- Костная ткань – разновидность соединительной ткани
- Клетки костной ткани
o Остеоциты – зрелые клетки (не способны к делению)
o Остеобласты — молодые остеобразующие клетки костей, которые синтезируют межклеточное вещество — матрикс. По мере накопления межклеточного вещества остеобласты замуровываются в нём и становятся остеоцитами (располагаются в надкостнице; функция – деление, рост и регенерация костной ткани)
o Остеокласты – специальные макрофаги костной ткани (функция — уничтожение клеток и межклетников кости по мере их старения и отмирания – «пожиратели кости»)
- Межклеточное вещество (матрикс) — твёрдое:
o Основное вещество – желеобразная масса из воды, белков, гликопротеидов (мукополисахаридов)
o Оссеиновые волокна – тонкие нити (фибриллы), образованные из волокнистого прочного белка – коллагена (покрыты кристаллами солей гидрооксиапатита, сульфата, карбоната кальция и магния)
- Из межклеточного вещества образуются костные пластинки (клетки костной ткани лежат между пластинками)
o Костные пластинки образуют системы цилиндров, увеличивающегося диаметра вокруг каналов в костном веществе, где располагаются питающие кровеносные сосуды и нервы — Гаверсовы каналы, образуя – структурно-функциональные единицы компактного костного вещества – остеоны
Остеон – система цилиндров, увеличивающегося диаметра, образованных из костных пластинок, с каналом внутри
o отдельные пластинки лежат между остеонами и тянутся вдоль кости
o Гаверсовы каналы с сосудами и нервами густо разветвляются внутри костей
o Остеоны располагаются упорядочено в соответствии с нагрузкой
- Из костной ткани образуется костное вещество
Костное вещество
- Компактное (плотное) костное вещество
o Костные пластинки плотно прилежат друг к другу, образуя сплошной слой
o Костные пластины образуют перекладины, расположенные рыхло (между ними находится пространство, заполненное красным костным мозгом) – пористая структура, напоминающая губку
o Пластинки губчатого и компактного вещества ориентированы в направлении, противостоящем нагрузке, растяжению и сжатию, часто пересекаются под углом 900 (возникает жёсткая и прочная конструкция, в которой нагрузка равномерно распределяется на всю кость)
o При увеличении нагрузки на кости количество пластин губчатого вещества увеличивается за счёт костеобразующей функции надкостницы, а при изменении направления нагрузки на кость пластины переориентируются
o Губчатое костное вещество не имеет Гаверсовых каналов
o Составляет большую часть костного вещества – полностью заполняет все губчатые, плоские, и воздухоносные кости, а также концы (эпифизы) длинных (трубчатых) костей под тонким слоем компактного вещества
o В раннем детском возрасте практически все кости скелета состоят только из губчатого вещества и заполнены красным костным мозгом, который с течением времени перерождается в жировой жёлтый костный мозг в диафизах длинных костей
- Функции губчатого вещества – увеличение лёгкости и прочности костей скелета; вместилище красного костного мозга (кроветворного органа)
- Скелет имеет массу 5 — 6 кг, составляет у мужчин 10%, а у женщин 8,5% общей массы тела
- Бедро выдерживает вертикально груз 1500 кг., большая берцовая кость – 1650 кг., плечевая кость — 850 кг.
- Наружный слой всех костей состоит из компактного вещества и покрыт костеобразующей надкостницей
Химический состав костной ткани (неорганические и органические вещества)
- Неорганические вещества (минеральные) -70% сухой массы
o минеральные соли – гидрооксиапатиты (фосфаты), сульфаты и карбонаты кальция, магния — 22%
ü в скелете взрослого человека содержится 1200 г Са,530 г Р, 11 Мg и 30 других химических элементов
Значение неорганических веществ — придают костям физические свойства – твёрдость и хрупкость
o выясняется в опыте с удалением из кости органических веществ путём обжигания (прокаливания)
o кость твёрже кирпича в 30 раз, гранита – в 2,5 раза, прочна как чугун
- Органические вещества — 30% сухой массы
o Белки (коллаген, оссеин) – 14%
o Мукополисахариды (сложный биополимер, состоящий из белков и углеводов)
Значение органических веществ – придают костям физические свойства: упругость, эластичность
o Выясняется в эксперименте по удалению из кости минеральных солей путём замачивания её на 2 -3 дня в НСl (слабый раствор 2 -5%); после декальцинирования кость можно завязать узлом
- Сочетание в костях органических и минеральных веществ делают её одновременно твёрдой, упругой и очень прочной (сравнима с прочностью металла)
Удивительное творение — живая клетка. Не менее удивительно и другое: сотня триллионов клеток жертвует своей свободой и образует огромное сообщество, своего рода «клеточное государство», именуемое человеческим телом. Почему же они это делают? Какому закону природы подчиняются?
Мы лучше осведомлены о законах, по которым живет это сообщество. Например, клетки придерживаются принципа разделения труда. Он проявляется еще на той стадии, когда эмбрион представляет собой бесформенный комок. Уже в это время его клетки специализируются — они начинают выполнять разные задачи, объединяясь ради этого в колонии.
Ученые называют этот процесс формированием зародышевых листков. Позднее из них развиваются ткани тела — так именуют системы клеток, имеющих общее строение или происхождение, которые выполняют в организме одинаковые задачи. Уподобим клетки отдельным кирпичикам, а тело человека — построенному из них зданию.
Тогда ткани можно сравнить с его частями: стенами, крышей, полом.
Клеточные сообщества одного происхождения и строения, которые выполняют одинаковые задачи, называются тканями.
Тело человека построено из четырех типов тканей: соединительной, эпителиальной, мышечной и нервной. Здесь показано, как выглядят под микроскопом тончайшие окрашенные срезы тканей.
Соединительная ткань
Как явствует из ее названия, соединяет клетки тела.
Поразительны способности клеток этой ткани. Некоторые из них образуют жесткие или эластичные волокна, с помощью которых они соединяются с другими клетками. Длина волокон достигает подчас 1 см. Иногда волокна этой ткани образуют толстые жилы — сухожилия.
Хрящевая ткань
У всех клеток соединительной ткани их волокнистые отростки погружены в студенистую массу — межклеточное вещество, порой очень плотное.
