Kaulų sandara ir sudėtis. Žmogaus kaulai: sandara, sudėtis, jų ryšys ir sąnarių sandara Osteocitas, jo sandara

1. Apibūdinkite kaulų struktūrą ir sudėtį.

Kaulų sudėtis apima mineralines ir organines medžiagas. Mineralai (kauluose yra visas organizmo fosforas ir kalcis, 0,5 % magnio ir natrio) suteikia kaulams kietumo ir sudaro 70 % kaulų masės. Kaulai gali išleisti mineralus į kraują. Organinės medžiagos suteikia kaulams elastingumo ir atsparumo bei sudaro 30% kaulų masės. Kaulas susideda iš visų tipų audinių, tačiau vyrauja kaulas. Kaulinis audinys yra jungiamasis audinys ir susideda iš ląstelių (osteocitų, osteoblastų, osteoklastų) ir tarpląstelinės medžiagos (kolageno ir oseino skaidulų). Kaulas yra padengtas perioste (jungiamojo audinio membrana). Išorinis sluoksnis susideda iš kolageno skaidulų (suteikia jėgos), čia praeina nervai ir kraujagyslės. Vidinis sluoksnis yra kaulinis audinys. Jame yra kaulinio audinio ląstelių, dėl kurių vystosi, auga jų storis ir atsinaujina kaulai po pažeidimo.

Antkaulio funkcijos:

a) apsauginis;

b) trofinis;

c) kaulų formavimas.

Kaulų storio augimas atsiranda dėl ląstelių dalijimosi vidiniame perioste paviršiuje, ilgyje - dėl kremzlinių plokštelių, esančių šalia kaulų galų, ląstelių dalijimosi.

Kaulų augimą įtakoja augimo hormonai, pavyzdžiui, hipofizės išskiriami hormonai. Kaulų augimas vyksta iki 22-25 metų amžiaus. Senos kaulų medžiagos pakeitimas nauja tęsiasi visą žmogaus gyvenimą.

Kuo didesnis skeletas apkraunamas, tuo aktyvesni vyksta kaulų atsinaujinimo procesai ir stiprėja kaulinė medžiaga.

2. Kokių rūšių kaulai yra?

Priklausomai nuo formos, struktūros, funkcijos ir išsivystymo, išskiriamos 4 kaulų grupės:

a) Vamzdiniai kaulai yra tose skeleto dalyse, kur atliekami didelės amplitudės judesiai (galūnės). Jie skirstomi į ilgus (petys, dilbis, šlaunys, blauzdos) ir trumpuosius (distalinė pirštų falangos dalis). Vamzdinis kaulas susideda iš diafizės (kaulo kūno) ir epifizės. Diafizės viduje - ertmė, užpildyta geltonais kaulų čiulpais. Kankorėžinėje liaukoje— raudonieji kaulų čiulpai yra kraujodaros organas.

Vamzdiniai kaulai yra galūnių skeleto pagrindas. Jie yra labai patvarūs ir gali atlaikyti didelį fizinį krūvį. Kaulų viduje esanti ertmė, nesumažindama stiprumo, žymiai sumažina jų masę.

b) Kempininiai kaulai susideda iš kempinės medžiagos, padengtos plonu kompakto sluoksniu. Ilgi (šonkauliai, krūtinkaulis) ir trumpi (slanksteliai).

c) Plokšti kaulai – tai 2 kompaktiškos kaulinės medžiagos plokštelės, tarp kurių yra kempinė medžiaga (krūtinkaulis, kaukolės stogas). Pagrindinė funkcija yra apsauginė.

d) Mišrūs kaulai susideda iš kelių dalių, kurios atlieka skirtingas funkcijas ir išsivysto (kaukolės pagrindo kaulai).

3. Kokie kaulų jungčių tipai išskiriami žmogaus skelete? Pateikite kiekvieno iš jų aprašymą. Pateikite pavyzdžių.

Žmogaus skelete yra trijų tipų kaulų jungtys:

a) Fiksuoti sąnariai susidaro susiliejus kaulams (coccyx vertebrae). Kaukolės kaulai yra sujungti dėl daugybės vieno kaulo išsikišimų, kurie telpa į kito atitinkamos formos ir dydžio įdubas. Ši jungtis vadinama kaulo siūlu. Jis suteikia daugiau tvirtumo kaukolės kaulų, apsaugančių smegenis, ryšiui.

b) Pusiau judančios jungtys. Daugelis kaulų yra sujungti vienas su kitu kremzlėmis, kurios turi elastingumą ir elastingumą. Pavyzdžiui, kremzlės pagalvėlės tarp slankstelių suteikia stuburui lankstumo. Medžiaga iš svetainės

c) Kilnojamos jungtys – jungtys. Tipiškiausias sąnario sandaros planas yra toks: ant vieno iš jungiamųjų kaulų yra sąnario ertmė, į kurią telpa kito kaulo galva. Glenoidinė ertmė ir galva atitinka viena kitą pagal formą ir dydį, o jų paviršius yra padengtas lygios kremzlės sluoksniu. Sąnariniai kaulų paviršiai glaudžiai liečiasi vienas su kitu. Tai užtikrina intraartikuliniai raiščiai - stiprios jungiamojo audinio gijos. Kaulų sąnarinius paviršius gaubia sąnarinė kapsulė. Jame yra nedidelis kiekis gleivinio skysčio, kuris veikia kaip lubrikantas, kuris sumažina trintį ir užtikrina vieno kaulo galvutės slydimą į kito kaulo glenoidinę ertmę atliekant judesius sąnaryje. Pavyzdžiai: pečių, klubų sąnariai.

Kaip rodo pavadinimas, biochemijos mokslas yra dviejų svarbių disciplinų sankirtoje. Viena jų – chemija, kita – biologija. Ir biochemija tiria atitinkamai gyvų ląstelių ir organizmų cheminę sudėtį. Be to, biologinė chemija (arba cheminė biologija) tiria įvairius cheminius procesus, kuriais grindžiama absoliučiai bet kurios gyvos būtybės gyvybinė veikla. Tačiau šiuo atveju įdomiausia bus arklio kaulo struktūra biochemijos požiūriu.

Kaip ir bet kuris stuburinis gyvūnas, kaulai palaiko kūną. Komplekse tai yra stuburas arba, kuris dalyvauja gyvūno kūno judesiuose ir taip pat saugo vidaus organus. Viena vertus, arklių skeletas labai panašus į tų pačių didelių kačių ar, pavyzdžiui, vilkų skeletą (žinoma, kad visi šie gyvūnų tipai juda keturiomis galūnėmis). Tačiau, kita vertus, arkliai kardinaliai skiriasi nuo jų. Ir ne tik fiziškai. Arklio skeleto kaulai taip pat turi gana sudėtingą cheminę sudėtį.

Skeleto kaulai

Absoliučiai visi arklio kaulai susideda iš įvairių junginių. Šie junginiai savo ruožtu skirstomi į organinius ir neorganinius. Pirmasis gali saugiai apimti baltymus (moksliškai - oseiną), taip pat lipidus (tai yra geltonieji kaulų čiulpai). Pastariesiems dažniausiai priskiriamas vanduo ir įvairios mineralinės druskos. Tarp jų: ​​kalcis, kalis, natris, magnis, fosforas ir kiti cheminiai elementai. O jei, pavyzdžiui, pašalinsite kaulą iš suaugusio žmogaus kūno, pamatysite, kad pusę jo sudaro vanduo, 22% mineralų, 12% baltymų ir 16% lipidų.

Pagal savo savybes arklių kaulai turi gana didelį kietumą ir stiprumą. Tai labai priklauso nuo didelio mineralų ir kitų svarbių elementų kiekio. Dar dvi svarbios savybės yra elastingumas ir elastingumas. Abu jie tiesiogiai priklauso nuo baltymų. Apskritai šis kietumo ir elastingumo derinys iš esmės pasiekiamas dėl specifinio organinių ir neorganinių medžiagų derinio. Ir jei palyginsite arklio kaulus su bet kokia medžiaga, tai pagal elastingumą ir stiprumą jis yra toks pat kaip bronza ar varis.

Tačiau arklių kaulai ne visada bus tokie kieti ir elastingi. Daugelio kaulų sudėties komponentų santykis priklauso visų pirma nuo arklio amžiaus, o tik po to nuo mitybos ir metų laiko. Pavyzdžiui, jauname gyvūne baltymų ir mineralų santykis yra 1:1. Suaugusiam gyvūnui – 1:2. O senasis – 1:7.

Kaulų skyrių vieta

Kiekvienas kiekvieno arklio kaulas yra sudarytas iš kaulinio audinio. Pats audinys nuolat ir gana greitai modifikuojamas. Be viso to, kaulinis audinys yra bene vienintelis visame kūne, galintis visiškai atsinaujinti. Įdomu tai, kad jame vienu metu gali vykti du diametraliai vienas kitam priešingi procesai - atkūrimo ir naikinimo procesas. Visus šiuos procesus stipriai veikia įvairios mechaninės jėgos, atsirandančios gyvūno statikos ir/ar dinamikos laikotarpiu.

Pats arklio kaulinis audinys susideda iš įvairių ląstelių ir tarpląstelinės medžiagos.

Yra tik keli kaulų ląstelių tipai:

1. Osteoblastai.
2. Osteocitai.
3. Osteoklastai.

Osteoblastai yra jauniausios ląstelės. Jie sintetina tarpląstelinę medžiagą.

Osteoblastai

Kai jis kaupiasi, osteoblastai jame įsiskverbia ir vėliau tampa osteocitais. Kita svarbi funkcija yra jų tiesioginis dalyvavimas kalcio nusėdimo toje pačioje tarpląstelinėje matricoje procesuose. Šis procesas vadinamas kalcifikacija.

Išvertus iš graikų kalbos, žodis „osteocitas“ reiškia „ląstelių talpykla“.

Osteocitai

Šios ląstelės randamos subrendusiems asmenims. Kaip minėta aukščiau, jie susidaro iš osteoblastų. Jų kūnai yra antžeminės medžiagos ertmėse, o procesai – kanalėliuose, besitęsiančiose iš ertmių. Daugelio mokslininkų teigimu, jie aktyviai dalyvauja formuojant baltymus ir tirpdo tarpląstelinę nemineralizuotą medžiagą. Būtent jiems suteikiama galimybė užtikrinti kaulo suvienodinimą, taip pat jo struktūrinę integraciją.

Osteoklastai yra didžiulės ląstelės, turinčios daug branduolių (15–20 arti esančių).

Jų skersmuo yra apie 40 mikronų. Jie gali atsirasti tose vietose, kur rezorbuojasi kaulo struktūra. Šios ląstelės pašalina kaulinį audinį skaidydamos kolageną, taip pat ištirpindamos mineralus. Taigi pagrindinė jų funkcija yra skilimo produktų pašalinimas kauluose ir, žinoma, mineralinių struktūrų tirpinimas.

Osteoklastai

Ir paskutinis dalykas, kuris sudaro kaulinį audinį, yra tarpląstelinė medžiaga. Jis taip pat vadinamas kaulų matrica. Jį daugiausia sudaro kolageno skaidulos, taip pat vienas amorfinis komponentas.

Kolageno dėka mineralai nusėda kauluose dviejų fazių sistemoje:

• Kristalinis hidroksiapatitas.
• Amorfinis kalcio fosfatas.

Pirmoji fazė prisideda prie energijos, reikalingos kaulams transformuoti, atsiradimo. Tada kaulas tampa polinis. Įgaubtos dalys turi neigiamą krūvį, išgaubtos – teigiamą.

Kaip žinote, kaulinio audinio cheminė struktūra yra gana sudėtinga. Jame yra baltymų (oseinas), įvairių mineralų, ir, žinoma, vandens (daugiausia jo – 50%). O ląstelių sudėtis čia yra gana sudėtinga: osteoblastai, osteocitai, osteoklastai ir tarpląstelinė medžiaga. Akivaizdu, kad žmogui, kuris nieko nesupranta apie chemiją, visa tai gali būti gana sudėtinga.

Tačiau be viso to galime išskirti dar du pagrindinius tokio audinio tipus. Tai yra: lamelinis ir šiurkštus pluoštas. Jau vien pagal pavadinimus galima įsivaizduoti, kad pirmasis tipas labiau panašus į šiurkštų pluoštą, o antrasis – į plokštes.

Šiurkščiavilnių pluoštų tipas

Šiurkščiavilnių pluoštinis arklio kaulinio audinio tipas labiau atitinka chaotišką kolageno išsidėstymą tarpląstelinėje matricoje.

Būtent iš tokio tipo kaulinio audinio yra pastatytas pagrindinis vaisiaus skeletas, taip pat ir naujagimio gyvūno skeletas. Suaugusiesiems stambaus pluošto tipo audiniai randami tik tose vietose, kur sausgyslės yra prisitvirtinusios prie kaulų. Jis taip pat gali būti matomas kaukolės siūlėse, iškart po jų išgydymo.

Tačiau lėkštės tipas, galima sakyti, yra visiškai kita istorija.

Pagrindinis bruožas čia yra tas, kad baltymų ir kolageno skaidulos yra išsidėsčiusios labai griežta tvarka ir sudaro specialias cilindrines plokšteles. Jie įterpiami vienas į kitą ir "apjuosia" indus. Kartu su indais šios plokštelės taip pat supa nervus, esančius Haverso kanale.

Plokštės tipas

Apskritai visos šios formacijos gavo vieną pavadinimą: „osteon“. Tai yra, struktūrinis lamelinio audinio vienetas yra būtent osteonas. Kiekvienas osteonas savo ruožtu susideda iš kelių cilindrinių plokštelių (dažniausiai nuo 5 iki 20).

