Кость являє собою складну матерію, це складний анізотропний нерівномірний життєвий матеріал, що володіє пружними і в'язкими властивостями, а також хорошою адаптивної функцією. Всі чудові властивості кісток складають нерозривну єдність з їх функціями.
Функції кісток головним чином має дві сторони: одна з них - це утворення скелетної системи, використовуваної для підтримки тіла людини і збереження його нормальної форми, а також для захисту його внутрішніх органів. Скелет є частиною тіла, до якої кріпляться м'язи і яка забезпечує умови для їх скорочення і рухи тіла. Скелет сам по собі виконує адаптивну функцію шляхом послідовної зміни своєї форми і структури. Друга сторона функції кісток полягає в тому, щоб шляхом регулювання концентрації Ca2 +, H +, HPO4 + в електроліті крові підтримувати баланс мінеральних речовин в тілі людини, тобто функцію кровотворення, а також збереження і обміну кальцію і фосфору.
Форма і структура кісток є різними в залежності від виконуваних ними функцій. Різні частини однієї і тієї ж кістки внаслідок своїх функціональних відмінностей мають різну форму і структуру, наприклад, диафиз стегнової кістки і головка стегнової кістки. Тому повний опис властивостей, структури і функцій кісткового матеріалу є важливим і складним завданням.
Структура кісткової тканини
«Тканина» являє собою комбіноване утворення, що складається з особливих однорідних клітин і виконують певну функцію. У кісткових тканинах містяться три компонента: клітини, волокна і кістковий матрикс. Нижче представлені характеристики кожного з них:
Клітини: У кісткових тканинах існують три види клітин, це остеоцитів, остеобласти і остеокластів. Ці три види клітин взаємно перетворюються і взаємно поєднуються один з одним, поглинаючи старі кістки і породжуючи нові кістки.
Кісткові клітки знаходяться всередині кісткового матриксу, це основні клітини кісток в нормальному стані, вони мають форму сплющенного еліпсоїда. У кісткових тканинах вони забезпечують обмін речовин для підтримки нормального стану кісток, а в особливих умовах вони можуть перетворюватися в два інших виду клітин.
Остеобласти має форму куба або карликового стовпчика, вони представляють собою маленькі клітинні виступи, розташовані в досить правильному порядку і мають велике і кругле клітинне ядро. Вони розташовані в одному кінці тіла клітини, протоплазма має лужні властивості, вони можуть утворювати міжклітинний речовина з волокон і мукополісахаридних білків, а також з лужної цитоплазми. Це призводить до осадження солей кальцію в ідеї ігловідних кристалів, розташованих серед міжклітинної речовини, яка потім оточується клітинами остеобласта і поступово перетворюється в остеобласти.
Остеокластів є багатоядерні гігантські клітини, діаметр може досягати 30 - 100 μm, вони найчастіше розташовані на поверхні абсорбіруємой кісткової тканини. Їх цитоплазма має кислотний характер, всередині її міститься кислотна фосфотаза, здатна розчиняти кісткові неорганічні солі і органічні речовини, переносячи або викидаючи їх у інші місця, тим самим послаблюючи або прибираючи кісткові тканини в даному місці.
Кістковий матрикс також називається міжклітинних речовиною, він містить неорганічні солі і органічні речовини. Неорганічні солі також називаються неорганічними складовими частинами кісток, їх головним компонентом є кристали гідроксильного апатиту довжиною близько 20-40 nm і шириною близько 3-6 nm. Вони головним чином складаються з кальцію, фосфорнокислий радикалів і гідроксильних груп, що утворюють [Ca10 (PO4) (OH) 2], на поверхні яких знаходяться іони Na +, K +, Mg2 + і ін. Неорганічні солі складають прімерно65% від всього кісткового матриксу. Органічні речовини в основному представлені мукополісахаридних білками, утворюють колагенові волокна в кістки. Кристали гідроксильного апатиту розташовуються рядами уздовж осі колагенових волокон. Колагенові волокна розташовані неоднаково, залежно від неоднорідного характеру кістки. У переплітаються ретикулярних волокнах кісток колагенові волокна пов'язані разом, а в кістках інших типів вони зазвичай розташовані стрункими рядами. Гідроксильний апатит з'єднується разом з колагеновими волокнами, що надає кістки високу міцність на стиск.
Кісткові волокна в основному складається з коллагенового волокна, тому воно називається кістковим колагеновим волокном, пучки якого розташовані пошарово правильними рядами. Це волокно щільно пов'язане з неорганічними складовими частинами кістки, утворюючи доскообразний структуру, тому воно називається кісткової платівкою або ламеллярной кісткою. В одній і тій же кістковій пластинці велика частина волокон розташована паралельно один одному, а шари волокон в двох сусідніх пластинках переплітаються в одному напрямку, і кісткові клітки затиснуті між пластинками. Внаслідок того, що кісткові пластинки розташовані в різних напрямках, то кісткове речовина має досить високу міцність і пластичністю, воно здатне раціонально сприймати стиск з усіх напрямків.
