Salve !
Это мой первый пост на Хабре, ранее лишь читал, но возжелалось и мне подсыпать песка в песочницу. А поговорим мы о костях. Уверен, что многие забыли о чем рассказывалось в школе. Равно, как и многие ломали себе в детстве руку или ногу или какую-то иную из 270 костей. Интересно, что по мере взросления, костей становится меньше. Нет, они не выпадают из нас, но часть костей срастается, пока не остается около 206 костей.
Кости человека очень прочные. Самый известный пример, бедренная кость выдерживает нагрузку в 1650 кг. А у нас их, к слову, две ! Сопротивление костной ткани сжатию в два раза больше чем у гранита. Берцовая кость выдерживает 1500 кг, плечевая 850 кг. Благодаря такой прочности костей, мы знаем о динозаврах. Ведь большая часть дошедших до нас деталей от динозавров - кости. Прочность кости обусловлена не только составом, но и строением. За крепость отвечает минеральная часть, кальций, фосфор, магний, железо в виде неорганических солей. Главный компонент минеральной части гидроксиапатит - Ca10(PO4)6(OH)2.
За упругость и гибкость отвечает органическая часть,- оссеин (костный коллаген) связывающий неорганические частички плюс оссеомукоид. С возрастом неорганическая часть костей увеличивается, а органическая уменьшается. Поэтому, маленькие дети обладают более гибкими костями и переломы редки, а у пожилых, напротив, кости хрупкие и они больше подвержены переломам. В разных костях человека разное содержание органической части. В ребрах оссеина больше всего, а меньше всего в передней голени. Если из кости удалить органическую часть, при сильном нагревании, то оставшаяся минеральная часть рассыпется в вещество похожее на песок. Если из длинной кости удалить минеральную часть, длительным выдерживанием в соляной кислоте, то она станет настолько гибкой, что ее можно буквально завязать.
Следует упомянуть подробнее о оссеомукоиде, ведь это значительная доля органической части кости. Оссеомукоид - это неколлагеновые белки и пептиды (короткие, относительно белков, цепочки аминокислот), заполняющие пространство между коллагеновых волокон и скрепляющие их в крепкие образования. Это и широко известные, благодаря рекламе разных препаратов,- хондроитинсульфаты, белки: остеопонтин, остеокальцин, остеонектин и т.д. Эти белки регулируют рост, минерализацию, образование коллагеновых волокон и еще множество разных процессов.
Механические характеристики костей определяются не только составом, но и строением. Из костных клеток ,- остеоцитов, образованы пластинки - остеоны, которые располагаются вокруг каналов цилиндрическими слоями, в каналах проходят нервы и сосуды. Остеоциты связаны друг с другом отростками-канальцами, через которые осуществляется обмен веществ через кровь. Здесь, пора вспомнить и о кишечнике. В его клетках кальцитриол вызывает синтез специальных белков, которые отвечают за всасывание кальция и фосфатов и поддержание постоянной концентрации. Кровью они транспортируются и участвуют в минерализации костной ткани (матрикса).
Немного о двух типах клеток костной ткани: остеобластах и остеокластах.
Кстати, вы еще не забыли про оссеин и оссеомукоид ? Синтезируются они вышеупомянутыми остеобластами. Остеобласты синтезируя матрикс вокруг себя оказываются заперты в нем, после чего превращаются в остеоциты. Остеобласты получаются из клеток мезенхимы (стволовых клеток), они постоянно делятся. Но превратившись в остеоциты теряют способность делиться. Остеобласты фактически отвечают за образование костной ткани. Остеокласты получаются из моноцитов и макрофагов и занимаются резорбцией (разрушением, рассасыванием) костной ткани. В борьбе остеокластов и остеобластов вечная ничья, равновесие.
Но равновесие это можно сместить, например, при помощи фармпрепаратов, стероидов, гормонов. Когда-то выпускался препарат, остеогенон (гидроксиапатитная соль оссеина и соли кальция). Его прием ускорял заживление при переломах.
Вот и добрались до переломов. Хрясь, аааа !, у-у-у-у ! Механически нарушилась целостность кости, что и называется переломом. Как организм справляется с этим ? Первую неделю сохраняется подвижность обломков, около перелома появляются остеобласты, образуются кровяные сгустки, в это время важна неподвижность и правильное положение обломков. В следующую неделю образуется мягкая мозоль. С третьей недели образуется костная мозоль и этот период может длиться до трех месяцев при тяжелых переломах: переломе бедра, компрессионном переломе позвоночника, переломе большой берцовой кости. На последней стадии происходит рассасывание уплотнения и кость принимает свой нормальный вид. Несложный перелом руки, ноги, срастается за месяц. Сроки весьма относительны и приведены для примера, т.к. сильно зависят от типа перелома, возраста, питания, состояния здоровья.
Помните название поста? Там есть слово "немного", поэтому оставляю за скобками типы костей, витамины D и С, функцию кроветворения, надкостницу, анатомическую коробочку и ладьевидную кость у которой нет надкостницы, как растут кости в толщину, можно ли увеличить рост и много других интересных вещей. Мы, "человеки", удивительно устроены. Надеюсь, мой пост, вызвал хоть у кого-то интерес и желание узнать о том, что осталось за скобками.
