Oase, un țesut conjunctiv dens, caracteristic doar vertebratelor. Oasele oferă un suport structural al corpului, datorită faptului că corpul își păstrează forma și dimensiunea generală. Localizarea unor oase este de așa natură încât acestea servesc ca o protecție pentru țesuturi și organe moi, de exemplu creierul, și rezistă atacului prădătorilor incapabili de a sparge o coajă solidă de pradă. Oasele dau rezistență și rigiditate membrelor și servesc ca un loc pentru atașarea mușchilor, permițând membrelor să acționeze ca pârghii în funcția lor importantă de localizare și căutarea alimentelor. În cele din urmă, datorită conținutului ridicat de depozite minerale, oasele sunt o rezervă de substanțe anorganice, pe care le depozitează și, dacă este necesar, consumă; această funcție este extrem de importantă pentru menținerea unui echilibru de calciu în sânge și în alte țesuturi. Cu o creștere bruscă a nevoii de calciu în unele organe și țesuturi, oasele pot deveni o sursă de reaprovizionare; Astfel, la unele păsări calciul necesar pentru formarea cochililor de coajă de ouă provine din schelet.
Antichitatea sistemului osos. Oase prezente în scheletul cele mai timpurii vertebrate fosile cunoscute - blindată perioada Ordovician jawless (în urmă cu aproximativ 500 milioane ani ..). În aceste creaturi asemănătoare cu peștii, oasele au servit la formarea rândurilor de plăci exterioare care protejează corpul; unii dintre ei aveau în plus un schelet intern al capului, dar nu existau alte elemente ale scheletului osos intern. Dintre vertebratele moderne, există grupuri caracterizate prin absența completă sau aproape completă a oaselor. Cu toate acestea, pentru cele mai multe dintre ele se cunoaște prezența schelet în trecut, și lipsa de oase în forme moderne - o consecință a reducerii (pierdere) în cursul evoluției. De exemplu, toate tipurile de rechini osoase moderne sunt absente și înlocuit cu cartilaj (o cantitate foarte mică de os poate fi la baza scalelor și la nivelul coloanei vertebrale, constând în principal din cartilaj), dar mulți dintre strămoșii lor, acum disparute, a fost dezvoltarea scheletului.
Funcția inițială a oaselor nu a fost încă stabilită cu exactitate. Judecând prin faptul că majoritatea din vertebratele antice erau situate pe sau lângă suprafața corpului, este puțin probabil ca această funcție să fie cea de susținere. Unii cercetători cred că funcția inițială a osului era de a proteja cele mai vechi carnivore fără armură de la prădătorii nevertebrate mari, de exemplu, rakoskorpions (eurypterids); cu alte cuvinte, scheletul exterior a jucat rolul de armura literalmente. Nu toți cercetătorii împărtășesc această viziune. O altă funcție a osului în cele mai vechi vertebrate ar putea fi menținerea echilibrului calciului în organism, după cum se observă și în multe vertebrate moderne.
Substanța osoasă intercelulară. Majoritatea oaselor constau din celule osoase (osteocite) împrăștiate într-o substanță osoasă densă intercelulară produsă de celule. Celulele ocupă doar o mică parte din volumul total de os, iar unele vertebrate adulte, în special în pești, ei mor după ce a contribui la crearea substanței intercelulare, și, prin urmare, absentă în os matur.
Spațiul intercelular al osului este umplut cu o substanță de două tipuri de bază - organică și minerală. Masa organică - rezultatul activității celulelor - constă în principal în proteine (inclusiv fibrele de colagen care formează legături), carbohidrați și lipide (grăsimi). În mod normal, majoritatea componentelor organice ale substanței osoase este colagenul; la unele animale ocupă mai mult de 90% din volumul de substanță osoasă. Componenta anorganică este în principal reprezentată de fosfat de calciu. În cursul formării normale a oaselor, calciul și fosfatul intră în țesutul osos în curs de dezvoltare din sânge și sunt depuse pe suprafață și în grosimea osului împreună cu componentele organice produse de celulele osoase.
Cele mai multe informații despre modificările compoziției osoase în timpul creșterii și îmbătrânirii se obțin în studiul mamiferelor. Aceste vertebrate, valoarea absolută a componentei organice este mai mult sau mai puțin constantă pe tot parcursul vieții, în timp ce mineral (anorganic) componente crește odată cu vârsta, iar în organismul adult și reprezintă aproape 65% din greutatea uscată a întregului schelet.
