Benvävnad är den viktigaste vävnaden i vår kropp. Den utför många funktioner. Benvävnad i histologi kallas en typ av skelettbindväv, som även innefattar broskvävnad. Celler av skelettbindväv, inklusive ben, utvecklas från mesenkymet.
Skelettbindväv
Skelettbindväv utför många funktioner:
- Ben är ryggraden i hela organismen. Skelettet gör att en person, som helt består av mjuka vävnader, kan känna sig trygg i rymden.
- Tack vare skelettet kan vi flytta. Muskler är fästa vid ben, som i sin tur bildar rörelsespakar som gör att du kan utföra vilken åtgärd som helst.
- Depån av många mineraler finns i benvävnaden. Benvävnad är involverad i metabolismen av fosfat och kalcium.
- Hematopoiesis förekommer i benen, nämligen i den röda benmärgen.
Benvävnadens funktioner i histologi definieras som att de sammanfaller med funktionerna hos allaskelettbindväv, men denna vävnad har ett antal unika egenskaper.
Den huvudsakliga egenskapen och skillnaden mellan benvävnad och annan bindväv är dess höga innehåll av mineraler, vilket är 70 %. Detta förklarar benens styrka, eftersom den intercellulära substansen i benbindväven är i fast tillstånd.
Benvävnader. Den kemiska sammansättningen av benvävnad
Benvävnad måste börja med att studera dess kemiska sammansättning. Detta gör att du kan förstå dess speciella egenskaper. Innehållet av organiska ämnen i vävnaden är från 10 till 20%. Vatten innehåller från 6% till 20%, mineraler, som nämnts ovan, mest av allt - upp till 70%. Huvudelementen i mineralsubstansen i benet är kalciumfosfat och hydroxiapatiter. Även hög i minerals alter.
Kombinationen av organiska och oorganiska ämnen i benvävnad förklarar benens styrka, elasticitet och deras förmåga att motstå tunga belastningar. Samtidigt gör för hög mineralh alt benen betydligt sköra.
Den intercellulära substansen bildas av 95 % typ I-kollagen. Organiskt material ansamlas på proteinfibrer. Fosfoproteiner bidrar till ackumuleringen av kalciumjoner i benen. Proteoglykaner främjar bindningen av kollagen till mineralföreningar, vars bildning i sin tur understöds av alkaliskt fosfatas och osteonektin, vilket stimulerar ytterligare tillväxt av oorganiska kristaller.
Cellkomponenter
Benceller inHistologi delas in i tre typer: osteoblaster, osteocyter och osteoklaster. Cellulära komponenter interagerar med varandra och bildar ett integrerat system.
Osteoblasts
Osteoblaster är kubiska, ovala celler med en excentriskt placerad kärna. Storleken på sådana celler är ungefär 15-20 mikron. Organeller är välutvecklade, granulär EPS och Golgi-komplexet uttrycks, vilket kan förklara den aktiva syntesen av exporterade proteiner. I histologi, på ett benvävnadspreparat, färgas cellernas cytoplasma basofilt.
Osteoblaster är lokaliserade på ytan av benstrålarna i det framträdande benet, där de förblir i mogna ben i den svampiga substansen. I bildade ben kan osteoblaster finnas i periosteum, i endosteum som täcker märgkanalen, i det perivaskulära utrymmet hos osteoner.
Osteoblaster är involverade i osteogenes. På grund av den aktiva syntesen och exporten av proteiner bildas en benmatris. Tack vare alkaliskt fosfatas, som är aktivt i cellen, sker en ansamling av mineraler. Glöm inte att osteoblaster är föregångare till osteocyter. Osteoblaster utsöndrar matrisvesiklar, vars innehåll utlöser bildandet av kristaller från mineraler i benmatrisen.
Osteoblaster delas in i aktiva och vilande. Aktiva deltar i osteogenes och producerar matriskomponenter. Vilande osteoblaster med endoste alt membran skyddar ben från osteoklaster. Vilande osteoblaster kan aktiveras närbenjustering.
Osteocytes
Osteocyter är mogna, väldifferentierade benvävnadsceller, belägna en i taget i luckor, även kallade benhålor. Ovalformade celler med många processer. Storleken på osteocyter är cirka 30 mikron långa och upp till 12 i bredd. Kärnan är långsträckt, belägen i mitten. Kromatin kondenseras och bildar stora klumpar. Organeller är dåligt utvecklade, vilket kan förklara osteocyternas låga syntetiska aktivitet. Celler är anslutna till varandra genom processer genom cellkontakter av nexus, bildar syncytium. Genom processerna sker ett utbyte av ämnen mellan benvävnad och blodkärl.
