Функции костномозговой полости трубчатой кости

Движение — важнейшая функция организма. Для ее реализации в теле человека имеется опорно-двигательный аппарат, в состав которого входят кости, образующие внутренний остов тела, различные виды соединений костей, среди которых наиболее подвижными являются суставы, и мышцы, представляющие собой активную часть двигательного аппарата.

Все кости, а их в человеческом теле более 200, образуют скелет. Скелет выполняет ряд важных функций.

Он защищает внутренние органы от механических повреждений, участвует в обмене веществ (минеральном); в костях находится красный костный мозг, обеспечивающий кроветворение.

Самое главное назначение скелета — его участие в движениях тела. Кости как самая плотная часть скелета выполняют роль рычагов, на которые действуют мышцы, прикрепляющиеся к ним.

Кости построены преимущественно из костной ткани, состоящей из клеток и межклеточного вещества, в котором откладываются минеральные соединения (главным образом соли кальция). Кости взрослого человека содержат воду (до 50%), органические вещества (28%) и неорганические соедниения (22%).

Органические вещества придают костям эластичность; на 95% это коллаген, а остальную часть составляют белки, жиры и углеводы. Среди неорганических веществ, обеспечивающих твердость костей, преобладают соли кальция, фосфора и магния. Скелет в организме служит основным депо для минеральных соединений.

Функции костномозговой полости трубчатой кости

На разрезе в кости различают компактное вещество, образующее ее наружные слои, и внутренее губчатое вещество (рис. 1). В компактном веществе костные пластинки плотно прилежат друг к другу, в губчатом — образуют перекладины, ориентированные относительно действующих на кость сил. В промежутках между костными перекладинами располагается красный костный мозг.

Снаружи каждая кость покрыта надкостницей. Из надкостницы в толщу кости проникают кровеносные сосуды и нервы. За счет внутреннего слоя надкостницы кость растет в толщину и восстанавливается после переломов.

По форме, строению и особенностям развития кости делят на трубчатые (длинные и короткие), губчатые, плоские и смешанные.

Трубчатые кости входят в состав скелета конечностей, играя роль рычагов при движении. К длинным трубчатым костям относят кости плеча, предплечья, бедра и голени, к коротким — большинство костей кисти и стопы.

В трубчатых костях различают среднюю часть, или тело — диафиз, и два конца — эпифизы. Диафиз образован преимущественно компактным веществом, эпифизы — трубчатым.

Внутри тело трубчатой кости полое и содержит костномозговую полость, в которой у взрослого человека располагается желтый костный мозг (скопление жировой ткани), а у ребенка — красный костный мозг.

В ячейках губчатого вещества эпифизов у людей всех возрастов находится кроветворение — постоянная выработка форменных элементов крови: эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов (рис. 2). Функции костномозговой полости трубчатой кости

Участки костей, которыми они подвижно соединяются друг с другом, называются суставными поверхностями костей. Эти поверхности расположены на концах (эпифизах) трубчатых костей и покрыты не надкостницей, а очень гладким суставным хрящом.

Между диафизом и эпифизом трубчатой кости у детей и подростков расположена тонкая прослойка так называемого эпифизарного хряща, за счет которого кость растет в длину.

Рост костей в длину, а соответственно, и рост человека происходит до 20-25 лет, после чего он прекращается (у щенщин на 2-3 года раньше, чем у мужчин).

Эпифизарные хрящи окостеневают и эпифизы полностью срастаются с диафизом (рис. 3).

Губчатые кости построены преимущественно из губчатого вещества, окруженного тонким слоем компактного. В ячейках губчатого вещества также содержится красный костный мозг. К типичным губчатым костям относят грудину, позвонки, кости запястья и предплюсны.

Плоские кости по сроению сходны с губчатыми, но имеют значительные размеры; они служат для прикрепления мышц и образования полостей. К плоским относят кости черепа (лобная, теменная и др.), кости поясов конечностей (лопатка, тазовая кость).

Смешанные кости имеют сложную форму и, как правило, развиваются из нескольких частей. Это многие кости черепа (височная, затылочная и др.).

На своей поверхности кости имеют различные отростки, шероховаточти, бугристости, ямки, которые служат местами прикрепления мышц и связок. В местах прохождения сосудов на костях видны борозды. Через отверстия и щели в костях также проходят сосуды и нервы.

В период развития плода в утробе матери кости скелета образованы сначала мягкой фиброзной, а затем хрящевой тканью. Диафизы трубчатых костей начинают окостевать самыми первыми — в конце второго месяца внутриутробного развития.

Эпифизы костей долго остаются хрящевыми — очаги окостенения в них появляются в течение 10 лет после рождения. Из очага процесс окостенения распространяется к перифирии эпифиза.

Самыми последними окостеневают те бугры и выросты на поверхности костей, к которым прикрепляются мышцы.

Кости приспосабливаются к изменяющимся условиям жизнедеятельности организма.

