Кость

редактировать
Жесткие органы, составляющие часть эндоскелета позвоночных

Кость
Левая бедренная кость вымершего слона, Аляска, ледниковый период Wellcome L0057714.jpg Кость, датируемая ледниковым периодом плейстоцена вымершего вида слона
Bertazzo S - Кость с удаленными белками с помощью SEM - крыса Wistar - x10k.tif A сканирующая электронная микрофотография кости при увеличении 10000 ×
Идентификаторы
MeSH D001842
TA98 A02.0.00.000
TA2 366, 377
TH H3.01.00.0.00001
FMA 30317
Анатомическая терминология [редактирование в Викиданных ]

A кость является жесткий орган, составляющий часть позвоночного скелета животных. Кости защищают различные органы тела, производят красные и белые кровяные тельца, хранят минералы, обеспечивают структуру и поддержку тела, а также позволяют мобильность. Кости бывают самых разных форм и размеров и имеют сложную внутреннюю и внешнюю структуру. Они легкие, но прочные и твердые и выполняют множество функций.

Костная ткань (костная ткань) - это твердая ткань, тип плотной соединительной ткани. Он имеет внутри сотовую -подобную матрицу, которая помогает придать кости жесткость. Костная ткань состоит из различных типов костных клеток. Остеобласты и остеоциты участвуют в формировании и минерализации кости; остеокласты участвуют в резорбции костной ткани. Модифицированные (уплощенные) остеобласты становятся выстилающими клетками, которые образуют защитный слой на поверхности кости. Минерализованный матрикс костной ткани содержит органический компонент, состоящий в основном из коллагена, называемый оссеином, и неорганический компонент минерала кости, состоящий из различных солей. Костная ткань - это минерализованная ткань двух типов: кортикальная кость и губчатая кость. Другие типы тканей, обнаруженных в костях, включают костный мозг, эндост, надкостницу, нервы, кровеносные сосуды и хрящ.

В человеческом теле при рождении присутствует примерно 270 костей; многие из них сливаются вместе во время развития, оставляя в общей сложности 206 отдельных костей у взрослого человека, не считая многочисленных мелких сесамовидных костей. Самая большая кость в теле - бедренная кость или бедренная кость, а самая маленькая - стремечка в среднем ухе.

. Греческое слово для обозначения кости - ὀστέον ( «остеон»), отсюда и множество терминов, использующих его в качестве префикса, например остеопатия.

Содержание

  • 1 Структура
    • 1.1 Кортикальная кость
    • 1.2 Губчатая кость
    • 1.3 Костный мозг
    • 1,4 Костные клетки
      • 1.4.1 Остеобласты
      • 1.4.2 Остеоциты
      • 1.4.3 Остеокласты
    • 1,5 Состав
      • 1.5.1 Отложения
    • 1,6 Типы
    • 1,7 Терминология
  • 2 Развитие
  • 3 Функция
    • 3.1 Механический
    • 3.2 Синтетический
    • 3.3 Метаболический
    • 3.4 Ремоделирование
    • 3.5 Объем кости
  • 4 Клиническое значение
    • 4.1 Переломы
    • 4.2 Опухоли
    • 4.3 Рак
    • 4.4 Болезненные состояния
    • 4.5 Остеопороз
    • 4.6 Остеопатическая медицина
  • 5 Остеология
  • 6 Другие животные
  • 7 Общество и культура
  • 8 Дополнительные изображения
  • 9 См. Также
  • 10 Ссылки
  • 11 Сноски
  • 12 Внешние ссылки

Структура

Поперечное сечение кости

Кость неоднородна почти твердая, но состоит из гибкой матрицы (около 30%) и связанных минералов (около 70%), которые сложно сотканы и бесконечно реконструированы группой специализированных костных клеток. Их уникальный состав и конструкция позволяют костям быть относительно твердыми и прочными, оставаясь при этом легкими.

Костный матрикс на 90-95% состоит из эластичных коллагеновых волокон, также известных как оссеин, а остальная часть представляет собой основное вещество. Эластичность коллагена улучшает сопротивление переломам. Матрица затвердевает за счет связывания неорганической минеральной соли, фосфата кальция, в химической структуре, известной как кальций гидроксилапатит. Именно минерализация костей придает костям жесткость.

Кость активно строится и реконструируется на протяжении всей жизни специальными костными клетками, известными как остеобласты и остеокласты. Внутри любой отдельной кости ткань состоит из двух основных структур, известных как кортикальная и губчатая кость, каждый из которых имеет свой внешний вид и характеристики.

Кортикальная кость

Детали поперечного сечения длинной кости

Твердый внешний слой костей состоит из кортикальной кости, которую также называют компактной костью, поскольку она намного плотнее губчатой ​​кости. Он образует твердую поверхность (кору) костей. Кортикальная кость придает кости гладкий, белый и прочный вид и составляет 80% от общей костной массы взрослого человека скелет. Он облегчает выполнение основных функций костей - поддержку всего тела, защиту органов, обеспечение рычагов для движения, а также хранение и высвобождение химических элементов, в основном кальция. Он состоит из нескольких микроскопических колонок, каждая из которых называется остеоном или гаверсовской системой. Каждый столбец представляет собой несколько слоев остеобластов и остеоцитов вокруг центрального канала, называемого гаверсовым каналом. Каналы Фолькмана под прямым углом соединяют остеоны вместе. Столбцы метаболически активны, и по мере того, как кость реабсорбируется и создается, природа и расположение клеток в остеоне будут меняться. Кортикальная кость покрыта надкостницей на своей внешней поверхности и эндостом на ее внутренней поверхности. Эндост - это граница между кортикальной костью и губчатой ​​костью. Первичной анатомической и функциональной единицей кортикальной кости является остеон.

Губчатая кость

Микрофотография губчатой ​​кости

Губчатая кость, также называемая губчатой ​​или губчатой ​​костью, является внутренней тканью скелетной кости и является открытая ячейка пористая сеть. Ракообразная кость имеет более высокое отношение площади поверхности к объему, чем кортикальная кость, и она менее плотная. Это делает его более слабым и гибким. Большая площадь поверхности также делает его пригодным для метаболических процессов, таких как обмен ионов кальция. Губчатая кость обычно находится на концах длинных костей, возле суставов и внутри позвонков. Ракообразная кость с высоким содержанием сосудов и часто содержит красный костный мозг, где происходит кроветворение, производство клеток крови. Первичной анатомической и функциональной единицей губчатого вещества кости является трабекула. Трабекулы ориентированы в соответствии с распределением механической нагрузки, которую кость испытывает в длинных костях, таких как бедренная кость. Что касается коротких костей, трабекулярное выравнивание было изучено в позвоночнике ножке. Тонкие образования остеобластов, покрытые эндостом, создают нерегулярную сеть пространств, известных как трабекулы. Внутри этих пространств находятся костный мозг и гемопоэтические стволовые клетки, дающие начало тромбоцитам, эритроцитам и лейкоцитам.. Трабекулярный костный мозг состоит из сети стержневых и пластинчатых элементов, которые делают весь орган светлее и оставляют место для кровеносных сосудов и костного мозга. Трабекулярная кость составляет оставшиеся 20% от общей костной массы, но ее площадь почти в десять раз превышает площадь поверхности компактной кости.

Слова губчатый и трабекулярный относятся к крошечным решетчатым элементам (трабекулам), которые образуют ткань.. Впервые он был точно проиллюстрирован на гравюрах Crisóstomo Martinez.

Костный мозг

Костный мозг, также известный как миелоидная ткань в красном костном мозге, который можно найти практически в любом кость, содержащая губчатую ткань. У новорожденных все такие кости заполнены исключительно красным костным мозгом или гематопоэтическим костным мозгом, но с возрастом количество гематопоэтической фракции уменьшается, а жировая / желтая фракция, называемая костным мозгом жировая ткань (ЖАТ) увеличивается в количестве. У взрослых красный мозг в основном находится в костном мозге бедренной кости, ребер, позвонков и тазовых костей.

Костных клеток

Костных клеток

Кость - это метаболически активная ткань, состоящая из нескольких типов. ячеек. Эти клетки включают остеобласты, которые участвуют в создании и минерализации костной ткани, остеоциты и остеокласты, которые участвуют в реабсорбция костной ткани. Остеобласты и остеоциты происходят из остеопрогениторных клеток, но остеокласты происходят из тех же клеток, которые дифференцируются с образованием макрофагов и моноцитов. В костном мозге также находятся гемопоэтические стволовые клетки. Эти клетки дают начало другим клеткам, включая лейкоциты, красные кровяные тельца и тромбоциты.

Остеобласты

Световую микрофотографию из декальцинированная губчатая кость, демонстрирующая остеобласты, активно синтезирующие остеоид, содержащие два остеоцита

Остеобласты представляют собой мононуклеарные костеобразующие клетки. Они расположены на поверхности швов остеонов и образуют смесь белков , известную как остеоид, которая минерализуется, превращаясь в кость. Остеоидный шов - это узкая область вновь образованного органического матрикса, еще не минерализованная, расположенная на поверхности кости. Остеоид в основном состоит из коллагена типа I . Остеобласты также вырабатывают гормоны, такие как простагландины, чтобы воздействовать на саму кость. Остеобласт создает и восстанавливает новую кость, фактически выстраиваясь вокруг себя. Сначала остеобласт накапливает волокна коллагена. Эти коллагеновые волокна используются как каркас для работы остеобластов. Остеобласт затем откладывает фосфат кальция, который отверждается ионами гидроксида и бикарбоната. Совершенно новая кость, созданная остеобластом, называется остеоидом. Когда остеобласт завершает работу, он фактически оказывается внутри кости, когда затвердевает. Когда остеобласт попадает в ловушку, он становится остеоцитом. Другие остеобласты остаются на вершине новой кости и используются для защиты подлежащей кости, они известны как клетки подкладки.

Остеоциты

Остеоциты в основном представляют собой неактивные остеобласты. Остеоциты происходят из остеобластов, которые мигрировали внутрь, оказались захваченными и окруженными костным матриксом, который они сами создали. Пространства, которые они занимают, известны как лакуны. Остеоциты имеют множество отростков, которые достигают встречи с остеобластами и другими остеоцитами, вероятно, в целях коммуникации. Остеоциты остаются в контакте с другими клетками кости через щелевые соединения - спаренные клеточные отростки - которые проходят через небольшие каналы в костном матриксе, называемые канальцами.

