Возрастные особенности развития хрящевой и костной ткани.

Строение костей

В костях выделяют губчатое и компактное вещество. Их соотношение изменяется в зависимости от расположения и функций определенной части опорно-двигательного аппарата.

Компактное вещество локализуется в диафизе трубчатых костей, которые обеспечивают опорную и локомоторную функции. Губчатое вещество размещается в плоских и коротких костях. Вся поверхность кости (за исключение суставной) покрыта периостом (надкостницей).

Формирование костей

В онтогенезе формирование системы опорно-двигательного аппарата проходит несколько этапов – перепончатый, хрящевой и костный. Со второй недели после зачатия в мезенхиме перепончатого скелета происходит формирование хрящевых зачатков. Уже к 8-й неделе хрящевая ткань постепенно заменяется костной.

Замещение хрящевой ткани костной может проходить несколькими способами:

перихондриальное окостенение – образование костной ткани по периметру хряща;
периостальное окостенение – продуцирование молодых остеоцитов сформировавшейся надкостницей;
энхондральное окостенение – образование костной ткани внутри хряща.

Процесс формирования костной ткани заключается в прорастании сосудов и соединительной ткани из надкостницы внутрь хряща (в этих местах происходит разрушение хряща). Из части остеогенных клеток впоследствии развивается губчатое вещество кости.

В период внутриутробного развития плода происходит окостенение диафизов трубчатых костей (точки окостенения называются первичными), затем после рождения происходит окостенение эпифизов трубчатых костей (вторичные точки окостенения). До возраста 16-24 лет между эпифизами и диафизами сохраняется хрящевая эпифизарная пластинка.

Благодаря ее наличию удлиняются органы опорно-двигательного аппарата. После того как хрящевая ткань заменяется костной и происходит сращение диафизов и эпифизов трубчатых костей, рост человека прекращается.

Строение позвоночного столба

Позвоночный столб представляет собой последовательно накладывающиеся позвонки, которые соединены межпозвоночными дисками, суставами и связками, которыми основана опорно-двигательная система. Функции позвоночника заключаются не только в опоре, но и в защите, препятствуя механическим повреждениям внутренних органов и спинного мозга, проходящего в позвоночном канале.

Различают пять отделов позвоночника – копчиковый, крестцовый, поясничный, грудной и шейный. Каждый отдел имеет определенную степень подвижности, полностью неподвижным является только крестцовый отдел позвоночника.

Движение позвоночника или его отделов обеспечивается при помощи скелетных мышц. Правильное развитие опорно-двигательного аппарата в неонатальном периоде обеспечивает необходимую опору для внутренних органов и систем и их защиту.

Строение грудной клетки

Грудная клетка – костно-хрящевое образование, состоящее из грудины, ребер и 12 грудных позвонков. По форме грудная клетка напоминает неправильный усеченный конус. Грудная клетка имеет 4 стенки:

переднюю – образована грудиной и хрящами ребер;
заднюю – образована позвонками грудного отдела позвоночника и задними концами ребер;
2 боковые – образованы непосредственно ребрами.

Кроме этого выделяют два отверстия грудной клетки – верхнюю и нижнюю апертуры. Через верхнее отверстие проходят органы дыхательной и пищеварительной системы (пищевод, трахея, нервы и сосуды). Нижняя апертура закрыта диафрагмой, в которой есть отверстия для прохождения крупных артериальных и венозных стволов (аорты, нижней полой вены) и пищевода.

Строение черепа

Череп является одной из основных структур осевого скелета, который образует опорно-двигательная система. Функции черепа – защита головного мозга, органов чувств и опора для начальных отделов дыхательной и пищеварительной систем. Он состоит из парных и непарных костей и подразделяется на мозговой и лицевой отделы.

Лицевой отдел черепа состоит:

из верхнечелюстной и нижнечелюстной костей;
двух носовых костей;
скуловой кости.

