Из чего состоят кости

автор:  PD Dr. med. Gesche Tallen, Erstellt am 2017/08/29, редактор:  Dr. Natalie Kharina-Welke, Переводчик:  Dr. Natalie Kharina-Welke, Последнее изменение: 2022/10/02 https://kinderkrebsinfo.de/doi/e121050

Оглавление

    1. Костное вещество
    2. Суставные хрящи
    3. Надкостница
    4. Костный мозг
    5. Кровеносные сосуды и нервы

В первую очередь наши кости состоят из костного вещества, которое содержит соли кальция. В целом кость как орган состоит ещё из таких мягких тканей как суставные хрящи и надкостница (на языке специалистов периост), костного мозга внутри костей, а также кровеносных сосудов и нервов, которые проходят через надкостницу и костный мозг‎.

Костное вещество


Костное вещество составляет основную массу наших костей. Оно очень прочное, так как содержит кальций (специалисты говорят о солях кальция), его вес может доходить до 70% веса костей.

Костное вещество бывает в костях в основном в двух формах: компактное костное вещество и губчатое костное вещество.

Компактное костное вещество – это твёрдая, плотная беловатая масса. В первую очередь она как бы окутывает (покрывает) толстым слоем костномозговые полости внутри длинных трубчатых костей (например, бедренных костей или плечевых костей). Зато губчатое костное вещество состоит из достаточно тонких пластинок/перекладинок. Его можно найти в наших коротких, плоских костях, например, в позвонках. Костное вещество состоит из зрелых костных клеток, они называются остеоциты. У остеоцитов есть отростки и с помошью этих отростков они соединяются между собой. Работая вместе с молодыми клетками остеобластами, которые отвечают за формирование костей, начинает расти новая кость. А разрушается костная ткань с помощью клеток, которые называются остеокласты.

Суставные хрящи


Суставные хрящи есть практически во всех костях, за исключением костей черепа. Они покрывают суставные поверхности и являются последней оставшейся частью скелета из эмбрионального (зародышевого, эмбриональный‎) развития.

Надкостница


Надкостница (которую специалисты называют периостом) покрывает снаружи все наши кости. Поэтому нигде не видно самого костного вещества. Его покрывает либо надкостница, либо суставной хрящ.

Костный мозг


Костный мозг – это мягкая масса, которая находится в полостях внутри костей. Костный мозг бывает красным и жёлтым. Красный костный мозг отвечает в организме за кроветворение. А жёлтый костный мозг – это в основном жировая ткань. Жёлтый костный мозг появляется у человека не сразу, а постепенно в ходе развития человека красный костный мозг заменяется на жёлтый. Поэтому чем старше становится человек, тем больше у него становится жёлтого костного мозга. У взрослых жёлтый костный мозг заполняет центральную часть длинных трубчатых костей (это могуть быть, например, плечевые кости), которую специалисты называют диафизом.

Красный костный мозг находится в основном внутри коротких и плоских костей (например, внутри позвонков).

Кровеносные сосуды и нервы


Кровеносные сосуды и нервы находятся и в костном веществе, и в надкостнице, и в костном мозге. Они передают костным клеткам информацию, питательные вещества и кислород. Через мельчайшие отверстия на поверхности костей они попадают внутрь кости, а из кости выходят в систему кровообращения или соответственно в нервы, которые их соединяют с нервной системой.

Ответ §4. Опорно — двигательная система

Главная / 8 класс / Рабочая тетрадь по биологии 8 класс Колесов, Маш, Беляев / §4. Опорно — двигательная система

36) Сформулируйте несколько вопросов, ответы на которые вы хотите получить при изучении этой темы.

 

Каким образом осуществляется движение? Какую роль выполняет скелет?

 

37) Прочитайте §10. Представьте в виде схемы перечень функций опорно-двигательной системы.

 

 

38) Раскройте роль органических и неорганических веществ кости, дописав утверждения.

 

Органические вещества придают кости гибкость.
Неорганические вещества придают кости твердость.
Сочетание этих веществ обеспечивает прочность и упругость.

 

39) Впишите в текст о строении трубчатой кости пропущенные слова: суставный хрящ, надкостница, комплектное вещество, костномозговая полость, губчатое вещество, красный костный мозг, жёлтый костный мозг.

 

Трубчатая кость состоит из средней части тела кости и двух головок, сочленяющихся с другими костями. Тело кости и наружная часть головок покрыта надкостница, а суставные поверхности головок – суставным хрящом. Внутри головок находится 

губчатое вещество, содержащее красный костный мозг, в котором образуются клетки крови. Тело кости состоит из компактного вещества, внутри которого находится костно-мозговая полость. Она заполнена желтым костным мозгом, представляющим в основном жировую ткань.

 

40) Ответьте, почему, несмотря на то что рост кости в толщину осуществляется непрерывно за счёт надкостницы, кость взрослого человека не становится массивнее.

 

Стенки костномозговой полости содержат клетки, растворяющие кость.