Вы можете сказать, что я болтаю ерунду. Зато какую!(с) робот Бендер
Комментарии (19)
Alexufo
22.03.2022 02:16+1Плотность кости между популяциями разнится? Знает кто?
Radisto
22.03.2022 07:40+1Не обязательно между популяциями. Различия в целом, между индивидуумами. Поддерживаю вопрос
Seventh_Orc Автор
22.03.2022 10:04+3Полагаю, что плотность кости обусловлена генетически. Как пример, плотность кости и пропорции у чернокожих отличны от европейцев, это дает им преимущество в беге. Но недостаток для плаванья. Тема весьма не политкорректная :) Немного старых новостей для размышления " Первооткрывателя структуры ДНК Джеймса Уотсона, удостоившегося за это Нобелевской премии, лишили почетных званий в лаборатории «Колд-Спринг-Харбор», которую он некогда возглавлял. Причиной стали заявления ученого в документальном фильме, в котором он подвергает сомнению идентичность интеллектуальных способностей представителей разных рас. "
vitalynec
22.03.2022 11:44Спасибо, познавательно. Может про суставы когда-нибудь будет подобный текст?
Seventh_Orc Автор
22.03.2022 12:25+4Откровенно, я не врач, знания в околомедицине для меня сопутствующие, по основному профилю работал в фармацевтике, занимался синтезом пептидов. Но и писать первую статью по тематике IT не хотелось ( зеленый джун нашел зерно и демонстрирует его сеньорам Хабра ? :))) ) . Если интересно, могу написать комментарий про коленный сустав, а конкретно, про хрящевую ткань и восстановление после травмы колена.
vitalynec
22.03.2022 13:02Актуально, а потому очень интересно. В принципе, язык изложения достаточно прост для весьма непростой темы (хотя не лишен некоторых изъянов). Поставил бы плюсик, да возможности такой нет.
Seventh_Orc Автор
22.03.2022 15:04+1Суставные поверхности костей выстилает гиалиновый хрящ состоящий из клеток (хондробласты (молодые клетки) и хондроциты) и межклеточного вещества(матрикс) с большим содержанием воды. Большое содержание воды обеспечивает упругость (амортизацию суставных поверхностей). Эти клетки синтезируют межклеточное вещество и суставную (синовиальную, смазка и питание) жидкость. Их мало, всего несколько процентов от общего числа клеток хряща. Но именно они и отвечают за регенерацию хрящевой ткани. В хрящевой ткани нет нервов, поэтому вовремя распознать проблему сложно, хрящ не болит. У хрящевой ткани нет кровоснабжения (сосудов), поэтому она восстанавливается плохо. Можно представить ее как губку, под нагрузкой сжимается и часть межклеточного вещества выдавливается, при снятии нагрузки засасывается новая порция. Так происходит обмен веществ.
Соответственно для питания хрящевой ткани, надо пить много чистой воды и ходить. Если не двигаться, то и хрящ перестает питаться. При необходимости, для снятия части нагрузки с колена, при ходьбе использовать модный аксессуар - трость :) Полезно делать легкие многоповторные упражнения для ног (не разгибая до конца колено, избегая полностью выпрямленной ноги, чтобы снять нагрузку). Хоть и нет кровоснабжения прямого, но мышцы при нагрузке наполняются кровью и улучшается питание вокруг сустава. Закачивая бицепс (двуглавая мышца) бедра, стабилизируем коленный сустав. Самое простое, это выпады. Подробнее можно нагуглить упражнения. Не стоит злоупотреблять НПВC, есть данные, что они негативно сказываются на восстановлении хряща. Из доступных препаратов, советую (не реклама, почитать отзывы занимательно) БАД из спортпита, Animal Flex, отличный комплекс, но принимать его непросто, 44 пакетика, по пакетику в день, а в пакетике кучка таблеток. Пить после еды. Лично наблюдал немало спортсменов восстановившихся после 1-2 пропитых курсов. Фактически это дополненный аналог аптечных препаратов хондроитина и глюкозамина с адекватной дозировкой. Но главное, посоветоваться с врачом и получить одобрение. Все вышенаписанное актуально для периода восстановления, не для острой фазы !
HexMaster
22.03.2022 23:51Правда, что хруст суставов - это хлопки газа? Где-то такое слышал.
Seventh_Orc Автор
23.03.2022 10:38+2Использовали реалтайм МРТ-съемку для определения причин хруста в суставе. Она показала, что хруст это следствие кавитации. Хрустят пузырьки в момент образования, при разведении суставных поверхностей в синовиальной жидкости.
Подробности в работе: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25875374/
shadrap
23.03.2022 17:07Соответственно для питания хрящевой ткани, надо пить много чистой воды и ходить.
Я бы не спешил с "пить много чистой воды". Распределение воды и hydration( ? реально иногда трудно подобрать русский аналог) довольно жестко зарегулировано в человеческом организме . Поддержание водного баланса в отдельных органах не зависит напрямую от потребления воды. Мало того , небольшое количество воды мы можем генерировать метаболически.