У дорослих людей кісткова тканина майже вся представлена у вигляді ламеллярной кістки, і в залежності від форми розташування кісткових пластинок і їх просторової структури ця тканина підрозділяється на щільну кістку і губчасту кістку. Щільна кістка розташовується на поверхневому шарі ненормальною плоскою кістки і на діафіза довгої кістки. Її кісткове речовина щільне і міцне, а кісткові пластинки розташовані в досить правильному порядку і тісно пов'язані один з одним, залишаючи лише невеликий простір в деяких місцях для кровоносних судин і нервових каналів. Губчаста кістка розташовується в глибинної її частини, де перетинається безліч трабекул, утворюючи сітку у вигляді бджолиних сот з різною величиною отворів. Отвори сот заповнені кістковим мозком, кровоносними судинами і нервами, а розташування трабекул збігається з напрямком силових ліній, тому хоча кістка і пухка, але вона в змозі витримувати досить велике навантаження. Крім того, губчаста кістка має величезну поверхневу площу, тому вона також називається Костю, що має форму морської губки. Як приклад можна привести таз людини, середній обсяг якого становить 40 см3, а поверхню щільної кістки в середньому становить 80 см2, тоді як поверхнева площа губчастої кістки сягає 1600 см2.
Морфологія кістки
З точки зору морфології, розміри кісток неоднакові, їх можна поділити на довгі, короткі, плоскі кістки і кістки неправильної форми. Довгі кістки мають форму трубки, середня частина яких представляє собою диафиз, а обидва кінці - епіфіз. Епіфіз порівняно товстий, має суглобову поверхню, утворену разом з сусідніми кістками. Довгі кістки головним чином розташовуються на кінцівках. Короткі кістки мають майже кубічну форму, найчастіше знаходяться в частинах тіла, які відчувають досить значний тиск, і в той же час вони повинні бути рухливими, наприклад, це кістки зап'ястя рук і кістки передплесна ніг. Плоскі кістки мають форму пластинок, вони утворюють стінки кісткових порожнин і виконують захисну роль для органів, що знаходяться всередині цих порожнин, наприклад, як кістки черепа.
Кость складається з кісткової речовини, кісткового мозку та окістя, а також має розгалужену мережу кровоносних судин і нервів, як показано на малюнку. Довга стегнова кістка складається з діафіза і двох опуклих епіфізарних кінців. Поверхня кожного епіфізарного кінця покрита хрящем і утворює гладку суглобову поверхню. Коефіцієнт тертя в просторі між хрящами в місці з'єднання суглоба дуже малий, він може бути нижче 0.0026. Це найнижчий відомий показник сили тертя між твердими тілами, що дозволяє хряща і сусіднім кістковим тканинам створити високоефективний суглоб. Епіфізарних пластинка утворена з кальцинованого хряща, з'єднаного з хрящем. Діафіз являє собою порожню кістку, стінки якої утворені з щільної кістки, яка є досить товстою по всій її довжині і поступово тоншає до країв.
Кістковий мозок заповнює костномозговую порожнину і губчасту кістку. У плода і у дітей в костномозговой порожнини знаходиться червоний кістковий мозок, це важливий орган кровотворення в людському організмі. У зрілому віці мозок в костномозговой порожнини поступово заміщається жирами і утворюється жовтий кістковий мозок, який втрачає здатність до кровотворенню, але в кістковому мозку, як і раніше є червоний кістковий мозок, який виконує цю функцію.
Окістя є ущільнену сполучну тканину, тісно прилягає до поверхні кістки. Вона містить кровоносні судини і нерви, які виконують живильну функцію. Усередині окістя знаходиться велика кількість остеобластів, що володіє високою активністю, який в період зростання і розвитку людини здатний створювати кістка і поступово робити її товщі. Коли кістка пошкоджується, остеобласти, що знаходиться в стані спокою всередині окістя, починає активізуватися і перетворюється в кісткові клітки, що має важливе значення для регенерації та відновлення кістки.
мікроструктура кістки
Кісткове речовина в діафіза здебільшого являє собою щільну кістку, і лише біля кістковомозковою порожнини є невелика кількість губчастої кістки. Залежно від розташування кісткових пластинок, щільна кістка ділиться на три зони, як показано на малюнку: кільцеподібні пластинки, гаверсови (Haversion) кісткові пластинки і міжкісткові пластинки.
Кільцеподібні пластинки є пластинками, розташовані по колу на внутрішній і зовнішній стороні діафіза, і вони поділяються на зовнішні і внутрішні кільцеподібні пластинки. Зовнішні кільцеподібні пластинки мають від декількох до більш десятка шарів, вони розташовуються стрункими рядами на зовнішній стороні діафіза, їх поверхня покрита окістям. Дрібні кровоносні судини в окістя пронизують зовнішні кільцеподібні пластинки і проникають всередину кісткової речовини. Канали для кровоносних судин, що проходять через зовнішні кільцеподібні пластинки, називаються фолькмановскімі каналами (Volkmann's Canal). Внутрішні кільцеподібні пластинки розташовуються на поверхні кістковомозковою порожнини діафіза, вони мають невелику кількість шарів. Внутрішні кільцеподібні пластинки покриті внутрішньої окістям, і через ці платівки також проходять фолькмановскіе канали, що з'єднують дрібні кровоносні судини з судинами кісткового мозку. Кісткові пластинки, концентрично розташовані між внутрішніми і зовнішніми кільцеподібними пластинками, називаються гаверсових пластинками. Вони мають від декількох до більш десятка шарів, розташованих паралельно осі кістки. У гаверсових пластинках є один поздовжній маленький канал, званий гаверсових каналом, в якому знаходяться кровоносні судини, а також нерви і невелика кількість пухкої сполучної тканини. Гаверсови пластинки і гаверсови канали утворюють гаверсових систему. Внаслідок того, що в діафіза є велика кількість гаверсових систем, ці системи називаються остеонами (Osteon). Остеони мають циліндричну форму, їх поверхня покрита шаром цементіна, в якому міститься велика кількість неорганічних складових частин кістки, кісткового генового волокна і вкрай незначна кількість кісткового матриксу.
Міжкісткової пластинки є пластинками неправильної форми, розташовані між остеонами, в них немає гаверсових каналів і кровоносних судин, вони складаються із залишкових гаверсових пластинок.
внутрішньокісткового кровообіг
У кістки є система кровообігу, наприклад, на малюнку показу модель кровообігу в щільній довгої кістки. У діафіза є головна живить артерія і вени. В окісті нижній частині кістки є маленький отвір, через який всередину кістки проходить живить артерія. В кістковому мозку ця артерія розділяється на верхню і нижню гілки, кожна з яких в подальшому розходиться на безліч відгалужень, що утворюють на кінцевій ділянці капіляри, що живлять тканини мозку і забезпечують поживними речовинами щільну кістку.
Кровоносні судини в кінцевій частині епіфіза з'єднуються з живильної артерією, що входить в костномозговую порожнину епіфіза. Кров в судинах окістя надходить з неї назовні, середня частина епіфіза в основному забезпечується кров'ю з живильної артерії і лише невелика кількість крові надходить в епіфіз з судин окістя. Якщо живить артерія пошкоджується або перерізується при операції, то, можливо, що постачання кров'ю епіфіза буде замінюватися на харчування з окістя, оскільки ці кровоносні судини взаємно зв'язуються один з одним при розвитку плода.
Кровоносні судини в епіфізі проходять в нього з бічних частин епіфізарно пластинки, розвиваючись, перетворюються в епіфізарні артерії, що постачають кров'ю мозок епіфіза. Є також велика кількість відгалужень, що постачають кров'ю хрящі навколо епіфіза і його бічні частини.
Верхня частина кістки є суглобовий хрящ, під яким знаходиться епіфізарних артерія, а ще нижче ростової хрящ, після чого є три види кістки: внутрішньохрящової кістка, кісткові пластинки і окістя. Напрямок кровотоку в цих трьох видах кістки неоднаково: у внутрішньохрящової кістки рух крові відбувається вгору і назовні, в середній частині діафіза судини мають поперечний напрям, а в нижній частині діафіза судини спрямовані вниз і назовні. Тому кровоносні судини у всій щільної кістки розташовані в формі парасольки і розходяться променеподібно.
Оскільки кровоносні судини в кістки дуже тонкі, і їх неможливо спостерігати безпосередньо, тому вивчення динаміки кровотоку в них досить важко. В даний час за допомогою радіоізотопів, впроваджуваних в кровоносні судини кістки, судячи з кількості їх залишків і кількості виділяється ними тепла в порівнянні з пропорцією кровотоку, можна виміряти розподіл температур в кістки, щоб визначити стан кровообігу.
В процесі лікування дегенеративно-дистрофічних захворювань суглобів безопераційним методом в голівці стегнової кістки створюється внутрішня електрохімічна середовище, яке сприяє відновленню порушеної мікроциркуляції і активному видаленню продуктів обміну зруйнованих захворюванням тканин, стимулює поділ і диференціацію кісткових клітин, поступово заміщають дефект кістки.
Первинний прийом лікаря
2 400 руб
Записатися на прийом по телефону