Вязкую соединительную ткань называют хрящом. Он выполняет в суставе роль амортизатора. В других частях тела в межклеточное вещество вкраплены соли кальция. Они придают соединительной ткани прочность, и она становится твердой, как камень. Такую ткань называют костной. Из нее образованы кости. Они служат опорой нашему телу и защищают самые чувствительные его части — головной и спинной мозг, глаза или, образуя грудную клетку, сердце и легкие.
Эпителиальная ткань
Защищает наружные и внутренние поверхности тела.
Снаружи тело покрыто кожей. На некоторых участках эпителиальные клетки превращаются в роговые чешуйки. Эти участки, например подошвы и ладони, более всего подвержены механическим нагрузкам. Эпителиальная ткань выстилает и некоторые полости тела: носа и его пазух, среднего уха, рта, гортани, трахеи, бронхов и легочных пузырьков, пищевода и желудочно-кишечного тракта, почечной лоханки, мочеточника, мочевого пузыря и мочеиспускательного канала, а у женщин еще влагалища, матки и маточных труб.
Все полые органы изнутри покрыты эпителиальной тканью. Ею же выстланы замкнутые полости: голова, грудь и живот. Эпителий обволакивает тончайшим слоем клеток и органы, лежащие в этих полостях, и не позволяет, например, подвижным органам, легким или кишкам, срастись с грудной полостью или полостью живота.
Эпителиальная ткань образует внутреннюю оболочку кровеносных сосудов и сердца.
Капилляры — тончайшие кровеносные сосуды состоят лишь из одного слоя плоских клеток эпителия. Сквозь стенки капилляров происходит обмен веществ между кровью и тканевой жидкостью.
Клетки живут в тканевой жидкости, словно в питательном растворе. Кровь снабжает эту жидкость питательными веществами и одновременно очищает ее от шлаков, которые накапливать в клетках при обмене веществ.
Особые задачи у железистых клеток. Так называют эпителиальные клетки, которые вырабатывают и выделяют особое вещество — секрет, или телесный сок.
Железистые клетки эпителиальной ткани носа, рта, пищевода и желудочно-кишечного тракта называются слизистыми, а части тела, где они находятся, — слизистыми оболочками.
Другие железистые клетки образуют железы внешней секреции. К ним относятся потовые, сальные, слезные, слюнные железы, печень, поджелудочная железа, а также особые мужские железы — семенники и предстательная железа. Секреты, вырабатываемые этими железами, — пот, кожное сало, слезы, слюна, желчь, желудочный сок и семенная жидкость по выходным каналам выносятся на поверхность кожи человека или его слизистых оболочек.
Нервная ткань
состоит из длинных клеток, способных сокращаться.
Клетки нервной ткани своей формой бывают похожи а звездочки с многочисленными ветвистыми лучами, на треугольники с тремя главными отростками или на веретено. А порой они принимают совсем неправильные очертания.
Общее у всех нервных клеток одно: они вырабатывают или проводят электрический ток.
Костная ткань, образующая кости скелета, отличается большой прочностью. Она поддерживает форму тела (конституцию) и защищает органы, расположенные в черепной коробке, грудной и тазовой полостях, участвует в минеральном обмене. Ткань состоит из клеток (остеоцитов) и межклеточного вещества, в котором расположены питательные каналы с сосудами. В межклеточном веществе содержится до 70% минеральных солей (кальций, фосфор и магний).
В своем развитии костная ткань проходит волокнистую и пластинчатую стадии.
На различных участках кости она организуется в виде компактного или губчатого костного вещества.
Губчатая костная ткань
Хрящевая ткань состоит из клеток (хондроцитов) и межклеточного вещества (хрящевого матрикса), характеризующегося повышенной упругостью.
Она выполняет опорную функцию, так как образует основную массу хрящей.
Различают три разновидности хрящевой ткани: гиалиновую, входящую в состав хрящей трахеи, бронхов, концов ребер, суставных поверхностей костей; эластическую, образующую ушную раковину и надгортанник; волокнистую, располагающуюся в межпозвоночных дисках и соединениях лобковых костей.
Хрящевая ткань
Жировая ткань похожа на рыхлую соединительную ткань.
Клетки крупные, наполнены жиром. Жировая ткань выполняет питательную, формообразующую и терморегулирующую функции.
Жировая ткань подразеляется на два типа: белую и бурую. У человека преобладает белая жировая ткань, часть ее окружает органы, сохраняя их положение в теле человека и другие функции.
Количество бурой жировой ткани у человека невелико (она имеется главным образом у новорожденного ребенка). Главная функция бурой жировой ткани — теплопродукция.
Бурая жировая ткань поддерживает температуру тела животных во время спячки и температуру новорожденных детей.
Жировая ткань
Мышечные клетки называют мышечными волокнами, потому что они постоянно вытянуты в одном направлении.
Классификация мышечных тканей проводится на основании строения ткани (гистологически): по наличию или отсутствию поперечной исчерченности, и на основании механизма сокращения — произвольного (как в скелетной мышце) или непроизвольного (гладкая или сердечная мышцы).
Мышечная ткань обладает возбудимостью и способностью к активному сокращению под влиянием нервной системы и некоторых веществ.
Микроскопические различия позволяют выделить два типа этой ткани — гладкую (неисчерченную) и поперечнополосатую (исчерченную).
Гладкая мышечная ткань имеет клеточное строение. Она образует мышечные оболочки стенок внутренних органов (кишечника, матки, мочевого пузыря и др.), кровеносных и лимфатических сосудов; сокращение ее происходит непроизвольно.
Гладкая мышечная ткань под микроскопом
Поперечнополосатая мышечная ткань состоит из мышечных волокон, каждое из которых представлено многими тысячами клеток, слившимися, кроме их ядер, в одну структуру.
Она образует скелетные мышцы. Их мы можем сокращать по своему желанию.
Скелетная мышечная ткань под микроскопом
Разновидностью поперечнополосатой мышечной ткани является сердечная мышца, обладающая уникальными способностями.
Сердечная мышечная ткань под микроскопом
В течение жизни (около 70 лет) сердечная мышца сокращается более 2,5 млн. раз. Ни одна другая ткань не обладает таким потенциалом прочности. Сердечная мышечная ткань имеет поперечную исчерченность. Однако в отличие от скелетной мышцы здесь есть специальные участки, где мышечные волокна смыкаются. Благодаря такому строению сокращение одного волокна бысто передается соседним.
Это обеспечивает одновременность сокращения больших участков сердечной мышцы.
Нервная ткань состоит из двух разновидностей клеток: нервных (нейронов) и глиальных.
Глиальные клетки вплотную прилегают к нейрону, выполняя опорную, питательную, секреторную и защитную функции.
Виды нервной ткани
Нейрон — основная структурная и функциональная единица нервной ткани.
Главная его особенность — способность генерировать нервные импульсы и передавать возбуждение другим нейронам или мышечным и железистым клеткам рабочих органов. Нейроны могут состоять из тела и отростков. Нервные клетки предназначены для проведения нервных импульсов. Получив информацию на одном участке поверхности, нейрон очень быстро передает ее на другой участок своей поверхности. Так как отростки нейрона очень длинные, то информация передается на большие расстояния.
Большинство нейронов имеют отростки двух видов: короткие, толстые, ветвящиеся вблизи тела — дендриты и длинные (до 1.5 м), тонкие и ветвящиеся только на самом конце — аксоны.
Аксоны образуют нервные волокна.
Нервный импульс — это электрическая волна, бегущая с большой скоростью по нервному волокну.
В зависимости от выполняемых функций и особенностей строения все нервные клетки подразделяются на три типа: чувствительные, двигательные (исполнительные) и вставочные. Двигательные волокна, идущие в составе нервов, передают сигналы мышцам и железам, чувствительные волокна передают информацию о состоянии органов в центральную нервную систему.
Лимфоидные органы
Кроветворение
Перикард
Лимфатические узлы брюшной полости, головы, грудной стенки, таза у скота
Макроэнергетические соединения
Метод газоразрядной визуализации
Методология диагностирования с помощью ЭМП
Механизм регуляции в организмах
Механические ткани
Митотическое деление клетки
Почти все из представленных здесь изображений сделаны с помощью сканирующего электронного микроскопа (СЭМ).
Испускаемый таким прибором пучок электронов взаимодействует с атомами нужного объекта, результатом чего становятся 3D-изображения высочайшей разрешающей способности. Увеличение в 250000 раз позволяет разглядеть детали размером 1-5 нанометров (то есть миллиардных долей метра).
Первое СЭМ-изображение получил в 1935 году Макс Кнолль, а уже в 1965 году Кембриджская инструментальная компания предложила фирме «Дюпон» свой «Стереоскан».
Сейчас такие устройства широко применяются в научно-исследовательских центрах.
Рассматривая предлагаемые ниже снимки, вы совершите путешествие по своему телу, начиная с головы и заканчивая кишечником и органами таза. Вы увидите, как выглядят нормальные клетки и что происходит с ними, когда их поражает рак, а также получите наглядное представление о том, как, скажем, происходит первая встреча яйцеклетки и сперматозоида.
Здесь изображена, можно сказать, основа вашей крови — красные кровяные тельца (RBC).
На этих симпатичных двояковогнутых клетках лежит ответственная задача разносить по всему телу кислород. Обычно в одном кубическом миллиметре крови таких клеток 4-5 миллионов у женщин и 5-6 миллионов у мужчин. У людей, живущих на высокогорье, где ощущается недостаток кислорода, красных телец еще больше.
Чтобы избежать такого невидимого для обычного глаза расщепления волос, надо регулярно стричься и пользоваться хорошими шампунями и кондиционерами.
Из 100 миллиардов нейронов вашего мозга клетки Пуркинье одни из самых крупных.
Помимо прочего, они отвечают в коре мозжечка за двигательную координацию. На них губительно действуют как отравление алкоголем или литием, так и аутоиммунные заболевания, генетические отклонения (включая аутизм), а также нейродегенеративные болезни (Альцгеймера, Паркинсона, рассеянный склероз и т.
Вот как выглядят стереоцилии, то есть чувствительные элементы вестибулярного аппарата внутри вашего уха. Улавливая звуковые колебания, они контролируют ответные механические движения и действия.
Здесь изображены кровеносные сосуды сетчатки глаза, выходящие из окрашенного в черный цвет диска зрительного нерва.
Этот диск представляет собой «слепое пятно», так как на этом участке сетчатки нет световых рецепторов.
На языке у человека находится около 10000 вкусовых рецепторов, которые помогают определить на вкус соленое, кислое, горькое, сладкое и острое.
Чтобы на зубах не было таких похожих на необмолоченные колоски наслоений, желательно чистить зубы почаще.
Вспомните, как красиво выглядели здоровые красные кровяные тельца.
А теперь посмотрите, какими они становятся в паутине смертельно опасного кровяного тромба. В самом центре находится белое кровяное тельце (лейкоцит).
Перед вами вид вашего легкого изнутри.
Пустые полости — это альвеолы, где и происходит обмен кислорода на углекислый газ.
А теперь взгляните, как отличаются деформированные раком легкие от здоровых на предыдущем снимке.
Ворсинки тонкой кишки увеличивают ее площадь, что способствует лучшему усвоению пищи.
Это выросты неправильной цилиндрической формы высотой до 1,2 миллиметра. Основу ворсинки составляет рыхлая соединительная ткань. В центре, подобно стержню, проходит широкий лимфатический капилляр, или млечный синус, а по сторонам от него располагаются кровеносные сосуды и капилляры.
По млечному синусу в лимфу, а затем в кровь попадают жиры, а по кровеносным капиллярам ворсинок поступают в кровоток белки и углеводы. При внимательном рассмотрении можно заметить в бороздках пищевые остатки.
Здесь вы видите человеческую яйцеклетку.
Яйцеклетка покрыта гликопротеиновой оболочкой (zona pellicuda), которая не только защищает ее, но и помогает захватить и удержать сперматозоид. К оболочке прикреплены две корональные клетки.
На снимке схвачен момент, когда несколько сперматозоидов стараются оплодотворить яйцеклетку.
Это похоже на войну миров, на самом же деле перед вами яйцеклетка через 5 дней после оплодотворения.
Некоторые сперматозоиды все еще удерживаются на ее поверхности. Изображение сделано с помощью конфокального (софокусного) микроскопа. Яйцеклетка и ядра сперматозоидов окрашены в пурпурный цвет, тогда как жгутики сперматозоидов — в зеленый. Голубые участки — это нексусы, межклеточные щелевые контакты, осуществляющие связь между клетками.
Вы присутствуете при начале нового жизненного цикла.
Шестидневный эмбрион человека имплантируется в эндометрий, слизистую оболочку полости матки. Пожелаем ему удачи!
Via 15 Beautiful Microscopic Images from Inside the Human Body
ХРЯЩ, ПЛОТНАЯ СОЕДИНИТЕЛЬНАЯ ТКАНЬ РЫХЛАЯ СОЕДИНИТЕЛЬНАЯ ТКАНЬ КРОВЬ
| Поместите стрелку мыши на фотографию и Вы сможете увидеть ее без обозначений (при медленной загрузке — не убирайте стрелку мыши с картинки до тех пор пока не появится картинка без обозначений) |
|
| ПЛАСТИНЧАТАЯ (ЗРЕЛАЯ) КОСТЬ окраска тионином и пикриновой кислотой 1 — остеон |  |
| ПЛАСТИНЧАТАЯ (ЗРЕЛАЯ) КОСТЬ окраска тионином и пикриновой кислотой 1 — остеон (для демонстрации два остеона |  |
| ПЛАСТИНЧАТАЯ (ЗРЕЛАЯ) КОСТЬ окраска тионином и пикриновой кислотой 1 — остеон |  |
| ПЛАСТИНЧАТАЯ (ЗРЕЛАЯ) КОСТЬ окраска тионином и пикриновой кислотой 1 — остеон |  |
| ГРУБОВОЛОКИНСТАЯ (НЕЗРЕЛАЯ) КОСТЬ окраска гематоксилин-эозином 1 — межклеточное вещество кости |  |
| ГРУБОВОЛОКИНСТАЯ (НЕЗРЕЛАЯ) КОСТЬ окраска гематоксилин-эозином 1 — межклеточное вещество кости |  |
| ОСТЕОЦИТЫ окраска гематоксилином |
 |
ХРЯЩ, ПЛОТНАЯ СОЕДИНИТЕЛЬНАЯ ТКАНЬ РЫХЛАЯ СОЕДИНИТЕЛЬНАЯ ТКАНЬ КРОВЬ
1.Минеральные соли— хлорид натрия, хлорид калия и др.
играют важную роль в распределении воды между клетками и
межклеточным веществом. Отдельные химические элементы:
кислород, водород, азот, сера, железо, магний, цинк, йод,
фосфор участвуют в создании жизненно важных органических
1) Универсальный растворитель
2) Транспортировка: вода обеспечивает транспорт (передвижение) веществ в организме.
3) Терморегуляторная- предохраняет организм от перегрева и переохлаждения.
4) Необходима для гидролиза и окисления белков, углеводов, жиров (высокомолекулярных органических соединений).
5) Функции воды во многом определяются химической природой (дипольный характер строения молекул, полярность молекул и способность образовать водородные связи).
Значение воды в организме очень велико.
Вода необходима для растворения большинства химических соединений, находящихся в организме. Переработка различных питательных веществ и выделение продуктов распада возможны только при достаточном количестве воды. Вода составляет около 65% массы в организме. Значительное количество воды человек выделяет вместе с мочой, потом, а так же в виде водяных паров , содержащихся в выдыхаемом воздухе.
Эти потери должны пополняться ежедневным введением в организм 1-2 литров воды. Однако это количество зависит от выполняемой человеком работы и температуры окружающего воздуха. Например летом, когда потовыделение усилиться, организму нужно больше воды чем зимой, когда выделение пота уменьшается.
Вода— преобладающий компонент всех живых организмов.
Источниками в организме человека водыиминеральных солей в основном являются пища и напитки.
2.Ткань— это группа клеток и межклеточное вещество,
объединенные общим строением, функцией и происхождением.
теле человека различают четыре основных типа тканей:
эпителиальную(покровную), соединительную, мышечную и нервную,
Эта ткань образована мышечными волокнами.
В их цитоплазме находятся тончайшие нити, способные к сокращению. Выделяют гладкую и поперечнополосатую мышечную ткань. Поперечнополосатой ткань называется потому, что её волокна имеют поперечную исчерченность, представляющую собой чередование светлых и темных участков-полосок.
Гладкая мышечная ткань входит в состав стенок внутренних органов (желудок, кишки, мочевой пузырь, кровеносные сосуды).
Поперечнополосатая мышечная ткань подразделяется на скелетную и сердечную.
Скелетная мышечная ткань состоит из волокон вытянутой формы, достигающих в длину 10-12см.
Сердечная мышечная ткань, так же как и скелетная, имеет поперечную исчерченность. Однако в отличие от скелетной мышцы здесь есть специальные участки, где мышечные волокна смыкаются. Благодаря такому строению сокращение одного волокна быстро передается соседним.
Это обеспечивает одновременность сокращения больших участков сердечной мышцы.
Дата публикования: 2015-01-24; Прочитано: 463 | Нарушение авторского права страницы
studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2018 год.(0.001 с)…
источник
Лабораторная работа «Микроскопическое строение кости» знакома каждому школьнику. Все помнят, что именно благодаря особенностям клеточного строения организм обладает слаженной системой органов, обеспечивающих передвижение тела в пространстве.
Система органов движения состоит из костей, мышц и соединяющих их связок. Это слаженный механизм, благодаря которому тело имеет форму, его внутренние органы значительно защищены от механических повреждений, отдельные части и весь организм может передвигаться в пространстве. Насколько важна эта функция? Движение — это жизнь. Оно является одним из признаков живых организмом наряду с дыханием, ростом и воспроизведением себе подобных. Многие организмы ведут прикрепленный образ жизни. Например, растения. Но и для них характерны ростовые движения по направлению к солнцу.
Для организма человека эту важную функцию обеспечивает строение костей скелета.
Микроскопическое строение кости представлено ее клетками. Они называются остеоцитами. Они имеют веретенообразную или звездчатую форму, крупное округлое ядро. В переводе название этих клеток означает «кость».
В цитоплазме остеоцитов мало постоянных клеточных структур, которые называются органеллами. Если рассмотреть их под микроскопом, можно различить отдельные митохондрии и элементы эндоплазматического ретикулума.
Клетки костной ткани имеют важную отличительную особенность. Она заключается в том, что во взрослом сформировавшемся организме остеоциты утрачивают способность к делению и начинается процесс их изнашивания и старения.
Строение и состав костей человека обусловлены структурой костной ткани. Она состоит из отдельных пластинок, образованных остеоцитами, и межклеточного вещества. Костная ткань является разновидностью соединительной. Ее характерной особенностью является большое количество межклеточного вещества, в которое погружены отдельные клетки.
Так же устроена и костная ткань. Ее межклеточное вещество образовано минералами и коллагеновыми волокнами, которые представляют собой структуры белковой природы.
Рассмотрим данную разновидность ткани под большим увеличением. Визуально микроскопическое строение кости напоминает сеть. Такая структура образуется благодаря многочисленным тонким выростам остеоцитов, которыми они соединяются между собой. Подобная сеть придает костям прочность. Благодаря наличию коллагеновых волокон, в состав которых входят сократительные белки, кости способны к сжатию и растяжению.
Микроскопическое строение кости рисунок ниже очень хорошо иллюстрирует.
25 % от общего состава веществ занимает вода. Такое же процентное содержание приходится на долю органических веществ. В основном это эластичный белок коллаген, имеющий волокнистую структуру. Он придает костям такое свойство, как упругость. Например, строение трубчатой кости позволяет ей выдерживать нагрузку в 1,5 тонны. Минеральные вещества представлены в основном солями фосфора и кальция. Их функция заключается в обеспечении твердости и прочности костей. Особенно важно потребление этих микроэлементов во время формирования скелета ребенка. Кальцием богаты молочные продукты, бобовые растения, капуста, помидоры, щавель и земляника. Фосфор находится в продуктах животного происхождения: мясе, яйцах и рыбе.
Микроскопическое строение кости имеет свои особенности. Но какие вещества важнее для развития этой ткани? Чтобы понять это, можно провести опыт.
Кость кладут в водный раствор соляной кислоты. В результате все минеральные вещества растворяются. Кость становится настолько гибкой, что ее можно легко завязать в узелок. Но тогда бы наше тело не имело основы и опоры.
Если прокалить кость на очень медленном огне, постепенно окислятся все органические вещества. В результате такая ткань может просто раскрошиться.
Вывод один: каждая группа веществ придает костям определенные свойства, делая эту ткань уникальной и незаменимой для организма человека.
В зависимости от формы различают несколько групп костей. Длинные, которые также называют трубчатыми, внутри образуют полость. Она заполнена особым веществом — желтым костным мозгом. Оно богато жировой тканью, питает кости, а также играет важную роль в процессах обмена веществ. Такие кости, благодаря особенностям строения, сочетают в себе прочность и легкость. Их примерами являются бедренная — самая длинная кость организма человека, плечевая, лучевая и другие. Стенки таких костей образованы компактным веществом. Его структурной единицей является остеон, состоящий из специализированных костных пластинок. Головки длинных костей состоят из губчатого вещества, между частицами которого находится красный костный мозг — одна из кроветворных структур организма.
Короткими костями являются позвонки, запястья, плюсна. А примеры широких — лопатка и кости таза. Они образованы преимущественно губчатым веществом.
Независимо от структуры, каждая кость сверху покрыта слоем соединительной ткани — надкостницей.
Строение трубчатой кости обусловливает ее звание самой прочной и длинной. А вот самой короткой является слуховая косточка — стремя. Ее длина не превышает 3,5 мм. Самая прочная кость — челюстная.
Удивляют кости и своим количеством. Представьте: нога человека состоит из 52 костей. Это практически четвертая часть от их общего количества. Интересным фактом является и то, что с возрастом количество костей сокращается. Так, у новорожденного ребенка их около 300, а у взрослого эта цифра едва достигает 206. Это объясняется тем, что с течением времени некоторые кости, например черепа, срастаются между собой.
Человек рождается на свет со скелетом, в строении которого преобладает хрящевая ткань. Ее превращение в костную продолжается в среднем до 20-24 лет. Дальше процессы их роста останавливаются. Поэтому заниматься многими видами спорта врачи советуют в раннем возрасте, когда скелет еще достаточно эластичен. Микроскопическое строение кости позволяет сделать выводы, за счет каких элементов осуществляется их рост. Внутренний слой надкостницы обеспечивает увеличение в толщину. А рост в длину происходит за счет деления клеток хрящевой ткани, расположенных на концах костей.
Каждая часть скелета человека выполняет свои функциональные обязанности. Поэтому и соединяются кости по-разному. Неподвижное соединение называется швом. Оно представляет собой структуру, в которой выступы одной кости входят в углубления другой. Так соединяются кости скелета головы. На первый взгляд может даже показаться, что череп состоит из одной сплошной кости. Настолько идеально это соединение. Да и существует оно не случайно, а в связи с функциональной необходимостью. Череп защищает головной мозг от механических воздействий во время несчастных случаев. И лишь одна его кость соединяется подвижно. Это нижняя челюсть.
Подвижное соединение костей называется суставом. Именно благодаря этим соединениям и происходит движение организма и его отдельных частей. В чем заключаются особенности строения костей сустава? В частности, в том, что одна головка входит в углубление другой. В местах соприкосновения они покрыты гиалиновым хрящом с гладкой поверхностью. Такое строение способствует уменьшению трения во время движения.
Дополнительной защитой от растяжения является суставная сумка, которая окружает его снаружи. Внутри нее находится специальная жидкость, которая также уменьшает трение. К суставной сумке крепятся мышцы и связки, которые и приводят непосредственно его в движение.
Подвижные соединения костей отличаются важной характерной особенностью. Это количество осей движения. Например, коленный сустав является двухосевым, а тазобедренный позволяет делать движения сразу в трех направлениях.
Совсем другое строение имеет позвоночник человека. Его отдельные кости соединены хрящевыми прослойками. Это и есть полуподвижное соединение костей. Хрящевые прослойки способны к сжатию и растяжению. Они обеспечивают подвижность этой части скелета только в определенных пределах. Однако такое строения обеспечивает эффект амортизатора, смягчая толчки во время резких прыжков и движений.