 

41) Отчёт о лабораторной работе «Микроскопическое строение кости» (с. 69–70 учебника).  На микропрепарате представлен 

 

поперечный срез кости

 

Рисунок микроскопического строения кости с обозначением деталей, увиднных в микроскоп.

 

 

Ответы на вопросы задания №4 лабороторной работы.

 

Костные пластинки располагаются по направлению сил сжатия и растяжения, возникающих в связи с нагрузками на кость, это объясняет уникальную прочность кости

 

42) Прочитайте §11 «Скелет человека. Осевой скелет». Заполните таблицу, впишите названия парных и непарных костей черепа, а также цифры, которыми эти кости обозначены на рисунке.

 

  Кости мозгового черепа № на рисунке  Кости лицевого черепа № на рисунке
Парные

теменная

височная

2

8

скуловые

верхняя челюсть

5

6

Непарные

лобная

затылочная

3

1

носовая кость

нижняя челюсть

4

7

 

43) Какие функции опорно-двигательного аппарата осуществляются благодаря подвижности нижней челюсти?

 

Жевание, речь.

 

44) Рассмотрите рисунок, на котором показаны осевой скелет и таз шимпанзе и человека. Ответьте на следующие вопросы. Почему у шимпанзе позвоночник имеет два изгиба, а у человека – четыре?

 

Это приспособление к прямохождению

 

Почему затылочная кость шимпанзе имеет мощные гребни, а у человека их нет?

 

К затылочной кости крепятся шейные мышцы. Шея у шимпанзе мощнее, вот и нужны гребни

 

Чем объяснить то, что разница в массе шейных и поясничных позвонков у человека больше, чем у гориллы?

 

Человек – прямоходящий, голову и спину держит прямо при ходьбе — отсюда большая нагрузка на позвонки и их массивность

 

Почему таз у человека имеет форму чаши, а у шимпанзе – нет?

 

Такая форма таза способствует ровной ходьбе на двух ногах

 

45) На рисунке изображены шейный, грудной и поясничный позвонки. Общие части позвонков обозначены цифрами, отличительные признаки – буквами. Впишите рядом с приведёнными ниже названиями частей позвонков цифры и буквы, которыми они отмечены на рисунке:

 

Тело позвонка – 5

Дуга – 2

Отверстие, образующее с другими позвонками позвоночный канал — 3

Остистый отросток — 1

Поперечные отростки — 4

Отверстия шейных позвонков, через которые проходят в голову кровеносные сосуды — А

Суставные площадки на теле грудных позвонков и поперечных отростков, сочленяющиеся с ребрами — Б

Имеются ли эти признаки у поясничных позвонков — не все

 

46) Назовите показанные на рисунки кости.

 

1 – череп

2 – шейный позвонок

3 – ключица

4 – лопатки

5 – грудина

6 – рёбра

7 – плечевая кость

8 – лучевая кость

9 – логтевая кость

10 – таз

11 – копчик

12 – головка бедренной кости

 

47) Ответьте на вопросы. Сколько пар рёбер соединяются с грудиной с помощью хрящей?

 

10

 

Сколько пар рёбер заканчиваются свободно? 

 

2. 

 

Какую функцию выполняют хрящевые диски между позвонками? 

 

Они придают позвоночнику подвижность, упругость, смягчаются сотрясение при беге, ходьбе, прыжках.

 

48) Какие структуры образуют грудную полость человека? Вспомните, У какой группы организмов впервые в процессе эволюции появилась грудная полость такого строения. Какие организмы расположены в грудной полости?

 

Грудной отдел позвоночника, рёбра и грудина. Впервые подобная грудная полость появилась у пресмыкающихся. В грудной полости находятся легкие и сердце.

 

49) Напишите названия указанных на рисунке частей сустава.

 

 1 – суставная хрящевая поверхность

2 — суставная хрящевая поверхность

3 – связка

4 – таз

 

50) Сделайте подписи к рисункам.

 

I. Кости верхней конечности:
1 – ключица

2 – лопатка

3 – плечевая кость

4 – лучевая кость

5 – локтевая кость

6 – запястье

7 – пястье

8 – фаланги пальцев

II. Кости нижней конечности и крестец:

1 – таз

2 – крестец

3 – бедренная кость

4 – большеберцовая кость

5 – малоберцовая кость

6 – предплюсна

7 – плюсна

8 – фаланги пальцев.

 

51) Допишите утверждения.

 

Кисть от стопы отличается подвижными и длинными фалангами (кисть можно собрать в горсть!) и противопоставлением большого пальца всем остальным. Стопа представлена мощными костями таранной ипяточной, короткими пальцами, большой палец не противопоставлен всем остальным. Своды стопы позволяют человеку пружинить при ходьбе.

 

52) Повторите статью «Разновидности мышечной ткани» (§8). Нарисуйте клетку гладкой и клетку поперечнополосатой мышечной ткани.

 

 

Отметьте особенности поперечнополосатой мышечной ткани

 

Многоядерные клетки, состоят из волокон

 

53) Рассмотрите рисунок 40 в учебнике. Найдите брюшко и сухожилия двуглавой мышцы. Прочитав статьи «Макроскопическое строение мышц» и «Движения в суставах» (§13), впишите определяемые ниже понятия.