Остеокластами

Остеокластами очень большими многоядерные клетки, ответственные за разрушение костей в процессе резорбции кости. Затем из остеобластов образуется новая кость. Кость постоянно ремоделируется за счет резорбции остеокластов и создается остеобластами. Остеокласты - это большие клетки с множественными ядрами, расположенными на поверхности костей в так называемых лакунах Ховшипа (или ямках резорбции). Эти лакуны являются результатом реабсорбции окружающей костной ткани. Поскольку остеокласты происходят от линии моноцитов стволовых клеток, они оснащены фагоцитарными -подобными механизмами, подобными циркулирующим макрофагам. Остеокласты созревают и / или мигрируют на дискретные поверхности кости. По прибытии активные ферменты, такие как тартрат-устойчивая кислая фосфатаза, секретируются против минерального субстрата. Реабсорбция кости остеокластами также играет роль в гомеостазе кальция .

Состав

Кости состоят из живых клеток, встроенных в минерализованный органический матрикс. Эта матрица состоит из органических компонентов, в основном коллагена I типа - «органический», относящийся к материалам, полученным в результате человеческого тела, - и неорганических компонентов, в первую очередь гидроксиапатита и других солей кальций и фосфат. Более 30% бесклеточной части кости состоит из органических компонентов и 70% из солей. Волокна коллагена придают кости ее прочность на разрыв, а вкрапленные кристаллы гидроксиапатита придают кости ее прочность на сжатие. Эти эффекты являются синергическими.

. Неорганический состав кости (минерал кости ) в основном образован из солей кальция и фосфата, основной соли гидроксиапатит (Ca 10 (PO 4)6(OH) 2). Точный состав матрицы может изменяться со временем из-за питания и биоминерализация с соотношением кальция к фосфату в диапазоне от 1,3 до 2,0 (на вес), и микроэлементы, такие как магний, натрия, калия и карбонат также обнаружены.

Коллаген типа I составляет 90–95% органического матрикса, а остальная часть матрица представляет собой гомогенную жидкость, называемую основным веществом, состоящую из протеогликанов, таких как гиалуроновая кислота и хондроитинсульфат, а также неколлагеновые белки, такие как остеокальцин, остеопонтин или костный сиалопротеин. Коллаген состоит из str и повторяющиеся элементы, которые придают кости прочность на разрыв, и расположены с перекрытием, что предотвращает напряжение сдвига. Функция основного вещества полностью не изучена. По расположению коллагена под микроскопом можно выделить два типа костей: тканые и пластинчатые.

  • Тканая кость (также известная как фиброзная кость), которая характеризуется беспорядочной организацией коллагеновых волокон и является механически слабой.
  • Пластинчатая кость, которая имеет регулярное параллельное расположение коллагена в листах («ламеллах» ") и является механически прочным.
Передача электронная микрофотография декальцинированного тканого костного матрикса с характерной неправильной ориентацией коллагеновых волокон

Тканая кость образуется, когда остеобласты быстро производят остеоид, что происходит изначально во всех костях плода, но позже заменяется более упругой пластинчатой ​​костью. У взрослых тканая кость образуется после переломов или при болезни Педжета. Плетеная кость более слабая, с меньшим количеством беспорядочно ориентированных коллагеновых волокон, но быстро формируется; именно из-за этого вида волокнистой матрицы кость называется тканой. Вскоре она замещается пластинчатой ​​костью, которая высоко организована в концентрических листах с гораздо меньшим соотношением остеоцитов к окружающей ткани. Пластинчатая кость, которая впервые появляется у человека у плода в течение третьего триместра, более прочная и заполнена множеством коллагеновых волокон, параллельных другим волокнам в том же слое (эти параллельные столбцы называются остеонами). В поперечном сечении волокна проходят в противоположных направлениях в чередующихся слоях, так же как в фанере, помогая кости противостоять скручивающим силам. После перелома сначала формируется тканая кость, которая постепенно замещается пластинчатой ​​костью в ходе процесса, известного как «замещение костной ткани». По сравнению с тканой костью образование пластинчатой ​​кости происходит медленнее. Упорядоченное отложение коллагеновых волокон ограничивает образование остеоида примерно от 1 до 2 мкм в день. Пластинчатая кость также требует относительно плоской поверхности для размещения волокон коллагена в параллельных или концентрических слоях.

Отложение

Внеклеточный матрикс кости закладывается остеобластами, которые секретируют оба коллагена. и основное вещество. Они синтезируют коллаген внутри клетки, а затем секретируют фибриллы коллагена. Коллагеновые волокна быстро полимеризуются с образованием коллагеновых нитей. На этом этапе они еще не минерализованы и называются «остеоидом». Вокруг нитей кальций и фосфат выпадают в осадок на поверхности этих нитей, в течение нескольких дней или недель превращаясь в кристаллы гидроксиапатита.

Чтобы минерализовать кость, остеобласты выделяют везикулы, содержащий щелочную фосфатазу. Это расщепляет фосфатные группы и действует как очаги отложения кальция и фосфата. Затем пузырьки разрываются и становятся центром роста кристаллов. В частности, костный минерал состоит из шаровидных и пластинчатых структур.

