Костные компоненты сустава

Общая характеристика костных тканей, их классификация и гистогенез

Внутри большой группы соединительных тканей гистологи выделяют скелетные соединительные ткани — хрящевые и костные. Объединение этих тканей в общую группу основано на общности выполняемой опорной функции, общности источника развития (возникновение из клеток скелетогенной мезенхимы) и общности строения — обе ткани представляют собой системы клетка—межклеточное вещество.

Облигатным компонентом синовиальных суставов являются эпифизы сочленяющихся костей.

Гистогенез костных тканей (остеогистогенез)

Клетки скелетогенной мезенхимы образуют скопления, которые в условиях возрастающей нагрузки контактируют друг с другом и формируют перепончатый скелет. Структуры перепончатого скелета прежде всего возникают вокруг нервной трубки (формирование осевого скелета), а затем происходит их врастание в закладки конечностей.

Возрастающие механические нагрузки на перепончатый скелет в условиях отсутствия кровоснабжения создают предпосылки для достаточно быстрой хондрогенной дифференцировки мезенхимных клеток с формированием матрикса хрящевой ткани и образованием хрящевых моделей костей. Хрящевые модели расщепляются на участки, которые по своей форме приблизительно соответствуют будущим костям.

Гистогенетически в хондроцитах хрящевых моделей костей возникают дистрофические процессы, которые приводят к гибели хрящевых клеток. На месте хряща возникают участки костной ткани.

Общие закономерности архитектоники эпифизов

Эпифизы являются костными компонентами сустава. В каждом эпифизе кость представлена двумя разновидностями костной ткани: компактной — поверхностной и губчатой, расположенной в толще эпифиза. Костное вещество эпифизов развивается посредством энхондрального процесса из самостоятельной точки окостенения в глубине эпифизарного хряща.

Компактная кость

В пределах эпифизов компактная кость представлена тонким слоем костного вещества, контактирующего с суставным хрящом. Всю зону компактной кости эпифиза принято именовать субхондральной костной, или замыкающей пластинкой. Этот термин вряд ли можно считать удачным. Речь может идти только о субхондральной (подлежащей хрящу) зоне компактной кости эпифиза. Топографически зона компактной кости эпифиза является несколько большей, чем зона собственно субхондральной кости.

Губчатая кость

Благодаря особенностям архитектоники губчатой кости, возможно осуществлять гашение биомеханических нагрузок (таких как компрессия, растяжение, трение) на сочленяющиеся поверхности.

В костных ячейках формируется среда для очагов кроветворения. Кроветворная функция костного мозга эпифиза сохраняется в течение всей жизни организма. Сочетание биомеханических (прочностных) свойств, костеобразовательной и кроветворной функций костных ячеек определяет органную специфику кости как органа. Обилие сосудов и очагов кроветворения обусловливает красный цвет костномозговой ткани. Костномозговые полости у эмбрионов, плодов и новорожденных содержат только красный костный мозг. По мере развития организма костный мозг в диафизах костей замещается жировой тканью (желтый костный мозг).

Структурные и функциональные особенности субхондральной кости в зоне ее контакта с суставным хрящом

В субхондральной зоне эпифизов зрелой кости выделяют два слоя. Первый из них (более глубокий) имеет типичную остеонную структуру— костные пластинки образуют гаверсовы системы.

Второй, непосредственно подлежащий суставному хрящу, состоит из нескольких слоев плоских пластинок, причем именно этот слой осуществляет оппозиционный рост кости.

Контакт суставного хряща с подлежащей к нему субхондральной костью формируется постепенно по мере завершения в эпифизах энхондральной оссификации. Завершающим этапом этого процесса является формирование замыкающей пластинки, в пределах которой костное вещество субхондральной кости вступает в очень тесный контакт с глубокой частью суставного хряща. Костный компонент контакта представлен костью, сформированной пластинчатой костной тканью с остеонной структурой. Хрящевой компонент контакта — это кальцифицированный, минерализованный, частично резорбирующийся хрящ. Непосредственную границу между субхондральной костью и кальцифированной частью глубокой зоны суставного хряща описывают обычно как оссеохондральное соединение. СМ не дает возможность точно определить границу между субхондральной костью и кальцифицированным хрящом. СЭМ позволяет на срезах, перпендикулярных поверхности, характеризовать фронт оссеохондрального соединения как «извилистую электронноплотную, цементирующую линию».

В субхондральной кости имеются как содержащие кровеносные сосуды, так и аваскулярные участки. Ее обращенная к хрящу поверхность содержит многочисленные выступы (высота выступов 20—60 мкм, ширина — 40—70 мкм). Сканограммы дают возможность наблюдать до 150—220 выступов на площади 1 мм2. В выступах определяются петли кровеносных капилляров. Две трети общего количества выступов имеют отверстия (диаметром 6 мкм), однако почти каждый квадратный миллиметр поверхности имеет крупное «главное» отверстие шириной 50—60 мкм. Такая структура субхондральной кости обеспечивает возможность транспорта метаболитов между костью и суставным хрящом. Возможность обильной васкуляризации и последующей усиленной кальцификации базального отдела суставного хряща эти авторы связывают с перфорированностью субхондральной кости.

Можно предположить, что оссеохондральное соединение является тонкой прослойкой основного вещества кости наподобие эндоста. Во взаимодействии костного матрикса и матрикса кальцифицированного хряща эта структура имеет значение участка метаболической среды, объединяющей близкие по природе компоненты матрикса кости и хряща. Мы относим зону контакта субхондральной кости и суставного хряща к тем участкам сустава, которые наименее резистентны к действию патологических факторов.

Субхондральная кость в норме всегда граничит с кальцифицированным и частично резорбированным хрящом. Весьма тесный контакт матрикса кости и матрикса хряща определяет возможность защитной (механической) функции хряща по отношению к подлежащему костному субстрату.