Кости и их соединения [1986 гаврилов л.ф., татаринов в.г.

Подраздел 1.1: Где находится компактное вещество?

Компактное вещество находится в центральной части различных объектов во Вселенной. В основном, оно присутствует в звездах, нейтронных звездах и черных дырах. Компактное вещество обладает высокой плотностью и огромной массой, что делает его интересным объектом изучения для астрономов и физиков.

Звезды являются основным местом нахождения компактного вещества в Вселенной. При эволюции звезды, когда истощается ядерное топливо, она может стать красным гигантом или сверхновой. В процессе сверхновой, звезда выбрасывает в окружающее пространство свои внешние слои и оставляет компактное остаточное ядро. В зависимости от массы изначальной звезды, остаток может быть белым карликом, нейтронной звездой или черной дырой.

Нейтронные звезды — это одно из мест нахождения компактного вещества. По своей сути нейтронная звезда представляет собой огромное ядро атома, состоящее в основном из нейтронов. Ее плотность настолько высока, что одно кубическое сантиметр нейтронной звезды может весить более 10^14 граммов. Нейтронные звезды могут возникать в результате коллапса звезды после сверхновой или при слиянии двух белых карликов.

Черные дыры, безусловно, являются местами, где располагается компактное вещество. Черная дыра образуется в результате коллапса звезды и имеет гравитационное поле настолько сильное, что ничто, включая свет, не может уйти из ее окрестностей. В центре черной дыры находится сингулярность — материальная точка бесконечно высокой плотности, которая считается источником всего массы и гравитации черной дыры.

Объект	Описание
Звезда	Место образования компактного вещества
Нейтронная звезда	Высокоплотное ядро звезды
Черная дыра	Материальная точка бесконечной плотности

Компактное вещество в природе

Белые карлики – это звезды малой массы, которые истощили свои ядерные резервы и перешли в состояние компактного вещества. Внутри них происходит баланс между внутренним давлением электронной дегенерации и притяжением гравитационных сил. Белые карлики имеют плотность порядка тысячи тонн на кубический сантиметр.

Нейтронные звезды — это еще более плотные объекты, образованные в результате взрыва сверхновой звезды. Плотность вещества в нейтронных звездах достигает нескольких тонн на кубический сантиметр. В их ядре происходит фазовый переход нуклонов в нейтронную материю, что объясняет их название.

Черные дыры — это наиболее экстремальные объекты в природе, имеющие плотность, стремящуюся к бесконечности. В центре черной дыры находится так называемая сингулярность – точка бесконечной плотности и кривизны пространства-времени.

Ученые изучают компактное вещество, чтобы понять его свойства и происхождение. Исследования в этой области помогают расширить наши знания о физике и эволюции звезд, а также решить множество глобальных вопросов о происхождении Вселенной.

Компактное вещество в технике

Одним из примеров компактного вещества в технике является магнитное компактное вещество. Оно обладает способностью притягиваться к магниту и использоваться для создания электромеханических устройств, таких как электродвигатели и генераторы.

Компактные материалы также используются в микроэлектронике. Например, наночастицы некоторых материалов могут быть использованы для создания компактных и эффективных солнечных батарей, которые способны преобразовывать солнечную энергию в электрическую.

Одним из примеров губчатого вещества в технике является пористый керамический материал. Он обладает высокой пористостью, что позволяет ему быть легким и в то же время прочным. Губчатые материалы применяются в авиастроении для создания компонентов летательных аппаратов, которые должны быть легкими и прочными одновременно.

Таким образом, компактные и губчатые материалы играют важную роль в технике, позволяя создавать более эффективные и компактные устройства. Они применяются в различных областях, включая электронику, электромеханику и авиастроение.

Строение

Структура костной ткани состоит из трех основных типов клеток:

Остеобласты — это молодые клетки костной ткани. Их размер составляет 15—20 микрометров. По форме они делятся на кубические, пирамидальные и многоугольные. Их главной функцией является формирование матрикса — межклеточного вещества костной ткани. В большом количестве остеобласты содержатся в надкостнице. Это такая ткань, которая окружает кость снаружи. Также они являются одним из составных элементов эндокоста. Он представляет собой тонкий слой соединительного вещества, который изнутри выстилает трубчатые кости с формированием костномозговых каналов. По мере накопления межклеточного вещества остеобласты превращаются в остеоциты.

