Характеристика костной ткани человека

Свойства костной ткани человека

Костная ткань является одним из видов соединительной ткани в организме. Это основной материал костных пластинок, из которых состоят кости.

Костная ткань представляет собой живое образование, в котором постоянно происходят процессы разрушения и обновления биохимических компонентов.

Ее основные свойства:

1. Твердость — определяется наличием в костной ткани минеральных солей. При деминерализации кости становятся менее твердыми.
2. Эластичность — зависит от процентного содержания органического азотистого вещества под названием «оссеин».
3. Прочность — крепость кости обусловлена определенным сочетанием в ней органических и неорганических соединений.
4. Упругость — связана со способностью костной ткани восстанавливать свои исходные размеры после снятия нагрузки.
5. Способность к регенерации — проявляется в способности к восстановлению поврежденной или потерянной ткани. Благодаря регенерации кости срастаются после травм и переломов. Скорость процессов регенерации зависит от возраста, состояния здоровья и других индивидуальных особенностей организма.

Благодаря большой твердости и прочности кости обладают хорошей сохранностью. Это позволяет специалистам изучать ископаемые останки людей. По древним скелетам ученые могут определить, какие заболевания существовали много столетий и даже тысячелетий тому назад.

Строение

Структура костной ткани состоит из трех основных типов клеток:

1. Остеобласты — это молодые клетки костной ткани. Их размер составляет 15—20 микрометров. По форме они делятся на кубические, пирамидальные и многоугольные. Их главной функцией является формирование матрикса — межклеточного вещества костной ткани. В большом количестве остеобласты содержатся в надкостнице. Это такая ткань, которая окружает кость снаружи. Также они являются одним из составных элементов эндокоста. Он представляет собой тонкий слой соединительного вещества, который изнутри выстилает трубчатые кости с формированием костномозговых каналов. По мере накопления межклеточного вещества остеобласты превращаются в остеоциты.
2. Остеокласты — это огромные многоядерные клетки, главной функцией которых является удаление старой костной ткани. Это происходит за счет растворения минеральных веществ и разрушения коллагена — крайне важного для организма нитевидного белка, составляющего основу соединительной ткани. Остеокласты имеют размеры 40—200 микрометров и содержат 10—100 ядер. Вместе с остеобластами они контролируют количество костной ткани. Остеокласты разрушают старые слои, а остеобласты укладывают новые.
3. Остеоциты — клетки, которые образуются по мере развития остеобластов. Их тела находятся в лакунах — полостях основного вещества кости. Длинные ответвления остеоцитов располагаются в канальцах, которые расходятся в разные стороны от лакун. Диаметр остеоцитов составляет 10—20 микрометров. По форме остеоциты напоминают маленькие звездочки с ветвящимися отростками. По мере старения данных клеток отростки сжимаются и канальцы становятся пустыми.

Источник: www.kp.md

В нормальном состоянии наблюдается слаженная работа между всеми этими типами клеток. При сбоях в их функционировании возникают различные заболевания.

Химический состав

Костное вещество состоит из органических и неорганических соединений. Их соотношение варьирует в костях разных типов.

Основным органическим веществом является коллаген.

Название «коллаген» произошло от двух греческих слов:

• «кола» — «клей»;
• «ген» — «создавать».

Коллаген связывает и скрепляет форму, придает тканям упругость и эластичность. Коллагеновые волокна костной ткани также называются оссеином. При обработке костей животных соляной кислотой неорганические соединения растворяются. Оставшееся вещество используют для производства желатина и клея.

Главным неорганическим компонентом является гидроксиапатит. Его кристаллы располагаются вдоль коллагеновых волокон. При сжигании костей разлагаются органические соединения. Кости сохраняют свою форму, но становятся хрупкими и легко распадаются на части.

В неорганическом матриксе содержится много кальция и фосфора. Кальций вообще является самым распространенным минералом в организме. В теле взрослого человека содержится от 1 до 1,2 кг кальция. 99 % кальция находится в костях и зубах. Он играет важную структурную и регуляционную функции.

В организме взрослого человека содержится около 600 граммов фосфора, из них 85 % приходится на костную ткань. Фосфор играет исключительно важную роль в процессе роста костей.

Также в костной ткани присутствует более 30 макро- и микроэлементов:

• магний;
• натрий;
• калий;
• хлор;
• цинк;
• медь;
• барий;
• стронций и др.

Оптимальное сочетание всех компонентов костной ткани обеспечивают ее полноценное функционирование. При дисбалансе возникают различные нарушения.

Функции костной ткани человека

Костная ткань выполняет ряд важнейших функций в организме:

1. Опорная — является основой скелета человека, формирует его структуру.
2. Двигательная — кости представляют собой одну из главных частей опорно-двигательного аппарата, за счет которого человек перемещается в пространстве и совершает другие движения.
3. Защитная — проявляется в защите внутренних органов от механических повреждений. Например, череп защищает головной мозг, грудная клетка — сердце и легкие.
4. Метаболическая — выражается в участии в обменных процессах. В костях депонируются соли кальция, фосфора, меди и ряда других элементов. Это своеобразный «банк» полезных минеральных компонентов.
5. Кроветворная — связана с участием в процессах кроветворения. Из стволовых клеток костного мозга образуются клетки крови и иммунной системы.

