Тема: Кістка як орган. Гістологічна будова суглобів

Наприкінці минулого століття в Парижі інженером Ейфелем побудована башта, що носить його ім'я. Вона уразила весь світ своєю висотою і ажурністю конструкції. Коли архітектори придивилися, вони зробили несподіване відкриття: конструкція башти точно повторювала будову великої гомілкової кістки. Цей приклад ще раз підкреслює, наскільки досконала будова кістки і які великі навантаження вона може витримувати.

Актуальність теми. Дослідження гістофізіології кісткової тканини мають велике практичне значення і багато точок додатку. З віковими особливостями будови кістки і суглобів стикаються не тільки хірурги і ортопеди, але і педиаторы, терапевти, ревматологи і гінекологи. Патологія суглобів є одній з найчастіших причин непрацездатності, з якими доводитися стикатися лікарям. Тому так важливо, щоб студенты- медики вивчили будову кістки і суглобів і знали цей предмет досконало.

Мета навчання. Вивчити будову кісткової тканини і кістки як органу; зрозуміти як будова кістки пов'язана з її функціональним навантаженням; вивчити будову і функції суглобів.

Структура змісту теми. Пригадаєте гістологічну будову трубчастої кістки: діафіз, побудований з пластинчастої кістки, - компактна речовина кістки; будову остеону - структурно-функциональної одиниці кістки як анатомічного утворення; з'ясуєте поняття вставних пластинок. Звернете увагу, що епіфіз лише зовні покритий тонким шаром компактної кістки, внутрішня частина їх складається з тонких балок і щаблини, що створюють губчасту кістку. Порожнину трубки, заповнену кістковим мозком, називають кістковомозковою порожниною.

З'ясуєте різницю між периостом і ендостом. Уважно розберіться в питанні кровопостачання кістки, що здійснюється кровоносними судинами, які проникають з окістя через поперечні (фолькмановы) канали. Далі ці судини проникають в гаверсовы системи. У деяких місцях кровоносні судини суміжних остеонов з'єднуються анастомозами. По ним здійснюється колатеральне кровопостачання при порушенні кровообігу якого-небудь остеону. При розростанні кровоносних судин, що пов'язане часто з тривалим підвищенням навантаження на опорно-скорочувальний апарат, навколо судин з клітин сполучної тканини диференціюються остеобласти, а пізніше утворюються кісткові пластинки і нові остеони. При цьому старі остеоны можуть частково руйнуватися, перетворюючись на вставні пластинки.

Відмітьте, що принципи конструкції кістки, вся архітектоніка кісткової тканини ідеально відповідають опорній функції скелета і забезпечують йому високу міцність. Орієнтація кісткової щаблини паралельно лініям основної напруги дозволяє кістки витримувати великі механічні навантаження. Особливості хімічного складу кістки, правильність орієнтації колагенових волокон уздовж довгої осі кістки і своєрідне розташування кристалів мінеральної речовини кісткової тканини створюють досконалу структуру, що володіє величезною механічною міцністю і фізіологічною активністю.

Кістки володіють різною міцністю залежно від функції, яку вони виконують. Стегнова кістка у вертикальному положенні витримує до 1,5т, а велика гомілкова - до 1,8т. Такий тиск в 25-30 разів більше ваги тіла. Кістка володіє також великою міцністю на розтягування. Вона в 9 разів перевершує по міцності свинець і майже рівна чавуну. Саме поєднання неорганічних і органічних речовин в живій кістці і додає їй надзвичайну фортецю і пружність. У цьому переконують і вікові зміни кістці. У маленьких дітей, у яких оссеїну порівняно більше, кістки відрізняються великою гнучкістю і тому рідко ламаються. Навпаки, в старості, коли співвідношення органічних і неорганічних речовин змінюється на користь останніх, кістки стають менш еластичними і крихкішими, унаслідок чого переломи кісток найчастіше спостерігаються у людей похилого віку.

Останніми роками лікарі і биологи- експериментатори посилено вивчають умови перебудови кісткової тканини. Було встановлено, що кісткова тканина перебудовується вельми інтенсивно під впливом функціонального навантаження. Виявилось, що якщо безмежно підвищувати навантаження на кісткову тканину, то з'являються надмірні розростання кісткової тканини у вигляді так званих шпильок або шпор, що заважають руху. Тому необхідний науковий морфофункциональный підхід у пошуках оптимального навантаження на організм спортсмена, яка б дозволила зберегти його працездатність і в теж час дати хороші досягнення.

В умовах космічного польоту кісткова система одна з перших реагує на невагомість і малорухливий режим в замкнутому просторі. У радянських і американських космонавтів під час польоту відмічалось деяке зменшення кальцію в скелеті і підвищення його виділення з організму. Групою американських учених було виявлено, що в процесі навантаження на кісткову тканину в ній з'являється певний електропотенціал, який виявляється не тільки при експериментах з живою тканиною, але і з мертвою. При видаленні з кістки солей кальцію електропотенціал різко знижується і може зникнути взагалі. Отже, в основі цих явищ лежить певна концентрація солей в органічній частині кістки.

Кістка як би намагається зберегти свою прямолінійність, тому з одного боку, нашаровуються пластинки кісткової тканини, з іншою відбувається їх резорбція. Ці важливі досліди перекликаються з численними дослідженнями про вплив електромагнітних полів на зростання тканини. Очевидно, гістофізиологія кісткової тканини пов'язана з механізмами появи і зникнення певного електропотенціалу.

Таким чином, живу кістку належить розглядати як орган нашого тіла: у неї проникають кровоносні судини, що доставляють їй живильні речовини, вона забезпечена нервами, лімфатичними судинами, в червоному кістковому мозку постійно утворюються кров'яні клітини. Кістка росте, постійно перебудовується, протягом свого життя, її кісткові пластинки і міжклітинна речовина є продуктом життєдіяльності кісткових клітин,
в живій кістці, як і в інших органах людського тіла, постійно відбувається інтенсивний обмін речовин, так характерний для кожного органу живого організму.