В состав мозгового отдела черепа входят:

лобная кость;
парная височная кость;
парная клиновидная кость;
парная теменная кость;
затылочная кость.

Мозговой отдел выполняет защитную функцию для головного мозга и является его вместилищем. Лицевой отдел обеспечивает опору для начального отдела дыхательной и пищеварительной системы и органов чувств.

Опорно-двигательная система: функции и строение конечностей

В процессе эволюции скелет конечностей приобрел обширную подвижность благодаря суставному сочленению костей (особенно это касается лучевого и запястного суставов). Выделяют грудной и тазовый пояса.

Верхний пояс (грудной) включает в себя лопатку и две кости ключицы, а нижний (тазовый) образуется парной тазовой костью. В свободной части верхней конечности выделяют следующие отделы:

проксимальный – представлен плечевой костью;
средний – представлен локтевой и лучевой костями;
дистальный – включает в себя кости запястья, пястные кости и кости пальцев.

Строение мышечной системы

Скелетные мышцы крепятся к костям и при сокращении обеспечивают передвижение тела или его отдельных частей в пространстве. В основе скелетных мышц лежат поперечнополосатые мышечные волокна. Кроме опорной и двигательной функций мышцы обеспечивают функцию дыхания, глотания, жевания, принимают участие в мимике, выработке тепла и артикуляции речи.

Основными свойствами скелетных мышц являются:

возбудимость – деятельность мышечных волокон осуществляется под влиянием нервных импульсов;
проводимость – от нервных окончаний до ЦНС происходит быстрое проведение импульса;
сократимость – в результате движения нервного импульса осуществляется сократимость скелетной мышцы.

Возрастные особенности развития хрящевой и костной ткани.

Костные клетки и их ядра у новорождённого относительно крупнее, чем у взрослого. Отростки костных клеток у новорождённого выражены слабо, иногда могут отсутствовать. Кости новорождённых относительно богаты водой и бедны минеральными веществами. С возрастом количество воды уменьшается.

По данным некоторых исследователей на 2-м месяце жизни ребёнка появляются зачатки пластинчатой костной ткани. Со стороны костномозговой полости начинается резорбция кости и в 3-6 месяцев компактный слой трубчатых костей оказывается очень тонким. С 4 месяцев встречаются уже единичные остеоны и к 1 году диафиз трубчатых костей имеет пластинчатое строение. Это связано с тем, что в этот период ребёнок становится на ноги и моторная функция в целом усложняется. Развитие костной ткани начинается у плода в начале 2-го месяца внутриутробного развития, а окончательное формирование скелетаРазмещено на http://www.allbest.ru/ 5 заканчивается к 20 - 24 годам, хотя окостенение отдельных костей продолжается до 35 лет и даже более (мечевидный отросток). Смена всей костной ткани происходит циклически - за 8 - 10 лет

Окостенение свободных конечностей продолжается до 18–20 лет, причем ранее всего окостеневают ключицы (практически еще внутриутробно), затем – лопатки и последними – кости кисти. Именно эти мелкие кости служат объектом рентгенографического исследования при определении «костного возраста». На рентгенограмме эти мелкие косточки у новорожденного только намечаются и становятся ясно видимыми только к 7 годам. К 10–12 годам выявляются половые различия, которые заключаются в более быстром окостенении у девочек по сравнению с мальчиками (разница составляет примерно 1 год). Окостенение фаланг пальцев завершается в основном к 11 годам, а запястья – в 12 лет, хотя отдельные зоны продолжают оставаться не окостеневшими до 20–24 лет.

Закон полового созревания: а) до полового созревания рост увеличивается в основном за счёт ног, после - за счёт туловища; б) до полового созревания наиболее интенсивно происходит рост в высоту, после полового созревания происходит наиболее интенсивное утолщение кости; в) до полового созревания процесс роста в основном затрагивает кости, а после него - мышечную массу. При этом темпы роста выше от рождения до 3-х лет, от 5 до 7 лет и с 11 до 14 лет. Ускоренный рост бедра приходится на возраст от 1 года до 1 года 10 месяцев, от 2,5 до 3-х лет и от 4,5 до 6 лет.

