Koštano tkivo. Funkcije koštanog tkiva. Struktura kostiju

Sastav kostura bilo koje odrasle osobe uključuje 206 različitih kostiju, sve su različite po strukturi i ulozi. Na prvi pogled djeluju tvrde, nefleksibilne i beživotne. No to je pogrešan dojam: u njima se kontinuirano odvijaju razni metabolički procesi, razaranje i regeneracija. Zajedno s mišićima i ligamentima tvore poseban sustav nazvan “mišićno-koštano tkivo”, čija je glavna funkcija lokomotorni sustav. Nastaje od nekoliko tipova specifičnih stanica koje se razlikuju po strukturi, funkcionalnim karakteristikama i vrijednosti. O koštanim stanicama, njihovoj strukturi i funkcijama dalje će se raspravljati.

Struktura kostiju

Ovo je zaseban pogled. vezivno tkivo iz nje se formiraju sve kosti u ljudskom tijelu. Sastoji se od posebnih stanica i međustanične tvari. Potonji uključuje organsku matricu koja se sastoji od kolagenskih vlakana (90-95% ukupne mase) i mineralnih komponenti, uglavnom kalcijevih soli (5-10%). Zbog tog sastava ljudsko koštano tkivo ima skladnu kombinaciju tvrdoće i elastičnosti. Postoje tri skupine stanica: osteoklasti (lijevo), osteoblasti (u sredini), osteociti (na desnoj strani fotografije).

Nastavimo s njima. Kolagen koji se nalazi u matrici razlikuje se od ostalih u drugim tkivima, uglavnom zbog činjenice da sadrži više specifičnih polipeptida. Vlakna se u pravilu nalaze paralelno s razinom najvjerojatnijih opterećenja na kosti. Zahvaljujući njemu ostaje elastičnost i otpornost.

Ako je kost izložena klorovodičnoj kiselini, minerali će se otopiti, ali će organski ostein ostati. Oni će zadržati svoj oblik, ali će postati pretjerano fleksibilni i vrlo osjetljivi na deformacije. Ovo stanje je tipično za malu djecu. Imaju visok sadržaj osseina, tako da su kosti otpornije nego kod odraslih. I obrnuti slučaj, kada se izgubi organska tvar ali ostaju mineralni. To se događa ako je, na primjer, kost izgorjela: ona zadržava svoj oblik, ali istovremeno dobiva jaku lomljivost i može biti uništena čak i malim dodirom. Takve promjene u sastavu koštanog tkiva prolaze u starosti. Udio mineralnih soli doseže 80% ukupne mase. Stoga su starije osobe podložnije raznim vrstama prijeloma i ozljeda.

Ako postavite gustoću kosti (volumen), tada će se procijeniti čvrstoća kostura i njegovih pojedinih dijelova. Takve se studije provode pomoću kompjutorske tomografije. Pravovremena dijagnoza omogućuje vam da na vrijeme započnete liječenje ili terapiju održavanja.

Osteoblasti (aktivni): strukturne značajke

Osteoblasti su koštane stanice smještene u njegovim gornjim slojevima, s poligonalnim, kubičnim oblikom s različitim tipovima procesa. Interni sadržaj se ne razlikuje mnogo od ostalih. Dobro razvijen granularni endoplazmatski retikulum sadrži različite elemente, ribosome, Golgijev aparat, okruglu ili ovalnu jezgru bogatu kromatinom i sadrži jezgru. Vani, te koštane stanice okružene su najfinijim mikrofibrilima.

Glavna funkcija osteoblasta je sinteza komponenti međustanične tvari. To su kolagen (uglavnom prvog tipa), matrični glikoproteini (osteokalcin, osteonektin, osteopontin, kostni sijaloprotein), proteoglikani (biglikan, hijaluronska kiselina kao i razni koštani morfogenetski proteini, faktori rasta, enzimi, fosfoproteini. Povreda proizvodnje svih ovih spojeva osteoblastima je uočena kod nekih bolesti. Na primjer, nedostatak vitamina C (skorbut) kod djece karakterizira oštećenje razvoja i rasta kostiju zbog defekta u sintezi kolagena i glikozaminoglikana. Iz istog je razloga usporen oporavak koštanog tkiva i zacjeljivanje prijeloma. Budući da su osteoblasti zapravo odgovorni za rast, prisutni su isključivo u koštanom tkivu u razvoju.

