Кость как орган: строение, свойства, функции

Кость как орган: строение, свойства, функции


Кость как орган входит в систему органов движения и опоры, и при этом отличается совершенно уникальной форме и строению, довольно характерной архитектоникой нервов и сосудов. Она построена в основном из специальной костной ткани, которая снаружи покрыта надкостницей, а внутри содержит костный мозг.

Основные особенности

Каждая кость как орган имеет определенную величину, форму и расположение в человеческом теле. На все это значительно влияют различные условия, в которых они развиваются, а также различные функциональные нагрузки, которые возникают костями течение жизнедеятельности человеческого организма.
Любые кости свойственна некоторая количество источников кровоснабжения, наличие конкретных мест их расположения, а также достаточно характерная архитектоника сосудов. Все эти особенности так же распространяются и на нервы, которые иннервируют эту кость.

Строение

Кость как орган включает в себя несколько тканей, которые находятся в определенных соотношениях, но, конечно же, наиболее важным среди них является пластинчатая костная ткань, строение которой можно рассмотреть на примере диафиза (центрального отдела, тела) длинной трубчатой кости. Основная часть его располагается между внутренними и внешними окружающими пластинами и представляет собой комплекс вставных пластинок и остеонов. Последний является структурно-функциональной единицей кости и рассматривается на специализированных гистологических препаратах или шлифах. Снаружи каждая кость окружается несколькими слоями общих или генеральных пластинок, которые находятся прямо под надкостницей. Через эти слои проходят специализированные прободающие каналы, в которых располагаются одноименные кровеносные сосуды. На границе с костномозговой полостью трубчатые кости содержат дополнительный слой с внутренними окружающими пластинками, пронизанными множеством различных каналов, которые расширяются в очаге.
Костномозговая полость целиком выстлана так называемым ендостом, что представляют собой чрезвычайно тонкий слой соединительных тканей, в который входят уплощенные остеогенные неактивные клетки.

Остеони

Остеон представлен концентрически расположенными костными пластинами, которые выглядят как цилиндры разного диаметра, вложенные друг в друга и окружающие гаверсов канал, через который проходят различные нервы и кровеносные сосуды. В подавляющем большинстве случаев остеони размещаются параллельно длиннику кости, при этом многократно между собой аностомозируя.
Общее число остеонов является индивидуальной для каждой конкретной кости. Так, например, бедренная кость как орган включает их в количестве 18 на каждый 1 мм2 а на долю гаверсова канала в данном случае приходится 02-03 мм2. Между остеонами находятся промежуточные или вставочные пластинки, что идут во всех направлениях и представляют собой оставшиеся части старых остеонов, которые уже успели разрушиться. Строение кости как органа предусматривает постоянное протекание процессов разрушения и новообразования остеонов. Костные пластинки имеют форму цилиндров, и оссеиновие фибриллы прилегают друг к другу у них плотно и параллельно. Между концентрически расположенными пластинками располагаются остеоцити. Отростки костных клеток, постепенно распространяясь по многочисленным канальцам, движутся в направлении к отросткам соседних остеоцитов и участвуют в межклеточные соединения. Таким образом ими формируется пространственно ориентирована лакунарно-канальцевая система, которая принимает непосредственное участие в различных метаболических процессах.
Состав остеона включает в себя более 20 различных концентрических костных пластинок. Человеческие кости пропускают один или два сосуда микроциркуляторного русла через канал остеона, а также различные безмиелиновие нервные волокна и особые лимфатические капилляры, которые сопровождаются прослойками рыхлой соединительной ткани, включающей в себя различные остеогенные элементы, такие как остеобласты, периваскулярные клетки и множество других. Каналы остеонов имеют достаточно тесную связь между собой, а также с костномозговой полости и периостом за счет наличия специальных пробождающих каналов, что способствует общему анастомозированию сосудов кости.

Надкостницы

Строение кости как органа означает, что она снаружи покрывается специальной надкостницей, которая образуется из волокнистой соединительной ткани и имеет внешний и внутренний слой. Последний включает в себя камбиальные клетки-предшественники. К основным функциям надкостницы можно отнести участие в регенерации, а также обеспечения защитной и трофической функции, что достигается за счет прохождения здесь различных кровеносных сосудов. Таким образом, кровь и кость взаимодействуют между собой.