Остеокласты — это огромные многоядерные клетки, главной функцией которых является удаление старой костной ткани

Это происходит за счет растворения минеральных веществ и разрушения коллагена — крайне важного для организма нитевидного белка, составляющего основу соединительной ткани. Остеокласты имеют размеры 40—200 микрометров и содержат 10—100 ядер

Вместе с остеобластами они контролируют количество костной ткани. Остеокласты разрушают старые слои, а остеобласты укладывают новые.

Остеоциты — клетки, которые образуются по мере развития остеобластов. Их тела находятся в лакунах — полостях основного вещества кости. Длинные ответвления остеоцитов располагаются в канальцах, которые расходятся в разные стороны от лакун. Диаметр остеоцитов составляет 10—20 микрометров. По форме остеоциты напоминают маленькие звездочки с ветвящимися отростками. По мере старения данных клеток отростки сжимаются и канальцы становятся пустыми.

В нормальном состоянии наблюдается слаженная работа между всеми этими типами клеток. При сбоях в их функционировании возникают различные заболевания.

Пример 1

Например, при остеопорозе происходит потеря массы и плотности костной ткани. Это делает кости хрупкими и склонными к переломам.

Общая характеристика костей человека

Твердость костей сравнивают с прочностью металлических поверхностей. Их микрохимический состав представлен следующими компонентами:

водой – 50%
элементами белкового происхождения (оссейном) – 12,5%
неорганическими включениями с трикальцийфосфатом – 21,8%
липидами – 15,7%

Вид	Подвид
Трубчатый	длинные (плечевые, бедренные) укороченные (пальцевые фаланги)
Уплощенные	лобные теменные лопаточные
Губчатые	реберные дуги позвоночные элементы
Неоднородные	скуловые клиновидные кости нижняя челюсть

Хрящевые ткани покрывают суставные поверхности, сверху на них расположена надкостница, внутри – костный мозг.

Разбор анатомии скелета на видео:

Сущность кости

Строение трубчатой кости, как органа – это полезная и познавательная информация, которая описывает ниже внутреннюю сущность трубчатой кости. Это отдельная часть всего скелета. Это самый твердый орган, занимающий точное и постоянное положение в теле.

Функции разных трубчатых костей, как это не странно, отличаются. Но по прочности биологи готовы сравнивать эти органы с металлическими изделиями, такие они крепкие. Хотя в составе по химической составляющей в кости половина – вода. Также внутри есть около двадцати процентов фосфата кальция, немного оссеина и пятнадцать процентов жира.

Если для эксперимента высушить кость, тогда окажется, что две третьих составляют неорганические вещества (для твердости). И одну треть – органические (для упругости). Накопленные минеральные вещества (они же неорганические, как упоминалось выше) способствуют старению и дряхлению кости и всех составляющих ее тканей.

Остеон, механизм вырастания которого уже описан, состоит из пяти или более пластинок. Обычно их число не превышает двадцати штук. Все дело в том, плотно ли прилегают пластинки друг к другу. Если не плотно – там будет более губчатое вещество, а плотно – получится твердая субстанция.

Каждому виду мозга – своё время. Именно поэтому в костях младенца только красный. Мозг в столь юном возрасте вырабатывает, а жир (желтый мозг) не успевает еще накопиться. Тем более, что маленькие люди нуждаются в увеличивающихся порциях крови, так как организм увеличивается вместе со своими потребностями.

Это интересно знать: одной из функций внешнего волокнистого слоя является трофическая. Заживление переломов и рост в нужное время всех трубчатых костей происходит благодаря этой функции.

Итак, обзор, хотя и краткий, сложного строения и роста костей проведен. Не обошли стороной и процессы старения – также могущие иметь место. Главное – понять все причинно-следственные связи возникновения и развития жизненных сил и внутренних ресурсов организма.

