Структура кісткової тканини та кровообіг. Кровопостачання кісток Кістковий кровообіг

Кістка як орган входить до системи органів руху та опори, і при цьому відрізняється абсолютно унікальною формою та будовою, досить характерною архітектонікою нервів та судин. Вона побудована в основному зі спеціальної кісткової тканини, яка зовні вкрита окістя, а всередині містить кістковий мозок.

Основні особливості

Кожна кістка як орган має певну величину, форму та розташування у людському тілі. На все це значно впливають різні умови, в яких вони розвиваються, а також всілякі функціональні навантаження, котрі випробовуються кістками протягом життєдіяльності людського організму.

Будь-якій кістці властива деяка кількість джерел кровопостачання, наявність конкретних місць їх розташування, а також досить характерна архітектоніка судин. Всі ці особливості так само поширюються і на нерви, які іннервують цю кістку.

Будова

Кістка як орган включає кілька тканин, які знаходяться у певних співвідношеннях, але, звичайно ж, найважливішою серед них є кісткова пластинчаста тканина, будову якої можна розглянути на прикладі діафіза (центрального відділу, тіла) трубчастої довгої кістки.

Основна частина його розташовується між внутрішніми і зовнішніми оточуючими пластинами і є комплексом вставних пластинок і остеонів. Останній є структурно-функціональною одиницею кістки та розглядається на спеціалізованих гістологічних препаратах чи шліфах.

Зовні кожна кістка оточується кількома шарами загальних або генеральних пластин, які знаходяться прямо під окістям. Через ці шари проходять спеціалізовані прободаючі канали, в яких містяться однойменні кровоносні судини. На кордоні з кістково-мозковою порожниною містять також додатковий шар з внутрішніми навколишніми пластинками, пронизаними безліччю різних каналів, що розширюються в комірки.

Костномозкова порожнина повністю вистелена так званим ендостом, що є надзвичайно тонким шаром сполучних тканин, до якого входять сплощені остеогенні неактивні клітини.

Остеони

Остеон представлений концентрично розміщеними кістковими пластинами, які виглядають як циліндри різного діаметра, вкладені один в одного і оточуючі гаверсів канал, через який проходять різні нерви і У більшості випадків остеони розміщуються паралельно до довгої кістки, при цьому багаторазово між собою аностомозуючи.

Загальна кількість остеонів є індивідуальною для кожної конкретної кістки. Так, наприклад, як орган включає їх у кількості 1,8 за кожен 1 мм², але в частку гаверсова каналу у разі доводиться 0,2-0,3 мм².

Між остеонами знаходяться проміжні або вставні пластинки, що йдуть у всіх напрямках і є частинами старих остеонів, що залишилися, які вже встигли зруйнуватися. Будова кістки як органу передбачає постійне перебіг процесів руйнування та новоутворення остеонів.

Кісткові пластинки мають форму циліндрів, і осеїнові фібрили прилягають один до одного в них щільно і паралельно. Між концентрично лежать пластинками розташовуються остеоцити. Відростки кісткових клітин, поступово поширюючись численними канальцями, рухаються у напрямку відростків сусідніх остеоцитів і беруть участь у міжклітинних сполуках. Таким чином, ними формується просторово орієнтована лакунарно-канальцева система, яка бере безпосередню участь у різних метаболічних процесах.

Склад остеону включає більше 20 різних концентричних кісткових пластинок. Людські кістки пропускають одну або дві судини мікроциркуляторного русла через канал остеону, а також різні безмієлінові нервові волокна і особливі лімфатичні капіляри, які супроводжуються прошарками сполучної пухкої тканини, що включає різні остеогенні елементи, такі як остеобласти, периваскулярні клітини.

Канали остеонів мають досить щільний зв'язок між собою, а також з кістковомозковою порожниною та періостом за рахунок наявності спеціальних каналів, що пробіжують, що сприяє загальному анастомозуванню судин кістки.

Окістя

Будова кістки як органу передбачає, що вона зовні покривається спеціальною окістям, яка утворюється із сполучної волокнистої тканини і має зовнішній і внутрішній шар. Останній включає камбіальні клітини-попередники.

До основних функцій окістя можна віднести участь у регенерації, а також забезпечення захисної та що досягається за рахунок проходження тут різних кровоносних судин. Таким чином, кров та кістка взаємодіють між собою.

У чому полягають функції окістя

Окістя практично повністю покриває зовнішню частину кістки, і єдиним винятком тут виступають місця, в яких знаходиться суглобовий хрящ, а також закріплюються зв'язки або сухожилля м'язів. При цьому варто відзначити, що за допомогою окістя кров і кістка обмежуються від навколишніх тканин.

Сама по собі вона є надзвичайно тонкою, але в той же час міцною плівкою, яка складається з гранично щільної сполучної тканини, в якій розташовані лімфатичні та кровоносні судини та нерви. Варто зазначити, що останні проникають у речовину кістки саме з окістя. Незалежно від того, розглядається носова кістка або якась інша, окістя має досить великий вплив на процеси розвитку її в товщину та живлення.