Osteoklaster
Osteoklaster, till skillnad från osteoblaster och osteocyter, härstammar från blodkroppar. Osteocyter bildas genom fusion av flera promonocyter, så vissa författare betraktar dem inte som celler och klassificerar dem som symplaster.
Osteoklaster är till sin struktur stora, lätt långsträckta celler. Cellstorleken kan variera från 60 till 100 µm. Cytoplasman kan färgas både oxifilt och basofilt, allt beror på cellernas ålder.
Det finns flera zoner i en cell:
- Basal, som innehåller de viktigaste organellerna och kärnorna.
- Ruffig kant av mikrovilli som penetrerar benet.
- Vesikulär zon som innehåller bennedbrytande enzymer.
- Ljusfärgad vidhäftningszon för att främja cellfixering.
- Zonresorption
Osteoklaster förstör benvävnad, är involverade i benombyggnad. Förstörelsen av bensubstansen, eller med andra ord resorptionen, är ett viktigt steg i omstruktureringen, följt av bildandet av ett nytt ämne med hjälp av osteoblaster. Lokalisering av osteoklaster sammanfaller med förekomsten av osteoblaster, i fördjupningar på benbalkarnas ytor, i endosteum och periosteum.
Periosteum
Bhinnhinnan består av osteoblaster, osteoklaster och osteogena celler som är involverade i bentillväxt och -reparation. Benhinnan är rik på blodkärl, vars grenar sveper sig runt benet och tränger in i dess substans.
Inom histologin är klassificeringen av benvävnad inte särskilt omfattande. Tyger delas in i grova fibrer och lamellartade.
Grov fibrös benvävnad
Grov fibrös benvävnad förekommer främst hos ett barn före födseln. Hos en vuxen sitter den kvar i skallens suturer, i dentalalveolerna, i innerörat, på de ställen där senor är fästa vid benen. Grovfibrös benvävnad i histologi bestäms av föregångaren till lamellär.
Tissue består av kaotiskt arrangerade tjocka buntar av kollagenfibrer, som ligger i en matris bestående av oorganiska ämnen. I den intercellulära substansen finns även blodkärl, som är ganska dåligt utvecklade. Osteocyter finns i den intercellulära substansen i systemen av lakuner och kanaler.
Lamellär benvävnad
Alla ben i den vuxna kroppen, med undantag för fästplatserna för senor och områden med kranialsuturer, består av lamellärt benbindväv.
Till skillnad från grov fibrös benvävnad är alla komponenter i lamellär vävnad strukturerade och bildar benplattor. Kollagenfibrer i en platta har en riktning.
Det finns två varianter av lamellär benvävnad inom histologin - svampig och kompakt.
Svampig materia
I det svampiga ämnet kombineras plattorna till trabeculae, ämnets strukturella enheter. Bågformade plattor ligger parallellt med varandra och bildar avaskulära benstrålar. Plattorna är orienterade i riktningen för själva trabeculae.
Trabeculae är förbundna med varandra i olika vinklar och bildar en tredimensionell struktur. Benceller finns i mellanrummen mellan benstrålarna, vilket gör detta ämne poröst, vilket förklarar vävnadens namn. Cellerna innehåller röd benmärg och blodkärl som matar benet.
Svampig substans finns i den inre delen av de platta och svampiga benen, i epifyserna och de inre lagren av den tubulära diafysen.
Kompakt benmaterial
Histologin för lamellär benvävnad bör studeras väl, eftersom det är denna typ av benvävnad som är den mest komplexa och innehåller många olika element.
Benplattor i en kompakt substans är anordnade i en cirkel, de sätts in i varandra och bildar en tät hög, där det praktiskt taget inga luckor finns. Den strukturella enheten är osteon, bildadbenplattor. Poster kan delas in i flera typer.
- Yttre allmänna plattor. De är belägna direkt under periosteum, omsluter hela benet. I svampiga och platta ben kan kompakt substans endast uttryckas av sådana plattor.
- Osteonplattor. Denna typ av plattor bildar osteoner, koncentriska plattor som ligger runt kärlen. Osteon är huvudelementet i den kompakta substansen av diafyserna i tubulära ben.
- Infällda plåtar, som är rester av ruttnande plåtar.
- Interna allmänna lameller omger märgkanalen med gul märg.
Den kompakta substansen är lokaliserad i ytskiktet av platta och svampiga ben, i diafysen och ytliga skikt av epifysen hos tubulära ben.