Трабекулами – еще одним специальным словом – называются расположенные в определенном порядке к соседям пластинки. Это тот самый строительный материал. Разобравшись в процессах, протекающих внутри организма и костей в частности, можно повлиять на будущее здоровье и долголетие с помощью профилактики и наличия знаний.

О том, как укреплять кости, расскажет Елена Малышева на видео:

Свойства губчатого вещества

Первое и, пожалуй, самое важное свойство губчатого материала – его легкость. Пористая структура позволяет ему иметь небольшую плотность, что делает его очень легким по сравнению с компактным веществом

Благодаря этому, губчатые материалы широко используются там, где требуется легкость конструкции или повышенная мобильность.

Второе важное свойство губчатого материала – его способность поглощать и удерживать жидкости. Пористая структура создает большую поверхность контакта с жидкостью, что позволяет губчатому веществу впитывать ее как губка

Это свойство делает губчатые материалы очень полезными в различных сферах, таких как упаковка, фильтрация или восстановление сырья из отходов.

Третье свойство губчатого вещества – его гибкость и эластичность. Пористая структура позволяет губчатому материалу сжиматься и расширяться без повреждения его структуры. Благодаря этому, губчатые материалы легко могут адаптироваться к изгибам и деформациям, что делает их прекрасным выбором для применения в амортизационных элементах или подушках.

И, наконец, последнее свойство губчатого вещества – его звукоизоляционные характеристики. Воздушные полости в структуре губчатого материала поглощают звук и уменьшают его передачу через материал. Это делает губчатые материалы отличным выбором для применения в области звукоизоляции или виброгашения.

В целом, губчатые материалы обладают уникальными свойствами, которые позволяют им использоваться в широком спектре применений. Их пористая структура обеспечивает легкость, поглощение жидкостей, гибкость и звукоизоляцию, что делает их незаменимыми материалами во многих отраслях науки и техники.

Строение костей

Химический состав костей

Все кости состоят из органических и неорганических (минеральных) веществ и воды, масса которой достигает 20% массы костей. Органическое вещество костей — оссеин — обладает эластичными свойствами и придаёт костям упругость. Минеральные вещества — соли углекислого, фосфорнокислого кальция — придают костям твёрдость. Высокая прочность костей обеспечивается сочетанием упругости оссеина и твёрдости минерального вещества костной ткани.

Макроскопическое строение кости

Снаружи все кости покрыты тонкой и плотной плёнкой из соединительной ткани — надкостницей. Только головки длинных костей не имеют надкостницы, но они покрыты хрящом. В надкостнице имеется много кровеносных сосудов и нервов. Она обеспечивает питание костной ткани и принимает участие в росте кости в толщину. Благодаря надкостнице срастаются переломленные кости.

Разные кости имеют неодинаковое строение. Длинная кость имеет вид трубки, стенки которой состоят из плотного вещества. Такое трубчатое строение длинных костей придаёт им прочность и лёгкость. В полостях трубчатых костей находится жёлтый костный мозг — богатая жиром рыхлая соединительная ткань.

Концы длинных костей содержат губчатое костное вещество. Оно также состоит из костных пластинок, образующих множество перекрещенных перегородок. В местах, где кость подвержена наибольшей механической нагрузке, количество этих перегородок самое высокое. В губчатом веществе находится красный костный мозг, клетки которого дают начало клеткам крови. Короткие и плоские кости тоже имеют губчатое строение, только с наружи они покрыты слоем плотинного вещества. Губчатое строение придаёт костям прочность и лёгкость.

Микроскопическое строение кости

Костная ткань относится к соединительной ткани и имеет много межклеточного вещества, состоящего из оссеина и минеральных солей.

Это вещество образует костные пластинки, расположенные концентрически вокруг микроскопических канальцев, идущих вдоль кости и содержащих кровеносные сосуды и нервы. Костные клетки, а следовательно, и кость — это живая ткань; она получает питательные вещества с кровью, в ней протекает обмен веществ и могут происходить структурные изменения.