Когда человек перешагивает сорокалетний рубеж, в костной ткани начинаются так называемые инволютивные процессы, то есть разрушение остеонов идет более интенсивно, чем их созидание. Эти процессы в дальнейшем способны привести к развитию остеопороза, при котором костные перекладины губчатого вещества истончаются, часть их рассасывается полностью, межбалочные пространства расширяются, и в результате уменьшается количество костного вещества, плотность кости снижается. С возрастом становится не только меньше костного вещества, но и процент органических веществ в костной ткани снижается. И кроме того, уменьшается содержание воды в костной ткани, она как бы высыхает. Для костей пожилого человека характерны краевые костные разрастания. Обусловлены они возрастными изменениями, претерпевает хрящевая ткань, покрывающая суставные поверхности костей, а также составляющая основу межпозвоночных дисков. С возрастом межуточный слой хряща истончается, что неблагоприятно сказывается на функции суставов. Как бы стремясь компенсировать эти изменения, увеличить площадь опоры суставных поверхностей, кость разрастается. Краевые костные разрастания могут быть незначительными, но иногда достигают больших размеров

Скелетные ткани (textus skeletales) — это разновидность соединительных тканей с выраженной опорной, механической функцией, обусловленной наличием плотного межклеточного вещества. К скелетным тканям относят:
хрящевые ткани,
костные ткани,
дентин зуба и
цемент зуба.

Хрящевые ткани (textus cartilaginei) отличаются упругостью и прочностью, что связано с положением этой ткани в организме. Хрящевая ткань входят в состав органов дыхательной системы, суставов, межпозвоночных дисков.

Как и в других тканях, в хрящевой ткани выделяют клетки и межклеточное вещество. Главные клеточные элементы – хондробласты и хондроциты. Межклеточного вещества в хрящевой ткани больше, чем клеток. Оно отличается гидрофильностью и упругостью. Именно с упругостью межклеточного вещества связана опорная функция хрящевых тканей.

Хрящевая ткань значительно гидратирована, - в свежей ткани содержится до 80% воды. Более половины объема «сухого» вещества хрящевой ткани составляет фибриллярный белок коллаген. В хрящевой ткани остутствуют сосуды – питательные вещества диффундируют из окружающих тканей.
Классификация

Различают три вида хрящевой ткани:
гиалиновую,
эластическую,
волокнистую.

Такое подразделение хрящевых тканей основано на структурно-функциональных особенностях строения их межклеточного вещества, степени содержания и соотношения коллагеновых и эластических волокон.
Краткая характеристика клеток хрящевой ткани

Хондробласты – небольшие уплощенные клетки, способные делиться и синтезировать межклеточное вещество. Выделяя компоненты межклеточного вещества, ходробласты как бы «замуровывают» себя в нем, - превращаются в хондроциты. Происходящий при этом рост хряща называется периферическим, или аппозиционным, - т.е. путем «наложения» новых слоев хряща.

Хондроциты - имеют больший размер и овальную форму. Они лежат в особых полостях межклеточного вещества – лакунах. Хондроциты часто образуют т.н. изогенные группы из 2-6 клеток, которые произошли из одной клетки. При этом некоторые хондроциты сохраняют способность к делению, а другие активно синтезируют компоненты межклеточного вещества. За счёт деятельности хондроцитов происходит увеличение массы хряща изнутри - интерстициальный рост.
Краткая характеристика межклеточного вещества хрящевой ткани

Межклеточное вещество состоит из волокон и основного, или аморфного, вещества. Большинство волокон представлено коллагеновыми волокнами, а в эластических хрящах – еще и эластическими волокнами. Основное вещество содержит воду, органические вещества и минеральные вещества.

Развитие хрящевой ткани осуществляется как у эмбриона, так и в постэмбриональном периоде при регенерации. В процессе развития хрящевой ткани из мезенхимы образуется хрящевой дифферон:
стволовые клетки,
полустволовые (прехондробласты),
хондробласты (хондробластоциты),
хондроциты.

Хондробласты (от греч. chondros — хрящ, blastos — зачаток) — это молодые уплощенные клетки, способные к пролиферации и синтезу межклеточного вещества хряща (протеогликанов). Они являются разновидностями фибробластов, потомками стволовых и полустволовых клеток. Цитоплазма хондробластов имеет хорошо развитую гранулярную и агранулярную эндоплазматическую сеть, аппарат Гольджи. При окрашивании цитоплазма хондробластов оказывается базофильной в связи с богатым содержанием РНК. При участии хондробластов происходит периферический (аппозиционный) рост хряща. Эти клетки в процесссе развития хряща превращаются в хондроциты.

Хондроциты — основной вид клеток хрящевой ткани. Они бывают овальными, округлыми или полигональной формы — в зависимости от степени дифференцировки. Расположены хондроциты в особых полостях (лакунах) в межклеточном веществе поодиночке или группами. Группы клеток, лежащие в общей полости, называются изогенными (от греч. isos — равный, genesis — развитие). Они образуются путем деления одной клетки. В изогенных группах различают три типа хондроцитов.

Источником развития хрящевых тканей является мезенхима. В первой стадии клетки мезенхимы теряют свои отростки, плотно прилегают друг к другу, формируют хондрогенные островки. Находящиеся в их составе стволовые клетки дифференцируются в хондробласты (хондробластоциты) — клетки, подобные фибробластам. Эти клетки являются главным строительным материалом хрящевой ткани. В их цитоплазме сначала увеличивается количество свободных рибосом, затем появляются участки гранулярной эндоплазматической сети.

По мере роста и развития хряща его центральные участки все более отдаляются от близлежащих сосудов и начинают испытывать затруднения в питании, осуществляемом диффузно со стороны сосудов надхрящницы. Вследствие этого хондроциты теряют способность размножаться, некоторые из них подвергаются разрушению, а протеогликаны превращаются в более простой оксифильный белок — альбумоид.

2.Органы кроветворения и иммунной системы: красный костный мозг, вилочковая железа, миндалины, селезенка, лимфатические узлы, их значение и возрастные изменения.

Костный мозг – это полужидкое вещество, имеющее тёмно-красный оттенок. Если собрать все его части воедино, то общая масса составит около 2-3 кг. Красный костный мозг человека распределён по всему организму. Большая его часть сосредоточена в тазу и ребрах. Также он имеется в длинных трубчатых костях (в конечностях). Кроме того, часть этого органа расположена в позвонках. Красный костный мозг состоит из 3 видов клеток. К ним относятся: Недифференцированные элементы. По своему составу они напоминают клетки эмбриона. Эти частицы не имеют определённого направления развития, в связи с чем их называют стволовыми клетками. Они не способны к самовоспроизведению, так как при делении образуют предшественников кроветворной или иммунной системы. По этой причине недифференцированные клетки находятся в ограниченном количестве. Они имеют огромное значение для современной медицины.

Мультипотентные клетки. Эти элементы костного мозга являются низкодифференцированными. При их делении образуются лейкоцитарный или эритроцитарный росток кроветворения. Помимо этого, их дочерними клетками являются мегакариобласты – предшественники тромбоцитов.

