Свойства и развитие костной ткани

Хрящевая и костная ткани. В процессе развития позво­ночных животных костный скелет появился не сразу. У предков современных позвоночных скелет был хрящевым. У человеческого зародыша также вначале развивается хрящевой скелет. Уже на 5-й неделе внутриутробного развития на месте будущих костей появляются скопления клеток первичной соединительной ткани. Клетки начинают вырабатывать очень плотное, упругое межкле­точное вещество, меняя при этом свой вид. Так образуется хряще­вой скелет зародыша.

Снаружи хрящи покрыты оболочкой — надхрящницей. Внут­ренний слой. надхрящницы состоит из первичной соединительной ткани, которая может превращаться в различные другие виды со­единительной ткани, в частности в хрящевую. За счет размноже­ния клеток первичной соединительной ткани хрящи растут как в толщину, так и в длину.

В дальнейшем хрящевая ткань разрушается, а на ее месте об­разуется костная ткань, т. е. происходит окостенение скелета. Од­нако большинство костей мозгового и лицевого черепа появляется на месте уплотненной первичной соединительной ткани, т. е. без предварительного образования хряща.

По своим свойствам и строению хрящевая и костная ткани раз­личны. В хрящевой ткани (пв. табл. I) клетки или группы клеток от­делены друг от друга полупрозрачным упругим органическим ве­ществом, в котором можно обнаружить тонкие волоконца. Внутри хрящевой ткани нет кровеносных сосудов. Поэтому доставка клет­кам питательных веществ затруднена: они лишь в малом количе­стве проникают через плотное межклеточное вещество.

Рис. 8. Схема <рящевых прослоек между позвонками:

/ — утром при сгоянии; 2 — при сгибании туловища в сторону; 3 —пр-н ношении тя­жести.

Рис. 10. Схемы основных форм су­ставов:

; — шаровидная форма (движения воз­можны во всех направлениях);.2 — седло-видная форма (движения в двух взаимно перпендикулярных плоскостях); J — ци­линдрическая форма (движения в одной плоскости).

Рис. 9. Плечевой сустав в разрезе при опущенной (Л) и поднятой (б) руке:

/ — плечевая кость; 2 -'-• лопатка; 3 — су­ставная сумка. 4— покрытая хрящом су­ставная поверхность костей.

Костная ткань (рис. 11, /), наоборот, богата кровеносными со­судами, которые вместе с нервами расположены в многочисленных каналах. Клетки костной ткани как бы замурованы в твердом меж­клеточном веществе, состоящем примерно на '/з из органического вещества и на ^з из неорганических солей — в основном фосфорно­кислого кальция и в меньшем количестве углекислого кальция. Органическое вещество кости обусловливает ее упругость, а неор­ганические соли — твердость.

Сочетанием веществ, обладающих различными свойствами, ча­сто пользуются в технике. Так, обволакивая упругую стальную арматуру твердым, но хрупким бетоном, получают железобетон — один из наиболее прочных и долговечных строительных материа­лов. По своим свойствам костная ткань подобна железобетону:

в ней роль стальной арматуры играет органическое вещество, а роль бетона — неорганические соли.

Прочность костей необычайно велика. Правда, от сильного уда­ра ломаются даже толстые кости, но они легко выдерживают осто­рожно положенный на них тяжелый груз. Некоторые кости чело­веческого тела могут выдержать давление более 1000 кг.

Образование костной ткани. Развитию костной ткани предше­ствует появление особых клеток, сохранивших свойства первичной соединительной ткани и легко превращающихся в другие виды опорных тканей. Это особые клетки, они быстро размножаются и начинают интенсивно вырабатывать органическое межклеточное вещество, характерное для костной ткани. Они названы остеобла­стами, т е образователями кости.

Если кость развивается на месте хряща, то очаги окостенения прежде всего появляются на поверхности хрящевой ткани, где скопляются образующиеся в надхрящнице остеобласты.

Одновременно начинается частичное разрушение окружающей хрящевой ткани. В участки разрушения хрящевой ткани прораста­ют кровеносные сосуды, а с ними внутрь хряща проникают осте­областы. Скапливаясь вдоль еще сохранившихся участков хряща, они образуют костную ткань — костные перекладины. Они растут в различных направлениях, перекрещиваясь и частично соединя­ясь друг с другом. В промежутках между перекладинами остаются полости, в которых из первичной соединительной ткани образуется костный мозг, богатый кровеносными сосудами. Костная ткань, построенная в виде многочисленных перекладин, получила назва­ние губчатой, в отличие от плотной костной ткани, которая обра­зуется на поверхности хряща. Если полости между перекладинами зарастают костной тканью, то губчатая ткань превращается в плотную.

Плотная костная ткань, как и губчатая, хорошо снабжена кро­веносными сосудами, через которые костные клетки получают кис­лород, питательные и минеральные вещества Возможность попа­дания этих веществ в костные клетки, замурованные в твердом

Рис 12 Последовательные этапы окостенения'

/ — начало окостенения в диафизе, 2 — средняя»iacTb диафиза полностью состоит из кост-вой ткани (по краям—плотной, в середине—губчатой), 3 — начало образования полости в диафизе. 4 — появление очагов окостенения в Эпифизах, 5 и S — хрящевая прокладка (а) между диафизом и эпифизами

межклеточном веществе, обеспечивается тончайшими канальцами, густая сеть которых пронизывает ^сю кость. Костные клетки при помощи многочисленных длинных отростков, находящихся в ка-нальцах, соединяются друг с другом, что облегчает поступление необходимых веществ из тех клеток, которые находятся вблизи кровеносных сосудов (рис. 11, 2) Поэтому костные клетки, в отли­чие от хрящевых, могут оставаться жизнеспособными в течение многих лет.

Рост костей. Плоские кости, как„ например, большая часть ко­стей мозгового и лицевого черепа, увеличиваются в размерах пу­тем наложения новой костной тканн как на поверхности (рост в толщину), так и по краям. Иначе р»астут длинные кости конечно­стей, в которых принято различать среднюю часть, или диафиз,

и концы кости, или эпифизы. По мере роста такой кости расстоя­ние между эпифизами (т. е. длина диафиза) увеличивается. Это воз­можно потому, что в течение всего периода роста на границе между диафизом и эпифизами сохраняется прослойка хрящевой ткани.

Сначала костная ткань образуется посредине диафиза—как внутри хряща, так и на его поверхности. Постепенно окостенение распространяется на весь диафиз; значительно позднее островки костной ткани появляются и в эпифизах (рис. 12). Хрящевая про­кладка, расположенная между диафизом и эпифизом, подвергает­ся на границе с костной тканью частичному разрушению, но она не исчезает, так как одновременно в центре прокладки происходит образование новых хрящевых клеток.