Под влиянием постоянных нагрузок, связанных с профессиональной деятельностью, происходит так называемая рабочая гипертрофия отдельных частей скелета.

Например, у шоферов увеличивается ширина костей кисти, а у музыкантов удлиняются фаланги пальцев. В целом кости развиваются тем лучше, чем интенсивнее деятельность связанных с ними мышц.

К старости в костях нарушается соотношение созидания и разрушения костной ткани, костное вещество разрежается (остеопороз), кости становятся тоньше, суставные концы их деформируются, могут образовываться костные наросты — остеофиты. У женщин первые признаки старения отмечаются раньше, чем у мужчин (с 45-50 лет).

Как уже было сказано, основным видом соединения костей являются суставы. Наряду с ними есть более простые и менее подвижные соединения костей с помощью хрящевой и фиброзной ткани, к которым относят связки, швы между костями черепа, межпозвоночные диски.

В каждом суставе различают суставные поверхности сочленяющихся костей, суставную капсулу и суставную полость (рис. 4). Суставные поверхности сочленяющихся костей покрыты слоем гладкого гиалинового хряща, который уменьшает трение между движущимися костями.

Суставная капсула окружает суставную полость и прирастает к костям по краю их суставных поверхностей или же несколько отступя от них.

Внутренняя оболочка суставной капсулы выделяет в полость сустава прозрачную синовиальную жидкость, облегчающую скольжение сочленяющихся костей. Суставная полость представляет собой закрытое пространство щелевидной формы, заполненное синовиальной жидкостью.

Удержание костей в сочленовном состоянии обеспечивается сокращением мышц, окружающих сустав. Этому также способствует внутри- и внесуставные связки, прочная суставная капсула.

Функции костномозговой полости трубчатой кости Функции костномозговой полости трубчатой кости

Для улучшения работы сустава имеются различные приспособления. В первую очередь, это многочисленные связки — пучки прочной волокнистой ткани, которые могут располагаться как снаружи суставной капсулы, так и в полости сустава.

Связки укрепляют суставную капсулу, ограничивают и направляют движения в суставе (така как располагаются перпендикулярно к осям вращения и как бы по их концам), отчасти удерживают кости в сочленовном состоянии (например, крестообразные связки внутри коленного сустава, которые к тому же препятствуют переразгибанию голени в коленном суставе).

В некоторых суставах имеются хрящевые мениски (в коленном суставе) или диски (в височно-нижнечелюстном суставе), служащие для увеличения разнообразия движений.

В полости коленного сустава, кроме того, присутствуют многочисленные складки — выросты внутренней оболочки суставной капсулы, служащие для амортизации, а вблизи сустава, под сухожилиями мышц — синовиальные сумки, облегчающие взаимное скольжение костей и мышц.

Все перечисленные приспособления играют определенную роль при движениях в суставе. Естественно, что при нарушении этого механизма вследствие травмы или заболевания деятельность сустава затрудняется.

Суставы, как и кости, развиваются постепенно. Окончательное формирование всех элементов суставов происходит в возрасте 13-16 лет. Подвижность суставов больше у детей и молодых людей. У женщин она лучше, чем у мужчин.

Вместе с тем под влиянием тренировки подвижность суставов увеличивается, о чем свидетельствуют достижения спортсменов-легкоатлетов и цирковых акробатов. С возрастом подвижность суставов уменьшается. Связано это с постепенной потерей эластичности суставной капсулой и связками, ослаблением мышечной активности, развитием различных заболеваний.

Лучшее средство для сохранения подвижности суставов и профилактики возрастных изменений — регулярные физические упражнения.

Источник: Качество жизни. Профилактика. № 4 Июль — Август 2003

Особенности миелограммы костного мозга трубчатых костей — современные проблемы науки и образования (научный журнал)

1
Николаева Л.П. 1

Черданцев Д.В. 1

Хват Н.С. 1
1 ГБОУ ВПО «Красноярский государственный медицинский университет им. проф. Войно-Ясенецкого, Министерства здравоохранения РФ»
Исследование костного мозга – важнейшая задача для дальнейшего изучения микроокружения стволовых клеток. Возможности костного мозга еще недостаточно изучены.

Костный мозг трубчатых костей выполняет важную функцию в иммуногенезе. Желтый костный мозг дает нам все больше информации о своей значимости. Проведенные исследования показывают, что миелограмма костного мозга трубчатых костей имеет свои особенности, и это следует считать нормой для желтого костного мозга.

Можно предположить, что желтый и красный костный мозг имеют некоторое разделение функций. Функции желтого костного мозга незаслуженно отодвигались на задний план. Получая новые факты о функциях костного мозга, мы все больше продвигаемся по пути возможного управления стволовой клеткой.

В настоящее время мы стоим на пороге активного применения клеточных технологий в клинической практике.

