Непрямой остеогенез

Общая логика и этапы процесса

Развитие кости путем непрямого остеогенеза характеризуется последовательной сменой типа тканей. Процесс протекает в три основных этапа:

1. Формирование хрящевой модели. Будущая кость изначально закладывается в виде модели из гиалинового хряща. В этой зоне клетки (хондроциты) имеют овальную форму, лежат в лакунах изогенными группами, а базофильный матрикс содержит большое количество гликозаминогликанов.
2. Замещение. Хрящевая ткань подвергается разрушению, и на ее месте образуется грубоволокнистая костная ткань. Так формируется первичная губчатая кость.
3. Перестройка (ремоделирование). Грубоволокнистая ткань постепенно замещается на зрелую пластинчатую. В зависимости от локализации в кости формируется либо вторичная губчатая, либо компактная костная ткань.

Перихондральное окостенение диафиза

Замещение хряща костью (на примере развития трубчатой кости эмбриона) происходит не одномоментно. Оно стартует с перихондрального окостенения — образования костной ткани снаружи хряща, в области диафиза.

Процесс начинается с трансформации оболочки: надхрящница (перихондр) превращается в надкостницу (периост), в которой появляются активные остеобласты. Эти клетки по ходу кровеносных сосудов синтезируют грубоволокнистую костную ткань.

Вокруг диафиза формируется костная манжетка — своеобразный цилиндр, охватывающий хрящ. Манжетка активно разрастается: утолщается в ширину и продвигается в глубину по направлению к эпифизам. Главное последствие этого процесса — нарушение диффузного питания глубжележащего гиалинового хряща, что запускает следующий этап остеогенеза.

Энхондральное окостенение и сосудистая инвазия

Из-за блокады питания под костной манжеткой начинаются дегенеративные изменения. Хондроциты набухают и превращаются в пузырчатые клетки, а межклеточное вещество минерализуется (омелевает), приобретая на гистологических препаратах серовато-фиолетовый оттенок.

Дегенерирующие хондроциты перестают вырабатывать антиангиогенный фактор и начинают сигнализировать о гипоксии. Это провоцирует сосудистую инвазию:

• Кровеносные сосуды из надкостницы активно врастают в зону измененного хряща.
• Вместе с ними мигрируют остеогенные клетки.
• Остеокласты (выступающие здесь как хондрокласты) разрушают минерализованный хрящевой матрикс, освобождая пространство и формируя первичные полости (будущую костномозговую полость).

На остатках разрушенного хряща остеобласты формируют костные балки из грубоволокнистой ткани. Сами трабекулы на этом этапе аваскулярны (не содержат сосудов).

Зональность и постэмбриональный рост кости

По мере продвижения остеогенеза к эпифизам формируется метафиз. На гистологическом срезе (от эпифиза к диафизу) четко прослеживается зональность: зона неизмененного гиалинового хряща, зона столбчатого хряща (пролиферация клеток), зона пузырчатого хряща (гипертрофия и дегенерация) и зона энхондрального окостенения.

Окостенение самого эпифиза также происходит энхондральным путем, при этом суставная поверхность не окостеневает и остается покрытой хрящом. Рост кости в постэмбриональном периоде продолжается до 20 лет и более:

• Рост в толщину (ширину) идет за счет надкостницы путем аппозиционного роста — наложения новых слоев кости снаружи.
• Рост в длину обеспечивает метаэпифизарная пластинка. Удлинение кости происходит благодаря активному делению хондробластов в зоне столбчатых клеток, в то время как со стороны диафиза хрящ постоянно разрушается и замещается костью.

Вопросы с занятий и экзамена

Что ещё разобрать по теме

• Гистофизиология остеобластов, остеоцитов и остеокластов
• Процесс ремоделирования грубоволокнистой костной ткани в пластинчатую
• Строение и функции красного костного мозга
• Молекулярные сигналы при сосудистой инвазии (факторы гипоксии)

Другие темы раздела «Скелетные соединительные ткани»

Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.