Mehanizam mineralizacije osteoblastima organske matrice

Postoje dva načina:

1. Depozicija kristala hidroksila duž kolagenskih vlakana iz prezasićene izvanstanične tekućine. Istovremeno, neki proteoglikani, koji vežu kalcij i zadržavaju ga u zonama jazova, igraju posebnu ulogu.
2. Izlučivanje specifičnih mjehurića matriksa. To su male membranske strukture koje sintetiziraju i izlučuju osteoblasti. Sadrže visoke koncentracije kalcijevog fosfata i alkalne fosfataze. Posebno mikrookruženje stvoreno unutar mjehurića pogoduje stvaranju prvih kristala hidroksiapatita.

Brzina mineralizacije osteoida (koštano tkivo u fazi formiranja) može značajno varirati, normalno to traje oko 15 dana. Kršenja se mogu pojaviti s smanjenjem koncentracije kalcijevih iona u krvi ili fosfata. Rezultat je omekšavanje i deformacija kostiju - osteomalacija. Slični poremećaji opaženi su, primjerice, kod rahitisa (nedostatak vitamina D).

Neaktivni (odmarajući) osteoblasti

Nastaju iz aktivnih osteoblasta, u ne rastućim kostima pokrivaju oko 80-95% površine. Oni imaju spljošteni oblik s fusiformnom jezgrom. Preostale organele su smanjene. No, receptori koji reagiraju na različite hormone i faktore rasta ostaju. Održava se veza između osteoblasta i osteocita u mirovanju, te se tako formira sustav koji regulira metabolizam minerala. Ako dođe do oštećenja (ozljede, prijelome), one postaju aktivnije i započinje aktivna sinteza kolagena, proizvodnja organske matrice. Drugim riječima, zbog njihove regeneracije koštanog tkiva. U isto vrijeme, oni mogu biti uzrok malignog tumora - osteosarkoma.

Osteociti: struktura i funkcija

Ove stanice tvore osnovu zrelog koštanog tkiva. Njihov je oblik vreten, s mnogo procesa. Organele su mnogo manje u usporedbi s osteoblastima, s nukleusom postoji zaobljena jezgra (kojom dominira heterohromatin). Osteociti se nalaze u prazninama, ali ne dodiruju izravno matricu, već su okruženi tankim slojem koštane tekućine. Zbog toga se stanice napajaju.

Slično se odvajaju i njihovi procesi, koji imaju dovoljno veliku duljinu i do 50 mikrona, nalaze se u posebnim tubulima. Mnogo ih je, koštano tkivo ih je doslovno prodrlo, oni tvore njegov drenažni sustav, koji sadrži tkivnu tekućinu. Kroz njega, razmjena tvari između izvanstanične tvari i stanica. Također je vrijedno napomenuti da se ne dijele, već se formiraju iz osteoblasta i glavne su komponente u formiranom koštanom tkivu.

Glavna funkcija osteocita je održavanje normalnog stanja koštanog matriksa i ravnoteža kalcija i fosfora u tijelu. Sposobni su percipirati mehanička naprezanja i osjetljivi su na električne potencijale koji nastaju djelovanjem deformirajućih sila. Kao odgovor na njih, pokreću lokalni proces u kojem se vezivno koštano tkivo počinje obnavljati.