Читайте также:  Установка электропривода запорной арматуры

костный мозг трубчатых костей
1. Егоров Е.Е., Чернов Д.Н., Акимов С.С. и др. Подавление функции теламеразы аналогами нуклеозидов // Биохимия. — 1997. — Т. 62. — С. 1516–1527.
2. Руководство по лабораторной гематологии /Б. Сисла; пер. с англ. / Под ред. А.И. Воробьева. – М.

: Практическая медицина, 2011. – 352 с.
3. Хэм А., Кормак Д. Гистология: пер. с англ. – М.: Мир, 1983. – Т. 2. – 254 с.
4. Jamshidi K., Swaim W.R. Bone marrow biopsy with unaltered architecture: A new biopsy device. J LabClinMed. 77:335, 1971
5. Singer S.J., Nicholson L. The fluid mosaic of the structure of cell membranes. AnnuRevBiochem 43:805, 1974
6. Wallace M.S.

Hematopoietic theory. In:Rodak B., ed. Hematology: Clinical Procedure and Applications,2nd ed. Philadelphia: WB Saunders, 2002; 73
Одной из основных ценностей нашего организма является костный мозг. Эта фабрика жизненно необходимых клеток крови работает постоянно. Являясь «третьим мозгом» в организме, он призван контролировать и сохранять нормальное функционирование человека.

Любое нарушение в работе этого уникального органа ведет к сложнейшим заболеваниям и осложнениям. Основным его компонентом являются ценные стволовые клетки, способные выполнять функции любой клетки организма. Именно поэтому они являются бесценными для лечения онкозаболеваний. Костный мозг выполняет множество жизненно важных функций в организме человека.

Это в первую очередь центральный орган гемопоэза и иммуногенеза [3]. К центральным органам кроветворения и иммунной защиты у человека относятся красный костный мозг и тимус. Костный мозг — один из органов кроветворения, продуцирующий клетки крови миелоидного ряда (эритроциты, зернистые лейкоциты).

Его основой является ретикулярная ткань, пронизанная большим количеством кровеносных сосудов, преимущественно капилляров, расширенных в виде синусоидов. В организме взрослого человека различают красный и желтый костный мозг.

Красный костный мозг является собственно кроветворной частью костного мозга, он заполняет ячейки губчатого вещества плоских костей, позвонков и эпифизов трубчатых костей. Желтый костный мозг находится в костномозговых полостях диафизов трубчатых костей. Он представляет собой перерожденную ретикулярную ткань, клетки которой содержат жировые включения.

Желтый костный мозг — важный резерв для красного костного мозга. При кровопотерях в него заселяются гемопоэтические элементы, и он превращается в красный костный мозг. Таким образом, желтый и красный костный мозг можно рассматривать как 2 функциональных состояния одного кроветворного органа.

Уникальной особенностью микроокружения костного мозга является присутствие там полипотентных стволовых клеток [6].

Костный мозг у человека появляется впервые на 2-м месяце внутриутробного периода в ключице эмбриона, затем на 3-4-м месяце он образуется в развивающихся плоских костях, а также в трубчатых костях конечностей — лопатках, тазовых костях, затылочной кости, ребрах, грудине, костях основания черепа и позвонках, а в начале 4-го месяца развивается также в трубчатых костях конечностей.

До 11-й недели это остеобластический костный мозг, который выполняет остеогенную функцию. В данный период костный мозг накапливает стволовые клетки, а клетки стромы с остеогенными потенциями создают микросреду, необходимую для дифференцировки стволовых кроветворных клеток.

У 12-14-недельного эмбриона человека происходят развитие и дифференцировка вокруг кровеносных сосудов гемопоэтических клеток.

У 20-28-недельного плода человека в связи с интенсивным разрастанием костного мозга отмечается усиленная резорбция костных перекладин остеокластами, в результате чего образуется костномозговой канал, а красный костный мозг получает возможность расти в направлении эпифизов.

К этому времени костный мозг начинает функционировать как основной кроветворный орган, причем большая часть образующихся в нем клеток относится к эритроидному ряду гемопоэза. У зародыша 36 недель развития в костном мозге диафиза трубчатых костей обнаруживаются жировые клетки. Одновременно появляются очаги кроветворения в эпифизах.

Изучение биологии стволовых клеток открывает огромные перспективы для развития медицины [1]. Количество костного мозга равно в среднем 4,6% веса тела, причем в норме у человека имеется приблизительно равное количество красного и желтого мозга. Так, у взрослого здорового человека весом 60 кг на костный мозг приходится около 2600 г.

Таким образом, активного — красного — костного мозга у него имеется около 1300 г, по данным некоторых авторов 1500 г [5]. Доминантное положение красного костного мозга над желтым является преувеличением. Желтый костный мозг имеет не меньшее значение для организма, чем красный костный мозг, а в свете новых тенденций в изучении стволовых клеток, возможно, и большее.