Внутрішній остеогенний шар даного покриття є основним місцем, в якому утворюється кісткова тканина, а сама по собі вона багато іннервована, що позначається на її високій чутливості. Якщо кістка позбавляється окістя, зрештою вона перестає бути життєздатною і повністю омертвіває. При проведенні будь-яких оперативних втручань на кістках, наприклад при переломах, окістя повинна зберігатися в обов'язковому порядку, щоб забезпечувати їхнє нормальне подальше зростання і здоровий стан.

Інші особливості конструкції

Практично будь-які кістки (за винятком переважної більшості черепних, куди входить і носова кістка) мають суглобові поверхні, якими забезпечується їхнє зчленування з іншими. У таких поверхонь замість окістя є спеціалізований суглобовий хрящ, який за своєю будовою є фіброзним або гіаліновим.

Усередині переважної більшості кісток розташовується кістковий мозок, який розміщений між пластинами губчастої речовини або знаходиться безпосередньо в кістковомозковій порожнині, причому він може бути жовтим або червоним.

У новонароджених, а також у плодів у кістках присутній виключно червоний кістковий мозок, який є кровотворним і є однорідною масою, насиченою форменими елементами крові, судинами, а також особливою Червоний кістковий мозок включає велику кількість остеоцитів, кісткових клітин. Об'єм червоного кісткового мозагу становить приблизно 1500 см³.

У дорослої людини, у якої вже відбулося зростання кісток, червоний кістковий мозок поступово замінюється жовтим, представленим в основному особливими жировими клітинами, при цьому відразу варто відзначити той факт, що замінюється виключно той кістковий мозок, який знаходиться в кістковомозковій порожнині.

Остеологія

Тим, що є скелет людини, як здійснюється зрощення кісток, і протікають будь-які інші процеси, пов'язані з ними, займається остеологія. Точне число описаних органів в людини може бути точно визначено, оскільки воно змінюється у процесі старіння. Мало хто усвідомлює, що від дитинства до похилого віку у людей постійно відбуваються ушкодження кісток, відмирання тканин та ще безліч інших процесів. Загалом протягом усього життя може розвинутися понад 800 різних кісткових елементів, 270 з яких - ще у внутрішньоутробному періоді.

При цьому варто зазначити, що переважна більшість із них зростається між собою, поки людина перебуває у дитячому та юнацькому віці. У дорослої людини скелет містить всього 206 кісток, причому, крім постійних у зрілому віці, можуть з'являтися також непостійні кістки, виникнення яких обумовлюється різними індивідуальними особливостями та функціями організму.

Скелет

Кістки кінцівок та інших частин тіла разом з їх сполуками формують скелет людини, який є комплексом щільних анатомічних утворень, які в життєдіяльності організму беруть на себе в основному виключно механічні функції. При цьому сучасною наукою виділяється твердий скелет, що представляється кістками, і м'який, який включає всілякі зв'язки, мембрани і спеціальні хрящові сполуки.

Окремі кістки і суглоби, а також скелет людини в цілому, можуть в організмі виконувати різні функції. Так, кістки нижніх кінцівок і тулуба в основному служать як опора м'яких тканин, тоді як більшість кісток є важелями, так як до них прикріплюються м'язи, що забезпечують локомоторну функцію. Обидві наведені функції дозволяють слушно називати скелет повністю пасивним елементом опорно-рухового апарату людини.

Скелет людини є антигравітаційною конструкцією, що протидіє силі земного тяжіння. Перебуваючи під її впливом, тіло людини має притискатися до землі, але за рахунок функцій, які несуть у собі окремі клітини кістки та скелет загалом, зміни форми тіла не відбувається.

Функції кісток

Кістки черепа, таза і тулуба забезпечують захисну функцію від різних пошкоджень життєво важливих органів, нервових стовбурів або великих судин:

• череп є повноцінним вмістищем для органів рівноваги, зору, слуху і головного мозку;
• хребетний канал включає спинний мозок;
• грудна клітка забезпечує захист легень, серця, а також великих нервових стовбурів та судин;
• тазовими кістками оберігаються від пошкоджень сечовий міхур, пряма кишка, а також різні внутрішні статеві органи.

Переважна більшість кісток у собі містить червоний кістковий мозок, що є особливі органи кровотворення та імунної системи людського організму. При цьому варто відзначити, що кістки забезпечують захист його від пошкоджень, а також створюють сприятливі умови для дозрівання різних формових елементів крові та його трофіки.

Окрім іншого, окрему увагу варто приділити тому, що кістки беруть безпосередню участь у мінеральному обміні, тому що в них депонується безліч хімічних елементів, серед яких особливе місце займають солі кальцію та фосфору. Таким чином, якщо в організм вводиться радіоактивний кальцій, вже приблизно через 24 години більше 50% цієї речовини буде накопичено в кістках.

