Вопрос 14. Гистогенез костных тканей (энхондральный и интрамембранный остеогенез). Рост кости в длину. Эпифизарная пластинка: ее строение и функция. Возрастные изменения костной ткани.

Костный дифферон и остеогистогенез.

Развитие костной ткани у эмбриона осуществляется двумя способами:

1) непосредственно из мезенхимы, - прямой остеогенез;

2) из мезенхимы на месте ранее развившейся хрящевой модели кости, - это непрямой остеогенез.

Постэмбриональное развитие костной ткани происходит при ее физиологической и репаративной регенерации.

В процессе развития костной ткани образуется костный дифферон:

-стволовые клетки,

-полустволовые клетки (преостеобласты),

-остеобласты (разновидность фибробластов),

-остеоциты.

Вторым структурным элементом являются остеокласты (разновидность макрофагов), развивающиеся из стволовых клеток крови.

Интрамембранный остеогенез(прямой), так образуются плоские кости черепа. Из мезенхимы в начале образуется остеогенный островок (первичный центр окостенения) в центральной части которого дифференцируются остеобласты, а на периферии располагаются малодиффепенцированные мезенхимальные клетки. В последствие мезенхимальные клетки, лежащие на периферии, также дифференциируются в остеобласты и между ними появляются остеокласты, которые начинают разрушать только что появившуюся костную ткань. Сформированная незрелая грубоволокнистая ткань существует в форме трабекул. На периферии трабекул синтетическая деятельность вновь появившихся остеобластов приводит к увеличению ее площади и объединениями с соседними трабекулами.

Энхондральный остеогенез (непрямой) - образование кости на месте хряща. (Трубчатые кости). Состоит из двух этапов: 1) образование первичных центров окостенения; 2) образование вторичных центров эпифизарных). Сначала образуется хрящевой зачаток кости из гиалинового хряща, имеющий форму будущей трубчатой кости. К области будущего диафиза подрастают кровеносные сосуды. Это приводит к формированию на поверхности хряща тонкой пленки костной ткани – костной манжетке, состоящую из грубоволокнистой костной ткани, под которой хрящ подвергается дегенерированию, ввиду присутствия кислорода и питания, происходит уничтожение (фагоцитоз) обызвествленного хряща, в результате образуются полости. Остеокласты костной манжетки резорбируют первичную костную ткань, что приводит к образованию путей, по которым кровеносные сосуды проникают из надкостницы в лакуны. Первичная костная ткань замещается на компактное вещество. Образованная ранее костная манжетка утолщается и растет по направлению к эпифизам. Одновременно вторичные центры окостенения появляются в эпифизах костей, губчатое вещество заменяет первичную костную ткань. Когда заполняется весь эпифиз косной тканью, хрящевая ткань остается на поверхности эпифиза (суставной хрящ) и между эпифизом и диафизом в виде эпифизарной хрящевой пластинки.

Эпифизарная пластинка (обеспечивает рост костей в длину), представлена гиалиновым хрящом состоит из 4зон. 1)резервная зона покоящегося хряща, небольшие хаотично расположенные хондроциты, служит для фиксации пластинки к эпифизу; 2)зона размножения, многочисленные делящиеся, формируются изогенные группы; 3)зона гипертрофии клеток и созревание хряща, клетки, прекратившие митоз, наиболее зрелые из них, увеличиваясь в размерах, смещаются к диафизу и начинают секретировать ЩФ, способствующую накоплению ионов Ca и фосфат ионов; по мере обызвествления хряща третья зона переходит в четвертую; 4)зона кальцификации хряща, граничит с диафизом, происходит минерализация хрящевого матрикса с образованием полостей и гибель хондроцитов, со стороны диафиза в полости прорастают кровеносные сосуды с сопровождающими их остеогенными клетками, образуется костная ткань. Тут же появляются остеокласты, разрушающие кость.

Таким образом, в эпифизарной пластинке одновременно осуществляются 2 процесса: 1) пролиферация, т.е. размножение хондроцитов, за счет чего эта пластинка должна была бы утолщаться, и 2) резорбция обызвествленной части этой пластинки и замена ее на костную ткань. Поэтому эта пластинка не утолщается и не истончается до того момента, пока не прекратится рост кости в длину. Рост кости прекращается, когда центры окостенения в диафизе и эпифизе сливаются и исчезает эпифизарная пластинка.

С возрастом межклеточное вещество претерпевает инволюционные изменения: меняется соотношение основного вещества и волокон — масса волокнистых структур коллагена и плотность его «упаковки» возрастают, а масса основного вещества уменьшается, происходят конденсация эластических волокон, глубокие физико-химические изменения межклеточного вещества.

При резорбции старой и образовании новой кости в составе эндоста обнаруживаются остеокласты. В эндосте стареющей кости уменьшается популяция остеобластов и клеток-предшественников, но возрастает активность остеокластов, что ведет к истончению компактного слоя и перестройке губчатого вещества кости.