Основной объем воды попадает в кровь через тонкий кишечник, основные регулирующие вещи - это ADH (анти-диуретический гормон) и осмотическое давление крови. Здесь происходит первичная регуляция "усвоения" количества воды и ее дальнейшая судьба. Отчасти поэтому спортсменам рекомендуется пить воду с растворенными веществами , что бы повысить собственное осмотическое давление напитка....
Осморецепторы строго следят за осмотическим давлением и регулируют его уменьшая или увеличивая количество ADH синтезируемое гипоталамусом, следовательно увеличивая или уменьшая проницаемость дистальных канальцев почек - которые регулируют выведение воды из организма с мочой.
Распределение же по тканям вообще довольно сложно запутанная вещь, которая активно пересматривается в последнее время.
vitalynec
24.03.2022 12:51Мой нынешний ортопед уверяет, что хондропротекторы - это недоказанная и неэффективная терапия. Мол эффект ощущается только благодаря противовоспалительным компонентам. На самом ли деле эффект хондроитина и глюкозамина (тех производных, что доступны в спортпите) не доказан?
Seventh_Orc Автор
24.03.2022 13:29Да, достоверных данных нет. Но знаю, что глюкозамин и хондроитин достаточно безопасны, вреда от их приема нет (за исключением, когда есть проблемы с ЖКТ), а польза может быть. Эффективная терапия, это гормоном роста, стероидами, трансплантация хрящевых клеток в сустав ... Полное восстановление хряща трудная задача. Не всем доступно и дорого. Что касается бадов, на примере анимал флекс, наблюдал в зале немало людей, которым он помог при проблемах с коленями. Погуглите отзывы. Поскольку большая часть глюкозамина и хондроитина расщепляется в кишечнике, то требуются весьма большие дозировки. Как вариант, сначала курс инъекций, потом перейти на пероральный прием.
DimPal
22.03.2022 16:42Я где то слышал что мягкая мозоль вроде как по гистологии соответствует хрящевой ткани, и при её формировании важен кажется органический кремний. Верно ли уверждать что прием кремний содержащих лекарств на этой стадии ускорит сростание перелома?
Seventh_Orc Автор
22.03.2022 19:10На данный момент роль кремния не ясна. Есть разные гипотезы, в т.ч. и о его влиянии на синтез коллагена. Также известно, что при переломе сильно возрастает количество кремния в организме. Но кремний содержится практически в любой пище растительного происхождения, кисломолочных продуктах, орехах, мясе, печени ... Т.е. при нормальном питании его достаточно. Максимальная рекомендуемая суточная доза 100мг. Достаточная 25мг. При переломе есть смысл увеличить потребление кремнийсодержащих продуктов, но не более. И чудес ждать не стоит, сроки иммобилизации сократятся незначительно. IMHO важнее получать достаточное количество кальция и витаминов D и C.
tbl
22.03.2022 20:42Насколько я знаю, твердая костная мозоль так и не рассасывается. И по прочности она крепче, чем окружающие костные ткани. Поэтому получить повторный перелом по той же линии, что и старый сросшийся, практически невозможно.
Seventh_Orc Автор
22.03.2022 21:34"Сформировавшаяся через 6 недель провизорная грубоволокнистая костная мозоль перестраивается, т.е. рассасывается и на ее месте появляются зрелые пластинчатые костные структуры соответственно линиям натяжения и давления.
Перестройка провизорной мозоли в губчатой кости проходит медленно. Спустя 2 года, иногда даже 4 года после травмы можно в области бывшего перелома обнаружить островки грубоволокнистых костных структур, остатки провизорной мозоли."
Vest
Спасибо, мне было интересно. Я хотел задать, возможно, глупый вопрос: скажите, пожалуйста, а как кость знает как расти? Почему она удлиняется с возрастом ребёнка? То есть, почему растёт по длине быстрее, чем в ширину? Что задаёт ей потом взрослую пропорцию?
Seventh_Orc Автор
Клетки делятся, кость растет. На концах кости делятся клетки хряща, растет в длину. Когда прекращается рост, хрящевая ткань окостеневает. На внутренней поверхности надкостницы покрывающей кость, клетки делятся и растет в толщину. Хотя,есть кости и без надкостницы. Ладьевидная, например, она небольшая, расположена в кисти руки (анатомическая коробочка). Ломается при падении на открытую ладонь, основной механизм травмы.Но из-за отсутствия надкостницы (плохо кровоснабжаема) срастается долго и плохо. Это для иллюстрации роли надкостницы :) К 25 годам прекращается рост костей. Рост обусловен гормонами. Самый важный - это гормон роста, соматотропин (гормон гипофиза). Он и определяет, как растут кости и пропорции. Интересно, что не все зоны роста закрываются у взрослого человека. Открытыми остаются конечности и нижняя челюсть, что видно у злоупотребляющих гормоном роста спортсменов. Выдвинутая нижняя челюсть и длинные пальцы. Еще не прекращают рост (растут всю жизнь) нос и уши. Скорость роста постоянна, примерно 0.2 мм в год.