Кости состоят из живых клеток, белковой основы, минеральных веществ и воды. Главный белок костной ткани – коллаген, а твёрдость ей придают кристаллы минерала гидроксиапатита, содержащего кальций и фосфат. Такое сочетание делает кость одновременно прочной и в некоторой степени упругой.
Кость нельзя считать безжизненным каменным каркасом. В ней проходят кровеносные сосуды и нервы, клетки постоянно обновляют ткань, а внутри многих костей находится костный мозг.
Из чего состоит костная ткань
Основу кости называют межклеточным матриксом. Его можно условно разделить на две части:
- органическая часть, состоящая преимущественно из коллагена и других белков;
- минеральная часть, представленная главным образом кристаллами гидроксиапатита;
- вода, находящаяся в ткани и участвующая в её физических свойствах.
Коллагеновые волокна образуют гибкий каркас. Если бы кость состояла только из минеральных солей, она была бы очень твёрдой, но более хрупкой. Если бы остался только коллаген, она могла бы гнуться, но плохо выдерживала бы нагрузку. Совместная работа двух компонентов обеспечивает устойчивость к сжатию, растяжению и ударам.
Выражение «кости состоят из кальция» является упрощением. Кальций действительно важен, но он входит в состав минеральных кристаллов вместе с фосфатом. Без белкового каркаса и правильной внутренней структуры одного кальция было бы недостаточно.
Какие клетки находятся в костях
Костную ткань создают и поддерживают несколько типов клеток. Остеобласты образуют новый матрикс и помогают его минерализации. Часть из них превращается в остеоциты – зрелые клетки внутри костной ткани, реагирующие на нагрузку и участвующие в управлении обновлением.
Остеокласты разбирают старые или повреждённые участки. После этого остеобласты заполняют освободившееся место новой тканью. Такой непрерывный процесс называют ремоделированием кости.
Благодаря ремоделированию скелет приспосабливается к нагрузкам и устраняет небольшие повреждения. Этот же принцип участвует в восстановлении после травмы. Подробнее об этом рассказывает статья «Почему кости могут срастаться после перелома?».
Чем отличаются компактная и губчатая ткань
В одной кости обычно сочетаются два типа строения. Снаружи располагается плотная компактная, или кортикальная, ткань. Она формирует прочную оболочку и особенно хорошо заметна в средней части длинных костей рук и ног.
Внутри находится губчатая, или трабекулярная, ткань. Она состоит из множества тонких костных перекладин. Их расположение напоминает объёмную решётку и соответствует направлениям, по которым обычно передаётся нагрузка.
Губчатая ткань не является костным мозгом. Это именно костная решётка, а костный мозг заполняет пространства между её перекладинами и внутренние полости некоторых костей. Такая конструкция помогает сочетать прочность с относительно небольшим весом.
Что находится снаружи и внутри кости
Большую часть наружной поверхности покрывает надкостница – оболочка из соединительной ткани. В ней есть сосуды, нервные окончания и клетки, участвующие в росте и восстановлении кости. В области суставов вместо надкостницы поверхность покрыта суставным хрящом, уменьшающим трение.
Внутренние поверхности выстилает тонкая оболочка, называемая эндостом. По каналам компактной ткани проходят сосуды, снабжающие клетки кислородом и питательными веществами. Именно поэтому повреждение кости может сопровождаться кровотечением и болью.
Кость соединяется с мышцами через сухожилия и служит рычагом для движения. Скелет также защищает органы: череп окружает мозг, позвоночник – спинной мозг, а грудная клетка – сердце и лёгкие.
Для чего нужен костный мозг
Костный мозг представляет собой мягкую ткань внутри костных полостей. Красный костный мозг участвует в образовании клеток крови: эритроцитов, многих лейкоцитов и тромбоцитов. У взрослого человека он сохраняется прежде всего в губчатой ткани плоских костей, позвонков, рёбер, таза и в некоторых концах длинных костей.
Жёлтый костный мозг содержит больше жировой ткани. Соотношение красного и жёлтого мозга меняется с возрастом и может различаться в разных костях.
Костный мозг не следует путать со спинным мозгом. Спинной мозг является частью нервной системы и проходит в позвоночном канале, тогда как костный мозг находится внутри костей и выполняет другие задачи.
Почему состав кости меняется
Костная ткань обновляется в течение всей жизни. На её состояние влияют возраст, гормоны, питание, физическая нагрузка, заболевания и некоторые лекарства. Минералы скелета также участвуют в поддержании нужного уровня кальция и фосфата в организме.
Недостаток движения уменьшает полезную нагрузку на кости, а регулярная подходящая активность даёт сигнал поддерживать их прочность. Но оценивать здоровье скелета только по ощущениям нельзя. При боли, повторных переломах или подозрении на заболевание необходима медицинская оценка.
Короткий ответ
Кость – это живая сложная ткань. Коллаген придаёт ей упругость, минеральные кристаллы кальция и фосфата – твёрдость, а компактные и губчатые участки создают прочную и лёгкую конструкцию. Внутри проходят сосуды и нервы, работают костные клетки, а пространства многих костей заполнены костным мозгом.