Типы

Структура длинной кости Один из способов классификации костей - по их форме или внешнему виду.

В человеческом теле есть пять типов костей: длинные, короткие, плоские, неправильные, и сесамовидная.

  • Длинные кости характеризуются стержнем, диафизом, который намного длиннее его ширины; и эпифизом, закругленной головкой на каждом конце стержня. Они состоят в основном из компактной кости, с меньшим количеством костного мозга, расположенного в медуллярной полости, и областей губчатой ​​губчатой ​​кости на концах кости. Большинство костей конечностей, включая кости пальцев и пальцев ног, представляют собой длинные кости. Исключение составляют восемь костей запястья запястья, семь сочлененных костей предплюсны лодыжки и сесамовидная кость коленная чашечка. Длинные кости, такие как ключица, у которых есть стержень или концы другой формы, также называются модифицированными длинными костями.
  • Короткие кости имеют примерно кубическую -образную форму и имеют только тонкий слой компактной кость, окружающая губчатую внутреннюю часть. Кости запястья и лодыжки - короткие кости.
  • Плоские кости тонкие и, как правило, изогнутые, с двумя параллельными слоями компактных костей, между которыми находится слой губчатой ​​кости. Большинство костей черепа - плоские кости, а грудина.
  • сесамовидные кости - кости, встроенные в сухожилия. Поскольку они удерживают сухожилие дальше от сустава, угол сухожилия увеличивается, и, таким образом, усиливается воздействие мышцы. Примерами сесамовидных костей являются надколенник и гороховидные.
  • неправильные кости, которые не попадают в указанные выше категории. Они состоят из тонких слоев плотной кости, окружающих губчатую внутреннюю часть. Как следует из названия, их формы неправильные и сложные. Часто эта неправильная форма возникает из-за множества центров окостенения или костных пазух. Кости позвоночника, таза и некоторые кости черепа представляют собой кости неправильной формы. Примеры включают решетчатую и клиновидную кости.

Терминология

При изучении анатомии анатомы используют число анатомические термины для описания внешнего вида, формы и функции костей. Другие анатомические термины также используются для описания расположения костей. Как и другие анатомические термины, многие из них происходят от латинского и греческого. Некоторые анатомы до сих пор используют латынь для обозначения костей. Термин «костный» и приставка «остео-», относящиеся к вещам, относящимся к костям, все еще широко используются сегодня.

Некоторые примеры терминов, используемых для описания костей, включают термин «отверстие» для описания отверстия, через которое что-то проходит, и «канал» или «проход» для описания туннельной структуры. Выступ от кости можно называть несколькими терминами, включая «мыщелок», «гребень», «позвоночник», «возвышение», «бугорок» или «бугристость», в зависимости от формы и расположения выступа. В общем, длинные кости имеют «голову», «шею» и «тело».

Когда две кости соединяются вместе, они, как говорят, «сочленяются». Если две кости имеют фиброзное соединение и относительно неподвижны, то сустав называется «шовным».

Развитие

Эндохондральная оссификация Разрез ювенильного коленного сустава (крыса) с хрящевыми пластинами роста

Формирование кости называется окостенением. Во время стадии развития плода это происходит посредством двух процессов: внутримембранозной оссификации и эндохондральной оссификации. Внутримембранозная оссификация включает образование кости из соединительной ткани, тогда как эндохондральная оссификация включает образование кости из хряща.

Внутрирамембранозная оссификация в основном происходит во время образования плоских костей череп, но также нижняя челюсть, верхняя челюсть и ключицы; кость образована из соединительной ткани, такой как ткань мезенхимы, а не из хряща. Процесс включает в себя: развитие центра окостенения, кальцификацию, образование трабекулы и развитие надкостницы.

Эндохондральная оссификация происходит в длинных костях и большинстве других костей. в теле; он предполагает развитие костей из хрящей. Этот процесс включает в себя разработку модели хряща, ее рост и развитие, развитие первичных и вторичных центров окостенения, а также формирование суставного хряща и эпифизарных пластинок.

Эндохондральная оссификация начинается с точки в хряще называются «центрами первичного окостенения». В основном они появляются во время внутриутробного развития, хотя несколько коротких костей начинают свое первичное окостенение после рождения. Они отвечают за образование диафизов длинных костей, коротких костей и некоторых частей неправильных костей. Вторичная оссификация происходит после рождения и образует эпифизы длинных костей и конечностей неправильных и плоских костей. Диафиз и оба эпифиза длинной кости разделены растущей зоной хряща (эпифизарной пластинкой ). При зрелости скелета (в возрасте от 18 до 25 лет) весь хрящ заменяется костью, при этом диафиз и оба эпифиза соединяются вместе (закрытие эпифиза). В верхних конечностях окостенели только диафизы длинных костей и лопатки. Эпифизы, кости запястья, клювовидный отросток, медиальный край лопатки и акромион по-прежнему являются хрящевыми.

