Fyziologie
Kostní tkáň
Pondělí, 12 Červenec 2010 12:04
Daniel Gargulák pokračuje dalším tématem - kosti.
Kostra
V minulém díle jsme se seznámili se svalovou soustavou a její funkcí. Co by ale svaly dělaly bez kostí? Odpověděli jsme si každý sám – nemohly by existovat a vykonávat svoji práci.
Hlavní dělení kostry je následující:
- kostra osová (axiální) lebka, páteř,hrudní koš, pánev
- kostra výběžkovitá (apendikulární) horní a dolní končetiny
Kost je mineralizovaná tkáň složená z několika chemických sloučenin a plnící i důležité fyziologické funkce např. krvetvorbu nebo s kostních depozit uvolňuje minerály . Umožňuje pohyb díky tomu, že je základnou pro ostatní složky pohybového aparátu a slouží jako opora pro svaly a šlachy, jenž se do této skupiny řadí. Kostra také chrání životně důležité orgány.
Lebka chrání mozek, hrudní koš je ochranou mříží pro srdce, plíce a ostatní nitrohrudní systémy. Kostra má trvale proměnlivý charakter i když největší rozvoj a růst zaznamenáváme v dětství, kdy probíhá takzvaná osifikace nezkostnatělých částí např. v dlouhých kostech jsou to epifýzy, které v době růstu umožňují právě prodlužování kostí. Osifikovaná část dlouhé kosti je diafýza.
Kostní tkáň je buněčnou soustavou typickou schopností mineralizovat cytoplasmu, neboli mezibuněčnou hmotu. Tyto minerály jsou povětšinou krystaly fosforečnanu vápenatého, který se váže na kolagenní vlákna.
Tuto charakteristickou mezibuněčnou hmotu produkuje jeden typ kostní buňky zvaný osteoblast ,opatřený velmi vysokým podílem buněčných organel a jejich charakteristikou jsou také dlouhé výběžky jimiž se osteoblasty vzájemně propojují a vlásečnicovým cévním systémem se zásobují živinami.
Mezibuněčnou hmotu produkují buňky osteoblasty. Mají bohatou organelovou výbavu a dlouhé výběžky, kterými jsou v kontaktu s ostatními osteoblasty a s cévou přivádějící živiny. Nemineralizovaná kostní hmota se nazývá ossein, až postupem času dochází k ukládání minerálů. Ve chvíli, kdy se osteoblast obklopí vyprodukovanou mezi
buněčnou hmotou, změní se na osteocyt - buňku uzavřenou okolní kostí, s okolím spojenou pouze výběžky.
Osteoklasty jsou obrovské (i 100 μm), mnohojaderné buňky, které naopak kostní tkáň odbourávají. Produkují kyselou fosfatázu a kolagenázu a resorbují vytvořenou kostní tkáň, čímž umožňují přestavbu kosti.
Zázrak jménem kost
Kost je jedním z nejpevnějších materiálů,jaké kdy příroda stvořila. Pevnost kosti je čtyřikrát větší než pevnost betonu, odolnost vůči zátěži se vyrovná hliníku. ezměme si , že takový materiál je lehký a představuje pouhých cca15procent celkové váhy těla.
Zlomí li se dřevěná nebo železná výztuha- je zničená a můžeme ji vyhodit,nikoliv však kost. Tato živoucí tkáň se i v tomto případě vyhojí a zregeneruje.
Za pevnost vděčí kost výše uvedeným bílkovinným a minerálním látkám, které společně tvoří její pružnou tkáň. Elasticitu kosti tvoří kolagen.
Fibrilární (vláknitá ) kost
Vláknitá kost je typem vývojově původním. U savců tvoří pouze některé kostní výběžky a drsnatiny pro úpon svalů. Zubní cement má rovněž charakter vláknité kosti.
Houbovitá kost
Je buď nepravidelně houbovitá anebo má kostní trámičinu uspořádanou do různých směrů a to na místech, kde na kostní architektoniku jak se toto vnitřní uspořádání kosti nazývá působí největší tlakové síly, zabezpečují tak maximum odolnosti kosti při minimu kostního materiálu.
Architektura kostní trámčiny nemá určenu primární fyziologickou funkci, je sekundárně závislá na tlacích na ni působících. Trámce na které působí zátěžové tlaky sílí a naopak tam, kde v kosti žádný tlak nepůsobí se trámce ztenčují a posléze odbourávají.
Lamelární (hutná)kost
Tvoří převážnou většinu kostí. Je typická svým uspořádáním - přítomností osteonů.
Osteon je struktura ve tvaru válce probíhajícího typicky rovnoběžně s povrchem kosti. Uprostřed osteonu probíhá Haversův kanálek vyplněný řídkým vazivem, kterým vedou cévy a nerv. Stěnu osteonu tvoří 6-15 trubicovitých lamel, v jejichž stěnách jsou vyhloubeny jamky - lakuny - v nichž jsou uloženy osteocyty (příp. osteoblasty). Lamely jsou tvořeny kolagenními vlákny zalitými v mineralizované amorfní mezibuněčné hmotě.
