بافت استخوانی مهمترین بافت بدن ماست. عملکردهای زیادی را انجام می دهد. بافت استخوانی در بافت شناسی به نوعی بافت همبند اسکلتی گفته می شود که شامل بافت غضروفی نیز می شود. سلول های بافت همبند اسکلتی، از جمله استخوان، از مزانشیم رشد می کنند.
بافت همبند اسکلتی
بافت همبند اسکلتی وظایف بسیاری را انجام می دهد:
- استخوان ها ستون فقرات کل ارگانیسم هستند. اسکلت به فرد این امکان را می دهد که کاملاً از بافت های نرم تشکیل شده است، در فضا احساس اطمینان کند.
- به لطف اسکلتی که می توانیم حرکت کنیم. ماهیچه ها به استخوان ها متصل می شوند که به نوبه خود اهرم های حرکتی را تشکیل می دهند که به شما امکان انجام هر کاری را می دهد.
- انبار بسیاری از مواد معدنی در بافت استخوانی قرار دارد. بافت استخوان در متابولیسم فسفات و کلسیم نقش دارد.
- خون سازی در استخوان ها، یعنی در مغز استخوان قرمز رخ می دهد.
عملکرد بافت استخوان در بافت شناسی به صورت همزمان با عملکرد همه تعریف می شود.بافت همبند اسکلتی، اما این بافت دارای تعدادی خواص منحصر به فرد است.
ویژگی و تفاوت اصلی بافت استخوانی با سایر بافت همبند، محتوای بالای مواد معدنی آن است که ۷۰ درصد است. این استحکام استخوان ها را توضیح می دهد، زیرا ماده بین سلولی بافت همبند استخوان در حالت جامد است.
بافت های استخوانی. ترکیب شیمیایی بافت استخوان
بافت استخوان باید با مطالعه ترکیب شیمیایی آن آغاز شود. این به شما امکان می دهد خواص ویژه آن را درک کنید. محتوای مواد آلی در بافت از 10 تا 20 درصد است. آب حاوی 6٪ تا 20٪، مواد معدنی، همانطور که در بالا ذکر شد، بیشتر از همه - تا 70٪ است. عناصر اصلی ماده معدنی استخوان فسفات کلسیم و هیدروکسی آپاتیت ها هستند. همچنین سرشار از نمک های معدنی است.
ترکیب مواد آلی و معدنی بافت استخوانی استحکام، خاصیت ارتجاعی استخوان ها و توانایی آنها در تحمل بارهای سنگین را توضیح می دهد. در عین حال، محتوای بیش از حد مواد معدنی باعث شکنندگی استخوان‌ها می‌شود.
ماده بین سلولی توسط 95٪ کلاژن نوع I تشکیل می شود. مواد آلی روی فیبرهای پروتئینی تجمع می یابد. فسفوپروتئین ها به تجمع یون های کلسیم در استخوان ها کمک می کنند. پروتئوگلیکان ها اتصال کلاژن به ترکیبات معدنی را تقویت می کنند که به نوبه خود توسط آلکالین فسفاتاز و استئونکتین که باعث تحریک رشد بیشتر کریستال های معدنی می شود، به تشکیل آنها کمک می کند.
اجزای سلول
سلول های استخوانی دربافت شناسی به سه نوع استئوبلاست، استئوسیت و استئوکلاست تقسیم می شود. اجزای سلولی با یکدیگر تعامل دارند و یک سیستم یکپارچه را تشکیل می دهند.
استئوبلاست
استئوبلاست ها سلول های مکعبی و بیضی شکل با هسته ای خارج از مرکز هستند. اندازه چنین سلول هایی تقریباً 15-20 میکرون است. اندامک ها به خوبی توسعه یافته اند، EPS دانه ای و کمپلکس گلژی بیان می شوند که می تواند سنتز فعال پروتئین های صادراتی را توضیح دهد. در بافت شناسی، روی یک آماده سازی بافت استخوانی، سیتوپلاسم سلول ها به صورت بازوفیل رنگ می شود.
