Tessuto osseo Funzioni del tessuto osseo. Struttura ossea

La composizione dello scheletro di ogni adulto include 206 ossa diverse, sono tutte diverse per struttura e ruolo. A prima vista, sembrano duri, inflessibili e senza vita. Ma questa è un'impressione errata: in essi avvengono continuamente vari processi metabolici, distruzione e rigenerazione. Insieme ai muscoli e ai legamenti, formano un sistema speciale chiamato "tessuto muscolo-scheletrico", la cui funzione principale è il sistema locomotore. È formato da diversi tipi di cellule specifiche, che si differenziano per struttura, caratteristiche funzionali e valore. A proposito di cellule ossee, la loro struttura e le funzioni ulteriormente e saranno discussi.

Struttura ossea

Questa è una visione separata. tessuto connettivo da esso si formano tutte le ossa del corpo umano. Consiste di cellule speciali e sostanza intercellulare. Quest'ultimo include una matrice organica costituita da fibre di collagene (90-95% della massa totale) e componenti minerali, principalmente sali di calcio (5-10%). A causa di questa composizione, il tessuto osseo umano ha una combinazione armoniosa di durezza ed elasticità. Ci sono tre gruppi di cellule: osteoclasti (a sinistra), osteoblasti (nel mezzo), osteociti (a destra nella foto).

Soffermiamoci su di loro ulteriormente. Il collagene contenuto nella matrice si differenzia dalle sue controparti in altri tessuti, principalmente per il fatto che contiene polipeptidi più specifici. Le fibre si trovano, di regola, parallele al livello dei carichi più probabili sull'osso. È grazie a lui che rimangono l'elasticità e la capacità di recupero.

Se l'osso è esposto all'acido cloridrico, i minerali saranno disciolti, ma l'organico (osseina) rimarrà. Manterranno la loro forma, ma diventeranno eccessivamente flessibili e altamente suscettibili alla deformazione. Questa condizione è tipica per i bambini piccoli. Hanno un alto contenuto di osseina, quindi le ossa sono più resistenti rispetto agli adulti. E il caso inverso, una volta perso materia organica ma resta minerale. Ciò accade se, per esempio, l'osso viene bruciato: mantiene la sua forma, ma allo stesso tempo acquisisce una forte fragilità e può essere distrutto anche con un tocco minore. Tali cambiamenti nella composizione del tessuto osseo subiscono nella vecchiaia. La quota di sali minerali raggiunge l'80% della massa totale. Pertanto, le persone anziane sono più suscettibili a vari tipi di fratture e lesioni.

Se imposti la densità ossea (volume), allora valuterà la forza dello scheletro e le sue singole parti. Tali studi vengono eseguiti utilizzando la tomografia computerizzata. La diagnosi tempestiva consente di iniziare il trattamento o la terapia di mantenimento in tempo.

Osteoblasti (attivi): caratteristiche strutturali

Gli osteoblasti sono cellule ossee situate nei suoi strati superiori, aventi una forma cubica poligonale con vari tipi di processi. Il contenuto interno non è molto diverso dagli altri. Un reticolo endoplasmatico granulare ben sviluppato contiene vari elementi, ribosomi, l'apparato di Golgi, un nucleo rotondo o di forma ovale ricco di cromatina e contenente il nucleolo. All'esterno, queste cellule ossee sono circondate dalle migliori microfibrille.

La funzione principale degli osteoblasti è la sintesi di componenti della sostanza intercellulare. Questi sono collagene (principalmente del primo tipo), glicoproteine ​​a matrice (osteocalcina, osteonectina, osteopontina, sialoproteina ossea), proteoglicani (biglycan, acido ialuronico decorin), così come varie proteine ​​morfogenetiche ossee, fattori di crescita, enzimi, fosfoproteine. La violazione della produzione di tutti questi composti da parte degli osteoblasti è stata osservata in alcune malattie. Ad esempio, la carenza di vitamina C (scorbuto) nei bambini è caratterizzata da alterazioni dello sviluppo osseo e della crescita a causa di un difetto nella sintesi di collagene e glicosaminoglicani. Per lo stesso motivo, il recupero del tessuto osseo e la guarigione delle fratture viene rallentato. Poiché gli osteoblasti sono effettivamente responsabili della crescita, sono presenti esclusivamente nel tessuto osseo in via di sviluppo.