Proprietățile fizice ale oaselor corespund bine funcției de protecție și susținere a corpului. Osul trebuie să fie ferm și rigid și în același timp suficient de elastic pentru a nu se rupe în condiții normale de viață. Aceste proprietăți sunt furnizate de substanța osoasă intercelulară; contribuția celulelor osoase este nesemnificativă. Rigiditatea, adică capacitatea de a rezista la îndoire, întindere sau stoarcere este asigurată de o componentă organică, în primul rând colagen; Acesta din urmă oferă oase și elasticitate - o proprietate care permite restabilirea formei și a lungimii originale în cazul unei deformări ușoare (îndoire sau răsucire). Componenta anorganică a substanței intercelulare, fosfatul de calciu, contribuie, de asemenea, la rigiditatea osoasă, dar îi conferă în principal fermitate; dacă fosfatul de calciu este îndepărtat din os prin tratament special, acesta își va păstra forma, dar va pierde o cantitate semnificativă de duritate. Duritatea este o calitate importantă a osului, dar, din nefericire, face osul predispus la fracturi sub sarcină excesivă.
Clasificarea oaselor. Structura oaselor variază semnificativ atât în diferite organisme, cât și în diferite părți ale corpului unui organism. Oasele pot fi clasificate după densitatea lor. In multe parti ale scheletului (în special, în epifiza oaselor lungi), în special în scheletul embrionului, tesutul osos are o mulțime de cavități și canale pline cu vasele de țesut și sânge conjunctiv în vrac, și arată ca o rețea de grinzi și lonjeroane, care seamănă cu structura podului metalic. Osul format de un astfel de țesut osos se numește spongios. Pe măsură ce creșterea organismului porțiune semnificativă a spațiului ocupat de vase largi de țesut și sânge conjunctiv umplut cu substanță osoasă suplimentare, ceea ce duce la creșterea densității osoase. Acest tip de os cu canale înguste relativ reduse se numește compact sau dens.
Oasele unui organism adult constau dintr-o substanță densă, compactă, situată pe periferie, și burete, situat în centru. Raportul acestor straturi în oasele de diferite tipuri este diferit. Astfel, în oasele spongioase, grosimea unui strat compact este foarte mică, iar volumul este ocupat de o substanță spongioasă.
Oasele pot fi, de asemenea, clasificate în funcție de cantitatea și localizarea relative a celulelor osoase în substanța intercelulară și de orientarea grinzilor de colagen, care constituie o parte semnificativă a acestei substanțe. În oasele tubulare, fasciculele de fibre de colagen se intersectează într-o varietate de direcții, iar celulele osoase sunt distribuite mai mult sau mai puțin aleator prin substanța intercelulară. Oasele plate au o organizare spațială mai ordonată: ele constau din straturi succesive (plăci). În diferite părți ale unui singur strat, fibrele de colagen sunt în general orientate într-o direcție, dar în straturile învecinate pot fi diferite. În oasele plate, există mai puține celule osoase decât celulele tubulare și pot fi găsite atât în interiorul straturilor cât și între ele. Oasele osteonului, ca și cele plate, au o structură stratificată, însă straturile lor sunt inele concentrice în jurul unor înguste, așa-numite. Canalele Havers, prin care trece vasele de sânge. Se formează straturi, începând cu exteriorul, iar inelele se reduc treptat, reducând diametrul canalului. Canalul Havers și straturile înconjurătoare se numesc sistemul Havers sau osteonul. Oasele osteonice se formează de obicei în timpul tranziției substanței osoase spongioase într-o formă compactă.
Membranele de suprafață și măduva osoasă. Cu excepția cazurilor în care spațiate strâns contact de os în comun și acoperite cu cartilaj, suprafețele exterioare și interioare ale oaselor sunt căptușite cu o membrană densă, care este vital pentru funcționarea și siguranța oaselor. membrana exterioara numita periost sau periost (din peri grecești -. În jurul, osteon - os) și cu care se confruntă interior în cavitatea osului, - periostul sau endosteum interior (de la eondon greacă -. În). Periostul este compus din două straturi: stratul fibros exterior (conjunctiv), care nu este numai teaca protectoare elastic, ci și locul de fixare a ligamentelor si tendoanelor; și un strat interior care asigură o creștere a grosimii osoase. Endostul este important pentru repararea oaselor și este într-o anumită măsură similar cu stratul interior al periostului; conține celule care asigură atât creșterea, cât și resorbția osoasă.
În adâncurile multor oase, în special în oase ale membrelor, vertebre, coaste si oasele pelviene este măduva osoasă, care este principala sursă de celule sanguine din organism. În perioada embrionară și imediat după naștere în multe vertebrate, inclusiv mamifere, măduvă osoasă (roșu) conține aproape toate oasele și este foarte bogat in celule hematopoietice. Cu vârsta, activitatea hematopoietică a măduvei osoase este redusă, iar componenta principală sunt celulele grase (măduva osoasă galbenă).
Elemente celulare și dezvoltarea osoasă. De-a lungul vieții animalelor, osul este reînnoit în mod constant. Multe oase, în special cele care se formează în stadiile incipiente ale dezvoltării, se formează din celule mezenchimale nespecializate - sursa tuturor tipurilor de țesut conjunctiv. In domeniul grupei osoase celule mezenchimale diferenția treptat viitoare localizare de pornire produc în mod activ și secretă oase substanță organică intercelulară component; aceste celule sunt numite osteoblaste. După formarea componentei organice, calcificarea calciului începe - depunerea fosfatului de calciu. La o etapă ulterioară, osteoblastele devin celule osoase mature - osteocite. Funcția principală a osteocitelor este menținerea nivelului necesar de calcificare tisulară. În modul descris, așa-numitul. oasele primare, de exemplu parietale și frontale. Formarea tubulare și a altor oase (secundar), care are loc în etapele ulterioare ale dezvoltării fetale, are loc în mod diferit: primul format în creștere model de cartilaj viitoarelor oase, și apoi cu dezvoltarea fătului, precum și după naștere, cartilajului este înlocuit treptat cu tesut osos. Resorbția țesutului osos este asigurată de osteoclaste - un tip special de macrofage osoase care se dezvoltă din monocite din sânge. Osteoclastele produc enzime care dizolvă în mod eficient și distrug substanța osoasă.
Reconstruiți osul. Aproape toate oasele din procesul de creștere a animalului își schimbă forma, care se realizează prin construirea unui os într-un singur loc și distrugerea acestuia în altul. De exemplu, oasele membre cresc nu numai în lungime, dar și în lățime. Periostul este sursa osteoblastelor, oferind depunerea de os la suprafața exterioară, în timp ce osteoclastele descompun endosteum și rezolvă osoase, extinzându-se astfel cavitatea medulară. Chiar și în absența creșterii totale, țesutul osos este restructurat în mod constant: țesutul osos vechi se dizolvă și se înlocuiește cu unul nou. La câini, de exemplu, până la 10% din țesutul osos este înlocuit în fiecare an.
Reconstrucția osului apare în mod regulat ca răspuns la schimbările funcționale, de exemplu, cu creșterea osului în acele zone în care presiunea este crescută datorită greutății; joacă, de asemenea, un rol principal în restabilirea osului după traumatism, în special cu fracturi, atunci când vindecarea primară a plăgii este urmată de o reorganizare care restaurează treptat forma originală a osului.
Sursa de sânge este crucială în formarea osului. Diferențierea celulelor mezenchimale în osteoblaste apare numai în prezența fluxului sanguin capilar; Mesenchimul lipsit de capilare este transformat în celule care produc țesut cartilaginos. Datorită faptului că osul (în special, osteonul) este adesea depus în jurul vaselor de sânge, acestea determină formarea structurii țesuturilor tridimensionale a multor oase ale scheletului.
Boala. Bolile osoase pot întrerupe toate cele trei procese majore care însoțesc creșterea și reconstrucția osoasă: dezvoltarea osteoblastelor bazei osoase organice; calcificarea bazei osoase; resorbția osoasă prin osteoclaste. Scurva afectează o varietate de țesuturi conjunctive, inclusiv afectează creșterea osului, perturbând producerea de colagen - o componentă organică a țesutului osos. Deoarece calcificarea nu este direct afectată în acest caz, apare o limpede excesivă a unei mici cantități de materie organică produsă. Creșterea osului se oprește aproape complet, devine foarte fragilă. În schimb, cu rahitismul (care sunt afectați de copii) și osteomalacia (boli adulte), calcificarea este afectată semnificativ. Osteoblastele produc colagen, dar nu sunt calcificate datorită conținutului scăzut de fosfat de calciu dizolvat în sânge. Simptomele ambelor boli includ deformarea oaselor și înmuierea generală a țesutului osos. O altă leziune obișnuită a țesutului osos este osteoporoza, care apare adesea la vârstnici. În această boală, raportul dintre componentele organice și minerale ale substanței osoase nu se schimbă, dar activitatea crescută a osteoclastelor conduce la faptul că resorbția osoasă este mai intensă decât formarea ei. Oasele afectate de osteoporoză devin treptat subțiri și devin slabe și predispuse la fracturi. Aceste efecte sunt deosebit de frecvente în cazul osteoporozei coloanei vertebrale.
Alte știri corelate:
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: