Сүйек ұлпасы тірек функциясын атқарады, минералдық алмасуға қатысады, ал сүйектің қызыл майы қанның пішіндік элементтерінің түзілетін орны. Сүйектердің тамыры мен майында макрофагтарға айнала алатын клеткалар болады. Осыған байланысты олар қорғаныш қызметін де атқарады. Сүйек – клеткалар мен қатты негізгі заттан тұратын известелген дәнекер ұлпасы. Негізгі затының 30% жуығы коллаген талшықтар түріндегі органикалық қосылыстардан, ал қалған 70% бейорганикалық заттардан түзілген. Сүйектің негізгі бейорганикалық компоненті гидроксиаппатит, сонымен бірге түрлі мөлшерде натрий, магний, калий, хлор, фтор, карбонаттар, мен ниттраттар. Сүйекте минералдық тұздардың көп болуы оның оның мықтылығын ғана арттырып қоймайды, сонымен бірге қан мен басқа органдардағы кальциймен фосфордың қалыпты мөлшерінің сақталуын қамтамасыз етеді. Жануарлардың сүйек ұлпасында организмде болатын барлық кальцийдің 97%дерлігі жинақталған. Кальций инертті материал емес. Сүйекте үнемі күрделі өзгерістер жүріп жатады. Кальций жетіспеген жағдайда қаңқаның дамуында елеулі бұзылыстар байқалады. Сүйектің құрамында көп мөлшерде су мен липидтер болады.
Сүйек ұлпасының клеткалары остеобластлар, остиоциттер және остеокластлар. Остеоциттер жұлдыз пішінді көп өсінділі клеткалар. Қалыптасқан ұлпада остеоциттер бөліну қабілетінен айрылған, жоғары дәрежеде мамандалған клеткалар. Негізгі затының тығыз болуына байланысты клеткалары ерекше қуыстарда орналасады. Қуыстардан каналшықтар тарайды. Көршілес клеткалардың каналшықтары бір – біріне ұласып, жалғасып жатады. Сүйек каналшықтары мен сүйек қуыстары арқылы ұлпаның метаболизмын қамтамасыз ететін ұлпалық сұйық ағып тұрады.
Клеткалар мен сүйек каналшықтары жұқа капсуламен қоршалған. Капсула белокпен қосылған полисахаридтен және жіңішке коллагендік фибрилдерден тұрады. Сүйектің клеткааралық затындағы коллаген талшықтарының орналасуына байланысты сүйек ұлпасының екі түрін ажыратады: ірі талшықты және пластинкалық сүйек ұлпасы.
Ұрықтар мен жаңа туған жануарларда сүйек ұлпасының клеткааралық заттарының коллагендік талшықтары ірі болады және түрлі бағытта орналасады, мұндай сүйекті ірі талшықты сүйек деп атайды. Жануардың өсіп, даму кезінде ірі талшықты сүйек құрамында жіңішке параллель орналасқан коллагендік фибрилдер бар пластинкалардан тұратын пластинкалық сүйекке айналады.
Пластинкалық сүйек ұлпасының құрылысы күрделі. Оның негізін коллагендік фибрилдердің тығыз шоғырларынан тұратын сүйек пластинкалары құрайды. Шоғырлар қалыңдығы бірдей болады және белгілі бағытта орналасады. Шоғырлар арасында остеоциттер жатады. Пластинкалық сүйек ұлпасына тән ерекшелік көршілес екі пластинканың фибриллалары түрлі бағытта орналасады, кейбіреулері бір пластинкадан екіншісіне өтеді, сөйтіп олардың тығыз байланысын қамтамасыз етеді. Сүйек заты кемік және тығыз болуы мүмкін. Екі жағдайдың екеуінде де қан тамырларымен және нервтермен тығыз байланысқан тұтас жүйе құрайтын пластинкалардан тұрады.
Кемік немесе трабекулалық сүйек трабекула (көлденең шабақ) деп аталатын, бір – бірімен байланысып жататын жіңішке сүйек элементтерден тұратын тор. Көлдненең шабақтардың арасы майға толы болады. Трабекулалардың орналасуы сүйекке әсер ететін салмақтың бағытына сәйкес келеді. Кемік сүйек ұрықтар мен өсуші организмдерге тән, ал ересек организмдерде жіліктердің эпифиздерінде сақталады. Тығыз сүйек қоршай орналасқан сүйек пластинкаларынан құралған көптеген цилиндрлерден тұрады. Әрбір цилиндрдің ортасында Гаверс каналы деп аталатын канал болады. Осы каналдар арқылы қан тамырлары өтеді.
Ортасында Гаверс каналы бар пластинкалардың барлық жүйесін Гавер жүйесі немесе остеон деп атайды. Остеон – сүйектің тығыз затының құрылымдық бірлігі. Жілік сүйек бір – біріне жанаса орналасқан остеондардың көптеген санынан тұрады. Қан тамырлары көп болады. Сүйек пластинкаларының арасында сүйектің тірі клеткалары остеобластар болатын қуыстар болады. Остеобластлар сүйектің бейорганикалық зататрын бөледі. Гаверс каналында борпылдақ дәнекер ұлпасына оралған нервтер мен лимфалық тамырлар орналасады. Остендар арасында қалған аралықты аралық пластинкалар деп аталатын пластинкалар алып жатады.