В чем заключаются функции надкостницы

Надкостницы практически полностью покрывает внешнюю часть кости, и единственным исключением здесь есть места, в которых находится суставной хрящ, а также закрепляются связки или сухожилия мышц. При этом стоит отметить, что с помощью надкостницы кровь и кость ограничиваются от окружающих тканей.
Сама по себе она является чрезвычайно тонкую, но в то же время прочную пленку, которая состоит из предельно плотной соединительной ткани, в которой расположены лимфатические и кровеносные сосуды и нервы. Стоит отметить, что последние проникают в вещество кости именно надкостница. Независимо от того, рассматривается носовая кость или какая-то другая, надкостницы имеет достаточно большое влияние на процессы развития ее в толщину и питания. Внутренний остеогенный слой этого покрытия представляет собой основное место, в котором образуется костная ткань, а сама по себе она богато иннервирован, что сказывается на ее высокой чувствительности. Если кость лишается надкостницы, в конечном итоге она перестает быть жизнеспособной и полностью омертвевает. При проведении любых оперативных вмешательств на костях, например при переломах, надкостница должна храниться в обязательном порядке, чтобы обеспечивать их нормальный дальнейший рост и здоровое состояние.

особенности конструкции

Практически любой кости (за исключением преобладающего большинства черепных, куда входит и носовая кость) имеют суставные поверхности, которыми обеспечивается их сочленения с другими. У таких поверхностей вместо надкостницы является специализированный суставной хрящ, который по своему строению является фиброзным или гиалиновим.
Внутри подавляющего большинства костей расположен костный мозг, который размещен между пластинками губчатого вещества находится непосредственно в костномозговой полости, причем он может быть желтым или красным. У новорожденных, а также у плодов в костях присутствует исключительно красный костный мозг, который является кроветворным и представляет собой однородную массу, насыщенную форменными элементами крови, сосудами, а также особой ретикулярной тканью. Красный костный мозг включает в себя большое количество остеоцитов, костных клеток. Объем красного костного мозаг составляет примерно 1500 см3. У взрослого человека, в которой уже произошел рост костей, красный костный мозг постепенно замещается желтым, представленным в основном особыми жировыми клетками, при этом сразу стоит отметить тот факт, что заменяется исключительно тот костный мозг расположен в костномозговой полости.

Остеология

Тем, что представляет собой скелет человека, как осуществляется сращивание костей, и протекают другие процессы, связанные с ними, занимается остеология. Точное число описываемых органов у человека не может быть точно определено, потому что оно меняется в процессе старения. Мало кто осознает, что от детства до преклонного возраста у людей постоянно происходят повреждения костей, отмирание тканей и еще множество других процессов. В общем, на протяжении всей жизни может развиться более 800 различных костных элементов, 270 из которых - еще во внутриутробном периоде. При этом стоит отметить, что подавляющее большинство из них срастаются между собой, пока человек находится в детском и юношеском возрасте. У взрослого человека скелет содержит всего 206 костей, причем кроме постоянных в зрелом возрасте могут появляться также непостоянные кости, возникновение которых обуславливается различными индивидуальными особенностями и функциями организма.

Скелет

Кости конечностей и других частей тела вместе с их соединениями формируют скелет человека, который представляет собой комплекс плотных анатомических образований, которые в жизнедеятельности организма принимают на себя в основном исключительно механические функции. При этом современной наукой выделяется твердый скелет, что представляется костями, и мягкий, который включает в себя всевозможные связки, мембраны и специальные хрящевые соединения.
Отдельные кости и суставы, а также скелет человека в целом, могут в организме выполнять самые разные функции. Так, кости нижних конечностей и туловища в основном служат в качестве опоры мягких тканей, в то время как большинство костей являются рычагами, так как к ним прикрепляются мышцы, обеспечивающих локомоторную функцию. Обе приведенные функции позволяют справедливо называть скелет полностью пассивным элементом опорно-двигательного аппарата человека. Скелет человека представляет собой антигравитационную конструкцию, противодействующую силе земного притяжения. Находясь под ее влиянием, тело человека должно прижиматься к земле, но за счет функций, которые несут в себе отдельные клетки кости и скелет в целом, изменения формы тела не происходит.