Розвиток

Формування кістки здійснюється за рахунок остеобластів, причому відрізняється кілька видів окостенінь:

• Ендесмальне. Здійснюється безпосередньо у сполучній первинних кістках. З різних точок окостеніння на ембріон сполучних тканин процедура окостеніння починає поширюватися променеподібно з усіх боків. Поверхневі шари сполучної тканини при цьому залишаються у формі окістя, від якої кістка починає рости в товщину.
• Перихондральний. Виникає на зовнішній поверхні хрящових зачатків за участю надхрящниці. Завдяки діяльності остеобластів, що розташовуються під надхрящницею, поступово відкладається кісткова тканина, що заміщає собою хрящову та утворює гранично компактну кісткову речовину.
• Періостальне. Відбувається за рахунок окістя, в яку трансформується надхрящниця. Попередній і цей вид остеогенезу йдуть один за одним.
• Ендохондральне. Здійснюється всередині хрящових зачатків за безпосередньої участі надхрящниці, що забезпечує подачу всередину хрящових відростків, що містять у собі спеціальні судини. Дана кісткоутворювальна тканина поступово руйнує старий хрящ і формує точку окостеніння прямо в центрі хрящової кісткової моделі. За подальшого поширення ендохондрального окостеніння від центру до периферії здійснюється формування губчастої кісткової речовини.

Як воно відбувається?

У кожної людини окостеніння функціонально обумовлюється і починається з найбільш навантажених центральних ділянок кістки. Приблизно на другому місяці життя в лоні починають з'являтися первинні точки, з яких здійснюється розвиток діафізів, метафізів і тіл трубчастих кісток. Надалі вони окостеніють шляхом ендохондрального і перихондрального остеогенезу, а перед народженням або ж у перші кілька років після народження починають з'являтися вторинні точки, з яких здійснюється розвиток епіфізів.

У дітей, а також людей у ​​юнацькому та дорослому віці можуть з'являтися додаткові острівці окостеніння, звідки починається розвиток апофізів. Різні кістки та окремі їх частини, що складаються із спеціальної губчастої речовини, з часом окостенюють ендохондрально, у той час як ті елементи, які включають до свого складу губчасті та компактні речовини, окостеніють пери- та ендохондрально. Окостеніння кожної окремої кістки повністю відбиває її функціонально зумовлені процеси філогенезу.

Зріст

Протягом зростання здійснюється перебудова та невелике зміщення кістки. Починають утворюватися нові остеони, а паралельно цьому здійснюється також резорбація, що є розсмоктуванням усіх старих остеонів, що проводиться за рахунок остеокластів. За рахунок їх активної роботи практично повністю вся ендохондральна кістка діафіза в результаті розсмоктується, а натомість утворюється повноцінна кістковомозкова порожнина. Також варто відзначити, що розсмоктуються і шари перихондральної кістки, а замість кісткової тканини, що пропадає, відкладаються додаткові шари з боку окістя. У результаті кістка починає рости в товщину.

Зростання кісток у довжину забезпечується за рахунок спеціального прошарку між метафізом та епіфізом, що зберігається протягом юнацького та дитячого віку.

Наявність живої кісткової клітини, що ділиться, яка утворює регенерат

Збереження або відновлення кровопостачання кісткової тканини

Щілина між уламками повинна бути відмежована від навколишніх тканин

За площиною та характером зламу розрізняють:

поперечні, косопоперечні, поперечно-зубчасті – ці переломи відносяться до групи опорних;

косі, гвинтоподібні, оскольчасті, багатооскольчасті (велико-і дрібнооскольчасті, роздроблені) – ці переломи відносяться до групи не опорних переломів

Ситуація у сфері перелому

(Формула перелому)

м'які тканини

уламок щілина уламок

м'які тканини

Три джерела кровопостачання діафізів трубчастих кісток

Судини, що проникають через окістя.

Судини, що йдуть Гаверсовими каналами.

Артерії nutricia, що проникають у кістково-мозковий канал, що спускаються вниз, але дають колатералі та вгору

Залежно від характеру перелому може бути пошкодження одного (рідко), двох або всіх трьох джерел кровопостачання.

При переломі типу «тріщини» страждають судини Гаверсових каналів і трохи окістя.

При повному переломі зі зміщенням уламків повністю страждають судини проникають з окістя в результаті її перенапруги і відшарування майже протягом діафізу, судини Гаверсових каналів. Кровопостачання кінців уламків здійснюється тільки за рахунок низхідних (верхнього уламку) та висхідних судин кістково-мозкового каналу.

При оскольчатих і многооскольчатых переломах кровопостачання осколків повністю порушено різко страждає кінців уламків.

Класифікація відкритих переломів діафізів довгих трубчастих кісток

(за А.В. Каплан та О.М. Марковою)

З малою колотою раною- Її можна ушити.

З середньою забитою та розмозженою раною– необхідно провести первинну хірургічну обробку рани та первинну шкірну пластику за О.М. Маркової.

З великою забитою та розмозженою раною- Пластика рани неможлива, підготовка хворого до вторинної пластики; тимчасово на лікування рани використовують некролитическую мазь.

Особливі рани(з пошкодженням магістральних нервів та судинних стовбурів, що загрожують омертвінням кінцівки) – питання ампутації чи реконструктивних операцій залежить від сил та засобів і вирішується індивідуально.

СХЕМА І.С. КОЛІСНИКОВА

Схема І.С. Колесникова дозволяє:

швидко зорієнтуватися у тяжкості стану потерпілого та розпочати проведення лікувально-профілактичних заходів, після чого продовжити пошук причин цього стану та грамотно вирішити всі питання внутрішньопунктового та евако-транспортного сортування;

грамотно вирішувати питання внутрішньопунктового та евако-транспортного сортування при масовому надходженні постраждалих.

При медичному сортуванні на підставі оцінки їх загального стану, характеру пошкоджень, ускладнень і з урахуванням прогнозу результату постраждалих ділять на 5 сортувальних груп.

I сортувальна група– постраждалі з вкрай тяжкими ушкодженнями несумісними з життям, а також перебувають у термінальному (агональному) стані. Постраждалі цієї групи потребують лише симптоматичного лікування та не підлягають евакуації. Прогноз несприятливий. (АТ = 0, катастрофічний стан за Колесніковим)

II сортувальна група– постраждалі з тяжкими ушкодженнями, що супроводжуються швидко наростаючими, небезпечними для життя розладами основних функцій організму, для усунення яких необхідне термінове вживання лікувально-профілактичних заходів. Прогноз може бути сприятливим за умови надання медичної допомоги. Постраждалі цієї групи потребують допомоги за невідкладними життєвими показаннями.(АТ нижче 60, критичний стан за Колесниковим)

III сортувальна група– постраждалі з тяжкими та середньої тяжкості ушкодженнями, що не становлять безпосередньої загрози для життя. Медична допомога їм надається у другу чергу або може бути відстрочена до вступу на наступний етап медичної евакуації. (АТ 60-70, загрозливий стан за Колесниковим)

IVсортувальна група– постраждалі з ушкодженнями середньої тяжкості, з нерезко вираженими функціональними розладами чи ні таких. Прогноз сприятливий. Прямують на наступний етап евакуації без надання медичної допомоги. (АТ вище 70, тривожний стан за Колесніковим)

Vсортувальна група– постраждалі з легкими ушкодженнями, які не потребують надання медичної допомоги на даному етапі. Прямують на амбулаторне лікування. (АТ норма, стрес-компенсований стан за Колесніковим)

Кістки мають два шари: зовнішній шар - твердий, щільно-пластинчастий; внутрішній має губчасту будову. У внутрішньому шарі є вузькі канальці, в яких розташовуються кровоносні судини та нерви. Поверхня кісток покрита щільною оболонкою - окістя (періостом). Вона складається з сполучної тканини і містить велику кількість дрібних кровоносних і лімфатичних судин та нервових волокон. Окістя відіграє велику роль у постачанні кістки поживними речовинами, у її зростанні, відновленні кісткової тканини при її переломах, тріщинах та інших ушкодженнях (Рис. 15).

За будовою кістки бувають трубчасті, губчасті, плоскі і решітчасті.

Трубчасті кістки

Є два види трубчастих кісток: довгі трубчасті (кістки плеча, передпліччя, стегна, гомілки) і короткі трубчасті (кістки кисті, стопи і пальців рук і ніг).

Губчасті кістки

Губчасті кістки також бувають двох видів: довгі (ребра, груди-на, ключиці) і короткі (хребет-ки, кістки кисті та стопи).

Плоскі кістки

Плоскі кістки - це тім'яні, потиличні кістки, кістки обличчя, обидві лопатки та кістки тазу.

Гратчасті кістки

Гратчасті кістки - верхньощелепні, лобові кістки, клиноподібна кістка на підставі черепа і гратчаста кістка.

Одну третину хімічного складу кісток складають органічні речовини - осеїни (колагенові волокна), залишкова частина представлена ​​неорганічними речовинами. У складі неорганічних речовин кісток зустрічається більшість елементів періодичної системи Д. І. Менделєєва. Найбільш переважними є фосфорні солі, які становлять 60%, солі вуглекислого кальцію містяться в кількості 5,9%.

Зростання кісток

Зростання новонародженої дитини в середньому становить 50 см. До річного віку він щомісяця додає в зростанні по 2 см. Довжина його тіла до кінця першого року життя досягає 74-75 см. Потім зростання кілька сповільнюється і збільшується на 5-7 см на рік. В окремі періоди дитинства зростання тіла пришвидшується. Наприклад, так відбувається у періоди до 3, до 5-7, до 12-16-річного віку. Зростання тіла триває до 20-25 років.