Скелет как основа опорно-двигательной системы состоит из нескольких частей. Скелет головы, или череп, условно разделяют на два отдела: мозговой и лицевой. Первый у человека имеет преобладающие размеры, что связано с развитием головного мозга — центрального отдела нервной системы. Скелет туловища объединяет позвоночник и грудную клетку, надежно защищающую внутренние органы грудной полости. Количество позвонков в организме человека равно 33-34. Это 7 шейных, 12 грудных, 5 поясничных, 5 сросшихся между собой крестцовых, 4-5 копчиковых. Первые два из них — атлант и эпистрофей — соединяются при помощи зубовидного отростка, благодаря чему голова способна двигаться. Кстати, количество шейных позвонков у всех представителей класса млекопитающие одинаково и равно семи. Такое количество имеет и слон, и полевая мышь. Различие только лишь в размерах.
Скелет плечевого и тазового пояса представлен ключицами и лопатками сверху и сросшимися тазовыми костями снизу. К ним крепятся свободные конечности: плечо, предплечье, кисть, образующие свободные верхние конечности, а также бедро, голень и стопа — нижние соответственно.
Таким образом, выполняемые функции обусловлены строением элементов опорно-двигательного аппарата: от микроскопического до тканевого и уровня органов тела человека.
источник
· Костная ткань – разновидность соединительной ткани
o Остеоциты – зрелые клетки (не способны к делению)
o Остеобласты — молодые остеобразующие клетки костей, которые синтезируют межклеточное вещество — матрикс. По мере накопления межклеточного вещества остеобласты замуровываются в нём и становятся остеоцитами (располагаются в надкостнице; функция – деление, рост и регенерация костной ткани)
o Остеокласты – специальные макрофаги костной ткани (функция — уничтожение клеток и межклетников кости по мере их старения и отмирания – «пожиратели кости»)
· Межклеточное вещество (матрикс) — твёрдое:
o Основное вещество – желеобразная масса из воды, белков, гликопротеидов (мукополисахаридов)
o Оссеиновые волокна – тонкие нити (фибриллы), образованные из волокнистого прочного белка – коллагена (покрыты кристаллами солей гидрооксиапатита, сульфата, карбоната кальция и магния)
· Из межклеточного вещества образуются костные пластинки (клетки костной ткани лежат между пластинками)
o Костные пластинки образуют системы цилиндров, увеличивающегося диаметра вокруг каналов в костном веществе, где располагаются питающие кровеносные сосуды и нервы — Гаверсовы каналы, образуя – структурно-функциональные единицы компактного костного вещества – остеоны
Остеон – система цилиндров, увеличивающегося диаметра, образованных из костных пластинок, с каналом внутри
o отдельные пластинки лежат между остеонами и тянутся вдоль кости
o Гаверсовы каналы с сосудами и нервами густо разветвляются внутри костей
o Остеоны располагаются упорядочено в соответствии с нагрузкой
· Из костной ткани образуется костное вещество
Костное вещество
· Компактное (плотное) костное вещество
o Костные пластинки плотно прилежат друг к другу, образуя сплошной слой
· Губчатое костное вещество
o Костные пластины образуют перекладины, расположенные рыхло (между ними находится пространство, заполненное красным костным мозгом) – пористая структура, напоминающая губку
o Пластинки губчатого и компактного вещества ориентированы в направлении, противостоящем нагрузке, растяжению и сжатию, часто пересекаются под углом 90 0 (возникает жёсткая и прочная конструкция, в которой нагрузка равномерно распределяется на всю кость)
o При увеличении нагрузки на кости количество пластин губчатого вещества увеличивается за счёт костеобразующей функции надкостницы, а при изменении направления нагрузки на кость пластины переориентируются
o Губчатое костное вещество не имеет Гаверсовых каналов
o Составляет большую часть костного вещества – полностью заполняет все губчатые, плоские, и воздухоносные кости, а также концы (эпифизы) длинных (трубчатых) костей под тонким слоем компактного вещества
o В раннем детском возрасте практически все кости скелета состоят только из губчатого вещества и заполнены красным костным мозгом, который с течением времени перерождается в жировой жёлтый костный мозг в диафизах длинных костей
· Функции губчатого вещества – увеличение лёгкости и прочности костей скелета; вместилище красного костного мозга (кроветворного органа)
· Скелет имеет массу 5 — 6 кг, составляет у мужчин 10%, а у женщин 8,5% общей массы тела
· Бедро выдерживает вертикально груз 1500 кг., большая берцовая кость – 1650 кг., плечевая кость — 850 кг.
· Наружный слой всех костей состоит из компактного вещества и покрыт костеобразующей надкостницей
Химический состав костной ткани (неорганические и органические вещества)
· Неорганические вещества (минеральные) -70% сухой массы
o минеральные соли – гидрооксиапатиты (фосфаты), сульфаты и карбонаты кальция, магния — 22%
ü в скелете взрослого человека содержится 1200 г Са,530 г Р, 11 Мg и 30 других химических элементов
Значение неорганических веществ — придают костям физические свойства – твёрдость и хрупкость
o выясняется в опыте с удалением из кости органических веществ путём обжигания (прокаливания)
o кость твёрже кирпича в 30 раз, гранита – в 2,5 раза, прочна как чугун
· Органические вещества — 30% сухой массы
o Белки (коллаген, оссеин) – 14%
o Мукополисахариды (сложный биополимер, состоящий из белков и углеводов)
Значение органических веществ – придают костям физические свойства: упругость, эластичность
o Выясняется в эксперименте по удалению из кости минеральных солей путём замачивания её на 2 -3 дня в НСl (слабый раствор 2 -5%); после декальцинирования кость можно завязать узлом
· Сочетание в костях органических и минеральных веществ делают её одновременно твёрдой, упругой и очень прочной (сравнима с прочностью металла)
Последнее изменение этой страницы: 2017-01-20; Нарушение авторского права страницы
источник
В состав скелета любого взрослого человека входит 206 различных костей, все они различны по строению и роли. На первый взгляд они кажутся твердыми, негибкими и безжизненными. Но это ошибочное впечатление, в них непрерывно происходят различные обменные процессы, разрушение и регенерация. Они, в совокупности с мышцами и связками, образуют особую систему, что носит название «костно-мышечная ткань», основная функция которой — опорно-двигательная. Она образована из нескольких видов особых клеток, которые различаются по структуре, функциональным особенностям и значению. О костных клетках, их строение и функциях далее и пойдет речь.
Это отдельный вид соединительной ткани, из нее образуются все кости в человеческом теле. В ее состав входят особые клетки и межклеточное вещество. Последнее включает органический матрикс, состоящий из коллагеновых волокон (90-95% от общей массы) и минеральных компонентов, в основном солей кальция (5-10%). Благодаря такому составу костная ткань человека имеет гармоничное сочетание твердости и эластичности. Различают три группы клеток: остеокласты (слева), остеобласты (посередине), остеоциты (справа на фото).
Более подробно остановимся на них далее. Коллаген, содержащийся в матриксе, имеет отличия от своих аналогов, находящихся в других тканях, главным образом за счет того, что содержит больше специфических полипептидов. Волокна расположены, как правило, параллельно уровню наиболее вероятных нагрузок на кость. Именно благодаря нему сохраняется эластичность и упругость.
Если кость подвергнуть действию соляной кислоты, то минеральные вещества будут растворены, а вот органические (оссеин) останутся. Они сохранят форму, но станут чрезмерно гибкими и сильно подверженными деформированию. Такое состояние характерно для маленьких детей. У них высоко содержание оссеина, поэтому кости более эластичны, чем у взрослых. И обратный случай, когда теряются органические вещества, но остаются минеральные. Это происходит, если, к примеру, кость обжечь: она сохранит свою форму, но приобретет вместе с тем сильную хрупкость и может разрушиться даже от незначительного прикосновения. Такие изменения состав костной ткани претерпевает в старости. Доля минеральных солей доходит до 80% от всей массы. Поэтому пожилые люди более подвержены различного рода переломам и травмам.
Если установить плотность костной ткани (объем), то это позволит оценить прочность скелета и его отдельных частей. Такие исследования проводятся с использованием компьютерной томографии. Своевременная диагностика позволяет начать лечение или поддерживающую терапию вовремя.
Остеобласты – это клетки костной ткани, располагающиеся в верхних ее слоях, имеющие многоугольную, кубическую форму с различного вида отростками. Внутреннее содержимое мало чем отличается от других. Хорошо развитый зернистый эндоплазматический ретикуллум содержит различные элементы, рибосомы, аппарат Гольджи, округлой или овальной формы ядро богатое хроматином и содержащее ядрышко. Снаружи эти клетки костной ткани окружены тончайшими микрофибриллами.
Главная функция остеобластов – синтез компонентов межклеточного вещества. Это коллаген (преимущественно первого типа), гликопротеины матрикса (остеокальцин, остеонектин, остеопонтин, костный сиалопротеин), протеогликаны (бигликан, гиалуроновая кислота, декорин), а также различные костные морфогенетические белки, факторы роста, ферменты, фосфопротеины. Нарушение выработки всех этих соединений остеобластами наблюдается при некоторых заболеваниях. Например, недостаток витамина С (цинга) у детей характеризуется нарушением развития и роста костей вследствие дефекта синтеза коллагена и гликозаминогликанов. По этой же причине и замедляется восстановление костной ткани, заживление при переломах. Так как остеобласты фактически отвечают за рост, то присутствуют исключительно в развивающейся костной ткани.
- Отложение кристаллов гидроксилата вдоль фибрилл коллагена из перенасыщенной внеклеточной жидкости. Особую роль при этом отводят некоторым протеогликанам, которые связывают кальций и удерживают его в зонах зазоров.
- Секреция особых матричных пузырьков. Это мелкие мембранные структуры, которые синтезируются и выделяются остеобластами. В них в большой концентрации содержится фосфат кальция и щелочная фосфатаза. Особая микросреда, создаваемая внутри пузырьков, благоприятствует образованию первых гидроксиапатитовых кристаллов.
Скорость минерализации остеоида (костная ткань на стадии формирования) может существенно меняться, в норме она занимает около 15 суток. Нарушения могут происходить при снижении концентрации ионов кальция в крови или фосфата. Результатом этого является размягчение и деформация костей – остеомаляция. Аналогичные нарушения наблюдаются, например, при рахите (дефицит витамина D).
Они образуются из активных остеобластов, у нерастущей кости покрывают около 80-95% ее поверхности. Они имеют уплощенную форму с веретеновидным ядром. Остальные органеллы редуцированы. Но сохраняются рецепторы, реагирующие на различные гормоны и факторы роста. Между покоящимися остеобластами и остеоцитами сохраняется связь и таким образом образуется система, регулирующая минеральный обмен. Если происходит какое-либо повреждение (травмы, переломы), то они активизируются, и начинается активный синтез коллагена, выработка органического матрикса. Другими словами, за счет их происходит регенерация костных тканей. В то же время они могут быть причиной злокачественной опухоли – остеосаркомы.
Эти клетки составляют основу зрелой костной ткани. Форма у них веретенообразная, с множеством отростков. Органелл значительно меньше по сравнению с остеобластами, есть округлое ядро (в нем преобладает гетеохроматин) с ядрышком. Остеоциты располагаются в лакунах, но непосредственно с матриксом не соприкасаются, а окружены тонким слоем костной жидкости. За счет нее осуществляется питание клеток.
Аналогично отделены и их отростки, имеющие достаточно большую длину до 50 мкм, располагающиеся в специальных канальцах. Их очень много, костная ткань буквально пронизана ими, они образуют ее дренажную систему, в которой и содержится тканевая жидкость. Через нее осуществляется обмен веществ между межклеточным веществом и клетками. Также стоит отметить, что они не делятся, а образуются из остеобластов и являются основными компонентами в сформировавшейся костной ткани.
Основная функция остеоцитов – поддержание нормального состояния костного матрикса и баланса кальция и фосфора в организме. Они способны воспринимать механические напряжения, и чувствительны к электрическим потенциалам, возникающим при действии деформирующих сил. Реагируя на них, они запускают локальный процесс, при котором соединительная костная ткань начинает перестраиваться.
Такое название получили крупные клетки, содержащие от 5 до 100 ядер, имеющие моноцитарное происхождение, разрушающие кости и хрящи или, по-другому, вызывающие их резорбцию. В цитоплазме остеокластов содержится много митохондрий, элементов ЭПС (зернистой) и аппарат Гольджи, рибосомы, а также различные по функции лизосомы. В ядрах содержится большое количество хроматина и есть хорошо различимые ядрышки. Также имеется достаточное количество цитоплазматических отростков, больше всего их располагается на поверхности, прилегающей к разрушаемой кости. Они увеличивают площадь соприкосновения с ней. Костная ткань начинает разрушаться при повышении уровня особого гормона (паратиреоидного), который приводит к активации остеокластов. Механизм этого процесса связывают с выделением ими углекислого газа, который под воздействием специального фермента (карбоангидраза) превращается в кислоту, имеющую название угольная, она и растворяет соли кальция.
