Строение костей

В длинных трубчатых костях различают среднюю часть – тело (диафиз) и два утолщенных конца – верхний и нижний (эпифизы). Участок между диафизом и эпифизом называют метафизом. В детском и юношеском возрасте метафиз представлен хрящевой тканью (зона роста). К 18–25 годам эти хрящи замещаются костной тканью и рост скелета в длину прекращается. Кость состоит из губчатого и компактного костного веществ. В эпифизах длинных трубчатых костей преобладает губчатое вещество, ячеистые полости которого заполнены красным костным мозгом, который выполняет кроветворную функцию. Диафиз длинных трубчатых костей состоит из компактного костного вещества. Внутри диафиза формируется костномозговой канал, в котором находится желтый костный мозг. Поверхность кости покрыта надкостницей, содержащей кровеносные сосуды и нервы, а суставные концы покрыты гладким гиалиновым хрящем (рис. 28).

Костная ткань представляет собой разновидность соединительной ткани, которая вместе с хрящевой тканью образует скелетную систему. Обменные процессы кости имеют две составляющие. Одна из них гомеостатическая – поддерживает постоянную концентрацию кальция и фосфора. Другая ремоделирующая – регулирует баланс между разрушением старой кости (костная резорбция) и образованием новой кости. Костная ткань служит основным депо кальция в организме и активно участвует в кальциевом обмене. Высвобождение кальция происходит за счет разрушения (резорбции) его, а связывание – путем новообразования костной ткани. С этим связан цикл ремоделирования кости, продолжающийся в течение всей жизни человека. В костном ремоделировании запрограммирована определенная последовательность процесса. Новая кость образуется только на тех участках, где имела место резорбция. Изменение формы кости происходит соответственно меняющимся механическим нагрузкам. Костная ткань скелета человека перестраивается почти полностью каждые 10 лет.

Рис. 28. Схема строения трубчатых костей

Кость взрослого человека имеет в основном пластинчатое строение с правильным расположением коллагеновых волокон. В ней выделяют кортикальную и трабекулярную (губчатую) костную ткань. Кортикальная кость составляет 80 % объема скелета и несет главным образом механическую и защитную функции. Из нее преимущественно состоят плоские кости и диафизы трубчатых костей. Из трабекулярной кости состоят тела позвонков, кости таза, метафизы длинных трубчатых костей. Эта часть кости осуществляет метаболическую (обменную) функцию.

Костная ткань обладает высокой механической прочностью. Она содержит 12,5 % органических веществ (оссеин, оссеомукоид), 21,8 % неорганических минеральных веществ (фосфат кальция), 15,7 % жира и 50 % воды. Около 50 % объема кости составляют нерастворимые соли – гидроксилапатиты (табл. 5).

Таблица 5. Химический состав кости

Кость состоит из небольшого количества клеточных элементов, минеральных компонентов и значительного по объему межклеточного вещества (костного матрикса). Клеточный состав костной ткани представлен остеобластами, остеокластами и остеоцитами. Основная функция остеобластов – белковый синтез. Они участвуют в образовании остеоида. Главная функция остеокластов – рассасывание костной ткани за счет лизосомальных ферментов. Основная роль остеоцитов – внутриклеточная и внеклеточная доставка питательных и минеральных веществ. Остеоциты связаны между собой тонкими отростками. Межклеточное вещество представлено коллагеновыми волокнами, ориентированными в одном направлении.

С возрастом снижается физиологическая интенсивность ремоделирования. К двадцати годам масса кости (плотность) достигает своего предела и наступает период относительного равновесия, которое продолжается до 35–40 лет, после чего начинается возрастная физиологическая потеря костной массы. Вначале происходит незначительная потеря 0,3–0,5 % в год. При наступлении менопаузы у женщин потеря массы кости ускоряется до 2–3 % в год, продолжаясь в таком темпе до 65–70 лет. В течение жизни женщины теряют в среднем до 35 % кортикальной костной массы и около 50 % трабекулярной (губчатой). У мужчин костные потери в течение всей жизни составляют 15 % в трабекулярной кости и 20 % в кортикальной. Это снижение костной массы является возрастной атрофией и не проявляется какой-либо патологией. Однако при более значительной потере костной массы и нарушении интенсивности ремоделирования, развивается остеопороз, который приводит к переломам даже при незначительных травмах.

При переломах трубчатых костей усиливается процесс костеобразования. Образуется костно-хрящевая мозоль, соединяющая отломки. При дальнейшей перестройке форма кости в месте перелома полностью восстанавливается. Для образования костной мозоли необходима прочная фиксация сопоставленных отломков, достаточное кровоснабжение и оксигенация поврежденной зоны.