Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

14.5: Зростання, ремоделювання та відновлення кісток

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    5870

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Зламати ногу

    Ви коли-небудь зламали ногу або іншу кістку, як людина з тугою дивиться на воду в цьому басейні? Наявність зламаної кістки дійсно може обмежити вашу активність. Кістки дуже тверді, але вони зламаються, або зламаються, якщо до них докласти достатню силу. На щастя, кістки - це високоактивні органи, які можуть відновити себе, якщо вони зламаються. Кістки також можуть переробити себе і рости. Ви дізнаєтеся, як кістки можуть робити всі ці речі в цій концепції.

    Перша гіпсова довга пов'язка на ногу
    Малюнок\(\PageIndex{1}\): Зламана нога

    Зростання кісток

    На початку розвитку людського плода скелет складається практично повністю з хряща. Щодо м'який хрящ поступово перетворюється на тверду кістку через окостеніння. Окостеніння - це процес, при якому з хряща створюється кісткова тканина. Етапи, при яких утворюються кістки скелета з хряща, проілюстровані на малюнку\(\PageIndex{2}\). Етапи включають наступне:

    1. Хрящова «модель» кісткових форм; ця модель продовжує зростати у міру окостеніння.
    2. Окостеніння починається в первинному центрі окостеніння в середині кістки.
    3. Потім окостеніння починає відбуватися у вторинних центрах окостеніння на кінцях кістки.
    4. Мозуллярна порожнина утворюється і буде містити червоний кістковий мозок.
    5. Ділянки окостеніння зустрічаються у епіфізарних пластинок, а суглобові хрящі утворюються. Кістковий ріст закінчується.
    Зростання кісток
    Малюнок\(\PageIndex{2}\): Окостеніння хряща в скелеті людини - це процес, який триває протягом усього дитинства в деяких кістках.

    Центри первинної та вторинної окостеніння

    Коли кістка утворюється з хряща, окостеніння починається з точки в хрящі, яка називається первинним центром окостеніння. Зазвичай це з'являється під час розвитку плода, хоча кілька коротких кісток починають свою первинну окостеніння після народження. Окостеніння відбувається до обох кінців кістки від первинного центру окостеніння, і він врешті-решт утворює вал кістки у випадку довгих кісток.

    Вторинні центри окостеніння утворюються після народження. Окостеніння з вторинних центрів з часом утворює кінці кісток. Вал і кінці кістки розділені зростаючою зоною хряща, поки особина не досягне скелетної зрілості.

    Скелетна зрілість

    Протягом усього дитинства хрящ, що залишився в скелеті, продовжує рости і дозволяє кісткам збільшуватися в розмірах. Однак, як тільки весь хрящ був замінений кісткою і відбулося злиття на епіфізарних пластин, кістки більше не можуть продовжувати рости в довжину. Це точка, в якій досягається скелетна зрілість. Як правило, це відбувається у віці від 18 до 25 років.

    Використання анаболічних стероїдів підлітками може прискорити процес зрілості скелета, в результаті чого більш короткий період росту хряща до злиття відбувається. Це означає, що підлітки, які використовують стероїди, швидше за все, в кінцевому підсумку коротше, як дорослі, ніж вони були б інакше.

    Ремоделювання кісток

    Навіть після досягнення зрілості скелета кістка постійно резорбується і замінюється новою кісткою в процесі, відомому як ремоделювання кісток. У цьому процесі протягом усього життя зріла кісткова тканина постійно перевертається, причому приблизно 10 відсотків скелетної маси дорослої людини переробляється щороку. Ремоделювання кісток здійснюється за допомогою роботи остеокластів, які є кістковими клітинами, які розсмоктують кістку і розчиняють її мінерали; і остеобластів, які є кістковими клітинами, що утворюють новий кістковий матрикс.

    Ремоделювання кісток виконує кілька функцій. Він формує кістки скелета, коли дитина росте, і він відновлює крихітні вади кістки, які виникають внаслідок повсякденних рухів. Ремоделювання також робить кістки товщі в точках, де м'язи найбільше навантаження на них. Крім того, ремоделювання допомагає регулювати мінеральний гомеостаз, оскільки воно або вивільняє мінерали з кісток у кров, або поглинає мінерали з крові в кістки. На малюнку нижче показано, як остеокласти в кістках беруть участь в регуляції кальцію.

    Дія остеобластів і остеокластів при ремоделюванні кісткової тканини та гомеостазі кальцію контролюється рядом ферментів, гормонів та інших речовин, які або сприяють, або пригнічують активність клітин. Таким чином ці речовини контролюють швидкість, з якою кістка виготовляється, руйнується та змінюється за формою. Наприклад, швидкість, з якою остеокласти розсмоктують кістку і виділяють кальцій в кров, сприяє паратиреоїдний гормон (ПТГ) і гальмується кальцитоніном, який виробляється щитовидною залозою (рис.\(\PageIndex{3}\)). Швидкість, з якою остеобласти створюють нову кістку, стимулюється гормоном росту, який виробляється передньою часткою гіпофіза. Гормон щитовидної залози і статеві гормони (естрогени і андрогени) також стимулюють остеобласти до створення нової кістки.

    Гомеостаз кальцію
    Малюнок\(\PageIndex{3}\): Підтримання рівня кальцію при гомеостазі включає роботу остеокластів, кісткових клітин, які розсмоктують кістку і виділяють кальцій у кров. Якщо рівень кальцію підвищується, щитовидна залоза виділяє кальцитонін, який пригнічує активність остеокластів. Це призводить до того, що менше кальцію реабсорбується в нирках, що призводить до зниження кальцію в крові. Якщо рівень кальцію знижується нижче гомеостазу, паращитовидна залоза виділяє ПТГ. Це змушує остеокласти вивільняти кальцій з кісток і збільшує всмоктування кальцію в нирках і тонкому кишечнику. Це повертає кальцій до гомеостазу.

    Ремонт кісток

    Відновлення кісток, або загоєння, - це процес, в якому кістка відновлюється після перелому кістки. Ви можете побачити рентген перелому кістки на рис\(\PageIndex{4}\). При цьому переломі плечова кістка в верхній частині руки була повністю прорвана через її вал. Перш ніж цей перелом заживе, лікар повинен відсунути зміщені кісткові частини назад у правильне положення. Потім кістка повинна бути стабілізована - наприклад, гіпсом та/або штифтами, хірургічно вставленими в кістку - до завершення природного процесу загоєння кістки. Цей процес може зайняти кілька тижнів.

    Процес відновлення кістки в основному визначається окістя, яка є сполучнотканинною оболонкою, що покриває кістку. Окістя є первинним джерелом клітин-попередників, які розвиваються в остеобласти, які необхідні для процесу загоєння. Кістки заживають, оскільки остеобласти утворюють нову кісткову тканину.

    Хоча відновлення кісток є природним фізіологічним процесом, він може сприяти або гальмуватися декількома факторами. Наприклад, відновлення переломів, ймовірно, буде більш успішним при адекватному споживанні поживних речовин. Вік, тип кісток, медикаментозна терапія та раніше існуючі захворювання кісток є додатковими факторами, які можуть вплинути на загоєння. Кістки, ослаблені захворюваннями, такими як остеопороз або рак кісток, не тільки швидше за все заживають повільніше, але й частіше переломуються в першу чергу.

    Комунітивна мозоль перелому плечової кістки середнього вала
    Малюнок\(\PageIndex{4}\): Перелом кістки не завжди передбачає повний розрив кістки, як на цьому рентгенівському знімку. Іноді перелом - це просто тріщина кістки. В інших випадках кістка не тільки проривається, як тут, але і проривається через м'які тканини навколо неї, щоб вона виступала з шкіри. Це називається відкритим переломом.
    Особливість: Міф проти реальності

    Переломи кісток досить поширені, і про них існує безліч міфів. Знання фактів важливо, оскільки переломи, як правило, вимагають екстреної медичної допомоги.

    Міф: Перелом кістки - це більш м'яка травма, ніж зламана кістка.

    Реальність: Перелом кістки - це те ж саме, що і зламана кістка.

    Міф: Якщо у вас все ще повний діапазон рухів в кінцівці, то вона не повинна бути зламана.

    Реальність: Навіть якщо кістка переломилася, м'язи та сухожилля, прикріплені до неї, все одно можуть нормально рухати кістку. Це особливо ймовірно, якщо кістка тріснула, але не розбита на дві частини. Навіть якщо кістка зламана весь шлях, діапазон руху може не сильно постраждати, якщо кістки по обидва боки перелому залишаються належним чином вирівняні.

    Міф: При переломі завжди виникає забій.

    Реальність: Багато, але не всі переломи спричиняють забій. Якщо перелом викликає забій, може знадобитися кілька годин або навіть день або більше, щоб з'явився забій.

    Міф: Переломи настільки болючі, що ви відразу дізнаєтеся, чи зламаєте кістка.

    Реальність: Розтягнення зв'язок і розтягнення м'язів також дуже болючі, іноді більш болючі, ніж переломи. Крім того, кожна людина має різну переносимість болю. Люди з високою переносимістю болю можуть продовжувати використовувати зламану кістку, незважаючи на біль.

    Міф: Ви можете сказати, коли перелом кістки, тому що буде дуже локалізована біль над розривом.

    Реальність: Зламана кістка часто супроводжується травмами оточуючих м'язів або зв'язок. В результаті біль може поширюватися далеко за межі місця перелому. Біль може бути більшою безпосередньо над переломом, але інтенсивність болю може ускладнити точно визначити, де саме виникає біль.

    Рецензія

    1. Окресліть, як кістка розвивається з ранньої стадії плода до віку зрілості скелета.
    2. Опишіть процес ремоделювання кісток. Коли це відбувається?
    3. Яким цілям служить ремоделювання кісток?
    4. Визначте відновлення кісток. Скільки часу займає цей процес?
    5. Поясніть, як відбувається відновлення кісток.
    6. Визначте фактори, які можуть вплинути на відновлення кісток.
    7. Частини кістки, які ще не окостеніли, виготовляються з _________.
    8. Якщо між первинним та вторинним центрами окостеніння в кістці є велика область, людина молода чи стара? Поясніть свою відповідь.
    9. Регіон, де зустрічаються центри первинної та вторинної окостеніння, називається ________________.
    10. Правда чи брехня. Більшість кісток виготовлені повністю з хряща при народженні.
    11. Правда чи брехня. Зламана кістка - це те ж саме, що і перелом кістки.
    12. Якщо кістки можуть самостійно відновлюватися, навіщо іноді потрібні зліпки і шпильки?
    13. Який тип кісткових клітин викликає викид кальцію в кров, коли рівень кальцію низький?
    14. Які тканини та кісткові клітини в основному беруть участь у відновленні кісток після перелому?
    15. Опишіть один із способів, яким гормони беруть участь у ремоделюванні кісток.

    Дізнатися більше

    https://bio.libretexts.org/link?16806#Explore_More

    Атрибуції

    1. Ортопедичний акторський склад 4x4king10, CC BY 2.0 через Вікісховище
    2. Окостеніння за допомогою OpenStax біології, CC BY 4.0 через Вікісховище
    3. Гомеостаз кальцію від OpenStax College, CC BY 3.0 через Wikimedia Commons
    4. Комунітивний перелом плечової кістки середнього вала з утворенням мозолі Білла Родса, CC BY 2.0 через Wikimedia Commons
    5. Текст адаптований з біології людини CK-12 ліцензований CC BY-NC 3.0