Какими свойствами обладает соединительная ткань

Группа соединительных тканей объединяет собственно соединительные ткани (РВСТ и ПВСТ), соединительные ткани со
специальными свойствами (ретикулярная, жировая, слизистая, пигментная), скелетные соединительные ткани (хрящевая и костная).
В рамках школьного курса к соединительным тканям относят жидкую подвижную кровь, строение которой мы изучим в разделе “Кровеносная система”.

Что же общего между жидкой подвижной кровью и плотной неподвижной костью? Общим оказываются три основополагающих признака соединительных тканей:

• Хорошо развито межклеточное вещество
• Наличие разнообразных клеток
• Общее происхождение – из мезенхимы (которая развивается из мезодермы)

Межклеточное вещество соединительных тканей состоит из волокон и основного аморфного вещества (неволокнистый компонент). Волокна могут быть коллагеновыми, эластическими и ретикулярными.

Очевидно, что соединительная ткань образована тремя компонентами: клетки, волокна, основное аморфное вещество.

Собственно соединительные ткани

Собственно соединительные ткани объединяет то, что они содержат коллагеновые волокна (одни или вместе с эластическими), не отличаются высоким содержанием минеральных соединений.

Рыхлая волокнистая соединительная ткань (РВСТ) содержит клетки разной формы: фибробласты (юные), фиброциты (зрелые). РВСТ
содержится во всех внутренних органах (образует строму большинства органов), она располагается по ходу прохождения кровеносных, лимфатических сосудов и нервов,
образует соединительнотканные прослойки, сосочковый слой дермы.

Особенности рыхлой волокнистой соединительной ткани: преобладает основное аморфное вещество (отсюда “рыхлая”, не плотная), коллагеновые и эластические волокна лежат произвольно, не ориентированы в одном направлении.

Обратите внимание на название клеток: фибробласты, фиброциты – эти слова происходят от (лат. fibra – волокно). В
соединительных тканях имеются три основных типа волокон:

• Коллагеновые – обеспечивают механическую прочность
• Эластические – обуславливают гибкость тканей
• Ретикулярные – образуют ретикулярные сети, служащие основой многих органов (печень, костный мозг)

Плотная волокнистая соединительная ткань (ПВСТ) отличается преобладанием волокон (в основном коллагеновых) над клетками (отсюда термин – плотная).

Волокна могут быть ориентированы в одном направлении (оформленная ПВСТ) или нет (неоформленная ПВСТ).

Неоформленной ПВСТ образован сетчатый (глубокий) слой дермы. Оформленной ПВСТ образованы связки, сухожилия, фасции мышц, капсулы внутренних органов.

Соединительные ткани со специальными свойствами

Ретикулярная ткань (от лат. reticulum – сетка) образует строму (опорную структуру) кроветворных и иммунных органов. Состоит из отростчатых ретикулярных клеток и ретикулярных волокон, объединенные в сетевидную структуру.

Ретикулярная ткань является компонентом более сложных кроветворных тканей – миелоидной и лимфоидной. Здесь
зарождаются все клетки кровеносной и иммунной систем, ретикулярная ткань создает микроокружение, необходимое для такого развития.

Жировая ткань состоит из скопления жировых клеток (адипоцитов – от лат. adipis – жир + cytos – клетка). Скопления адипоцитов образуют подкожную жировую клетчатку, большой и малый сальники, капсулы внутренних органов (почек), желтый костный мозг в диафизах костей.

Функции жировой ткани:

• Жировая ткань создает резервный запас питательных веществ, накапливает жиры (липиды – от греч. lípos – жир).
• Секретирует гормоны – эстроген, лептин.
• Обеспечивает теплоизоляцию тела
• Предупреждает повреждения внутренних органов (защитная функция).

Слизистая (студенистая) ткань встречается в норме только между плодными оболочками и в составе пупочного канатика зародыша. Ее относят к эмбриональным тканям, на постэмбриональном этапе развития она отсутствует.

Пигментная ткань отличается большим скоплением пигментных клеток – меланоцитов (от греч. melanos — «чёрный»),
развита на отдельных участках тела: в радужке глаза, вокруг сосков молочных желез.