Стоит отметить, что процесс разрушения протекает циклически, и периоды высокой активности каждой клетки неизменно сменяются периодами покоя. Резорбция протекает в несколько этапов:
- Прикрепление остеокласта к разрушаемой поверхности кости, при этом наблюдается выраженная перестройка его цитоскелета.
- Окисление содержимого лакун. Это происходит либо путем выделения в них содержимого вакуолей, имеющего кислую среду, либо в результате действия протонных насосов.
- Разрушение минерального компонента матрикса.
- Растворение органических соединений в результате действия ферментов, секретируемых остеокластами в лакуну и активированными кислой средой.
- Выведение продуктов разрушения костной ткани.
Регуляция деятельности остеокластов определяется общими и местными факторами. К первым, например, относятся паратгормон, витамин D, они стимулируют активность. А угнетающими являются кальцитонин и эстрогены. К местным относится такой фактор, как создание электрического локального поля при механическом напряжении, к которому эти клетки очень чувствительны.
Второе ее название — ретикулофиброзная. Она формируется у зародыша, как будущая основа костей. У взрослого же человека ее присутствие минимально, она сохраняется в швах черепа после того, как они зарастают и в зонах, где сухожилия прикрепляются к костям, а также в участках остеогенеза, например, при заживлении различного рода переломов. Строение костной ткани этого вида специфическое. Коллагеновые волокна собраны в плотные пучки, которые расположены неупорядоченно, имеют между собой «перекладины». Она обладает низкой механической прочностью, содержание остеоцитов значительно выше по сравнению с пластинчатой разновидностью. В патологических условиях наращивание костной ткани этого типа происходит при переломе кости или при болезни Педжета.
Она образована костными пластинками, имеющими толщину 4-15 мкм. Они, в свою очередь, состоят их трех компонентов: остеоцитов, основного вещества и коллагеновых тонких волокон. Из этой ткани образованы все кости взрослого человека. Волокна коллагена первого типа лежат параллельно относительно друг друга и ориентированы в определенном направлении, у соседних же костных пластинок они направлены в противоположную сторону и перекрещиваются практически под прямым углом. Между ними находятся тела остеоцитов в лакунах. Такое строение костной ткани обеспечивает ей наибольшую прочность.
Встречается также название «трабекулярное вещество». Если проводить аналогию, то структура сравнима с обычной губкой, построенной из костных пластинок с ячейками между ними. Расположены они упорядоченно, в соответствии с распределенной функциональной нагрузкой. Из губчатого вещества в основном построены эпифизы длинных костей, часть смешанных и плоских и все короткие. Видно, что в основном это легкие и в то же время прочные части скелета человека, которые испытывают нагрузку в различных направлениях. Функции костной ткани находятся в прямой взаимосвязи с ее строением, которое в данном случае обеспечивает большую площадь для метаболических процессов, осуществляемых на ней, придает высокую прочность в совокупности с небольшой массой.
Из компактного вещества состоят диафизы трубчатых костей, кроме того, оно тонкой пластинкой покрывает их эпифизы снаружи. Его пронизывают узкие каналы, через них проходят нервные волокна и кровеносные сосуды. Некоторые из них располагаются параллельно костной поверхности (центральные или гаверсовы). Другие выходят на поверхность кости (питательные отверстия), через них внутрь проникают артерии и нервы, а наружу — вены. Центральный канал, в совокупности с окружающими его костными пластинками, образует так называемую гаверсову систему (остеон). Это основное содержимое компактного вещества и их рассматривают как его морфофункциональную единицу.
Второе его название — гаверсова система. Это совокупность костных пластинок, имеющих вид цилиндров вставленных друг в друга, пространство между ними заполняют остеоциты. В центре располагается гаверсов канал, через него проходят обеспечивающие обмен веществ в костных клетках кровеносные сосуды. Между соседними структурными единицами есть вставочные (интерстициальные) пластинки. По сути, они являются остатками остеонов, существовавших ранее и разрушившихся в тот момент, когда костная ткань претерпевала перестройку. Также существуют еще генеральные и окружающие пластинки, они образуют самый внутренний и наружный слой компактного вещества кости соответственно.
Исходя из названия, можно определить, что она покрывает кости снаружи. Прикрепляется она к ним с помощью коллагеновых волокон, собранных в толстые пучки, которые проникают и сплетаются с наружным слоем костных пластинок. Имеет два выраженных слоя:
- наружный (его образует плотная волокнистая, неоформленная соединительная ткань, в ней преобладают волокна, располагающиеся параллельно к поверхности кости);
- внутренний слой хорошо выражен у детей и менее заметен у взрослых (образован рыхлой волокнистой соединительной тканью, в которой есть веретенообразные плоские клетки – неактивные остеобласты и их предшественники).
Надкостница выполняет несколько важных функций. Во-первых, трофическую, то есть обеспечивает кость питанием, поскольку на поверхности содержит сосуды, которые проникают внутрь вместе с нервами через специальные питательные отверстия. Эти каналы питают костный мозг. Во-вторых, регенераторную. Она объясняется наличием остеогенных клеток, которые при стимуляции трансформируются в активные остеобласты, вырабатывающие матрикс и вызывающие наращивание костной ткани, обеспечивающие ее регенерацию. В-третьих, механическую или опорную функцию. То есть обеспечение механической связи кости с другими прикрепляющимися к ней структурами (сухожилиями, мышцами и связками).
Среди основных функций можно перечислить следующие:
- Двигательная, опорная (биомеханическая).
- Защитная. Кости оберегают от повреждений головной мозг, сосуды и нервы, внутренние органы и т. д.
- Кроветворная: в костном мозге происходит гемо — и лимфопоэз.
- Метаболическая функция (участие в обмене веществ).
- Репараторная и регенераторная, заключающиеся в восстановлении и регенерации костной ткани.
- Морфобразующая роль.
- Костная ткань – это своеобразное депо минеральных веществ и ростовых факторов.
источник