  • Цель исследования
  • Оценка особенностей миелограммы костного мозга трубчатых костей.
  • Материалы и методы

Препараты для подсчета миелограммы делались из разных участков костного мозга трубчатых костей, чаще всего использовались ткани, прилежащие к эндосту.

В ходе микроскопического исследования производили дифференцированный подсчет клеток желтого костного мозга в предварительно окрашенных и зафиксированных мазках.

Красный костный мозг у взрослого человека располагается в ячейках губчатого вещества плоских и коротких костей, эпифизов длинных костей, желтый костный мозг заполняет костномозговые полости диафизов длинных (трубчатых) костей. У взрослого человека красный костный мозг содержится только в ячейках губчатого вещества плоских костей (грудине, крыльях подвздошных костей), в губчатых костях и эпифизах трубчатых костей. В диафизах, т. е. в костномозговых полостях, находится желтый костный мозг. В обычной медицинской практике необходимость в миелограмме появляется, как правило, в случае диагностики заболеваний крови и при лучевой терапии по разным показаниям. Клеточный состав костного мозга оценивается по результатам исследования пунктата грудины или подвздошной кости [2], полученного с помощью иглы И.А. Кассирского. Для диагностики гипопластических состояний, выявления лейкозных инфильтратов и раковых метастазов, а также миелодиспластического синдрома и некоторых видов костной патологии используют трепанобиопсию подвздошной кости, которую проводят с помощью специального троакара [4]. Потребности в получении костного мозга из трубчатых костей нет, тем более что пункция трубчатых костей невозможна из-за высокой прочности кортикального слоя. В процессе хирургической практики создаются ситуации, когда костный мозг трубчатых костей доступен без каких-либо специальных манипуляций (например, при ампутации нижних конечностей при критических ишемиях, травматических повреждениях, сопровождающихся необходимостью ампутации конечности). При оперативном вмешательстве на трубчатой кости во время ампутации забор костного мозга из конечности, которая подлежит удалению, становится процедурой доступной и легкой. Костный мозг, полученный из трубчатой кости, во время операции может быть использован для подсчета миелограмм.

Результаты исследования

Было исследовано 10 образцов костного мозга трубчатых костей, полученного при ампутации конечности. Высохшие на воздухе мазки фиксировались с использованием фиксатора Майн-Грюнвальда, далее фиксированные мазки окрашивались азур-эозином по Романовскому.

Окрашенные препараты микроскопировали с иммерсией при увеличении х 1000, используя микроскоп OlympusCX 41 (окуляр на 10, объектив на 100). Следует отметить, что состояние костного мозга во всех случаях разное.

Консистенция костного мозга варьирует от жидкого, как вода, до густого типа желе, но это состояние не связано с клеточным составом и не влияет на результаты миелограмм. Также характерен цвет костного мозга трубчатых костей: чаще он желтоватый из-за жирового компонента, который является необходимым составляющим компонентом для жизнеобеспечения костного мозга.

Утверждение, что костный мозг трубчатых костей перерождается в жировую ткань, является сомнительным, так как в процессе исследования костного мозга пациентов различного возраста выявлено, что даже у 25-летнего больного, которому произведена ампутация конечности в связи с отморожением стопы, костный мозг имеет такой же процент жировой ткани, как и у пожилых пациентов (старше 70 лет). При исследовании костного мозга определяется неоднородность по наличию «островков кроветворения». В одних случаях их нет вообще, у других присутствуют единичные. Костный мозг трубчатых костей крайне редко бывает красноватого цвета, что позволяет предположить низкий уровень кроветворной функции. При подсчете миелограммы желтого костного мозга следует отметить следующее: недифференцированные бласты, миелобласты и промиелоциты в пределах от 0,1% до 1,4%. Содержание миелоцитов возрастает от 8,0% до 31,4%. Количество метамиелоцитов, палочкоядерных и сегментоядерных нейтрофилов в пределах нормы. В целом клетки нейтрофильного ряда количественно составляют от 64,0%  до 78,6%. Крайне низкое число клеток эозинофильного ряда — от 0,1% до 3,0%. Содержание клеток эритроидного ряда незначительно снижено — от 7,0% до 18,0%. Лейко-эритробластное соотношение имеет свои особенности и равно от 5:1 до 10:1. Индекс созревания эритробластов равен 1,0. Отмечается полное отсутствие  тромбоцитов и мегакариоцитов. Во всех исследованных образцах (10) отмечалась нормальная клеточность костномозгового материала, в 2 случаях клеточность была снижена. Состав костного мозга полиморфный. Тип эритропоэзанормобластический. Гранулоцитарный росток в норме или расширен. Созревание нейтрофилов не нарушено. Эритроидный росток во всех случаях угнетен. Белый росток гиперплазирован.

Заключение

Полученные данные следует считать нормой для желтого костного мозга. Исследование особенностей желтого костного мозга, взятого из бедренной кости (в случае ампутации конечности), может быть использовано для более полного понимания процессов иммуногенеза, происходящих в организме.

