Kostní tkáň. Funkce kostní tkáně. Kostní struktura

Složení kostry každého dospělého člověka zahrnuje 206 různých kostí, všechny se liší ve struktuře a roli. Na první pohled vypadají tvrdě, nepružně a bez života. Je to ale mylný dojem, v něm se v nich trvale rozkládají různé metabolické procesy, zničení a regenerace. Spolu se svaly a vazy vytvářejí speciální systém nazvaný "muskuloskeletální tkáň", jehož hlavní funkcí je pohybový systém. Je tvořena několika typy specifických buněk, které se liší strukturou, funkčními charakteristikami a hodnotou. O kostních buňkách, jejich struktuře a funkcích dále a budou diskutovány.

Kostní struktura

Toto je samostatný pohled. pojivové tkáně od něj jsou tvořeny všechny kosti v lidském těle. Skládá se ze speciálních buněk a intercelulární látky. Ten obsahuje organickou matrici sestávající z kolagenových vláken (90-95% celkové hmotnosti) a minerálních složek, zejména vápenatých solí (5-10%). Díky této kompozici má lidská kostní tkáň harmonickou kombinaci tvrdosti a elasticity. Existují tři skupiny buněk: osteoklasty (vlevo), osteoblasty (uprostřed), osteocyty (vpravo od fotografie).

Postavme se na ně dále. Kolagen obsažený v matrici se liší od svých protějšků v jiných tkáních, a to hlavně kvůli skutečnosti, že obsahuje více specifických polypeptidů. Vlákna jsou obvykle umístěna rovnoběžně s úrovní nejpravděpodobnějšího zatížení na kostech. Je to díky němu, že pružnost a odolnost zůstávají.

Pokud je kost vystavena kyselině chlorovodíkové, minerály se rozpustí, ale organické (ossein) zůstanou. Budou si zachovat svůj tvar, ale stanou se příliš flexibilní a velmi náchylní k deformaci. Tento stav je typický pro malé děti. Mají vysoký obsah osseinu, takže kosti jsou odolnější než u dospělých. A naopak, když je ztracen organické látky ale zůstávají minerální. K tomu dochází, například když je kůže spálena: zachová si svůj tvar, ale současně získává silnou křehkost a může být zničena i malým dotekem. Takové změny ve složení kostní tkáně procházejí ve stáří. Podíl minerálních solí dosahuje 80% celkové hmotnosti. Proto jsou starší lidé náchylnější k různým druhům zlomenin a úrazů.

Pokud nastavíte hustotu kostní hmoty (objem), pak posoudí pevnost kostry a její jednotlivé části. Takové studie se provádějí pomocí počítačové tomografie. Včasná diagnóza umožňuje zahájit léčbu nebo udržovací léčbu včas.

Osteoblasty (aktivní): strukturální vlastnosti

Osteoblasty jsou kostní buňky umístěné v horních vrstvách, které mají polygonální, krychlový tvar s různými typy procesů. Interní obsah se od jiných nikterak neliší. Dobře vyvinutý granulovaný endoplazmatický retikulum obsahuje různé prvky, ribosomy, Golgiho aparát, kulaté nebo oválné jádro bohaté na chromatin a obsahující jádro. Venku jsou tyto kostní buňky obklopeny nejjemnějšími mikrofibrily.

Hlavní funkcí osteoblastů je syntéza složek intercelulární látky. Jedná se o kolagen (zejména o první typ), matricové glykoproteiny (osteokalcin, osteonektin, osteopontin, kostní sialoprotein), proteoglykany (biglykan, kyselina hyaluronová dekorin), stejně jako různé kostní morfogenetické proteiny, růstové faktory, enzymy, fosfoproteiny. Porušení produkce všech těchto sloučenin osteoblasty je pozorováno u některých onemocnění. Například nedostatek vitaminu C (kurděje) u dětí je charakterizován narušením kostního vývoje a růstu kvůli poruše syntézy kolagenu a glykosaminoglykanů. Ze stejného důvodu se zpomaluje zotavení kostní tkáně a hojení zlomenin. Protože osteoblasty jsou skutečně zodpovědné za růst, jsou přítomny výhradně v rozvíjející se kostní tkáni.

Mechanismus mineralizace osteoblasty organické matrice

Existují dva způsoby:

1. Ukládání hydroxylových krystalů podél kolagenových vláken z přesycené extracelulární tekutiny. Zároveň hrají zvláštní roli některé proteoglykany, které váží vápník a udržují ho v mezerách.
2. Vylučování specifických maticových bublin. Jedná se o malé membránové struktury, které jsou syntetizovány a vylučovány osteoblasty. Obsahují vysoké koncentrace fosforečnanu vápenatého a alkalické fosfatázy. Speciální mikroprostředí vytvořené uvnitř bublin podporuje tvorbu prvních krystalů hydroxyapatitu.

Rychlost mineralizace osteoidu (kostní tkáň ve fázi tvorby) se může výrazně lišit, normálně to trvá asi 15 dní. Porušení může nastat s poklesem koncentrace iontů vápníku v krvi nebo fosfátu. Výsledkem je změkčení a deformace kostí - osteomalacie. Podobné poruchy jsou pozorovány například s rachiti (nedostatek vitaminu D).