Výběžky osteocytů probíhají drobnými kanálky napříč kostí - kostními kanálky (canaliculi ossium), které umožňují výživu buněk.
Haversovy kanálky jsou navzájem propojené příčně probíhajícími Volkmannovými kanálky.
Na povrchu kostí se tvoří vnitřní a vnější lamely.
Vznik lamelární kosti je důsledek přestavby fibrilární kosti. I hotová lamelární kost se přestavuje podle zatížení kosti. Proto se mezi úplnými osteony mohou vyskytovat i zbytky původních osteonů jako tzv. intersticiální lamely.
Orgánová struktura kosti
Na povrchu je kost pokryta pevnou vazivovou blánou, okosticí (periostem). Kromě fibroblastů, elastických a kolagenních vláken obsahuje cévní pleteně a nervová zakončení. Vyskytuje se zde také nemalé množství osteoblastů a osteoklastů.
Okostice zajišťuje cévní zásobení kosti, upínají se na ní svaly, umožňuje růst kostí do šířky a hojení zlomenin.
Kostní dřeň
Kostní dřeň se vyplňuje dutiny dlouhých kostí tzv.dřeňové dutiny cavum medullare a také štěrbiny v houbovitých kostech kostí savců. Je tvořena hemopoetickou tkání a probíhá v ní krvetvorba, skládá se z jemné sítě retikulárního vaziva.
Existují tři druhy kostní dřeni, červená kostní dřeň, žlutá kostní dřeň (medulla ossium flava) a šedá kostní dřeň (medulla ossium grisea).Tato dřeň slouží k záchraně životů při nejrůznějších zhoubných nemocí krve např. leukémie a její transplantace je mnohdy jediným řešením této těžké nemoci.
U mladých jedinců se uvnitř všech kostí nachází červená kostní dřeň, později je nahrazována žlutou kostní dření a přetrvává pouze v plochých kostech, hrudní kosti, žebrech, lebečních kostech, pánvi a stehenní kosti. Žlutá kostní dřeň je tvořena tukovou tkání. Šedá kostní dřeň je degradovaná žlutá dřeň, můžeme ji najít u starých, podvyživených jedinců. Řídnutí kostí nastává po ukončení menstruačního období a nazývá se osteoporóza.
V dospělosti se kostní dřeň udržuje červená kostní dřeň v obratlech, hrudní kostí, žebrech, pánevních kostí, lopatce.
Dělení kostí podle tvaru
Dlouhá kost
Typickou kostí je dlouhá kost. Tvoří kosti končetin. Má protáhlý tvar, prostředek kosti se nazývá diafýza, dva konce kosti pak epifýzy. Kost není kompaktní tkání v celém rozsahu. Pouze na povrchu kosti je tenká vrstva skutečně kompaktní kosti, substantia compacta. Epifýzy jsou tvořeny spongiózní kostí (substantia spongiosa). Ta je tvořena trámci kostní tkáně uspořádaných ve směru největšího zatížení kosti. Kost je proto velmi pevná a přitom odlehčená. Uspořádání trámců tvoří architektoniku kosti. Uprostřed kosti se nachází dřeňová dutina (cavum medullare), v dospělosti vyplněná žlutou kostní dření.
Epifýzy nejsou kryté periostem, ale hyalinní kloubní chrupavkou. Mezi diafýzou a epifýzou se po dobu růstu nachází epifyzodiafyzární ploténka, chrupavčitá destička, která umožňuje růst kostí do délky.
Krátká kost
Krátká kost se stavebně neliší od dlouhé kosti, ale má všechny rozměry přibližně stejné. Je to například obratel nebo kopytní kost.
Plochá kost
Ploché kosti stavbou odpovídají epifýze dlouhé kosti. I v dospělosti je u nich zachována červená kostní dřeň. Může také dojít k pneumatizaci - vytvoření dutiny u člověka v čelní a čichové kosti a horní čelisti, u některých savců (skot) může být rozsah pneumatizace větší.
Mezi ploché kosti patří kosti neurokrania, lopatka, žebra nebo pánev.
Vývoj a růst kostí
Kosti vznikají z vaziva nebo chrupavky procesem zvaným osifikace (kostnatění). Růst do šířky se uskutečňuje díky okostici, růst do délky je možný do určitého stadia vývoje jedince díky epifýzodiafyzární ploténce. Někteří živočichové, například plazi, ale rostou po celý život.Růst kostí ovlivňují mimo jiné tzv. kostní morfogenetické proteiny.
Spojení kostí – kosti v těle se spojují dvojím spůsobem. Jednak kontinuálně pomocí vaziva nebo chrupavky.
Kontinuální spojení může být trojí:
- pomocí vaziva junctura fibrosa(syndesmosis),jde především o lebeční švy
- pomocí chrupavky- junctura cartilaginea , (synchrondrosis), příkladem jsou meziobratlové ploténky mezi těly obratlů a stydká spona(symphis pubica)
- kostní spojení- pomocí synostosis pokud původně samostatné kosti sekundárně srůstají např. po zranění nebo následkem nemoci, fyziologický příklad je vznik křížové kosti, která se při vývoji skládá z pěti samostatných obratlů oddělených chrupavkovými ploténkami.
Druhou možností je kloubní spojení – junctura synovialis, articulatio(kloub), kdy se kosti dotýkají a po obvodu jsou spojeny vazivem nebo svalovinou.
Kloubní spojení - spojení kostí v dotyku (articulatio synovialis) je nejčastější a dovoluje pohyb mezi kostmi ve velkém rozsahu. Na kloubu rozeznáváme:
- kloubní plochy- jsou to v podstatě rozšířené konce kostí. První je vypouklá (konvexní) - hlavice kloubní, druhá je obtiskem prvé (konkávní)- jamka kloubní. Tyto konce kostí jsou pokryty vrstvičkou chrupavky, jejíž tloušťka je cca 0,5 cm.
- kloubní pouzdra - spojuje plochy kloubní. Pouzdro je z vaziva, které má dvě vrstvy - zevní a vnitřní. Zevní vrstva je z tuhého vaziva. Vnitřní vrstvě se říká blanka synoviální - je to cévnaté vazivo, které je řídké, bílé konzistence. Má regenerační schopnost dále vyživovací schopnost (chrupavky nemají cévy), napomáhá zvlhčování prostředí a snižuje tření.
- kloubní dutina - je to prostor, ve kterém je trochu synovie.
- Pomocná zařízení kloubní - jsou to vazy, chrupavčité destičky, chrupavčité lemy, žlábky synoviální a kloubní vazivo
Tyto synoviální klouby jsou opěrnými body, jejichž prostřednictvím jimi spojené kosti fungují jako páky, a na ně připevněné svaly vyvíjejí sílu.
Kloub mezi lebkou a obratlem nazýváme atlas a je bodem,s jehož pomocí můžeme zdvíhat svaly naší hlavy. A tady se dostáváme k další důležité kosterní složce, která patří k axiální kostře tedy k páteří.
Páteř
Páteř (columna vertebralis) je součást kostry obratlovců. Páteří probíhá mícha. Je složena z řady obratlů (je jich 34), mezi kterými jsou měkké meziobratlové ploténky. Na páteř je navázána lebka, eventuelně i pánev, hrudní koš nebo končetiny - toto se může u jednotlivých druhů lišit. Páteř je složena také z meziobratlových plotének. Páteř umožňuje člověku vzpřímenou chůzi a chrání míchu.
Je dvojnásobně esovitě prohnutá, což zajišťuje její pružnost.
- zakřivení dopředu krční a bederní páteře - lordóza
- zakřivení dozadu hrudní páteře a kosti křížové - kyfóza
Dělení podle obratlů
Krční obratle (vertebrae cervicales) — Tvořena 7 obratli (označeny C1 - C7) vyznačujícími se nízkým tělem, postranními výběžky, otvory pro cévy a nervy. Specifický - trnový výběžek - na konci rozdvojený
C1 - atlas (nosič) - nemá trnový výběžek, v těle velký otvor, velké kloubní plošky
C2 - axis (čepovec) - o 1 výběžek navíc (čep), původně byl čep tělem atlasu - společně zajišťují pohyb hlavy.
Hrudní obratle (vertebrae thoracicae) — Tvořena 12 obratli (označeny Th1) - Th 12. K obratlům jsou kloubně připevněna žebra. Tělo obratlů je vyšší, trnový výběžek se ke konci zužuje, nezdvojuje se a směřuje šikmo dolů. Příčné výběžky nemají otvory.
Obratle bederní (vertebrae lumbales) — Tvořena 5 obratli (označeny L1 - L 5).
Obratle křížové (vertebrae sacrales) — Tvořena 5 obratli (označeny S1 - S5). Srůstají v kost křížovou (lat:os sacrum).
Obratle kostrční (vertebrae coccygeae) — Tvořena 4-5 obratli (označeny Co1 - Co5). Srůstají v kost kostrční (lat:os coccygis).
Do dorosteneckého věku talentovaný fotbalista, který se díky nemoci dostal do kontaktu s medicínou a začal se enormně zajímat o fyziologii a sportovní fyziologii. Po zlepšení zdravotního stavu se dal na trenérskou dráhu. Udělal si B-
licenci a chystá se na A-licenci. Potom ..................?
Daniel Gargulák