Типы костей

Строение костей определено процессом длительного исторического развития, в течение которого организм наших предков изменялся под влиянием окружающей среды и приспосабливался путём естественного отбора к условиям существования.

В зависимости от формы различают трубчатые, губчатые, плоские и смешанные кости.

Трубчатые кости находятся в органах, которые совершают быстрые и обширные движения. Среди трубчатых костей есть длинные кости (плечевая, бедренная) и короткие (фаланги пальцев).

В трубчатых костях различают среднюю часть — тело и два конца — головки. Внутри длинных трубчатых костей имеется полость, заполненная жёлтым костным мозгом. Трубчатое строение обуславливает нужную для организма крепость костей при затрате на них наименьшего количества материала. В период роста кости между телом и головкой трубчатых костей находится хрящ, благодаря которому осуществляется рост кости в длину.

Плоские кости ограничивают полости, внутри которых помещаются органы (кости черепа), или служат поверхностями для прикрепления мышц (лопатка). Плоские кости, подобно коротким трубчатым костям, преимущественно состоят их губчатого вещества. Концы длинных трубчатых костей, а также короткие трубчатые и плоские кости полостей не имеют.

Губчатые кости построены преимущественно из губчатого вещества, покрытого тонким слоем компактного. Среди них различают длинные губчатые кости (грудина, рёбра) и короткие (позвонки, запястье, предплюсна).

К смешанным костям относятся кости, слагающиеся из нескольких частей, имеющих разное строение и функцию (височная кость).

Выступы, гребни, шероховатости на кости — это места прикрепления к костям мышцы. Чем лучше они выражены, тем сильнее развиты прикрепляющиеся к костям мышцы.

Функции компактной костной ткани

В детстве дети часто слышат от родителей призыв к активному занятию спортом или гимнастикой. К сожалению, не все следуют советам старших и только со временем понимают, какое огромное значение имели родительские фразы.

Рассматривая причину вышеупомянутого, нужно обратить внимание на следующее: костное вещество делится на два типа, каждый из которых имеет разный состав. В то время, когда губчатое вещество формируется из органических химических элементов (оссеина), компактное вещество кости состоит из неорганических веществ

Главным образом их составом являются соли фосфорнокислая известь. Они отвечают за твердость ткани.

Маленький организм имеет большое количество оссеина, чем обусловлена гибкость растущих костей. Когда процесс роста костей подходит к фазе завершения, некоторые хрящи заменяются костьми, а сами кости приобретают необходимое количество огрубевших выступов и углублений, на которых крепятся связки и система мышц.

Чем больше мышечной массы накапливает организм в период роста, тем большее количество необходимых неровностей успевают создать кости. Затем компактная костная ткань формирует плотный корковый слой, и строение скелета практически не подлежит дальнейшим изменениям.

Как можно видеть, компактное ткань вступает в полное действие во вторую очередь, после губчатого. Этим обусловлена главная защитная функция кости.

Также компактное вещество кости запасает все химические элементы, необходимые костям. Именно оно содержит в своей структуре большое количество питательных отверстий, сквозь которые проникают кровеносные сосуды несущие питание.

Ввиду слаженной работы компактного вещества, нервов и сосудов кости, она имеет возможность расти в толщину, что необходимо.

Компактное вещество кости, составляя большую часть костной структуры, образует ее основную массу. Выполняя главную функцию защиты скелета, а значит, и поддержки всего организма в целом компактное вещество, с возрастом, требует к себе достаточного внимания, в виде дополнительных источников минеральных элементов, а именно – витаминов A, D и конечно, кальция.

Заметили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter
, чтобы сообщить нам.

Мар 18, 2016 Виолетта Лекарь

Подраздел 2.1: Местоположение губчатого вещества

Губчатое вещество также обнаруживается в органах, участвующих в кроветворении. Например, в костном мозге находится губчатое вещество, которое играет важную роль в процессе образования новых кровяных клеток.

Кроме того, губчатое вещество можно найти в различных животных организмах. Например, у губок, которые являются многоклеточными организмами и известны своей пористой структурой, весь организм состоит из губчатого вещества.

Губчатое вещество в живых организмах

Губчатое вещество обнаруживается в различных органах и тканях организмов. Оно выполняет несколько важных функций.

Во-первых, губчатое вещество служит амортизатором и защитой для органов. Благодаря своей структуре, оно может поглощать энергию при ударе или сжатии, предотвращая травмы и повреждения.

Во-вторых, губчатое вещество играет роль буфера при перемещении жидкостей внутри организма. Оно способно впитывать и удерживать жидкость, а затем постепенно выделять ее, обеспечивая поддержание оптимального уровня влажности.

Кроме того, губчатое вещество служит резервным источником питательных веществ. Оно может накапливать и хранить полезные вещества, постепенно выделяя их в организм, когда это необходимо.

Сетчатая структура губчатого вещества создает большую поверхность для обмена веществом и газами между клетками. Это позволяет организму эффективно снабжать клетки кислородом и питательными веществами, а также удалять шлаки и отходы.

Важно отметить, что губчатое вещество не имеет определенной формы и может принимать различные размеры и структуры в зависимости от органа или организма, в котором оно находится. Интересный факт: Губчатое вещество обнаружено у многих организмов, включая губки, печень, легкие, почки и кости человека

Интересный факт: Губчатое вещество обнаружено у многих организмов, включая губки, печень, легкие, почки и кости человека.

Таким образом, губчатое вещество является уникальной структурой, имеющей множество важных функций в живых организмах. Его губчатая структура обеспечивает амортизацию и защиту, регулирует уровень влажности, служит резервным источником питательных веществ и обеспечивает эффективный обмен веществом.

Губчатое вещество в строительстве

Одним из применений губчатого вещества в строительстве является его использование в качестве утеплителя. Благодаря своей пористой структуре, губчатое вещество может удерживать воздух внутри своих множественных ячеек, что позволяет ему обеспечивать хорошую теплоизоляцию. Таким образом, оно помогает снизить потребление энергии на отопление и кондиционирование в зданиях.

Еще одним способом использования губчатого вещества в строительстве является его применение в качестве акустического материала. Благодаря своей пористой структуре и способности поглощать звук, губчатое вещество может снижать шумовую нагрузку внутри здания

Это особенно важно для жилых помещений, офисов и других мест, где требуется хорошая звукоизоляция

Губчатое вещество также используется в строительстве в качестве фильтрации и дренажных материалов. Благодаря своей пористой структуре, оно может пропускать через себя жидкости, эффективно отводя воду и предотвращая затопления зданий. Также оно может использоваться для фильтрации воды и воздуха, обеспечивая чистоту и безопасность внутри зданий.

Наконец, губчатое вещество может использоваться в строительстве для создания архитектурных элементов, таких как декоративные панели и фасады. Благодаря своей легкости и прочности, оно может быть легко установлено и использовано для создания различных дизайнерских решений. Такие элементы могут придать зданию уникальный и современный вид.

Строение костной ткани

Костная ткань — разновидность соединительной ткани, из которой построены кости — органы, составляющие костный скелет тела человека.

Костная ткань иметт важное в точки зрения опорно-двигательного аппарата, так и других систем тела. Например, при имплантации зубов от ее состояния будет зависеть результат вмешательства, что показывает тесную связь костной и эпителиальной тканей. Например, при имплантации зубов от ее состояния будет зависеть результат вмешательства, что показывает тесную связь костной и эпителиальной тканей

Например, при имплантации зубов от ее состояния будет зависеть результат вмешательства, что показывает тесную связь костной и эпителиальной тканей.

Костная ткань состоит из взаимодействующих структур:

клеток кости,
межклеточного органического матрикса кости (органического скелета кости),
основного минерализованного межклеточного вещества.

Клетки костной ткани

Клетки занимают всего лишь 1-5% общего объёма костной ткани скелета взрослого человека. Различают четыре типа клеток костной ткани.

Остеобласты — ростковые клетки, выполняющие функцию создания кости. Они расположены в зонах костеобразования на внешних и внутренних поверхностях кости.

Остеокласты — клетки, выполняющие функцию рассасывания, разрушения кости.

Совместная функция остеобластов и остеокластов лежит в основе непрерывного управляемого процесса разрушения и воссоздания кости.

Этот процесс перестройки костной ткани лежит в основе адаптации организма к многообразным физическим нагрузкам за счет выбора наилучших сочетаний жесткости, упругости и эластичности костей и скелета.

Остеоциты — клетки, происходящие из остеобластов. Они полностью замурованы в межклеточном веществе и контактируют отростками друг с другом. Остеоциты обеспечивают метаболизм (белков, углеводов, жиров, воды, минеральных веществ) костной ткани.

Недифференцированные мезенхимальные клетки кости (остеогенные клетки, контурные клетки). Они находятся главным образом на наружной поверхности кости (у надкостницы) и на поверхностях внутренних пространств кости. Из них образуются новые остеобласты и остеокласты.

Органический скелет кости

Межклеточное вещество кости представлено органическим межклеточным матриксом, построенным из коллагеновых (оссеиновых) волокон (≈90-95%) и основным минерализованным веществом (≈5-10%).

Коллаген внеклеточного матрикса костной ткани отличается от коллагена других тканей большим содержанием специфических полиполипептидов. Коллагеновые волокна в основном расположены параллельно направлению уровня наиболее вероятных механических нагрузок на кость и обеспечивают упругость и эластичность кости.

Основное минерализированное вещество кости

Основное вещество кости состоит главным образом из экстрацеллюлярной жидкости, гликопротеидов и протеогликанов (хондроитинсульфаты, гиалуроновая кислота). Функция этих веществ пока не вполне ясна, но несомненно то, что они участвуют в управлении минерализацией основного вещества — перемещением минеральных компонентов кости.

Минеральные вещества, размещенные в составе основного вещества в органическом матриксе кости представлены кристаллами, построенными главным образом из кальция и фосфора. Отношение кальций/фосфор в норме составляет ≈1,3-2,0.

Кроме того, в кости обнаружены ионы магния, натрия, калия, сульфата, карбоната, гидроксильные и другие ионы, которые могут принимать участие в образовании кристаллов. Каждое коллагеновое волокно компактной кости построено из периодически повторяющихся сегментов. Длина сегмента волокна составляет ≈64 нм (64•10-10 м).

К каждому сегменту волокна примыкают кристаллы гидроксиапатита, плотно его опоясывая.

Такое тесное прилегание коллагеновых волокон и кристаллов гидроксиапатита, а также их перекрытия, предотвращают «разрушение сдвига» кости при механических нагрузках.

Коллагеновые волокна обеспечивают эластичность, упругость кости, ее сопротивление растяжению, в то время как кристаллы обеспечивают её прочность, жесткость, ее сопротивление сжатию. Минерализация кости связана с особенностями гликопротеидов костной ткани и с активностью остеобластов.

Различают грубоволокнистую и пластинчатуюкостную ткань.

В грубоволокнистой костной ткани (преобладает у зародышей; у взрослых организмов наблюдается только в области черепных швов и местах прикрепления сухожилий) волокна идут неупорядоченно. В пластинчатой костной ткани (кости взрослых организмов) волокна, сгруппированные в отдельные пластины, строго ориентированы и образуют структурные единицы, называемые остеонами.

Классификация соединительных тканей

Классификация этого вида тканей усложняется их многообразием. Так, основные ее типы подразделяются, в свою очередь, еще на несколько отдельных групп. Различают такие виды:

Собственно соединительная ткань, из которой выделяют волокнистую и специфическую, отличающуюся особыми свойствами. Первая разделяется на: рыхлую и плотную (неоформленную и оформленную), а вторая — на жировую, ретикулярную, слизистую, пигментную.
Скелетная, которая подразделяется на хрящевую и костную.
Трофическую, к которой относится кровь и лимфа.

Любая соединительная ткань определяет функциональную и морфологическую целостность организма. Ей присущи такие характерные черты:

тканевая специализация;
универсальность;
полифункциональность;
способность к адаптации;
полиморфизм и многокомпонентность.

Развитие

Во время эмбриогенеза скелет формируется путем прямого или косвенного процесса окостенения. В случае с нижней челюстью, верхней челюстью, черепом и ключицей мезенхимальные клетки-предшественники конденсируются и подвергаются прямой дифференцировке в остеобласты, процесс, известный как внутримембранный остеогенез.
Напротив, в мыщелке нижней челюсти, длинных костях и позвонках первоначально образуется модель хряща, который служит зачатком, постепенно заменяющимся костью. Хрящ-зависимый процесс формирования и роста костей известен как эндохондральный остеогенез (Ranly 2000) (рис. ниже).Внутримембранный остеогенез
Во время внутримембранного остеогенеза центр окостенения развивается за счет мезенхимальной конденсации. По мере развития и созревания богатого коллагеном внеклеточного матрикса клетки остеопрогенератора подвергаются дальнейшей остеобластической дифференцировке. На наружных поверхностях очага окостенения над слоем остеобластов образуется фиброзная надкостница. По мере того как новые остеобласты формируются с нижней стороны надкостницы, происходит аппозиционный рост. Субпопуляция остеобластов внедряется в минерализующий матрикс и дает начало лакуно-каналикулярной сети остеоцитов. В пределах черепно-лицевого комплекса большинство костей развивается и растет благодаря этому механизму.Рост эндохондральной кости
Во время эндохондрального остеогенеза кости развиваются за счет образования хрящевой матрицы (гиалиновой модели хряща), которая минерализуется, а затем рассасывается остеокластами и заменяется костью, которая впоследствии откладывается.
Этот процесс начинается на третьем месяце беременности. Процесс эндохондрального окостенения приводит к образованию первичных и вторичных центров окостенения, которые разделены хрящевой структурой, известной как пластинка роста.
После образования первичного очага окостенения костное образование распространяется к обоим концам кости от центра ствола. Клетки хряща на передних краях окостенения отмирают.
Остеобласты покрывают хрящевые трабекулы ткаными губчатыми костями. За наступающим фронтом окостенения остеокласты поглощают губчатую кость и увеличивают первичную полость костного мозга. Надкостничный воротник утолщается и расширяется к эпифизам, чтобы компенсировать продолжающееся углубление первичной полости.
Процессы остеогенеза и резорбции происходят во всех направлениях. Пространства между трабекулами заполняются тканью костного мозга. По мере ремоделирования нового костного матрикса остеокласты способствуют образованию первичных мозговых полостей, которые быстро заполняются кроветворной тканью костного мозга. Фиброзная неминерализованная выстилка костномозговой полости — это эндост. Остеобласты образуются в эндосте и начинают формирование эндостальной кости. Аппозиционный рост эндостальной кости тщательно регулируется, чтобы предотвратить закрытие первичных полостей костного мозга и разрушение костного мозга.

Развитие костей. Существует два типа процессов, участвующих в развитии кости: внутримембранное окостенение (зеленая стрелка) и эндохондральное окостенение (оранжевая стрелка). Они в первую очередь отличаются наличием хрящевого шаблона во время роста эндохондральной кости. Во время внутримембранного остеогенеза центр окостенения развивается за счет мезенхимальной конденсации. По мере развития и созревания богатого коллагеном внеклеточного матрикса клетки остеопрогенератора подвергаются дальнейшей остеобластической дифференцировке. Субпопуляция остеобластов внедряется в минерализующий матрикс и дает начало лакуно-каналикулярной сети остеоцитов. В пределах черепно-лицевого комплекса большинство костей развивается и растет благодаря этому механизму. С другой стороны, длинные кости внутри скелета и мыщелкового отростка нижней челюсти первоначально развиваются за счет образования модели хрящевой ткани, который минерализуется, а затем рассасывается остеокластами и заменяется костью. Процесс роста эндохондральной кости приводит к образованию первичных и вторичных центров окостенения, которые разделены хрящевой структурой, известной как пластинка роста. По мере того как кость развивается и созревает в результате этих двух процессов, структурно различные участки компактной кости и трабекулярной кости формируются и поддерживаются посредством сходных механизмов костного ремоделирования.

Причины развития заболевания

Клетки кости, как и любые структурные элементы организма, находятся в постоянном процессе разрушения и обновления. Клетки, отвечающие за синтез костной ткани, называются остеобластами, а способствующие ее разрушению – остеокластами. Их количество регулируется целым комплексом гормонов, пептидов, витаминов – это паратиреоидный гормон, эстрогены, витамин D, кальцитонин, цитокины.

Примерно до 30 лет у человека активность остеобластов немного выше, и костная масса растет. Причем у мужчин она выше по сравнению с женщинами. Затем примерно десятилетие плотность кости находится на постоянном уровне – количество образовавшихся клеток равно количеству уничтоженных. Позже активность остеобластов снижается и начинают превалировать процессы разрушения – кость убывает примерно на 0,4% в год. У женщин по достижении менопаузы процесс ускоряется до 4% в год. Так продолжается 5–7 лет, а затем процесс потери костной ткани замедляется.

В большинстве случаев развитие остеопороза связано с затуханием половой функции, поэтому он наблюдается у обоих полов, однако у женщин значительно чаще – это связано в прекращением выработки эстрогена, а также с изначально меньшей костной массой.

Классификация заболевания

В зависимости от причины, остеопороз делится на первичный и вторичный. Первичный – возникает самостоятельно, вторичный – вызывается другими болезнями или неблагоприятными факторами.

Первичные остеопорозы:

Постменопаузальный. Встречается у женщин после 45–55 лет. Его причины — гормональный дисбаланс.
Идиопатический. Более типичен для молодых мужчин 20–50 лет. Прогрессирует постепенно, проявляется болями в позвоночнике и компрессионными переломами.
Сенильный. Вызванный старением организма. Встречается у обоих полов старше 70 лет. Характерны переломы шейки бедра.
Ювенильный. Встречается редко у детей и молодых людей. Чаще бывает вызван врожденным патологиями. Типичные симптомы – выраженная боль в ногах и спине, задержка физического развития, искривление грудного отдела позвоночника, компрессионные переломы.

Вторичный остеопороз вызывают такие факторы:

Эндокринные нарушения (гипертиреоз, сахарный диабет, избыток кортикостероидных гормонов и др).
Болезни крови (лейкозы, миеломная болезнь, талассемия и др).
Прием некоторых препаратов (кортикостероиды, гормоны щитовидной железы, гепарин, противосудорожные и др).
Злоупотребление алкоголем и курением.
Хроническая обструктивная болезнь легких (как фактор присоединяется курение, которое часто провоцирует ХОБЛ).
Аутоиммунные процессы (ревматоидный артрит, системная красная волчанка).
Болезни печени.
Болезни почек.
Лечение рака молочной и предстательной желез (терапия направлена на подавление половых гормонов).
Недостаток витамина D.
Избыток витамина А.
Длительная малоподвижность.

На вторичную форму остеопороза приходится 5% его случаев у женщин, и около 20% у мужчин.

Секция 1: Расположение компактного вещества

Компактное вещество встречается в различных местах в нашей окружающей среде. Оно обычно имеет плотную структуру и малый объем, что делает его очень удобным для использования в различных областях.

Одним из распространенных мест, где можно найти компактное вещество, являются камни и горные породы. Камни, такие как мрамор, гранит и сланец, обладают плотной и твердой структурой, что делает их прочными и прочно держащими свою форму.

Компактное вещество также может находиться в конструкционных материалах. Например, в железобетоне прочный каркас из стальной арматуры заполняется бетоном, который затвердевает и придает конструкции прочность и надежность.

Более того, компактное вещество может быть найдено в организмах животных и растений. Кости и деревья имеют плотную структуру, которая делает их крепкими и устойчивыми.

Таким образом, компактное вещество является неотъемлемой частью многих объектов и явлений в нашей окружающей среде. Благодаря своей плотной структуре оно обеспечивает прочность, устойчивость и надежность в различных областях человеческой деятельности.