вот зачем они нужны в составе оссеина).
- В клетках увеличивается синтез молекул АТФ (а это энергия) – для этого и нужен запас гликогена (полисахарид глюкозы, а глюкоза это основное вещество для получения той самой АТФ).
- В это же время остеобласты выделяют особые ферменты, которые, взаимодействуя с молекулами коллагена, образуют ионы аммония и гидроксид-ионы, связывающиеся с фосфатами – формируются ядра кристаллизации.
- Далее ионы кальция и фосфора, связанные с коллагеном, становятся растворимыми – это позволяет образовать кристаллы гидроксиапатита.
- Гидроксиапатит, увеличиваясь в размерах, вытесняет из матрикса воду – вещество практически обезвоживается. Останавливает этот процесс такое вещество, как пирофосфат – оно также образуется в процессе построения матрикса.
Отзывы покупателей