При преобразовании хряща в кость выполняются следующие шаги:

  1. Зона резервного хряща. Эта область, наиболее удаленная от костного мозга, состоит из типичного гиалинового хряща, который еще не показывает признаков превращения в кость.
  2. Зона пролиферации клеток. Чуть ближе к полости костного мозга хондроциты размножаются и выстраиваются в продольные столбики уплощенных лакун.
  3. Зона гипертрофии клеток. Затем хондроциты перестают делиться и начинают гипертрофироваться (увеличиваться), как это происходит в первичном центре окостенения плода. Стенки матрикса между лакунами становятся очень тонкими.
  4. Зона кальцификации. Минералы откладываются в матриксе между столбцами лакуны и кальцифицируют хрящ. Это не постоянные отложения минералов в кости, а только временная опора для хряща, которая в противном случае вскоре была бы ослаблена из-за разрушения увеличенных лакунов.
  5. Зона отложения кости. Внутри каждого столбца стенки между лакунами разрушаются, и хондроциты погибают. Это превращает каждый столбик в продольный канал, в который сразу же проникают кровеносные сосуды и костный мозг из полости костного мозга. Остеобласты выстраиваются вдоль стенок этих каналов и начинают откладывать концентрические пластинки матрикса, в то время как остеокласты растворяют временно кальцинированный хрящ.

Функция

Функции кости
Механические
  • Защита
  • Дает структура
  • Облегчает движения
  • Облегчает слух
Синтетический
Метаболический

Кости выполняют множество функций:

Механические

Кости выполняют множество механических функций. Вместе кости в теле образуют скелет. Они обеспечивают опору для тела и точку крепления для скелетных мышц, сухожилий, связок и суставов, которые функционируют вместе для создания и передачи сил, чтобы можно было манипулировать отдельными частями тела или всем телом в трехмерном пространстве (взаимодействие между костью и мышцей изучается в биомеханике ).

Кости защищают внутренние органы, такие как череп, защищающий мозг или ребра, защищающие сердце и легкие. Из-за того, как сформирована кость, кость имеет высокую прочность на сжатие, составляющую около 170 МПа (1700 кгс / см ), низкую прочность на разрыв. 104–121 МПа, и очень низкое напряжение сдвига прочность (51,6 МПа). Это означает, что кость хорошо сопротивляется давящему (сжимающему) напряжению, менее хорошо сопротивляется растягивающему (растягивающему) напряжению, но лишь плохо сопротивляется напряжению сдвига (например, из-за скручивающих нагрузок). Хотя кость по существу хрупкая, кость действительно имеет значительную степень эластичности, в основном за счет коллагена.

. С механической точки зрения кости также играют особую роль в слухе.. косточки - это три маленькие кости в среднем ухе, которые участвуют в передаче звука.

Синтетический

Губчатая часть костей содержит костный мозг. Костный мозг производит клетки крови в процессе, называемом гемопоэзом. Клетки крови, которые создаются в костном мозге, включают эритроциты, тромбоциты и лейкоциты. Клетки-предшественники, такие как гемопоэтические стволовые клетки, делятся в процессе, называемом митозом, с образованием клеток-предшественников. К ним относятся предшественники, которые в конечном итоге приводят к лейкоцитам и эритробластам, которые дают начало эритроцитам. В отличие от красных и белых кровяных телец, созданных митозом, тромбоциты выделяются из очень крупных клеток, называемых мегакариоцитами. Этот процесс прогрессивной дифференцировки происходит в костном мозге. После созревания клетки попадают в циркуляцию . Ежедневно таким образом производится более 2,5 миллиарда эритроцитов и тромбоцитов и 50–100 миллиардов гранулоцитов.

Помимо создания клеток, костный мозг также является одним из основных участки, где разрушаются дефектные или старые эритроциты.

Метаболические

  • Минеральные запасы - кости действуют как запасы минералов, важных для организма, в первую очередь кальция и фосфора.

В зависимости от вида, возраста и типа кости костные клетки составляют до 15 процентов кости. Фактор роста накопление - минерализованный костный матрикс хранит важные факторы роста, такие как инсулино-подобные факторы роста, трансформирующий фактор роста, морфогенетические белки кости и другие.

  • Накопление жира - жировая ткань костного мозга (MAT) действует как резерв для хранения жирных кислот.
  • кислоты - основного баланса - кость буферизует кровь против чрезмерных изменений pH за счет поглощения или высвобождения щелочных солей.
  • Детоксикация - костные ткани могут также накапливать тяжелые металлы и другие инородные элементы, удаляя их из крови и уменьшая их воздействие на другие ткани. Позже они могут быть постепенно высвобождены для экскреции.
  • эндокринного орган - кость контролирует метаболизм фосфата путем высвобождения фактора роста фибробластов 23 (FGF-23), который действует на почках для уменьшения реабсорбции фосфатов . Костные клетки также выделяют гормон, называемый остеокальцин, который способствует регулированию сахара в крови (глюкозы ) и отложения жира. Остеокальцин увеличивает как секрецию инсулина, так и чувствительность, в дополнение к увеличению количества инсулин-продуцирующих клеток и уменьшению запасов жира.
  • Баланс кальция - процесс резорбция кости остеокластами высвобождает накопленный кальций в системный кровоток и является важным процессом в регулировании баланса кальция. Поскольку образование костей активно фиксирует циркулирующий кальций в минеральной форме, удаляя его из кровотока, резорбция активно расщепляет его, тем самым повышая уровень циркулирующего кальция. Эти процессы происходят в тандеме в определенных местах.