В последнее десятилетие резко повысился интерес к изучению стволовых клеток, что невозможно без тонкого изучения костного мозга, как красного, так и желтого в целом. Понимание процессов, происходящих в микроокружении стволовых клеток, находящихся в костном мозге, даст нам возможность влиять на функциональное состояние этих клеток и управлять ими.

Стромой костного мозга является ретикулярная соединительная ткань, образующая микроокружение для кроветворных клеток. В настоящее время к элементам микроокружения относят также остеогенные, жировые, адвентициальные, эндотелиальные клетки и макрофаги. В отношении желтого костного мозга количество жировых клеток больше, чем в красном костном мозге.

Читайте также:  Футеровка кирпичных труб что это такое

Увеличение жировой ткани в костном мозге трубчатых костей связано с необходимостью ее присутствия для нормального функционирования костного мозга и формирования особенного микроокружения стволовых клеток, находящихся в костномозговой полости.

Ретикулярные клетки благодаря своей отростчатой форме выполняют механическую функцию, секретируют компоненты основного вещества (преколлаген, гликозаминогликаны, проэластин и микрофибриллярный белок) и участвуют в создании кроветворного микроокружения, специфического для определенных направлений развивающихся гемопоэтических клеток, выделяя ростовые факторы.

Остеогенными клетками называют стволовые клетки опорных тканей, остеобласты и их предшественники. Остеогенные клетки входят в состав эндоста и могут быть в костномозговых полостях. Остеогенные клетки также способны вырабатывать ростовые факторы, индуцировать родоначальные гемопоэтические клетки в местах своего расположения к пролиферации и дифференцировке.

Наиболее интенсивно кроветворение происходит вблизи эндоста, где концентрация стволовых клеток примерно в 2-3 раза больше, чем в центре костномозговой полости. Данная работа показывает ценность костного мозга трубчатых костей. Как известно, работа всего организма организована таким образом, что необходим постоянный обмен веществами между всеми частями тела, органами и тканями.

Эту функцию выполняет кровь. Именно в костном мозге происходит постоянное обновление компонентов крови — процесс образования новых кровяных телец трех видов: эритроцитов, тромбоцитов и лейкоцитов. Вторая уникальная характеристика костного мозга — это наличие в его составе стволовых клеток, способных превращаться в клетки любого органа или любой ткани, присущей данному организму.

Эта особенность в настоящее время активно изучается и используется в самых инновационных методиках лечения заболеваний, до недавнего времени считавшихся неизлечимыми (в первую очередь онкологических). Все заболевания костного мозга относятся к тяжелым, поскольку несут серьезную угрозу жизни.

Нарушения в составе крови снижают способность организма адекватно реагировать на угрозы, приходящие извне; усложняется поддержание внутренней стабильности организма; нарушается продуктивность происходящих процессов; возникают дефицит или чрезмерное накопление определенных веществ в органах и тканях; угнетаются иммунные и нервно-психические реакции.

Самые тяжелые заболевания для лечения — это рак, в том числе и крови. Трансплантация костного мозга и стволовых клеток представляет собой процедуру, позволяющую проводить лечение рака очень высокими дозами прежде всего химиотерапевтических средств, но иногда и радиоактивного излучения.

Поскольку такое лечение постоянно разрушает костный мозг, оно в принципе представляется неосуществимым, ведь организм утрачивает жизненно важную способность продуцировать клетки крови.

Однако, если после лечения в организм вновь ввести здоровый костный мозг (вещество, продуцирующее кровь) или стволовые клетки (клетки-предшественники в костном мозге, которые, развиваясь, превращаются в клетки крови), возможны замена костного мозга и восстановление его способности к кроветворению.

Поэтому пересадки костного мозга и стволовых клеток позволяют проводить терапию высокими дозами для излечения конкретного рака, когда более низкие дозы бессильны. Существуют три вида трансплантации: аутологическая, предусматривающая использование костного мозга или стволовых клеток самого пациента, аллогенная — от родственных доноров и от неродственных доноров.

Трансплантацию костного мозга можно назвать классической. Цель удаления костного мозга заключается в получении содержащихся в нем клеток-предшественников (стволовых клеток), которые в процессе развития превращаются затем в различные компоненты крови.

До начала любого интенсивного лечения костный мозг удаляют из костей пациента или донора, после чего замораживают и хранят до использования. Необходимость наличия донора является трудной задачей, но, если имеется альтернативный вариант получения костного мозга, нужно его использовать и развивать. В клинической практике иногда создаются ситуации, когда приходится ампутировать нижнюю конечность. Целесообразно в данной ситуации заканчивать ампутацию извлечением костного мозга из ампутированной конечности с последующей аутологичной клеточной терапией. Полученный костный мозг можно использовать для создания банка стволовых клеток. Трансплантации криоконсервированных стволовых клеток остаются одним из эффективных методов коррекции костномозговой недостаточности различной этиологии и различных заболеваний, список которых увеличивается с каждым годом. Проведенное исследование показывает один из путей реализации этой возможности. Данная работа выполнена при поддержке Красноярского краевого фонда поддержки научной и научно-технической деятельности.

Рецензенты:

Селедцов В.И., д.м.н., профессор, директор центра медицинских биотехнологий Балтийского федерального университета им. И. Канта, г. Калининград;

Булычева Т.И., д.м.н., профессор, ФГБУ ГНЦ МЗ РФ, г. Москва.

Библиографическая ссылка

Николаева Л.П., Черданцев Д.В., Хват Н.С. ОСОБЕННОСТИ МИЕЛОГРАММЫ КОСТНОГО МОЗГА ТРУБЧАТЫХ КОСТЕЙ // Современные проблемы науки и образования. – 2015. – № 4.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=21082 (дата обращения: 23.05.2021).

Функции костномозговой полости трубчатой кости

Функции костномозговой полости трубчатой кости

Из чего состоят кости

автор: Dr. med. Gesche Tallen, erstellt am: 2013/04/12, редактор: Dr. Natalie Kharina-Welke, Переводчик: Dr. Natalie Kharina-Welke, Последнее изменение: 2017/08/30

Оглавление

В первую очередь наши кости состоят из костного вещества, которое содержит соли кальция. В целом кость как орган состоит ещё из таких мягких тканей как суставные хрящи и надкостница (на языке специалистов периост), костного мозга внутри костей, а также кровеносных сосудов и нервов, которые проходят через надкостницу и костный мозг‎.

Костное вещество

Костное вещество составляет основную массу наших костей. Оно очень прочное, так как содержит кальций (специалисты говорят о солях кальция), его вес может доходить до 70% веса костей. Костное вещество бывает в костях в основном в двух формах: компактное костное вещество и губчатое костное вещество.

Компактное костное вещество – это твёрдая, плотная беловатая масса.

В первую очередь она как бы окутывает (покрывает) толстым слоем костномозговые полости внутри длинных трубчатых костей (например, бедренных костей или плечевых костей).

Зато губчатое костное вещество состоит из достаточно тонких пластинок/перекладинок. Его можно найти в наших коротких, плоских костях, например, в позвонках.

Костное вещество состоит из зрелых костных клеток, они называются остеоциты. У остеоцитов есть отростки и с помошью этих отростков они соединяются между собой. Работая вместе с молодыми клетками остеобластами, которые отвечают за формирование костей, начинает расти новая кость. А разрушается костная ткань с помощью клеток, которые называются остеокласты.

Суставные хрящи

Суставные хрящи есть практически во всех костях, за исключением костей черепа. Они покрывают суставные поверхности и являются последней оставшейся частью скелета из эмбрионального (зародышевого, эмбриональный‎) развития.

Надкостница

Надкостница (которую специалисты называют периостом) покрывает снаружи все наши кости. Поэтому нигде не видно самого костного вещества. Его покрывает либо надкостница, либо суставной хрящ.

Костный мозг

Костный мозг – это мягкая масса, которая находится в полостях внутри костей. Костный мозг бывает красным и жёлтым. Красный костный мозг отвечает в организме за кроветворение. А жёлтый костный мозг – это в основном жировая ткань.

Жёлтый костный мозг появляется у человека не сразу, а постепенно в ходе развития человека красный костный мозг заменяется на жёлтый. Поэтому чем старше становится человек, тем больше у него становится жёлтого костного мозга.

У взрослых жёлтый костный мозг заполняет центральную часть длинных трубчатых костей (это могуть быть, например, плечевые кости), которую специалисты называют диафизом.

Красный костный мозг находится в основном внутри коротких и плоских костей (например, внутри позвонков).

Кровеносные сосуды и нервы

Кровеносные сосуды и нервы находятся и в костном веществе, и в надкостнице, и в костном мозге. Они передают костным клеткам информацию, питательные вещества и кислород. Через мельчайшие отверстия на поверхности костей они попадают внутрь кости, а из кости выходят в систему кровообращения или соответственно в нервы, которые их соединяют с нервной системой.

Костный мозг

Костный мозг является одной из важнейших систем организма, отвечающих за кроветворение (гемопоэз). Именно он выступает в качестве главного органа, задействованного в процессе генерации новых кровяных клеток вместо отмирающих.

Кроме того, костный мозг – это еще и один из важнейших компонентов иммунопоэза, являющийся (в совокупности с периферическими лимфоидными органами) аналогом, так называемой фабрициевой сумки, которая есть у птиц.

Вес костного мозга взрослого человека составляет в среднем около 5% от массы всего тела.

