Физиологическая регенерация костной ткани осуществляется за счет остеобластов надкостницы и эндоста.

Гистогенез костных тканей (остеогенез)

Существует два способа остеогенеза (образования костных тканей):

• прямой, перепончатый остеогенез (интрамембранное окостенение — из мезенхимы);

• непрямой, хрящевой остеогенез (хрящевое окостенение — на месте хрящевой модели кости).

В обоих случаях вначале формируется грубоволокнистая костная ткань, которая затем перестраивается в пластинчатую.

Прямой остеогенез

Такой процесс наблюдается при развитии плоских костей и на ранних этапах внутриутробного развития. Он протекает в четыре стадии:

• стадия образования остеогенного островка — на месте будущей кости вначале происходит размножение мезенхимных клеток, разрастание кровеносных сосудов и образование остеогенных островков;

• остеоидная стадия — клетки остеогенных островков дифференцируются в остеобласты и начинают секретировать органический матрикс костной ткани (остеоид). В результате этого они окружают себя межклеточным веществом и превращаются в остеоциты, расположенные в лакунах. Одновременно из моноцитов крови образуются остеокласты;

• стадия минерализации межклеточного вещества (или стадия кальцификации остеоида) — происходит пропитывание солями кальция межклеточного вещества;

• стадия перестройки грубоволокнистой костной ткани в пластинчатую — в последующем во всех отделах кости грубоволокнистая ткань частично разрушается остеокластами и замещается пластинчатой костной тканью.

Непрямой остеогенез

На 2-м месяце внутриутробного развития в местах возникновения трубчатых костей из мезенхимы закладываются хрящевые зачатки будущих костей. Зачатки состоят из гиалинового хряща, покрытого надхрящницей.

Замещение хрящевой ткани костной включает два этапа: перихондральное и эндохондральное окостенение.

Перихондральное окостенение начинается с ухудшения кровоснабжения надхрящницы вследствие прикрепления развивающихся мышц, что способствует дифференцировке малодифференцированных клеток не в хондробласты, а в остеобласты, образующие грубоволокнистую костную ткань. Эта ткань охватывает диафиз хрящевой закладки в виде манжетки, так что питание хряща нарушается и он погибает. Со стороны надкостницы сюда врастают кровеносные сосуды, проникают остеокласты, разрушающие хрящ, а с ними и остеобласты, которые начинают строить эндохондральную кость на сохранившихся перекладинах обызвествленного хряща. Этот процесс называется эндохондральным окостенением. Эндохондральная кость отличается от перихондральной присутствием в ней остатков обызвествленного межклеточного вещества хряща.

В процессе развития эндохондральной кости происходит и постепенное разрушение ее остеокластами. В результате внутри диафиза образуются большие полости, которые, соединяясь, формируют костномозговую полость.

Из проникающей сюда мезенхимы дифференцируется строма красного костного мозга, которая заселяется гемопоэтическими стволовыми клетками крови.

В эпифизах хрящевая ткань сохраняется длительное время, образуя зону интактного хряща (зона покоя). Далее в сторону диафиза идет зона столбчатого хряща (зона пролиферации) — будущая метафизарная пластинка роста, где хондробласты размножаются и располагаются друг над другом столбиками. За ней следует зона пузырчатого хряща (зона гипертрофии), где они набухают и становятся похожими на пузырьки. Непосредственно к диафизу примыкает зона деструкции хряща (эрозионная зона).

В дальнейшем вторичные центры эндохондрального окостенения появляются и в эпифизах, и только зона столбчатого хряща сохраняется у человека примерно до 20 лет. Замещение грубоволокнистой кости пластинчатой происходит в результате внутренней реорганизации кости. Остеокласты образуют в кости абсорбционные полости, сюда проникают остеобласты и образуют концентрические пластинки кости до тех пор, пока не получается типичный остеон.

Перестройка кости продолжается всю жизнь. В результате старые остеоны разрушаются и на их месте образуются новые. Остатки старых, разрушенных остеонов называют вставочными пластинками.