Гистогенез костной ткани

КОСТНАЯ ТКАНЬ

Эта ткань удовлетворяет схеме общего строения соединительной ткани, ибо она состоит из клеток и минерализованного межклеточного вещества. При этом клетки костной ткани относятся к двум дифферонам.

Дифферон остеобластов

СКМ

(стволовая клетка механоцит, остеогенная)

Преостеобласт

Остеоцит

Остеогенные клетки бипотентны, поскольку в условиях высокого парциального давления О₂ в ткани они превращаются в остеобласты, а при низком – в хондробласты. Морфологически остеогенные клетки соответствуют ранее описанной адвентициальной клетке (периваскулярной). В костной ткани эти клетки локализуются в зоне надкостницы, эндоста и каналах остеонов.

Преостеобласты – это клетки, вступившие на путь дифференцировки, для них характерно наличие большого числа фигур митоза.

Для заметок:

Остеобласты – в морфологическом аспекте представляются гетерогенной группой, в составе которой выделяют следующие 3 типа клеток:

1. Молодые остеобласты;

2. Зрелые остеобласты;

3. Покоящиеся остеобласты.

Молодые остеобласты:

а) округлой формы,

б) ядро крупное (эухроматин),

в) ядро расположено эксцентрично,

г) органеллы развиты хорошо,

д) синтез коллагена и гликозаминогликанов.

Зрелые остеобласты:

а) клетки кубической формы,

б) ядро располагается эксцентрично,

в) клетки поляризованы (по отношению к клеточному матриксу),

г) в клетке умеренно развиты ГЭС и КГ,

д) цитоплазма содержит матриксные пузырьки,

е) синтез коллагена.

Покоящиеся остеобласты:

а) клетки уплощённой формы,

б) редуцированные ГЭС и КГ,

в) в клетке много аутофагосом,

г) поддержание минерального гомеостаза.

Остеоциты:

1. Многоотростчатая клетка;

2. Хорошо развиты элементы цитоскелета;

3. Много лизосом;

4. ГЭС – редуцирована;

5. Клетки формируют транспортную лакунарно-канальцевую систему;

6. Регуляция нормальной трофики кости.

Для заметок:

Остеокласт

Эта клетка является производной стволовой кроветворной клетки, она образуется из моноцитов в результате их слияния с формированием крупной многоядерной клетки.

При световой микроскопии клетка характеризуется :

1. Крупная клетка (до 100 мкм);

2. Содержит большое (до 50) число ядер;

3. Цитоплазма оксифильна;

4. Клетка высоко поляризована.

На электронограммах в клетке выделяют 4 дифференцированные зоны:

1. Зона гофрированной каёмки, которая образована многочисленными различной высоты микроворсинками. Этой зоной остеокласт контактирует с разрушающейся костной тканью;

2. Светлая зона (зона окклюзии), обеспечивает плотное прилегание остеокласта к кости. Фактор адгезии связан с локализацией в этой зоне актиновых филамент и белков интегринов. Всё это обеспечивает герметизацию зоны резорбции;

3. Зона пузырьков и вакуолей – это участок цитоплазмы с лизосомами и фагосомами;

4. Базальная зона – это зона локализации ядер, большого числа митохондрий, комплекса Гольджи и элементов ГЭС.

Механизм разрушения костной ткани представлен на Рис. 48

Рис. 48: Остеокласт и механизм резорбции кости

1. Остеокласт – поляризованная клетка, расположенная в лакуне Хоушипа;

2. Активной поверхностью она ориентирована к кости, эта поверхность называется гофрированная каёмка;

3. Светлая зона – это участок локализации актиновых филамент вместе с интегрином и остеопорином;

4. Цитоплазма клетки нейтральная за счёт обмена бикарбонатхлорида;

5. Карбоангидраза образует протоны (Н⁺) от взаимодействия СО₂ и Н₂О. Они выделяются за счёт АТФ-зависимого насоса, делая рН = 4,5 в зоне деминерализации;

6. Лизосомальные (протеиназы и фосфатазы), а также нелизосомальные (металлопротеиназы) ферменты, выделяемые в зону лакуны Хоушипа, разрушают коллаген и неколлагеновые белки.

Для заметок:

Строение кости как органа

Трубчатые кости построены в основном из пластинчатой костной ткани. При этом в зоне диафиза удаётся выделить следующие дифференцированные слои:

1. Надкостница: См. рис. 49

а) наружный слой (фиброзный) – это плотная волокнистая неоформленная соединительная ткань,

б) внутренний слой (остеогенный) – он образован рыхлой волокнистой неоформленной соединительной тканью и содержит остеогенные клетки и остеобласты.

Эта зона обеспечивает рост кости по типу аппозиционного. Надкостница прикрепляется к поверхности кости с помощью коллагеновых (шарпеевских) волокон.

Рис. 49: Схема строения трубчатой кости

2. Слой наружных генеральных пластинок;

3. Остеогенный слой;

4. Слой внутренних генеральных пластинок.

Вся эта система формируется костными пластинками, которые состоят из клеток остеоцитов и межклеточного вещества, последнее образовано коллагеновыми волокнами,ориентированными параллельно, однако в соседних пластинках направление волокон меняется, что обеспечивает костной ткани её выраженную прочность.

В зоне наружного и внутреннего генеральных слоёв костные пластинки располагаются параллельно друг другу по окружности диафиза, между пластинками в лакунах находятся остеоциты.

Для заметок:

Остеогенный слой – это гаверсовы системы, они интерпретируются как морфофункциональные единицы костной ткани. См. рис. 50

Рис. 50: Схема строения остеона

Остеон:

1. Канал остеона (d = 20 – 120 мкм);

2. Костные пластинки (до 25 штук);

3. Остеоциты;

4. Спайная (цементирующая) линия.

Вставочные пластинки – это остатки разрушенных в результате перестройки кости остеонов.

Для заметок:

Гистогенез костной ткани

I. Развитие кости из мезенхимы

1. Образование остеогенного островка (мезенхима);

2.Дифференцировка клеток остеогенного островка (образование остеобластов);

3. Формирование остеоида (синтез межклеточного вещества);

4. Образование остеоида;

5. Слияние костных трабекул;

6. Формирование надкостницы (мезенхима);

7. Образование грубоволокнистой костной ткани. См. рис. 51

Рис. 51: Схема интрамембранной оссификации

II. Развитие кости на месте гиалинового хряща

1. Формирование хрящевой модели кости;

2. Перихондральная костная манжетка:

а) появление в надхрящнице остеобластов,

б) синтез грубоволокнистой костной ткани (схема дана раньше),

в) формирование манжетки,

г) замена грубоволокнистой ткани на пластинчатую.

3. Формирование эндохондральной кости в зоне диафиза:

а) дистрофические изменения хрящевой ткани,

б) врастание остеогенных клеток в зону хряща (хондрокласты),

в) дифференцировка остеогенных клеток в остеобласты,

г) образование первичной точки окостенения.

4. Формирование эндохондральной кости в эпифизах по схеме, описанной выше;

5. Эпифизарная пластинка роста:

а) зона сохранившегося хряща,

б) пролиферативная зона (столбики хондроцитов),

в) зона гипертрофированного хряща,

г) зона обызвествленного хряща.

Для заметок: