Что такое остеокласты?

Что такое остеокласты?

Развитие костной ткани на месте хряща протекает несколько сложнее, чем остеогистогенез, совершающийся непосредственно в мезенхиме. В этом случае развитию костной ткани предшествует образование хрящевой модели трубчатой кости, выполняющей опорную функцию на докостной стадии формирования скелета. Исходными клетками являются камбиальные клетки надхрящницы — адвентициальные. При подрастании к надхрящнице кровеносных сосудов и улучшении условий трофики и оксигенации эти клетки дифференцируются не в хондробласты, а в остеобласты, вырабатывающие межклеточное вещество ретикулофиброзной костной ткани. Они образуют подобие костной манжетки, окружающей хрящевую модель будущей трубчатой кости. Так возникает перихондральная костная ткань и надкостница. Окруженные костной тканью хрящевые клетки, утратившие связь с источником питания, подвергаются дегенерации. В возникшие полости дегенерирующего хряща из надкостницы врастают кровеносные сосуды с расположенными вокруг них камбиальными клетками. Некоторые из них превращаются в остеобласты, обусловливающие энхондральное развитие ретикулофиброзной костной ткани. Клетки, которые замуровываются в межклеточное вещество, дифференцируются в остеоциты, а периферически расположенные клетки — остеобласты — размножаются и продолжают синтез и секрецию компонентов межклеточного вещества. Все эти процессы первоначально протекают в середине хрящевой модели трубчатой кости (диафизе) и распространяются в проксимальном и дистальном направлениях.

В зоне контакта хрящевой и костной тканей можно выделить зоны неизмененного хряща, размножающихся хондроцитов, формирующих клеточные колонки, зону дегенерации и замещения хряща костной тканью. Зона размножающихся хрящевых клеток определяет зону роста будущей кости и важна для формирования вектора роста кости.

Одновременно с формированием ретикулофиброзной костной ткани, содержащей остеобласты и остеоциты, возникает другой гистогенетический тип клеток — остеокласты. Это крупные многоядерные (до 20-100 ядер) клетки размером до 100 мкм в диаметре являются производными стволовой кроветворной клетки. Цитоплазма остеокластов оксифильна со слабо развитой эндоплазматической сетью. Хорошо развит комплекс Гольджи. В цитоплазме много лизосом, содержащих кислую фосфатазу, коллагеназу, карбоангидразу и другие ферменты. Особенно много лизосом в той части цитоплазмы остеокластов, которая обращена к разрушаемой ткани. На этой поверхности имеются многочисленные выросты цитоплазмы, образующие подобие “щеточной (гофрированной) каемки”. Остеокласты специализированы на “внеклеточной работе” лизосом: гидролитические ферменты из них выходят и резорбируют межклеточное вещество. Методами микрокиносъемки показано, что остеокласты подвергают деминерализации и разрушению оссеиновые волокна и аморфное вещество, а затем макрофаги фагоцитируют остатки органического субстрата. Остеокласты разрушают хрящевую ткань и ретикулофиброзную костную ткань, формируя каналы для врастающих сосудов и проникновения остеобластов.

Последующие стадии гистогенеза складываются из процессов новообразования костной ткани, ее разрушения остеокластами и перестройки — ремоделирования. Важным фактором гистогенеза пластинчатой костной ткани, входящей в состав трубчатой кости, является вектор роста кости. Он определяет направление движения остеокластов, следовательно, формирования каналов и врастание в них кровеносных сосудов (по вектору роста). Кровеносный сосуд, в свою очередь, определяет упорядоченное (концентрическое) расположение остеобластов вокруг себя. При этом остеобласты синтезируют межклеточное вещество, оссеиновые волокна которого упорядоченно (параллельно) располагаются возле остеобласта и при минерализации формируют костную пластинку, толщиной 3-10 мкм. Соседняя костная пластинка содержит оссеиновые фибриллы, которые располагаются под углом по отношению к первым.

На протяжении гистогенеза и всей возрастной динамики костной ткани в ней происходит непрерывная перестройка благодаря согласованной деятельности остеобластов и остеоцитов, образующих межклеточное вещество, а также остеокластов, разрушающих костную ткань, что необходимо для процессов ее самообновления. Так происходит смена генераций костных пластинок и формирующихся структурно-функциональных единиц — остеонов, достигается упорядоченность расположения последних, следовательно, высокая механическая прочность костной ткани и кости как органа (см. кость).