Жілік сүйекті сыртынан сыртқы негізгі пластинкалар жүйесі қаптап тұрады. Сүйек қуысының ішкі беті ішкі негізгі пластинкалармен астарланған. Оны жұқа дәнекер қабықша – эндост қаптап тұрады. Негізгі және аралық пластинкалардың орналасуы қан тамырларына байланысты емес.
Сүйек затында сүйек пластинкаларымен қапталмаған тамырларда болады. Олардың біреуі сүйекке негізгі пластинкалар арқылы өтеді, басқалары Гаверс каналдарын өзара жалғастырады.
Сүйекті сүйек қабықшасы немесе периост деп аталатын дәнекер ұлпалық қабықша қаптап тұрады. Ол сүйек тіршілігінде үлкен рөл атқарады және екі қабаттан құралады. Ішкі және сыртқы.
Сүйек қабықшасының ішкі қабаты коллагендік және эластиндік талшықтардан тұрады. Осы талшықтардың арасында остеобластлар жатады. Бұлар, әсіресе, жас өсуші сүйектерде көп болады. Периостның сыртқы қабаты тығыз келеді және коллагендік талшықтардың жуан шоғырларынан тұрады. Осы қабат арқылы нервтер мен қан тамырлары өтеді, олар Гаверс каналдарынан өтіп, сүйекті қоректендіреді.
Сүйектің дамуы немесе остеогенез.
Сүйек екі жолмен дамиды: 1) ұрықтық дәнекер ұлпасынан немесе мезенхимадаан тікелей дамуы (бастың төбе сүйектерімен бет сүйектері); 2) шеміршектің орнына дамуы.
Сүйектің мезенхимадан дамуы
Сүйектің ұрықтыық дәнекер ұлпасынан дамуы шеміршек орнында дамудан бұрын басталады. Келешек сүйектің орнына коллагендік талшықтары көп және жедел көбейетін ұсақ клеткалары бар дәнекер ұлпасы пайда болады.
Дәнекер ұлпасының клеткалары остеобластларға айналады. Синтездеу қабілетінің артуы мен остеобластлар аморфтық клеткааралық зат пен коллагендік талшықтарды түзеді. Негізгі (клеткааралық) зат қалыптасқаннан кейін остеобластлар сүйек клеткаларына – остеоциттерге айналады. Жаңадан пайда болған клеткааралық зат мукопротейдпен коллагеннен тұрады. Коллаген талшықтарында кальцийдің жиналуына кедергі болатын мукополисохаридтер болғандықтан, бұнда әлі минералдық тұздар болмайды. Бұндай сүйек тәрізді ұлпа жұмсақ келеді, пышақпен жеңіл кесіледі. Дамудың кезектегі кезеңінде ұлпада органикалық фосфаттарды ыдыратып минералдық тұздардың шөгуін қамтамасыз ететін фосфатазалар көп мөлшерде пайда болады. Осымен бір мезгілде сүйек тәрізді ұлпаның клеткааралық затында мукополисахарид молекулаларының ыдырауымен олардың қалдықтарының еруі жүреді. Осы кезден бастап, клеткааралық заттың органикалық бөлігі толықтай дерлік (95-99%) коллагеннен тұрады.
Мукополисахаридтік қабатынан айырылған коллагендік талшықтарда аппатиттің субмикроскопиялық кристалдары жинала бастайды. Коллагендік талшықтардың түзілуімен бірге ұсақ қан тамырларының маңында, ірі талшықты сүйек ұлпасының ішінде алғашқы остеондар пайда болады.
Сүйектің шеміршек орнына дамуы.
Сүйектің шеміршек орнына дамуы адам мен омыртқалыларда эмбриондық және постэмбриондық кезеңде жүреді. Остеогенездің бұл типінде шеміршек бұзылады. Эмбриондық гистогенез процесінде шеміршек ұлпасы сүйектен бұрын пайда болады. Ұрықтарда алдымен шеміршек қаңқасы түзіледі. Шеміршекте қан тамырлары болмайды, сондықтан оның өсуі белгілі шекте ғана жүреді, кейін өсуі тоқталып ыдырап сүйекке айналады. Сүйек ұлпасының дамуы шеміршек қабықшасына қан тамырларының енуімен басталады, осыған байланысты оның камбиялық клеткаларының қоректенуі жақсарып, сүйек түзетін остеоблатларға жіктеледі. Осының нәтижесінде жілік диафизінің аймағындағы сүйектің шеміршекті моделі, сүйек манжеткасы деп аталатын сүйек заты ның сақинасымен қоршалады. Сүйек манжеткасы жабайы ірі талшықты сүйектен тұратын шын мағынасындағы дәнекер ұлпалық сүйек. Перихондрда жүретін сүйек затының жиналу процесін перихондрлық сүйектену дейді. Жас перихондрлық сүйекті қаптайтын дәнекер ұлпалық қабықша периостқадәнекер ұлпалық қабықша периостқа айналады. Манжетка өсіп шеміршектің үстіңгі жағымен эпифиздерге тарайды. Осы кезеде шеміршек ұлпасы клеткаларының көбеюі тоқтамайды, бірақта сүйек манжеткасымен қоршалған шеміршек жуандай өсе алмайды. Сүйектің жуандап өсуі периостың шеткі участоктерінен бөлінген сүйек заты қабатының манжетканың бетіне қабатталуы арқыыл жүреді.