Kiekvienos tokios plokštės skersmuo yra 3-4 mm. Patys osteonai yra išdėstyti tobula tvarka. Ir nuo šios tvarkos tiesiogiai priklauso viso kaulo funkcinė apkrova. Tada osteonai sudaro įvairius kaulinės medžiagos statramsčius. Jie taip pat vadinami sijomis. Tos pačios sijos sudaro tam tikrą kompaktišką medžiagą, jei, žinoma, jos guli „tvirtai“. Priešingu atveju, jei skersiniai guli „laisvai“, sijos sudaro kempinę medžiagą.

Jei pirmojo tipo kaulinis audinys labiau būdingas jaunam organizmui, tai antrasis tipas naudojamas suaugusio (brendusio) organizmo skeletui kurti. Tačiau pirmo tipo elementų kartais būna ir suaugusiems asmenims. O antrojo elementų, dar kūdikystėje, randama jaunesniems žmonėms.

Bet kurio stuburinio gyvūno, įskaitant žmones, kūne yra daug skirtingų audinių. Ir visus šiuos audinius tiria toks mokslas kaip histologija. Akivaizdu, kad pati histologija yra suskirstyta į dar labiau specializuotas disciplinas. Histologijos pavadinimas iš graikų kalbos išverstas kaip „audinių pažinimas“. Asmuo, susijęs su šiuo tiksliuoju mokslu, vadinamas histologu.

Šiais laikais pagrindiniai histologijos tyrimo objektai yra šių tipų audiniai:

• Kaulas.
• Kremzlinis.
• Jungiamasis.
• Mieloidinis.
• Skysti vidinės aplinkos audiniai.
• Endotelis.
• Nervinis audinys.

Skeleto kaulai susidaro iš kaulinio audinio. Jis yra kiečiausias, patvariausias, elastingiausias ir tampriausias.

Kaulas

Kremzlės susidaro iš kremzlinio audinio. Jį sudaro chondroblastai, chondrocitai, chondroklastai ir tarpląstelinė medžiaga.

Kremzlės audinys

Taip pat arklių kremzlinis audinys yra trijų tipų: hialinis (sąnariai, šonkauliai), pluoštinis (tarpslanksteliniai diskai) ir elastingas (ausys).

Jungiamasis audinys taip pat susideda iš trijų pagrindinių ląstelių tipų (fibroblastų, fibrocitų ir fibroklastų) ir tarpląstelinės medžiagos.

Be kita ko, jame yra skaidulų ir amorfinių medžiagų (neutralių ir rūgščių glikozaminoglikanų). Taip pat yra dviejų tipų arklių jungiamasis audinys. Tai yra: laisvas (lydi kraujagysles ir nervus) ir tankus (sudaro pluoštinį perioste sluoksnį). Jo pagrindinė funkcija tampa itin aiški iš pavadinimo.

Jungiamasis audinys

Mieloidinis audinys yra atsakingas už raudonųjų kaulų čiulpų ir ląstelių vystymąsi, kuris veikia arklį.

Mieloidinis audinys

Skystieji vidinės aplinkos audiniai apima kraują ir, dalyvaujantį deguonies, anglies dioksido, maistinių medžiagų ir visų galutinių medžiagų apykaitos produktų pernešime. Jie atlieka tris svarbias funkcijas vienu metu: transportavimo, trofinės (tarpląstelinio skysčio sudėties reguliavimas) ir apsauginės. Beje, įdomus faktas yra susijęs su skystais audiniais – apie 50% viso veninio kraujo yra kauluose.

Endotelis yra ypatingas epitelio audinio tipas, sudarantis vidinę kraujagyslių sienelę.

Endotelis

Kitas svarbus dalykas, kuris svarbus histologui – nervinis audinys. Jį sudaro nervai ir nervų galūnės.

O jei koks nors audinys yra pažeistas arba prastos būklės, labai didelė tikimybė, kad gyvūnas gali rimtai susirgti ir mirti. O kad taip nenutiktų, reikia tinkamos priežiūros, tinkamos mitybos ir, žinoma, priežiūros.

Apskritai toks mokslas kaip anatomija „neskirtas“, taip sakant, kaulams tirti. Anatomija labiau skirta ištirti visą kūną, taip pat ištirti organų vidinę formą ir struktūrą. Bet kadangi bet kurios gyvos būtybės kūne viskas yra tarpusavyje susiję, skeletą galima ištirti anatominiu būdu. Taip daro anatomas. Ir to paties anatomo požiūriu kaulas (beje, išvertus iš lotynų kalbos reiškia „ašis“) yra visiškai nepriklausomas organas.

Ir jis turi tam tikrą dydį, struktūrą ir formą. Taigi suaugusio žmogaus kaule galima išskirti keletą specifinių sluoksnių:

1. Perosteumas.
2. Kompaktiška ir kempinė medžiaga.
3. Kaulų čiulpų ertmė su endosteumu.
4. Kaulų čiulpai.
5. Sąnarių kremzlė.

Tačiau kaulas, kuris auga, be aukščiau aprašytų penkių komponentų, turi ir kitų, reikalingų augimo zonoms formuotis. Čia iš karto galime išskirti tris kaulinio audinio potipius ir, žinoma, metafizinę kremzlę.

Perostas yra kaulo viduje, pačiame jo paviršiuje. Paprastai jis susideda iš dviejų sluoksnių: vidinio ir išorinio.

Perosteumas

Pirmasis yra tankus jungiamasis audinys. Ir, kaip įprasta, atlieka apsaugos funkcijas. Antra, audinys yra pats laisviausias, todėl kartu su augimu vyksta regeneracija. Pats periostas vienu metu yra atsakingas už tris labai svarbias funkcijas: kaulinę, trofinę ir apsauginę.

Kompaktiška (arba tanki, kaip dar vadinama) medžiaga yra už paties periosto. Jis sudarytas iš lamelinio audinio. Išskirtinis šios medžiagos bruožas yra jos stiprumas ir tankis.

Iškart po juo matosi kita medžiaga – kempinė. Jis pagamintas iš visiškai to paties audinio, iš kurio pagaminta kompaktiška medžiaga. Jį išskiria tik kauliniai skersiniai, kurie yra gana laisvi savo savybėmis. Jie savo ruožtu sudaro specialias ląsteles.

Paties kaulo viduje galima rasti ertmę. Jis vadinamas kaulų čiulpais. Šios ertmės sienos (taip pat ir kaulų sijų sienos) yra padengtos labai plona membrana, susidedančia iš pluoštų. Tačiau šio apvalkalo sienos yra išklotos jungiamuoju audiniu. Šis apvalkalas vadinamas endostoma. Jį sudaro osteoblastai.

O patys raudonieji kaulų čiulpai gali būti kempinės medžiagos ląstelių viduje ar net kaulų čiulpų ertmėje.

Raudonieji kaulų čiulpai

Kraujo susidarymo procesai vyksta kaulų čiulpuose. Kurso metu, kaip ir naujagimių, kraujo formavimosi procese dalyvauja visi kaulai. Su amžiumi tai palaipsniui pradeda mažėti, o raudonos smegenys tampa geltonos.

Ir galiausiai, sąnarių kremzlės.

Sąnarių kremzlė

Jis pagamintas iš hialininio audinio. Jis dengia kaulų sąnarių paviršius. Kremzlės storis labai skiriasi. Proksimalinėje dalyje jis yra plonesnis. Jame nėra perichondrijos ir beveik nėra kaulėjimo. Tinkama apkrova gali prisidėti prie jo retėjimo.

Suaugusio arklio (ir bet kurio kito aukštesnio stuburinio gyvūno) skeletas susideda iš kelių specifinių kaulų. Remiantis tuo, galima išskirti keletą pagrindinių klasifikacijų. Pirmasis iš jų yra kaulų struktūra. Tai buvo aptarta ankstesniuose straipsniuose. Antrasis yra kaulo forma. Pavyzdžiui, šonkauliai ir blauzdos kaulai labai skiriasi. Trečioji arklio kaulų klasifikacija yra pagal išsivystymą (jauno ir seno gyvūno kaulai skiriasi) ir galiausiai ketvirta pagal funkciją.

Ilgieji arklio kaulai skirstomi į išlenktus (įskaitant šonkaulius) ir vamzdinius. Pastarieji veikia kaip unikalūs judėjimo svertai. Jie susideda iš ilgos kūno dalies (taip pat vadinamos diafize) ir sustorėjusių galų (jie vadinami kankorėžinėmis liaukomis). Tarp jų yra metafizė, kuri užtikrina kaulų augimą.

Trumpesni kaulai daugiausia sudaryti iš kempinės medžiagos. Išorėje jie yra padengti plonu kompaktiškos medžiagos sluoksniu arba sąnario kremzle. Įsikūręs didesnio mobilumo ir didesnės apkrovos vietose. Atrodo, kad jos yra savotiškos versmės.

Plokšti kaulai sudaro ertmių sieneles ir galūnių (peties ar dubens) juostą. Juos galima įsivaizduoti kaip gana platų paviršių, kuris skirtas raumenims tvirtinti. Ant plokščių kaulų galite aiškiai matyti kraštus ir kampus. Kompaktai paprastai susideda iš trijų sluoksnių. Tarp jų yra šiek tiek kempinės medžiagos. Tuo pačiu metu jie aktyviai atlieka apsaugos funkciją. Tokių kaulų pavyzdžiai yra: kaukolės stogo, krūtinkaulio, kaukolės ir dubens kaulai.

Iš pavadinimo labai aišku, kad „os pneumaticum“ arba pneumatiniai kaulai asocijuojasi su „oro nešimu“. Vadinamojo kūno viduje šie kaulai turi tam tikro dydžio ertmę. Šios ertmės gali lengvai apimti sinusą ir sinusą. Iš vidaus abu yra iškloti gleivinėmis.

Tai apima apvalkalus:

• Žandikaulis.
• Pleišto formos.
• Priekinė.

Visi jie vienu ar kitu laipsniu pripildyti oro. Be to, jie gali gerai bendrauti su nosies ertme.

Paskutinis iš porūšių yra mišraus tipo kaulai, kurie turi gana sudėtingą formą. Dažniausiai šis tipas sujungia keletą kelių konkrečių variantų savybių. Jie susideda iš tų dalių, kurios turi visiškai skirtingą struktūrą ir formą. Jie taip pat gali būti skirtingos kilmės. Tai apima, pavyzdžiui, kaulus ar slankstelius, esančius pačiame kaukolės pagrinde. Beje, per kai kuriuos kaukolės kaulus gali praeiti labai daug venų. Ir tokie kaulai vadinami „diploze“.

Kaulų veislių diagrama

Jei analizuosime kaulų klasifikaciją pagal kilmę, galime išskirti du pagrindinius tipus. Tai pirminiai ir antriniai kaulai.

Pirminiai išsivysto iš vadinamojo mezenchimo, ir yra tik du vystymosi etapai: kaulinis ir jungiamasis audinys. Pirminiai kaulai apima daugybę kaukolės sluoksnių: viršutinio žandikaulio, priekinio, tarpparietalinio, nosies, pjūvio, parietalinio ir smilkininio kaulo.

Pirminiai kaulai

Jiems ypač būdingas endeminis kaulėjimas. Tai yra, osifikacija į jungiamąjį audinį.

Antriniai kaulai išsivysto iš kūno kaulinio ir kremzlinio audinio formavimosi užuomazgos (mezodermos sklerotomas). Skirtingai nuo pirminių kaulų, antriniai kaulai vienu metu pereina tris pagrindinius vystymosi etapus:

1. Jungiamasis audinys.
2. Kremzlinis.
3. Kaulas.

Taigi išsivysto didžioji dauguma skeleto kaulų.

Antrinių kaulų osifikacijos ar kaulėjimo procesas yra daug sunkesnis. Čia vienu metu dalyvauja trys kaulėjimo taškai, iš kurių du yra epifazė, vienas - diafazė.

Kaulėjimo procesas

Patys kaulai susidaro kremzlės užuomazgų pagrindu. Tada kremzlės audinys pakeičiamas kauliniu audiniu ir apima du osifikacijos tipus: perichondrinį osifikaciją ir enchondralinį osifikaciją.

Perichondrija prasideda, kai vidinėje perichondriumo pusėje esantys osteoblastai sudaro pluoštinį audinį, o vėliau - sluoksninį audinį. Toje pačioje vietoje perichondriumas virsta perioste ir suformuoja kaulinę manžetę. Sutrinka kremzlės mityba, ji pamažu griūva.

Enchondralinis kaulėjimas prasideda maždaug tada, kai baigiasi perichondralinis kaulėjimas. Šio tipo osifikacijos centrai atsiranda skirtingu laiku ilgųjų kaulų epifazėse. Tuose pačiuose centruose rezorbuojasi kremzlės, po to susidaro enchondralinis kaulas. Po jo atsiranda perichondralinis kaulas. Papildomi kaulėjimo taškai – apofizės – atsiranda vaisiaus periodo pabaigoje. Sukaulėjusios epifazės ir diafizė yra sujungtos kremzlinėmis plokštelėmis vamzdiniuose kauluose.

Kremzlinės plokštelės kitaip vadinamos metafizinėmis kremzlėmis (5 skaičius paveiksle).