Дентиноидная костная ткань отличается отсутствием тел костных клеток в толще межклеточного вещества. Дентин — это вещество, состоящее из коллагеновых волокон и основного аморфного вещества, пропитанного минеральными солями. Образующие дентин зуба клетки — одонтобласты (точнее — их ядросодержащая часть) — расположены вне дентина в пульпе зуба. Дентин пронизан дентинными канальцами, в которых проходят отростки одонтобластов. Сходное строение имеет цемент зуба.

Ретикулофиброзная (грубоволокнистая) костная ткань характеризуется беспорядочным расположением оссеиновых фибрилл в виде толстых, плотных пучков волокон и основного аморфного вещества. Такая костная ткань образует кости в зародышевом и раннем постнатальном периодах. У взрослого человека она сохраняется лишь на месте прикрепления сухожилии к кости, в зарастающих швах черепа, а также в составе тканевого регенерата на месте переломов костей.

Пластинчатая костная ткань отличается упорядоченным расположением оссеиновых фибрилл в составе костных пластинок. Последние образуют расположенные один за другим слои пропитанного солями кальция фибрилл, образованных остеобластами. Слои имеют толщину от 3-7 до нескольких сотен микрометров. Каждая костная пластинка состоит из параллельно ориентированных тонких оссеиновых (коллагеновых) волокон (коллаген 1-го типа). Но коллагеновые волокна двух прилежащих друг к другу костных пластинок ориентированы под разными углами. Костная пластинка соединяется с соседней пластинкой коллагеновыми фибриллами. Так создается прочная волокнистая основа кости. Костные пластинки располагаются концентрически вокруг сосудов, то есть формируют остеоны — структурно-функциональные единицы пластинчатой кости как органа. Кроме этого существуют наружные и внутренние окружающие и вставочные пластинки трубчатой кости (см. ниже).

Читать еще:  Слюноотделение как остановить

Регенерация. В регенерации костной ткани участвуют детерминированные остеогенные элементы в составе надкостницы, механоциты костного мозга, которые размножаются и дифференцируются в остеобласты. Продуцируя межклеточное вещество, остеобласты дифференцируются в остеоциты и образуют ретикулофиброзную костную ткань. Кроме того, адвентициальные клетки волокнистой соединительной ткани надкостницы также принимают участие в регенерации костной ткани. Однако дифференцировка их во многом зависит от микроокружения, внетканевых и внеорганных факторов (например, от репозиции отломков, неподвижности отломков, оксигенации места перелома и др.).

Дифференцировка адвентициальных клеток возможна в трех направлениях: остеогенном, хондрогенном, фибробластическом. Этим определяется соотношение различных видов тканей в регенерате. При преимущественно остеобластическом гистогенезе формируется ретикулофиброзная костная ткань, которая постепенно ремоделируется с образованием костной ткани, напоминающей по своему строению пластинчатую.

Остеопороз – что это такое: почему перестает обновляться костная ткань

Остеопороз – это состояние косной системы, характеризующееся значительным уменьшением плотности костной ткани, что в результате приводит к хрупкости костей. При остеопорозе увеличивает риск возникновения переломов и трещин костей при незначительных ушибах, таких как падение человека, когда он поскользнулся на льду.

К сожалению, можно сказать, что большинство людей даже не подозревают о возможном наличии у них остеопороза, пока не произойдет перелом или лечащий врач не назначит прохождение скрининг-теста.

Хрупкостью костей или остеопорозом страдают около 44 миллионов человек. Из этого числа десять миллионов уже имеют остеопороз, а у тридцати четырех миллионов выявлена хрупкость костей, что говорит о наличии серьезного риска возможного развития остеопороза.

У женской половины человечества в четыре – пять раз больше вероятность заболеть остеопорозом, чем у мужской половины. К факторам риска провоцирующим развитие этого заболевания в зрелом возрасте можно причислить хрупкое телосложение, ведение пассивного образа жизни, прием алкоголя и курение, прием определенного набора медицинских препаратов, а также стероидов.

Однако, остеопороз сегодня поражает и молодых. Причины – значительное снижение физической активности, неприспособленность к физическому труду, неправильный рацион питания , состоящий в большей степени из «мертвых» продуктов и полуфабрикатов, раннее курение и потребление пива.

Возникновение остеопороза

Во время жизни, костная ткань человека постоянно обновляется. Этот процесс является нормальным, тем самым происходит усвоение старых клеток и появление новых. Данный цикл является важным процессом в человеческом организме, и он нужен для поддержания нормального состояния костной системы, а также для ее восстановления в случае повреждения.

Клетки ответственные за воспроизводство новой костной ткани называются остеобластами, а клетки, отвечающие за рассасывание устаревшей костной ткани, называются остеокластами.

Возникновение остеопороза обусловлено нарушением баланса между действием остеобластов и остеокластов. Этот дисбаланс может быть вызван различными факторами, такими как, гормональные нарушения или инфекционные заболевания.

Такое не соответствие, также может быть вызвано возрастными изменениями, изменениями гормонального фона в период менопаузы, при долговременном соблюдении различных диет, которые содержат малое количество кальция и недостаток витамина D. При остеопорозе, количество остеокластов превышает количество остеобластов, а следовательно, костная ткань истощается, что приводит к истончению костей и как следствие потери костной силы. В итоге такого поражения вероятность переломов и трещин костей при незначительной травме резко увеличивается.

Риск остеопороза

Скелет человека состоит из двух основных типов костей.

  • Трубчатая кость или кортикальная по своей структуре более твердая,
  • другая – губчатая кость, также называемая трабекулярной, является более мягкой.

В конечном итоге, если действие остеобластов и остеокластов не сбалансировано, то кости имеющие губчатую структуру поражаются на много быстрее.

Основная и большая часть костной системы формируется примерно к 25-27 годам и после этого начинается снижение костной массы на всем протяжении жизненного цикла человека. Существует нормальный уровень снижения костной массы, как у женского населения, так и мужского.

Для примера, помимо возрастных изменений у женщин, существуют физиологические – после менопаузы, которые вызывают перестроения в организме, что способствует серьезному уменьшению костной массы. Потеря костной массы бывает значительной и через 3-5 лет достигает двадцати процентов.

Поскольку у женщин костная масса на много меньше, чем у мужчин изначально, это увеличивает риск возникновения у них трещин и переломов по сравнению с мужчинами того же возраста. Мужчины, также как и женщины, подвержены серьезным рискам возникновения остеопороза, особенно если они страдают определенными видами заболевания, имеют низкий уровень тестостерона, принимают лекарственные препараты, курят и если образ жизни не отличается подвижностью.

Наиболее лучшим способом предотвращения остеопороза является наращивание костной массы в более раннем возрасте, применяя при этом правильное питание и регулярные физические нагрузки. К большому сожалению остеопороз в зрелом возрасте не воспринимается как серьезное заболевание. При сенильном остеопорозе, уменьшение плотности костей происходит медленно. Поэтому это заболевание, на начальной стадии, протекает бессимптомно и при его выявлении не имеется ни каких жалоб на состояние здоровья.

Читать еще:  Пародонтоз как его лечить

Последствия

Деформация кости и последующие болевые ощущения появляются лишь тогда, когда плотность уменьшилась на столько, что произошел перелом, вызвавший небольшую травму кости.

Компрессионный перелом позвонка может привести к хроническим болям в поясничной области. Прелом позвонка происходит непроизвольно или во время небольшого травматического воздействия. Возникает резкая боль в спинной области, и она усиливается при движении.

Область перелома может быть болезненна на ощупь, но по прошествии нескольких месяцев болезненные ощущения проходят. Если произойдет перелом нескольких позвонков, то в этом случае может развиться искривление позвоночника, которое будет вызвать постоянное напряжение мышц и боли.

Переломы и трещины других костей обычно возникают в результате небольшого падения или нагрузки. Одним из самых серьезных переломов является перелом шейки бедра, так как он обычно приводит к инвалидности в пожилом возрасте.

Распространенным явлением при остеопорозе является перелом костей предплечья в месте соединения с запястьем. Такой перелом называют перелом Коллеса (перелом лучевой кости в типичном месте). Следует добавить, что заживление переломов у людей, страдающих остеопорозом, происходят медленно и болезненно. Человеку, с высокой степенью остеопороза необходимо постоянное соблюдение специализированной диеты .

Костная ткань. Функции костной ткани. Остеобласты, остеоциты, остеокласты.

Костная ткань является разновидностью соединительной ткани и состоит из клеток и межклеточного вещества, в котором содержится большое количество минеральных солей, главным образом фосфат кальция. Минеральные вещества составляют 70 % от костной ткани, органические — 30 %.

Функции костной ткани

участие в минеральном обмене организма — депо кальция и фосфора.

Клетки костной ткани: остеобласты, остеоциты, остеокласты.

Основными клетками в сформированной костной ткани являются остеоциты.

Остеобласты

Остеобласты содержатся только в развивающейся костной ткани. В сформированной костной ткани они отсутствуют, но содержатся обычно в неактивной форме в надкостнице. В развивающейся костной ткани они охватывают по периферии каждую костную пластинку, плотно прилегая друг к другу, образуя подобие эпителиального пласта. Форма таких активно функционирующих клеток может быть кубической, призматической, угловатой.