 

Сухожилие, прикрепляющееся к участку кости, которая чаще всего остаётся неподвижной, называется головкой мышцы, сухожилие, прикрепляющееся к подвижной кости, – хвост. Мышцы противоположного действия называются антагонистами, а мышцы, действующие в одном направлении, – синергистами.

 

54) Выполните лабораторную работу «Мышцы человеческого тела» (с. 86–89 учебника) и, изучив рисунки 41 и 42, заполните правый столбец таблицы.

 

Функции мышцы или мышечной группы Назание мышцы или мышечной группы
Мышцы, одним концом прикрепляющиеся к костям черепа, а другим к коже или только к коже мимические
Мышцы, приводящие в движение нижнюю челюсть височные
Мышцы шеи и спины, откидывающая назад голову трапецивидная
Мышцы, наклоняющие голову вперед, когда сокращаются вместе, и наклоняющие голову в стороны, когда сокращаются поодиночке грудино-ключично-сосцевидные
Мышцы спины, отводящая руки за спину широчайшая мышца
Мышцы груди, сводящие плечи и руки, согнутые в локте, вперед большая грудная
Мышцы, обеспечивающие расширение и спадение грудной клетки межреберные
Мышцы, поднимающие туловище из положения лёжа в положении сидя при фиксированных ногах брюшной пресс
Мышцы, обеспечивающие прямохождение глубокие и ягодичные
Мышцы руки, отводящая плечо в сторону дельтовидная
 Мышцы, сгибающие пальцы и кисть в кулак мышцы предплечья

 

55) Приведите несколько примеров мышц, работающих как антагонисты и как синергисты.

 

Антагонисты Синергисты
бицепс-трицепс грудь-трицепс

 

56) На рисунке мотонейров. Подпишите его части.

 

1 — тело нейрона

2 — дендриды

3 — аксон

4 — синапс

 

Укажите, сколькими мышечными волокнами управляет мотонейрон, показанный на рисунке.

 

2

 

57) Напишите, как надо организовать тренировку, чтобы был тренировочный эффект (синтез в мышечной ткани преобладал над распадом).

 

Близкое к максимальному напряжению и правильный отдых.

 

58) Укажите последствия гиподинамии.

 

Изменения в мышцах: становятся дряблыми, теряют силу.
Изменения в костях: уходят соли кальция.
Изменения в крови: соли кальция соединяются с холестерином, образуя бляшки.

 

59) Прочитайте статью «Регуляция работы мышц-антаганистов» (§14) и заполните таблицу, вписав в соответствующие столбцы слова: возбуждены, заторможены, сокращены, расслаблены.

 

 

60) Впишите определяемые ниже понятия.

 

Работа, связанная с перемещением тела или груза, называется динамическая.
Работа, связанная с охранением позы или удержанием груза, называется статическая.

 

61) Отчёт о лабораторной работе «Утомление при статической работе» (с. 94 учебника).

 

Фазы утомления Признаки утомления Время
Начало опыта (отсутствие утомления) Рука с грузом неподвижна  
I фаза утомления Рука опускается, затем рывком поднимается на прежнее место  
II фаза утомления Дрожание рук, потеря координации, пошатываение корпуса, покраснение лица, потоотделение  
III фаза утомления Рука с грузом опускается: опыт прекращается  

 

62) Прочитайте §15 «Осанка. Предупреждение плоскостопия». Перечислите причины нарушения осанки.

 

Привычка горбиться, сутулиться, неверное положение сидя.

 

63) Назовите факторы, способствующие развитию плоскостопия.

 

Неправильно подобранная обувь, длительное хождение или избыточная масса тела.

 

64) Отчёт о лабораторной работ «Осанка и плоскостопие» (с. 98 учебника).

I. Выявление нарушений осанки.
1. Выявление сутулости.

 

Вывод: нарушений нет

 

Выявление нарушений в области поясничного изгиба.
При положении тела спиной к стене, когда пятки, голени, таз и лопатки касаются стены, между стеной и поясницей проходит (кулак или только ладонь) – ладонь

 

Вывод: нарушений нет

 

II. Выявление плоскостопия (работа выполняется дома).
След в узкой своей части (заходит или не заходит) – не заходит за линию, соединяющую центр пятки и центр третьего пальца (см. рис. 39 на с. 74 учебника).

 

Вывод: нарушений нет

 

65) Прочитайте §16 «Первая помощь при ушибах, переломах костей и вывихах суставов», рассмотрите рисунки и заполните таблицу.

 

 

66) При подозрении на перелом костей предплечья была наложена шина, а сама рука зафиксирована с помощью косынки. Определите, какую ошибку допустили при оказании помощи пострадавшему. К каким последствиям она может привести?

 

Шина не зафиксированна. Она может сместиться, в результате чего сместиться рука. Это может привести к повреждению тканей, сосудов

 

67) Оцените, что нового вы узнали при изучении этой темы. Предположите, как могут пригодиться вам эти знания в повседневной жизни.