Зрелые ростки кроветворной системы. К ним относятся: эритро-, лимфо-, моно-, гранулоцитарные и макрофагальные клетки

Красный костный мозг начинает своё развитие со 2-го месяца после зачатия. В этот период его можно обнаружить лишь в ключице зародыша. Через 1-1,5 месяца он начинает появляться во всех плоских костях плода. В этом периоде он выполняет остеогенную функцию. Другими словами, способствует образованию костной ткани у зародыша. На 12-14-й неделе развития кроветворные клетки начинают появляться вокруг сосудов плода. Приблизительно с 5-го месяца после зачатия многочисленные костные перекладины распадаются. В результате этого образуется костномозговой канал. Примерно на 28-й неделе развития этот орган становится кроветворным. В это же время его клетки заполняют трубчатые кости конечностей. У плода в основном развивается эритроидный росток кроветворения. У новорожденного в диафизах трубчатых костей появляются жировые клетки. В то же время эпифизы заполняются новыми очагами кроветворения.

он обеспечивает созревание стволовых клеток. Кроветворная функция костного мозга заключается в продукции предшественников эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов. Каждая из этих клеток имеет жизненно важное значение для нашего организма. Обеспечение иммунитета – тоже немаловажная функция. Благодаря ей организм человека может побороть все чужеродные частицы, которые ему угрожают. Клетки красного костного мозга, отвечающие за иммунитет, называются лимфоцитами и макрофагами.

ВИЛОЧКОВАЯ ЖЕЛЕЗА (thymus; син.: тимус, зобная железа) — парный дольчатый орган, расположенный в верхнем отделе переднего средостения; является центральным органом системы иммуногенеза, ответственным за формирование и функционирование клеточной системы иммунитета.

Вилочковая железа начинает формироваться на 6-й неделе эмбрионального развития. Ее масса у новорожденного равна 10-14 г. Прирост массы в первые годы жизни составляет 4-5 г, в 6-10 лет - 26 г.

К 11-15 годам ее масса увеличивается до 37-38 г, после чего она начинает уменьшаться и в 15-20 лет становится равной 21 г, в 20-25 лет - 18-20 г, в 40 лет - 15 г и в 75 лет - 4-5 г. В раннем детском возрасте в зобной железе преобладает корковое вещество, количество соединительной ткани невелико. В период полового созревания в ней увеличивается количество соединительной ткани, а корковое и мозговое вещество уменьшается. В зрелом возрасте отмечается сильное разрастание соединительной и жировой ткани и почти полное отсутствие коркового и мозгового вещества. В старческом возрасте зобная железа представляет собой однородный соединительнотканный тяж.

Эпифиз появляется на 6-7-й неделе внутриутробного развития. Его масса при рождении составляет 7 мг, а у взрослого -100-200 мг. Увеличение размеров эпифиза и его массы продолжается до 4-7 лет, после чего он подвергается обратному развитию - инволюции. Дифференцировка клеточных элементов начинается на первом году жизни и продолжается в течение нескольких лет. По мере дифференцировки клеточных элементов растет количество выделяемого гормона.

Несмотря на инволюцию эпифиза, вплоть до старческого возраста сохраняются отдельные деятельные клетки, для которых характерна секреторная активность.

Миндалины (лат. tonsillae) — скопления лимфоидной ткани, расположенные в области носоглотки и ротовой полости

Носоглоточная (глоточная) миндалина относится к периферическим неинкапсулированным органам иммунной системы (место нахождения и размножения стимулированных зрелых лимфоцитов, осуществляющих иммунный ответ).

Расположение миндалин на перекресте дыхательного и пищепроводящего путей обеспечивает их непосредственный контакт с многообразными антигенами. Причем носоглоточная миндалина первая встречается с а/г, т.к. мерцательный эпителий «мерцает» в сторону носоглотки. Непарная, расположена на своде носоглотки. Состоит из лимфоидных фолликулов и лимфоидной ткани, которая представлена в виде нескольких валиков толщиной 5-7 мм., шириной 20 мм. и длиной 25 мм. Валики и щели между ними (лакуны) располагаются в саггитальном направлении параллельно друг другу и сходятся кзади в нижнем полюсе миндалины.