Суглоби. Слова зчленування і суглоб використовуються як синоніми для позначення з’єднення кісток скелета між собою. Хоча багато зчленувань дозволяють кісткам рухатися, не всяке зчленування можна назвати суглобами - іноді зчленування бувають такими ж жорсткими і нерухомими, як і сами кістки. Інша функція зчленування полягає в тому, щоб забезпечувати зростання кісток.

У основи класифікації зчленувань можуть бути покладені різні принципи, але ми рекомендуємо зупинитися на тих, з якими доводитися найчастіше стикатися в клініці, – синовиальными суглобами і симфизами.

Починаючи вивчення синовиальных суглобів, звернете увагу на те, що для вільного руху двох сполучених в суглобі кісток поверхні, що ковзають одна по іншій, повинні бути чимось змащені. Мастило назвали синовиальной рідиною, оскільки тому, хто її назвав, вона нагадувала яєчний білок. Крім того, щоб рух в такому суглобі відбувався з наименшим тертям, дотичні поверхні повинні бути гладкими і слизькими. Це забезпечується гиалиновым хрящем. Пригадаєте мікроскопічну структуру суглобового хряща і його особливості. Вивчите будову суглобової сумки.

Суглобовий хрящ, як наголошувалася, забезпечує зростання эпіфіза кістки так само, як епіфізарна пластинка забезпечує зростання діафіза кістки в довжину; дійсно, в коротких кістках, що не мають епіфізарних пластинок, суглобовий хрящ є тією ділянкою, де кістка в цілому росте в довжину. В період зростання фігури митоза зустрічається в хондроцитах суглобового хряща не в самому поверхневому шарі плоских кліток (які коли б не цей факт, могли б вважатися наймолодшими клітками хряща), а декілька глибше, приблизно в третьому або четвертому шарі під поверхнею. На цій глибині ходроцити суглобового хряща зріліші, а ще глибше, ближче до кістки, вони гіпертрофовані, а міжклітинна речовина, що оточує їх, кальцинована. В період активного зростання ця зона кальцинованого хряща постійно заміщається кісткою, яка утворюється з остеогенних клітин і остеобластів, що перейшли в цей шар хряща з кістковомозкової порожнини епіфізу. Проте, коли епіфіз досягає свого дефінітивного розміру, ці два процеси – зростання хряща і його заміщення кісткою, - очевидно, припиняється. Наскільки низка метаболічна активність хряща, можна зрозуміти з наступного порівняння. Білковий склад печінки повністю оновлюється за 4(!) дні. Колаген хрящів оновлюється всього лише на 50% за 10(!) років. Тому стає зрозумілим, що будь-яка травма хрящової тканини практично невиліковна, якщо тільки не прийняти спеціальних заходів, направлених на збільшення числа хондроцитів, які сформують новий матрикс. У чому причина низької метаболічної активності хряща? Тільки у одному - у малій кількості клітин (1-10%) в одиниці об'єму тканини. У перерахунку на чисту клітинну масу рівень метаболізму хондроцитів нітрохи не менше, ніж у інших клітин організму. Особливо низьким метаболізмом відрізняються суглобові хрящі і пульподобні ядра міжхребцевих дисків. Саме ці структури відрізняються найменшою кількістю хондроцитів (1% від загальної маси хряща) і саме вони гірше за всіх інших відновлюються після пошкоджень.

Якщо в суглобовому хрящі дорослих тварин митоза не відбувається, слід вважати, що його хондроцити в своєї більшисті відносяться до довгоживучих клітин і що вони компенсують знос, продукуючи в перебігу життя велику кількість міжклітинної речовини.

Обов’язкова література:

1. Луцик О. Д Іванова А. Й., Шинок До. С. Гістологія людини. — Львів.:Мир, 1993. — С. 12-44.

2. Гістологія / Під ред. Афанасьева ю.І., Юріной н.А. — М.: Медицина і 999. — С. 93-99.

3. Кимбаровськая Е. М., Шинок До. С. й ін. Завдання для внеаудиторной підготовки студентів по основах змбриологии вьісших позвоночньїх животньїх (птахів, ссавців й людини). — Донецьк, 1978.— С. 5-Ю.

Додаткова література:

1. Гістологія / Під. ред. Улумбекова 3. Р., Чельїшева Ю. А. — Москва: ГЗОТАР, 1997.— С. 69-94.

2. Барінов 3. Ф, Чайковський Ю. Б. й ін. Тестовьіе задаяия по цитології й змбриологии людини.— Донецьк-Київ, 1995.-— С. 56-117.

3. http://mmeat.narod.ru/hriasch.htm

Теоретічні питання на підставі яких можливе виконання цільових видів діяльності:

1. Поняття про різні види кісткової тканини.

2. Поняття про кістку як про орган.

3. Структура остеону.

4. Кровопостачання кістки.

5. Класифікація суглобів.

6. Будова суглоба, особливості регенерації.

Контрольні питання:

1. Чому прожарена на вогні кістка стає крихкою?

2. Якщо кістку витримати в 10% розчині соляної кислоти, то її можна зав'язати вузлом. Чим пояснюється її гнучкість і пружність?

3. Які особливості будови суглоба роблять його міцним, зменшують тертя між кістками?

4. Чому кісткову тканину вважають видом сполучної тканини?

5. Обгрунтуйте твердження: "Тип з'єднання кісток залежить від виконуваних ними функцій".

6. Чому при збільшенні навантаження вага скелета з віком збільшується трохи?