Neaktivní (odpočívající) osteoblasty

Jsou tvořeny z aktivních osteoblastů, v neprastební kosti pokrývají přibližně 80-95% svého povrchu. Mají zploštělý tvar s fusiformním jádrem. Zbývající organely jsou sníženy. Ale receptory, které reagují na různé hormony a růstové faktory, zůstávají. Je udržována vazba mezi klidovými osteoblasty a osteocyty, čímž vzniká systém regulující minerální metabolismus. Pokud dojde k nějakému poškození (zranění, zlomeniny), stane se více aktivní a začíná aktivní syntéza kolagenu, výroba organické matrice. Jinými slovy, kvůli jejich regeneraci kostní tkáně. Současně mohou být příčinou maligního nádoru - osteosarkomu.

Osteocyty: struktura a funkce

Tyto buňky tvoří základ zralého kostního tkáně. Jejich tvar je spindly, s mnoha procesy. Organelles jsou mnohem menší ve srovnání s osteoblasty, jádro je zakulacené (dominuje je heterochromatin) s jádrem. Osteocyty jsou umístěny v mezerách, ale nejsou přímo v kontaktu s matricí, ale jsou obklopeny tenkou vrstvou kostní tekutiny. Díky tomu jsou články napájeny.

Podobně oddělené a jejich procesy, které mají dostatečně dlouhou délku až 50 mikronů, umístěné ve speciálních tubulích. Existuje spousta z nich, kostní tkáň je doslova proniká, tvoří svůj drenážní systém, který obsahuje tkáňovou tekutinu. Prostřednictvím této výměny látek mezi extracelulární látkou a buňkami. Je také třeba poznamenat, že se nerozdělují, ale jsou tvořeny z osteoblastů a jsou hlavními součástmi vytvořené kostní tkáně.

Hlavní funkcí osteocytů je udržení normálního stavu kostní hmoty a rovnováhy vápníku a fosforu v těle. Jsou schopni vnímat mechanické namáhání a jsou citlivé na elektrické potenciály vyplývající z působení deformačních sil. V odezvě na ně spouštějí lokální proces, ve kterém začne znovu vzniknout pojivová kostní tkáň.

Osteoklasty

Tento název byl dán velkým buňkám obsahujícím 5 až 100 jader, které mají monocytický původ, ničí kosti a chrupavky nebo jinak způsobují jejich resorpci. Cytoplazma osteoklastů obsahuje mnoho mitochondrií, prvků EPS (granulovaných) a Golgiho aparátu, ribozomy, stejně jako různé funkční lysosomy. Jádra obsahují velké množství chromatinu a existují jasně odlišitelné nukleoly. Existuje také dostatečný počet cytoplazmatických procesů, většina z nich je umístěna na povrchu sousedícím s kostí, která je zničena. Zvětšují kontakt s ní. Kostní tkáň se začíná rozpadávat se zvyšováním hladiny určitého hormonu (paratyroida), což vede k aktivaci osteoklastů. Mechanismus tohoto procesu je spojen s uvolněním oxidu uhličitého, který je pod vlivem speciálního enzymu (karboanhydrázy) přeměněn na kyselinu nazývanou uhlí a rozpouští vápenaté soli.

Mechanismus kostní resorpce

Je třeba poznamenat, že proces ničení probíhá cyklicky a období vysoké aktivity každé buňky jsou vždy nahrazeny dobami odpočinku. Resorpce probíhá v několika fázích:

1. Připevnění osteoklastu na zničitelný povrch kosti, zatímco je výrazná reorganizace jeho cytoskeletu.
2. Oxidace obsahu mezery. To se děje buď izolací obsahu vakuolů kyselým prostředím nebo v důsledku působení protónových čerpadel.
3. Zničení minerální složky matrice.
4. Rozpuštění organických sloučenin jako výsledek působení enzymů vylučovaných osteoklasty do mezery a aktivovaných kyselým médiem.
5. Odstranění produktů k destrukci kostí.

Regulace aktivity osteoklastů je určena obecnými a lokálními faktory. První, například, zahrnují paratyroidní hormon, vitamin D, stimulují aktivitu. A tlumivé látky jsou kalcitonin a estrogen. Takové faktory jako vytvoření elektrického místního pole pod mechanickým stresem, na které jsou tyto buňky velmi citlivé, jsou lokální.

Struktura hrubozrnné kostní tkáně

Jeho druhé jméno je reticulofibrous. Vzniká na embryu jako budoucí základ kostí. U dospělého člověka je její přítomnost minimální, zůstává v stehu lebky po přelomu a v oblastech, kde se šlachy připevňují k kostem, stejně jako v oblastech osteogeneze, například při hojení různých druhů zlomenin. Struktura kostní tkáně tohoto druhu je specifická. Kolagenová vlákna se shromažďují v hustých svazcích, které jsou uspořádány neuspořádaně a mají mezi sebou "příčné tyče". Má nízkou mechanickou pevnost, obsah osteocytů je ve srovnání s lamelární odrůdou výrazně vyšší. V patologických podmínkách dochází k růstu kostní tkáně tohoto typu v případě zlomeniny kostí nebo Pagetovy nemoci.

