Кость

Кость (лат. os, ossis) — основной элемент скелета позвоночных животных. Костная ткань представляет собой разновидность соединительной ткани, состоящую из клеток и минерализованного межклеточного вещества.

Клеточный состав

Остеоциты — зрелые клетки, полностью «замурованные» в межклеточном веществе. Они контактируют друг с другом с помощью отростков, образуя сеть, и обеспечивают обмен веществ (белков, воды и ионов) в кости.
Остеобласты — молодые ростковые клетки, отвечающие за образование новой костной ткани. Они располагаются в зонах активного костеобразования.
Остеокласты — крупные клетки, функция которых — резорбция (рассасывание) старой или повреждённой костной ткани.

Совместная и сбалансированная работа остеобластов и остеокластов лежит в основе постоянной перестройки (ремоделирования) костей, что позволяет им расти, адаптироваться к изменяющейся нагрузке и заживлять переломы.

Межклеточное вещество

Межклеточное вещество кости состоит из органического матрикса и минерального компонента.

Органический матрикс представлен коллагеновыми (оссеиновыми) волокнами и основным веществом (гликопротеидами и протеогликанами). Коллаген костной ткани имеет специфический состав, отличающий его, например, от коллагена хряща.
Минеральный компонент составляет около 60–70 % массы кости и представлен в основном кристаллами гидроксиапатита, а также карбонатом и сульфатом кальция. Ионы кальция в кристаллах могут замещаться ионами стронция, бария или радия, а гидроксильные группы — ионами фтора, что влияет на прочность кости.

Типы костной ткани

Различают два основных типа костной ткани:

Грубоволокнистая (ретикулофиброзная) ткань. В ней коллагеновые волокна расположены неупорядоченно. У взрослых организмов такая ткань встречается в области черепных швов и в местах прикрепления сухожилий. У зародышей она является первичной.
Пластинчатая ткань. Это зрелая костная ткань, из которой построен скелет взрослого организма. В ней коллагеновые волокна сгруппированы в упорядоченные слои — костные пластинки, которые формируют структурные единицы — остеоны (гаверсовы системы).

Кости как органы скелета

По форме кости делят на:

Длинные (трубчатые) — например, бедренная или плечевая. В них различают среднюю часть — диафиз и два конца — эпифизы.
Плоские (широкие) — например, лопатка, кости черепа или грудина.
Короткие — например, позвонки или кости запястья.

Диафизы длинных костей образованы плотным компактным веществом, а эпифизы, тела плоских и коротких костей — губчатым (трабекулярным) веществом, имеющим ячеистую структуру. В полостях внутри диафизов (костномозговых полостях) и в ячейках губчатого вещества находится костный мозг — орган кроветворения. Снаружи кость покрыта соединительнотканной оболочкой — надкостницей (периостом), а изнутри, со стороны костномозговой полости, — эндостом.

Компактное вещество диафиза организовано в концентрические слои костных пластинок:

Наружные и внутренние генеральные (общие) пластинки.
Средний остеонный слой, состоящий из остеонов (гаверсовых систем) — цилиндрических структур вокруг питающего канала (гаверсова канала). Именно остеонное строение придаёт кости особую прочность.

Функции и развитие

Опорно-механическая: формирование каркаса тела, защита внутренних органов, обеспечение движения.
Метаболическая: кость — главное депо кальция и фосфора в организме. Фиксация и мобилизация этих минералов регулируются гормонами: паратгормоном (повышает уровень кальция в крови, активируя остеокласты) и кальцитонином (снижает уровень кальция, усиливая деятельность остеобластов).
Кроветворная: в костном мозге происходит образование клеток крови.

В эмбриональном развитии кости формируются двумя путями:

Прямой (эндесмальный) остеогенез: кость развивается непосредственно из мезенхимы, минуя хрящевую стадию. Так образуются так называемые покровные (первичные) кости (например, кости свода черепа).
Непрямой (энхондральный) остеогенез: кость формируется на месте хрящевого зачатка. Сначала хрящ разрушается, а затем замещается костной тканью со стороны надкостницы и костномозговой полости. Так образуются замещающие (вторичные) кости (например, все длинные трубчатые кости).

Благодаря постоянному процессу ремоделирования (созидания и разрушения) костная ткань обладает высокой способностью к регенерации и адаптации к механическим нагрузкам.