استئوبلاست ها روی سطح پرتوهای استخوانی در استخوان در حال ظهور قرار دارند، جایی که در استخوان های بالغ در ماده اسفنجی باقی می مانند. در استخوان های تشکیل شده، استئوبلاست ها را می توان در پریوستئوم، در اندوستئوم پوشاننده کانال مدولاری، در فضای اطراف عروقی استئون ها یافت.
استئوبلاست ها در استخوان سازی نقش دارند. به دلیل سنتز فعال و صادرات پروتئین ها، ماتریکس استخوان تشکیل می شود. به لطف آلکالین فسفاتاز، که در سلول فعال است، مواد معدنی تجمع می یابد. فراموش نکنید که استئوبلاست ها پیش ساز استئوسیت ها هستند. استئوبلاست ها وزیکول های ماتریکسی ترشح می کنند که محتویات آنها باعث تشکیل کریستال هایی از مواد معدنی در ماتریکس استخوان می شود.
استئوبلاست ها به دو دسته فعال و استراحت تقسیم می شوند. افراد فعال در استخوان سازی شرکت می کنند و اجزای ماتریکس را تولید می کنند. استئوبلاست های در حال استراحت با غشای اندوستئال از استخوان در برابر استئوکلاست ها محافظت می کنند. هنگامی که استئوبلاست های در حال استراحت می توانند فعال شوندتنظیم استخوان.
Osteocytes
استئوسیت ها سلول های بالغ بافت استخوانی هستند که به خوبی تمایز یافته اند، که یکی یکی در شکاف هایی قرار دارند که به آن حفره های استخوانی نیز می گویند. سلول های بیضی شکل با فرآیندهای متعدد. اندازه استئوسیت ها تقریباً 30 میکرون طول و تا 12 عرض دارد. هسته دراز است که در مرکز قرار دارد. کروماتین متراکم شده و توده های بزرگی را تشکیل می دهد. اندامک ها ضعیف توسعه یافته اند، که ممکن است فعالیت سنتزی کم استئوسیت ها را توضیح دهد. سلول ها توسط فرآیندهایی از طریق تماس سلولی پیوندها به یکدیگر متصل می شوند و سینسیتیوم را تشکیل می دهند. از طریق فرآیندها، تبادل مواد بین بافت استخوان و عروق خونی وجود دارد.
استئوکلاست
استئوکلاست ها بر خلاف استئوبلاست ها و استئوسیت ها از سلول های خونی منشا می گیرند. استئوسیت ها از ادغام چندین پرومونوسیت تشکیل می شوند، بنابراین برخی از نویسندگان آنها را سلول نمی دانند و آنها را به عنوان سمپلاست طبقه بندی می کنند.
از نظر ساختار، استئوکلاست ها سلول های بزرگ و کمی کشیده هستند. اندازه سلول می تواند از 60 تا 100 میکرومتر متغیر باشد. سیتوپلاسم را می توان هم به صورت اکسی فیل و هم به صورت بازوفیل رنگ آمیزی کرد، همه اینها به سن سلول ها بستگی دارد.
در یک سلول چندین ناحیه وجود دارد:
- بازال، حاوی اندامک ها و هسته های اصلی.
- حاشیه ریز پرزهای در حال نفوذ به استخوان.
- ناحیه وزیکولی حاوی آنزیم های تجزیه کننده استخوان.
- منطقه چسبندگی رنگ روشن برای تقویت تثبیت سلولی.
- منطقهجذب
استئوکلاست ها بافت استخوانی را تخریب می کنند، در بازسازی استخوان نقش دارند. تخریب ماده استخوانی یا به عبارتی تحلیل، مرحله مهمی از بازسازی است و به دنبال آن ماده جدیدی با کمک استئوبلاست ها تشکیل می شود. محلی سازی استئوکلاست ها همزمان با حضور استئوبلاست ها، در فرورفتگی های روی سطوح پرتوهای استخوانی، در اندوستئوم و پریوستوم است.
پریوستئوم
پریوستوم از استئوبلاست ها، استئوکلاست ها و سلول های استخوانی تشکیل شده است که در رشد و ترمیم استخوان نقش دارند. پریوستوم سرشار از رگ‌های خونی است که شاخه‌های آن به دور استخوان می‌پیچد و به درون ماده آن نفوذ می‌کند.
در بافت شناسی، طبقه بندی بافت استخوانی چندان گسترده نیست. پارچه ها به الیاف درشت و لایه ای تقسیم می شوند.
بافت استخوانی فیبری درشت
بافت استخوانی فیبری درشت عمدتاً قبل از تولد در کودک ایجاد می شود. در یک فرد بالغ، در بخیه های جمجمه، در آلوئول های دندانی، در گوش داخلی، در مکان هایی که تاندون ها به استخوان ها متصل هستند، باقی می ماند. بافت استخوان فیبری درشت در بافت شناسی توسط سلف لاملار تعیین می شود.
بافت شامل دسته های ضخیم به طور آشفته ای از رشته های کلاژن است که در ماتریکسی متشکل از مواد معدنی قرار دارند. در ماده بین سلولی عروق خونی نیز وجود دارد که نسبتاً ضعیف توسعه یافته اند. استئوسیت ها در ماده بین سلولی در سیستم های لکون و کانال ها قرار دارند.
بافت استخوان لاملار
همه استخوان‌های بدن بالغ، به استثنای محل اتصال تاندون‌ها و نواحی بخیه‌های جمجمه، از استخوان لایه‌ای تشکیل شده‌اند.بافت همبند.
بر خلاف بافت استخوانی فیبری درشت، تمام اجزای بافت لایه ای ساختار یافته و صفحات استخوانی را تشکیل می دهند. الیاف کلاژن در یک صفحه یک جهت دارند.
دو نوع بافت استخوانی لایه ای در بافت شناسی وجود دارد - اسفنجی و فشرده.
ماده اسفنجی
در ماده اسفنجی، صفحات به شکل ترابکول، واحدهای ساختاری ماده ترکیب می شوند. صفحات قوسی شکل به موازات یکدیگر قرار دارند و پرتوهای استخوانی بدون عروق را تشکیل می دهند. صفحات در امتداد جهت خود ترابکول ها قرار گرفته اند.
ترابکولها در زوایای مختلف به یکدیگر متصل می شوند و ساختاری سه بعدی را تشکیل می دهند. سلول های استخوانی در شکاف بین پرتوهای استخوانی قرار دارند که این ماده را متخلخل می کند و نام بافت را توضیح می دهد. سلول‌ها حاوی مغز استخوان قرمز و عروق خونی هستند که استخوان را تغذیه می‌کنند.
ماده اسفنجی در قسمت داخلی استخوان های صاف و اسفنجی، در اپی فیز و لایه های داخلی دیافیز لوله ای قرار دارد.
ماده استخوان فشرده
بافت شناسی بافت استخوانی لایه ای باید به خوبی مورد مطالعه قرار گیرد، زیرا این نوع بافت استخوانی پیچیده ترین است و حاوی عناصر مختلف بسیاری است.
صفحات استخوانی در یک ماده فشرده به صورت دایره ای مرتب شده اند، آنها در یکدیگر قرار می گیرند و یک توده متراکم را تشکیل می دهند، جایی که عملاً هیچ شکافی وجود ندارد. واحد ساختاری استئون است، تشکیل شده استصفحات استخوانی رکوردها را می توان به چند نوع تقسیم کرد.
- صفحات عمومی بیرونی. آنها مستقیماً در زیر پریوستئوم قرار دارند و کل استخوان را احاطه می کنند. در استخوان‌های اسفنجی و مسطح، ماده فشرده تنها با چنین صفحاتی قابل بیان است.
- بشقاب های Osteon. این نوع صفحه استئون ها را تشکیل می دهد، صفحات متحدالمرکزی که در اطراف عروق قرار دارند. استئون عنصر اصلی ماده فشرده دیافیزها در استخوان های لوله ای است.
- صفحات درونی، که بقایای صفحات در حال پوسیدگی هستند.
- لاملاهای عمومی داخلی کانال مدولاری را با مغز زرد احاطه کرده اند.
ماده فشرده در لایه سطحی استخوان‌های مسطح و اسفنجی، در دیافیز و لایه‌های سطحی اپی‌فیز استخوان‌های لوله‌ای قرار دارد.