Отеокласты

— костеразрушающие клетки, в сформированной костной ткани отсутствуют. Но содержатся в надкостнице и в местах разрушения и перестройки костной ткани. Поскольку в онтогенезе непрерывно осуществляются локальные процессы перестройки костной ткани, то в этих местах обязательно присутствуют и остеокласты. В процессе эмбрионального остеогистогенеза эти клетки играют важную роль и определяются в большом количестве.

Межклеточное вещество костной ткани

состоит из основного вещества и волокон, в которых содержатся соли кальция. Волокна состоят из коллагена I типа и складываются в пучки, которые могут располагаться параллельно (упорядочено) или неупорядочено, на основании чего и строится гистологическая классификация костных тканей. Основное вещество костной ткани, как и других разновидностей соединительных тканей, состоит из гликозоаминогликанов и протеогликанов, однако химический состав этих веществ отличается. В частности в костной ткани содержится меньше хондроитинсерных кислот, но больше лимонной и других кислот, которые образуют комплексы с солями кальция. В процессе развития костной ткани вначале образуется органический матриксосновное вещество и коллагеновые (оссеиновые, коллаген II типа) волокна, а затем уже в них откладываются соли кальция (главным образом фосфорнокислые). Соли кальция образуют кристаллы гидроксиаппатита, откладывающиеся как в аморфном веществе, так и в волокнах, но небольшая часть солей откладывается аморфно. Обеспечивая прочность костей, фосфорнокислые соли кальция одновременно являются депо кальция и фосфора в организме. Поэтому костная ткань принимает участие в минеральном обмене.

Классификация костных тканей

Различают две разновидности костных тканей:

ретикулофиброзную (грубоволокнистую);

пластинчатую (параллельно волокнистую).

В ретикулофиброзной костной ткани пучки коллагеновых волокон толстые, извилистые и располагаются неупорядочено. В минерализованном межклеточном веществе в лакунах беспорядочно располагаются остеоциты. Пластинчатая костная ткань состоит из костных пластинок, в которых коллагеновые волокна или их пучки располагаются параллельно в каждой пластинке, но под прямым углом к ходу волокон в соседних пластинках. Между пластинками в лакунах располагаются остеоциты, тогда как их отростки проходят в канальцах через пластинки.

В организме человека костная ткань представлена почти исключительно пластинчатой формой. Ретикулофиброзная костная ткань встречается только как этап развития некоторых костей (теменных, лобных). У взрослых людей они находятся в области прикрепления сухожилий к костям, а также на месте окостеневших швов черепа (стреловидный шов чешуи лобной кости).

При изучении костной ткани следует дифференцировать понятия костная ткань и кость.

Кость

Кость — это анатомический орган, основным структурным компонентом которого является костная ткань. Кость как орган состоит из следующих элементов:

костный мозг (красный, желтый);

Надкостница

(периост) окружает по периферии костную ткань (за исключением суставных поверхностей) и имеет строение сходное с надхрящницей. В надкостнице выделяют наружный фиброзный и внутренний клеточный или камбиальный слои. Во внутреннем слое содержатся остеобласты и остеокласты. В надкостнице локализуются выраженная сосудистая сеть, из которой мелкие сосуды через прободающие каналы проникают в костную ткань. Красный костный мозг рассматривается как самостоятельный орган и относится к органам кроветворения и иммуногенеза.

Читать еще:  Отбеливаем зубы в домашних условиях

Разница между остеобластом и остеокластом

Главное отличие – Остеобласт против Остеокласт

Остеобласт и остеокласт представляют собой два типа клеток, обнаруживаемых в кости. Оба этих типа клеток участвуют в восстановлении сломанных костей. Остеобласты и остеокласты различаются по своей функции в поддержании костей. главное отличие между остеобластом и остеокластом является то, что Остеобласт участвует в формировании и минерализации костей, тогда как остеокласт участвует в разрушении и резорбции костей, Остеогенные клетки в костях превращаются в остеобласты. Остеобласты секретируют коллагеновый матрикс и кальциевые соли кости. Когда остеобласты задерживаются внутри кости путем кальцификации, они превращаются в более зрелый тип костных клеток, называемый остеоцитами. Остеокласты развиваются из моноцитов или макрофагов.