Зростання людини головним чином пов'язане зі зростанням довгих трубчастих кісток і кісток хребетного стовпа.

Зростання кісток – складний процес. Завдяки відкладенню мінеральних речовин на зовнішній хрящової поверхні кісток відбувається їх ущільнення - окостеніння, а у внутрішній стороні - руйнування.

Усі 206 кісток людини пов'язані одне з одним у вигляді сполук двоякого роду: нерухомих (безперервних) і рухливих (перервних).

Нерухомі сполуки кісток

Прикладом безперервних з'єднань кісток є зчленування кісток черепа, хребта та тазу. Вони з'єднані один з одним за допомогою зв'язок, хрящів, кісткових швів. Череп складається з таких окремих кісток, як лобова, тім'яна, скронева, потилична та інших, у міру зростання дитини шви між ними заростають і утворюється череп як єдине ціле.

Ці кістки є нерухомими через їх безперервні сполуки.

Рухливі з'єднання кісток

До перервних, або рухомих, з'єднань відносяться суглоби верхніх і нижніх кінцівок: плечовий, ліктьовий, зап'ястковий, тазостегновий, колінний, гомілковостопний суглоби і су-стави кисті та стопи. Кінець однієї з двох суглоба кісток, що зчленовуються за допомогою суглоба, буває опуклим, гладким, а кінець другої кістки — злегка увігнутим. Суглоб складається з трьох частин: суглобової сумки, суглобових поверхонь кісток та порожнини суглоба (рис. 14).

Кістки мають особливості, що залежать від віку людини. Матеріал із сайту

У новонародженої дитини череп складається з декількох кісток, не з'єднаних між собою. Тому на даху черепа, між незаращенными, окремими кістками є м'які проміжки, звані тім'ячками (рис. 16). У віці 3-4, 6-8 та 11-15 років відбувається особливо швидке зростання черепа, яке триває до 20-25-річного віку.

Окостеніння хребців завершується у 17-25 років. Окостеніння лопатки, ключиць, кісток плеча, передпліччя триває до 20-25-річного віку, зап'ястя і п'ясті - до 15-16, а пальців - до 16-20 років.

Нестача вітамінів, особливо вітаміну D, або недостатнє використання сонячних променів призводить до порушення обміну солей кальцію та фосфору, внаслідок чого уповільнюється процес окостеніння. В результаті цього розвивається захворювання, яке називається рахітом. При рахіті кістки розм'якшуються, стають податливими, тому може спостерігатися викривлення ніг, дзвоника, грудної клітки, тазових кісток. Такі порушення негативно діють на нормальне формування

Кістка є складною матерією, це складний анізотропний нерівномірний життєвий матеріал, що володіє пружними і в'язкими властивостями, а також гарною адаптивною функцією. Усі чудові властивості кісток становлять нерозривну єдність зі своїми функціями.

Функції кісток головним чином має дві сторони: одна з них – це утворення скелетної системи, яка використовується для підтримки тіла людини та збереження її нормальної форми, а також захисту її внутрішніх органів. Скелет є частиною тіла, до якої кріпляться м'язи і яка забезпечує умови для їхнього скорочення та руху тіла. Скелет сам по собі виконує адаптивну функцію шляхом послідовної зміни своєї форми та структури. Друга сторона функції кісток полягає в тому, щоб шляхом регулювання концентрації Ca 2+ , H + , HPO 4 + в електроліті крові підтримувати баланс мінеральних речовин у тілі людини, тобто функцію кровотворення, а також збереження та обміну кальцію та фосфору.

Форма та структура кісток є різними залежно від виконуваних ними функцій. Різні частини однієї і тієї ж кістки внаслідок своїх функціональних відмінностей мають різну форму та структуру, наприклад, діафіз стегнової кістки та головка стегнової кістки. Тому повний опис властивостей, структури та функцій кісткового матеріалу є важливим та складним завданням.

Структура кісткової тканини

«Тканина» є комбінованим утворенням, що складається з особливих однорідних клітин і виконують певну функцію. У кісткових тканинах містяться три компоненти: клітини, волокна та кістковий матрикс. Нижче представлені характеристики кожного з них:

Клітини: У кісткових тканинах існують три види клітин, це остеоцити, остеобласт та остеокласт. Ці три види клітин взаємно перетворюються і взаємно поєднуються один з одним, поглинаючи старі кістки та породжуючи нові кістки.

Кісткові клітини знаходяться всередині кісткового матриксу, це основні клітини кісток у нормальному стані, вони мають форму сплющеного еліпсоїда. У кісткових тканинах вони забезпечують обмін речовин для підтримки нормального стану кісток, а в особливих умовах вони можуть перетворюватися на два інші види клітин.

Остеобласт має форму куба або карликового стовпчика, вони є маленькими клітинними виступами, розташованими в досить правильному порядку і мають велике і кругле клітинне ядро. Вони розташовані в одному кінці тіла клітини, протоплазма має лужні властивості, вони можуть утворювати міжклітинну речовину з волокон та мукополісахаридних білків, а також із лужної цитоплазми. Це призводить до осадження солей кальцію в ідеї голкоподібних кристалів, розташованих серед міжклітинної речовини, яка потім оточується клітинами остеобласту і поступово перетворюється на остеобласт.

Остеокласт є багатоядерними гігантськими клітинами, діаметр може досягати 30 – 100 µm, вони найчастіше розташовані на поверхні абсорбованої кісткової тканини. Їхня цитоплазма має кислотний характер, усередині неї міститься кислотна фосфотаза, здатна розчиняти кісткові неорганічні солі та органічні речовини, переносячи або викидаючи їх в інші місця, тим самим послаблюючи або прибираючи кісткові тканини в даному місці.

Кістковий матрикс також називається міжклітинною речовиною, він містить неорганічні солі та органічні речовини. Неорганічні солі також називаються неорганічними складовими частинами кісток, їх головним компонентом є кристали апатиту гідроксильного довжиною близько 20-40 nm і шириною близько 3-6 nm. Вони головним чином складаються з кальцію, фосфорнокислих радикалів і гідроксильних груп, що утворюють , на поверхні яких знаходяться іони Na ​​+ , K + , Mg 2+ та ін. Неорганічні солі становлять приблизно 65% всього кісткового матриксу. Органічні речовини переважно представлені мукополісахаридними білками, що утворюють колагенове волокно в кістці. Кристали гідроксильного апатиту розташовуються рядами вздовж осі колагенових волокон. Колагенові волокна розташовані неоднаково, залежно від неоднорідного характеру кістки. У ретикулярних волокнах кісток, що переплітаються, колагенові волокна пов'язані разом, а в кістках інших типів вони зазвичай розташовані стрункими рядами. Гідроксильний апатит з'єднується разом із колагеновими волокнами, що надає кістки високу міцність на стиск.

Кісткові волокна в основному складається з колагенового волокна, тому воно називається кістковим колагеновим волокном, пучки якого розташовані пошарово правильними рядами. Це волокно щільно з'єднане з неорганічними складовими частинами кістки, утворюючи дошкоподібну структуру, тому воно називається кістковою пластинкою або кісткою ламеллярної. В одній і тій же кістковій пластинці більша частина волокон розташована паралельно один одному, а шари волокон у двох сусідніх пластинках переплітаються в одному напрямку, і клітини кісткові затиснуті між пластинками. Внаслідок того, що кісткові пластинки розташовані в різних напрямках, то кісткова речовина має досить високу міцність і пластичність, вона здатна раціонально сприймати стиск з усіх напрямків.

У дорослих людей кісткова тканина майже вся представлена ​​у вигляді ламеллярної кістки, і в залежності від форми розташування кісткових пластинок та їх просторової структури ця тканина поділяється на щільну кістку та губчасту кістку. Щільна кістка розташовується на поверхневому шарі ненормальної плоскої кістки та на діафізі довгої кістки. Її кісткова речовина щільна і міцна, а кісткові пластинки розташовані в досить правильному порядку і тісно з'єднані один з одним, залишаючи лише невеликий простір у деяких місцях для кровоносних судин та нервових каналів. Губчаста кістка розташовується в глибинні її частини, де перетинається безліч трабекул, утворюючи сітку у вигляді бджолиних сот з різною величиною отворів. Отвори сотів заповнені кістковим мозком, кровоносними судинами і нервами, а розташування трабекул збігається з напрямком силових ліній, тому хоч кістка і пухка, але вона може витримувати досить велике навантаження. Крім того, губчаста кістка має величезну поверхневу площу, тому вона також називається Костю, що має форму морської губки. Як приклад можна навести таз людини, середній обсяг якого становить 40 см 3 а поверхня щільної кістки в середньому становить 80 см 2 тоді як поверхнева площа губчастої кістки досягає 1600 см 2 .

Морфологія кістки

З погляду морфології, розміри кісток неоднакові, їх можна поділити на довгі, короткі, плоскі кістки та кістки неправильної форми. Довгі кістки мають форму трубки, середня частина яких є діафіз, а обидва кінці - епіфіз. Епіфіз порівняно товстий, має суглобову поверхню, утворену разом із сусідніми кістками. Довгі кістки переважно розташовуються на кінцівках. Короткі кістки мають майже кубічну форму, найчастіше знаходяться в частинах тіла, що зазнають досить значного тиску, і в той же час вони повинні бути рухливими, наприклад це кістки зап'ястя рук і кістки передплюсни ніг. Плоскі кістки мають форму пластин, вони утворюють стінки кісткових порожнин і виконують захисну роль для органів, що знаходяться всередині цих порожнин, наприклад, як кістки черепа.

Кістка складається з кісткової речовини, кісткового мозку та окістя, а також має розгалужену мережу кровоносних судин та нервів, як показано на малюнку. Довга стегнова кістка складається з діафізу і двох опуклих епіфізарних кінців. Поверхня кожного епіфізарного кінця вкрита хрящем і утворює гладку поверхню суглоба. Коефіцієнт тертя у просторі між хрящами на місці з'єднання суглоба дуже малий, може бути нижче 0.0026. Це найнижчий відомий показник сили тертя між твердими тілами, що дозволяє хрящу та сусіднім кістковим тканинам створити високоефективний суглоб. Епіфізарна платівка утворена з кальцинованого хряща, з'єднаного з хрящем. Діафіз є порожнистою кісткою, стінки якої утворені з щільної кістки, яка є досить товстою по всій її довжині і поступово витонченою до країв.

Кістковий мозок заповнює кістковомозкову порожнину та губчасту кістку. У плода та у дітей у кістковомозковій порожнині знаходиться червоний кістковий мозок, це важливий орган кровотворення в людському організмі. У зрілому віці мозок у кістковомозковій порожнині поступово заміщається жирами і утворюється жовтий кістковий мозок, який втрачає здатність до кровотворення, але в кістковому мозку, як і раніше, є червоний кістковий мозок, що виконує цю функцію.

Окістя є ущільненою сполучною тканиною, що тісно прилягає до поверхні кістки. Вона містить кровоносні судини та нерви, що виконують поживну функцію. Усередині окістя знаходиться велика кількість остеобласту, що володіє високою активністю, який у період росту та розвитку людини здатний створювати кістку і поступово робити її товщі. Коли кістка ушкоджується, остеобласт, що знаходиться в стані спокою всередині окістя, починає активізуватися і перетворюється на кісткові клітини, що має важливе значення для регенерації та відновлення кістки.

Мікроструктура кістки

Кісткова речовина в діафізі здебільшого є щільною кісткою, і лише біля кістковомозкової порожнини є невелика кількість губчастої кістки. Залежно від розташування кісткових пластинок, щільна кістка ділиться на три зони, як показано на малюнку: кільцеподібні пластинки, гаверсові (Haversion) кісткові пластинки та міжкісткові пластинки.

Кільцеподібні пластинки являють собою пластинки, розташовані по колу на внутрішній та зовнішній стороні діафізу, і вони поділяються на зовнішні та внутрішні кільцеподібні пластинки. Зовнішні кільцеподібні пластинки мають від декількох до більш ніж десятка шарів, вони розташовуються стрункими рядами на зовнішній стороні діафізу, їх поверхня покрита окістя. Дрібні кровоносні судини в окістя пронизують зовнішні кільцеподібні пластинки і проникають углиб кісткової речовини. Канали для кровоносних судин, що проходять через зовнішні кільцеподібні пластинки, називаються фолькманівськими каналами (Volkmann's Canal). Внутрішні кільцеподібні пластинки розташовуються на поверхні кістково-мозкової порожнини діафізу, вони мають невелику кількість шарів. Внутрішні кільцеподібні пластинки покриті внутрішньої окістя, і через ці пластинки також проходять фолькманівські канали, що з'єднують дрібні судини з судинами кісткового мозку. Кісткові пластинки, концентрично розташовані між внутрішніми та зовнішніми кільцеподібними пластинками, називаються гаверсовими пластинками. Вони мають від кількох до більше десятка шарів, розташованих паралельно осі кістки. У гаверсових пластинках є один подовжній маленький канал, званий гаверсовим каналом, в якому знаходяться кровоносні судини, а також нерви і невелика кількість сполучної тканини. Гаверсові платівки та гаверсові канали утворюють гаверсову систему. Внаслідок того, що в діафізі є велика кількість гаверсових систем, ці системи називають остеонами (Osteon). Остеони мають циліндричну форму, їхня поверхня покрита шаром цементину, в якому міститься велика кількість неорганічних складових частин кістки, кісткового колагенового волокна і вкрай незначна кількість кісткового матриксу.

Міжкісткові платівки являють собою платівки неправильної форми, розташовані між остеонами, в них немає гаверсових каналів і кровоносних судин, вони складаються з залишкових гаверсових пластинок.

Внутрішньокістковий кровообіг

У кістки є система кровообігу, наприклад, на малюнку показу модель кровообігу щільної довгої кістки. У діафізі є головна живильна артерія та вени. У окістя нижньої частини кістки є маленький отвір, через яке всередину кістки проходить артерія живлення. У кістковому мозку ця артерія поділяється на верхню і нижню гілки, кожна з яких надалі розходиться на безліч відгалужень, що утворюють на кінцевій ділянці капіляри, живильні тканини мозку і постачають поживними речовинами щільну кістку.