 

Я смогу оказать первую помощь при травмах другим людям, в том числе и себе.

 

68) Решите кроссворд №4.

 

Кости | Канадское онкологическое общество

Схема скелета человека

Кости можно описать по их форме.

Длинные кости действуют как рычаги и помогают нам двигаться. К длинным костям относятся плечевая, локтевая и лучевая кости каждой руки, а также бедренная, большеберцовая и малоберцовая кости каждой ноги.

Короткие кости обеспечивают поддержку и помогают при движении. Кости запястий и лодыжек короткие.

Плоские кости защищает важные органы. Это кости черепа, грудина (также называемая грудиной) и ребра.

Неправильные кости не входят в другие категории. Кости позвоночника (называемые позвонками) и таза представляют собой кости неправильной формы.

Кости состоят из костного матрикса и различных типов клеток.

Костный матрикс (остеоид) представляет собой ткань, окружающую костные клетки. Он содержит минералы, такие как кальций и прочные волокна, называемые коллагеном. Вместе минералы и коллаген помогают сделать кости крепкими и жесткими.

Существует 3 основных типа костных клеток.

Остеоциты представляют собой зрелые костные клетки. Они помогают контролировать количество белка и минералов в костной матрице.

Остеобласты представляют собой незрелые костные клетки. Они образуют костную матрицу, которая может затвердевать в кость. Остеобласты находятся на внешней и внутренней поверхностях кости. Когда остеобласт окружен костным матриксом, он созревает в остеоцит.

Остеокласты представляют собой костные клетки, которые разрушают и реконструируют кости по мере их роста или при нагрузке на скелет. Остеокласты также помогают контролировать уровень кальция в крови, потому что они выделяют кальций в кровь при разрушении костей.

Когда остеокласты работают быстрее, чем остеобласты, кость становится слабой. Когда остеобласты работают быстрее, чем остеокласты, кость становится больше и сильнее.

Схема строения длинной кости

Рост костей контролируется гормонами. Все кости перестают расти к 18-20 годам.

Длинные кости рук и ног, а также таза развиваются из хрящей. Эти кости имеют пластины роста, которые позволяют им расти дольше. Пластинки роста состоят из размножающихся хрящевых клеток. Остеобласты постепенно замещают хрящи костью. Поскольку девочки взрослеют в более раннем возрасте, чем мальчики, их пластинки роста превращаются в кости в более раннем возрасте.

Некоторые кости, в том числе кости черепа, нижняя челюсть (нижняя челюсть) и ключица (ключица), развиваются иначе, чем таз и длинные кости рук и ног. Эти кости развиваются из клеток, обнаруженных в развивающихся эмбрионах, называемых мезенхимальными клетками. Мезенхимальные клетки могут превращаться в клетки, образующие кость (называемые остеобластами).

  • Абха Гупта, MD, MSc, FRCPC

  • Равина Рамфал, МБЧБ, FRACP

  • Американское онкологическое общество. Об остеосаркоме . 2020: https://www.cancer.org/cancer/osteosarcoma/about.html.

  • Мартини Ф.Х., Тиммонс М.Дж., Таллич Р.Б. Анатомия человека . 7-е изд. Сан-Франциско: Пирсон Бенджамин Каммингс; 2012.

  • Сентер, К.М. и Томлинсон, Д. . Костно-мышечной системы. Томлинсон, Д. и Клайн, Северная Каролина (ред.). Сестринское дело в детской онкологии: расширенный клинический справочник . Германия: Спрингер; 2005: 21: стр. 345-353.

  • Янг Б., О’Дауд Г., Вудфорд П. (ред.). Функциональная гистология Уитерса . 6-е изд. Черчилль Ливингстон; 2014.

6.3 Структура костей – анатомия и физиология

Перейти к содержимому

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

Описывать микроскопические и общие анатомические структуры костей

  • Определять общие анатомические особенности кости
  • Опишите гистологию костной ткани, включая функцию костных клеток и матрикса
  • Сравните и сопоставьте компактную и губчатую кости
  • Определите структуры, составляющие компактную и губчатую кость
  • Опишите, как происходит питание и иннервация костей
  • функция?

Костная ткань (костная ткань) сильно отличается от других тканей организма. Кость твердая, и многие ее функции зависят от этой характерной твердости. Последующие обсуждения в этой главе покажут, что кость также динамична в том смысле, что ее форма приспосабливается к нагрузкам. В этом разделе сначала исследуется общая анатомия кости, а затем переходят к ее гистологии.

Длинная кость имеет две основные области: диафиз и эпифиз ( Рисунок 6.3.1 ) . Диафиз представляет собой полый трубчатый стержень, который проходит между проксимальным и дистальным концами кости. Внутри диафиза находится костномозговая полость , которая у взрослого человека заполнена желтым костным мозгом. Наружные стенки диафиза ( кора, кортикальная кость) состоят из плотной и твердой компактной кости, представляющей собой форму костной ткани.

