Как устроено компактное вещество кости?

Компактное вещество (компактная, или кортикальная кость) — это плотный наружный слой кости, который обеспечивает ей прочность, защиту и способность выдерживать нагрузку. Оно образует «кору» кости и особенно хорошо развито в диафизах (средних частях) трубчатых костей.

Из чего состоит компактное вещество

В его основе лежит костная ткань, которая включает:

• Клетки: остеоциты (основные клетки зрелой кости), остеобласты (строят костную ткань), остеокласты (разрушают/перестраивают).

• Межклеточное вещество: органическая часть (в основном коллагеновые волокна, придающие упругость) и неорганическая часть (соли кальция и фосфатов, придающие твёрдость).

Главная особенность компактного вещества — очень упорядоченная «архитектура» из пластинок, благодаря которой кость получается одновременно прочной и сравнительно лёгкой.

Пластинчатое строение и остеоны

Компактная кость построена из костных пластинок (ламелл). В большинстве участков они организованы в цилиндрические структуры — остеоны (их ещё называют гаверсовыми системами).

Остеон (гаверсова система)

Это как «трубка» внутри компактной кости:

• В центре остеона проходит гаверсов канал — продольный канал, в котором идут кровеносные сосуды и нервные волокна.

• Вокруг центрального канала концентрическими слоями располагаются костные пластинки (ламеллы), как кольца дерева.

Такое устройство помогает:

• питать ткань (потому что сама костная матрица плотная, и питание диффузией на большие расстояния невозможно);

• распределять механическую нагрузку вдоль оси кости.

Лакуны и канальцы

Между пластинками находятся маленькие полости — лакуны, в которых лежат остеоциты. От лакун отходят тонкие костные канальцы:

• по ним остеоциты «общаются» друг с другом;

• через них идёт обмен веществ (питательные вещества и продукты обмена перемещаются от сосудов к клеткам и обратно).

Каналы, связывающие остеоны

Помимо продольных гаверсовых каналов есть поперечные или косые каналы — фолькмановы:

• они соединяют гаверсовы каналы между собой;

• связывают сосуды компактного вещества с сосудами надкостницы и костномозговой полости.

Иными словами, гаверсовы каналы идут в основном вдоль кости, а фолькмановы — «поперёк», образуя сеть кровоснабжения.

Разные типы пластинок в компактной кости

Компактное вещество не состоит только из остеонов. Выделяют несколько уровней пластинок:

1. Остеонные (концентрические) пластинки — те самые кольца вокруг гаверсова канала.

2. Межуточные пластинки — остатки старых остеонов, которые частично разрушились при перестройке кости и «встроились» между новыми остеонами. Они заполняют пространство и усиливают ткань.

3. Общие (циркулярные) пластинки:

   • наружные общие пластинки лежат ближе к поверхности под надкостницей и идут по окружности кости;

   • внутренние общие пластинки располагаются ближе к костномозговой полости (у трубчатых костей).

Роль надкостницы и граница с губчатым веществом

Снаружи компактную кость покрывает надкостница — плотная оболочка, богатая сосудами и нервами. Через неё кость питается и растёт в толщину (за счёт остеобластов внутреннего слоя надкостницы).

Изнутри компактное вещество может переходить в:

• губчатое вещество (особенно в эпифизах трубчатых костей),

• или ограничивать костномозговую полость (в диафизе).

Почему такое строение выгодно

• Прочность: остеоны и пластинки ориентированы так, чтобы лучше выдерживать растяжение, сжатие и скручивание.

• Надёжное питание: система каналов обеспечивает кровоснабжение даже в очень плотной ткани.

• Постоянная перестройка: наличие межуточных пластинок и «мозаичность» остеонов отражают то, что кость непрерывно обновляется и адаптируется к нагрузке.

Итак, компактное вещество кости — это плотная пластинчатая ткань, организованная преимущественно в остеоны с центральными каналами, сетью соединительных каналов, лакунами с остеоцитами и системой канальцев, а также наружными и внутренними общими пластинками, обеспечивающими прочность и функциональность кости.