Военное образование в России

Костная ткань: гистофизиология и регенерация - Кость как орган

Кость как орган

Из костной ткани построены органы скелета – кости. Различают трубчатые, плоские, объемные и смешанные кости . Травматологи-ортопеды в своей практике наиболее часто встречаются с патологией костей конечностей, поэтому подробнее остановимся на тканевом строении длинных трубчатых костей.

Различные отделы длинных трубчатых костей конечностей имеют своеобразное строение. Диафиз кости представлен компактным веществом, а эпифизы губчатым. Диафизы построены из пластинчатой костной ткани, покрытой снаружи надкостницей или периостом. В периосте принято различать два слоя: наружный – волокнистый, состоящий преимущественно из волокнистой соединительной ткани; внутренний, прилегающий к поверхности кости – остеогенный или камбиальный. Последний имеет большое значение как источник клеток при консолидации перелома. Кроме того, в надкостнице расположена сеть артериальных сосудов, осуществляющих трофику поверхностной трети кортикального вещества диафиза.

Под периостом находятся наружные окружающие (генеральные, общие) костные пластинки, которые охватывают по окружности весь диафиз. Под ними начинается слой остеонов. Остеон или гаверсова система – это структурно-функциональная единица кости как органа.  Остеон представляет собой систему из 3-20 и более концентрически расположенных костных пластинок вокруг центрального канала, в котором проходят сосуды микроциркуляторного русла, безмиелиновые нервные волокна, лимфатические капилляры, сопровождаемые элементами рыхлой волокнистой соединительной ткани, содержащей остеогенные клетки, периваскулоциты, остеобласты, остеокласты и макрофаги (рис. 5). Каналы остеонов анастомозируют между собой, такие соединительные каналы носят название фолькмановских каналов. Между костными пластинками в лакунах расположены тела остеоцитов, последние по костным канальцам контактируют с отростками соседних клеток. Совокупность каналов остеонов, соединительных каналов, канальцев с отростками остеоцитов образуют канальцево-лакунарную систему циркуляции межклеточной жидкости костной ткани

Глубже расположены внутренние окружающие (генеральные, общие) пластинки. Ближе к эпифизам в костномозговой канал могут вдаваться костные трабекулы. Трабекулы губчатого вещества построены из пластинчатой костной ткани, не имеющей остеонной организации. Изнутри костномозговая полость выстлана эндостом. Эндост представляет собой динамическую структуру, образованную тонким соединительнотканным слоем, включающую выстилающие кость клетки, остеогенные клетки, остеокласты. В местах активного остеогенеза под слоем остеобластов находится тонкая прослойка неминерализованного матрикса – остеоида. Костномозговая полость содержит жировой желтый костный мозг и красный кроветворный костный мозг.

Рост костей осуществляется в детском и юношеском возрастах. Рост в толщину происходит за счет функционирования периоста. При этом клетки внутреннего слоя пролиферируют, дифференцируются в остеобласты, синтезируют межклеточный матрикс, который постепенно минерализуется и замуровывает синтезировавшие его клетки. Поскольку клетки надкостницы активно делятся, такой процесс повторяется многократно. Рост, происходящий таким образом, называется аппозиционным.

Рост костей в длину происходит благодаря наличию в переходной между диафизом и эпифизом зоне метаэпифизарной хрящевой пластинки роста. В её структуре выделяют четыре зоны. Поверхностная, обращенная к эпифизу, носит название резервной зоны. Вслед за ней, образовавшиеся клетки формируют зону пролиферации, находящиеся здесь предшественники хондроцитов непрерывно делятся. Вследствие гипоксических условий в глубоких слоях этой области, клетки испытывают кислородное голодание, гипертрофируются. Совокупность таких хондроцитов образует третью зону – зону гипертрофированных хондроцитов. Наконец метаболические нарушения приводят к гибели клетки. Погибшие хондроциты с минерализованным матриксом наблюдаются в зоне обызвествленного хряща. Со стороны диафиза сюда врастает большое количество сосудов. В условиях хорошей оксигенации остеогенные клетки, расположенные вблизи кровеносных сосудов, дифференцируются в остеобласты и формируют костные трабекулы. Поскольку такой процесс происходит с обоих концов органа, кость удлиняется пропорционально.

Процесс роста в длину является гормон-зависимым. В случае развития гормонального дисбаланса с вовлечением кальцитонина, ПТГ, метаболитов витамина D возможна преждевременная минерализация зон роста и соответствие прекращение увеличения длины кости, либо противоположный процесс  с формированием гигантизма.

Поскольку хрящевая ткань является менее механически прочной чем кость, то у детей нередки переломы в области метаэпифизов длинных костей конечностей. При этом дистальный отломок как бы «съезжает» с проксимального. В этом случае говорят о переломе по типу эпифизиолиза. При консолидации таких переломов также возможно преждевременное замещение хрящевой ткани пластинки роста костной тканью, в результате чего поврежденная кость отстает в росте от противоположной.