Расположение и строение костного мозга

Располагается костный мозг внутри костей скелета, а именно в их пористой части (внутри полостей крупных трубчатых костей находится губчатая ткань). Кроме того, костный мозг расположен и в костях грудины, позвоночнике, ребрах, бедренных костях и костях черепа.

Читайте также:  Факультет трубопроводного транспорта что это

Внутри позвоночника находятся стволовые клетки, благодаря которым происходят процессы генерации клеток крови, что крайне важно для жизнедеятельности организма.

Около 50% от массы костного мозга составляет система кровеносных сосудов (синусоидов), диаметр которых варьируется в достаточно большом диапазоне. Стенки сосудов пористые, а поэтому вовнутрь них попадают необходимые элементы крови.

Именно в сосудах происходит окончательное “созревание” кровяных клеток, после чего они проникают с током крови в вены самого костного мозга, а затем и в единую систему кровообращения организма.

Стволовые клетки

Костный мозг является, по сути, единственной тканью взрослого человеческого организма, в которой имеется в наличии огромное количество стволовых клеток.

Данный тип клеток – это незрелые, низкодифференцированные и недифференцированные клетки, строение которых максимально близко к строению эмбриональных клеток. Стволовые клетки, будучи незрелыми, со временем преобразуются в эритроциты, лейкоциты и тромбоциты, т.е.

во все имеющиеся разновидности клеток крови.

В отличие от эмбриональных стволовых клеток, которые трансформируются в любые клетки человеческого организма, вышеозначенные называют гемопоэтическими (кроветворными), поскольку из них образуются только клетки крови, а также предшественники макрофагов – клетки, выполняющие имунно-защитные функции. В результате их деятельности, лимфа и кровь избавляются от микробов, инородных включений и отживших свое клеток.

Разновидности костного мозга

Различают два типа костного мозга, а именно красный и желтый. Первый состоит преимущественно из кроветворной ткани, а второй из жировой. Желтый костный мозг не участвует в процессах кроветворения.

Однако, в экстренных случаях (значительные потери крови, обострение редких болезней и т.п.) он может принять на себя эту функцию. Между красным и желтым костным мозгом отсутствует какая-либо четко выраженная граница.

В зависимости от тех или иных факторов в различные моменты жизни человека соотношение между желтым и красным мозгом может изменяться. Обычно желтый костный мозг расположен в определенной области трубчатых костей, в их среднем отделе.

Чем старше человек, тем меньше в его кроветворной ткани красного мозга и больше желтого. С возрастом функция кроветворения снижается, становясь все менее выраженной.

Зарождение в человеческом организме красного костного мозга происходит на стадии эмбрионального развития (на 2-м месяце в ключице зародыша).

Чуть позже формирование красного мозга происходит в плоских костях, а кроме того, в трубчатых костях рук и ног человека. Примерно до начала 11-й недели развития эмбриона, в костном мозге происходит накопление стволовых клеток.

С 20 по 28 неделю развития костный мозг преобразуется в полностью функциональный орган кроветворения.

Красный костный мозг: свойства и основные характеристики

Основное место дислокации красного костного мозга – это внутренние полости костей таза, эпифиз трубчатых костей и позвонки. Во втором и третьем случаях красный костный мозг встречается реже и в меньших количествах, чем в первом. Состоит красный мозг из непосредственно кроветворной ткани и стромы.

В кроветворной ткани можно выделить 3 клеточных популяции – эритроцитарную, лейкоцитарную и тромбоцитарную, от которых и берут свое начало соответствующие кровяные клетки.

Эти 3 клеточных ростка следуют за так называемыми плюрипотентными стволовыми клетками, выбравшими на определенной стадии своего развития и дифференциации одно из трех направлений.

Вес костного мозга человека варьируется в диапазоне от 1,6 до 3,7 кг. Это примерно 3-6% от совокупной массы тела. Цвет костного мозга темно-красный, а консистенция напоминает слегка сгущенную жидкость, что крайне важно для изучения материала.

Тонкие мазки костного мозга могут быть тщательно изучены под микроскопом, что позволяет с точностью диагностировать различные заболевания.

В состав костного мозга входят клетки СКК (стволовые кроветворные), клетки предшествующие Т- и В-лимфоцитам, а также диффероны кроветворных клеток гранулоцитарного, эритроидного и мегакариоцитарного ряда.

В роли стромы костного мозга и соответствующего окружения для кроветворных клеток выступает ретикулярная соединительная ткань. Микроокружение включает также макрофаги, а кроме того жировые, остеогенные, эндотелиальные и адвентициальные клетки.

Клеточный состав

Наряду с вышеописанными основными компонентами, в костном мозге присутствуют также и другие его слагаемые: ретикулярные и остеогенные клетки, адипоциты, эндотелиоциты, макрофаги и межклеточное вещество. Ретикулярные клетки по форме напоминают объекты с отростками.

Подобная форма обеспечивает возможность выполнения механической функции и секретирования таких слагаемых основного вещества, как проэластин, преколлаген, микрофибриллярный белок и др. Кроме того, ретикулярные клетки принимают активное участие в формировании достаточно специфичного кроветворного окружения, выделяя при этом ростовые факторы.

Остеогенные клетки – это еще одна разновидность клеток костного мозга. Они также способны к выработке ростовых факторов и индуцированию гемопоэтических клеток. Самое активное кроветворение происходит в непосредственной близости от эндоста – соединительной ткани, которой выстлана внутренняя поверхность трубчатых костей.

Именно здесь количество стволовых клеток наиболее высоко (концентрация больше в три раза в сравнении с центром полости).

Не менее постоянными слагаемыми костного мозга являются и жировые клетки (адипоциты). Примерно половина площади поверхности синусоидных капилляров покрыта адвентициальными клетками, способными к сокращениям под воздействием гемопоэтинов и некоторых других факторов.

Их сокращение благоприятствует проникновению клеток в кровоток. Еще один элемент костного мозга – эндотелиальные клетки. Они активно участвуют в формировании стромы, процессах кроветворения, а также в синтезе коллагена 4-го типа и, конечно же, гемопоэтинов.

Эндотелиальные клетки, из которых сформированы стенки синусоидов, вступают в непосредственный контакт со стромальными и гемопоэтическими клетками (это происходит благодаря прерывистости базальной мембраны).

Помимо прочего, эндотелиоциты могут сокращаться, выталкивая кровяные клетки в капилляры, а затем закрывая поры, обеспечившие подачу новых клеток в кровоток. Эндотелиальные клетки продуцируют фибронектин, способствующий адгезии клеток друг к другу, и КСФ.

Имеются в костном мозге и макрофаги, которые представлены достаточно неоднородными клетками, имеющими различные свойства. Отдельные популяции макрофагов выделяют интерлейкины, эритропоэтин, интерферон, простагландины и др.

Отростки макрофагов, проникая сквозь стенки капилляров, способны улавливать из кровотока трансферрин, после чего следует его подача к эритроцитам.

Межклеточное вещество, как один из немаловажных компонентов костного мозга, имеет в своем составе коллаген трех типов, протеогликаны, гликопротеины и ряд других элементов.

Пересадка костного мозга

В процессе пересадки костного мозга, осуществляется ввод материала здорового донора в кровеносное русло пациента. В случае успешно выполненной трансплантации, после миграции здорового костного мозга и его адаптации к новому организму, налаживается процесс продуцирования клеток крови.

Существует два вида пересадки костного мозга – аллогенная и сингенная. В первом случае донором является посторонний человек, а во втором – идентичный близнец.

Важно, чтобы при аллогенной пересадке, когда донором является человек, не имеющий родственных связей с реципиентом, костный мозг донора соответствовал генетически костному мозгу пациента. Совместимость определяется лишь путем проведения специальных исследований и взятия анализов.

Отсутствие необходимого соответствия способно привести к отторжению пересаживаемого материала организмом реципиента (graft rejection) либо к так называемой реакции “трансплантат против хозяина” (GVHD).

В отдельных случаях пациент может стать донором для самого себя.

Подобная “аутологическая” пересадка костного мозга становится возможной, когда недуг, поразивший костный мозг, пребывает в стадии ремиссии либо болезнь пациента не затронула костный мозг (лимфогрануломатоз, опухоль мозга, рак яичников и т.п.).

В любом из вышеперечисленных случаев костный мозг может быть извлечен из пациента, соответствующим образом очищен и использован впоследствии в качестве донорского материала.

Ворзрастные особенности

В эмбриональном периоде кроветворение осуществляется в кровяных островках желточного мешка (от 19-го дня до начала месяца внутриутробной жизни) . С 6-й недели развития кроветворение наблюдается в печени, а с 3-го месяца — в селезенке и продолжается до конца внутриутробного периода.

Костный мозг начинает формироваться в костях эмбриона в конце 2-го месяца. С 12-й недели в костном мозге развиваются кровеносные сосуды, в том числе синусоиды. Вокруг кровеносных сосудов появляется ретикулярная ткань, формируются первые островки кроветворения. С этого времени костный мозг начинает функционировать как кроветворный орган.

Начиная с 20-й недели развития, масса костного мозга быстро увеличивается, он распространяется в сторону эпифизов. В диафизах трубчатых костей костные перекладины резорбируются, в них формируется костномозговая полость. у новорожденного красный костный мозг занимает все костномозговые полости.

Жировые клетки в красном костном мозге впервые появляются после рождения (1-6 мес) а к 20-25 годам желтый костный мозг полностью заполняет костномозговые полости диафизов длинных трубчатых костей. у стариков костный мозг приобретает слизеподобную консистенцию (желатиновый костный мозг) .

В эпифизах трубчатых костей, в плоских костях часть красного костного мозга также превращается в желтый костный мозг.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector