Кости: особенности строения

Особые они своей способностью по мере роста накапливать соединения кальция, встраивать их молекулы в свою структуру и постепенно затвердевать за счет этого процесса. Взрослые костные клетки обладают очень прочной структурой — прочной именно с точки зрения физических воздействий. Однако «по молодости» они довольно мягки и во многом напоминают хрящ. Оттого у новорожденных детей и грудничков в возрасте до 3 лет кости твердеют постепенно. В этом периоде у них сформирована лишь основа костей, да и то не всех. Например, кости черепа у младенцев твердеют медленнее остальных. Между ними имеются значительные зазоры (так называемые роднички), которые зарастают лишь с течением времени. А именно, по мере разрастания соседствующих костей, когда становится понятно, каким будет объем головного мозга.

Хрящ и кость — ткани разные, но биологически они относятся к одному типу. Поэтому случаи за-ращения перелома хрящом — явление не редкое и не исключительное. В таком случае у пациента образуется так называемый ложный сустав. Дело здесь в том, что как клетки кости, так и клетки хряща вызревают в костном мозге — в мягкой и пористой, никогда не затвердевающей полностью ткани на обоих торцах каждой кости тела. Костный мозг составляет обильно снабжаемую кровью, мягкую «сердцевину» любой кости. То есть как плоской (не создают опоры — кости ребер, черепа и пр.), так и трубчатой (опорные, образующие конечности).

Костный мозг — ткань принципиально важная для каждого организма. Особенно в зародышевом периоде. Довольно долгое время считалось, что ее функции ограничиваются производством форменных телец крови (эритроциты, лейкоциты, тромбоциты), а также обеспечением роста самих скелетных костей в периоде до 25-28 лет. В самом деле, патологии костного мозга сказываются на составе крови немедленно и очень заметно. Отклонения в составе крови часто служат первым симптомом ряда заболеваний костного мозга. И как раз потому, что в нем вызревают все основные элементы крови, костный мозг снабжается кровью всегда очень хорошо. Проходящая сквозь его ткани кровь обогащается новыми, созревшими эритроцитами, тромбоцитами, лейкоцитами. А от старых, отслуживших свое телец кровь очищается селезенкой и (частично) печенью. Кроме того, на торцах кости в костный мозг входят нервные стволы — единая с мягкими тканями тела система иннервации.

Именно пористые торцы костей, покрытые хрящом, служат точками их роста — увеличения в длину. Не будь этих точек, мы бы так и оставались карликами — с детства и до самой смерти. Но, кстати, карликовость или гигантизм не являются патологией самих костей. Речь идет об отклонении в работе эндокринных желез — как правило, гипофиза или щитовидной железы. Именно эндокринная система регулирует скорость увеличения кости в длину. Ее усилиями кости растут быстрее в период до 25 лет, и все медленнее — с каждым последующим годом. Уже к 40 годам рост скелета у большинства людей прекращается полностью. Отсюда и отмечаемый статистикой в веках всплеск патологий опорно-двигательного аппарата, наступающий, традиционно, после этого возрастного рубежа.

А вот дефектные тельца в крови — это стопроцентная патология костного мозга, поскольку эту часть его работы в организме не регулируют никакие другие органы или ткани. Так, наличие в кровотоке плохо оформленных, похожих на сам костный мозг клеток является стопроцентной гарантией рака костного мозга. Плюс, обычно в злокачественном перерождении лейкоцитов (рак крови, называемый лейкозом) «виноват» тоже злокачественный процесс, проходящий не в самих лейкоцитах, а в костном мозге, который их произвел.

Но в последние 15-20 лет, как мы знаем, было сделано еще одно революционное открытие, относящееся именно к костному мозгу. Мы говорим, конечно, о стволовых клетках. То есть клетках, которые, в зависимости от возраста организма, могут свободно превращаться в клетки любых других тканей тела, включая нейроны головного мозга. Из стволовых клеток, расположенных в костном мозге, формируются все клетки тела эмбриона. По сути, эмбрион человека или животного на начальных этапах развития являет собой скопление стволовых клеток, которые быстро делятся, превращаясь по мере роста в те или иные органы, ткани... Потому стволовые клетки еще называются эмбриональными. Хотя называть их так не совсем корректно, поскольку эмбрион не является единственным источником, из которого их можно получить.