Функции костей

Кости черепа, таза и туловища обеспечивают защитную функцию от разных повреждений жизненно важных органов, нервных стволов или крупных сосудов:

  • череп представляет собой полноценное вместилище для органов равновесия, зрения, слуха и головного мозга;
  • позвоночный канал включает в себя спинной мозг;
  • грудная клетка обеспечивает защиту легких, сердца, а также крупных нервных стволов и сосудов;
  • тазовыми костями предохраняются от повреждений мочевой пузырь, прямая кишка, а также различные внутренние половые органы.
  • Подавляющее большинство костей внутри себя содержит красный костный мозг, который представляет собой особые органы кроветворения и иммунной системы человеческого организма. При этом стоит отметить, что кости обеспечивают защиту его от повреждений, а также создают благоприятные условия для созревания различных форменных элементов крови и ее трофики. Кроме всего прочего, отдельное внимание стоит уделить тому, что кости принимают непосредственное участие в минеральном обмене, так как в них депонируется множество химических элементов, среди которых особое место занимают соли кальция и фосфора. Таким образом, если в организм вводится радиоактивный кальций, уже примерно через 24 часа более 50% от этого вещества будет накоплен в костях.

    Развитие

    Формирование кости осуществляется за счет остеобластов, причем различается несколько видов окостенений:

  • Ендесмальное. Осуществляется непосредственно в соединительной ткани покровных, первичных костей. С разных точек окостенения на эмбрион соединительных тканей процедура окостенения начинает распространяться лучеобразно по всем сторонам. Поверхностные слои соединительной ткани при этом остаются в форме надкостницы, от которого кость начинает расти в толщину.
  • Перихондральное. Возникает на наружной поверхности хрящевых зачатков при непосредственном участии надхрящницы. Благодаря деятельности остеобластов, расположенных под надхрящницей, постепенно откладывается костная ткань, которая замещает собой хрящевую и образует предельно компактное костное вещество.
  • Периостальное. Происходит за счет надкостницы, в которую трансформируется надхрящница. Предыдущий и этот виды остеогенезов идут один за одним.
  • Ендохондральное. Совершается внутри хрящевых зачатков при непосредственном участии надхрящницы, которая обеспечивает подачу внутрь хрящей отростков, которые содержат в себе специальные сосуды. Данная костеобразовательная ткань постепенно разрушает изветшалий хрящ и формирует точку окостенения прямо в центре хрящевой костной модели. При дальнейшем распространении эндохондрального окостенения от центра к периферии осуществляется формирование губчатой костной вещества.
  • Как оно происходит?

    У каждого человека окостенения функционально обусловливается и начинается с наиболее нагруженных центральных участков кости. Примерно на втором месяце жизни в утробе начинают появляться первичные точки, из которых осуществляется развитие диафизов, метафизов трубчатых костей и тел. В дальнейшем они окостеневают путем эндохондрального и перихондрального остеогенеза, а прямо перед рождением или в первые несколько лет после рождения начинают появляться вторичные точки, из которых осуществляется развитие эпифизов. У детей, а также людей в юношеском и взрослом возрасте могут появляться добавочные островки окостенения, откуда начинается развитие апофизов. Разные кости и отдельные их части, состоящие из специального губчатого вещества, с течением времени окостеневают ендохондрально, в то время как те элементы, которые включают в свой состав губчатые и компактные вещества, окостеневают пери - и ендохондрально. Окостенения каждой кости полностью отражает ее функционально обусловленные процессы филогенеза.

    Рост

    В течение роста осуществляется перестроение и небольшое смещение кости. Начинают образовываться новые остеони, а параллельно этому осуществляется также резорбация, что представляет собой рассасывание всех старых остеонов, что проводится за счет остеокластов. За счет их активной работы практически полностью вся ендохондральная кость диафиза в результате рассасывается, а вместо этого образуется полноценная костномозговая полость. Также стоит отметить, что рассасываются и слои перихондральной кости, а вместо пропадает костной ткани отлагаются дополнительные слои со стороны надкостницы. В результатет кость начинает расти в толщину. Рост костей в длину обеспечивается за счет эпифизарного хряща, специальной прослойки между метафизом и эпифизом сохраняется в течение юношеского и детского возраста.