Структурная организация костной ткани

Процесс построения костей начинается в эмбриональном периоде. Из мезенхимы (мезенхимные клетки дифференцируются в остеобласты, которые вырабатывают органический костный матрикс и обеспечивают его минерализацию) организуются плоские кости черепа, ключицы, фаланги пальцев – прямой остеогенез, а большинство костей образуются путем замещения предварительно сформированной хрящевой модели – непрямой остеогенез.

Зрелая кость характеризуется неравномерным распределением клеток в межклеточном матриксе. Структурной единицей минеральной фазы кости, вероятно, является костная пластинка толщиной 3-5 ммк, содержащей обычно до 5 слоев минерализованных коллагеновых фибрилл. В каждом слое соседние микрофибриллы скреплены кристаллами апатита и ориентированы в одном направлении. Такая структура напоминает лист фанеры. Но толщина слоев в костной пластине неодинакова: с одной стороны, она составляет лишь несколько рядов фибрилл, а с противоположной плоскости, число таких рядов может достигать двадцати. Кроме того, изменение направленности волокон в соседних слоях происходит не параллельно поверхности, а под углом к ней, и эта ротация идет в одну сторону. Благодаря этому костные пластинки чаще всего не плоские, а имеют кривизну, напоминая отчасти, створку раковины моллюсков.

В компактной кости пластинки располагаются концентрически вокруг центрального канала, заполненного рыхлой соединительной тканью с проходящими здесь мелкими кровеносными сосудами (1-2), нервными волокнами, лимфатическими капиллярами. Такая структура получила название остеон. Центральный канал имеет форму цилиндра диаметром 0, 1-0, 5 мм и длиной до нескольких сантиметров. Канал остеона содержит остеогенные клетки-предшественники, покоящиеся остеобласты, остеокласты и макрофаги. Отростки остеоцитов достигают периваскулярное пространство, получая питательные вещества, кислород и отдавая продукты обмена. Каналы остеона анастамозируют между собой, имеют выходы в костномозговую полость и надкостницу, это обеспечивает сообщение остеонов с общим лимфо- и кровотоком. Каждый остеон окружен тонким слоем (1-2 мкм) основного вещества без волокон коллагена. Такая организация создает необходимую плотность укладки костных пластинок и обеспечивает им достаточное кровоснабжение и необходимую иннервацию.

Надкостница в основном состоит из плотной волокнистой соединительной ткани. Пучки коллагена надкостницы вплетаются в наружный слой костных пластинок. Внутренний слой надкостницы похож на рыхлую соединительную ткань. Здесь находятся покоящиеся остеобласты и преостеобласты, привлекаемые при регенерации костной ткани.

В губчатой кости костные пластинки не образуют остеон, а уложены стопками (пакетами), формируя трабекулы толщиной до 0, 2 мм. Большинство трабекул имеют форму уплощенной арки, не содержат кровеносных сосудов, их поверхность покрыта слоем покоящихся остеобластов. Остеоциты расположены в лакунах между костными пластинками. Их отростки проходят в канальцах, пронизывающих эти пластинки, достигают поверхности трабекул, из которых происходит питание клеток.

В губчатой кости, благодаря большей величине костной поверхности на единицу объема, лучшим условиям питания и ремоделирования, метаболизм осуществляется примерно в 10 раз интенсивнее.