استخوان با پریوستوم پوشیده شده است که حاوی سلول های کامبیال است که به لطف آن استخوان ضخامت رشد می کند. پریوستوم همچنین حاوی استئوبلاست و استئوکلاست است.
زیر پریوستوم یک لایه از صفحات عمومی بیرونی قرار دارد.
در مرکز استخوان لوله ای حفره مدولاری قرار دارد که با اندوستئوم پوشیده شده است. Endost با صفحات عمومی داخلی پوشیده شده است و آن را در یک حلقه محصور می کند. ترابکول های ماده اسفنجی ممکن است در مجاورت حفره مدولاری قرار گیرند، بنابراین در برخی مکان ها ممکن است صفحات کمتر مشخص شوند.
بین لایه بیرونی و داخلی صفحات عمومی، لایه استئون استخوان قرار دارد. در مرکز هر استخوان یک کانال هاورسی با یک رگ خونی قرار دارد. کانال های هاورسی توسط کانال های عرضی Volkmann با یکدیگر ارتباط برقرار می کنند.فضای بین صفحات و عروق اطراف عروق نامیده می شود، رگ با بافت همبند شل پوشیده شده است، و فضای اطراف عروقی حاوی سلول هایی شبیه به پریوستئوم است. کانال توسط لایه هایی از صفحات استئون احاطه شده است. به نوبه خود، استئون ها توسط یک خط جذب از یکدیگر جدا می شوند که اغلب به آن شکاف می گویند. همچنین بین استئون ها صفحات درونی وجود دارد که مواد باقیمانده استئون ها هستند.
شکاف های استخوانی با استئوسیت های محصور در آنها بین صفحات استئون قرار دارند. فرآیندهای استئوسیت‌ها لوله‌هایی را تشکیل می‌دهند که از طریق آنها مواد مغذی به استخوان‌های عمود بر صفحات منتقل می‌شوند.
رشته های کلاژن دیدن کانال ها و حفره های استخوانی را در زیر میکروسکوپ ممکن می کند، زیرا نواحی پوشیده از کلاژن به رنگ قهوه ای رنگ می شوند.
در بافت شناسی آماده سازی، بافت استخوانی لایه بر اساس Schmorl رنگ آمیزی می شود.
استوژنز
استوژنز یا مستقیم یا غیرمستقیم است. رشد مستقیم از مزانشیم، از سلول های بافت همبند انجام می شود. غیر مستقیم - از سلول های غضروف. در بافت شناسی، استخوان سازی مستقیم بافت استخوان قبل از غیرمستقیم در نظر گرفته می شود، زیرا مکانیزم ساده تر و قدیمی تر است.
استوژنز مستقیم
استخوان های جمجمه، استخوان های کوچک دست و سایر استخوان های صاف از بافت همبند ایجاد می شوند. در شکل گیری استخوان ها از این طریق می توان چهار مرحله را تشخیص داد
- تشکیل پریموردیوم اسکلتی. در ماه اول، سلول های بنیادی استرومایی از سومیت ها وارد مزانشیم می شوند. تکثیر سلول ها، غنی سازی بافت با عروق وجود دارد.تحت تأثیر فاکتورهای رشد، سلول ها تا 50 قطعه را تشکیل می دهند. سلول ها پروتئین ترشح می کنند، تکثیر می شوند و رشد می کنند. در سلولهای استرومایی بنیادی، فرآیند تمایز شروع می‌شود و به سلولهای پیش ساز استخوانی تبدیل می‌شوند.
- مرحله استوئیدی. در سلول های استخوانی، سنتز پروتئین و تجمع گلیکوژن رخ می دهد، اندامک ها بزرگتر می شوند، آنها فعال تر عمل می کنند. سلول های استئووژنیک کلاژن و سایر پروتئین ها مانند پروتئین مورفوژنتیک استخوان را سنتز می کنند. با گذشت زمان، سلول ها شروع به تکثیر کمتر می کنند و به استئوبلاست ها تمایز می یابند. استئوبلاست ها در تشکیل ماده بین سلولی، فقیر از نظر مواد معدنی و غنی از مواد آلی، استوئید نقش دارند. در این مرحله است که استئوسیت ها و استئوکلاست ها ظاهر می شوند.