Ключевые области покрыты

1. Что такое остеобласт
– определение, характеристики, функции
2. Что такое остеокласт
– определение, характеристики, функции
3. Каковы сходства между остеобластом и остеокластом
– Краткое описание общих черт
4. В чем разница между остеобластом и остеокластом
– Сравнение основных различий

Ключевые слова: кость, разрушение кости, образование кости, резорбция кости, кальцификация, минерализация, остеобласт, остеокласт, остеоциты, остеогенные клетки

Что такое остеобласт

Остеобласт представляет собой тип костеобразующей клетки, которая участвует в формировании и минерализации костей. Остеобласты помогают как в начальном формировании кости, так и в последующих процессах ремоделирования кости. Эти клетки находятся в плотно упакованной оболочке клеток на поверхности кости. Остеобласты развиваются из остеогенных клеток в надкостнице. Надкостница – это ткань, которая покрывает внешнюю поверхность кости. Остеокласты также могут быть обнаружены в эндосте полости костного мозга. Многие продукты остеобластов, такие как факторы роста, коллаген, гормоны, такие как остеокальцин, и ферменты, такие как коллагеназа и щелочная фосфатаза, участвуют в формировании кости. Неминерализованная часть кости называется остеоидом.

Рисунок 1: Типы костных клеток

Как только остеобласт окружен растущим матриксом, клетки попадают в пространство, называемое лакуна. Эти захваченные остеобласты становятся зрелыми костными клетками, называемыми остеоцитами. Остеоциты могут связываться с поверхностью кости и получать питательные вещества через длинные извилистые каналы, называемые канальцами. Четыре типа костных клеток и их функции показаны на Рисунок 1.

Что такое остеокласт

Остеокласт относится к типу костных клеток, ответственных за резорбцию кости. Поскольку кость является динамической тканью, в ней происходят непрерывное образование и разрушение. Разрушение костей может произойти в ответ на потребность в кальции в кальции. Это означает, что кости служат резервуаром кальция в организме. Непрерывное разрушение костей опосредуется остеокластами. Остеокласты обнаруживаются на поверхности костей. Небольшие углубления на поверхности кости, которые заняты остеокластами, называются Howship lacunae. Эти небольшие депрессии образуются под действием ферментов, выделяемых остеокластами. Остеокласты происходят из циркулирующих клеток, таких как моноциты и макрофаги. Они также могут быть получены из костного мозга.

Рисунок 2: Остеокласт

Остеокласты представляют собой многоядерные клетки с примерно 200 ядрами на клетку. Многие из остеокластов содержат от 5 до 20 ядер на клетку. Микроворсинки распространяются от остеокластов к поверхности кости, образуя щеткоподобную структуру на активных участках резорбции кости. Кислотные фосфатазы, секретируемые остеокластами, растворяют коллаген, кальций и фосфор в кости. Прежде всего, кость разбивается на мелкие фрагменты, которые затем поглощаются остеокластами. Переваривание фрагментов происходит в цитоплазматических вакуолях внутри клеток остеокластов. Кальций и фосфор, образующиеся при деминерализации костей, попадают в кровоток. Остеокласты не работают на остеоид. Остеокласт в области резорбции кости показан на фигура 2.

Сходство между остеобластом и остеокластом

  • И остеобласт, и остеокласт представляют собой два типа клеток, обнаруживаемых в кости.
  • Как остеобласт, так и остеокласт участвуют в восстановлении и разрушении костей.
  • Как остеобласты, так и остеокласты находятся на поверхности костей.

Разница между остеобластом и остеокластом

Определение

остеобласты: Остеобласт представляет собой костеобразующую клетку, которая происходит из мезенхимальных остеопрогениторных клеток и участвует в процессах ремоделирования кости.

остеокластов: Остеокласт представляет собой тип костной клетки, которая отвечает за резорбцию кости.

Разработано из

остеобласты: Остеобласты развиваются из остеогенных клеток.

остеокластов: Остеокласты развиваются из моноцитов или макрофагов.

Размер клеток

остеобласты: Остеобласты – это маленькие, неядерные клетки.

остеокластов: Остеокласты – это крупные многоядерные клетки.

остеобласты: Остеобласты участвуют в формировании и минерализации костей.

остеокластов: Остеокласты участвуют в разрушении кости и резорбции кости.

Заключение

Остеобласт и остеокласт представляют собой два типа клеток, обнаруживаемых в кости, которые функционируют при ремоделировании кости. Остеобласты развиваются из остеогенных клеток, в то время как остеокласты развиваются из моноцитов или макрофагов. Остеобласты – это клетки, которые участвуют в формировании костей и минерализации костей. Остеокласты – это клетки, которые участвуют в разрушении и рассасывании костей. Следовательно, основным отличием между остеобластом и остеокластом является функция каждого типа костной клетки при ремоделировании кости.

Ссылка на основную публикацию