Костные и хрящевые ткани Лектор д мед н

Костные и хрящевые ткани. Лектор: д. мед. н. , профессор кафедры гистологии, цитологии и эмбриологии Евтушенко В. М.

КОСТНЫЕ ТКАНИ 1. 2. 3. 4. Функции костных тканей Опорная Механическая Защитная Депо солей кальция и фосфора

особенности • Высокая минерализация межклеточного вещества • 70% неорганические и 30% органические вещества • Постоянные адаптивные изменения связанные с питанием, мышечной нагрузкой и возрастом.

Классификация • Ретикулофиброзная(грубоволокнистая) • Пластинчатая • (тонковолокнистая)

Клетки костной ткани Включают 2 дифферона: 1)Дифферон остеоцитов: стволовые остеогенные клетки, полустволовые стромальные клетки, остеобласты, остеоциты. 2)Дифферон остеокластов: СКК, моноцит, остеокласт (макрофаг) Остеобласты- определяются в глубоких слоях надкостницы и местах регенерации при травме. Форма кубическая, пирамидальная, 15 -20 мкм, органеллы развиты, основная функция - деление и синтетическая активность , биосинтез МБК.

Остеобласты

Остеобласт

Остеоциты – не делятся, форма отростчатая, (25 -55 мкм) органеллы развиты слабо, лежат в костных полостях, которые соединяются канальцами, канальцы сообщаются с периваскулярными пространствами сосудов. По ним осуществляется обмен веществ между остеоцитами и тканевой жидкостью.

Остеоцит. Электронная микрофотограмма. 1 - ядро; 2 - эндоплазматическая сеть; 3 - цитолемма; 4 - отростки остеоцита; 5 - костная лакуна; 6 - межклеточное вещество кости.

Остеокласты – диаметр 90 мкм, содержат от 3 до несколько десятков ядер, на месте касания клетки с костью имеется 2 зоны – 1 -я зона представлена цитоплазматическими выростами, в цитоплазме клеток много вакуолей, содержат карбоангидразу, она образует угольную кислоту растворяющую соли кальция. 2 -я зона плотного прилегания цитоплазмы и кости, которая герметизирует первую зону.

Сканирующая электронная микрофотография остеокласта

Многоядерный остеокласт

Резорбция кости

Остеогенез делится на эмбриональный и постэмбриональный • Эмбриональный остеогенез непрямой и прямой • Прямой (из мезенхимы) - плоские кости черепа и таза, грубоволокнистая костная ткань швов. Происходит в течении первого месяца эмбриогенеза.

• 1 стадия - образование остеогенного островка • А) размножение мезенхимальных клеток • Б) образование сосудов • 2 стадия остеоида • а) дифференцировка мезенхимальных клеток в костные. • Б) образование костных полостей, превращение остеобластов в остеоциты. На периферии точек- остеобласты которые наращивают кость (аппозиционный рост).

• 3 стадия - кальцификация межклеточного веществаза счет остеобластов. Образуются фосфаты кальция, кристаллы гидроксиапатита. Формируется грубоволокнистая костная ткань. 4 -я-стадия- смена первичной губчатой кости (ретикулофиброзной) на пластинчатую костную ткань

3 4 5 1 2 Развитие кости из мезенхимы. Объектив 10. 1 -остеоцит, 2 - остеобласт, 3 -остеокласт, 4 -матрикс, 5 -кровеносный сосуд

Развитие кости из мезенхимы

Непрямой остеогенез • Начинается на 2 -м месяце эмбриогенеза. На месте трубчатых костей образуется хрящевая модель, которая имеет форму трубчатой кости , состоит из гиалинового хряща, покрытого надхрящницей. Окостенение начинается с диафиза. • 1 -я фаза- в надхрящнице появляются остеобласты и образуется грубоволокнистая ткань – манжетка – этот процесс называется перихондральное окостенение.

• 2 -я фаза. С появлением остеобластов надхрящница замещается на надкостницу, в которой появляются остеокласты. Они разрушают костную манжетку и хрящ.

• 3 -я - в пространство образующееся после растворения хрящевой ткани остеобластами врастают кровеносные сосуды и остеоциты, которые синтезируют костную ткань, и этот процесс носит название эндохондральное окостенение. • 4 -я - процесс разрушения остеокластами грубоволокнистой костной ткани в центре кости приводит к образованию костномозговой полости, и формированию ретикулярной стромы, между которыми появляются клетки красного костного мозга.

