Костная ткань: структура и функция

Костная ткань как самостоятельная система начала формироваться примерно около 450 млн. лет назад, когда появились самые древние позвоночные щитковые из группы рыбообразных. Плацентарные млекопитающие возникли лишь в кайнозойскую эру - 65 млн. лет до новой эры, а человекообразные обезьяны и человек прямоходящий - 1-5 млн. лет назад (Грант, 1991). Именно тогда были заложены практически все общебиологические особенности костно-мышечного аппарата, связанные с прямохождением.

В связи с этим, при экспериментальном моделировании биомеханических, патологических и физиологических состояний костной ткани необходимо использовать комплексный подход на разных видах животных, которые в силу своего эволюционного развития существенно отличаются от человека по морфофункциональным параметрам и, следовательно, по реакции тканей на имплантируемые материалы. Поэтому при экспериментальном изучении роста костей, регенерации костной ткани при переломах, свойства имплантируемых биоматериалов у различных животных могут иметь принципиальные различия, которые при недостаточно корректном обобщении способны привести исследователя к неправильным выводам и заключениям. Кроме того, без знаний о структуре и функции кости, о закономерностях ее роста трудно понять проблему биосовместимости, процессы биодеградации материалов, и рассматривать вопросы обеспечения оптимальных биомеханических характеристик имплантируемых устройств, используемых, например, при эндопротезировании или остеосинтезе.

Скелет взрослых людей содержит более 200 костей с общей массой около 18% от веса тела (Касавина, Торбенко, 1979).

Как известно, костная ткань относится, наряду с хрящевой, к типу скелетной ткани организма мезенхимального происхождения, выполняющей многочисленные функции, среди которых в первую очередь можно выделить:

1. биомеханическую (локомоторную, опорно-двигательную);
2. защитную (механическая защита головного мозга, сосудов, нервов, внутренних органов и т.п.);
3. кроветворную (внутри костной ткани располагаются очаги гемо- и лимфопоэза);
4. депо минеральных веществ и ростовых факторов, активных биомолекул (кальций, магний, фосфор; лимонная кислота, морфогенетический костный белок, интерлейкины и др.);
5. метаболическую (участие в обмене веществ, микроэлементов, гормонов, биоактивных веществ, пептидов, липидов и т.п.);
6. регенераторную и репарационную;
7. морфообразующую;
8. сенсорную.

 

А.В. Карпов, В.П. Шахов
Системы внешней фиксации и регуляторные механизмы оптимальной биомеханики