Диссертация (Дифференциальная диагностика гигантоклеточных поражений костей у детей), страница 3

В перихондриуме эпифизов возникают инвагинации,которые продвигаются к центрам эпифизов, формируя хрящевые каналы, чтоспособствует васкуляризации и возникновению точек окостенения эпифизов(вторичные точки окостенения). Между эпифизом и диафизом формируетсяпереходная зона воронкообразной формы – метафиз. По мере увеличенияобъема костной ткани, между метадиафизом и эпифизом остается узкаяполоска гиалинового хряща – ростковая пластина (growth plate) или физис[100].Интенсивность роста в области ростковых пластинок в разных костяхскелета различается. Наибольшие темпы роста отмечаются в дистальномфизисе бедренных костей, на втором месте по интенсивности следуетпроксимальный физис большеберцовых костей [86].В скелете человека насчитывается 206 костей.

По анатомическимпризнакам скелет условно можно разделить на аксиальный (череп,позвоночник, ребра, грудина и подъязычная кость) и периферический (костиверхней и нижней конечности и кости таза). Кости кистей и стоп относятся какральному скелету. Все кости классифицируются также в зависимости отразмеровиформы:длинныетрубчатые(плечевая,бедренная,большеберцовая), короткие трубчатые (кости пясти, плюсны и фалангипальцев), плоские (кости черепа, тазовые кости) и кубовидные (кости15запястья и предплюсны) [86]. В длинных трубчатых костях выделяютэпифиз, апофиз, метафиз и диафиз.

Классификация костей, основанная натрех принципах (форма, функция, развитие) была предложена Привесом М.Г.[5]:I.Трубчатые кости.1. Длинные (плечевая кость, кости предплечья, бедренная кость,кости голени).2. Короткие (кости пясти, плюсны и фаланги пальцев).II.Губчатые кости.1. Длинные (ребра и грудина).2. Короткие (кости запястья, предплюсны и позвонки).3. Сесамовидные.III.Плоские кости.1. Кости свода черепа (лобная и теменная).2. Кости поясов конечностей (лопатка, тазовая кость).IV.Смешанные кости.1. Кости основания черепа.2. Ключица.Несмотря на различия в форме и размерах, все кости имеютоднотипноестроение,(endosteum),включаякортикальныйнадкостницуслой(cortex)(periosteum)ииэндостмедуллярныйканал(костномозговая полость).Надкостница покрывает почти все кости человека (за исключениемсесамовидных) не включая суставные поверхности, которые покрытысуставным гиалиновым хрящом.

Состоит из двух слоев – внутреннего(камбиального), прилегающего непосредственно к костной поверхности инаружного (фиброзного) слоя. Камбиальный слой содержит фибробласты,остеопрогениторные клетки и остеобласты. Клеточность данного слояварьируетвразличныевозрастныепериоды,большаяклеточностьотмечается в период формирования и роста костей у детей. Наружный слой16гипоклеточный, состоит из веретеновидных фибробластов и большогоколичества зрелого коллагенизированного межклеточного матрикса. Вобласти суставов продолжается в капсулу суставов или переходит всухожилия и мышечные фасции [86]. Надкостница играет важную роль впроцессах роста (аппозиционный рост) и ремоделирования костной ткани, атакже в процессе репарации при повреждениях и переломах [99].

Во всевозрастные периоды доброкачественные и злокачественные неопластическиепроцессы в костной ткани сопровождаются активацией камбиального слоянадкостницы. В зависимости от агрессивности локального воздействия,надкостница участвует в формировании того или иного типа периостальнойреакции, по которому рентгенологически можно предположить характерпоражения кости [98].Кортикальный слой состоит из компактной костной ткани, толщинакоторой зависит от локализации иНапример,наибольшаятолщинасилы механических воздействий.кортикальногослояотмечаетсявмедиальных отделах диафизов бедренных костей, так как механическаянагрузка в этих отделах достаточно велика.Медуллярный канал построен из губчатой (трабекулярной) костнойткани, содержит жировой и гемопоэтический костный мозг, кровеносныесосуды и нервные волокна.Костная ткань выполняет важные функции в организме человека(опорная, двигательная, депо кальция и фосфора, обеспечивает оптимальныеусловия для функционирования костного мозга).

Основными клеточнымикомпонентами костной ткани являются остеобласты, остеокласты, остеоцитыи выстилающие клетки (bone lining cells). Несмотря на кажущуюсяинертность, костная ткань является очень динамичной за счет постояннопротекающих сбалансированных процессов резорбции (остеокласты) икостеобразования (остеобласты). Остеоциты выступают в роли главногодирижера в этих сложных взаимодействиях [79].17В процессе роста организма ребенка, пока его скелет достигает своихокончательных размеров с помощью ремоделирования костной ткани, можнонаблюдать согласованную деятельность костного синтеза и костнойрезорбции с преобладанием синтеза [8].Ремоделирование костной ткани возможно за счет согласованныхвзаимодействиймеждуостеоцитами,выстилающимиклетками,остеокластами и остеобластами, которые формируют для этих целейвременную анатомическую структуру, называемую основной межклеточнойединицей (basic multicellular unit, BMU).

