Образование новой костной ткани и ее разрушение

Костная ткань пластична и адаптивна, однако способы ее реагирования на патологические или травматические воздействия немногочисленны. Они ограничиваются образованием новой костной ткани или разрушением имеющейся. Эти реакции неспецифичны, поэтому многие патологии могут приводить к схожим последствиям. Важно тщательно проанализировать и зафиксировать любые признаки патологии, так как даже малозаметные детали могут оказаться важными для правильного определения патологического состояния.

Формирование новой костной ткани

Формирование новой костной ткани происходит относительно медленно и может потребовать приблизительно в 10 раз больше времени, чем ее разрушение. Недавно сформированная костная ткань обычно разделяется на три категории: грубоволокнистая, пластинчатая и смешанная, состоящая из того и другого типа. Определение типа новой костной ткани помогает при установлении времени развития того или иного патологического состояния или болезни.

Грубоволокнистая костная ткань

Недавно сформировавшаяся костная ткань имеет характерный пористый вид и обычно слегка отличается по цвету (серый/коричневый) от зрелой костной ткани. Она называется «грубоволокнистая костная ткань». Новая ткань непрочная, имеет серый/коричневый цвет, а ее поверхность часто изрыта или исчерчена. Грубоволокнистая костная ткань может формироваться как реакция на травму или воспаление. Если на скелетированных останках наблюдается грубоволокнистая костная ткань, это говорит об активном развитии или недавнем характере патологического процесса или травмы на момент смерти. Например, если грубоволокнистая ткань видна по краям перелома, то между переломом и смертью прошло как минимум 1—2 недели. Грубоволокнистая костная ткань имеет следующие особенности:

• механически непрочная, со случайной ориентацией коллагеновых волокон, пористая;
• цвет серый/коричневый, поверхность обычно изрытая или исчерченная;
• говорит об активном развитии патологического процесса на момент смерти.

На этой кости очень отчетливо виден толстый слой грубоволокнистой ткани. Однако грубоволокнистую ткань может быть трудно заметить — она не всегда выделяется так хорошо, как на этом изображении

Пластинчатая костная ткань

Со временем грубоволокнистая костная ткань подвергается ремоделированию, приобретает более правильное строение и механическую прочность, образуя пластинчатую костную ткань. Пластинчатая костная ткань совпадает по цвету с «нормальной» зрелой костью, так как, по сути, ею и является. Однако поверхность пластинчатой костной ткани на вид часто исчерченная или изрытая. В некоторых случаях она может быть очень неоднородной: это признак хронического или долговременного патологического процесса, затрагивающего костную ткань. Пластинчатая костная ткань обычно:

• механически прочная, с правильным расположением коллагеновых волокон;
• совпадает по цвету с окружающей «нормальной» костной тканью, но часто имеет изрытую, исчерченную или неоднородную морфологию;
• говорит о выздоровлении после патологического процесса на момент смерти.

Пример формирования пластинчатой костной ткани. Обратите внимание на исчерченную поверхность и цвет

На этих двух большеберцовых костях видны обширные участки образования пластинчатой и грубоволокнистой костной ткани, что указывает на длительную инфекцию, не прекратившуюся к моменту смерти

Разрушение костной ткани

В зависимости от типа заболевания, разрушение костной ткани может приводить к локальной или генерализованной ее утрате.

Генерализованная утрата костной ткани

Многим из нас известно такое заболевание, как остеопороз — генерализованная потеря костной массы. От него страдают многие пожилые люди. Вследствие потери костной массы механическая прочность костей скелета снижается, что может приводить к переломам. Если человек переживает голодный период, это тоже может привести к генерализованной потере костной массы. Дело в том, что кости играют роль депо минеральных веществ, необходимых для выполнения различных функций организма, и в отсутствие пищи эти запасы постепенно истощаются. Поэтому у людей, страдающих анорексией или переносящих вынужденное голодание, прочность костей снижена, что объясняется утратой минеральных веществ, входящих в состав кости.

Локализованная утрата костной ткани

Разрушение костей может происходить на одном или нескольких участках одной или нескольких костей скелета. Важными факторами для постановки диагноза являются как внешний вид очагов поражения, так и их расположение на кости и распределение по костям скелета. При фиксации очагов поражения важно описать размер очага (очагов), его расположение, а также состояние краев. Причиной разрушения костной ткани может являться несбалансированное питание, инфекционные заболевания, новообразования (онкологические заболевания), болезни суставов и гормональный дисбаланс.

При очень активных заболеваниях скорость разрушения костей может быть высокой. В таких случаях очаги будут иметь неправильную форму и четко очерченные края без признаков формирования новой костной ткани в ответ на разрушение старой. Если патологическое состояние носит затяжной (хронический) характер, то пораженная кость будет реагировать образованием новой костной ткани, а края очага разрушения будут постепенно подвергаться ремоделированию. При некоторых заболеваниях края очага окружены плотной костной тканью со скругленными контурами. Это указывает на некоторое заживление очага.

Разрушение костной ткани с острыми краями и некоторыми признаками костной реакции в виде грубоволокнистой ткани, охватывающей челюсть. Это указывает на активный патологический процесс, который имел хронический характер, что позволило костной ткани отреагировать.

Изображение приводится на основе нашей опубликованной работы: Roberts et al. 2016, International Journal of Palaeopathology; перейдя по ссылке, нажмите на «download pdf» (загрузить pdf). Кроме того, вам, возможно, будет интересен этот краткий фрагмент в нашей статье, посвященной недоеданию среди детей.

Roberts et al. 2016, International Journal of Palaeopathology

Сhildhood malnutrition/Недоедание у детей

Очаги разрушения на черепе, окруженные недавно сформированной грубоволокнистой тканью. Эти изменения также указывают на активный патологический процесс, достаточно длительный для того, чтобы кость могла отреагировать, и, следовательно, носивший долговременный характер. Другие очаги поражения на этих останках находятся на различных стадиях ремоделирования. Возможно, это следы туберкулеза у ребенка

Этот случай приводится на основе нашей опубликованной работы, с которой можно ознакомиться в открытом доступе по ссылке: Gowland et al. 2018, Bioarchaeology International: Gowland et al. 2018, Bioarchaeology International.

Края очагов поражения

Скорость, с которой разрушается костная ткань, может быть важна для постановки диагноза. Заостренные неровные края без признаков формирования новой костной ткани указывают на быстрое разрушение. Гладкие или уплотненные края указывают на процесс формирования костной ткани (заживление).

Выявление патологических очагов сопряжено со сложностями! Необходимо очень многое помнить и учитывать. Потренируйтесь в распознавании признаков костных патологий на трехмерных моделях, приведенных в разделе «См. также» ниже. Затем мы продолжим исследовать эту интереснейшую тему, перейдя к следующей статье, речь в которой пойдет о исследовании и описании патологических очагов.

Ссылки ниже:

• Трехмерная модель плечевой кости с грубоволокнистой костной тканью
• (несмотря на то что эта плечевая кость несовершеннолетнего весьма фрагментарна, на нее интересно взглянуть и потренироваться распознавать грубоволокнистую костную ткань)
• Трехмерная модель позвонка из шейного отдела
• (на этих шейных позвонках видны многие типы костной реакции, включая формирование и разрушение костной ткани и некоторые точки срастания; тщательно рассмотрите эту модель, чтобы найти все области, демонстрирующие следы костной реакции)