Рисунок 6.3.1 – Анатомия длинной кости: Типичная длинная кость с грубыми анатомическими особенностями.

Более широкий участок на каждом конце кости называется эпифизом (множественное число = эпифизы), который внутри заполнен губчатой ​​костью, другим типом костной ткани. Красный костный мозг заполняет промежутки между губчатой ​​костью в некоторых длинных костях. Каждый эпифиз встречается с диафизом на уровне метафиза. Во время роста метафиз содержит эпифизарная пластинка, участок удлинения длинной кости, описанный далее в этой главе. Когда кость перестает расти в раннем взрослом возрасте (примерно в 18–21 год), эпифизарная пластинка превращается в эпифизарную линию , показанную на рисунке .

Внутренняя поверхность кости, примыкающая к костномозговой полости, представляет собой слой костных клеток, называемый эндостом (эндо- = «внутри»; остео- = «кость»). Эти костные клетки (описанные ниже) вызывают рост, восстановление и ремоделирование костей на протяжении всей жизни. На внешней стороне кости есть еще один слой клеток, которые также растут, восстанавливают и реконструируют кость. Эти клетки являются частью внешней двухслойной структуры, называемой 9.0007 надкостница (peri — = «вокруг» или «окружение»). Клеточный слой прилегает к корковому веществу кости и покрыт наружным волокнистым слоем плотной соединительной ткани неправильной формы (см. рис. 6.3.4а). Надкостница также содержит кровеносные сосуды, нервы и лимфатические сосуды, питающие компактную кость. Сухожилия и связки прикрепляются к костям надкостницей. Надкостница покрывает всю наружную поверхность, кроме тех мест, где эпифизы соединяются с другими костями, образуя суставы (рис. 6.3.2). В этой области эпифизы покрыты суставной хрящ , тонкий слой гиалинового хряща, уменьшающий трение и действующий как амортизатор.

Рисунок 6.32 – Надкостница и эндост: Надкостница образует наружную поверхность кости, а эндост выстилает костномозговую полость.

Плоские кости, как и кости черепа, состоят из слоя diploë (губчатой ​​кости), покрытого с обеих сторон слоем компактной кости (рис. 6.3.3). Два слоя компактной кости и внутренняя губчатая кость работают вместе, чтобы защитить внутренние органы. Если внешний слой черепной кости сломается, мозг все еще защищен неповрежденным внутренним слоем.

Рисунок 6.3.3 – Анатомия плоской кости: На этом поперечном сечении плоской кости показана губчатая кость (diploë), покрытая с обеих сторон слоем компактной кости. Костный матрикс Костная ткань представляет собой соединительную ткань и, как и все соединительные ткани, содержит относительно небольшое количество клеток и большое количество внеклеточного матрикса. По массе матрикс костной ткани состоит на 1/3 из коллагеновых волокон и на 2/3 из фосфатно-кальциевой соли. Коллаген обеспечивает опорную поверхность для прилипания кристаллов неорганической соли (см. рис. 6.3.4а). Эти кристаллы соли образуются, когда фосфат кальция и карбонат кальция объединяются с образованием гидроксиапатита. Гидроксиапатит также включает другие неорганические соли, такие как гидроксид магния, фторид и сульфат, когда он кристаллизуется или кальцифицируется на коллагеновых волокнах. Кристаллы гидроксиапатита придают костям твердость и прочность, в то время как волокна коллагена создают основу для кальцификации и придают кости гибкость, благодаря которой она может сгибаться, не будучи хрупкой. Например, если удалить весь органический матрикс (коллаген) из кости, она легко раскрошится и расколется (см. рис. 6.3.4b, верхняя панель). И наоборот, если удалить весь неорганический матрикс (минералы) из кости и оставить коллаген, кость станет слишком гибкой и не сможет выдерживать вес (см. рис. 6.3.4b, нижняя панель). Рисунок 6.3.4a Обызвествленные коллагеновые волокна из кости (сканирующая электронная микрофотография, 10 000 X, Сбертаццо — собственная работа, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=205 )

 

Рисунок 6.3.4b Вклад органического и неорганического матрикса кости. Изображение с рисунка Аммермана 6-5, Pearson

Bone Cells

Хотя костные клетки составляют менее 2 % костной массы, они имеют решающее значение для функции костей. В костной ткани обнаружены четыре типа клеток: остеобласты, остеоциты, остеогенные клетки и остеокласты (рис. 6.3.5).

Рисунок 6.3.5 – Клетки кости: В костной ткани обнаружены четыре типа клеток. Остеогенные клетки недифференцированы и развиваются в остеобласты. Остеобласты откладывают костный матрикс. Когда остеобласты попадают в кальцифицированный матрикс, они становятся остеоцитами. Остеокласты развиваются из другой клеточной линии и способствуют резорбции кости.

Остеобласт представляет собой костную клетку, ответственную за формирование новой кости, и находится в растущих частях кости, включая эндост и клеточный слой надкостницы. Остеобласты, которые не делятся, синтезируют и секретируют коллагеновый матрикс и другие белки. Когда секретируемый матрикс, окружающий остеобласт, кальцифицируется, остеобласт оказывается в ловушке внутри него; в результате он меняет структуру и становится остеоцит , первичная клетка зрелой кости и наиболее распространенный тип костных клеток. Каждый остеоцит расположен в небольшой полости в костной ткани, называемой лакуной (лакуной во множественном числе). Остеоциты поддерживают концентрацию минералов в матриксе за счет секреции ферментов. Как и остеобласты, остеоциты лишены митотической активности. Они могут общаться друг с другом и получать питательные вещества через длинные цитоплазматические отростки, которые проходят через канальцев (единственное число = canaliculus), каналов внутри костного матрикса. Остеоциты связаны друг с другом внутри канальцев через щелевые контакты.

Если остеобласты и остеоциты неспособны к митозу, то как они восполняются, когда старые умирают? Ответ кроется в свойствах третьей категории костных клеток — остеогенных (остеопрогениторных) клеток . Эти остеогенные клетки недифференцированы, обладают высокой митотической активностью и являются единственными делящимися костными клетками. Незрелые остеогенные клетки обнаруживаются в клеточном слое надкостницы и эндоста. Они дифференцируются и развиваются в остеобласты.

Динамическая природа кости означает, что постоянно формируется новая ткань, а старая, поврежденная или ненужная кость растворяется для восстановления или высвобождения кальция. Клетки, ответственные за резорбцию или разрушение кости, представляют собой остеокластов . Эти многоядерные клетки происходят из моноцитов и макрофагов, двух типов лейкоцитов, а не из остеогенных клеток. Остеокласты постоянно разрушают старую кость, а остеобласты постоянно формируют новую кость. Текущий баланс между остеобластами и остеокластами отвечает за постоянное, но тонкое изменение формы кости. В таблице 6.3 представлен обзор костных клеток, их функций и расположения.

Клетки кости (таблица 6.3)
Тип ячейки Функция Местоположение
Остеогенные клетки Развиваются в остеобласты Эндост, клеточный слой надкостницы
Остеобласты Костнообразование Эндост, клеточный слой надкостницы, растущие части кости
Остеоциты Поддержание минеральной концентрации матрицы Застрял в матрице
Остеокласты Резорбция кости Эндост, клеточный слой надкостницы, на участках старой, поврежденной или ненужной кости

Большинство костей содержат компактную и губчатую костную ткань, но их распределение и концентрация варьируются в зависимости от общей функции кости. Хотя компактная и губчатая кости состоят из одних и тех же матричных материалов и клеток, они различаются по своей организации. Компактная кость плотная, поэтому может выдерживать сжимающие усилия, в то время как губчатая кость (также называемая губчатая кость ) имеет открытые пространства и является поддерживающей, но также легкой и может быть легко реконструирована в соответствии с меняющимися потребностями организма.

Компактная кость

Компактная кость является более плотной и прочной из двух типов костной ткани (рис. 6.3.6). Он составляет наружный кортикальный слой всех костей и непосредственно контактирует с надкостницей. В длинных костях по мере продвижения от наружной кортикальной компактной кости к внутренней костномозговой полости кость переходит в губчатую кость.

Рисунок 6.3.6 – Схема компактной кости: (a) На этом поперечном сечении компактной кости показаны несколько остеонов, основной структурной единицы компактной кости. (б) На этой микрофотографии остеона вы можете видеть концентрические пластинки вокруг центральных каналов. LM × 40. (Микрофотография предоставлена ​​Регентами Медицинской школы Мичиганского университета © 2012 г.) Рис. похожие на стволы деревьев. Каждая группа концентрических окружностей (каждое «дерево») составляет микроскопическую структурную единицу компактной кости, называемую остеон (это также называется гаверсовой системой). Каждое кольцо остеона состоит из коллагена и кальцифицированного матрикса и называется ламеллой (множественное число = ламеллы). Коллагеновые волокна соседних пластинок проходят под перпендикулярными углами друг к другу, что позволяет остеонам сопротивляться скручивающим силам в различных направлениях (см. рис. 6.34а). По центру каждого остеона проходит центральный канал , или гаверсов канал, который содержит кровеносные сосуды, нервы и лимфатические сосуды. Эти сосуды и нервы отходят под прямым углом через перфорирующий канал , также известный как каналы Фолькмана, распространяющийся на надкостницу и эндост. Эндост также выстилает каждый центральный канал, позволяя остеонам удаляться, реконструироваться и перестраиваться с течением времени.

Остеоциты застревают в своей лакуане, расположенной на границах соседних пластинок. Как описано ранее, канальцы соединяются с канальцами других лакун и, в конечном счете, с центральным каналом. Эта система позволяет транспортировать питательные вещества к остеоцитам и удалять из них отходы, несмотря на непроницаемый кальцифицированный матрикс.

