При неглубоком (слева) и глубоком (справа) повреждениях

I – регенерация суставного хряща: 1 – синовиальная оболочка; 2 – хрящ; 3 – кость; 4 – зона некроза; 5 – зона пролиферации; 6 – некальцифицированный хрящ; 7 – кальцифицированный хрящ; 8 – остеоны с сосудами; 9 – костный мозг; 10 – грануляционная ткань

II – регенерация реберного хряща: 1 – перихондр; 2 – хрящ; 3 – зона некроза; 4 – зона пролиферации; 5 – грануляционная ткань

Эктопическое развитие кости

Эктопический рост кости (остеогенез) –это образование кости в нетипичных местах. Наиболее часто он имеет место при дистрофическом обызвествлении омертвевших тканей или тканей, находящихся в состоянии глубокой дистрофии. При этом большое значение имеет ощелачивание среды и увеличение активности щелочной фосфатазы, выделяемой из погибших клеток. Эктопическое костеобразование мо­жет иметь место в оболочках глаза, стенках сосудов, почках, щитовидной железе, сухожилиях, поперечнополосатых мышцах, рубцах: зоне инфаркта миокарда, зонах хронического воспаления и др.

Причины эктопического остеогенеза до конца не исследованы. В усло­виях эксперимента воспроизвести его до последнего времени было доста­точно трудно. Существуют два методических приема для получения экто­пической кости: 1) трансплантация в соединительную ткань слизистой оболочки мочевого пузыря; 2) трансплантация кусочка кости с убитыми костными клетками.

В настоящее время установлено, что причиной эктопического костеобразования является стимуляция при этом выделения индукторов остеогенеза. Такими индукторами являются, прежде всего, морфогенетические бел­ки кости (МБК).Они способствуют превращению стволовых клеток рыхлой волокнистой неоформленной соединительной ткани в остеогенные клетки. В настоящее время эти белки выделены и используются для изучения эктопического остеогенеза. Их введение в рыхлую волокнистую неоформленную соединительную ткань вызывает костеобразование.

Эктопический остеогенез имеет существенное клиническое значение, так как приводит к нарушению функций органов, в которых происходит, и может явиться причиной смерти.

Физиологическая и посттравматическая регенерация костной

Ткани

Физиологическая регенерация костной ткани заключается в постоянной перестройке кости. Она призва­на не только привести в соответствие строение кости с нагрузками на нее, но и поддерживать минеральный гомеостаз. Осуществляется за счет сочетанной деятельности остеобластов и остеокластов, которые находятся в надкостнице, эндосте и каналах остеонов. В норме большая часть их пребывает в состоянии покоя и активируется при инициации перестройки. Активация остеобластов ведет к одновременной активации остеокластов и наоборот (функциональное сопряжение остеобластов и остеокластов). За счет деятельности этой функциональной пары клеток происходит следующая цепь событий в кости: активация клеток, осуществляющих разруше­ние кости → резорбция старой кости → реверсия (переход от резорбции кости к остеосигенезу) → остеогенез.

Репаративная регенерация костной ткани происходит после переломов. Осуществляется за счет деятельности остеобластов, формирующихся из остеогенных (периваскулярных) клеток. Посттравматическая регенерация кости протекает в несколько стадий (рис.14).

1. Стадия разрушения поврежденных структур кости и деления остеогенных клеток.В эту стадию происходит разрушение поврежденных эле­ментов кости и возникает воспалительная реакция. Одновременно периваскулярные клетки превращаются в остеобласты, которые приступают к синтезу межклеточного вещества.

2. Стадия образования и дифференцировки тканевых структур кости.Остеобласты выселяются в место перелома и образуют компоненты межклеточного вещества. Одновременно с образованием остеобластов в силу гене­тического родства формируются линии фибробластов и хондробластов, при­ чем хондроидная ткань получает преимущественное развитие. В результате формируются соединительнотканная или (чаще) хрящевая мозоли.

Рис.14. Посттравматическая регенерация трубчатой кости А – локализация травмы; Б, В, Г – последова-тельные стадии регенерации без жесткой фиксации репонированных костей (Б1, В1 – фрагменты); Д – регенерация после фикса-ции; 1 – надкостница; 2 – грубоволокнистые костные перекладины; 3 – соединительно-тканная мозоль с островками хрящевой ткани; 4 – костная грубоволокнистая мозоль; 5 – линия сращения

3. Стадия первичной костной структуры.Хрящевая (соединительнотканная) мозоль минерализуется и превращается в костную мозоль.Одновременно восстанавливается сосудистая система кости.

4. Стадия окончательной перестройки регенерата.Вначале костная мозоль состоит из грубоволокнистой костной ткани, которая потом заменяется на пластинчатую. Происходит резорбция избытка кости и восстанов­ление костномозговой полости.

Приведенная схема регенерации кости наблюдается при так называе­мом вторичном костном сращении,когда костные отломки недостаточно сближены и закреплены. Эта ситуация встречается в клинике наиболее часто. При хорошей иммобилизации и репозиции (сопоставлении) отломков регенерация происходит более быстро и экономно с незначительным разрушением костной ткани по обе стороны от перелома. При этом практически сразу образуется пластинчатая костная ткань без формирования соедини­тельнотканной и хрящевой мозолей (первичное костное сращение).

Стимуляция регенерации кости.Стимуляция регенерации костной ткани может осуществляться применением анаболических гормонов, витаминов, препаратов ДНК, РНК и др. Она происходит также при введении в зону дефекта костных опилок, а также трансплантации аллогенной кости. Широко используется также применение метода дистракции (растяжения)кости по Г.А. Илизарову (аппарат Илизарова). Метод основан на пьезоэлектрическом эффекте кости: ее растяжение вызывает формирование по­ложительного заряда, а сжатие – отрицательного электрического заряда. К положительному заряду тропны остеокласты, которые при растяжении начинают осуществлять резорбцию костной ткани. Однако в силу сопряжения функции остеобластов и остеокластов через определенное время происходит активация последних и выработка ими межклеточного веще­ства. Повторная дистракция ведет к повторению цикла. В результате пос­ледовательных дистракций происходит постепенное новообразование и со­зревание костных структур, увеличивается межотломковый костный регенерат, который в средней части сохраняет соединительнотканную структу­ру, на основе которой и происходит костеобразование. Этот метод позво­ляет, во-первых, эффективно лечить переломы, так как аппарат Илизарова позволяет хорошо сопоставить и иммобилизировать отломки, в результа­те очень рано создается возможность включения конечности в функцию (нагрузка на нее ведет к активации остеобластов). Во-вторых, метод по­зволяет увеличивать длину конечностей для исправления дефектов скелета.

Рост кости в длину происходит за счет метаэпифизарной пластинки роста. Наблюдается до периода полового созревания, после наступления которого половые гормоны способствуют подавлению митозов клеток и минерализации хряща метаэпифизарной пластинки. Рост кости в толщину происходит за счет надкостницы. При этом физи­ческий труд способствует размножению клеток в надкостнице, и кость ста­новится толще.