- کانی سازی استوئیدی. استئوبلاست ها نیز در این فرآیند نقش دارند. آلکالن فسفاتاز در آنها شروع به کار می کند که فعالیت آن به تجمع مواد معدنی کمک می کند. وزیکول های ماتریکس پر از پروتئین استئوکلسین و کلسیم فسفات در سیتوپلاسم ظاهر می شوند. مواد معدنی به دلیل استئوکلسین به کلاژن می چسبند. ترابکول ها افزایش می یابند و با اتصال به یکدیگر شبکه ای را تشکیل می دهند که در آن مزانشیم و عروق هنوز باقی مانده اند. بافت حاصل را بافت غشایی اولیه می نامند. بافت استخوانی فیبر درشت است و استخوان اسفنجی اولیه را تشکیل می دهد. در این مرحله پریوستئوم از مزانشیم تشکیل می شود. سلول‌ها در نزدیکی رگ‌های خونی پریوستوم ظاهر می‌شوند که سپس در رشد و بازسازی استخوان شرکت می‌کنند.
- تشکیل صفحات استخوانی. در این مرحله وجود داردجایگزینی بافت استخوان غشایی اولیه با لایه ای. استئون ها شروع به پر کردن شکاف بین ترابکول ها می کنند. استئوکلاست ها از رگ های خونی وارد استخوان می شوند که حفره هایی در آن ایجاد می کنند. این استئوکلاست ها هستند که حفره ای برای مغز استخوان ایجاد می کنند و بر شکل استخوان تاثیر می گذارند.
استوژنز غیرمستقیم
استئووژنز غیرمستقیم در طول رشد استخوان های لوله ای و اسفنجی رخ می دهد. برای درک تمام مکانیسم های استخوان زایی، باید در بافت شناسی بافت های همبند غضروف و استخوان به خوبی آشنا باشید.
کل فرآیند را می توان به سه مرحله تقسیم کرد:
- تشکیل مدل غضروف. در دیافیز سلولهای غضروفی دچار کمبود مواد مغذی شده و تاول می زنند. وزیکول های ماتریکس آزاد شده منجر به کلسیفیکاسیون بافت غضروفی می شود. در بافت شناسی، غضروف و بافت استخوانی به هم مرتبط هستند. آنها شروع به جایگزینی یکدیگر می کنند. پریکندریوم به پریوستئوم تبدیل می شود. سلول های غضروفی استخوانی می شوند که به نوبه خود تبدیل به استئوبلاست می شوند.
- تشکیل استخوان اسفنجی اولیه. بافت همبند فیبری ناهموار به جای مدل غضروفی ظاهر می شود. یک حلقه استخوانی پریکندرال، یک کاف استخوانی نیز تشکیل می‌شود، جایی که استئوبلاست‌ها ترابکولها را درست در محل دیافیز تشکیل می‌دهند. با توجه به ظاهر یک کاف استخوانی، تغذیه غضروف غیرممکن می شود و سلول های غضروفی شروع به مرگ می کنند. غضروف و بافت استخوان در بافت شناسی بسیار به هم مرتبط هستند. پس از مرگ سلولهای غضروفی، استئوکلاست‌ها کانال‌هایی را از حاشیه استخوان تا عمق دیافیز تشکیل می‌دهند که در امتداد آنها استئوبلاست‌ها، سلولهای استخوان‌ساز و رگ‌های خونی حرکت می‌کنند.استخوان سازی اندوکندرال شروع می شود و در نهایت به اپی فیزیال تبدیل می شود.
- بازسازی پارچه. بافت فیبری درشت اولیه به تدریج به لایه ای تبدیل می شود.
رشد و توسعه بافت استخوان
رشد استخوان در انسان تا 20 سال پیش می رود. استخوان به دلیل پریوستئوم از نظر عرض و به دلیل صفحه رشد متاپیفیزیال از نظر طول رشد می کند. در صفحه metaepiphyseal می توان ناحیه غضروف در حال استراحت، ناحیه غضروف ستونی، ناحیه غضروف تاولی و ناحیه غضروف کلسیفیه را تشخیص داد.
