Из чего состоят кости человека

Костная ткань относится к скелетным соединительным тканям и обладает рядом важнейших функций. Какое строение имеет костная ткань? Из чего состоят кости человека? Ответы на эти вопросы вы найдете, прочитав нашу статью.

Строение костной ткани

По химическому составу костная ткань состоит из 70% неорганических и из 30% органических веществ. Неорганические вещества  представлены в большей степени солями кальция. Такое соотношение веществ позволяет скелету человека быть одновременно крепким и пластичным. Ведь ежедневно человеческий организм подвергается различным воздействиям со стороны внешней среды.

При снижении процентного содержания органических веществ структура ткани становится хрупкой и ломкой, что может приводить к ее разрушению даже при незначительных воздействиях. Если снижается доля минеральных веществ, скелет может потерять свою прочность.

Образована костная ткань клеточными элементами и межклеточным веществом, так называемым костным матриксом.

Костный матрикс

Межклеточное вещество состоит из балластной субстанции  и органических волокон. Волокна строятся из нитей коллагена 1, 2 типов. Они образуют связки, которые в костях залегают параллельно длиннику кости или хаотично, в зависимости от конкретной функции данной структуры. Балластная субстанция содержит в своем составе гликозаминогликаны и протеогликаны.

Справка. Протеогликаны — это сложные белки, которые по химическому строению состоят из белковой части и углеводного компонента. Гликозаминогликаны — сложные высокомолекулярные углеводы, которые, как правило, входят в состав протеогликанов.

В соединительной ткани содержится много органических и неорганических кислот, которые, образуя комплексы с кальцием, формируют соляные кристаллы. Они откладываются в балластной субстанции и в органических волокнах, что обеспечивает прочность ткани и защищает ее от механических травм.

Клетки костной ткани

К основным клеточным элементам ткани относят остеобласты, остеоциты, остеокласты.

Основными клетками костной ткани являются остеоциты. Они имеют отростчатую форму с ярко выраженным ядром и небольшим количеством цитоплазмы. Основная задача остеоцитов – осуществлять выход веществ из клеток в межклеточную жидкость. Остеоциты образуются из остеобластов, после чего деление этих клеток прекращается.

Остеобласты относятся к синтезирующим и белоксекретирующим клетками. Рибосомы этих клеток синтезируют коллаген и сложные белки, после чего эти компоненты выходят в межклеточное пространство. За счет этих соединений формируется органическая составляющая скелетной соединительной ткани.

Справка. Рибосомы — это белоксинтезирующие органеллы клетки. Они располагаются на шероховатой части эндоплазматического ритикулума и продуцируют белки, считывая информацию с клеточной ДНК. Синтез клеточного белка – сложнейший процесс, который происходит в несколько этапов.

Через клеточную мембрану остеобластов в межклеточный матрикс проникают соли кальция, благодаря чему происходит минерализация балластного вещества и связок органических волокон.

Остеобласты располагаются в ростковом слое надкостницы и пребывают в неактивном состоянии. В случае нарушения целостности ткани эти клетки активируются и начинают синтезировать ее новые компоненты. За счет работы остеобластов восстанавливается целостность костей в случае их повреждения.

Остеокласты – это костеразрушающие клетки. Они представляют собой крупные клеточные элементы с большим количеством ядер и специализированных органелл.  Основная задача этих клеток –  рассасывание ткани. Это происходит за счет наличия в цитоплазме многочисленных лизосом и ферментсодержащих вакуолей. Эти клетки препятствуют избыточному росту кости. При повреждении ткани остеобласты лизируют разрушенные участки, освобождая место новым клеткам.

Виды костной ткани

Костная ткань представлена губчатым веществом и костными пластинками. В плоских костях и головках трубчатых костей пластинки образуют балки, составляющие губчатое вещество. В диафизах трубчатых костей пластинки располагаются на минимальном расстоянии и складываются в плотное компактное вещество.