Қоректенудің бұзылуына байланысты шеміршекте кальций тұздары жиналады және ізбестілену (әктену) нүктесі пайда болады. Шеміршек клеткалары вакуольденіп, ісініп өледі. Саңылаулар арқылы перихондрлық сүйектің ішіне мезенхималақ клеткалардан, остеобластлардан және шеміршекті талқандайтын клеткалар – хондрокластлерден тұратын сүйектенуші ұлпа енеді. Бұл ұлпамен бірге қан тамырларына кіреді. Диафиздің ортасынан басталған шеміршектің бұзылуы екі эпифизге тарайды.
Перихондрлық сүйек арқылы кірген остеобластлар шеміршектің әлі бұзылып жетілмеген аралық затының қалдықтарына орналасады. Сонымен сүйектің шеміршек ішінде түзілуі жүреді. Сүйектің шеміршек ішінде түзілуін эндохондрлық сүйектену деп атайды.
Манжетка арқылы бұзылушы шеміршек ішіне шала жіктелген дәнекер ұлпалық клеткалар мен бірге қан тамырлары өтеді. Осы клеткалардың кейбіреулері остеокластларға (“сүйек ұнтағыш” клеткаларға ) айналады. Остеокластлар үлкендігі 100 мкм жететін гидролиздеуші ферменттерге бай, көп ядролы ірі клеткалар. Остеокластлардың бөлетін ферменттері коллагендік талшықтар мен аморфтық клеткааралық затты бұзып, кейін минералдық заттардың кристалдарында жойып жібереді. Остеокластлар шеміршекті “ жеп ” тамырларымен бірге бойлап, қозғалып үлкен қуыстар құрайды. Сүйек шыбықтарының арасында қан тамырлары болады, шала жіктелген дәекер ұлпасы остеоблатлармен шала жіктелген элементтерге бай алғашқы сүйек майын түзеді, кейін ол тұрақты сүйек майна айналады.
Диафизде пайда болған сүйектену нүктесі эпифиздерге қарай тез таралады. Эпифизді диафизден бөліп тұратын эпифиздік сызықты (өсудің шеміршек пластинкасын ) және эпифизді толықтай қамтитын, эпифиздің өзі сүйектену нүктесі пайда болады. Адамның кейбір жіліктернің эпифиздік сызығының шеміршегі 23 – 25 жасқа дейі сүйекке айналмайды. Эпифиздік сызықтың шеміршегі сүйектің ұзарып өсуін қамтамасыз етеді. Кейін эпифиздік сызықтың зонасындағы сүйек ұлпасының түзілу процесі тежеледі, шеміршек сүйекке айналады да сүйектің ұзарып өсуі тоқтайды. Сүйектің өсуі остеондар мен сүйек қабықшасының есебінен жүретін болғандықтан сүйектің жуандап өсуі қартайғанға дейін жүре береді.
Сүйек ұлпасы қайта құралып отыратын болғандықтан сүйектің шеміршек орнына түзілуі тоқтамайды, жалғаса береді. Сүйек диафизінің эндохондрлық сүйек ұлпасы толықтай дерлік жойылады, оның орнына сүйек майының қуысы түзіледі. Сүйектің көптеген участоктерінде ескі сүйек ұлпасы жойылып, оның орнына жаңа сүйек ұласы пайда болады. Сүйектің қайта құрылуы остеонның орталық каналдарында орналасатын қан тамырларының қабырғасынан басталады. Қан тамырларының перициттеріостеобластларға жіктеледі. Олар алдымен сүйектің аморфтық клеткааралық затын түзеді, кейін онда жіңішке коллагендік фибриллалар пайда болады. Ақырында остеобластар бірін – бірі қоршаған сүйек пластинкаларын түзе бастайды. Сүйекте ескі остеондар жойылып, жаңа остеондар үнемі пайда болып отырады.
Сүйек зақымдалған кезде сүйек ұлпасы қалпына келеді. Сүйек сынғанда сүйек пластинкаларымен бірге қан тамырлары, нервтер, сүйек қабықшасы да зақымдалады. Қан айналысының бұзылуы нәтижесінде зақымдалу зонасындағы сүйек ұлпасы өледі. Зақымдалғаннан кейін екі күн өткесін сүйек қабығы мен эндостда және қан тамырларының маңында кейін остеобластларға жіктелетін перициттердің жаппай көбеюі байқалады. Остеобластлар сынған сүйекті байланыстыратын ірі талшықты жас сүйек ұлпасының шыбықшаларын түзе бастайды.