Стадии развития костей в онтогенезе. Типы окостенения

Роль осевых, опорных органов у человека выполняют хорда и позвоночник, которые закладываются рано, на 3 неделе зародышевого развития. Хорда развивается из энтодермы, в виде плотного клеточного тяжа соединительной ткани. Она представляет «первичный скелет». В дальнейшем она заменяется скелетом костным, который формируется из мезодермы (той ее части, которая представлена зародышевой соединительной тканью мезенхимой).

Кости скелета человека проходят 3 стадии развития: соединительнотканную или перепончатую, хрящевую и костную. Исключением являются кости крыши черепа, лицевого отдела и ключица. Эмбриональная соединительная ткань - мезенхима, вначале мягкая, а затем с образованием волокон уплотняется. Ею бывают представлены оболочки вокруг мозговых пузырей и нервной трубки, позвоночная струна, пластинки на месте будущих конечностей, и т.д.

Все эти образования составляют первую, перепончатую стадию развития скелета, которая проходит с конца 1го и началу 2-го месяца внутриутробной жизни. Далее, начиная со 2-го месяца, скелет переходит в хрящевую стадию. В ходе этого этапа, в соединительнотканных закладках появляются островки гиалинового хряща. Начинается формирование отдельных костей в виде хрящевых моделей (болванок) - будущих костей.

Закладываются также и соединения костей, как непрерывные, так и суставы. К концу 2-го месяца развития скелет вступает в костную стадию, начинается его окостенение. Замещение хряща на костную ткань происходит двумя способами, причем процесс продолжается и в постэмбриональном периоде в течение длительного времени.

Выделяют энхондральное окостенение и перихондральное окостенения. Примером энхондрального окостенения может служить процесс формирования головок костей. Кровеносные сосуды эмбриона вместе с активной костеобразующей соединительной тканью, образуют в центре головки пока еще хрящевого эпифиза точки окостенения (ядра, островки) из грубоволокнистой костной ткани.

От них начинается распространение этой ткани по всей головке. После того, как процесс эпифизарного окостенения закончится, хрящевая структура сохраняется лишь на поверхности эпифиза в виде суставного покрытия и в зоне эпифизарного хряща (эпифизарной линии, пластинки роста). Она не окостеневает у трубчатых костей человека до 25 - 30 лет и за счет ее кости растут в длину. Перихондральное окостенение происходит в диафизах трубчатых костей. Процесс начинается снаружи, со стороны надкостницы: формируется костная манжетка, сдавливающая хрящевую болванку тела кости.

Структура хряща начинает уплотняться, происходит его разрушение, образуются полости, имеющие вертикальное направление, в результате этого, кровеносные сосуды проникают внутрь хряща, вызывая образование костной ткани. Клетки кровеносных сосудов (перициты, способные к регенерации) ведут себя как остеобласты. При этом вначале формируется грубая костная ткань, затем пластинки и остеоны.

К моменту рождения человека практически повсеместно грубоволокнистая костная ткань заменяется на пластинчатую, которая в дальнейшем продолжает перестраиваться всю жизнь. Те кости в онтогенезе у которых хрящевой стадии нет, имеют подобные процессы перехода, но только из состояния соединительной ткани сразу в костную, при этом области костей, не имеющие окостенения на момент рождения (роднички на черепе) позволяют костям активно расти до определенного возраста и затем переходить в синостоз.

В процессе роста организма, увеличивается масса тела в целом и его отдельных частей. Части тела меняют свои пропорции, следовательно, становятся другими нагрузки на кости. Эти изменения находят выражение в постоянном и непрерывном изменении структуры костей, их формы и размеров. В губчатом веществе костей изменяется направление костных перекладин, в компактном веществе непрерывно осуществляется перестройка остеонов. Меняется и химический состав костей.

При занятиях определенным видом спорта или трудовой деятельностью очень часто наблюдаются также и локальные, местные изменения костей. Например, у тяжелоатлетов, в сравнении с другими спортивными специализациями, происходит увеличение отростков, мыщелков, головой трубчатых костей. Занятия бальными танцами отражаются на фалангах пальцев и в целом на стопе, а также на ее соединениях.