В структуре компактного вещества основную часть занимают остеоны, структурно-функциональные единицы костей. Они имеют цилиндрическую форму и представляют собой множество рядами расположенных пластин.

Внутри остеона располагается гаверсов канал. Это узкий длинный ход, который имеет форму цилиндра. В нем располагаются кровеносные сосуды и нервы. Между остеонами располагаются так называемые вставочные пластины, которые представлены обломками старых разрушенных остеонов. Они выполняют опорную функцию и являются депо минеральных веществ.

Составные части кости

Кости человека состоят из следующих элементов: скелетная соединительная ткань, надкостница, красный и желтый костный мозг.

Важно. Следует различать такие понятия, как кость и костная ткань. Что такое кость? Это анатомический орган, который является частью скелета человека. В свою очередь, костная ткань – это составляющая часть кости.

По строению и выполняемым функциям кости человека разделяются на трубчатые, губчатые, плоские, смешанные и воздухоносные.

Трубчатые кости по форме имеют вид вытянутого цилиндра. Они состоят из диафиза (тело) и эпифизов (головки трубчатых костей). Во время движений человека, они часто выполняют роль рычага. Именно с этой функциональной особенностью связано высокое содержание компактного вещества. Кроме этого, они выполняют защитную функцию и функцию опоры.

Губчатые кости состоят из губчатого вещества и компактного вещества. К ним относят мозговой отдел черепа, а также кости грудной клетки и др.

Плоские кости, как и губчатые, не имеют костномозгового канала. Их основная функция – образование  стенок полостей, в которых располагаются внутренние органы, например, полости малого таза, полости черепа.

Смешанные кости имеют сложное строение. В их теле находится губчатое вещество, а остальные части представлены преимущественно компактным веществом. Они обладают особой прочностью. К этому виду костей относятся позвонки.

В течение всей жизни человека на различные отделы позвоночного столба постоянно воздействует осевая нагрузка, что в процессе онтогенеза и привело к появлению особо прочных костных структур. Именно поэтому смешанные кости обладают повышенной стойкостью к нагрузкам.

Справка. Онтогенез – это процесс индивидуального развития человеческого организма. В ходе него под действием различных внешних факторов в органах и тканях человека возникают различные изменения. Эти изменения не случайны. Они осуществляют полное или частичное приспособление организма к новым условиям среды. Именно поэтому среди форм костей человека царит такое разнообразие.

Воздухоносные кости имеют полость, наполненную воздухом. Это нужно для того, чтобы уменьшить вес кости, не теряя при этом ее прочности. Такое строение имеют кости свода черепа, где за счет полых пространств существенно снижается масса костной структуры.

Все кости снаружи покрыты слоем клеток и межклеточного вещества толщиной в десятую часть миллиметра. Этот слой называется надкостницей. В ней густой сетью проходят сосуды и нервы, залегают клеточные элементы.

Основная функция надкостницы – обеспечивать рост костей в ширину. Из-за повреждения этого слоя человек испытывает боль при переломах, так как именно здесь располагается  множество нервных сплетений.

В костномозговом канале и ячейках губчатого вещества находится костный мозг. Он выполняет защитную (иммунитет) функцию и обеспечивает процесс кроветворения. Костный мозг делится на красный и желтый. Во внутриутробном периоде и у новорожденных во всех костных структурах находится красный мозг. В полностью сформировавшемся организме он располагается только в губчатых костях и головках трубчатых костей.

По своему строению он состоит из соединительной ткани и специализированных клеточных элементов, способных к гемопоэзу. К клеточным элементам  относятся так называемые низкодифференцированные или стволовые клетки.

В самом костномозговом канале у сформированного организма залегает желтый мозг. По мере взросления человека красный костный мозг теряет специализированные клетки, они замещаются жировой тканью.

Заключение

Кости – основная составляющая скелета человеческого тела, в которой скелетная соединительная ткань является главным структурным компонентом. Эта ткань в организме человека обладает большим количеством функций, и работает не только как защита и опора, но и играет важную роль в метаболизме кальция, натрия, фосфора и других элементов.