Опишите и зарисуйте костные клетки. Подумайте, почему такое строение компактного вещества придаёт конструкции прочность и лёгкость.

Костная ткань состоит из клеток и межклеточного вещества, пропитанного солями кальция и фосфора. Основные костные клетки — остеобласты, остеоциты и остеокласты.

1. Остеобласты — молодые клетки, образующие костное вещество. Они располагаются на поверхности растущей или восстанавливающейся кости, выделяют органическую основу межклеточного вещества, которая затем минерализуется.

Схема:

  остеобласты
   ○  ○  ○  ○
 ─────────────  поверхность формирующейся кости
 █████████████  костное вещество

2. Остеоциты — зрелые костные клетки. Они находятся в небольших полостях костного вещества — лакунах. У остеоцитов много длинных отростков, проходящих по тонким канальцам. Через них клетки соединяются друг с другом и получают питательные вещества.

Схема:

          отростки
        \   |   /
         \  |  /
      ──── (●) ────
         /  |  \
        /   |   \
       остеоцит в лакуне

3. Остеокласты — крупные многоядерные клетки, разрушающие старое или повреждённое костное вещество. Благодаря их работе кость постоянно обновляется и может перестраиваться при изменении нагрузки.

Схема:

      ●   ●   ●       ядра
    ┌───────────┐
    │ остеокласт│
    └─────┬─────┘
          ▼
  ███████████████  разрушаемое костное вещество

Компактное вещество кости построено из остеонов — цилиндрических систем костных пластинок. В центре каждого остеона проходит канал с кровеносными сосудами и нервами. Вокруг него располагаются концентрические костные пластинки, а между ними лежат остеоциты.

Схема поперечного среза остеона:

        остеоциты в лакунах
           •       •
      ┌───────────────┐
      │   ─────────   │  костные пластинки
      │  ───────────  │
      │ ────  ○  ──── │  ○ — центральный канал
      │  ───────────  │
      │   ─────────   │
      └───────────────┘

Такое строение делает кость одновременно прочной и лёгкой.

Прочность обеспечивается несколькими причинами. Костные пластинки содержат коллагеновые волокна и минеральные соли: коллаген придаёт упругость, а соли кальция — твёрдость. Пластинки расположены слоями, причём направление волокон в соседних слоях различается. Поэтому кость хорошо сопротивляется изгибу, сжатию и скручиванию. Остеоны ориентированы преимущественно по направлению действующих нагрузок, как пучки прочных волокон в конструкции.

Лёгкость достигается тем, что кость не является сплошной массивной глыбой. В ней есть центральные каналы с сосудами, полости костного мозга и более рыхлое губчатое вещество внутри. Основная масса прочного компактного вещества находится снаружи, где нагрузка особенно велика. Благодаря этому кость расходует меньше материала, но сохраняет высокую прочность.