osteoblasti

Ovo ime je dano velikim stanicama koje sadrže od 5 do 100 jezgri, koje imaju monocitno porijeklo, uništavajući kosti i hrskavice ili, inače, uzrokujući njihovu resorpciju. Citoplazma osteoklasta sadrži mnoge mitohondrije, EPS elemente (granulirane) i Golgijev aparat, ribosoma, kao i različiti lizosomi u funkciji. Jezgre sadrže veliku količinu kromatina i jasno se razlikuju jezgre. Postoji i dovoljan broj citoplazmatskih procesa, od kojih se većina nalazi na površini koja se graniči s uništenom kosti. Oni povećavaju područje kontakta s njom. Koštano tkivo počinje se raspadati s povećanjem razine određenog hormona (paratiroidne žlijezde), što dovodi do aktivacije osteoklasta. Mehanizam tog procesa povezan je s njihovim oslobađanjem ugljičnog dioksida, koji se, pod utjecajem posebnog enzima (ugljične anhidraze), pretvara u kiselinu, nazvanu ugljen, i otapa soli kalcija.

Mehanizam resorpcije kosti

Treba napomenuti da se proces razaranja odvija ciklički, a razdoblja visoke aktivnosti svake stanice uvijek se zamjenjuju razdobljima odmora. Resorpcija se odvija u nekoliko faza:

1. Pričvršćivanje osteoklasta na destruktivnu površinu kosti, dok je izražena reorganizacija njegovog citoskeleta.
2. Oksidacija sadržaja praznih mjesta. To se događa bilo izoliranjem sadržaja vakuola u kiselom okolišu, ili kao rezultat djelovanja protonskih pumpi.
3. Uništavanje mineralne komponente matrice.
4. raspuštanje organski spojevi kao rezultat djelovanja enzima koje luče osteoklasti u prazninu i aktiviraju se kiselim medijem.
5. Uklanjanje proizvoda za uništavanje kostiju.

Regulacija aktivnosti osteoklasta određena je općim i lokalnim čimbenicima. Prvi, na primjer, uključuju paratiroidni hormon, vitamin D, oni stimuliraju aktivnost. A depresanti su kalcitonin i estrogen. Lokalni su čimbenici poput stvaranja električnog lokalnog polja pod mehaničkim naprezanjem, kojemu su ove stanice vrlo osjetljive.

Struktura grubog vlaknastog koštanog tkiva

Drugo ime je retikulofibrozno. Formira se kod embrija kao buduća osnova kostiju. Kod odrasle osobe njegova je prisutnost minimalna, ostaje u šavovima lubanje nakon prerastanja i na područjima gdje se tetive pridaju kostima, kao iu područjima osteogeneze, primjerice tijekom zacjeljivanja raznih vrsta fraktura. Struktura koštanog tkiva ove vrste je specifična. Vlakna kolagena skupljaju se u gustim snopovima, koji su raspoređeni na neuređen način, a između njih su „prečke“. Ima nisku mehaničku čvrstoću, sadržaj osteocita je značajno veći u usporedbi s lamelarnom sortom. U patološkim stanjima, rast koštanog tkiva ovog tipa nastaje kada je došlo do prijeloma kosti ili Pagetove bolesti.

Sadrži lamelarno koštano tkivo

Formira se koštanim pločama debljine 4-15 mikrona. Oni se, pak, sastoje od tri komponente: osteocita, glavne tvari i kolagenih finih vlakana. Sve kosti odrasle osobe nastaju iz tog tkiva. Kolagenska vlakna prvog tipa paralelna su jedan s drugim i orijentirana su u određenom smjeru, au susjednim koštanim pločama usmjerena su u suprotnom smjeru i sijeku se gotovo pod pravim kutom. Između njih nalaze se tijela osteocita u prazninama. Ta struktura koštanog tkiva daje joj najveću snagu.

Spužvasta kost

Tu je i naziv "trabekularna supstanca". Ako napravimo analogiju, struktura je usporediva s uobičajenom spužvom izgrađenom od koštanih ploča s stanicama između njih. Raspoređene su uredno, u skladu s raspodijeljenim funkcionalnim opterećenjem. Spužvasta supstanca je uglavnom izgrađena epifizama dugih kostiju, neke mješovite i ravne, i sve kratke. Može se vidjeti da su to uglavnom lagani i istodobno izdržljivi dijelovi ljudskog kostura, koji su pod pritiskom u različitim smjerovima. Funkcije koštanog tkiva su u izravnoj vezi s njegovom strukturom, koja u ovom slučaju osigurava veliko područje za metaboličke procese koji se na njemu odvijaju, daje veliku čvrstoću zajedno s malom masom.

Gusta (kompaktna) koštana supstanca: što je to?

Dijafiza cjevastih kostiju sastoji se od kompaktne tvari, a pokriva njihovu epifizu s tankom pločom izvana. Uski kanali ga prožimaju, kroz njih prolaze živčana vlakna i krvne žile. Neke od njih nalaze se paralelno s površinom kosti (središnje ili haversovye). Drugi dolaze na površinu kosti (hranljive rupe), kroz njih prodiru arterije i živci, a vene izlaze van. Središnji kanal, zajedno s okolnim koštanim pločama, tvori tzv. Gaversovu sustav (osteon). To je glavni sadržaj kompaktne tvari i smatraju se njegovom morfofunkcionalnom jedinicom.

Osteon je strukturna jedinica koštanog tkiva.

Drugo ime je gaversov sustav. Riječ je o skupu koštanih ploča, koje izgledaju kao cilindri umetnuti jedan u drugi, prostor između njih je ispunjen osteocitima. U središtu se nalazi Haversov kanal, kroz koji prolaze krvne žile koje osiguravaju metabolizam koštanih stanica. Između susjednih strukturnih jedinica nalaze se interkalarne (intersticijalne) ploče. U stvari, to su ostaci osteona koji su postojali prije i propali u trenutku kada je koštano tkivo prošlo restrukturiranje. Postoje i opće i okolne ploče, koje tvore najdublji i najudaljeniji sloj kompaktne koštane tvari.

Periosteum: struktura i značenje

Na temelju naziva, može se utvrditi da pokriva kosti izvana. Pričvršćuje se na njih uz pomoć kolagenskih vlakana, sakupljenih u debelim grozdovima, koji prodiru i tkaju s vanjskim slojem koštanih ploča. Ima dva zasebna sloja:

• vanjski (tvori gusto vlaknasto, neoblikovano vezivno tkivo, dominiraju vlakna koja su paralelna površini kosti);
• unutarnji sloj je dobro izražen kod djece i manje uočljiv kod odraslih (formiran labavim vlaknastim vezivnim tkivom, u kojem postoje vretenaste stanične stanice - neaktivni osteoblasti i njihovi prethodnici).

Pokosnica obavlja nekoliko važnih funkcija. Prvo, trofično, dakle, daje kosti prehranom, jer na površini sadrži posude koje prodiru u unutrašnjost zajedno s živcima kroz posebne rupe za hranjenje. Ovi kanali hrane koštanu srž. Drugo, regenerativno. To se objašnjava prisutnošću osteogenih stanica koje se, kada se stimuliraju, transformiraju u aktivne osteoblaste, koji proizvode matriks i uzrokuju povećanje koštanog tkiva, osiguravajući njegovu regeneraciju. Treće, mehanička ili pomoćna funkcija. To jest, osiguravanje mehaničke povezanosti kosti s drugim strukturama vezanim uz njega (tetive, mišići i ligamenti).

Funkcija kosti

Među glavnim značajkama su sljedeće:

1. Motor, nosač (biomehanički).
2. Zaštitni. Kosti štite od oštećenja mozga, krvnih žila i živaca, unutarnjih organa itd.
3. Hematopoetski: hemo - i limfopoeza javlja se u koštanoj srži.
4. Metabolička funkcija (sudjelovanje u metabolizmu).
5. Reparator i regenerativan, sastoji se u obnovi i regeneraciji koštanog tkiva.
6. Morfološka uloga.
7. Koštano tkivo je svojevrsno skladište minerala i faktora rasta.