Představuje lamelární kostní tkáň

Je tvořena kostními deskami o tloušťce 4-15 mikronů. Na druhé straně se skládají ze tří složek: osteocytů, hlavní látky a jemných vláken z kolagenu. Veškeré kosti dospělého jsou tvořeny z této tkáně. Kolagenová vlákna prvního typu jsou navzájem rovnoběžná a orientovaná v určitém směru, v sousedních kostních deskách směřují v opačném směru a protínají se téměř v pravém úhlu. Mezi nimi jsou těla osteocytů v mezerách. Tato struktura kostní tkáně poskytuje nejvyšší sílu.

Špongiální kosti

Tam je také název "trabekulární substance". Pokud srovnáme, struktura je srovnatelná s konvenční houbou vytvořenou z kostních desek s buňkami mezi nimi. Jsou uspořádány řádným způsobem v souladu s distribuovaným funkčním zatížením. V houbovité látce se budují především epifýzy dlouhých kostí, některé smíšené a ploché a všechny krátké. Vidíme, že jsou to převážně lehké a zároveň trvanlivé části lidského skeletu, které jsou pod tlakem v různých směrech. Funkce kostní tkáně je v přímém vztahu se strukturou, která v tomto případě poskytuje velkou plochu pro metabolické procesy prováděné na ní, poskytuje vysokou pevnost společně s malou hmotou.

Hustá (kompaktní) kostní látka: co je to?

Diafýza trubicovitých kostí se skládá z kompaktní látky, navíc pokrývá jejich epifýzu tenkou deskou zvenčí. Úzké kanály procházejí, nervové vlákna a krevní cévy procházejí. Některé z nich jsou umístěny rovnoběžně s kostní plochou (centrální nebo haversovské). Jiní se dostanou na povrch kostí (výživné díry), tepny a nervy pronikají přes ně a žíly jdou ven. Centrální kanál ve spojení s okolními kostními deskami tvoří tzv. Gaversovský systém (osteon). To je hlavní obsah kompaktní látky a jsou považovány za její morphofunkční jednotku.

Osteon je strukturní jednotka kostní tkáně.

Jeho druhé jméno je systém gaversov. Jedná se o soubor kostních desek, které mají vzhled válců vložených do sebe, prostor mezi nimi je naplněn osteocyty. V centru se nachází Haversův kanál, kterým procházejí krevní cévy zajišťující metabolismus kostních buněk. Mezi sousedícími konstrukčními jednotkami jsou interkalární (intersticiální) desky. Ve skutečnosti jsou to pozůstatky osteonů, které existovaly dříve a se zhroutil v okamžiku, kdy kostní tkáň prošla restrukturalizací. Tam jsou také obecné a obklopující desky, oni tvoří nejvnitřnější a nejvzdálenější vrstvu kompaktní kostní substance, příslušně.

Periosteum: struktura a význam

Na základě jména lze zjistit, že pokrývá kosti mimo. K nim je připojen pomocí kolagenových vláken, které se shromažďují v hustých svazcích, které pronikají a tknou s vnější vrstvou kostních desek. Má dvě odlišné vrstvy:

• vnější (vytváří hustou vláknitou, neformovanou pojivovou tkáň, dominuje vlákna, která jsou rovnoběžná s kostní plochou);
• Vnitřní vrstva je u dětí výrazná a méně viditelná u dospělých (tvořená volnou vláknitou pojivovou tkání, ve které jsou ploché buňky ve tvaru vřetena - neaktivní osteoblasty a jejich předchůdci).

Periosteum provádí několik důležitých funkcí. Za prvé, trofejní, to znamená, že poskytuje kůži výživu, protože na povrchu obsahuje nádoby, které pronikají dovnitř spolu s nervy přes speciální otvory pro krmení. Tyto kanály přivádějí kostní dřeň. Za druhé, regenerační. Vysvětluje je přítomnost osteogenních buněk, které jsou po stimulaci transformovány na aktivní osteoblasty, které produkují matrici a způsobují zvýšení kostní tkáně a zajišťují její regeneraci. Za třetí, mechanické nebo podpůrné funkce. To znamená zajištění mechanického spojení kostní hmoty s ostatními strukturami, které jsou k ní připevněny (šlachy, svaly a vazy).

Kostní funkce

Mezi hlavní funkce patří:

1. Motor, podpůrný (biomechanický).
2. Ochranné. Kosti chrání před poškozením mozku, cév a nervů, vnitřních orgánů atd.
3. Hematopoietika: hemo - a lymfopoéza se vyskytuje v kostní dřeni.
4. Metabolická funkce (účast na metabolismu).
5. Reparátor a regenerační prostředek sestávající z obnovy a regenerace kostní tkáně.
6. Morfologická role.
7. Kostní tkáň je druh depa minerálů a růstových faktorů.