Стволовые клетки имеются в костном мозге как эмбриона, так и взрослого организма. Просто с течением времени их возможности превращаться в некоторые ткани утрачиваются. Клетки, изначально способные стать любой тканью, по мере взросления сохраняют способность превращаться только в некоторые ткани. Оттого эмбриональные стволовые клетки (полученные из человеческих эмбрионов) обладают более широкими возможностями, чем стволовые клетки взрослого организма. Соответственно, и их применение в медицине тоже могло бы стать более широким — могло бы, если бы не один нюанс. Заключается он в том, что получение стволовых клеток с какой бы то ни было целью сопровождается разрушением эмбриона — это неизбежно. А из организма взрослого их можно получить, не прерывая его жизнедеятельности и вообще не нанося ей никакого ущерба.
Перспективы стволовых клеток в медицине весьма широки — сейчас о таком и мечтать не приходится. Ведь из них можно вырастить здоровые, жизнеспособные клетки поджелудочной — на замену тем, которые у больных сахарным диабетом больше не производят инсулин. Благодаря им стало бы возможным полностью заменить любые органы и ткани тела, которые утратили функциональность, изначально не сформировались, подверглись дегенерации или перерождению. В настоящее время такое часто невозможно. Потому больные диабетом постоянно делают инъекции инсулина, а больные с неоперабельными (обычно — вторичными) опухолями умирают в положенном им этим заболеванием порядке.

Весь вопрос применения стволовых клеток в качестве естественных протезов или, если угодно, трансплантатов нефункциональных органов сейчас упирается в требования этики. По сути, в ту же тему, что и вопрос легализации абортов. В зависимости от того, с какого момента жизнь можно считать жизнью, разрушение эмбриона можно квалифицировать либо как медицинскую процедуру, либо как преднамеренное убийство.

С одной стороны, вопросы морали очень сложны. Ведь у умирающих мораль своя, а у только зародившихся — своя. С другой — общественная мораль уже давно и свободно терпит процедуру искусственного оплодотворения, после которой всегда остаются начавшие развитие, но оказавшиеся буквально лишними эмбрионы. В реальном мире, за пределами морали, их просто утилизируют — подобно ампутированным конечностям, удаленным опухолям и другим естественным отходам хирургии. То есть все равно уничтожают то, что могло бы спасти не одну уже бесспорно существующую жизнь... Так или иначе, на данный момент медицине разрешено работать только со вторичным материалом. То есть стволовыми клетками, полученными из костного мозга донора, с его осознанного согласия.

Вообще, предполагается, что стволовые клетки крайне необходимы организму только в период активного формирования. Ведь взрослые ткани растут к обновляются путем деления их собственных клеток, и сторонние клетки им для этого не требуются. Это значит, что содержащиеся в костном мозге взрослого человека клетки такого типа в основном просто имеются — обычно они не применяются в нем ни по какому назначению. Тем не менее уже известно, что даже взрослый организм может задействовать их как резерв в случае массированных травм или повреждений самого костного мозга. Словом, как источник восстановления тканей, которые заменить необходимо, но сами по себе они не «заменяются» либо в силу возраста, либо в силу слишком серьезных повреждений.

В случае если стволовые клетки вызрели в костном мозге, но не были использованы по назначению, они гибнут в обычном порядке. Впрочем, существуют и исключения из этого правила. Так, с открытием стволовых клеток онкология получила возможность пересмотреть теорию происхождения такого вида злокачественной опухоли, как тератома. Тератома — это вид рака, способный возникнуть в любом органе. Такая опухоль часто непривычно велика — ведь в большинстве случаев рак не достигает и 2 см в диаметре. А тератомы могут свободно достигать и 7 см, и более. Но самым удивительным и непонятным в тератомах для онкологов всегда было их содержимое. Дело в том. что при иссечении уже извлеченных из организма опухолей этого типа внутри них можно было обнаружить самые неожиданные формации. Например, клочья волос вместе с луковицами, миниатюрные копии глаза, кисти, ступни, ногти и других органов тела...

Долгое время онкологии оставалось лишь предполагать, что тератома характерна для людей, у которых предполагался близнец. То есть второй зародыш — брат или сестра, который в их случае был зачат вместе с ними, но так и не сформировался как отдельный организм. Возможно, из-за каких-то проблем со здоровьем матери, дефектов анатомии или других стандартных для двойной беременности «неполадок».

Считалось, что еще во внутриутробном развитии организм человека с тератомой просто поглотил посторонние ткани — собственного близнеца. И с течением времени чужеродные клетки подверглись злокачественному перерождению. С открытием стволовых клеток стало совершенно очевидно, что нечто подобное может произойти уже во взрослой жизни. Например, когда способные превратиться в любую ткань клетки оказываются не там, где им положено. Или выполняют в тканях, где они очутились, не ту «программу», какую следовало.