Скелетные соединительные ткани

К скелетным тканям относятся хрящевая и костная ткани, которые создают опорно-двигательный аппарат, выполняют защитную, механическую и опорную функции, принимают активное участие в минеральном обмене (обмен кальция, фосфора). Играют формообразующую роль в процессе эмбриогенеза и постэмбрионального развития (на месте многих будущих костей вначале образуется хрящ).

Хрящевая ткань состоит из молодых клеток – хондробластов, зрелых – хондроцитов (от греч. chondros – хрящ). Межклеточное вещество хрящевой ткани на 4-7% состоит из минеральных соединений,
упругое, содержит много воды (особенно в молодом возрасте). С течением времени воды в хряще становится меньше и его функция
постепенно нарушается.

В хрящевой
ткани, как и в эпителии, отсутствуют кровеносные сосуды, благодаря чему хрящи отлично приживаются после пересадки. Во многих случаях хрящ покрыт надхрящницей – волокнистой соединительной тканью, которая участвует в росте и питании хряща, которое происходит диффузно.

Хрящевая ткань может быть 3 видов: гиалиновая, эластическая и волокнистая.

Гиалиновая хрящевая ткань образует суставные поверхности костей, метафизы трубчатых костей в период их роста, хрящи воздухоносных путей (гортани, трахеи и крупных бронхов), передние отделы ребер. Эластическая хрящевая ткань образует ушные раковины, хрящи носа, средних бронхов, надгортанник. Волокнистая хрящевая ткань формирует межпозвоночные диски.

Хрящевая ткань выстилает поверхность костей в месте образования суставов. При нарушении в ней обменных процессов хрящевая ткань начинает
заменяться костной, что сопровождается скованностью и болезненностью движений, возникает артроз.

Костная ткань состоит из клеток и хорошо развитого межклеточного вещества, пропитанного минеральными солями (составляют около 60-70%),
преобладающим из которых является фосфат кальция Ca3(PO4)2.

В костной ткани активно идет обмен веществ, интенсивно поглощается кислород. Кости – это вовсе не что-то безжизненное, в них постоянно
появляются новые и отмирают старые клетки. В кости можно обнаружить следующие типы клеток:

• Остеобласты (др.-греч. osteo – кость) – молодые клетки
• Остеоциты – зрелые клетки (от греч. osteon — кость и греч. cytos — клетка)
• Остеокласты (от греч. klastos – разбитый на куски, раздробленны) – отвечают за обновление кости, разрушают старые клетки

Остеокласт (образуется путем слияния клеток, постклеточная структура – симпласт) – фагоцитарно активен, способен разрушать костное вещество.

Разрушение (резорбция) костной ткани – необходимая составная часть перестройки структуры кости, которая происходит в течение всей жизни.

Принципиальное отличие большинства костей от хрящей – наличие сосудов. Ткань, окружающая кость снаружи, – надкостница, содержит остеобласты и остеокласты. От сосудов надкостницы отходят многочисленные ветви, которые направляются внутрь кости и питают ее.

Кость растет в ширину за счет деления клеток надкостницы, в длину – за счет деления клеток эпифизарной пластинки (хрящевой пластинки роста).

Кость состоит из компактного и губчатого вещества.
Губчатое костное вещество образуют костные пластинки, которые объединяются в трабекулы (имеют форму дуг/арок). Губчатое вещество образует внутренние части губчатых и плоских костей, эпифизы трубчатых костей, внутренний слой диафиза. Содержит орган кроветворение – красный костный мозг.

Компактное вещество почти не имеет промежутков, костные пластинки имеют концентрическую форму (полые цилиндры, вложенные друг в друга). Компактное вещество образует поверхности плоских и губчатых костей, поверхностный слой эпифиза и основную часть диафиза.

Структурной единицей компактного вещества является остеон (Гаверсова система). В Гаверсовом канале, расположенном в центре
остеона, проходят кровеносные сосуды – источник питания для костной ткани. По краям канала лежат юные клетки, остеобласты, и
стволовые клетки. Вокруг канала лежат соединенные друг с другом остеоциты, образующие пластинки.

Кость состоит из двух компонентов:

• Неорганический (минеральный) компонент костной ткани (60-70%)

Межклеточное вещество костной ткани содержит коллагеновые волокна, которые пропитаны минеральными солями, главным
образом – фосфатом кальция Ca3(PO4)2 и кристаллами гидроксиапатита.

Минеральный компонент обеспечивает прочность кости. Благодаря нему костная ткань выполняет опорную функцию и способна выдерживать значительные нагрузки.

С возрастом содержание минерального компонента уменьшается (как и другого – органического компонента), в результате кость становится более ломкой и хрупкой, возникает
склонность к переломам. Истончение костной ткани называется остеопороз (от греч. osteon – кость + греч. poros – пора).



• Органический компонент костной ткани (10-20%)

Органический компонент представлен белками (коллаген – фибриллярный белок), липидами (жирами). Он обеспечивает эластичность кости – способность сопротивляться сжатию, растяжению.

Если провести мацерацию кости (химический опыт) – обработать кость сильными кислотами с целью ее деминерализации, то она станет настолько гибкой, что ее можно завязать в узел. Это возможно благодаря тому, что после опыта в костях остается только органический компонент – все соли растворяются (неорганический компонент исчезает).



Органический компонент превалирует в костях новорожденных. Их кости очень эластичные. Постепенно минеральные соли накапливаются, и кости становятся твердыми, способными выдержать значительные физические нагрузки.

Происхождение

Соединительные ткани развиваются из мезодермы – среднего зародышевого листка. Более точно – из мезенхимы, которая развивается из мезодермы.

Соединительная ткань встречается в организме повсеместно. У этой ткани больше всего разновидностей. Это и жир и кости с хрящами и сухожилия. Кровь тоже является соединительной тканью нашего тела. Главной особенностью любой соединительной ткани является наличие межклеточного вещества вырабатываемого самими клетками. Это вещество состоит из 2 компонентов: аморфного и волокнистого.

Что касается аморфного компонента, то он представлен гликозаминогликанами (представляют собой полисахариды) и протеогликанами (состоят из гликозаминогликанов с добавлением белка 5-10%). От количества аморфного компонента зависит консистенция ткани. Например, в плазме крови его почти нет, т.к. кровь жидкая. В составе хрящевой ткани аморфный компонент присутствует в больших количествах, чем обеспечивает ей необходимые свойства.

Волокнистый компонент межклеточного вещества представлен волокнами 2 типов: колагеновыми и эластичными. Коллагеновые  волокна состоят из белка коллагена, имеют диаметр 10 мкм, длинные и извитые. Придают ткани прочность. Коллагеновые волокна имеют тенденцию к набуханию. Эластичные волокна состоят из белка эластина, менее извитые и имеют диаметр 1 мкм. Основная функция эластичных волокон – придание эластичности (могут удлиняться в 2-3 раза) ткани и возвращение её в исходное положение после растяжения. Ретикулярные волокна представляют собой незрелые коллагеновые. Поскольку их можно окрасить солями серебра, их еще называют аргирофильными.

Локализация и функции соединительной ткани

По локализации в организме соединительная ткань часто занимает промежуточное положение между другими тканями, связывая различные виды тканей в единое целое. Например, слой соединительный ткани под названием дерма питает поверхностный слой кожи эпидермис, через базальную мембрану. Исходя из вышесказанного, перечислим основные функции соединительной ткани в организме:

• механическая, опорная и формообразующая функции. Эта ткань составляет опорную систему организма: кости, хрящи, фасции, сухожилия, связки. Входит в состав капсулы и стромы большинства органов, связывает различные виды тканей между собой;
• защитная и иммунная функции. Фасции защищают мышечную ткань, кости скелета защищают от повреждения многие жизненно важные органы, включая сердце и мозг. Многие подвиды соединительной ткани способны к фагоцитозу и выработки иммунных тел;
• трофическая функция и депонирующая функция. Играя роль посредника между различными тканями, соединительная ткань может осуществлять их питание. Пример с дермой и эпидермисом был рассмотрен выше. Что касается депонирующей функции, хорошим примером послужит жировая ткань являющаяся главным депо жира в организме;
• обменная функция. Соединительная ткань способствует обмену веществ и поддержанию постоянства внутренней среды организма;
• пластическая функция. Соединительная ткань участвует в компенсаторно-приспособительных реакциях, регенерации тканей при их повреждении. Компенсаторно-приспособительными реакциями называют процессы сохранения организмом постоянства внутренней среды, при изменении внешней среды окружающей организм или при наличии внутреннего патологического процесса в самом организме.

Классификация соединительной ткани

Будем придерживаться следующей классификации. Соединительная ткань подразделяется на собственно соединительную и скелетную. Скелетная представлена костной и хрящевой тканью. Собственно соединительная подразделяется на волокнистую и ткани со специальными свойствами. Теперь рассмотрим эти ткани подробнее.

Волокнистая соединительная ткань

Выделяют рыхлую, плотную оформленную и плотную неоформленную волокнистую ткань.

Рыхлая соединительная ткань присутствует в стенках всех кровеносных и лимфатических сосудов, образует строму многих внутренних органов. Аморфный компонент межклеточного вещества (коллоид) рыхлой ткани способен задерживать жидкость, тем самым формируя отек. Количество коллагеновых и эластичных волокон в рыхлой соединительной ткани очень мало, а те, что есть направлены в разные стороны. Рассмотрим виды клеток типичных для этого подвида ткани и их функции:

• фибробласты – наиболее многочисленная группа клеток, основная функция которых синтез всех компонентов межклеточного вещества. Под влиянием сложных химических процессов в них образуется белки коллаген и эластин – главный материал для строительства соответствующих волокон. Второе название – «клетки-ткачи». Зрелые фибробласты, закончившие цикл развитие называют фиброцитами;
• макрофаги (гистиоциты) – клетки способные к фагоцитозу, т.е. к захвату и переварению инородных частиц, бактерий, внеклеточных структур. Секретируют во внеклеточное вещество лизоцим (против бактерий), пирогенны (повышение температуры тела), интерферон (против вирусов);
• тканевые базофилы (тучные клетки — лаброциты) – клетки, задача которых секреция гистамина и гепарина. Гепарин препятствует свертываемости крови, а гистамин выделяется в процессе воспаления. В частности гистамин способствует проявлению аллергических реакций;
• малодифференцированные клетки – своего рода «скамейка запасных». Могут превращаться в другие виды клеток при необходимости. Сюда можно отнести лимфоциты, перициты (клетки Ш. Руже);
• плазмоциты (плазматические клетки) отвечают за гуморальный (неклеточный) иммунитет. Синтезируют гамма-глобулины при обнаружении в организме антигена.

Оба подвида плотной соединительной ткани имеют большое количество тесно расположенных волокон. Клеточных элементов и аморфного компонента в них мало. Плотная неоформленная волокнистая ткань образует соединительнотканную основу кожи (сетчатый слой). Ее коллагеновые и эластичные волокна переплетаются, но идут в разных направлениях. Плотная оформленная волокнистая ткань имеет строго упорядоченные по направлению волокна в зависимости от особенностей органа. Этот подвид ткани формирует сухожилия мышц, связки, перепонки, фасции.

Соединительная ткань со специальными свойствами

Эти ткани представляют собой скопление однородных клеток, выполняющих некую конкретную функцию. Рассмотрим 4 подвида этих тканей:

• жировая ткань – представлена клетками липоцитами и является депо жира. Подразделяется на белую и бурую. Бурая жировая ткань характерна только для новорожденных детей. Жировая ткань локализуется в подкожно-жировом слое, около почек, в брызжейке, в сальнике. Прослойки рыхлой соединительной ткани делят жировую на дольки. Жир участвует в процессах терморегуляции, является запасом связанной воды;

• ретикулярная ткань состоит из клеток соединенных друг с другом длинными ретикулярными отростками (так называемая ретикулярная сеть). В межклеточном веществе много ретикулярных волокон, занимающих по растяжимости среднее положение между эластичными и коллагеновыми. Составляет основу костного мозга, лимфоузлов, входит в состав селезенки, почек, слизистой оболочки кишечника. Основная функция ретикулярной ткани – формирование новых клеток крови;

• слизистая или студенистая соединительная ткань встречается только на стадии зародыша в пупочном канатике. Желеобразная структура позволяет защищать пупочные сосуды от сдавливания и механических травм. Эту ткань еще называют Вартоновым студнем;
• пигментная соединительная ткань состоит из клеток меланоцитов содержащих пигмент меланин. Скопления этой ткани находятся в области мошонки, вокруг сосков, анального кольца, радужке глаза, а также в родимых пятнах.

Хрящевая соединительная ткань

Хрящевая ткань является разновидностью скелетной ткани и имеет свои морфологические особенности. Аморфное вещество здесь очень плотное из-за концентрации вышеупомянутых гликоминагликанов и протеогликанов. Сверху хрящ по всей поверхности покрыт слоем под названием надхрящница, за счет которой осуществляется рост хряща. Аморфный и волокнистый компоненты синтезируются в молодых клетках – хондробластах, расположенных во внутреннем слое надхрящницы. Сам хрящ кровеносных сосудов не имеет, его питание происходит из капилляров надхрящницы. Хондробласты с возрастом покрываются специальной капсулой и переходят в состав хряща. Теперь они стали хондроцитами. Межклеточное вещество хрящевой ткани настолько плотное, что когда хондроциты делятся, дочерние не могут отойти от материнской. Поэтому хондроциты располагаются группами в небольшой полости. Существует три разновидности хряща:

• гиалиновый хрящ образует хрящи ребер, эпифизарные хрящи, суставные хрящи, характерен для стенок воздухоносных путей. По внешнему виду является прозрачным, голубовато-белого цвета. Этот хрящ еще называют стекловидным. В старости часто обызвествливается. Межклеточное вещество представлено аморфным компонентом, с небольшой примесью коллагеновых волокон;

• эластичный хрящ формирует ушные раковины, часть слуховой трубы и наружного слухового прохода, надгортанник, хрящи гортани, т.е. анатомические образования, где хрящевая основа подвержена изгибам. Межклеточное вещество богато эластичными волокнами, впрочем, коллагеновые волокна тоже присутствуют. Эластичный хрящ имеет желтоватую окраску, менее прозрачен чем гиалиновый и в отличие от него, почти никогда не обызвествливается в старости;

• волокнистый хрящ образует межпозвоночные диски, входит в состав внутрисуставных дисков и менисков, а также височно-нижнечелюстного и грудино-ключичного суставов. Межклеточное вещество богато коллагеновыми волокнами. У пожилых людей обызвествливается.

Костная ткань и ее виды

Основными клетками любой кости являются остеоциты находящееся в обызвествленном межклеточном веществе, которое практически не содержит аморфного компонента. Между остеоцитами находятся осеиновые (коллагеновые) волокна и неорганические соли. Эта ткань формирует наш скелет и одновременно является депо минеральных веществ, например кальция и фосфора. Существует 3 типа клеток костной ткани:

• остеобласты – молодые клетки синтезирующие межклеточное вещество. Расположены в богатом сосудами поверхностном слое кости – надкостнице. В процессе развития остеобласты превращаются в остеоциты;
• остеоциты представляют собой основное вещество кости;
• остеокласты – клетки разрушители. Костное вещество постоянно обновляется, поэтому стареющая кость разрушается остеокластами, а освободившееся место занимают молодые остеоциты. Также остеокласты играют важную роль при формировании костей в эмбриональном периоде, разрушая хрящи которые заменяются костной тканью.

Существует несколько разновидностей костной ткани. Грубоволокнистая костная ткань отличается беспорядочным и разнонаправленным расположением оссеиновых волокон. Встречается у зародышей и молодых организмов. У взрослых людей ее можно встретить только в швах черепа и местах где сухожилия крепятся к костям. В остальных частях тела, по мере развития организма грубоволокнистая ткань замещается пластинчатой.

Пластинчатая костная ткань представляет собой множество костных пластинок, внутри и между которыми находятся параллельные пучки оссеиновых волокон. Эта ткань бывает 2 видов:

• компактная костная ткань образует среднюю часть трубчатых костей, так называемый диафиз. Состоит из строго упорядоченных костных пластинок и имеет большую твердость;
• губчатой костной ткани, костные пластинки образует перекладины (трабекулы). Данная ткань формирует концы длинных трубчатых костей, которые называются эпифизы, а также образует короткие кости. Что касается плоских костей человеческого организма, то в них может присутствовать как компактная, так и губчатая ткань.