Оссификация — процесс образования костной ткани¶

Оссификация (от лат. ossificatio — окостенение; устаревшее название — остеогенез) — процесс образования и роста костной ткани в организме, в ходе которого из хрящевой или соединительной ткани формируется зрелая кость. Оссификация лежит в основе развития скелета эмбриона, роста костей в длину и ширину, срастания переломов и регенерации костной ткани во взрослом организме.

¶Виды оссификации

В зависимости от механизма и исходного материала различают два основных типа процесса.

¶Энхондральная оссификация

Энхондральная (хрящевая) оссификация — образование кости из предшествующего гиалинового хряща. Этот тип преобладает в формировании длинных, коротких и губчатых костей скелета. Хрящевая модель будущей кости постепенно замещается костной тканью: хондроциты увеличиваются, их матрикс обызвествляется, затем происходит врастание сосудов и проникновение остеобластов, которые выкладывают костный матрикс поверх разрушающихся хрящевых перегородок.

¶Мембранозная оссификация

Мембранозная (соединительнотканная) оссификация — образование кости непосредственно из эмбриональной мезенхимы (плоских костей черепа, лопатки, ключицы). Мезенхимальные клетки дифференцируются в остеобласты, которые начинают выделять остеоид — некальцинированный органический матрикс, впоследствии пропитывающийся солями кальция. Внутри мембраны формируются островки окостенения, которые затем сливаются, образуя цельную кость.

¶Оссификация в онтогенезе

¶Зародышевый период

У человека процессы окостенения начинаются на 6–7-й неделе внутриутробного развития. Первыми подвергаются оссификации ключица и нижняя челюсть; к концу 8-й недели окостенение охватывает большинство костей скелета. К моменту рождения у новорождённого обычно присутствуют 270–350 точек окостенения, из которых к взрослому возрасту формируется 206 костей.

¶Центры окостенения и зоны роста

В длинных костях (бедренная, большеберцовая, плечевая) выделяют три основных центра окостенения: один диафизарный (в средней части) и два эпифизарных (на концах). Между диафизом и эпифизом сохраняется зона гиалинового хряща — эпифизарная пластинка роста (метафиз), обеспечивающая продольный рост кости. После полового созревания пластинка постепенно окостеняет, и рост кости в длину прекращается.

¶Рост кости в толщину

Рост в толщину осуществляется за счёт надкостницы — плотной соединительной ткани, покрывающей кость снаружи. В её внутреннем (остеогенном) слое располагаются остеобласты, образующие новый костный матрикс (аппозиционный рост). Одновременно остеокласты разрушают костную ткань изнутри, расширяя костномозговую полость, что позволяет кости увеличиваться в объёме без чрезмерного утолщения.

¶Молекулярные механизмы

Ключевую роль в регуляции оссификации играют остеобласты (образуют кость), остеокласты (разрушают и ремоделируют) и остеоциты (механорецепторы, поддерживающие метаболизм матрикса). Дифференцировка мезенхимальных стволовых клеток в остеобласты контролируется сигнальными путями BMP (костные морфогенные белки), Wnt и факторами транскрипции Runx2 и Osterix. Дефицит витамина D3, кальция и фосфора нарушает минерализацию остеоида, что приводит к рахиту у детей и остеомаляции у взрослых.

¶Регенерация и клиническое значение

При переломах кости запускается каскад, сходный с эмбриональной оссификацией: образуется гематома, затем хрящевая мозоль, которая постепенно замещается костной (первичное и вторичное срастание). Нарушения процесса оссификации лежат в основе ряда заболеваний: фиброзной остеодистрофии, остеопетра (мраморной болезни), экзостозов, а также патологической оссификации связок и мышц при болезни Фон Беккера (миозите оссификансе) и прогрессирующей оссифицирующей фибродисплазии.

В клинической практике для ускорения срастания переломов применяют остеогенные стимуляторы (натрия гидроксиапатит, костный морфогенный белок), а в хирургии костной ткани — остеопластические материалы и методики костной пластики.

¶История

Термин «остеогенез» ввёл в научный оборот швейцарский анатом и хирург Иоганн Георг Венцель в начале XIX века. Систематическое изучение механизмов окостенения связано с работами немецкого анатома Иоганна Петера Мюллера и Фридриха Генриха Густава Якоби. В XX веке были открыты костные морфогенные белки (Маршалл Р. и соавт., 1965) и описаны сигнальные пути, регулирующие дифференцировку остеобластов.

¶Источники

• Рейсберг Б. Т., Шаповалов С. С. «Костная ткань: морфология, физиология, биомеханика»
• Куренков С. А. «Остеогенез и регенерация костей»
• Таточенко В. К., Скипетров Н. П. «Физиология костной ткани»
• Гистология: учебник / под ред. Ю. А. Шилова, М. Р. Сапина
• Терновой В. Г., Савченко А. Л. «Хирургия костей и суставов»