• 5 -я - ход сосудов перестраивается и они начинают вростать по длине кости и вокруг них остеобласты синтезируют коллагеновые волокна, образующие цилиндры – так возникают остеоны. • 6 -я - вслед за диафизом точки окостенения появляются в эпифизах, и процесс окостенения протекает аналогично диафизам. • 7 -я - между эпифизом и диафизом остается • метаэпифизарный хрящ, за счет которого кости растут в длину.

• • .

• В метаэпифизарном хряще выделяются 3 зоны : • 1. пограничная (зона покоя)- расположена со стороны эпифиза – состоит из округлых клеток и единичных изогенных групп , которые соединяют хрящевую пластинку с костью • 2 (ЗОНА ПРОЛИФЕРАЦИИ) столбчатых клеток, состоит из делящихся хондробластов, образующих колонки. • 3 ( зона гипертрофированного хряща) пузырчатых клеток – в этих клетках происходит накопление воды, вакуолизация и их разрушение, на место погибших хондроцитов врастают капилляры и остеобласты и начинается формирование остеонов.

• 4 (зона обызвествленного хряща) происходит кальцификация тонких перегородок хрящевого матрикса за счет отложения гидроксиапатита. • 5 (зона окостенения) • После полового созревания эпифизы и диафизы сростаются. • Рост в ширину трубчатых костей происходит за счет периоста.

Межклеточное вещество • Представлено волокнами - коллагеном 1 го типа • Основное межуточное вещество состоит из хондроитинсерной, лимонной и др. кислот. , которые с кальцием образуют кристаллы гидроксиапатита. В костной ткани обнаружено около 30 микроэл-в медь, магний, стронций.

Ретикулофиброзная тканьпервичная Встречается главным образом в эмбриональном периоде, у взрослых – это синостозы шва черепа, таза, места прикрепления сухожилий к кости, коллагеновые волокна образуют пучки располагающиеся беспорядочно.

Губчатая кость

Пластинчатая костная ткань ( вторичная) Состоит из костных пластинок (структурно-функциональная единица) губчатой или компактной и представлена коллагеновыми волокнами, склеенных минерализованным аморфным веществом и костными клетками.

Трубчатая кость • Состоит из костных пластинок 4 -15 мкм. Пластинки располагаются в 3 слоя. Наружный слой - прилежит к надкостнице, которая соединена с наружным слоем коллагеновыми волокнами. • Средний слой образован остеонами, остеон – структурная единица компактного вещества трубчатой кости. В центре остеона- канал , содержащий кровеносный сосуд и соединительную ткань.

• Внутренний слой – внутренние пластинки отграничивают средний слой от костномозговой полости, каналы остеонов анастомозируют друг с другом и называются прободающими. В местах где компактное вещество переходит в губчатое внутренний слой продолжается в перекладины губчатого в-ва.

Остеоид Кровеностные сосуды Канал остеона Развивающийся остеон Сформированный остеон Спайная линия Кость в поперечном разрезе. Объектив 10

Спайная линия Лакуна Канал остеона Канальцы с отростками Вставочные костные остеоцитов пластинки Остеон. Объектив 10.

• Надкостница – периост – наружный слой волокнистая соединительная ткань, внутренний слой – клетчатый остеобласты, остеокласты, нервы, кровеносными и лимфатические сосуды • Эндост- тонкая соединительнотканная оболочка выстилает изнутри костномозговой канал, содержит остеобласты и остеокласты.

Перестройка костной ткани • Происходит постоянно под влиянием остеокластов разрушаются остеоны, образуются полости, в которые вселяются остеобласты и формируются новые остеоны. Остатки разрушенных остеонов образуют вставочные пластинки. • Пьезоэлектрический эффект характеризуется тем, что на вогнутой и выпуклой поверхностях костных пластинок образуется электрический потенциал.

• Положительный потенциал – активируются остеокласты. • Отрицательный потенциал – активируются остеобласты. • При недостатке: • вит. С прекращается образование костных пластинок, вит. Д не присходит кальцификация, вит. А нарушается функция остеоблатов.

• Паратирин – гормон околощитовидной железы вызывает резорбцию кости и образование фиброзной ткани (на цитолемме остеокласта есть рецепторы к паратирину). • Кальцитонин - гормон щитовидной железы вызывает усиленную минерализацию. • Соматотропин – гормон передней доли гипофиза замедляет синтез белка и рост кости

Функции хрящевой ткани • • Формообразующая Опорно-механическая Защитная Участие в водно-солевом обмене • Низкий уровень метаболизма • Способность к непрерывному росту

Особенности • Сильно развито межклеточное вещество отличающее упругостью • В составе межклеточного вещества преобладает производные хондроитинсерной кислоты - хондроитинсульфаты А, С, В • 50 -70 % сухого вещества хрящевой ткани приходится на белок

• Свежая хрящевая ткань состоит из воды на 70 -80% • Органические вещества 10 -15% • Солей 4 -7% • Хрящевая ткань не содержит сосудов и нервов и не иммуногена • Питание осуществляется за счет диффузии питательных веществ из надхрящницы • Развивается из мезенхимы

Классификация • Гиалиновая • Эластическая • Волокнистая

Эмбриональный гистогенез • Мезенхимальные клетки теряют отростки, делятся, уплотняются и образуют хондрогенные островки • Мезенхимальные клетки дифференцируются в хондробласты

Гистогенез гиалинового хряща

• Этапы дифференцировки: • • • Увеличение рибосом, появление г. ЭПС Синтез коллагена Появление гладкой ЭПС Синтез хондроитинсульфатов Появление базофилии в клетках, округление их и увеличение в размерах • Синтез хондробластами межклеточного вещества хрящевой ткани, которая замуровывает клетки • В полостях клетки делятся и продолжают синтезировать межклеточное вещество и образуются изогенные группы

Постэмбриональный гистогенез • Образование хрящевой ткани за счет клеток изогенных групп называется рост изнутри – интерстициальный рост

• На периферии хрящевой ткани клетки тоже делятся , синтезируют межклеточное вещество и образуют изогенные группы. Рост хрящей с периферии хондрогенных островков называется оппозиционный рост

• На границе хондрогенных островков и мезенхимы формируется соединительно -тканная оболочка которая называется надхрящница • Она состоит из наружного волокнистого слоя - коллагеновые волокна и фибробласты. Внутренний камбиальный слой содержит прехондробласты и хондробласты. • В надхрящнице есть нервы и кровеносные сосуды.

Функции надхрящницы • Трофическая • Регенераторная • Механическая

• С увеличением размеров хондрогенных островков трофика клеток центральной части ухудшается и синтетические процессы в хондробластах снижаются и они превращаются в хондроциты, которые синтезируют оксифильный белок – альбумоид. Некоторые из хондробластов разрушаются

Клетки хрящевой ткани: • Стволовые клетки • Полустволовые (прехондробласты) – веретенообразной формы, мало органелл способных к делению • Хондробласты- клетки овальной формы, способные к делению и синтезу межклеточного вещества • Хондроциты

• Хондроциты первого типаспособны делиться, источник клеток в изогенных группах, клетки округлой формы, органеллы развиты. Определяются в молодых растущих хрящах

• Хондроциты 2 -го типа – цитоплазмы мало, ядро крупное, пролиферация невысокая, органеллы развиты хорошо, главная функция - синтез межклеточного вещества • Хондроциты 3 -го типа – ядерно цитоплазматическое соотношение очень низкое, не делятся, синтез белка и гликозоаминогликанов низкий

Основное межуточное вещество • Представлено белками – в основном коллаген 2 -го типа, липидами, протеогликанами, и гликозоаминогликанами • Обладает гидрофильностью – способность удерживать воду – обеспечивает тургор , плотность и способствует диффузии

• Вид хрящевой ткани обуславливается видом волокон их содержанием и направлением

• Гиалиновая хрящевая ткань образует соединение ребер с грудиной, хрящи гортани, воздухоносные пути, суставные поверхности костей • Надрхящница состоит из 2 -х слоев – наружного и внутреннего, в изогенных группах лежат хондроциты по 2 -4 клетки, они лежат в полостях имеющих капсулу из коллагеновых волокон, пропитаны аморфным веществом, которое имеет базофильную окраску и называется территориальный матрикс.

• Межклеточное вещество между изогенными группами называется интертерриториальный матрикс. В нем имеются тонкие коллагеновые волокна.

Гиалиновый хрящ

Особенности суставного хряща • Отсутствие надхрящницы • Состоит из 3 -х гистологических зон • Глубокая зона – представлена кальцинированной хрящевой тканью, которая переходит в костную ткань, содержит сосуды • Средняя зона – состоит из хондроцитов образующих колонки • Наружная зона представлена уплощенными клетками

Эластическая хрящевая ткань • Хрящи ушной раковины • Рожковидные и клиновидные хрящи гортани • Строение схоже со строением гиалиновой хрящевой ткани • Отличие: В межклеточном веществе определяются эластические волокна, расположенные в самых различных направлениях

Эластический хрящ

Волокнистая хрящевая ткань • Межпозвоночные диски, переход сухожилий и связок в кость • Основное отличие – наличие в межклеточном веществе параллельных пучков коллагеновых волокон

Волокнистый хрящ