Il meccanismo di mineralizzazione da parte degli osteoblasti della matrice organica

Ci sono due modi:

1. Deposizione di cristalli idrossilici lungo le fibrille di collagene dal fluido extracellulare sovrasatura. Allo stesso tempo, alcuni proteoglicani, che legano il calcio e lo mantengono nelle zone di distacco, svolgono un ruolo speciale.
2. Secrezione di bolle specifiche della matrice. Queste sono piccole strutture di membrana che sono sintetizzate e secrete dagli osteoblasti. Contengono alte concentrazioni di fosfato di calcio e fosfatasi alcalina. Lo speciale microambiente creato all'interno delle bolle favorisce la formazione dei primi cristalli di idrossiapatite.

Il tasso di mineralizzazione dell'osteoide (tessuto osseo nella fase di formazione) può variare in modo significativo, normalmente occorrono circa 15 giorni. Le violazioni possono verificarsi con una diminuzione della concentrazione di ioni calcio nel sangue o fosfato. Il risultato è un ammorbidimento e una deformazione delle ossa - osteomalacia. Disturbi simili sono osservati, ad esempio, con rachitismo (carenza di vitamina D).

Osteoblasti inattivi (a riposo)

Sono formati da osteoblasti attivi, in ossa non in crescita coprono circa l'80-95% della sua superficie. Hanno una forma schiacciata con un nucleo fusiforme. Gli organelli rimanenti sono ridotti. Ma i recettori che reagiscono a vari ormoni e fattori di crescita rimangono. Viene mantenuto un collegamento tra osteoblasti e osteociti a riposo, e quindi si forma un sistema che regola il metabolismo minerale. Se si verificano danni (lesioni, fratture), diventano più attivi e inizia la sintesi attiva del collagene, la produzione di una matrice organica. In altre parole, a causa della loro rigenerazione del tessuto osseo. Allo stesso tempo, possono essere la causa di un tumore maligno - l'osteosarcoma.

Osteociti: struttura e funzione

Queste cellule formano la base del tessuto osseo maturo. La loro forma è sottile, con molti processi. Gli organuli sono molto più piccoli rispetto agli osteoblasti, c'è un nucleo arrotondato (è dominato dall'eterocromatina) con il nucleolo. Gli osteociti si trovano negli spazi vuoti, ma non entrano direttamente in contatto con la matrice, ma sono circondati da uno strato sottile di fluido osseo. A causa di ciò, le celle sono alimentate.

Allo stesso modo separati e loro processi, avendo una lunghezza sufficientemente grande di fino a 50 micron, situato in tubuli speciali. Ce ne sono molti, il tessuto osseo è letteralmente penetrato da loro, formano il suo sistema di drenaggio, che contiene fluido tissutale. Attraverso di esso, lo scambio di sostanze tra la sostanza extracellulare e le cellule. Vale anche la pena notare che non si dividono, ma sono formati da osteoblasti e sono i componenti principali nel tessuto osseo formato.

La funzione principale degli osteociti è di mantenere il normale stato della matrice ossea e l'equilibrio di calcio e fosforo nel corpo. Sono in grado di percepire le sollecitazioni meccaniche e sono sensibili ai potenziali elettrici derivanti dall'azione delle forze deformanti. In risposta a loro, avviano un processo locale in cui il tessuto osseo connettivo inizia a ricostruire.

osteoclasti

Questo nome è stato dato a grandi cellule contenenti da 5 a 100 nuclei, aventi origine monocitica, distruggendo ossa e cartilagini o, altrimenti, causandone il riassorbimento. Il citoplasma degli osteoclasti contiene molti mitocondri, elementi EPS (granulari) e Apparato del Golgi, ribosomi, così come diversi lisosomi funzionali. I nuclei contengono una grande quantità di cromatina e vi sono nucleoli chiaramente distinguibili. Esiste anche un numero sufficiente di processi citoplasmatici, molti dei quali si trovano sulla superficie adiacente all'osso che viene distrutto. Aumentano l'area di contatto con lei. Il tessuto osseo inizia a disgregarsi con un aumento del livello di un particolare ormone (paratiroide), che porta all'attivazione degli osteoclasti. Il meccanismo di questo processo è associato al rilascio di anidride carbonica da parte di loro, che, sotto l'influenza di un enzima speciale (anidrasi carbonica), viene convertito in un acido, chiamato carbone, e scioglie i sali di calcio.

Il meccanismo del riassorbimento osseo

Va notato che il processo di distruzione procede ciclicamente, ei periodi di alta attività di ogni cellula sono invariabilmente sostituiti da periodi di riposo. Il riassorbimento procede in più fasi:

1. Attaccare un osteoclasto alla superficie distruttibile dell'osso, mentre vi è una pronunciata riorganizzazione del suo citoscheletro.
2. Ossidazione del contenuto di lacuna. Ciò avviene isolando il contenuto dei vacuoli con un ambiente acido o come risultato dell'azione delle pompe protoniche.
3. La distruzione della componente minerale della matrice.
4. dissoluzione composti organici come risultato dell'azione degli enzimi secreti dagli osteoclasti nella lacuna e attivati ​​da un mezzo acido.
5. Rimozione di prodotti per la distruzione ossea.

La regolazione dell'attività degli osteoclasti è determinata da fattori generali e locali. Il primo, per esempio, include l'ormone paratiroideo, la vitamina D, stimolano l'attività. E i depressi sono la calcitonina e gli estrogeni. Fattori come la creazione di un campo elettrico locale sotto stress meccanico, a cui queste cellule sono molto sensibili, sono locali.

La struttura del tessuto osseo fibroso grezzo

Il suo secondo nome è reticulofibrous. È formato all'embrione come base futura delle ossa. In una persona adulta, la sua presenza è minima, rimane nelle suture del cranio dopo che si sono accumulate e nelle aree in cui i tendini si attaccano alle ossa, così come nelle aree di osteogenesi, ad esempio durante la guarigione di vari tipi di fratture. La struttura del tessuto osseo di questa specie è specifica. Le fibre di collagene sono raccolte in mazzi fitti, che sono disposti in modo disordinato, con "traverse" tra di loro. Ha una bassa resistenza meccanica, il contenuto di osteociti è significativamente più alto rispetto alla varietà lamellare. In condizioni patologiche, la crescita del tessuto osseo di questo tipo si verifica quando una frattura ossea o la malattia di Paget.

Contiene tessuto osseo lamellare

È formato da piastre ossee aventi uno spessore di 4-15 micron. Essi, a loro volta, sono composti da tre componenti: gli osteociti, la sostanza principale e le fibre fini di collagene. Tutte le ossa di un adulto sono formate da questo tessuto. Le fibre di collagene del primo tipo sono parallele l'una all'altra e sono orientate in una certa direzione, nelle placche ossee adiacenti sono dirette nella direzione opposta e si intersecano quasi ad angolo retto. Tra di loro ci sono i corpi degli osteociti negli spazi vuoti. Questa struttura del tessuto osseo fornisce la massima forza.

Osso spugnoso

C'è anche il nome "sostanza trabecolare". Se tracciamo un'analogia, la struttura è paragonabile a una spugna convenzionale costituita da piastre ossee con celle intermedie. Sono disposti in modo ordinato, in base al carico funzionale distribuito. La sostanza spugnosa è costituita principalmente da epifisi di ossa lunghe, alcune miste e piatte, e tutte corte. Si può vedere che queste sono principalmente parti leggere e allo stesso tempo resistenti dello scheletro umano, che sono sotto pressione in diverse direzioni. Le funzioni del tessuto osseo sono in relazione diretta con la sua struttura, che in questo caso fornisce una vasta area per i processi metabolici effettuati su di esso, conferisce alta resistenza insieme a una piccola massa.

Sostanza ossea densa (compatta): che cos'è?

La diafisi delle ossa tubolari consiste in una sostanza compatta, inoltre, copre la loro epifisi con una piastra sottile dall'esterno. I canali stretti lo permeano, le fibre nervose e i vasi sanguigni passano attraverso di loro. Alcuni di questi si trovano paralleli alla superficie ossea (centrale o haversovye). Altri vengono sulla superficie dell'osso (fori nutritivi), le arterie e i nervi penetrano attraverso di loro e le vene escono all'esterno. Il canale centrale, in congiunzione con le placche ossee circostanti, forma il cosiddetto sistema gaversovu (osteon). Questo è il contenuto principale di una sostanza compatta e sono considerati come la sua unità morfofunzionale.

Osteon è un'unità strutturale del tessuto osseo.

Il suo secondo nome è il sistema gaversov. Questo è un insieme di piastre ossee, con l'aspetto di cilindri inseriti l'uno nell'altro, lo spazio tra di loro è riempito di osteociti. Nel centro si trova il canale di Havers, attraverso il quale passano i vasi sanguigni che garantiscono il metabolismo delle cellule ossee. Tra unità strutturali vicine ci sono piastre intercalari (interstiziali). In realtà, essi sono resti di osteoni che esistevano prima e collassarono nel momento in cui il tessuto osseo subì una ristrutturazione. Ci sono anche placche generali e circostanti, formano rispettivamente lo strato più interno e più esterno della sostanza ossea compatta.

Periosteo: struttura e significato

Sulla base del nome, si può determinare che copre le ossa all'esterno. È attaccato a loro con l'aiuto di fibre di collagene, raccolte in mazzi fitti, che penetrano e si intrecciano con lo strato esterno delle placche ossee. Ha due livelli distinti:

• esterno (forma un denso tessuto connettivo fibroso, non formato, è dominato da fibre parallele alla superficie ossea);
• lo strato interno è ben pronunciato nei bambini e meno evidente negli adulti (formato da tessuto connettivo fibroso sciolto, in cui vi sono cellule piatte a forma di fuso - osteoblasti inattivi e loro predecessori).

Il periostio svolge diverse importanti funzioni. In primo luogo, trofico, cioè fornisce all'osso nutrizione, perché in superficie contiene vasi che penetrano all'interno e lungo i nervi attraverso appositi fori di alimentazione. Questi canali alimentano il midollo osseo. In secondo luogo, rigenerativo. È spiegato dalla presenza di cellule osteogene che, quando vengono stimolate, vengono trasformate in osteoblasti attivi, che producono la matrice e provocano un aumento del tessuto osseo, assicurandone la rigenerazione. In terzo luogo, la funzione meccanica o di supporto. Cioè, assicurando il collegamento meccanico dell'osso con altre strutture ad esso collegate (tendini, muscoli e legamenti).

Funzione ossea

Tra le principali caratteristiche sono le seguenti:

1. Motore, supporto (biomeccanico).
2. Protettivo. Le ossa proteggono dai danni al cervello, ai vasi sanguigni e ai nervi, agli organi interni, ecc.
3. Emopoietico: emofilia e linfopoiesi si verificano nel midollo osseo.
4. Funzione metabolica (partecipazione al metabolismo).
5. Riparatore e rigeneratore, consistente nel ripristino e rigenerazione del tessuto osseo.
6. Ruolo morfologico
7. Il tessuto osseo è una sorta di deposito di minerali e fattori di crescita.