Процесс ремоделирования костнойткани абсолютно необходим для репарации переломов, адаптации скелета кмеханическим нагрузкам и поддержанию гомеостаза кальция и фосфора ворганизме. Нарушение баланса костной резорбции и костеобразования можетлежать в основе таких заболеваний костей как остеопороз и остеопетроз.Равновесие в процессе ремоделирования костной ткани поддерживается засчет локальных и системных факторов, включая цитокины, хемокины игормоны [79].Остеобласты.Остеобластыпредставляютсобойклеткикубовиднойформы,локализующиеся на костных поверхностях, составляют 4-6% от всех клетоккостной ткани и выполняют костеобразующую функцию.

Характеризуютсяразвитой гранулярной эндоплазматической сетью, комплексом Гольджи исодержат большое количество секреторных вакуолей, что отвечает ихпротеинсинтетической функции (синтез остеоида для костного матрикса).Происходят из мезенхимальной стволовой клетки, дифференцировка которойв направлении остеобласта включает последовательные этапы с активациейопределенных генов и экспрессией необходимых маркеров, включая костныеморфогенетические белки (bone morphogenetic proteins, BMP), Wingless (Wnt)путь, Runt-связанный транскрипционный фактор 2, Dlx5, Osx (osterix) иRunx2.18Синтез элементов костного матрикса осуществляется остеобластами вдва основных этапа: создание органической матрицы и ее последующаяминерализация.

На первом этапе остеобласт секретирует коллагеновые (восновном, коллаген 1 типа) и неколлагеновые белки (OCN, остеонектин, BSPII, остеопонтин), а также протеогликаны, включая декорин и бигликан,которые образуют органическую матрицу. Второй этап (минерализацияорганической матрицы) в свою очередь состоит из везикулярной ифибриллярной фаз.

Матричные везикулы (диаметром от 20 до 300 нм)отделяются от апикальной мембраны остеобласта в окружающую матричнуюсреду, где связываются с протеогликанами и другими межклеточнымикомпонентами. Затем ионы фосфора и кальция образуют кристаллыгидроксиапатита.Зрелыйостеобластможетдифференцироватьсявостеоцит,выстилающую клетку или подвергаться апоптозу.Выстилающие клетки.Выстилающиеклеткипредставляютсобойуплощеннойформыпокоящиеся остеобласты, располагающиеся на костной поверхности, где непроисходит активных процессов резорбции или костеобразования. Содержатв цитоплазме небольшое количество органелл, в том числе, гранулярногоэндоплазматического ретикулума. Функция этих клеток до конца не изучена,известно, что они предотвращают взаимодействие остеокластов с костнымматриксом, участвуют в дифференцировке остеобластов, продуцируютостеопротегерин (OPG) и активатор рецептора ядерного фактора каппа-Bлиганда (RANKL).Остеоцит.Остеоциты составляют 90-95% клеточного состава костной ткани иявляются наиболее долгоживущими клетками (до 25 лет).

В течении многихдесятилетий из-за сложности выделения и изучения данных клеток, ихфункции были неизвестны.19Остеоцитырасполагаютсявлакунах,которыеокруженыминерализованным костным матриксом и имеют множество отростков.Морфология остеоцитов зависит от типа костной ткани, в которой онирасположены. В губчатой костной ткани остеоциты имеют более округлуюформу, в компактной костной ткани они несколько вытянуты. Являютсяпроизводнымимезенхимальнойстволовойклетки,проходястадиюдифференцировки остеобласта. В конце каждого цикла костеобразованиясубпопуляция остеобластов превращается в остеоциты и встраивается вкостный матрикс. Этот процесс сопровождается морфологическими иультраструктурнымиизменениями(уменьшениеразмеровклетки,сокращение гранулярного эндоплазматического ретикулума и комплексаГольджи и др.).

Механизм данных превращений до конца не изучен, однакоизвестна важная роль в этих процессах белка E11/gp38, известного подназванием Podoplanin, который экспрессируется в остеоцитах. Считается, чтоон взаимодействует с элементами цитоскелета остеоцитов.Каждыйостеоцит,заключенныйвлакунеимеетпорядка50цитоплазматических отростков, которые располагаются в специальныхканальцах,которойформирующихконтактируютлакуноканаликулярнуюсоседниеостеоциты,асистему,такжеблагодаряостеобласты,находящиеся на поверхности. Посредством данной системы осуществляетсятранспорт различных молекул между клетками, таких как простагландины иоксид азота. Данная система взаимодействует также и с сосудистой сетьюкостной ткани, обеспечивая транспорт питательных веществ и кислорода.Благодарялакуноканаликулярнойсистеме,остеоцитыспособнывоспринимать и оценивать механические нагрузки и давление и ежедневнопомогать костной ткани адаптироваться к механическим воздействиям.

Сэтой точки зрения, остеоциты выступают в роли дирижеров межклеточныхвзаимодействий в костной ткани, регулируя процессы ремоделирования.20Остеокласт.Остеокласты – это терминально дифференцированные многоядерныеклетки, предшественниками которых являются мононуклеарные клетки,развивающиеся из гемопоэтической стволовой клетки под воздействиемнескольких факторов.