Benet är täckt med periosteum, som innehåller kambiaceller, tack vare vilka benet växer i tjocklek. Periosteum innehåller även osteoblaster och osteoklaster.
Under periosteum ligger ett lager av yttre allmänna plattor.
I mitten av det rörformiga benet finns märghålan, täckt med endosteum. Endost är täckt med inre allmänna plåtar, som omsluter den i en ring. Trabeculae av svampig substans kan gränsa till märghålan, så på vissa ställen kan plattorna bli mindre uttalade.
Mellan de yttre och inre skikten av de allmänna plattorna är osteonskiktet av benet. I mitten av varje osteon finns en Haversian-kanal med ett blodkärl. Haversiska kanaler kommunicerar med varandra genom tvärgående Volkmann-kanaler. Utrymmet mellan plattorna och kärlet kallas perivaskulärt, kärlet är täckt med lös bindväv och det perivaskulära utrymmet innehåller celler som liknar dem i periosteum. Kanalen är omgiven av lager av osteonplattor. I sin tur separeras osteonerna från varandra med en resorptionslinje, som ofta kallas klyvningen. Också mellan osteonerna är interkalerade plattor, som är restmaterialet av osteonerna.
Benluckor med osteocyter inneslutna i dem finns mellan osteonplattorna. Osteocyternas processer bildar tubuli, genom vilka näringsämnen transporteras till benen vinkelrätt mot plattorna.
Kollagenfibrer gör det möjligt att se benkanaler och håligheter i mikroskop, eftersom områden som är kantade med kollagen färgas bruna.
I histologi på preparatet färgas lamellär benvävnad enligt Schmorl.
Osteogenes
Osteogenes är antingen direkt eller indirekt. Direkt utveckling utförs från mesenkymet, från cellerna i bindväven. Indirekt - från broskceller. Inom histologi betraktas direkt osteogenes av benvävnad före indirekt, eftersom det är en enklare och äldre mekanism.
Direkt osteogenes
Skallens ben, små ben i handen och andra platta ben utvecklas från bindväven. Vid bildningen av ben på detta sätt kan fyra stadier urskiljas
- Bildning av skelettets primordium. Under den första månaden kommer stromala stamceller in i mesenkymet från somiter. Det finns en multiplikation av celler, anrikning av vävnaden med kärl. Under påverkan av tillväxtfaktorer bildar celler kluster på upp till 50 stycken. Celler utsöndrar proteiner, förökar sig och växer. I stamstromaceller startar differentieringsprocessen, de förvandlas till osteogena progenitorceller.
- Osteoidscen. I osteogena celler sker proteinsyntes och glykogenackumulering, organellerna blir större, de fungerar mer aktivt. Osteogena celler syntetiserar kollagen och andra proteiner, såsom benmorfogenetiskt protein. Med tiden börjar celler föröka sig mer sällan och differentiera sig till osteoblaster. Osteoblaster är involverade i bildandet av den intercellulära substansen, fattiga på mineraler och rik på organiskt material, osteoid. Det är i detta skede som osteocyter och osteoklaster uppstår.
- Osteoidmineralisering. Osteoblaster är också involverade i denna process. Alkaliskt fosfatas börjar arbeta i dem, vars aktivitet bidrar till ackumulering av mineraler. Matrisvesiklar fyllda med proteinet osteokalcin och kalciumfosfat dyker upp i cytoplasman. Mineraler fäster vid kollagen på grund av osteokalcin. Trabeculae ökar och bildar, i förbindelse med varandra, ett nätverk där mesenkym och kärl fortfarande finns kvar. Den resulterande vävnaden kallas primär membranvävnad. Benvävnaden är grovtrådig och bildar det primära spongiösa benet. I detta skede bildas periosteum från mesenkymet. Celler dyker upp nära blodkärlen i benhinnan, som sedan kommer att delta i tillväxten och regenereringen av benet.
- Bildandet av benplattor. I detta skede finns detersättning av primär membranös benvävnad med lamellär. Osteoner börjar fylla luckorna mellan trabeculae. Osteoklaster kommer in i benet från blodkärlen, som bildar håligheter i det. Det är osteoklaster som skapar ett hålrum för benmärgen, påverkar benets form.
Indirekt osteogenes
Indirekt osteogenes inträffar under utvecklingen av tubulära och svampiga ben. För att förstå alla mekanismer för osteogenes måste du vara väl insatt i histologin för brosk- och benbindväv.
