Кость ( лат. os ) — твёрдый орган позвоночных животных . Состоит из нескольких тканей, важнейшей из которых является костная. Кость выполняет опорно-механическую и защитную функции, является составной частью эндоскелета позвоночных , производит красные и белые кровяные клетки, сохраняет минералы . Костная ткань — одна из разновидностей плотной соединительной ткани .

Кости обладают большим разнообразием форм и размеров, зависящих от функции конкретной кости. Каждая обладает сложной структурой, благодаря чему они достаточно лёгкие, но при этом жёсткие и прочные. Кость может включать в свою структуру: костный мозг , эндост , надкостницу , нервы , кровеносные сосуды , хрящи .

Кости содержат различные клетки костной ткани: остеобласты участвуют в создании и минерализации костей, остеоциты поддерживают структуру, а остеокласты обеспечивают резорбцию костной ткани. Минерализованная матрица костной ткани имеет органическую составляющую в основном из коллагена и неорганическую составляющую костной ткани из модифицированного минерала гидроксиапатита.

В человеческом теле при рождении более 270 костей, но многие из них срастаются в процессе роста, оставляя в общей сложности 206 отдельных костей во взрослом организме (не считая многочисленные мелкие сесамовидные кости ). Бедренная кость — самая большая кость в теле человека, самая маленькая — стремя в среднем ухе .

Химический состав кости

Костное вещество состоит примерно на 1/3 из органических (оссеин) и на 2/3 из неорганических (главным образом солей кальция, 95 %) веществ. Количество первых тем больше, чем моложе организм; в связи с этим кости молодых животных отличаются гибкостью и мягкостью, а кости взрослых — твёрдостью. Отношение между обеими составными частями представляет различие в разных группах позвоночных; так, в кости рыб , особенно глубоководных , содержание минеральных веществ относительно мало, и они отличаются мягким волокнистым строением.

У взрослого человека количество минеральных составных частей (главным образом, гидроксиапатита ) составляет около 60—70 % веса кости, а органическое вещество (главным образом коллаген тип I) — 30—40 %. Кости имеют большую прочность и громадное сопротивление сжатию, чрезвычайно долго противостоят разрушению и принадлежат к числу самых распространённых остатков ископаемых животных . При прокаливании кость теряет органическое вещество, но сохраняет свою форму и строение; подвергая кость действию кислоты (например соляной ), можно растворить минеральные вещества и получить гибкий органический (коллагеновый) остов кости .

При сжигании кость чернеет с выделением углерода, который остаётся после разложения органических веществ. При дальнейшем выгорании углерода получается белый твёрдый хрупкий остаток.

У пожилых людей в костях уменьшается количество минеральных веществ, из-за этого их кости становятся более хрупкими ( остеопороз ).

Клеточное строение

По микроскопическому строению костное вещество представляет особый вид соединительной ткани (в широком смысле слова), костную ткань, характерные признаки которой: твёрдая кристаллическая гидроксиапатитовая матрица пронизанная волокнами коллагена и включающая в себя звездчатые, снабжённые многочисленными отростками, клетки, остеоциты. Эти клетки частью располагаются концентрическими слоями вокруг длинных разветвляющихся каналов ( Гаверсовы каналы ), частью лежат между этими системами, частью обхватывают целые группы их или тянутся вдоль поверхности кости. Гаверсов канал в сочетании с окружающими его концентрическими костными пластинками считается структурной единицей компактного вещества кости — остеоном . Также в матрице расположены слои маленьких звездообразных пустот, продолжающихся в многочисленные тонкие канальцы — это так называемые «костные тельца», в которых находятся костные клетки, дающие отростки в канальцы. Канальцы костных телец соединяются между собой и с полостью Гаверсовых каналов, внутренними полостями и надкостницей, и таким образом вся костная ткань оказывается пронизанной непрерывной системой наполненных клетками и их отростками полостей и канальцев, по которым и проникают необходимые для жизни кости питательные вещества. По Гаверсовым каналам проходят тонкие кровеносные сосуды (обычно артерия и вена); стенка Гаверсова канала и наружная поверхность кровеносных сосудов одеты тонким слоем эндотелия, а промежутки между ними служат лимфатическими путями кости. Губчатое костное вещество не имеет Гаверсовых каналов.

Костная ткань рыб представляет некоторые отличия: Гаверсовых каналов здесь нет, а канальцы костных телец сильно развиты.

Остеобласты

Остеобласты — молодые остеобразующие клетки костей (диаметр 15-20 мкм), которые синтезируют межклеточное вещество — матрикс. По мере накопления межклеточного вещества остеобласты замуровываются в нём и становятся остеоцитами. Родоначальником являются адвентициальные клетки .

Остеоциты

Остеоциты — клетки костной ткани позвоночных животных и человека, значительно или полностью утратившие способность синтезировать органический компонент матрикса .

Они имеют отростчатую форму, округлое плотное ядро и слабобазофильную цитоплазму. Органелл мало, клеточного центра нет — клетки утратили способность к делению. Они располагаются в костных полостях, или лакунах, повторяющих контуры остеоцита, и имеют длину 22-25 мкм, а ширину 6-14 мкм. Во все стороны от лакун отходят слегка ветвящиеся канальцы костных полостей, анастомозирующие (сообщающиеся) между собой и с периваскулярными пространствами сосудов, идущих внутри кости. В пространстве между отростками остеоцитов и стенками канальцев содержится тканевая жидкость, движению которой способствуют «пульсирующие» колебания остеоцитов и их отростков. Остеоциты — единственная живая и активно функционирующая клетка в зрелой костной ткани, их роль заключается в стабилизации органического и минерального состава кости, обмене веществ (в том числе в транспортировке ионов Са из кости в кровь и обратно). Костная ткань, не содержащая живых остеоцитов, быстро разрушается.

Остеокласты

Клетки гематогенного происхождения, образующиеся из моноцитов . Может содержать от 2 до 50 ядер . Организация остеокласта адаптирована к разрушению кости. В сочетании с остеобластами, остеокласты контролируют количество костной ткани (остеобласты создают новую костную ткань, а остеокласты разрушают старую)

Строение кости

В скелете человека различают по форме длинные, короткие, плоские и смешанные кости, также есть кости пневматические и сесамовидные. Расположение костей в скелете связано с выполняемой ими функцией: «Кости построены так, что при наименьшей затрате материала обладают наибольшей крепостью, легкостью, по возможности уменьшая влияние толчков и сотрясений» (П. Ф. Лесгафт).

Длинные кости , ossa longa, имеют вытянутую, трубчатую среднюю часть, называемую диафизом , diaphysis, состоящую из компактного вещества. Внутри диафиза имеется костномозговая полость , cavitas medullaris, с жёлтым костным мозгом. На каждом конце длинной кости находится эпифиз , epiphysis, заполненный губчатым веществом с красным костным мозгом. Между диафизом и эпифизом располагается метафиз , metaphysis. В период роста кости здесь находится хрящ, который позже окостеневает. Длинные трубчатые кости составляют в основном скелет конечностей . Костные выступы на эпифизах, которые являются местом прикрепления мышц и связок, называются апофизами (apophysis).

Плоские кости , ossa plana, состоят из тонкого слоя губчатого вещества, покрытого снаружи компактным веществом. Они различны по происхождению: лопатка и тазовая кость развиваются из хряща , а плоские кости крыши черепа — из соединительной ткани.

Короткие кости , ossa brevia, состоят из губчатого вещества, покрытого снаружи тонким слоем компактного вещества. Одной большой костно-мозговой полости эти кости не имеют. Красный костный мозг располагается в мелких губчатых ячейках, разделённых костными балками. Короткие кости запястья и предплюсны способствуют большей подвижности кистей и стоп .

Смешанные кости , ossa irregularia, находятся в различных отделах скелета ( позвоночник , череп). В них сочетаются элементы коротких и плоских костей (основная часть и чешуя затылочной кости , тело позвонка и его отростки, каменистая часть и чешуя височной кости ). Такие особенности обусловлены различием происхождения и функции частей этих костей.

Пневматические кости , или воздухоносные, — кости, которые имеют внутри полость, выстланную слизистой оболочкой и заполненную воздухом, что облегчает вес кости, не уменьшая её прочности.

Сесамовидные кости — это кости, вставленные в сухожилия мышц и поэтому увеличивающие плечо силы мышц, способствующие усилению их действия.

Поверхность кости может иметь различные углубления (бороздки, ямки и т. д.) и возвышения (углы, края, ребра, гребни, бугорки и т. п.). Неровности служат для соединения костей между собой или для прикрепления мускулов и бывают тем сильнее развиты, чем более развита мускулатура. На поверхности находятся так называемые «питательные отверстия» (Foramina nutricia ), через которые входят внутрь кости нервы и кровеносные сосуды.

В костях различают компактное и губчатое костное вещество . Первое отличается однородностью, твёрдостью и составляет наружный слой кости; оно особенно развито в средней части трубчатых костей и утончается к концам; в широких костях оно составляет 2 пластинки, разделённые слоем губчатого вещества; в коротких оно в виде тонкой плёнки одевает кость снаружи. Губчатое вещество состоит из пластинок, пересекающихся в различных направлениях, образуя систему полостей и отверстий, которые в середине длинных костей сливаются в большую полость.

Наружная поверхность кости одета так называемой надкостницей (Periosteum), оболочкой из соединительной ткани, содержащей кровеносные сосуды и особые клеточные элементы, служащие для питания, роста и восстановления кости.

Костный мозг

Внутренние полости кости содержат мягкую, нежную, богатую клетками и снабжённую кровеносными сосудами массу, называемую костным мозгом (у птиц часть полостей наполнена воздухом). Различают три его вида: слизистый (желатинозный), красный (или часто — миелоидный), и жёлтый или жировой (наиболее распространённый). Основную форму составляет красный костный мозг, в нём наблюдается нежная соединительно-тканная основа, богатая сосудами, очень похожие на лейкоциты костномозговые или лимфатические клетки, клетки, окрашенные гемоглобином и считаемые за переход к красным кровяным тельцам, бесцветные клетки, содержащие внутри красные шарики, и многоядерные крупные («гигантские») клетки, так называемые миэлопласты.