Закладывается на 3 – 4 -5 месяце внутриутробного развития. У новорожденных уже хорошо выражена. Полное развитие – к 2-3 годам. Физиологическая гиперплазия происходит в возрасте 2-4 лет (рассматривается как признак усиления функциональной активности иммунокомпетентной ткани миндалины). Эволюция - в возрасте 3-5 лет за счет увеличения числа фолликулов и их гипертрофии. Инволюция – 8-9 лет.

Селезенка— периферический орган кроветворной и иммунной систем. Кроме выполнения кроветворной и защитной функций, она участвует в процессах гибели эритроцитов, вырабатывает вещества, угнетающие эритропоэз, депонирует кровь. Развитие селезенки. Закладка селезенки происходит на 5-й неделе эмбриогенеза образованием плотного скопления мезенхимы. Последняя дифференцируется в ретикулярную ткань, прорастает кровеносными сосудами, заселяется стволовыми кроветворными клетками. На 5-м месяце эмбриогенеза в селезенке отмечаются процессы миелопоэза, которые к моменту рождения сменяются лимфоцитопоэзом. Строение селезенки. Селезенка снаружи покрыта капсулой, состоящей из мезотелия, волокнистой соединительной ткани и гладких миоцитов. От капсулы внутрь отходят перекладины — трабекулы, анастомозирующие между собой. В них также есть волокнистые структуры и гладкие миоциты. Капсула и трабекулы образуют опорно-сократительный аппарат селезенки. Он составляет 5-7% объема этого органа. Между трабекулами находится пульпа (мякоть) селезенки, основу которой составляет ретикулярная ткань. Стволовые кроветворные клетки определяются в селезенке в количестве, примерно, 3,5 в 105 клеток. Различают белую и красную пульпы селезенки.

Ткани селезенки очень чувствительны к действию проникающей радиации, к интоксикациям и инфекциям. Вместе с тем они обладают высокой регенерационной способностью. Восстановление селезенки после травмы происходит в течение 3-4 недель за счет пролиферации клеток ретикулярной ткани и образования очагов лимфоидного кроветворения.

Лимфатические узлы — это органы, расположенные по ходу лимфатических сосудов. Размер их 0,5-1 см, форма — чаще округлая, овальная или бобовидная. Располагаются они обычно регионарно, группами. С выпуклой стороны узла в него входят приносящие лимфатические сосуды, а с противоположной, называемой воротами, выходят выносящие лимфатические сосуды. Кроме того, в ворота входят артерии и нервы и выходят вены. Общее число лимфатических узлов достигает 1 тыс., что составляет около 1% массы тела. Лимфатические узлы выполняют роль активного биологического фильтра, в котором задерживается и фагоцитируется до 99% всех инородных частиц и бактерий. Различают неспецифическую защитную функцию лимфатических узлов за счет элиминации микробов из лимфы и специфическую, выражающуюся в иммунном ответе на антигены. Эти органы выполняют и кроветворную функцию. Хотя стволовые клетки в них практически отсутствуют, но пролиферация лимфобластов, дифференцировка В-лимфоцитов в плазмоциты происходит. Лимфа, протекая через лимфатические узлы, обогащается лимфоцитами. Развитие лимфатических узлов. Зачатки лимфатических узлов появляются в конце 2-го - начале 3-го месяца эмбриогенеза в виде скоплений мезенхимы по ходу лимфатических сосудов. Вскоре из мезенхимы образуется ретикулярная ткань, составляющая строму органа. К концу 4-го месяца в закладки узлов вселяются лимфоциты и формируются скопления — первичные узелки без центра размножения. Одновременно появляется подразделение органа на корковое и мозговое вещество.

Строение лимфатических узлов. В лимфатическом узле имеются следующие структурные компоненты: капсула, содержащая много коллагеновых волокон (в области ворот в капсуле есть и гладкие миоциты), трабекулы — перекладины из соединительной ткани, которые, анастомозируя друг с другом, образуют каркас узла, ретикулярная ткань, заполняющая все пространство, ограниченное капсулой и трабекулами.