Большая часть костей человека проходит в процессе эмбриогенеза последовательные стадии развития: перепончатую, хрящевую и костную.
На ранних стадиях скелет зародыша представлен спинной струной, или хордой, которая возникает из клеток мезодермы и располагается под нервной трубкой. Хорда существует в течение первых 2 мес внутриутробного развития и служит основой для образования позвоночника.
С середины 1-го месяца внутриутробной жизни в мезенхиме появляются скопления клеток вокруг хорды и нервной трубки, которые позже превращаются в позвоночный столб, замещающий хорду. Подобные скопления мезенхимы образуются и в других местах, формируя первичный скелет зародыша — перепончатую модель будущих костей. Это перепончатая (соединительнотканная) стадия развития скелета.
Большинство костей, за исключением костей свода черепа, лица и средней части ключицы, проходят еще одну — хрящевую стадию. При этом перепончатый скелет замещается хрящевой тканью, которая развивается из мезенхимы на 2-м месяце внутриутробного развития. Клетки приобретают способность выделять промежуточное плотное вещество — хондрин.
На 6-7-й неделе начинают появляться кости — костная стадия развития скелета.
Развитие кости из соединительной ткани называется прямым окостенением, а такие кости — первичными костями. Образование кости на месте хряща носит название непрямого окостенения, а сами кости называются вторичными. У эмбриона и плода происходит интенсивное окостенение, и большая часть скелета новорожденного состоит из костной ткани. В постнатальном периоде процесс окостенения замедляется и заканчивается к 25-26 годам.
Развитие костной ткани. Сущность как прямого, так и непрямого окостенения сводится к образованию костной ткани из особых клеток — остеобластов, производных мезенхимы. Остеобласты вырабатывают межклеточное основное вещество костей, в котором откладываются соли кальция в виде кристаллов гидроксиапатита. На ранних стадиях развития костная ткань имеет грубоволокнистое строение, на более поздних стадиях — пластинчатое. Это происходит в результате отложения органического или неорганического вещества в виде пластинок, расположенных концентрически вокруг врастающих сосудов и формирующих первичные остеоны. По мере окостенения формируются костные перекладины — трабекулы, ограничивающие ячейки и способствующие образованию губчатого вещества костей. Остеобласты превращаются в костные клетки — остеоциты, окруженные костным веществом. Вокруг остеоцитов в процессе обызвествления остаются щели — канальцы и полости, через которые проходят сосуды, играющие важную роль в питании костей. Поверхностные слои соединительнотканной модели будущей кости превращаются в надкостницу, которая служит источником роста кости в толщину (рис. 12-14).
Рис. 12. Череп человека на 3-м месяце развития:
1 — лобная кость; 2 — носовая кость; 3 — слезная кость; 4 — клиновидная кость; 5 — верхняя челюсть; 6 — скуловая кость; 7 — вентральный хрящ (из хрящевого зачатка первой жаберной дуги); 8 — нижняя челюсть; 9 — шиловидный отросток; 10 — барабанная часть височной кости; 11 — чешуя височной кости; 12, 16 — теменная кость; 13 — большое крыло клиновидной кости; 14 — зрительный канал; 15 — малое крыло клиновидной кости
Рис. 13. Развитие кости: а — хрящевая стадия;
б — начало окостенения: 1 — точка окостенения в эпифизе кости; 2 — костная ткань в диафизе; 3 — врастание в кость кровеносных сосудов; 4 — формирующиеся полость с костным мозгом; 5- надкостница
Рис. 14. Скелет новорожденного:
Наряду с образованием костной ткани идут противоположные процессы — разрушение и рассасывание участков кости с последующим отложением новой костной ткани. Разрушение костной ткани осуществляют особые клетки — костеразрушители — остеокласты. Процессы разрушения костной ткани и замены ее новой происходят в течение всего периода развития и обеспечивают рост и внутреннюю перестройку кости, а также изменение ее внешней формы в связи с меняющимися механическими воздействиями на кость.