Кровоносні судини в кінцевій частині епіфіза з'єднуються з артерією живлення, що входить в кістковомозкову порожнину епіфіза. Кров у судинах окістя надходить з неї назовні, середня частина епіфіза в основному постачається кров'ю з живильної артерії і лише невелика кількість крові надходить в епіфіз з судин окістя. Якщо живильна артерія ушкоджується або перерізається при операції, то, можливо, що постачання кров'ю епіфіза замінюватиметься на харчування з окістя, оскільки ці кровоносні судини взаємно зв'язуються один з одним при розвитку плода.

Кровоносні судини в епіфізі проходять у нього з бічних частин епіфізарної пластинки, розвиваючись, перетворюються на епіфізарні артерії, що забезпечують кров'ю мозок епіфіза. Є також велика кількість відгалужень, які постачають кров'ю хрящі навколо епіфіза та його бічні частини.

Верхня частина кістки є суглобовим хрящем, під яким знаходиться епіфізарна артерія, а ще нижче ростовий хрящ, після чого є три види кістки: внутрішньохрящова кістка, кісткові пластинки і окістя. Напрямок кровотоку в цих трьох видах кістки неоднаковий: у внутрішньохрящової кістки рух крові відбувається вгору і назовні, в середній частині діафіза судини мають поперечний напрямок, а в нижній частині діафіза судини спрямовані вниз і назовні. Тому кровоносні судини у всій щільній кістці розташовані у формі парасольки і розходяться променеподібно.

Оскільки кровоносні судини в кістки дуже тонкі, їх неможливо спостерігати безпосередньо, тому вивчення динаміки кровотоку в них досить важко. В даний час за допомогою радіоізотопів, що впроваджуються в кровоносні судини кістки, судячи з кількості їх залишків і кількості тепла, що виділяється ними в порівнянні з пропорцією кровотоку, можна виміряти розподіл температур в кістки, щоб визначити стан кровообігу.

У процесі лікування дегенеративно-дистрофічних захворювань суглобів безопераційним методом у головці стегнової кістки створюється внутрішнє електрохімічне середовище, що сприяє відновленню порушеної мікроциркуляції та активному видаленню продуктів обміну зруйнованих захворюванням тканин, стимулює поділ та диференціацію кісткових клітин, що поступово заміщають дефект кістки.

В одних випадках, в основному при епіметафізарних переломах, у зонах ушкодження може відбутися повне відновлення мікроциркуляції, що забезпечує збереження клітинного складу кістки та кісткового мозку, тобто відбувається повна первинна компенсація порушеного кровопостачання.

У цих випадках створюються найбільш сприятливі умови для виникнення та швидкого поширення ендостальної репаративної реакції вздовж ранової поверхні кісткових уламків. При цьому виникають оптимальні умови для репаративного кісткоутворення, що забезпечує створення стабільної фіксації можливість формування первинного кісткового зрощення в гранично короткі терміни.

В інших випадках перерозподіл струму крові забезпечує лише неповне та уповільнене відновлення ослабленого струму крові в зоні вимкненого кровопостачання, тобто відбувається неповна первинна компенсація порушеного кровопостачання. При цьому в одному або обох кісткових уламках в результаті циркуляторної гіпоксії відбувається ішемічне пошкодження клітинних елементів та змінюється клітинний склад кісткового мозку.

Зберігаються клітини з найнижчим рівнем енергетичного обміну. Зазвичай неповна первинна компенсація спостерігається у діафізарних відділах кістки у випадках повного руйнування судинного русла кісткового мозку у зоні перелому (остеотомії).

Нормальне кровопостачання кістки (а) та варіанти його порушень при переломі діафізу: повна первинна компенсація (б), неповна первинна компенсація (в), декомпенсація (г).

Найбільш поширені циркуляторні порушення відзначаються у дорослих, особливо при пошкодженні основного стовбура головної артерії живлення. У таких випадках у кісткових уламках погіршуються умови для розвитку репаративної реакції та відбувається уповільнення її поширення до кінців кісткових уламків.

Це пояснюється тим, що в зоні ослабленого кровопостачання через циркуляторну гіпоксію на кілька днів затримуються терміни початку в кістковому мозку проліферативної реакції і завдяки переважанню фібробластичного диференціювання клітинних елементів скелетогенної тканини посилюється продукція волокнистої сполучної тканини, але значно погіршуються умови.

При цьому періостальна реакція починається пізніше, але стає більш поширеною та тривалішою. Тому при неповній компенсації порушеного кровопостачання ендостально-періостальне кісткове зрощення між кінцями кісткових уламків навіть в умовах стабільної фіксації формується на 1 - 2 тижні. пізніше, ніж за повної компенсації.

«Чоркісний остеосинтез у травматології»,
В.І.Стецула, А. А. Дев'ятов