Hela processen kan delas in i tre steg:
- Formation av broskmodell. I diafysen får kondrocyter brist på näringsämnen och får blåsor. De frigjorda matrisvesiklarna leder till förkalkning av broskvävnaden. I histologi är brosk och benvävnad sammankopplade. De börjar ersätta varandra. Perichondrium blir till periosteum. Kondrogena celler blir osteogena, som i sin tur blir osteoblaster.
- Bildning av primärt spongiöst ben. Grov fibrös bindväv förekommer i stället för broskmodellen. En perichondral benring, en benmanschett, bildas också, där osteoblaster bildar trabeculae precis vid platsen för diafysen. På grund av utseendet på en benmanschett blir brosknäring omöjlig, och kondrocyter börjar dö. Brosk och benvävnad i histologi är mycket sammankopplade. Efter kondrocyternas död bildar osteoklaster kanaler från benets periferi till diafysens djup, längs vilka osteoblaster, osteogena celler och blodkärl rör sig. Endokondral förbening börjar och förvandlas så småningom till epifys.
- Återuppbyggnad av tyget. Primär grov fibrös vävnad förvandlas gradvis till lamellär.
Tillväxt och utveckling av benvävnad
Bentillväxt hos människor går upp till 20 år. Benet växer i bredd på grund av periosteum, i längd på grund av metaepiphyseal tillväxtplatta. I metaepifysplattan kan man särskilja zonen för vilobrosk, zonen för kolonnbrosk, zonen för vesikulärt brosk och zonen för förkalkat brosk.
Många faktorer påverkar bentillväxt och utveckling. Dessa kan vara faktorer för den inre miljön, miljöfaktorer, brist på eller överskott av vissa ämnen.
Tillväxt åtföljs av resorption av gammal vävnad och dess ersättning av en ny ung. I barndomen växer benen mycket aktivt.
Bentillväxt påverkas av många hormoner. Somatotropin stimulerar till exempel bentillväxt, men med dess överskott kan akromegali förekomma, med en brist - dvärgväxt. Insulin är avgörande för korrekt utveckling av osteogena och stamceller. Könshormoner påverkar också bentillväxten. Deras ökade innehåll vid tidig ålder kan leda till förkortning av benen på grund av tidig förbening av metaepifysplattan. Deras minskade innehåll i vuxen ålder kan leda till osteoporos, öka benskörheten. Sköldkörtelhormonet kalcitonin leder till aktivering av osteoblaster, parathyrin ökar antalet osteoklaster. Tyroxin påverkar förbeningscentra, binjurarnas hormoner - regenereringsprocesserna.
Bentillväxt harpåverkar även vissa vitaminer. Vitamin C främjar kollagensyntesen. Med hypovitaminos kan en nedgång i benvävnadsregenerering observeras, histologi i sådana processer kan hjälpa till att ta reda på orsakerna till sjukdomen. Vitamin A påskyndar osteogenesen, du bör vara försiktig, för med hypervitaminos sker en förträngning av benhålorna. D-vitamin hjälper kroppen att absorbera kalcium, med beriberi böjs benen. Samtidigt åtföljs den bildade plastiska benvävnaden inom histologin av termen osteomalaci, och sådana symtom är också karakteristiska för rakitis hos barn.
Omforma benet
I processen med omstrukturering ersätts grov fibrös bindväv med lamellär vävnad, bensubstansen förnyas och mineralinnehållet regleras. I genomsnitt förnyas 8% av bensubstansen per år, och den svampiga vävnaden förnyas 5 gånger mer intensivt än den lamellära. I histologin av benvävnad ägnas särskild uppmärksamhet åt mekanismerna för benremodellering.
Omstrukturering inkluderar resorption, vävnadsdestruktion och osteogenes. Med åldern kan resorption dominera. Detta förklarar osteoporos hos äldre.
Omstruktureringsprocessen består av fyra steg: aktivering, resorption, återgång och bildning.
Regenerering av benvävnad i histologi betraktas som en slags benremodellering. Denna process är mycket viktig, men viktigast av allt, genom att känna till faktorerna som påverkar regenereringsprocessen, kan vi påskynda den, vilket är mycket viktigt vid benfrakturer.
Kunskaper om histologi, mänsklig benvävnad är användbar för både läkare och vanliga människor. Att förstå vissa mekanismer kan hjälpa även i vardagliga saker, till exempel vid behandling av frakturer, vid förebyggande av skador. Strukturen av benvävnad i histologi är väl studerad. Men ändå är benvävnaden långt ifrån helt utforskad.
