Слайд 2Основные вопросы:
1. Общая характеристика костной ткани. Клетки и межклеточное вещество.
2. Классификация костной ткани.
3. Особенности структуры грубоволокнистой кости.
4. Строение
пластинчатой костной ткани.
5. Кость как орган.
6. Развитие, рост и регенерация кости.
Слайд 3Основные функции:
Костная ткань – это разновидность соединительной ткани мезенхимного происхождения.
Функции
костной ткани:
1. Опорно-механическая (Формирование осевого скелета, который является опорой для
мягких органов).
2. Защитная (кости позвоночника, таза, грудной клетки, черепа защищают мягкие ткани от повреждения).
3. Гемопоэтическая функция (стволовые клетки эндоста участвуют в кроветворении).
4. Депонирующая функция (накапливает огромное количество минеральных веществ, практически вся таблица Менделееева).
Кость – это летопись человеческой истории.
Слайд 4Межклеточное вещество костной ткани
Межклеточное вещество в костной ткани называется остеоид.
Остеоид состоит из костных волокон, погруженных в аморфное вещество, которое
называется оссеомукоид.
Слайд 5Химический состав межклеточного вещества
70% неорганики (гидроксиаппатиты – сложные комплексные соли:
фосфаты, карбонаты и фториды кальция и магния), 20% органики (коллаген
и оссеомукоид) и 10% воды.
Слайд 6К каким заболеваниям приводит нарушение структуры остеоида?
1.Мутация гена, кодирующего коллаген
1 типа, приводит к нарушению структуры остеоида и вызывает ломкость
костей (стеклянный мальчик)
2. Недостаток витамина С вызывает хрупкость кости и цингу
3. Нехватка витамина Д (кальцитриол), который способствует всасыванию кальция и фосфора в кишечнике, приводит к рахиту, остеомаляции.
4. Остеопароз (нехватка эстрагенов) – менопауза.
5. Лучевая болезнь - радиоактивное облучение в результате которого кальций в кристаллах гидроксиаппатитов замещается на радиоактивный стронций, плутоний и др. продукты распада урана. Они подвергают костный мозг сильному внутреннему облучению.
Слайд 7Клетки костной ткани:
Костные клетки формируют межклеточное вещество и поддерживают его
жизнедеятельность. Они не отличаются большим разнообразием.
Среди клеток костной ткани выделяют
две популяции: остеогенная и гематогенная
Слайд 8Остеогенные клетки
Остеогенный дифферон: остеогенная клетка – остеобласт – преостеоцит –
остеоцит.
Слайд 9Остеобласт, его структура и функции
Дифференцируется из остеогенной клетки. Встречается там,
где есть р.с.т. (эндост, периост, гаверсовы и фолькмановы каналы).
Размер
20-25 мкм. Форма овальная, угловатая, призматическая. Цитоплазма резко-базофильная с хорошо развитым шероховатым ретикулумом и комплексом Гольджи. Содержат светлые пузырьки с ионами кальция и лизосомы с гидролазами.
Синтезирует межклеточное вещество и при этом сохраняет способность к размножению. Участвует в синтезе коллагена и минерализации кости: при помощи щелочной фосфатазы отщепляет от глицерофосфатов крови фосфаты, которые, соединяясь с кальцием образуют соли.
Остеобласты отвечают за физиологическую и репоративную регенерацию кости.
Остеобласты служат источником развития двух типов опухолей: остеома (доброкачественная опухоль (клетки сохраняют способность к выработке и минерализации матрикса) и остеосаркома (в основном размножаются остеогенные клетки не способные к синтезу матрикса).
Слайд 10Остеоцит
Это высокоспециализированные костные клетки, которые потеряли способность к размножению. Размер
25-30 мкм. Форма отростчатая. Органеллы слабо выражены. Остеоциты имеют хорошо
развитый сократительный аппарат в виде актиновых фибрилл, которые сокращаясь способствуют циркуляции межклеточной жидкости. В некоторых лакунах сохраняются преостеоциты, которые могут делиться в случае повреждения кости. Остеоциты незначительно вырабатывают компоненты матрикса и растворяют его (остеоцитарный остеолиз).
Слайд 11Остеоциты в костном матриксе. Тела остиоцитов располагаются в лакунах, а
отростки - в канальцах. Формируется лакунарно-канальциевая система в минерализованном остеоиде.
Стенки лакун и канальцев выстланы протеогликанами.
Слайд 12Остеокласт, его развитие и функции
Гематогенный дифферон: КОЕ-М – моноцитобласт –
промоноцит – моноцит – остеокласт.
Остеокласты. Макрофаги костной ткани. Размер до
100 мкм. Многоядерные клетки-монстры. Образуются в результате слияния большого количества моноцитов или путем их абортивного деления. Расположены в особых ячейках костной ткани, которые называются Гаушиповы лакуны (Гаушип – анатом-хирург 18в.). Функция – резорбция старой кости.
Слайд 13Остеокласт, его строение
Остеокласты по форме напоминают полушария или гребешок. Цитоплазма
слабобазофильна или оксифильна. ГЭР развит лучше, чем ШЭР. Много митохондрий
и лизосом.
Цитоплазма делится на четыре зоны:
Гофрированная зона. Состоит из микроворсинок, обращенных в сторону костной пластинки. Микроворсинки секретируют протоны водорода и гидролазы в гаушипово пространство .
Светлая зона. Место фиксации остеокласта к месту резорбции. В результате - зона резорбции изолируется (герметизирует). В светлой зоне содержится много актиновых филаментов, белков адгезивного воздействия – остеопонтин, витронектин.
Везикулярная зона. Содержит пузырьки с углекислым газом, который выделяется в гаушипову лакуну, где уже есть водород. В результате образуется слабая угольная кислота, которая растворяет неорганический компонент межклеточного вещества.
Базофильная зона. В ней находятся основные органеллы клетки: лизосомы, гидролазы которых расщепляют органический компонент стареющей или поврежденной кости; эндоплазматический ретикулум и ядра.
Слайд 15Физиологическая регенерация кости: 1 остеокласт : 100 остеобластов
Слайд 16Заболевания связанные с нарушением деятельности остеокластов:
1.Гиперпаратиреоз – повышенная продукция парат-гормона
приводит к быстрому разрушению костной ткани и патологическим переломам.
2.Болезнь Педжета
(деформирующий остоз) – локальное повышение активности остеокластов в различных участках скелета. Причины не известны. В дальнейшем компенсаторно происходит избыточное образование низкоорганизованной и непрочной кости.
3.Остеопетроз – нарушение резорбции кости в результате дефекта активности остеокластов. В результате возникает ненормально высокая плотность кости, уменьшение костно-мозговых полостей и как следствие тяжелая анемия.
Слайд 17Болезнь Педжета
Болезнь Педжета (деформирующая остеодистрофия) характеризуется локальным ускорением процессов костеразрушения и костеобразования , приводящим
к деформированию костей. Как правило, поражаются в основном кости черепа, таза, позвоночник и длинные
трубчатые кости конечностей. В редких случаях на фоне болезни Педжета развивается остеогенная саркома.
Слайд 18Остеопороз
Остеопороз - заболевание, поражающее в основном пожилых людей, в особенности женщин, и
характеризующееся снижением прочности костей и возрастанием риска их переломов (ювенильный остеопороз). Причины
заболевания различны и включают нарушение формирования костной ткани, ускорение разрушения костной ткани, недостаточность кальция и снижение уровня эстрогена в крови у женщин, достигших постменопаузального периода (стероидный остеопороз).
Слайд 19Остеопороз
Около 75% всех переломов у женщин после 45 лет обусловлены
стероидным остеопорозом; с увеличением в последнее время доли пожилого населения актуальность
проблемы возрастает. Специфического лечения не существует, дефицит кальция и гормонов восполняют заместительной терапией. Снижение физической активности, характерное для пожилого возраста, приводит к истончению костной ткани, поэтому пожилым пациентам рекомендуют специальные комплексы физических упражнений.
Измененные при остеопорозе позвонки и компрессионный перелом тела позвонка.
Слайд 20Классификация костной ткани
В зависимости от архитектоники межклеточного вещества различают два
вида костной ткани:
1.Первичная или грубоволокнистая кость (состоит из пучков костных
волокон, которые идут в разных направлениях, образуя сеть). Наблюдается у низших позвоночных и у человека в эмбриогенезе. В дефинитивном организме сохраняется в швах костей черепа и в местах сращения кости с сухожилием.
2.Вторичная или пластинчатая. В процессе эмбриогенеза замещает грубоволокнистую. Состоит из костных пластинок, которые имеют выпуклую и вогнутую поверхности. Каждая пластинка состоит из тончайших коллагеновых фибрилл, идущих в одном направлении, но под углом к другой пластинке. Покрыты пластинки оссеомукоидом.
Пластинчатая кость бывает компактной (плотная из остеонов – система замкнутых пластин) и губчатой (из незамкнутых пластин - костных перекладин). Из компактной кости состоят диафизы трубчатых костей. Губчатая кость входит в состав плоских костей и эпифизов трубчатых костей.
Слайд 21Остеон как структурно-функциональная единица компактной кости
Слайд 23Компактная кость. Окр. По Шморлю
Слайд 26Кость как орган
1.Периост состоит из наружного плотного соединительнотканного слоя и
внутреннего остеогенного слоя. Он хорошо кровоснабжен.
2.Слой наружных генеральных пластин. Они
не замкнутые и накладываясь друг на друга повторяют форму кости.
3.Остеонный слой (слой гаверсовых систем). Состоит из костных цилиндров, вставленных один в другой (остеон). В одном цилиндре коллагеновые фибриллы идут в направлении на 90% отличном от другого цилиндра. Каждый остеон окружен спайной линией, образованной протеогликанами, Через центр остеона проходит гаверсов канал с кровеносным сосудом и нервным волокном. Гаверсовы каналы связаны между собой Фолькмановыми каналами. Между остеонами вставочные пластинки (остатки стареющих остеонов).
4.Слабо развитый слой внутренних генеральных пластин.
5.Эндост – р.с.т., богатая скелетогенными клетками. Они переходят в ретикулярную ткань костного мозга.
Слайд 29Прямой остеогенез (развиваются плоские кости и кости черепа):
1. Образование скелетогенных
островков.
2. Формиование остеоида.
3. Стадия минерализации с образованием грубоволокнистой кости.
4. Перестройка грубоволокнистой кости в пластинчатую.
Слайд 31Препараты развивающейся костной ткани
Остеокласты и остеобласты
Остеокласты
Слайд 32Непрямой остеогенез (развиваются трубчатые кости):
1. Формирование хрящевой модели (2 мес.).
2.
Замещение надхрящницы на надкостницу в диафизе.
3. Формирование перихондральной костной манжетки
в диафизе.
4. Нарушение трофики хряща в центре диафиа и, как следствие, его фрагментация и эндохондральное окостенение.
5. Формирование эндохондральной точки окостенения в эпифизе (5 мес.)
6. Формирование метафизарной пластинки роста.
7. Окончательное созревание кости к 25-30 летнему возрасту
Слайд 34Рост кости
1.Аппозиционный (в ширину) за счет остеогенных клеток надкостницы и
эндоста.
2.В длину за счет метафизарной пластинки роста.
Слайд 35Физиологическая регенерация костной ткани
Регенерация костной ткани происходит в соответствии со
стадиями остеогенеза. Источниками регенерации являются:
- камбиальные клетки периоста и
эндоста;
- стволовые клетки костного мозга;
- остеобласты;
- преостеоциты.
Скорость обновления костной ткани в детском возрасте достигает 30-100% в год, у взрослого человека за 10-20 лет обновляется примерно половина скелета.
Максимальную массу костная ткань набирает примерно к 25 летнему возрасту. Динамика перестройки костной ткани после 25 лет направлена на постепенное преобладание резорбции над образованием кости. К старости у мужчин теряется 5-15% компактной кости и 15-45% - губчатой; а у женщин – 25-30% компактной и 35-50% губчатой. Скорость потери костной ткани увеличивается при курении, злоупотреблении алкоголем, неправильном питании, сидячем образе жизни. Остеопороз – избыточная потеря костной ткани – выявляется у 30-70% людей в возрасте 70-80 лет. В мире поражено 100 млн. человек.
Снижение физических нагрузок на кости вызывает уменьшение массы кости на 10-20% за 3-6 недель.
Слайд 36Регуляция остеогенеза
1.Соматотропин – гормон передней доли гипофиза; стимулирует рост
кости в длину.
2.Кальцитонин – синтезируется клетками щитовидной железы, способствует депонированию
кальция в костную ткань.
3.Паратирин – гормон паращитовидной железы, стимулирует деминерализацию костной ткани, повышая уровень кальция в крови.
4.Эстрогены – тормозят функцию остеокластов. Снижение концентрации эстрогенов в менопаузе активирует остеокласты и приводит к остеопарозу.
5.Витамин С – активирует остеобласты и образование коллагеновых волокон.
6.Витамин Д – антирахитическое действие, стимулирует минерализацию костной ткани.
7.Витамин А – регулирует функцию остеокластов.
8.Кислород – гипоксия тормозит развитие костной ткани.
Слайд 37Эктопическое развитие кости
Эктопическое развитие костной ткани – развитие в необычных
местах, вне скелета (в почках, щитовидной железе, п/п мыш.тк., сухожилиях,
в стенке крупной артерии). Источником образования служат клетки-предшественницы, которые под действием позиционной информации при воспалении или повреждении могут дифференцироваться в остеогенные клетки и формировать эктопическую костную ткань. Одним из факторов служат костные морфогенетические белки, в частности – остеогенин. Некоторые ткани продуцируют вещества-индукторы остеогенеза. Этими свойствами обладает переходный эпителий мочевыводящих путей.