Виды костной ткани человека

Существует два главных вида костной ткани:

1. Грубоволокнистая или незрелая. По-научному также называется ретикулофиброзной. Она широко представлена в процессе эмбриогенеза, то есть при формировании и развитии зародыша. У взрослого человека встречается в местах прикрепления сухожилий, в зубных альвеолах, в зонах роста костей, в костном лабиринте внутреннего уха. Также она присутствует в местах травм и переломов, в черепных швах. Для нее характерно неупорядоченное расположение костных клеток в межклеточном веществе. Коллагеновые волокна отличаются слабой минерализацией и их пучки расходятся в разных направлениях.
2. Пластинчатая или зрелая. Образуется в результате дальнейшего развития грубоволокнистой ткани. Это происходит за счет минерализации, упорядочивания структуры, повышения прочности. Пластинчатая ткань является основой всех костей в организме человека. Она состоит из минерализованных костных пластинок, каждая из которых имеет размер от 5 до 7 микронов. Основой для построения этих пластинок являются коллагеновые волокна. Дополнительную прочность костям придает тот факт, что волокна в соседних пластинках расположены под разными углами друг к другу. Совокупность пластинок образуют остеоны.

Пластинчатая костная ткань может иметь два типа организации:

1. Компактное вещество — формирует корковый слой большинства костей. Характеризуется гораздо большей плотностью и прочностью, чем губчатое вещество. Это основой костеобразующий материал. Из него состоит около 80 % скелета человека.
2. Губчатое вещество — заполняет практически весь объем губчатых костей. Более легкое и менее прочное соединение, чем компактное вещество. Для данного типа характерен ячеистый вид, образованный рыхло размещенными костными пластинками. Губчатая ткань содержит костный мозг, который является органом кроветворения.

Где находится костная ткань

Костная ткань является основой для формирования костей человека. Это главное структурообразующее вещество скелета.

Скелет составляет около 20 % от общей массы тела человека. Он состоит из 206 костей разной величины. Самая большая — это бедренная кость. Самая маленькая — это стремечко, расположенное в среднем ухе. Примерно каждые 10 лет костная ткань практически полностью обновляется.

Источник: ru.depositphotos.com

Костные ткани входят в состав всех видов костей:

1. Трубчатые: имеют цилиндрическую или трехгранную форму. Содержат компактную костную ткань. Примеры — кости бедра, голени, предплечья.
2. Губчатые: названы так по преобладанию в них губчатого вещества. Внутри них находится красный костный мозг. Бывают короткими (например, стопа или запястье) и длинными (ребра).
3. Плоские: представляют собой уплощенные поверхности, которые выполняют защитные функции. Примеры — кости свода черепа, лопатки.
4. Смешанные: имеют сложную структуру и состоят из разных элементов. К ним относятся позвонки, фаланги пальцев, некоторые лицевые части черепа.
5. Пневматические: у них внутри расположены воздухоносные полости, которые выстланы слизистой оболочкой. Это верхнечелюстная, височная и ряд других лицевых костей черепа.

Значение костной ткани в организме человека

Костная ткань является одним из важных типов соединительного вещества в организме. Она служит составной частью скелета, тем самым обеспечивая опору телу и защиту для работы внутренних органов. Благодаря костям человек может перемещаться и совершать различные движения.

Кроме того, костная ткань аккумулирует минеральные соединения и участвует в обменных процессах организма. Также она участвует в производстве клеток крови, тем самым обеспечивая кроветворную и иммунную функции.

При нарушениях в функционировании костной ткани возникают различные заболевания. Как правило, они связаны с нарушением в балансе между костеобразованием и костеразрушением, а также с дефицитом кальция в организме.

Наиболее распространенные заболевания:

1. Остеопороз — системное заболевание, поражающее все кости скелета. Костная масса постепенно уменьшается, что сопровождается ее деминерализацией и снижением прочности. Типичная болезнь многих пожилых людей, которые страдают от частых переломов.
2. Болезнь Бехтерева — прогрессирующее воспаление межпозвонковых суставов. Приводит к серьезной патологии, когда суставные концы сращиваются между собой, а позвонки частично или полностью утрачивают свою подвижность.
3. Болезнь Педжета — ускорение процессов костеобразования и костеразрушения, которое приводит к деформации костей. Чаще всего при этой болезни поражаются кости таза, позвоночник, череп.
4. Остеонекроз — процесс разрушения и отмирания костной ткани.
5. Остеоартроз — поражение суставных поверхностей с ограничением их подвижности.

При первых признаках данных болезней следует как можно быстрее обратиться к врачу. Запущенные формы крайне сложно поддаются лечению.

Для профилактики заболеваний костей и суставов рекомендуется:

1. Сбалансировано питаться.
2. Вести активный образ жизни.
3. Следить за водно-солевым балансом.
4. Избегать вредных привычек.
5. Пить витамины и минеральные добавки.