Ремоделирование

Кость постоянно создается и заменяется в процессе, известном как ремоделирование. Этот непрерывный оборот кости представляет собой процесс резорбции, за которым следует замена кости с незначительным изменением формы. Это достигается за счет остеобластов и остеокластов. Клетки стимулируются множеством сигналов , которые вместе называются блоком ремоделирования. Ежегодно реконструируется примерно 10% скелетной массы взрослого человека. Целью ремоделирования является регулирование гомеостаза кальция, восстановление микроповрежденных костей от повседневного стресса и формирование скелета во время роста. Повторяющееся напряжение, такое как нагрузка упражнение или заживление кости, приводит к утолщению кости в точках максимального напряжения (закон Вольфа ). Была выдвинута гипотеза, что это является результатом пьезоэлектрических свойств кости, которые заставляют кость генерировать небольшие электрические потенциалы при нагрузке.

Действие остеобластов и остеокластов контролируется рядом химических веществ. ферменты, которые либо стимулируют, либо ингибируют активность клеток ремоделирования кости, контролируя скорость образования, разрушения или изменения формы кости. Клетки также используют паракринную передачу сигналов для контроля активности друг друга. Например, скорость, с которой остеокласты резорбируют кость, ингибируется кальцитонином и остеопротегерином. Кальцитонин продуцируется парафолликулярными клетками в щитовидной железе и может связываться с рецепторами на остеокластах, чтобы напрямую ингибировать активность остеокластов. Остеопротегерин секретируется остеобластами и способен связывать RANK-L, подавляя стимуляцию остеокластов.

Остеобласты также можно стимулировать для увеличения костной массы за счет увеличения секреции остеоида и ингибирования способность остеокластов разрушать костную ткань. Повышенная секреция остеоида стимулируется секрецией гормона роста гипофизом, гормоном щитовидной железы и половыми гормонами (эстрогенами и андрогены ). Эти гормоны также способствуют увеличению секреции остеопротегерина. Остеобласты также могут быть индуцированы к секреции ряда цитокинов, которые способствуют реабсорбции костной ткани, стимулируя активность остеокластов и дифференциацию от клеток-предшественников. Витамин D, паратироидный гормон и стимуляция остеоцитами заставляют остеобласты увеличивать секрецию лиганда RANK- и интерлейкина 6, которые затем стимулируют цитокины. повышенная реабсорбция кости остеокластами. Эти же соединения также увеличивают секрецию колониестимулирующего фактора макрофагов остеобластами, что способствует дифференцировке клеток-предшественников в остеокласты и снижает секрецию остеопротегерина.

Объем кости

Объем кости определяется скоростью образования и резорбции кости. Недавние исследования показали, что определенные факторы роста могут воздействовать на местное изменение костного образования за счет увеличения активности остеобластов. С помощью костных культур были выделены и классифицированы многочисленные факторы роста костного происхождения. Эти факторы включают инсулиноподобные факторы роста I и II, трансформирующий фактор роста бета, фактор роста фибробластов, фактор роста тромбоцитов и морфогенетические белки костей. Данные свидетельствуют о том, что костные клетки продуцируют факторы роста для внеклеточного хранения в костном матриксе. Высвобождение этих факторов роста из костного матрикса может вызвать пролиферацию предшественников остеобластов. Факторы роста костей могут действовать как потенциальные детерминанты местного костеобразования. Исследования показали, что объем губчатой ​​кости при постменопаузальном остеопорозе может определяться соотношением между общей поверхностью, формирующей костную ткань, и процентом поверхностной резорбции.

Клиническое значение

Кость может поражать ряд заболеваний., включая артрит, переломы, инфекции, остеопороз и опухоли. Состояние, связанное с костной тканью, может лечить множество врачей, включая ревматологов суставов и хирургов-ортопедов, которые могут проводить операции по исправлению сломанных костей. Другие врачи, такие как специалисты по реабилитации, могут быть вовлечены в процесс выздоровления, радиологи - в интерпретации результатов визуализации, а патологи - в расследовании причины заболевания, и семейные врачи могут сыграть роль в предотвращении осложнений заболевания костей, таких как остеопороз.

Когда врач осматривает пациента, будут взяты его история болезни и обследование. Затем часто делают снимки костей, что называется рентгенографией. Это может включать ультразвук рентген, компьютерную томографию, МРТ и другие изображения, такие как сканирование костей, который может быть использован для исследования рака. Можно сдать другие анализы, такие как анализ крови на аутоиммунные маркеры, или взять аспират синовиальной жидкости.

Переломы

Радиография используется для выявления возможных переломы костей после травмы колена

В нормальной кости переломы возникают при приложении значительной силы или повторяющихся травмах в течение длительного времени. Переломы также могут возникать, когда кость ослаблена, например, при остеопорозе, или когда существует структурная проблема, например, когда кость чрезмерно реконструируется (например, болезнь Педжета ) или является местом роста рак. Общие переломы включают переломы запястья и переломы бедра, связанные с остеопорозом, переломы позвонков, связанные с высокоэнергетической травмой и раком, а также переломы длинных костей. Не все переломы болезненны. В тяжелых случаях, в зависимости от типа и местоположения перелома, осложнения могут включать цепную грудную клетку, синдромы компартмента или жировую эмболию. Сложные переломы связаны с проникновением кости через кожу. Некоторые сложные переломы можно лечить с помощью процедур костной пластики, которые заменяют недостающие части кости.