عوامل زیادی بر رشد و تکامل استخوان تاثیر می گذارند. اینها می توانند عوامل محیط داخلی، عوامل محیطی، کمبود یا بیش از حد برخی مواد باشند.
رشد با تحلیل بافت قدیمی و جایگزینی آن با بافت جوان جدید همراه است. در دوران کودکی، استخوان ها بسیار فعال رشد می کنند.
رشد استخوان تحت تأثیر هورمون‌های زیادی است. به عنوان مثال، سوماتوتروپین رشد استخوان را تحریک می کند، اما با بیش از حد آن، آکرومگالی ممکن است رخ دهد، با کمبود - کوتولگی. انسولین برای رشد مناسب سلول های استخوانی و استرومایی بنیادی ضروری است. هورمون های جنسی نیز بر رشد استخوان ها تأثیر می گذارند. افزایش محتوای آنها در سنین پایین می تواند منجر به کوتاه شدن استخوان ها به دلیل استخوانی شدن زودهنگام صفحه متای فیزیال شود. کاهش محتوای آنها در بزرگسالی می تواند منجر به پوکی استخوان، افزایش شکنندگی استخوان شود. هورمون تیروئید کلسیتونین منجر به فعال شدن استئوبلاست ها می شود، پاراتیرین تعداد استئوکلاست ها را افزایش می دهد. تیروکسین بر مراکز استخوان سازی، هورمون های غدد فوق کلیوی - فرآیندهای بازسازی تأثیر می گذارد.
رشد استخوان داردبر برخی ویتامین ها نیز تأثیر می گذارد. ویتامین C باعث تقویت سنتز کلاژن می شود. با هیپوویتامینوز، کاهش سرعت بازسازی بافت استخوانی قابل مشاهده است، بافت شناسی در چنین فرآیندهایی می تواند به کشف علل بیماری کمک کند. ویتامین A استخوان سازی را تسریع می کند، باید مراقب باشید، زیرا با هیپرویتامینوز، حفره های استخوانی باریک می شود. ویتامین D به بدن کمک می کند تا کلسیم را جذب کند، با بری بری، استخوان ها خم می شوند. در عین حال، بافت استخوان پلاستیکی تشکیل شده در بافت شناسی با اصطلاح استئومالاسی همراه است و چنین علائمی نیز مشخصه راشیتیسم در کودکان است.
تغییر شکل دادن استخوان
در فرآیند بازسازی، بافت همبند فیبری درشت با بافت لایه ای جایگزین می شود، ماده استخوانی تجدید می شود و محتوای مواد معدنی تنظیم می شود. به طور متوسط، 8 درصد از ماده استخوانی در سال تجدید می شود و بافت اسفنجی 5 برابر بیشتر از بافت لایه ای تجدید می شود. در بافت شناسی بافت استخوان، توجه ویژه ای به مکانیسم های بازسازی استخوان می شود.
بازسازی شامل تحلیل، تخریب بافت و استخوان زایی است. با افزایش سن، تحلیل ممکن است غالب شود. این امر پوکی استخوان در افراد مسن را توضیح می دهد.
فرایند بازسازی شامل چهار مرحله است: فعال‌سازی، جذب، بازگشت و تشکیل.
بازسازی بافت استخوانی در بافت شناسی نوعی بازسازی استخوان محسوب می شود. این فرآیند بسیار مهم است اما مهمتر از همه اینکه با دانستن عوامل موثر بر روند بازسازی می توانیم آن را تسریع کنیم که در صورت شکستگی استخوان بسیار مهم است.
دانش بافت شناسی، بافت استخوان انسان هم برای پزشکان و هم برای افراد عادی مفید است. درک برخی مکانیسم ها می تواند حتی در کارهای روزمره، به عنوان مثال، در درمان شکستگی ها، در پیشگیری از آسیب ها کمک کند. ساختار بافت استخوان در بافت شناسی به خوبی مورد مطالعه قرار گرفته است. اما هنوز، بافت استخوانی هنوز به طور کامل کشف نشده است.
