Химический состав и строение костей

Химический состав костей

Костное вещество состоит из

      • органических (оссеин) – 1/3 и
      • неорганических (2/3) (главным образом, солей кальция, 95%) веществ.

Если кость подвергнуть действию раствора соляной кислоты, соли кальция растворятся, а органическое вещество останется, сохраняя форму кости. Такая декальцинированная кость приобретает исключительную эластичность и легко деформируется. Если же кость подвергнуть обжиганию, то органическое вещество сгорает, а неорганическое остается. Такая кость сохраняет прежнюю форму, но приобретает исключительную хрупкость. Она может расколоться при малейшем прикосновении. С возрастом количественное соотношение оссеина и минеральных солей изменяется. Кости детей содержат больше оссеина и поэтому они более эластичны. В старости в костях становится больше минеральных солей, их содержание может доходить до 80%. Поэтому кости стариков более хрупкие, а при падении у них часто случаются переломы.

Лежащие в земле кости теряют органическое вещество под воздействием бактерий и становятся хрупкими. В сухом грунте кости сохраняются лучше, так как для размножения бактерий необходима влага. Такие кости постепенно мумифицируются. В известковой почве кости пропитываются кальцием – «окаменевают».

Строение костей

Большеберцовая кость
Рис. 1.1.

Самая прочная кость нашего скелета – большая берцовая, на нее ложится наибольшая тяжесть при поддержании тела в вертикальном положении.

Эта кость способна выдержать нагрузку до 1650 кг, т.е. примерно в 25 раз больше ее обычной нагрузки. Таков запас технической прочности природной конструкции.

Кость уникальна не только по сочетанию твердости и упругости, обусловленному ее химическим составом. Она отличается также исключительной легкостью. Это связано с особенностями ее микроскопического строения.

Поверхность кости покрыта надкостницей (Рис. 1.1 Большеберцовая кость (часть надкостницы разрезана и откинута)).

Она состоит из двух слоев – наружного (соединительнотканного) и внутреннего – остеогенного, содержащего стволовые костные клетки и остеобласты.

При переломах костей остеобласты «зарубцовывают» щель грубоволокнистой костной тканью, образуя «костную мозоль».

Надкостница богата нервами и сосудами, через нее осуществляется питание и иннервация кости.

На распиле через кость обнаруживается неоднородность ее строения. На поверхности расположено так называемое плотное, или компактное, вещество (substantia compacta), а в глубине – губчатое (substantia spongiosa) (рис. 1.2).

Толщина слоя компактного вещества изменяется в зависимости от нагрузки, испытываемой костью, и наиболее значительна в области диафизов.

Проксимальный конец бедренной кости
Рис. 1.2. Проксимальный конец бедренной кости

Губчатое вещество образовано очень тонкими костными перекладинами, которые располагаются не беспорядочно, а в соответствии с распределением функциональных нагрузок на всю кость или ее части.

Преимущественно из губчатого вещества состоят эпифизы длинных костей, все короткие кости, часть смешанных и плоских костей, т.е. легкие и прочные части скелета, испытывающие напряжение в различных направлениях.

Диафизы и некоторые тонкие плоские кости почти полностью лишены губчатого вещества. Они выполняют функции опоры и движения.

Рис. 1.2. Проксимальный конец бедренной кости:
А – фронтальный распил:
1 – костномозговая полость;
2 – губчатое вещество;
3 – компактное вещество;

Б – схема расположения перекладин в губчатом веществе.

Структурная единица костной ткани

Структурной единицей костной ткани являются остеон или гаверсова система (рис. 1.3).

Схема строения трубчатой кости:
Рис. 1.3. Схема строения трубчатой кости:

А – надкостница;
Б – компактное вещество кости;
В – эндост;
Г – костно-мозговая полость.
1 – вставочные пластинки;
2 – слой наружных общих пластинок;
3 – кровеносные сосуды;
4 – остеоциты;
5 – канал остеона;
6 – прободающий канал;
7 – волокнистый слой надкостницы;
8 – костная трабекула губчатой ткани;
9 – слой внутренних общих пластинок;
10 – остеон

Остеон представляет собой систему костных пластинок в виде вставленных друг в друга цилиндров, между которыми лежат костные клетки – остеоциты. Расположенный в центре остеона гаверсов канал, содержит кровеносные сосуды, обеспечивающие обмен веществ клеток кости. Между остеонами находятся вставочные пластинки. Из остеонов состоит компактное вещество и перекладины губчатого вещества. Распределение компактного и губчатого вещества зависит от функциональных условий кости.

Костные ячейки губчатого вещества заполнены красным костным мозгом. Желтый костный мозг находится в центральном канале трубчатых костей – костно-мозговой полости.

У взрослых вся полость заполнена желтым костным мозгом, но в период роста и развития ребенка, когда требуется интенсивная кроветворная функция, преобладает красный костный мозг. С возрастом он постепенно замещается желтым.

Учеба в Чехии

Иисус Христос объявил: Я есмь Путь, и Истина, и Жизнь. Кто же Он на самом деле ?

Жив ли Христос? Воскрес ли Христос из мертвых? Исследователи изучают факты

РЕКЛАМА