Губчатая (губчатая) кость

Как и компактная кость, губчатая кость , также известная как губчатая кость, содержит остеоциты, размещенные в лакунах, но они не расположены концентрическими кругами. Вместо этого лакуны и остеоциты находятся в виде решетчатой ​​сети шипов матрикса, называемых трабекулами (единственное число = трабекулы) (рис. 6.3.8). Трабекулы покрыты эндостом, который может легко реконструировать их. Трабекулы могут показаться случайной сетью, но каждая трабекула формируется вдоль линий напряжения, чтобы направлять силы на более прочную компактную кость, обеспечивая прочность кости. Губчатая кость уравновешивает плотную и тяжелую компактную кость, делая кости легче, чтобы мышцы могли легче их двигать. Кроме того, пространства в некоторых губчатых костях содержат красный костный мозг, защищенный трабекулами, где происходит кроветворение.

Рисунок 6.3.8 – Схема губчатой ​​кости: Губчатая кость состоит из трабекул, содержащих остеоциты. Красный костный мозг заполняет пустоты в некоторых костях.

Старение и… Скелетная система: болезнь Педжета

Болезнь Педжета обычно возникает у взрослых старше 40 лет. Это нарушение процесса ремоделирования кости, которое начинается с гиперактивности остеокластов. Это означает, что резорбируется больше кости, чем откладывается. Остеобласты пытаются компенсировать это, но новая кость, которую они откладывают, слаба и ломка и поэтому склонна к переломам.

В то время как у некоторых людей с болезнью Педжета симптомы отсутствуют, другие испытывают боль, переломы и деформацию костей (рис. 6.3.9). Чаще всего поражаются кости таза, черепа, позвоночника и ног. Поражая череп, болезнь Педжета может вызывать головные боли и потерю слуха.

Рисунок 6.3.9 – Болезнь Педжета: Нормальные кости ног относительно прямые, но при болезни Педжета они пористые и изогнутые.

Что вызывает сверхактивность остеокластов? Ответ до сих пор неизвестен, но, похоже, свою роль играют наследственные факторы. Некоторые ученые считают, что болезнь Педжета связана с пока еще не идентифицированным вирусом.

Болезнь Педжета диагностируется с помощью визуализирующих исследований и лабораторных анализов. Рентгеновские снимки могут показать деформацию кости или участки резорбции кости. Сканирование костей также полезно. В этих исследованиях в организм вводят краситель, содержащий радиоактивный ион. Области резорбции кости имеют сродство к иону, поэтому они будут светиться на скане, если ионы поглощаются. Кроме того, у людей с болезнью Педжета обычно повышен уровень в крови фермента, называемого щелочной фосфатазой. Бисфосфонаты, препараты, снижающие активность остеокластов, часто используются при лечении болезни Педжета.

Губчатая кость и костномозговая полость получают питание от артерий, проходящих через компактную кость. Артерии входят через питательные отверстия (множественное число = foramina), небольшие отверстия в диафизе (рис. 6.3.10). Остеоциты в губчатой ​​кости питаются кровеносными сосудами надкостницы, проникающими в губчатую кость, и кровью, циркулирующей в полостях костного мозга. Когда кровь проходит через полости костного мозга, она собирается венами, которые затем выходят из кости через отверстия.

Помимо кровеносных сосудов, нервы следуют теми же путями в кость, где они имеют тенденцию концентрироваться в более метаболически активных областях кости. Нервы чувствуют боль, и, по-видимому, нервы также играют роль в регулировании кровоснабжения и в росте костей, следовательно, их концентрация в метаболически активных участках кости.

Рисунок 6. 3.10 – Схема кровоснабжения и кровоснабжения костей: Кровеносные сосуды и нервы входят в кость через питательные отверстия.

Внешний веб-сайт

Посмотрите это видео, чтобы увидеть микроскопические особенности кости.

Обзор главы

Полая костномозговая полость, заполненная желтым костным мозгом, проходит по диафизу длинной кости. Стенки диафиза представляют собой компактную кость. Эпифизы, представляющие собой более широкие участки на каждом конце длинной кости, заполнены губчатой ​​костью и красным костным мозгом. Эпифизарная пластинка, слой гиалинового хряща, замещается костной тканью по мере увеличения длины органа. Медуллярная полость имеет тонкую перепончатую выстилку, называемую эндостом. Наружная поверхность кости, за исключением участков, покрытых суставным хрящом, покрыта фиброзной оболочкой, называемой надкостницей. Плоские кости состоят из двух слоев компактной кости, окружающих слой губчатой ​​кости. Отметины костей зависят от функции и расположения костей. Суставы – это места, где встречаются две кости. Выступы выступают из поверхности кости и служат точками прикрепления сухожилий и связок. Отверстия — это отверстия или углубления в костях.

Костный матрикс состоит из коллагеновых волокон и основного органического вещества, преимущественно гидроксиапатита, образованного из солей кальция. Остеогенные клетки превращаются в остеобласты. Остеобласты – это клетки, из которых образуется новая кость. Они становятся остеоцитами, клетками зрелой кости, когда попадают в матрикс. Остеокласты участвуют в резорбции кости. Компактная кость плотная и состоит из остеонов, а губчатая кость менее плотная и состоит из трабекул. Кровеносные сосуды и нервы входят в кость через питательные отверстия, питая и иннервируя кости.

Глоссарий

суставной хрящ
тонкий слой хряща, покрывающий эпифиз; уменьшает трение и действует как амортизатор
сочленение
, где сходятся две костные поверхности
канальцы
(единственное число = canaliculus) каналы в костном матриксе, в которых размещается одно из многочисленных цитоплазматических расширений остеоцита, которые он использует для связи и получения питательных веществ
центральный канал
продольный канал в центре каждого остеона; содержит кровеносные сосуды, нервы и лимфатические сосуды; также известный как Гаверсовский канал
компактная кость
плотная костная ткань, способная выдерживать сжимающие усилия
диафиз
трубчатый стержень, проходящий между проксимальным и дистальным концами длинной кости
диплом
слой губчатой ​​кости, зажатый между двумя слоями компактной кости, характерной для плоских костей
эндост
тонкая мембранная выстилка костномозговой полости кости
эпифизарная пластина
(также ростовая пластинка) листок гиалинового хряща в метафизе незрелой кости; замещается костной тканью по мере роста органа в длину
эпифиз
широкий разрез на каждом конце длинной кости; наполнен губчатой ​​костью и красным костным мозгом
отверстие
отверстие или углубление в кости
лакуны
(единственное число = лакуна) пространства в кости, в которых находится остеоцит
костномозговая полость
полая область диафиза; наполненный желтым костным мозгом
питательное отверстие
небольшое отверстие в середине наружной поверхности диафиза, через которое артерия входит в кость для питания
остеобласт
Клетка
отвечает за формирование новой кости
остеокласт
Клетка
отвечает за резорбцию кости
остеоцит
первичная клетка в зрелой кости; отвечает за поддержание матрицы
остеогенная клетка
недифференцированная клетка с высокой митотической активностью; единственные клетки кости, которые делятся; они дифференцируются и развиваются в остеобласты
остеон
(также гаверсова система) основная структурная единица компактной кости; из концентрических слоев кальцинированного матрикса
перфорирующий канал
(также канал Фолькмана) канал, который ответвляется от центрального канала и содержит сосуды и нервы, идущие к надкостнице и эндосту
надкостница
фиброзная оболочка, покрывающая наружную поверхность кости и продолжающаяся связками
выступ
отметины на костях, где часть поверхности выступает над остальной поверхностью, где крепятся сухожилия и связки
губчатая кость
(также губчатая кость) трабекулярная костная ткань, поддерживающая сдвиги в распределении веса
трабекулы
(единственное число = трабекула) спайки или участки решетчатого матрикса в губчатой ​​кости

Дайте определение и перечислите примеры маркировки костей

Поверхностные характеристики костей значительно различаются в зависимости от функции и расположения в организме. В Таблице 6.2 описаны маркировки костей, которые показаны на (Рисунок 6.3.4). Есть три основных класса отметин на костях: (1) сочленения, (2) выступы и (3) отверстия. Как следует из названия, сочленение — это место, где сходятся две поверхности костей (articulus = «сустав»). Эти поверхности имеют тенденцию соответствовать друг другу, например, одна закругленная, а другая чашеобразная, чтобы облегчить функцию артикуляции. Проекция представляет собой область кости, выступающую над поверхностью кости. Это точки крепления сухожилий и связок. Как правило, их размер и форма указывают на силы, возникающие при прикреплении к кости. отверстие — это отверстие или бороздка в кости, которая позволяет кровеносным сосудам и нервам проникать в кость. Как и в случае с другими отметинами, их размер и форма отражают размер сосудов и нервов, пронизывающих кость в этих точках.

Маркировка костей (таблица 6. 2)
Маркировка Описание Пример
Сочленения Где встречаются две кости Коленный шарнир
Головка Выступающая закругленная поверхность Головка бедренной кости
Фасетка Плоская поверхность Позвонки
Мыщелок Закругленная поверхность Затылочные мыщелки
Проекции Рельефная маркировка Остистые отростки позвонков
Выступ Выступающий Подбородок
Процесс Выдающаяся функция Поперечный отросток позвонка
Позвоночник Острый процесс Седалищная кость
Бугорок Небольшой закругленный отросток Бугорок плечевой кости
Бугристость Шероховатая поверхность Дельтовидная бугристость
Строка Небольшой удлиненный гребень Височные линии теменных костей
Герб Ридж Подвздошный гребень
Отверстия Отверстия и углубления Отверстия (отверстия, через которые проходят кровеносные сосуды)
Фосса Удлиненная чаша Нижнечелюстная ямка
Фовеа Небольшая яма Fovea capitis на головке бедренной кости
Борозда Канавка Сигмовидная борозда височных костей
Канал Проход в кости Слуховой проход
Трещина Прорези кости Трещина ушной раковины
Отверстие Отверстие в кости Большое затылочное отверстие в затылочной кости
Меатус Отверстие в канал Наружный слуховой проход
Синус Заполненное воздухом пространство в кости Носовые пазухи
Рисунок 6.