Красный (деятельный) костный мозг — это миелоидная ткань , которая, как и лимфоидная, состоит из двух основных компонентов: стромального — строма, служащая микроокружением для гемопоэтических (кроветворных) клеток, и гемального — форменные элементы крови на разных стадиях развития.

Строма образована ретикулярной тканью, остеогенными, тучными, жировыми, адвентициальными, эндотелиальными клетками и межклеточным веществом.

Желтый (недеятельный) костный мозг — это жировая ткань с отдельными островками (стромами) ретикулярной ткани. Он находится в костномозговых каналах трубчатых костей и в частях ячеек губчатого вещества костей.

Слизистый костный мозг — студенистая, слизистая, бедная клетками консистенция. Он образуется в развивающихся костях черепа и лица.

При отложении в стромальный компонент основы жира и уменьшении числа миелоидных элементов красный мозг переходит в жёлтый, а при исчезновении жира и миелоидных элементов он приближается к слизистому.

Костный мозг не имеет ничего общего с головным и спинным мозгом. Он не относится к нервной системе и не имеет нейронов.

Костный мозг является важнейшим кроветворным органом.

Развитие и рост костей

Развитие кости происходит двумя способами:

• из соединительной ткани;
• на месте хряща.

Из соединительной ткани развиваются кости свода и боковых отделов черепа, нижняя челюсть и, по мнению некоторых, ключицы и лопатки (а у низших позвоночных и некоторые другие) — это так называемые покровные, или облегающие, кости. Они развиваются прямо из соединительной ткани; волокна её несколько сгущаются, между ними появляются костные клетки, и в промежутках между последними отлагаются известковые соли; образуются сначала островки костной ткани, которые затем сливаются между собой. Большинство костей скелета развивается из хрящевой основы, имеющей такую же форму, что и будущая кость. Хрящевая ткань подвергается процессу разрушения, всасывания, и вместо неё образуется, при деятельном участии особого слоя образовательных клеток (остеобластов), костная ткань; процесс этот может идти как с поверхности хряща, от одевающей его оболочки, перихондрия, превращающегося затем в надкостницу, так и внутри его. Обыкновенно развитие костной ткани начинается в нескольких точках, в трубчатых костях отдельными точками окостенения обладают эпифизы и диафиз .

Рост кости в длину происходит главным образом в частях ещё не окостеневших (в трубчатых костях между эпифизами и диафизом), но отчасти и путём отложения новых частиц ткани между существующими («интуссусцепция»), что доказывают повторные измерения расстояний между вбитыми в кость остриями, питательными отверстиями и т. п.; утолщение костей происходит путём отложения на поверхности кости новых слоев («аппозиция»), благодаря деятельности остеобластов надкостницы. Эта последняя обладает в высокой степени способностью воспроизводить разрушенные и удалённые части кости. Деятельностью её обусловливается и срастание переломов. Параллельно с ростом кости идёт разрушение, всасывание ( резорбция ) некоторых участков костной ткани, причём деятельную роль играют так называемые остеокласты («клетки, разрушающие кость»).

Соединения костей

Синдесмология — учение о соединениях костей.

• Синартрозы — непрерывные соединения костей, более ранние по развитию, неподвижные или малоподвижные по функции.
  • Синдесмоз — кости соединены посредством соединительной ткани.
    • межкостные перепонки (между костями предплечья или голени)
    • связки (во всех суставах)
    • роднички
    • швы
      • зубчатые (большинство костей свода черепа)
      • чешуйчатые (между краями височной и теменной костей)
      • гладкие (между костями лицевого черепа)
  • Синхондроз — кости соединены посредством хрящевой ткани.

    по свойству хрящевой ткани:

    • гиалиновый (между рёбрами и грудиной)
    • волокнистые (между позвонками )

    по длительности своего существования различают синхондрозы:

    • временные
    • постоянные
  • Синостоз — кости соединены посредством костной ткани.
• Диартрозы — прерывные соединения, более поздние по развитию и более подвижные по функции.

  классификации суставов:

  • по числу суставных поверхностей
  • по форме и по функции
• Гемиартроз — переходная форма от непрерывных к прерывным или обратно.

См. также

• Скелет
• Перелом кости
• Остеохондроз
• Остеопороз
• Остеогенная саркома ( злокачественная опухоль костной ткани)
• Остеома
• Остеопатия
• Остеомиелит
• Костехранилище в Седлеце
• — минеральная подкормка, получаемая из костей
• Костная мука
• Череп
• Хрящ
• Соединительная ткань

Литература

• // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб. , 1890—1907.
• Ю. И. Афанасьев, Н. А. Юрина, Е. Ф. Котовский. Гистология. — 5-е изд., перераб. и доп. — Москва: Медицина, 2002. — 744 с. — ISBN 5-225-04523-5 .

Примечания

Ссылки

• от 30 января 2009 на Wayback Machine