Переломы и их основные причины могут быть исследованы с помощью рентгеновских лучей, компьютерной томографии и МРТ. Трещины описываются по их местоположению и форме, и существует несколько систем классификации, в зависимости от местоположения трещины. Распространенный перелом длинных костей у детей - перелом Солтера – Харриса. При лечении переломов часто назначают обезболивающее и иммобилизуют область перелома. Это должно способствовать заживлению кости. Кроме того, могут применяться хирургические меры, такие как внутренняя фиксация. Из-за иммобилизации людям с переломами часто рекомендуют пройти реабилитацию.

Опухоли

Есть несколько типов опухолей, которые могут повлиять на кость; Примеры доброкачественных опухолей костей включают остеому, остеоид-остеому, остеохондрому, остеобластому, энхондрому, гигантоклеточная опухоль кости и аневризматическая костная киста.

Рак

Рак могут возникать в костной ткани, и кости также являются частым местом для других видов рака. распространение (метастаз ) до. Раковые образования, возникающие в костях, называются «первичными» видами рака, хотя такие виды рака встречаются редко. Метастазы в кости являются «вторичными» видами рака, наиболее распространенными из которых являются рак груди, рак легких, рак простаты, рак щитовидной железы, и рак почки. Вторичный рак, поражающий кость, может либо разрушить кость (так называемый «литический » рак), либо создать кость («склеротический » рак). Рак костного мозга внутри кости также может поражать костную ткань, например, лейкоз и множественную миелому. Кости также могут быть поражены раком других частей тела. Рак в других частях тела может выделять гормон паращитовидной железы или пептид, связанный с гормоном паращитовидной железы. Это увеличивает реабсорбцию костей и может привести к переломам костей.

Костная ткань, разрушенная или измененная в результате рака, деформирована, ослаблена и более склонна к переломам. Это может привести к сдавлению спинного мозга, разрушению костного мозга, что приводит к синяку, кровотечению и иммуносупрессии, и является одной из причин боли в костях. Если рак метастатический, то могут быть другие симптомы в зависимости от локализации исходного рака. Также можно почувствовать некоторые виды рака костей.

Рак костей лечится в зависимости от его типа, стадии, прогноза и симптомов, которые он вызывает. Многие первичные виды рака костей лечатся лучевой терапией. Рак костного мозга можно лечить с помощью химиотерапии, также могут использоваться другие формы таргетной терапии, такие как иммунотерапия. Паллиативная помощь, направленная на максимальное улучшение здоровья человека. качество жизни, может играть роль в управлении, особенно если вероятность выживания в течение пяти лет низкая.

Болезненные состояния

Остеопороз

Снижение минеральной плотности костной ткани при остеопорозе (R), что увеличивает вероятность переломов

Остеопороз - это заболевание костей, при котором она уменьшается минеральная плотность кости, что увеличивает вероятность переломов. Остеопороз у женщин определяется Всемирной организацией здравоохранения как минеральная плотность костной ткани на 2,5 стандартного отклонения ниже максимальной костной массы по отношению к среднему значению возраста и пола. Эту плотность измеряют с помощью двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии (DEXA) с термином «установленный остеопороз», включая наличие хрупкого перелома. Остеопороз чаще всего встречается у женщин после менопаузы, когда он называется «постменопаузальным остеопорозом», но может развиваться у мужчин и женщин в пременопаузе при наличии определенных гормональных нарушений и других хронических заболеваний или в результате курения и лекарств, в частности глюкокортикоидов. Остеопороз обычно протекает бессимптомно, пока не произойдет перелом. По этой причине DEXA-сканирование часто проводится людям с одним или несколькими факторами риска, у которых развился остеопороз и есть риск перелома.

Лечение остеопороза включает в себя советы бросить курить, снизить потребление алкоголя, регулярно заниматься спортом, и соблюдайте здоровую диету. Также могут быть рекомендованы добавки кальция и микроэлементов, а также витамина D. Когда используются лекарства, они могут включать бисфосфонаты, стронция ранелат и заместительную гормональную терапию.

Остеопатическая медицина

Остеопатическая медицина - школа медицины думали первоначально разработан на основе идеи о связи между костно-мышечной системы и общего состояния здоровья, но теперь очень похожи на основные лекарства. По состоянию на 2012 год более 77 000 врачей в Соединенных Штатах прошли обучение в остеопатических медицинских школах.

Остеология

Бедренные и плечевые кости человека из римского периода с доказательствами заживления переломов

Исследование костей и зубов называется остеологией. Он часто используется в антропологии, археологии и судебной медицине для различных задач. Это может включать определение состояния питания, здоровья, возраста или травм человека, у которого были взяты кости. Подготовка костей для таких исследований может включать процесс мацерации.

Обычно антропологи и археологи изучают костяные орудия, сделанные Homo sapiens и Homo neanderthalensis. Кости могут использоваться в различных целях, например, в качестве метательных наконечников или художественных пигментов, а также могут быть сделаны из внешних костей, таких как рога.