Kremzlinės plokštelės

Šios kremzlės yra būtent tiesioginio augimo zonoje. O kaulas auga būtent dėl ​​jų. Augimas sustoja, o po to kaulėjimas. Paprasčiau tariant, visi pagrindiniai ir papildomi taškai susilieja. Po to jie susijungia į vieną ištisinę masę ir atsiranda tolesnė sinostozė.

Bet kurio stuburinio gyvūno kaulai formuojasi ne šiaip, o pagal tam tikrą modelį. Šį modelį pirmą kartą atskleidė P.F. Lesgaftas, šiuolaikinės funkcinės anatomijos įkūrėjas.

Tarp šių dėsnių Lesgaftas ypač pabrėžė kaulinio audinio formavimosi principą. Toliau jis kalbėjo apie kaulų vystymosi laipsnius, nes vystymasis taip pat vyksta pagal tam tikrą modelį. Lesgaft taip pat nepamiršo apie kaulų stiprumą ir lengvumą, apie išorinę formą ir vėlesnį jos restruktūrizavimą.

Dabar norėčiau plačiau pakalbėti apie kaulinį audinį. Jis „turi įprotį“ formuotis būtent tose vietose, kur atsiranda didžiausia įtampa ar suspaudimas.

Yra tam tikras modelis: jis yra tiesiogiai proporcingas kaulo struktūros vystymuisi. Tai yra, kuo geriau išvystyti raumenys, tuo geriau vystysis kaulai.

Raumenų veiklos intensyvumas

Jų išorinė forma (kaulai) gali keistis spaudžiant ar tempiant. Reljefas ir forma taip pat priklauso nuo raumenų. Taigi, jei raumuo yra sujungtas su kaulu sausgysle, susidaro gumbas. Jei raumuo yra įaustas į periostą, tada yra depresija.

Optimaliai naudojant kaulinę medžiagą, išlenkta ir vamzdinė kaulų struktūra suteikia didesnį stiprumą ir lengvumą.

Pačių kaulų išorinė forma tiesiogiai priklauso nuo spaudimo, kurį juos (kaulams) daro aplinkiniai audiniai. Be to, išorinė forma gali šiek tiek pasikeisti dėl įvairių organų kaulo spaudimo. Čia verta paaiškinti: kaulai sudaro vadinamąsias „kaulų talpyklas“ arba duobes organams. Atitinkamai, menkiausias kaulų pokytis sukels organų pokyčius ir atvirkščiai. Kur kraujagyslės praeina, ant kaulų yra tam tikrų griovelių. Be to, padidėjus arba mažėjant slėgiui gali pasikeisti kaulų forma.

Be to, kaulo forma gali gana gerai pasikeisti. Tai atsitinka veikiant įvairioms išorinėms jėgoms. Laikas taip pat turi didelę įtaką restruktūrizavimui. Pavyzdžiui, jei stebite jaunus ir senus gyvūnus, paaiškėja, kad jaunų gyvūnų kaulų reljefas yra labai išlygintas.

Išlygintas kaulo reljefas

Tačiau seniems gyvūnams, atvirkščiai, jis yra labai, labai ryškus.

Ir viskas, kas aprašyta aukščiau, dar kartą patvirtina, kaip viskas kūne yra tarpusavyje susiję. Pavyzdžiui, jei gyvūnui (ar net žmogui) pažeisti kaulai, tai paveiks ir vidinius audinius bei organus. Ir jei laiku ir teisingai suteiksite pagalbą, gyvūnas gyvens ilgą ir turtingą gyvenimą.

Įvairių veiksnių įtaka kaulų vystymuisi

Kalbant apie įvairius veiksnius, turinčius įtakos skeleto kaulams, negalima nepaminėti endokrininės sistemos. Tam tikrų hormonų (moterų ar vyriškų) pagalba ta pati sistema reguliuoja visų vidaus organų veiklą. Pačius hormonus į kraują išskiria endokrininės ląstelės. Be vidaus organų, endokrininė sistema turi gana didelę įtaką visų skeleto kaulų vystymuisi. Ir taip visi pagrindiniai kaulėjimo taškai atsiranda dar prieš prasidedant brendimui.

Be to, buvo atskleista skeleto sandaros priklausomybė nuo arklio būklės. Centrinė nervų sistema vykdo visą kaulų trofiką. Kai padidėja trofizmas, kaulinio audinio kiekis jame žymiai padidėja. Jis tampa daug tankesnis ir kompaktiškesnis. Jei jis tampa per tankus ir per kompaktiškas, kyla pavojus susirgti osteoskleroze. Kai trofizmas susilpnėja, kaulas atitinkamai iškraunamas. Ir prasideda kita nemaloni liga – osteoporozė.

Be endokrininės ir nervų sistemos, kaulo būklė priklauso ir nuo kraujotakos sistemos.

Poveikis kraujotakos sistemos kaulams

Pats kaulėjimo procesas, pradedant nuo paties pirmojo kaulėjimo taško atsiradimo ir baigiant sinostoze, vyksta dalyvaujant kraujagyslėms. Įsiskverbusios į kremzlę, kraujagyslės ją dar labiau sunaikina. Pati kremzlę pakeis kaulinis audinys. Po gimimo kaulėjimas ir kaulų augimas taip pat vyksta labai glaudžiai ir priklauso nuo aprūpinimo krauju. Taip yra dėl to, kad aplink kraujagysles susidaro kaulų plokštelės.

Visi kaulų pokyčiai, kaip minėta aukščiau, priklauso nuo fizinio aktyvumo.

Būtent jų dėka viduje esanti kompaktiška medžiaga yra radikaliai atstatyta. Tokiu atveju gali būti stebimas osteonų dydžio ir skaičiaus padidėjimas. Neteisingai dozavus apkrovą, gali kilti rimtų komplikacijų. Jei, priešingai, tai teisinga, tai žymiai sulėtins visus kaulų senėjimo procesus.

Žinoma, jauname amžiuje rezorbcijos greitis vis dar yra gana mažas, o kaulų matrica susidaro greitai. Brandžiame ir sename amžiuje visi skeleto pokyčiai yra susiję su žymiai padidėjusiu rezorbcijos greičiu ir mažais kaulų formavimosi procesais.

Vienaip ar kitaip, absoliučiai bet kurio gyvo organizmo kaulas yra dinamiška struktūra. Ji geba prisitaikyti prie nuolat kintančių aplinkos sąlygų.

Skeletas yra raumenų ir kaulų sistemos pagrindas, pagrindinis kūno pamatas. Jį sudaro kaulai, kurie yra visų minkštųjų audinių atrama. Kas yra pačiuose kauluose, nes neįmanoma jų įsivaizduoti tuščių?

Kur yra vienas svarbiausių kaulinių audinių?

Kaulas yra organas ir, kaip ir bet kuris kitas, susideda iš kelių tipų audinių. Viena iš pagrindinių yra kompaktiška kaulo medžiaga, be kurios kaulo formavimasis iš esmės neįmanomas. Jis yra šalia svarbios kempinės medžiagos. Jų kontrastai bus aptarti toliau.

Žmogaus kaulai būna įvairių tipų

Yra keletas kaulų tipų ir jie skiriasi vienas nuo kito ne tik dydžiu. Kiekvienas iš jų turi individualų tikslą. Dėl atliekamos funkcijos kaulas užima tinkamiausią vietą skelete. Šiuo principu veikia ir kaulinis audinys.

Todėl kompaktiškas kaulinis audinys, tiksliau, didesnis jo kiekis, yra kauluose, atsakinguose už skeleto paslankumą, taip pat tuose, kurie atlieka atramos funkciją.

Šie kaulai negali išsiversti be kompaktiškos medžiagos:

• Ilgai. Atsakingas už galūnių skeletą. Jų vamzdinė vidurinė dalis yra visiškai užpildyta kompaktiška medžiaga;
• Butas. Jų išorinė dalis yra padengta kompaktiška medžiaga;
• Trumpas. Kompaktiškas kaulinis audinys juos dengia ir išorėje, plonu sluoksniu.

Kompaktiško kaulo struktūra

Norėdami geriau suprasti kompaktiško kaulinio audinio struktūrą, pirmiausia turėtumėte susipažinti su viso kaulo struktūra.

Plokštelių tipai ant kaulo dalies

Paėmę kaulo atkarpą ir padidinę ją mikroskopu, galite pamatyti daugybę kaulų plokštelių, susitelkusių aplink specialų kanalą, kuriame yra nervai ir kraujagyslės. Šios plokštės yra sistema, vadinama Osteon. Tai yra pagrindinis kaulo struktūrinis vienetas.

Tokios plokštės užsakomos atsižvelgiant į kaulo apkrovą. Tada osteonai suskirstomi į didesnius kaulų elementus, vadinamus trabekulėmis. Ir tik tada susidaro dviejų rūšių kaulinė medžiaga.

Visas procesas priklauso nuo šių kaulų elementų formavimosi tankio:

• Kai trabekulės guli laisvoje plokštumoje, susidaro specialios ląstelės, primenančios kempinuotą paviršių. Taip formuojasi kempinis kaulinis audinys;
• Kai trabekulės guli tankiame sluoksnyje, susidaro kompaktiška kaulinė medžiaga.

Skirtumas tarp dviejų rūšių kaulinės medžiagos yra tas, kad kempinė audinys yra atsakingas už lengvumą ir elastingumą, todėl jo tankis yra žymiai mažesnis. Kompaktiškas kaulinis audinys sudaro visą žievės kaulų sluoksnį. Tai užtikrina didelis jo tankis ir konstrukcijos stiprumas. Todėl ši medžiaga yra gana sunki ir sudaro didžiąją dalį skeleto kaulų.

Taigi, kompaktiška kaulo medžiaga susideda iš pirminio struktūrinio vieneto osteono, kuris daugiausia yra atsakingas už jo stiprumą.

Sužinokite apie skeleto struktūrą iš siūlomos vaizdo medžiagos.

Kompaktiško kaulinio audinio funkcijos

Vaikystėje vaikai dažnai iš savo tėvų išgirsta raginimą aktyviai užsiimti sportu ar gimnastika. Deja, ne visi vadovaujasi vyresniųjų patarimais ir tik laikui bėgant supranta, kokios svarbios buvo jų tėvų frazės.

Yra dviejų tipų kaulų medžiaga

Atsižvelgiant į tai, kas išdėstyta pirmiau, reikia atkreipti dėmesį į šiuos dalykus: kaulų medžiaga skirstoma į du tipus, kurių kiekvienas turi skirtingą sudėtį. Nors kempinė medžiaga susidaro iš organinių cheminių elementų (oseinas), kompaktiška kaulinė medžiaga susideda iš neorganinių medžiagų. Pagrindinė jų sudėtis yra kalcio druskos ir kalkių fosfatas. Jie yra atsakingi už audinio kietumą.

Mažame organizme yra daug oseino, kuris lemia augančių kaulų lankstumą. Kai kaulų augimo procesas artėja prie užbaigimo fazės, dalis kremzlių pakeičiama kaulais, o patys kaulai įgauna reikiamą skaičių grublėtų iškyšų ir įdubimų, ant kurių prisitvirtina raiščiai ir raumenų sistemos.

Kuo daugiau raumenų masės organizmas sukaupia augimo metu, tuo daugiau reikalingų nelygumų pavyksta sukurti kaulams. Tada kompaktiškas kaulinis audinys sudaro tankų žievės sluoksnį, o skeleto struktūra praktiškai nepasikeičia.

Kaip matote, kompaktiškas audinys pradeda veikti antrajame po kempinės audinio. Tai lemia pagrindinę apsauginę kaulo funkciją.

Taip pat kompaktiška kaulo medžiaga kaupia visus kaulams būtinus cheminius elementus. Jo struktūroje yra daug maistinių skylių, per kurias prasiskverbia kraujagyslės, pernešančios maistą.

Dėl suderinto kompaktiškos medžiagos, kaulo nervų ir kraujagyslių darbo jis turi galimybę augti storiu, o tai yra būtina.

Kompaktiška kaulo medžiaga, sudaranti didžiąją kaulo struktūros dalį, sudaro jo masę. Atlikdama pagrindinę skeleto apsaugos funkciją, taigi palaikydama visą kūną, kompaktiška medžiaga, su amžiumi, reikalauja pakankamai dėmesio papildomų mineralinių elementų šaltinių, būtent vitaminų A, D ir, žinoma, kalcio, forma. .

Pastebėjote klaidą? Pasirinkite jį ir paspauskite Ctrl + Enter, kad praneštumėte mums.

2016 m. kovo 18 d. Violetta Lekar

vselekari.com

Kaulinio audinio rūšys, vamzdinio kaulo sandara

Kaulinis audinys yra tinklinis pluoštas ir sluoksniuotas.

Retikulofibrinis (stambus pluoštinis) kaulinis audinys

Retikulofibrinis kaulinis audinys (textus osseus reticulofibrosus) daugiausia randamas embrionuose. Suaugusiesiems jį galima rasti peraugusių kaukolės siūlių vietoje, sausgyslių prisitvirtinimo prie kaulų vietose. Atsitiktinai išsidėsčiusios kolageno skaidulos jame formuoja storus ryšulius, aiškiai matomus mikroskopiškai net esant mažam padidinimui.

Pagrindinėje retikulofibrinio kaulinio audinio medžiagoje yra pailgos ovalo formos kaulo spragų su ilgais anastomizuojančiais kanalėliais, kuriuose yra osteocitai su jų procesais. Paviršiuje šiurkščiavilnių pluoštinis kaulas yra padengtas perioste.

Lamelinis kaulinis audinys

Sluoksninis kaulinis audinys (textus osseus lamellaris) yra labiausiai paplitęs kaulinio audinio tipas suaugusiųjų organizme. Jį sudaro kaulų plokštelės (lamellae ossea). Pastarųjų storis ir ilgis svyruoja nuo kelių dešimčių iki šimtų mikrometrų. Jie nėra monolitiniai, bet turi skirtingose ​​plokštumose orientuotų fibrilių.

Centrinėje plokščių dalyje fibrilės vyrauja išilgine kryptimi, išilgai periferijos pridedamos tangentinės ir skersinės kryptys. Sluoksniai gali išsisluoksniuoti, o vienos plokštelės fibrilės gali tęstis į gretimas, sudarydamos vieną pluoštinį kaulo pagrindą. Be to, į kaulo plokštes prasiskverbia atskiros fibrilės ir skaidulos, orientuotos statmenai kaulų plokštelėms, įpintos į tarpinius sluoksnius tarp jų ir taip pasiekiamas didesnis plokščiojo kaulinio audinio stiprumas. Tiek kompaktiškos, tiek kempinės medžiagos daugumoje plokščių ir vamzdinių skeleto kaulų yra pagamintos iš šio audinio.

Vamzdinio kaulo, kaip organo, histologinė struktūra

Vamzdinis kaulas, kaip organas, daugiausia sudarytas iš lamelinio kaulinio audinio, išskyrus gumbus. Išorėje kaulas yra padengtas perioste, išskyrus epifizių sąnarinius paviršius, kurie yra padengti hialinine kremzle.

Periosteum arba periosteum. Periosteumas turi du sluoksnius: išorinį (pluoštinį) ir vidinį (ląstelinį). Išorinį sluoksnį daugiausia sudaro pluoštinis jungiamasis audinys. Vidiniame sluoksnyje yra įvairaus diferenciacijos laipsnio osteogeninių kambinių ląstelių, preosteoblastų ir osteoblastų. Verpstės formos kambarinės ląstelės turi nedidelį citoplazmos tūrį ir vidutiniškai išvystytą sintetinį aparatą. Preosteoblastai yra energingai dauginasi ovalo formos ląstelės, galinčios sintetinti mukopolisacharidus. Osteoblastams būdingas labai išvystytas baltymų sintezės (kolageno) aparatas. Kraujagyslės ir nervai, aprūpinantys kaulus, praeina per periostą.

Antkaulis jungia kaulą su aplinkiniais audiniais ir dalyvauja jo trofikoje, vystymesi, augime ir regeneracijoje.

Diafizės struktūra

Kompaktiška medžiaga, sudaranti kaulo diafizę, susideda iš kaulo plokštelių [kurių storis svyruoja nuo 4 iki 12-15 mikronų]. Kaulų plokštelės yra išdėstytos tam tikra tvarka, sudarydamos sudėtingus darinius - osteonus arba Haverso sistemas. Diafizė turi tris sluoksnius:

išorinis bendrų plokščių sluoksnis,

vidurinis, osteoninis sluoksnis ir

vidinis paprastųjų lakštų sluoksnis.

Išorinės bendros (bendrosios) plokštelės nesudaro pilnų žiedų aplink kaulo diafizę, o paviršiuje jas dengia vėlesni plokštelių sluoksniai. Vidinės bendrosios plokštelės yra gerai išvystytos tik ten, kur kompaktiška kaulo medžiaga tiesiogiai ribojasi su meduliarine ertme. Tose pačiose vietose, kur kompaktinė medžiaga pereina į kempinę medžiagą, jos vidinės bendros plokštelės tęsiasi į kempinės medžiagos trabekulių plokšteles.

Išorinėse bendrose plokštelėse yra perforuojantys (Volkmann) kanalai, kuriais kraujagyslės patenka į kaulą iš perioste. Iš antkaulio kolageno skaidulos įvairiais kampais prasiskverbia į kaulą. Šie pluoštai vadinami perforuojančiais (Sharpey) pluoštais. Dažniausiai jos šakojasi tik išoriniame paprastųjų lakštų sluoksnyje, bet gali prasiskverbti ir į vidurinį osteoninį sluoksnį, tačiau į osteonų sluoksnius nepatenka niekada.

Viduriniame sluoksnyje kaulų plokštelės yra osteonuose. Kaulų plokštelėse yra kolageno fibrilių, įterptų į kalcifikuotą matricą. Fibrilės turi skirtingas kryptis, tačiau jos daugiausia orientuotos lygiagrečiai ilgajai osteono ašiai.

Osteonai (Haverso sistemos) yra vamzdinio kaulo kompaktiškos medžiagos struktūriniai vienetai. Tai cilindrai, susidedantys iš kaulų plokštelių, tarsi įkišti viena į kitą. Kaulų plokštelėse ir tarp jų išsidėstę kaulinių ląstelių kūnai ir jų procesai, įsiterpę į kaulo tarpląstelinę medžiagą. Kiekvienas osteonas yra atskirtas nuo gretimų osteonų vadinamąja susiliejimo linija, kurią sudaro juos cementuojanti gruntinė medžiaga. Centriniame osteono kanale yra kraujagyslės su lydinčiu jungiamuoju audiniu ir osteogeninėmis ląstelėmis.

Ilgojo kaulo diafizėje osteonai yra daugiausia lygiagrečiai ilgajai ašiai. Osteono kanalai anastomizuojasi vienas su kitu. , anastomozės vietose gretimos plokštelės keičia kryptį. Tokie kanalai vadinami perforuojančiais arba maistinių medžiagų kanalais. Kraujagyslės, esančios osteonų kanaluose, susisiekia tarpusavyje ir su kaulų čiulpų bei perioste.

Didžiąją diafizės dalį sudaro kompaktiška vamzdinių kaulų medžiaga. Vidiniame diafizės paviršiuje, besiribojančiame su meduliarine ertme, plokščiasis kaulinis audinys sudaro akytojo kaulo kaulinius skersinius. Vamzdinių kaulų diafizės ertmė užpildyta kaulų čiulpais.

Endosteum yra membrana, dengianti kaulą iš meduliarinės ertmės pusės. Susidariusio kaulo paviršiaus endosteume išoriniame mineralizuotos kaulinės medžiagos krašte išskiriama osmiofilinė linija; osteoidinis sluoksnis, susidedantis iš amorfinės medžiagos, kolageno fibrilių ir osteoblastų, kraujo kapiliarų ir nervų galūnėlių, į žvyną panašių ląstelių sluoksnio, kuris neaiškiai atskiria endosteumą nuo kaulų čiulpų elementų. Endosteumo storis viršija 1-2 mikronus, bet yra mažesnis nei antkaulio.

Aktyvaus kaulo formavimosi srityse endosteumo storis padidėja 10-20 kartų dėl osteoidinio sluoksnio dėl padidėjusio osteoblastų ir jų pirmtakų sintetinio aktyvumo. Kaulų rekonstrukcijos metu endosteume randama osteoklastų. Senstančio kaulo endosteume mažėja osteoblastų ir progenitorinių ląstelių populiacija, tačiau didėja osteoklastų aktyvumas, dėl to plonėja kompaktiškas sluoksnis ir pertvarkomas akytojo kaulo struktūra.

Tarp endosteumo ir perioste yra tam tikra skysčių ir mineralų mikrocirkuliacija dėl kaulinio audinio lakūninės-kanalikulinės sistemos.

Kaulinio audinio vaskuliarizacija. Kraujagyslės sudaro tankų tinklą vidiniame perioste sluoksnyje. Čia atsiranda plonos arterijų šakos, kurios, be kraujo tiekimo į osteonus, per maistinių medžiagų angas prasiskverbia į kaulų čiulpus ir dalyvauja formuojant juos maitinantį kapiliarų tinklą. Limfinės kraujagyslės yra daugiausia išoriniame perioste sluoksnyje.

Kaulinio audinio inervacija. Antkaulio dalyje mielinizuotos ir nemielinizuotos nervinės skaidulos sudaro rezginį. Dalis skaidulų lydi kraujagysles ir kartu su jomis pro maistinių medžiagų angas prasiskverbia į to paties pavadinimo kanalus, o paskui į osteonų kanalus ir tada pasiekia kaulų čiulpus. Kita skaidulų dalis baigiasi perioste laisvomis nervų šakomis, taip pat dalyvauja formuojant inkapsuliuotus kūnus.

studfiles.net

Žmogaus kaulai: sandara, sudėtis, jų ryšys ir sąnarių išdėstymas

Kiekvienas žmogaus kaulas yra sudėtingas organas: jis užima tam tikrą kūno vietą, turi savo formą ir struktūrą, atlieka savo funkcijas. Visų tipų audiniai dalyvauja formuojant kaulus, tačiau vyrauja kaulinis audinys.

Bendrosios žmogaus kaulų savybės

Kremzlės dengia tik sąnarinius kaulo paviršius, kaulo išorę dengia periostas, o viduje yra kaulų čiulpai. Kauluose yra riebalinio audinio, kraujo ir limfagyslių bei nervų.

Kaulinis audinys pasižymi aukštomis mechaninėmis savybėmis, jo stiprumą galima palyginti su metalo stiprumu. Gyvo žmogaus kaulų cheminėje sudėtyje yra: 50% vandens, 12,5% organinių baltymų (oseino), 21,8% neorganinių medžiagų (daugiausia kalcio fosfato) ir 15,7% riebalų.

Kaulų tipai skirstomi į:

• Vamzdinis (ilgasis - žastikaulis, šlaunikaulis ir kt.; trumpas - pirštų falangos);
• plokščia (priekinė, parietalinė, kaukolė ir kt.);
• kempinė (šonkauliai, slanksteliai);
• mišrus (sfenoidinis, zigominis, apatinis žandikaulis).

Žmogaus kaulų sandara

Pagrindinis kaulinio audinio struktūrinis vienetas yra osteonas, kuris matomas mikroskopu esant mažam padidinimui. Kiekviename osteone yra nuo 5 iki 20 koncentriškai išdėstytų kaulų plokštelių. Jie primena vienas į kitą įkištus cilindrus. Kiekviena plokštelė susideda iš tarpląstelinės medžiagos ir ląstelių (osteoblastų, osteocitų, osteoklastų). Osteono centre yra kanalas - osteono kanalas; pro jį praeina laivai. Interkaluotos kaulų plokštelės yra tarp gretimų osteonų.

Žmogaus kaulų struktūra

Kaulinį audinį formuoja osteoblastai, išskirdami tarpląstelinę medžiagą ir įsigerdami į ją, virsta osteocitais – proceso formos ląstelėmis, nesugebančiomis mitozės, su menkai apibrėžtomis organelėmis. Atitinkamai, suformuotame kaule daugiausia yra osteocitų, o osteoblastai randami tik kaulinio audinio augimo ir regeneracijos srityse.

Daugiausia osteoblastų yra perioste – plonoje, bet tankioje jungiamojo audinio plokštelėje, kurioje yra daug kraujagyslių, nervų ir limfinių galūnių. Perostas užtikrina kaulo storio augimą ir kaulo mitybą.

Osteoklastuose yra daug lizosomų ir jie gali išskirti fermentus, o tai gali paaiškinti jų kaulų medžiagos tirpimą. Šios ląstelės dalyvauja naikinant kaulus. Esant patologinėms kaulų audinio sąlygoms, jų skaičius smarkiai padidėja.

Osteoklastai taip pat svarbūs kaulų vystymosi procese: formuodami galutinę kaulo formą jie ardo sukalkėjusią kremzlę ir net naujai susiformavusį kaulą, „koreguodami“ jo pirminę formą.

Kaulų struktūra: kompaktiška ir kempinė

Ant pjūvių ir kaulo dalių išskiriamos dvi jo struktūros - kompaktiška medžiaga (kaulų plokštelės išsidėsčiusios tankiai ir tvarkingai), išsidėsčiusios paviršutiniškai, ir kempinė medžiaga (kaulų elementai yra laisvai išsidėstę), esanti kaulo viduje.

Kompaktiškas ir plonas kaulas

Ši kaulo struktūra visiškai atitinka pagrindinį konstrukcinės mechanikos principą – užtikrinti maksimalų konstrukcijos tvirtumą naudojant mažiausią medžiagos kiekį ir didelį lengvumą. Tai patvirtina ir faktas, kad vamzdinių sistemų ir pagrindinių kaulų sijų išsidėstymas atitinka gniuždymo, tempimo ir sukimo jėgų veikimo kryptį.

Kaulų struktūra yra dinamiška reaktyvi sistema, kuri kinta visą žmogaus gyvenimą. Yra žinoma, kad žmonėms, dirbantiems sunkų fizinį darbą, kompaktiškas kaulo sluoksnis pasiekia gana didelį išsivystymą. Priklausomai nuo atskirų kūno dalių apkrovos pokyčių, gali keistis kaulų sijų vieta ir viso kaulo struktūra.

Žmogaus kaulų ryšys

Visos kaulų jungtys gali būti suskirstytos į dvi grupes:

• Ištisiniai junginiai, anksčiau besivystantys filogenezėje, nejudrūs arba neaktyvūs;
• nenutrūkstami ryšiai, vėliau kuriami ir mobilesni.

Tarp šių formų yra pereinamasis - nuo ištisinio iki nepertraukiamo arba atvirkščiai - pusiau jungties.

Žmogaus sąnario struktūra

Nuolatinis kaulų sujungimas atliekamas per jungiamąjį audinį, kremzlę ir kaulinį audinį (pačios kaukolės kaulus). Nenutrūkstamas kaulų ryšys arba sąnarys yra jaunesnis kaulų jungties darinys. Visi sąnariai turi bendrą struktūrinį planą, įskaitant sąnario ertmę, sąnarinę kapsulę ir sąnarinius paviršius.

Sąnario ertmė išskiriama sąlyginai, nes paprastai tarp sąnarinės kapsulės ir sąnarinių kaulų galų nėra tuštumos, tačiau yra skysčio.

Sąnarinė kapsulė dengia sąnarinius kaulų paviršius, sudarydama sandarią kapsulę. Sąnario kapsulė susideda iš dviejų sluoksnių, kurių išorinis sluoksnis pereina į periostą. Vidinis sluoksnis išskiria skystį į sąnario ertmę, kuris veikia kaip tepalas, užtikrinantis laisvą sąnarinių paviršių slydimą.

Sąnarių tipai

Sąnariniai sąnarių paviršiai yra padengti sąnario kremzle. Lygus sąnario kremzlės paviršius skatina sąnarių judėjimą. Sąnariniai paviršiai yra labai įvairių formų ir dydžių, dažniausiai jie lyginami su geometrinėmis figūromis. Iš čia ir kilo sąnarių pavadinimas pagal jų formą: sferiniai (pečių), elipsoidiniai (radio-riešo), cilindriniai (radio-ulnar) ir kt.

Kadangi šarnyrinių jungčių judesiai atliekami aplink vieną, dvi ar daug ašių, jungtys taip pat paprastai skirstomos pagal sukimosi ašių skaičių į daugiaašius (rutulio formos), dviašius (elipsoidinius, balno formos). ir vienaašė (cilindro, bloko formos).

Priklausomai nuo sąnarių kaulų skaičiaus, sąnariai skirstomi į paprastus, kuriuose yra sujungti du kaulai, ir sudėtingus, kuriuose yra sujungti daugiau nei du kaulai.

animals-world.ru

Kaulinio audinio struktūra ir tipai. Kaulinis audinys

Kaulai atlieka keturias pagrindines funkcijas:

1. Jie suteikia jėgų galūnėms ir kūno ertmėms, kuriose yra gyvybiškai svarbių organų. Sergant ligomis, kurios susilpnina ar sutrikdo skeleto struktūrą, neįmanoma išlaikyti tiesios laikysenos, atsiranda vidaus organų veiklos sutrikimai. Pavyzdys – širdies ir plaučių nepakankamumas, kuris išsivysto pacientams, sergantiems sunkia kifoze dėl stuburo kompresinių lūžių.
2. Kaulai yra būtini judėjimui, nes jie sudaro veiksmingus svirtis ir raumenų priedus. Kaulų deformacija „sugadina“ šiuos svertus, todėl labai pažeidžiama eisena.
3. Kaulai tarnauja kaip didelis jonų rezervuaras, iš kurio organizmas semiasi gyvybei reikalingo kalcio, fosforo, magnio ir natrio, kai jų neįmanoma gauti iš išorinės aplinkos.
4. Kauluose yra hematopoetinė sistema. Vis daugiau įrodymų rodo trofinius ryšius tarp kaulų stromos ląstelių ir hematopoetinių elementų.

Kaulų struktūra

Kaulo struktūra užtikrina idealų kietumo ir elastingumo balansą. Kaulas yra pakankamai kietas, kad atlaikytų išorines jėgas, nors prastai mineralizuotas kaulas yra trapus ir lengvai lūžta. Tuo pačiu metu kaulas turi būti pakankamai lengvas, kad galėtų judėti susitraukiant raumenims. Ilgieji kaulai yra sudaryti daugiausia iš kompaktiškos medžiagos (tankiai supakuotų mineralizuoto kolageno sluoksnių), kurie suteikia audiniui kietumą. Trabekuliniai kaulai skerspjūviu atrodo kempingi, o tai suteikia jiems tvirtumo ir elastingumo. Kempinė medžiaga sudaro didžiąją stuburo dalį. Ligos, kurias lydi struktūriniai sutrikimai arba kompaktiškos kaulinės medžiagos masės sumažėjimas, sukelia ilgųjų kaulų lūžius, o tos, kurių metu kenčia kempinė medžiaga, sukelia stuburo lūžius. Ilgųjų kaulų lūžiai galimi ir esant kempinės medžiagos defektams, du trečdalius kaulų masės sudaro mineralai, o likusi dalis – iš vandens ir I tipo kolageno. Nekolageno kaulų matricos baltymai apima proteoglikanus, baltymus, kurių sudėtyje yra γ-karboksiglutamato, glikoproteino osteonektino, fosfoproteino osteopontino ir augimo faktorių. Kauliniame audinyje taip pat yra nedidelis kiekis lipidų.

Kaulų mineralai Kauluose yra dviejų formų mineralų. Pagrindinė forma yra skirtingo brandumo hidroksiapatito kristalai. Likusi dalis yra amorfinės kalcio fosfato druskos, kurių kalcio ir fosfato santykis mažesnis nei gryname hidroksiapatite. Šios druskos yra lokalizuotos aktyvaus kaulinio audinio formavimosi vietose ir didesniais kiekiais jauname kaule.

Kaulų ląstelės Kaulą sudaro trijų tipų ląstelės: osteoblastai, osteocitai ir osteoklastai.

Osteoblastai Osteoblastai yra pagrindinės kaulus formuojančios ląstelės. Jų pirmtakai yra mezenchiminės kaulų čiulpų ląstelės, kurios diferenciacijos procese pradeda ekspresuoti PTH ir vitamino D receptorius, šarminę fosfatazę (išleidžiamą į ekstraląstelinę aplinką), taip pat kaulų matricos baltymus (I tipo kolageną, osteokalciną, osteopontinas ir kt.). Subrendę osteoblastai persikelia į kaulo paviršių, kur iškloja naujo kaulinio audinio sritis, esančias po kaulo matrica (osteoidu) ir sukeliančią jo mineralizaciją – hidroksiapatito kristalų nusėdimą ant kolageno sluoksnių. Dėl to susidaro lamelinis kaulinis audinys. Mineralizacija reikalauja, kad tarpląsteliniame skystyje būtų pakankamai kalcio ir fosfato, taip pat šarminės fosfatazės, kurią išskiria aktyvūs osteoblastai. Kai kurie „senstantys“ osteoblastai išsilygina, virsdami neaktyviomis ląstelėmis, išklojančiomis trabekulių paviršių, kiti nugrimzta į kompaktišką kaulinę medžiagą, virsdami osteocitais, o treti patiria apoptozę.

(modulis tiesioginis4)

Osteocitai Osteoblastai, kurie lieka kompaktiškoje kaulo medžiagoje jo atsinaujinimo metu, virsta osteocitais. Jų gebėjimas sintetinti baltymus smarkiai krenta, tačiau ląstelėse atsiranda daug procesų (tubulių), besitęsiančių už rezorbcijos ertmės (spragos) ir susijungiančių su kapiliarais, kitų tam tikro kaulo vieneto (osteono) osteocitų procesai ir paviršinių osteoblastų procesai. Manoma, kad osteocitai sudaro sincitą, užtikrinantį mineralų judėjimą iš kaulo paviršiaus, be to, atlieka mechaninių apkrovos jutiklių vaidmenį, generuodami pagrindinį signalą kaulinio audinio formavimuisi ir atsinaujinimui.

Osteoklastai Osteoklastai yra milžiniškos daugiabranduolės ląstelės, kurios specializuojasi kaulų rezorbcijoje. Jie atsiranda iš kraujodaros ląstelių ir nebesiskiria. Osteoklastų susidarymą skatina osteoblastai, kurie per savo paviršiaus molekulę RANKL sąveikauja su branduolinio faktoriaus kappa B (RANK) receptorių aktyvatoriumi pirmtakų ir subrendusių osteoklastų paviršiuje. Osteoblastai taip pat išskiria makrofagų kolonijas stimuliuojantį faktorių-1 (M-CSF-1), kuris sustiprina RANKL poveikį osteoklastogenezei. Be to, osteoblastai ir kitos ląstelės gamina apgaulės receptorių osteoprotegeriną (OPG), kuris jungiasi prie RANKL ir blokuoja jo veikimą. PTH ir 1,25(OH) 2D (taip pat citokinai IL-1, IL-6 ir IL-11) stimuliuoja RANKL sintezę osteoblastuose. TNF stiprina stimuliuojantį RANKL poveikį osteoklastogenezei, o IFNγ blokuoja šį procesą, veikdamas tiesiogiai osteoklastus.

Judrūs osteoklastai supa kaulo paviršių tankiu žiedu, o jų membrana, esanti šalia kaulo, susilanksto į specialią struktūrą, vadinamą gofruotu kraštu. Gofruotas kraštas yra atskira organelė, bet veikia kaip milžiniška lizosoma, kuri ištirpdo ir suardo kaulų matricą, išskirdama rūgštį ir proteazes (daugiausia katepsiną K). Kolageno peptidai, susidarę dėl kaulų rezorbcijos, turi piridinolino struktūrų, kurių kiekis šlapime gali būti naudojamas vertinant kaulų rezorbcijos intensyvumą. Taigi kaulų rezorbcija priklauso nuo osteoklastų brendimo greičio ir jų subrendusių formų aktyvumo. Subrendę osteoklastai turi kalcitonino receptorius, bet ne PTH ar vitamino D.

Kaulų atnaujinimas

Kaulų atsinaujinimas yra nenutrūkstamas kaulinio audinio naikinimo ir formavimosi procesas, kuris tęsiasi visą gyvenimą. Vaikystėje ir paauglystėje kaulų apykaita vyksta dideliu greičiu, tačiau kiekybiškai vyrauja kaulų formavimosi ir kaulų masės didėjimo procesas. Kai kaulų masė pasiekia maksimumą, pradeda vyrauti procesai, lemiantys kaulų masės dinamiką visą likusį gyvenimą. Atnaujinimas vyksta atskirose kaulo paviršiaus vietose visame skelete. Paprastai apie 90% kaulo paviršiaus yra ramybės būsenoje, padengtas plonu ląstelių sluoksniu. Reaguodamos į fizinius ar biocheminius signalus, kaulų čiulpų pirmtakinės ląstelės migruoja į konkrečias kaulo paviršiaus vietas, kur susilieja, sudarydamos daugiabranduolius osteoklastus, kurie „išvalgo“ kaulo ertmę. Kompaktiškos kaulo medžiagos atsinaujinimas prasideda iš vidaus kūginė ertmė, kuri tęsiasi į tunelį. Osteoblastai šliaužia į šį tunelį, suformuodami naujo kaulo cilindrą ir palaipsniui siaurindami tunelį, kol lieka siauras Haverso kanalas, kuriuo maitinamos ląstelės, likusios osteocitų pavidalu. Vienoje kūginėje ertmėje susidaręs kaulas vadinamas osteonu.Kai kempinė medžiaga yra rezorbcija, susidaro dantyta kaulo paviršiaus atkarpa, vadinama gauchip lacuna. Po 2-3 mėnesių rezorbcijos fazė baigiasi, po savęs paliekama apie 60 mikronų gylio ertmė, į kurios pagrindą iš kaulų čiulpų stromos išauga osteoblastų pirmtakai. Šios ląstelės įgyja osteoblastų fenotipą, tai yra, pradeda išskirti kaulų baltymus, tokius kaip šarminė fosfatazė, osteopontinas ir osteokalcinas, ir palaipsniui rezorbuotą kaulą pakeičia nauja kaulo matrica. Kai naujai suformuotas osteoidas pasiekia maždaug 20 µm storį, prasideda mineralizacija. Visas kaulo atsinaujinimo ciklas paprastai trunka apie 6 mėnesius.Šis procesas nereikalauja hormoninio poveikio, išskyrus tik tai, kad 1,25(OH) 2D palaiko mineralinių medžiagų įsisavinimą žarnyne ir taip aprūpina atnaujintą kaulą kalciu ir. fosforo. Pavyzdžiui, sergant hipoparatiroidizmu, kauliniam audiniui nieko nenutinka, išskyrus jo apykaitos sulėtėjimą. Tačiau sisteminiai hormonai kaulus naudoja kaip mineralų šaltinį, kad išlaikytų pastovų tarpląstelinį kalcio kiekį. Tuo pačiu metu atsinaujina kaulų masė. Pavyzdžiui, kai PTH aktyvina kaulų rezorbciją (hipokalcemijai koreguoti), suaktyvėja ir naujo kaulo formavimosi procesai, kuriais siekiama papildyti jo masę. Osteoblastų vaidmuo reguliuojant osteoklastų aktyvumą buvo ištirtas gana išsamiai, tačiau osteoblastų „pritraukimo“ prie kaulų rezorbcijos vietų mechanizmas lieka neaiškus. Viena iš galimybių yra ta, kad kaulų rezorbcija iš kaulų matricos atpalaiduoja IGF-1, kuris skatina osteoblastų proliferaciją ir diferenciaciją.

Rezorbuotas kaulas nėra visiškai pakeistas, o kiekvieno apykaitos ciklo pabaigoje šiek tiek netenka kaulo. Bėgant gyvenimui deficitas didėja, o tai lemia gerai žinomą su amžiumi susijusį kaulų masės mažėjimo reiškinį. Šis procesas prasideda netrukus po to, kai kūnas nustoja augti. Įvairios įtakos (mitybos sutrikimai, hormonai ir vaistai) veikia kaulų apykaitą įprastu būdu – keičiant kaulinio audinio apykaitos greitį, tačiau skirtingais mechanizmais. Pasikeitus hormoninei aplinkai (hipertiroidizmas, hiperparatiroidizmas, hipervitaminozė D) dažniausiai padaugėja atsinaujinimo židinių. Kiti veiksniai (didelės gliukokortikoidų ar etanolio dozės) trukdo osteoblastų veiklai. Estrogenai arba androgenų trūkumas padidina osteoklastų aktyvumą. Bet kuriuo metu atsiranda laikinas kaulų masės deficitas, vadinamas „atsinaujinimo erdve“, t.y. vis dar neužpildytas kaulo rezorbcijos plotas. Reaguojant į bet kokį stimulą, keičiantį pradinį atnaujinimo vietų skaičių ("naujinimo vienetai"), atnaujinimo erdvė arba didėja, arba mažėja, kol nustatoma nauja pusiausvyra. Tai pasireiškia kaulų masės padidėjimu arba sumažėjimu.

Kaulinis audinys sudaro skeleto pagrindą. Ji atsakinga už vidaus organų apsaugą, judėjimą, dalyvauja medžiagų apykaitoje. Kauliniam audiniui taip pat priklauso dantų audinys. Kaulas yra kietas ir kartu plastiškas organas. Jo savybės ir toliau tiriamos. Žmogaus kūne yra daugiau nei 270 kaulų, kurių kiekvienas atlieka savo funkciją.

Kaulinis audinys yra jungiamojo audinio rūšis. Vienas yra ir plastikinis, ir atsparus deformacijai, ilgaamžis.

Priklausomai nuo jo struktūros, yra 2 pagrindiniai kaulinio audinio tipai:

1. Šiurkščiavilnių pluoštinė. Tai tankesnis, bet mažiau elastingas kaulinis audinys. Suaugusio žmogaus organizme jo yra labai mažai. Jis daugiausia randamas kaulų ir kremzlių sandūroje, kaukolės siūlių sandūroje, taip pat lūžių gijimo vietose. Žmogaus embriono vystymosi metu dideliais kiekiais randama šiurkščiavilnių pluoštinių kaulinių audinių. Jis veikia kaip skeleto užuomazgas, o po to palaipsniui išsigimsta į lamelinį. Šio tipo audinių ypatumas yra tas, kad jo ląstelės yra išsidėsčiusios atsitiktinai, todėl jis tampa tankesnis.
2. Lamelinis. Sluoksninis kaulinis audinys yra pagrindinis žmogaus skeleto audinys. Tai yra visų žmogaus kūno kaulų dalis. Šio audinio ypatybė yra ląstelių išsidėstymas. Jie sudaro pluoštus, kurie savo ruožtu sudaro plokšteles. Pluoštai, sudarantys plokštes, gali būti išdėstyti skirtingais kampais, todėl audinys tuo pačiu metu yra tvirtas ir elastingas, tačiau pačios plokštės yra lygiagrečios viena kitai.

Savo ruožtu sluoksninis kaulinis audinys skirstomas į 2 tipus – kempinę ir kompaktišką. Kempininis audinys atrodo kaip ląstelės ir yra laisvesnis. Tačiau, nepaisant sumažėjusio stiprumo, audiniai yra didesni, lengvesni ir mažiau tankūs.

Tai kempinė audinys, kuriame yra kaulų čiulpų, kurie dalyvauja kraujodaros procese.

Kompaktiškas kaulinis audinys atlieka apsauginę funkciją, todėl yra tankesnis, tvirtesnis ir sunkesnis. Dažniausiai šis audinys yra kaulo išorėje, dengiantis ir apsaugodamas nuo pažeidimų, įtrūkimų ir lūžių. Kompaktiškas kaulinis audinys sudaro didžiąją dalį skeleto (apie 80%).

Lamelinio kaulinio audinio sandara ir funkcijos

Lamelinis kaulinis audinys yra labiausiai paplitęs kaulinio audinio tipas žmogaus kūne.

Lamelinio kaulinio audinio funkcijos labai svarbios organizmui. Jis apsaugo vidaus organus nuo pažeidimų (plaučius krūtinėje, smegenis kaukolės viduje, dubens organus ir kt.), taip pat leidžia žmogui judėti, palaikant kitų audinių svorį.

Kaulinis audinys yra atsparus deformacijai, gali atlaikyti didelį svorį, taip pat geba atsinaujinti ir gyti lūžių metu.

Kaulinį audinį sudaro tarpląstelinė medžiaga, taip pat 3 rūšių kaulinės ląstelės:

1. Osteoblastai. Tai yra jauniausios, dažniausiai ovalios kaulinio audinio ląstelės, kurių skersmuo ne didesnis kaip 20 mikronų. Būtent šios ląstelės sintezuoja medžiagą, kuri užpildo kaulinio audinio tarpląstelinę erdvę. Tai yra pagrindinė ląstelių funkcija. Susidarius pakankamam šios medžiagos kiekiui, osteoblastai ja apauga ir tampa osteocitais. Osteoblastai gali dalytis, taip pat turi nelygų paviršių su mažais procesais, kuriais jie prisitvirtina prie gretimų ląstelių. Taip pat yra neaktyvių osteoblastų, jie dažnai lokalizuojasi tankiausiose kaulo vietose ir turi nedaug organelių.
2. Osteocitai. Tai kamieninės ląstelės, kurių dažnai galima rasti antkaulio audinių viduje (viršutiniame, tvirtame kaulo sluoksnyje, kuris jį apsaugo ir leidžia greitai užgyti, kai jis pažeistas). Kai osteoblastai apauga tarpląsteline medžiaga, jie virsta osteocitais ir lokalizuojasi tarpląstelinėje erdvėje. Jų gebėjimas sintetinti yra šiek tiek mažesnis nei osteoblastų.
3. Osteoklastai. Didžiausios daugiabranduolės kaulinio audinio ląstelės, kurios randamos tik stuburiniams gyvūnams. Pagrindinė jų funkcija yra seno kaulinio audinio reguliavimas ir naikinimas. Osteoblastai sukuria naujas kaulų ląsteles, o osteoklastai sunaikina senas. Kiekvienoje tokioje ląstelėje yra iki 20 branduolių.

Kaulinio audinio būklę galite sužinoti naudodami. Lamelinis kaulinis audinys vaidina svarbų vaidmenį organizme, tačiau dėl kalcio trūkumo, taip pat dėl ​​infekcijų jis gali būti sunaikintas ir nusidėvėjęs.

Lamelinio kaulinio audinio ligos:

• Navikai. Yra sąvoka „kaulų vėžys“, tačiau dažniausiai navikas įauga į kaulą iš kitų audinių, o ne iš jo atsiranda. Navikas gali atsirasti iš kaulų čiulpų ląstelių, bet ne iš paties kaulo. Sarkoma (pirminis kaulų vėžys) yra gana reta. Šią ligą lydi stiprus kaulų skausmas, minkštųjų audinių patinimas, ribotas mobilumas, sąnarių patinimas ir deformacija.
• Osteoporozė. Tai dažniausia kaulų liga, kurią lydi kaulinio audinio kiekio sumažėjimas ir kaulų retėjimas. Tai sudėtinga liga, kuri ilgą laiką išlieka besimptomė. Pirmiausia pradeda kentėti kempinė audinys. Jame esančios plokštelės pradeda tuštėti, o pats audinys pažeidžiamas nuo kasdienio streso.
• Osteonekrozė. Dalis kaulo žūsta dėl sutrikusios kraujotakos. Osteocitai pradeda mirti, o tai sukelia nekrozę. Klubo kaulai dažniausiai kenčia nuo osteonekrozės. Šią ligą sukelia trombozė ir bakterinės infekcijos.
• Pageto liga. Šia liga dažniau serga vyresnio amžiaus žmonės. Pageto ligai būdinga kaulų deformacija ir stiprus skausmas. Sutrinka normalus kaulinio audinio atkūrimo procesas. Šios ligos priežastys nežinomos. Pažeistose vietose kaulas sustorėja, deformuojasi ir tampa labai trapus.

Daugiau apie osteoporozę galite sužinoti iš vaizdo įrašo.

Kaulinis audinys yra jungiamojo audinio rūšis ir susideda iš ląstelių ir tarpląstelinės medžiagos, kurioje yra daug mineralinių druskų, daugiausia kalcio fosfato. Mineralai sudaro 70% kaulinio audinio, organinės medžiagos - 30%.

Kaulinio audinio funkcijos

mechaninis;

apsauginis;

dalyvavimas organizmo mineralų apykaitoje – kalcio ir fosforo depas.

Kaulų ląstelės: osteoblastai, osteocitai, osteoklastai.

Pagrindinės susiformavusio kaulinio audinio ląstelės yra osteocitai.

Osteoblastai

Osteoblastai randami tik besivystančiame kauliniame audinyje. Susiformavusiame kauliniame audinyje jų nėra, tačiau dažniausiai yra neaktyvios formos perioste. Vystantis kauliniam audiniui, jie dengia kiekvienos kaulo plokštelės periferiją, glaudžiai greta vienas kito, sudarydami tam tikrą epitelio sluoksnį. Tokių aktyviai veikiančių ląstelių forma gali būti kubinė, prizminė arba kampinė.

Oteoklastai

Susiformavusiame kauliniame audinyje nėra kaulus naikinančių ląstelių. Tačiau jie yra perioste ir kaulinio audinio sunaikinimo ir restruktūrizavimo vietose. Kadangi ontogenezės metu nuolat vyksta vietiniai kaulinio audinio restruktūrizavimo procesai, šiose vietose būtinai yra osteoklastų. Embrioninės osteohistogenezės metu šios ląstelės vaidina svarbų vaidmenį ir jų randama daug.

Kaulinio audinio tarpląstelinė medžiaga

susideda iš pagrindinės medžiagos ir skaidulų, turinčių kalcio druskų. Skaidulos susideda iš I tipo kolageno ir yra sulankstytos į ryšulius, kurie gali būti išsidėstę lygiagrečiai (tvarkingi) arba netvarkingi, kuriais remiantis grindžiama kaulinio audinio histologinė klasifikacija. Pagrindinė kaulinio audinio medžiaga, kaip ir kitų tipų jungiamieji audiniai, susideda iš glikozaminoglikanų ir proteoglikanų, tačiau skiriasi šių medžiagų cheminė sudėtis. Visų pirma, kauliniame audinyje yra mažiau chondroitino sieros rūgščių, bet daugiau citrinos ir kitų rūgščių, kurios sudaro kompleksus su kalcio druskomis. Kaulinio audinio vystymosi procese pirmiausia susidaro organinės matricos medžiaga ir kolageno (oseinas, II tipo kolagenas) skaidulos, o vėliau jose nusėda kalcio druskos (daugiausia fosfatai). Kalcio druskos sudaro hidroksiapatito kristalus, nusėdančius tiek amorfinėje medžiagoje, tiek skaidulose, tačiau nedidelė druskų dalis nusėda amorfiškai. Suteikdamos kaulų stiprumą, kalcio fosfato druskos taip pat yra kalcio ir fosforo depas organizme. Todėl kaulinis audinys dalyvauja mineralų apykaitoje.

Kaulinio audinio klasifikacija

Yra dviejų tipų kaulinis audinys:

retikulofibrinė (stambi pluoštinė);

lamelinis (lygiagretus pluoštinis).

Tinklinio pluošto kauliniame audinyje kolageno skaidulų pluoštai yra stori, vingiuoti ir išsidėstę netvarkingai. Mineralizuotoje tarpląstelinėje medžiagoje osteocitai atsitiktinai išsidėstę spragose. Sluoksninis kaulinis audinys susideda iš kaulinių plokštelių, kuriose kolageno skaidulos arba jų ryšuliai yra lygiagrečiai kiekvienoje plokštelėje, bet stačiu kampu gretimų plokštelių skaidulų eigai. Osteocitai yra tarp plokštelių spragose, o jų procesai praeina per plokšteles kanalėliuose.

Žmogaus kūne kaulinis audinys yra beveik išimtinai sluoksninės formos. Retikulofibrinis kaulinis audinys atsiranda tik kaip kai kurių kaulų (parietalinių, priekinių) vystymosi stadija. Suaugusiesiems jie yra sausgyslių prisitvirtinimo prie kaulų srityje, taip pat kaukolės sukaulėjusių siūlių vietoje (sagitalinė priekinio kaulo plokščių siūlė).

Tiriant kaulinį audinį, reikia skirti kaulinio audinio ir kaulo sąvokas.

Kaulas

Kaulas yra anatominis organas, kurio pagrindinis struktūrinis komponentas yra kaulinis audinys. Kaulas kaip organas susideda iš šių elementų:

kaulas;

periostas;

kaulų čiulpai (raudoni, geltoni);

kraujagysles ir nervus.

Perosteumas

(periosteum) supa kaulinio audinio periferiją (išskyrus sąnarinius paviršius) ir turi panašią struktūrą kaip perichondrija. Antkaulis yra padalintas į išorinius pluoštinius ir vidinius ląstelinius arba kambinius sluoksnius. Vidiniame sluoksnyje yra osteoblastų ir osteoklastų. Ryškus kraujagyslių tinklas yra lokalizuotas perioste, iš kurio perforuojančiais kanalais maži indai prasiskverbia į kaulinį audinį. Raudonieji kaulų čiulpai laikomi nepriklausomu organu ir priklauso kraujodaros ir imunogenezės organams.

Skeletas yra pagrindas, padedantis kūnui išlaikyti formą, apsaugoti organus, judėti erdvėje ir dar daugiau. Apskritai, kaulų ląstelių struktūra, kaip ir bet kuris audinys, yra labai specializuota, dėl kurios atsiranda stiprumas mechaniniam įtempimui, o kartu ir plastiškumas, lygiagrečiai su tuo vyksta regeneracijos procesai. Be to, ląstelės yra griežtai apibrėžtoje santykinėje padėtyje, dėl kurios kaulas, o ne kitas audinys, yra daug stipresnis už jungiamąjį audinį. Pagrindiniai kaulinio audinio komponentai yra osteoblastai, osteoklastai ir osteocitai.

Būtent šios ląstelės išlaiko audinio savybes, užtikrina jo histologinę struktūrą. Kokia yra šių trijų kaulų, kurių sudėtyje yra daug funkcijų, paslaptis. Juk vieninteliai stipresni kaulai yra dantys, kuriuose yra žandikaulio alveolės. Kraujagyslės ir nervai praeina per kaulus, kaip ir kaukolėje, juose yra smegenys, kurios yra kraujodaros šaltinis, ir apsaugo vidaus organus. Iš viršaus padengtos kremzliniu sluoksniu, užtikrina normalų judėjimą.

Osteoblastas, kas tai?

Šios ląstelės struktūra yra specifinė, tai ovalus arba kubinis darinys, matomas mikroskopu. Laboratoriniai metodai parodė, kad citoplazmos viduje osteoblasto branduolys yra didelis, šviesios spalvos ir išsidėstęs ne centre, o šiek tiek į periferiją. Netoliese yra pora branduolių, tai rodo, kad ląstelė gali sintetinti daugybę medžiagų. Taip pat turi daug ribosomų, organelių, dėl kurių vyksta medžiagų sintezė. Šiame procese taip pat dalyvauja granuliuotas endoplazminis tinklas, Golgi kompleksas, kuris pašalina sintezės produktus į išorę.

Daugybė mitochondrijų yra atsakingos už energijos tiekimą. Jie turi daug dirbti; daug jų yra raumenų audinyje. Tačiau kremzliniame, stambiame pluoštiniame jungiamajame audinyje, skirtingai nei raumeniniame audinyje, mitochondrijų yra daug mažiau.

Ląstelių funkcijos

Pagrindinė ląstelės užduotis yra gaminti tarpląstelinę medžiagą. Jie taip pat užtikrina kaulinio audinio mineralizaciją, dėl kurios jis turi ypatingą stiprumą. Be to, ląstelės dalyvauja daugelio svarbių kaulinio audinio fermentų, kurių pagrindinis yra šarminė fosfatazė, ypatingo stiprumo kolageno skaidulos ir kt., sintezėje. Iš ląstelės išeinantys fermentai užtikrina kaulų mineralizaciją.

Osteoblastų tipai

Be to, kad ląstelių struktūra yra specifinė, jos yra nevienodo laipsnio funkciškai aktyvios. Aktyvieji pasižymi dideliu sintetiniu gebėjimu, tačiau neaktyvūs yra periferinėje kaulo dalyje. Pastarieji yra šalia kaulo kanalo ir yra perioste, membranos, dengiančios kaulą, dalis. Jų struktūra yra sumažinta iki nedidelio skaičiaus organelių.

Osteocitas, jo sandara

Ši kaulinio audinio ląstelė yra labiau diferencijuota nei ankstesnė. Osteocitas turi procesus, kurie yra kanalėliuose, einančiose per mineralizuotą kaulo matricą, jų kryptis skiriasi. Plokščias korpusas yra įduboje - spragose, iš visų pusių apsuptas mineralizuoto komponento. Citoplazma turi ovalo formos branduolį, užimantį beveik visą tūrį.

Organelės yra menkai išsivysčiusios, yra nedaug ribosomų, endoplazminio tinklo kanalai trumpi, o mitochondrijų, skirtingai nei raumenų ir kremzlinio audinio, nedaug. Per kanalus, kuriuose yra spragų, ląstelės gali sąveikauti viena su kita. Mikroskopinėje erdvėje aplink ląstelę yra nedaug audinių skysčio. Jame yra kalcio jonų, likučių, fosforo, kolageno skaidulų (mineralizuotų ar ne).

Funkcija

Ląstelės užduotis – reguliuoti kaulinio audinio vientisumą ir dalyvauti mineralizacijoje. Taip pat ląstelės funkcijos yra reaguoti į susidariusią apkrovą.

Pastaruoju metu vis labiau populiarėja tai, kad ląstelės dalyvauja kaulinio audinio, įskaitant žandikaulį, medžiagų apykaitos procesuose. Yra prielaida, kad ląstelės užduotis yra papildomai reguliuoti kūno jonų pusiausvyrą.

Daugeliu atžvilgių osteocitų funkcijos priklauso nuo gyvavimo ciklo etapo, pavyzdžiui, kremzlės ir raumenų audinio, taip pat nuo hormonų poveikio jiems.

Osteoklastas, jo paslaptis

Šios ląstelės yra didelio dydžio, turi daug branduolių ir iš esmės yra kraujo monocitų dariniai. Išilgai pakraščio ląstelės turi gofruotą šepečio kraštą. Ląstelės citoplazmoje yra daug ribosomų, išsivysto mitochondrijos, endoplazminio tinklelio kanalėliai, taip pat Golgi kompleksas. Ląstelėje taip pat yra daug lizosomų, fagocitinių organelių, įvairių vakuolių ir pūslelių.

Užduotys

Ši ląstelė turi savo užduotis; ji gali sukurti aplink save rūgštinę aplinką dėl biocheminių reakcijų kauliniame audinyje. Dėl to ištirpsta mineralinės druskos, po to senos arba negyvos ląstelės ištirpsta ir virškinamos fermentais bei lizosomomis.

Taigi ląstelės užduotis – palaipsniui naikinti pasenusius audinius, tačiau tuo pačiu atnaujinama kaulinio audinio struktūra. Dėl to jo vietoje atsiranda naujas, dėl kurio atnaujinama kaulo struktūra.

Kiti komponentai

Nepaisant tvirtumo (kaip šlaunikaulis ar apatinis žandikaulis), jame yra organinių medžiagų, kurias papildo neorganinės. Organinį komponentą sudaro 95% kolageno baltymų, likusią dalį užima ne kolageno baltymai, taip pat glikozminoglikanai ir proteoglikanai.

Neorganinis kaulinio audinio komponentas yra medžiagos, vadinamos hidroksiapatitu, kristalai, kuriuose yra daug kalcio ir fosforo jonų. Sluoksninėje kaulo struktūroje yra mažiau magnio druskų, kalio druskų, fluoridų ir bikarbonatų. Sluoksninė struktūra, tarpląstelinė medžiaga aplink ląstelę, nuolat atnaujinama.

Veislės

Iš viso kaulinis audinys yra dviejų tipų, viskas priklauso nuo jo mikroskopinės struktūros. Pirmasis vadinamas retikulofibriniu arba stambiu pluoštiniu, antrasis yra sluoksninis. Pažiūrėkime į kiekvieną atskirai.

Embrione, naujagimis

Tinklinis pluoštas yra plačiai paplitęs embrione ir kūdikyje po gimimo. Suaugęs žmogus turi daug jungiamojo audinio, o šis tipas aptinkamas tik sausgyslės prisitvirtinimo prie kaulo vietoje, kaukolės siūlių sandūroje, lūžio linijoje. Palaipsniui tinklinio pluošto audinys pakeičiamas sluoksniuotu audiniu.

Šis kaulinis audinys turi ypatingą struktūrą, jo ląstelės atsitiktinai išsidėsčiusios tarpląstelinėje medžiagoje. Kolageno skaidulos, kurios yra jungiamojo audinio rūšis, yra galingos, prastai mineralizuotos ir turi skirtingas kryptis. Retikulofibrinis kaulas turi didelį tankį, tačiau ląstelės nėra orientuotos išilgai kolageno skaidulų jungiamojo audinio.

Suaugusiam žmogui

Kai kūdikis auga, jo kauluose daugiausia yra plokščiojo kaulinio audinio. Ši veislė įdomi tuo, kad mineralizuota tarpląstelinė medžiaga sudaro 5–7 mikronų storio kaulų plokšteles. Bet kurią plokštelę sudaro jungiamojo audinio kolageno pluoštai, išdėstyti lygiagrečiai, kuo arčiau, taip pat impregnuoti specialaus mineralo - hidroksiapatito - kristalais.

Gretimose plokštelėse jungiamojo audinio skaidulos eina skirtingais kampais, tai suteikia tvirtumo, pavyzdžiui, klube ar žandikaulyje. Tarp plokštelių esančiose spragose arba alveolėse tvarkingai yra kaulų ląstelių, vadinamų osteocitais. Jų procesai pro kanalėlius prasiskverbia į gretimas plokšteles, dėl kurių susidaro tarpląsteliniai kaimyninių ląstelių kontaktai.

Yra keletas plokščių sistemų:

• aplinka (išorė arba esanti viduje);
• koncentrinis (osteono struktūros dalis);
• tarpkalnis (griūvančio osteono likutis).

Žievės, kempinės sluoksnio struktūra

Šis sluoksnis yra pagrįstas mineralinėmis druskomis, būtent čia per alveoles į žandikaulį implantuojami implantai. Bazinis sluoksnis išsidėstęs giliausiai, yra patvariausias, žandikaulyje daug pertvarų, prasiskverbtų kapiliarais, tačiau jų nėra daug.

Centrinėje dalyje yra kempinė medžiaga, jos struktūroje yra tam tikrų subtilumų. Jis pastatytas iš pertvarų ir kapiliarų. Dėl pertvarų kaulas turi tankį, o per kapiliarus patenka į kraują. Jų funkcijos žandikaulyje yra maitinti dantis ir prisotinti juos deguonimi.

Kūno kauluose, įskaitant žandikaulį, kuriame yra alveolės, yra kompaktiška medžiaga, po kurios seka kempinė medžiaga. Abu šie komponentai turi šiek tiek skirtingą struktūrą, tačiau yra suformuoti iš plokštelinio audinio. Kompaktiška medžiaga yra išorėje, prie jos pritvirtintas raumuo, kremzlė arba jungiamasis audinys. Jo funkcijos apsiriboja kaulų tankio suteikimu, kaip, pavyzdžiui, žandikaulyje, kurio alveolėms tenka kramtymo apkrova.

Kempine medžiaga yra bet kurio kaulo viduje, įskaitant žandikaulį, o apatinėje dalyje yra alveolių. Jo funkcijos sumažinamos iki papildomo kaulo stiprinimo, suteikiančio jam plastiškumo; ši dalis yra kaulų čiulpų, gaminančių kraujo ląsteles, talpykla.

Kai kurie faktai

Iš viso žmoguje yra nuo 208 iki 214 kaulų, kuriuos sudaro pusė neorganinio komponento, ketvirtadalis organinių medžiagų ir dar ketvirtadalis vandens. Visa tai jungia jungiamasis audinys, kolageno skaidulos ir proteoglikanai.

Kaule yra tik 20–40% organinių komponentų, tokių kaip raumenys, jungiamasis ar kremzlės audinys. Neorganinių mineralų dalis svyruoja nuo 50 iki 70%, ląsteliniuose elementuose yra nuo 5 iki 10%, o riebalų – 3%.

Žmogaus skeleto svoris yra vidutiniškai 5 kg, daug kas priklauso nuo amžiaus, lyties, jungiamojo audinio kiekio, kūno sandaros ir augimo tempų. Žievės kaulo kiekis vidutiniškai yra 4 kg, tai yra 80 proc. Vamzdinių kaulų, žandikaulių ir kitų kempinė medžiaga sveria apie kilogramą, tai yra 20 proc. Skeleto tūris yra 1,4 litro.

Žmogaus skeleto kaulas yra atskiras organas, kuris gali turėti savo specifinių problemų. Būtent kauluose dažnai atsiranda traumų, kurių gijimo laikas, priklausomai nuo tipo, skiriasi. Pažvelgus į kaulą plika akimi, paaiškėja, kad kiekvienas iš jų skiriasi savo forma. Taip yra dėl to, kokias funkcijas jis atlieka, kokia apkrova jai tenka ir kiek raumenų prisitvirtina.

Kaulai leidžia žmogui judėti erdvėje, jie yra vidaus organų apsauga. Ir kuo organas svarbesnis, tuo labiau jį supa kaulai. Su amžiumi gebėjimas atsigauti mažėja ir lūžis gyja lėčiau, ląstelės praranda gebėjimą greitai dalytis. Tai įrodo mikroskopiniai tyrimai, taip pat kaulinio audinio savybės. Sumažėja kolageno skaidulų mineralizacijos laipsnis, todėl traumos trunka ilgiau.

Tai yra pagrindinis kaulų, ty skeleto, atraminis audinys ir struktūrinė medžiaga. Visiškai diferencijuotas kaulas yra stipriausia kūno medžiaga, išskyrus danties emalį. Jis yra labai atsparus gniuždymui ir įtempimui bei itin atsparus deformacijai. Kaulo paviršius (išskyrus sąnarinius paviršius) yra padengtas membrana (perioste), kuri leidžia kaulams gyti po lūžių.

Kaulų ląstelės ir tarpląstelinė medžiaga

Kaulų ląstelės (osteocitai) yra sujungtos viena su kita ilgais procesais ir iš visų pusių yra apsuptos pagrindinės kaulo medžiagos (ekstraląstelinės matricos). Pagrindinė kaulo medžiaga yra unikali savo sudėtimi ir struktūra. Ekstraląstelinė matrica užpildyta kolageno skaidulomis, esančiomis gruntinėje medžiagoje, kurioje gausu neorganinių druskų (kalcio druskų, pirmiausia fosfato ir karbonato).

Jame yra 20-25% vandens, 25-30% organinių medžiagų ir 50% įvairių neorganinių junginių. Kaulų mineralai yra kristalinės formos, todėl suteikia jam didelį mechaninį stiprumą.

Dėl gero aprūpinimo krauju, kuris skatina medžiagų apykaitą, kaulai turi biologinį plastiškumą. Standžios ir itin patvarios kaulinės medžiagos yra gyvas audinys, kuris lengvai prisitaiko prie statinių apkrovų pokyčių, taip pat ir tada, kai keičiasi jų kryptis. Tarp organinių ir mineralinių kaulų komponentų nėra aiškių ribų, todėl jų buvimą galima nustatyti tik mikroskopiniu tyrimu. Degdamas kaulas išlaiko tik mineralinį pagrindą ir tampa trapus. Jei kaulas dedamas į rūgštį, lieka tik organinės medžiagos ir jis tampa lankstus, kaip guma.

Vamzdinio kaulo struktūra

Kaulo struktūra ypač aiškiai matoma išilginiame ilgo kaulo pjūvyje. Yra tankus išorinis sluoksnis (substantia compacta, kompaktai, kompaktinė medžiaga) ir vidinis (kempinė) sluoksnis (substancia spongiosa, spongiosa). Nors tankus išorinis sluoksnis būdingas ilgiems kaulams ir ypač pastebimas ant kaulo kūno (diafizės), kempinėtas sluoksnis daugiausia yra jo galuose (epifizėse).

Šis „lengvas dizainas“ užtikrina kaulų stiprumą su minimaliomis medžiagų sąnaudomis. Kaulas prisitaiko prie susidarančių apkrovų per kaulo strypų (trabekulių) orientaciją. Trabekulės yra išilgai suspaudimo ir įtempimo linijų, atsirandančių apkrovos metu. Tarpas tarp trabekulių kempinėliuose kauluose užpildytas raudonais kaulų čiulpais, kurie užtikrina kraujodarą. Baltieji kaulų čiulpai (riebalų čiulpai) daugiausia randami diafizės ertmėje.

Ilguose kauluose išorinis sluoksnis turi lamelinę (lėkštinę) struktūrą. Todėl kaulai dar vadinami sluoksniniais. Pjūklo pjūviuose aiškiai matoma plokščių tinklo architektūra (osteon arba Haverso sistema). Kiekvieno osteono centre yra kraujagyslė, per kurią iš kraujo į kaulą tiekiamos maistinės medžiagos.

Aplink ją sugrupuoti osteocitai ir tarpląstelinė matrica. Osteocitai visada yra tarp plokštelių, kuriose yra spiralizuotų kolageno fibrilių. Ląstelės yra sujungtos viena su kita procesais, einančiomis per mažiausius kaulinius kanalėlius (kanaliukus). Maistinės medžiagos tiekiamos per šiuos kanalėlius iš vidinių kraujagyslių. Kai vystosi osteonas, iš kaulo vidinės dalies pradeda daugėti kaulus formuojančių ląstelių (osteoblastų), sudarydamos išorinę osteono sluoksnį. Kolageno fibrilės dedamos ant šios plokštelės ir spiralizuojamos. Tarp fibrilių tvarkingai išsidėstę neorganinių druskų kristalai.

Tada vidinėje pusėje susidaro kita plokštelė, kurioje kolageno fibrilės išsidėsčiusios statmenai pirmosios plokštelės fibrilėms. Procesas tęsiasi tol, kol centre lieka vietos tik vadinamajam Haverso kanalui, kuriuo praeina kraujagyslė. Kanale taip pat yra nedidelis jungiamojo audinio kiekis. Subrendęs osteonas siekia apie 1 cm ilgio ir susideda iš 10-20 cilindrinių plokštelių, įterptų viena į kitą. Kaulų ląstelės yra tarsi įterptos tarp plokštelių ir yra prijungtos prie kaimyninių ląstelių per ilgus, plonus procesus. Osteonai yra sujungti vienas su kitu kanalais (Volkmanno kanalais), kuriais kraujagyslių šakos patenka į Haverso kanalus.

Kempininiai kaulai taip pat turi sluoksninę struktūrą, tačiau šiuo atveju plokštės yra išdėstytos sluoksniais, kaip faneros lakšte. Kadangi akytosios kaulų ląstelės taip pat turi didelį metabolinį aktyvumą ir reikalauja maistinių medžiagų, plokštelės šiuo atveju yra plonos (apie 0,5 mm). Taip yra dėl to, kad maistinių medžiagų mainai tarp ląstelių ir kaulų čiulpų vyksta tik difuzijos būdu.

Per visą organizmo gyvenimą tankaus sluoksnio osteonai ir akytųjų kaulų plokštelės gali gerai prisitaikyti prie statinių apkrovų pokyčių (pavyzdžiui, prie lūžių). Tuo pačiu metu tankioje ir purioje medžiagoje sunaikinamos senos sluoksniuotos struktūros ir atsiranda naujų. Plokštes sunaikina specialios ląstelės, vadinamos osteoklastais, o atsinaujinimo procese esantys osteonai vadinami intersticinėmis plokštelėmis.

Kaulų vystymasis

Pirmajame žmogaus kaulų diferenciacijos etape sluoksninis audinys nesusidaro. Vietoj to susidaro retikulofibrinis (maždaug pluoštinis) kaulas. Tai atsitinka embriono laikotarpiu, taip pat lūžių gijimo metu. Šiurkščiavilnių skaidulų kauluose kraujagyslės ir kolageno skaidulos išsidėsčiusios netvarkingai, todėl jis panašus į stiprų, daug skaidulų turintį jungiamąjį audinį. Grubus pluoštinis kaulas gali susidaryti dviem būdais.

1. Membraninis kaulas vystosi tiesiai iš mezenchimo. Šis kaulėjimo tipas vadinamas intramembraniniu osifikavimu arba desmaliniu kaulėjimu (tiesioginis kelias).

2. Pirmiausia mezenchime susidaro kremzlinis rudimentas, kuris vėliau virsta kaulu (endochondraliniu kaulu). Procesas vadinamas endochondraliniu arba netiesioginiu kaulėjimu.

Prisitaikydami prie augančio organizmo poreikių, besivystantys kaulai nuolat keičia formą. Sluoksniniai kaulai taip pat keičiasi atsižvelgiant į funkcinę apkrovą, pavyzdžiui, didėjant kūno svoriui.

Ilgųjų kaulų vystymasis

Dauguma kaulų vystosi iš kremzlinio rudimento netiesioginiu keliu. Tik kai kurie kaulai (kaukolės ir raktikauliai) susidaro dėl intramembraninio osifikacijos. Tačiau ilgųjų kaulų dalys gali susidaryti tiesioginiu keliu, net jei kremzlė jau yra padėta, pavyzdžiui, perichondrinio kaulo manžetės pavidalu, dėl kurio kaulas sustorėja (perichondralinis kaulėjimas).

Kaulų viduje audinys klojamas netiesioginiu būdu, o kremzlės ląsteles pirmiausia pašalina chondroklastai, o vėliau pakeičia chondralinis kaulėjimas. Diafizės ir epifizės ribose išsivysto epifizinė plokštelė (kremzlė). Šiuo metu kaulo ilgis pradeda augti dėl kremzlinių ląstelių dalijimosi. Dalijimasis tęsiasi tol, kol augimas sustoja. Kadangi epifizės kremzlės plokštelėje nėra kalcio, ji nėra matoma rentgeno spinduliuose. Kaulų augimas epifizėse (kaulėjimo centruose) prasideda tik nuo gimimo momento. Daugelis kaulėjimo centrų išsivysto tik pirmaisiais gyvenimo metais. Raumenų prisitvirtinimo prie kaulų vietose (apofizėse) susidaro specialūs kaulėjimo centrai.

Kaulo ir kremzlės skirtumai

Kraujagyslių kaulų ląstelės sudaro tankią medžiagą, kuri atlieka transportavimo funkcijas. Toks kaulas gerai atsinaujina ir nuolat prisitaiko prie besikeičiančių statinių sąlygų. Kraujagyslių kremzlėje ląstelės yra izoliuotos viena nuo kitos ir nuo maistinių medžiagų šaltinių. Palyginti su kaulu, kremzlė yra mažiau pajėgi atsinaujinti ir turi mažai prisitaikymo galimybių.

Iš mokyklos chemijos pamokų visi žino, kad žmogaus kūne yra beveik visi D.I. Mendelejevo periodinės lentelės elementai. Vienų procentai yra gana reikšmingi, o kitų yra tik nedideli kiekiai. Tačiau kiekvienas organizme randamas cheminis elementas atlieka savo svarbų vaidmenį. Žmogaus organizme mineralai yra organinėse formose, tokiose kaip angliavandeniai, baltymai ir kt. Bet kurio iš jų trūkumas ar perteklius sutrikdo normalų gyvenimą.

Kaulų cheminė sudėtis apima daugybę elementų ir jų medžiagų, daugiausia kalcio druskų ir kolageno, taip pat kitų, kurių procentas yra daug mažesnis, tačiau jų vaidmuo yra ne mažiau reikšmingas. Skeleto stiprumas ir sveikata priklauso nuo sudėties pusiausvyros, kurią, savo ruožtu, lemia daugybė veiksnių, pradedant sveikos mitybos ir baigiant ekologine aplinkos padėtimi.

Junginiai, sudarantys skeletą

ir neorganinės kilmės. Lygiai pusė masės yra vanduo, likusieji 50% yra padalyta iš oseino, riebalų ir kalkių, kalcio ir magnio fosforo druskos, taip pat mineralinė dalis sudaro apie 22%, o organinė dalis, kurią sudaro baltymai, polisacharidai. , citrinos rūgšties ir fermentų, užpildo maždaug 28%. Kauluose yra 99% kalcio, esančio žmogaus organizme. Dantys, nagai ir plaukai turi panašią sudėtį.

Transformacijos įvairiose aplinkose

Anatomijos laboratorijoje galima atlikti šiuos tyrimus, siekiant patvirtinti kaulų cheminę sudėtį. Norint nustatyti organinę dalį, audinys veikiamas vidutinio stiprumo rūgšties tirpalu, pavyzdžiui, druskos rūgštimi, kurios koncentracija yra apie 15%. Susidariusioje aplinkoje kalcio druskos ištirpsta, o oseino „skeletas“ lieka nepažeistas. Toks kaulas įgauna maksimalų elastingumą, jį tiesiogine prasme galima surišti į mazgą.

Neorganinis komponentas, kuris yra žmogaus kaulų cheminės sudėties dalis, gali būti išskirtas sudeginant organinę dalį, lengvai oksiduojamas iki anglies dioksido ir vandens. Mineraliniam skeletui būdinga ta pati forma, bet ypatingas trapumas. Mažiausias mechaninis poveikis ir jis tiesiog subyrės.

Kai kaulai patenka į dirvą, bakterijos apdoroja organines medžiagas, o mineralinė dalis visiškai prisotinama kalciu ir virsta akmenimis. Vietose, kur nėra prieigos prie drėgmės ir mikroorganizmų, ilgainiui audiniai natūraliai mumifikuojasi.

Per mikroskopą

Bet kuris anatomijos vadovėlis jums pasakys apie kaulų cheminę sudėtį ir struktūrą. Ląstelių lygmenyje audinys apibrėžiamas kaip ypatingas jungiamojo audinio tipas. Pagrindą supa plokštelės, sudarytos iš kristalinės medžiagos – kalcio mineralo – hidroksiapatito (bazinio fosfato). Lygiagrečiai yra į žvaigždes panašių tuštumų, kuriose yra kaulų ląstelių ir kraujagyslių. Dėl savo unikalios mikroskopinės struktūros šis audinys yra nuostabiai lengvas.

Pagrindinės skirtingos prigimties junginių funkcijos

Normalus kaulų ir raumenų sistemos funkcionavimas priklauso nuo kaulų cheminės sudėties ir nuo to, ar juose yra pakankamai organinių ir mineralinių medžiagų. Kalcio ir fosforo druskos, kurios sudaro 95% neorganinės skeleto dalies, ir kai kurie kiti mineraliniai junginiai lemia kaulo kietumo ir stiprumo savybes. Jų dėka audinys atsparus didelėms apkrovoms.

Kolageno komponentas ir normalus jo kiekis yra atsakingi už tokias funkcijas kaip elastingumas, atsparumas suspaudimui, tempimas, lenkimas ir kiti mechaniniai poveikiai. Tačiau tik suderintoje „sąjungoje“ organiniai ir mineraliniai komponentai suteikia kauliniam audiniui unikalių savybių, kurias jis turi.

Kaulų sudėtis vaikystėje

Medžiagų, nurodančių žmogaus kaulų cheminę sudėtį, procentas gali skirtis to paties atstovo viduje. Priklausomai nuo amžiaus, gyvenimo būdo ir kitų įtakojančių veiksnių, tam tikrų junginių kiekis gali skirtis. Visų pirma, vaikams jis tik formuojasi ir daugiausia susideda iš organinio komponento – kolageno. Todėl vaiko skeletas yra lankstesnis ir elastingesnis.

Norint tinkamai formuotis vaiko audiniams, vitaminų vartojimas yra nepaprastai svarbus. Visų pirma, pavyzdžiui, D3. Tik jam esant cheminė kaulų sudėtis visiškai papildo kalciu. Šio vitamino trūkumas gali sukelti lėtinių ligų vystymąsi ir pernelyg didelį skeleto trapumą dėl to, kad audinys laiku nepasipildo Ca 2+ druskomis.