других животных

узловатая копытная лапа Флюороз скелета в ноге коровы, вызванный промышленным загрязнение Кости ног и тазового пояса птицы

Скелеты птиц очень легкие. Их кости меньше и тоньше, чтобы облегчить полет. Среди млекопитающих летучие мыши ближе всего к птицам по плотности костей, что позволяет предположить, что маленькие плотные кости являются летной адаптацией. У многих птичьих костей мало костного мозга из-за того, что они полые.

Птичий клюв в основном состоит из кости как выступы нижних челюстей, которые покрыты кератин.

A олень рога состоят из кости, что является необычным примером кости, выходящей за пределы кожи животного после того, как бархат сброшен.

Вымерший хищник рыба Dunkleosteus имела острые края твердой обнаженной кости вдоль челюстей.

Многие животные обладают экзоскелетом, который не сделан из кости. К ним относятся насекомые и ракообразные.

Доля кортикальной кости, составляющая 80% в скелете человека, может быть намного ниже у других животных, особенно у морских млекопитающих и морских черепах, или различных мезозойских морских рептилий, таких как ихтиозавры и др.

Многие животные, особенно травоядные животные, практикуют остеофагию - поедание костей. Предположительно, это проводится для восполнения недостатка фосфата.

. Многие заболевания костей, поражающие человека, также влияют на других позвоночных - примером одного заболевания является флюороз скелета.

Общество и культура

Кости забитого крупного рогатого скота на ферме в Намибии

Кости убитых животных находят множество применений. В доисторические времена они использовались для изготовления костяных орудий. Кроме того, они использовались в резьбе по кости, уже имеющей важное значение в доисторическом искусстве, а также в современном времени в качестве материалов для изготовления пуговиц, бусины, ручки, бобины, средства расчета, гайки с головкой, кубики, фишки для покера, палочки для захвата, украшения и т. Д. Особый жанр - scrimshaw.

Костный клей может быть получен путем длительного кипячения земли или с трещинами кости с последующей фильтрацией и испарением для загущения полученной жидкости. Когда-то исторически важный, костный клей и другие клеи животных сегодня имеют лишь несколько специализированных применений, например, реставрация антиквариата. По сути, тот же процесс, с дальнейшей очисткой, сгущением и сушкой, используется для приготовления желатина.

Бульон готовится путем длительного кипячения нескольких ингредиентов, традиционно включая кости.

Обугленный, пористый черный гранулированный материал, в основном используемый для фильтрации, а также как черный пигмент, производится обугливанием млекопитающим. кости.

Костяная письменность оракула была системой письма, которая использовалась в Древнем Китае и основывалась на надписях на костях. Его название происходит от костей оракула, которые в основном были ключицей быка. Древние китайцы (в основном из династии Шан ) записывали свои вопросы на кость оракула и сжигали кость, и то, где кость треснула, было ответом на вопросы.

направить кость в кого-то в некоторых культурах считается неудачей, например, австралийские аборигены, например, курдайтча.

поперечины птицы использовались для гадания и до сих пор обычно используются в традиции, чтобы определить, какой из двух человек, потянув за какой-либо зубец кости, может загадать желание.

Различные культуры на протяжении всей истории переняли обычай придавать форму голове младенца посредством практики искусственной деформации черепа. В Китае широко распространен обычай связывания стопы для ограничения нормального роста стопы.

Дополнительные изображения

См. Также

Ссылки

Сноски

  • Катя Хоэн; Мариеб, Элейн Никпон (2007). Анатомия и физиология человека (7-е изд.). Сан-Франциско: Бенджамин Каммингс. ISBN 978-0-8053-5909-1.
  • Брайан Х. Дерриксон; Тортора, Джерард Дж. (2005). Основы анатомии и физиологии. Нью-Йорк: Вили. ISBN 978-0-471-68934-8.
  • Бриттон, редакторы Ники Р. Колледж, Брайан Р. Уокер, Стюарт Х. Ральстон; проиллюстрировано Робертом (2010). Принципы Дэвидсона и практика медицины (21-е изд.). Эдинбург: Черчилль Ливингстон / Эльзевьер. ISBN 978-0-7020-3085-7.
  • Дикин, Барбара Янг; и другие. (2006). Функциональная гистология Уитера: текст и цветной атлас (5-е изд.). [Эдинбург?]: Черчилль Ливингстон / Эльзевьер. ISBN 978-0-443-068-508.– рисунки Филипа Дж.
  • Холл, Артур К.; Гайтон, Джон Э. (2005). Учебник медицинской физиологии (11-е изд.). Филадельфия: W.B. Сондерс. ISBN 978-0-7216-0240-0.
  • Энтони, С. Фаучи; Harrison, T.R.; и другие. (2008). Принципы внутренней медицины Харрисона (17-е изд.). Нью-Йорк [и др.]: McGraw-Hill Medical. ISBN 978-0-07-147692-8.– Энтони редактирует текущую версию; Харрисон редактировал предыдущие версии.

Внешние ссылки

Викискладе есть медиафайлы, относящиеся к Кости.
Викицитатник содержит цитаты, связанные с: Кость
Последняя правка сделана 2021-05-13 14:07:09
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте