Kości to coś więcej niż tylko rusztowanie utrzymujące ciało razem. Kości występują we wszystkich kształtach i rozmiarach i mają wiele ról. W tym artykule wyjaśniamy ich funkcję, z czego są zrobione i rodzaje zaangażowanych komórek.
Pomimo pierwszych wrażeń, kości są żywymi, aktywnymi tkankami, które są ciągle przebudowywane.
Kości mają wiele funkcji. Wspierają organizm strukturalnie, chronią nasze narządy wewnętrzne i pozwalają nam się poruszać. Zapewniają one także środowisko dla szpiku kostnego, w którym wytwarzane są komórki krwi, i działają jako magazyn dla minerałów, zwłaszcza wapnia.
Przy urodzeniu mamy około 270 miękkich kości. Gdy rośniemy, niektóre z tych bezpieczników. Gdy osiągniemy wiek dorosły, mamy 206 kości.
Największa kość w ludzkim ciele to kość udowa lub kość udowa, a najmniejsza to strzemiączka w uchu środkowym, które mają zaledwie 3 milimetry (mm) długości.
Kości są w większości wykonane z kolagenu białkowego, który tworzy miękką strukturę. Mineralny fosforan wapnia utwardza ten szkielet, dając mu siłę. Ponad 99 procent wapnia w naszym ciele jest przechowywane w naszych kościach i zębach.
Kości mają wewnętrzną strukturę podobną do plastra miodu, dzięki czemu są sztywne, ale stosunkowo lekkie.
Struktura kości
Kości składają się z dwóch rodzajów tkanki:
1. Zwarta (korowa) kość: Twarda zewnętrzna warstwa, która jest gęsta, mocna i trwała. Stanowi około 80% dorosłej masy kostnej.
2. Kość gąbczasta (beleczkowa lub gąbczasta): składa się z sieci beleczek lub struktur prętopodobnych. Jest lżejszy, mniej gęsty i bardziej elastyczny niż zwarta kość.
Znaleziony również w kościach:
- osteoblasty i osteocyty, odpowiedzialne za tworzenie kości
- osteoklasty lub komórki resorbujące kości
- osteoid, mieszanka kolagenu i innych białek
- nieorganiczne sole mineralne w matrycy
- nerwy i naczynia krwionośne
- szpik kostny
- chrząstka
- błony, w tym endosteum i okostną
Komórki kostne
Kości nie są tkanką statyczną, ale wymagają ciągłej konserwacji i przebudowy. W proces ten zaangażowane są trzy główne typy komórek.
Osteoblasty: Są odpowiedzialne za tworzenie nowych kości i naprawę starszych kości. Osteoblasty wytwarzają mieszaninę białek osteoid, która jest zmineralizowana i staje się kością. Produkują również hormony, w tym prostaglandyny.
Osteocyty: Są to nieaktywne osteoblasty, które zostały uwięzione w kości, którą stworzyły. Utrzymują połączenia z innymi osteocytami i osteoblastami. Są ważne dla komunikacji w tkance kostnej.
Osteoklasty: Są to duże komórki z więcej niż jednym jądrem. Ich zadaniem jest rozbicie kości. Uwalniają enzymy i kwasy, aby rozpuścić minerały w kości i strawić je. Ten proces nazywa się resorpcją. Osteoklasty pomagają przebudować uszkodzone kości i stworzyć drogę dla nerwów i naczyń krwionośnych.
Szpik kostny
Szpik kostny znajduje się w prawie wszystkich kościach, w których znajduje się kość gąbczasta.
Szpik jest odpowiedzialny za wytwarzanie około 2 milionów czerwonych krwinek na sekundę. Wytwarza również limfocyty lub białe krwinki uczestniczące w odpowiedzi immunologicznej.
Macierz pozakomórkowa
Kości to zasadniczo żywe komórki osadzone w organicznej matrycy opartej na minerałach. Ta macierz pozakomórkowa składa się z:
Składniki organiczne, głównie kolagen typu 1.
Składniki nieorganiczne, w tym hydroksyapatyt i inne sole, takie jak wapń i fosforan.
Kolagen nadaje kości wytrzymałość na rozciąganie, a mianowicie odporność na rozerwanie. Hydroksyapatyt nadaje kościom wytrzymałość na ściskanie lub odporność na ściskanie.
Co robią kości?
Kości spełniają kilka ważnych funkcji:
Mechaniczny
Kości zapewniają ramę, która podtrzymuje ciało. Mięśnie, ścięgna i więzadła przyczepiają się do kości. Bez zakotwiczenia w kościach mięśnie nie mogły poruszać ciałem.
Niektóre kości chronią narządy wewnętrzne organizmu. Na przykład czaszka chroni mózg, a żebra chronią serce i płuca.
Syntetyzowanie
Kość gąbczasta wytwarza czerwone krwinki, płytki krwi i białe krwinki. Ponadto uszkodzone i stare czerwone krwinki są niszczone w szpiku kostnym.
Metaboliczny
Przechowywanie minerałów: Kości działają jako rezerwa dla minerałów, w szczególności wapnia i fosforu.
Przechowują również pewne czynniki wzrostu, takie jak insulinopodobny czynnik wzrostu.
Przechowywanie tłuszczu: Kwasy tłuszczowe mogą być przechowywane w tkance tłuszczowej szpiku kostnego.
Równowaga pH: Kości mogą uwolnić lub wchłonąć sole alkaliczne, pomagając krwi utrzymać prawidłowy poziom pH.
Detoksyfikacja: Kości mogą absorbować z krwi metale ciężkie i inne toksyczne pierwiastki.
Funkcja hormonalna: Kości uwalniają hormony działające na nerki i wpływają na regulację cukru we krwi i odkładanie tłuszczu.
Równowaga wapnia: Kości mogą zwiększać lub zmniejszać poziom wapnia we krwi, tworząc kość lub rozbijając ją w procesie zwanym resorpcją.
Rodzaje kości
W ludzkim ciele znajduje się pięć rodzajów kości:
Długie kości: Są to najczęściej zwarte kości z małym szpikiem i zawierają większość kości w kończynach. Kości te mają tendencję do podtrzymywania wagi i wspomagania ruchu.
Krótkie kości: Tylko cienka warstwa zwartej kości, w tym kości nadgarstka i kostki.
Płaskie kości: Zazwyczaj kości cienkie i zakrzywione. Składają się z dwóch zewnętrznych warstw zwartej kości i wewnętrznej warstwy gąbczastej kości. Płaskie kości zawierają większość kości czaszki i mostka lub mostka. Mają tendencję do odgrywania roli ochronnej.
Kości kostne: są osadzone w ścięgnach, takich jak rzepka lub rzepka. Chronią ścięgna przed zużyciem i stresem.
Nieregularne kości: jak sama nazwa wskazuje, są to kości, które nie pasują do pierwszych czterech kategorii i mają nietypowy kształt.Obejmują kości kręgosłupa i miednicy. Często chronią narządy lub tkanki.
Kości szkieletu dzielą się na dwie grupy:
Szkielet prostaty – kości kończyn, ramion i obręczy miednicy.
Osiowy szkielet – kości czaszki, kręgosłup, klatka piersiowa.
Przebudowa kości
Kość jest zawsze przebudowywana. Jest to proces dwuczęściowy:
1. Resorpcja przy zerwaniu osteoklastów i usunięciu kości.
2. Formacja po ułożeniu nowej tkanki kostnej.
Około 10 procent szkieletu dorosłego jest wymieniane co roku.
Przebudowa pozwala organizmowi naprawić uszkodzone skrawki, zmienić kształt szkieletu podczas wzrostu i regulować poziom wapnia.
Jeśli jedna część szkieletu zostanie poddana zwiększonemu stresowi w czasie, na przykład podczas sportu lub ćwiczeń, odcinki kości pod większymi naciskami staną się grubsze w odpowiedzi.
Przebudowa jest pod kontrolą kilku hormonów, w tym parathormonu, kalcytoniny, witaminy D, estrogenu u kobiet i testosteronu u mężczyzn.
Co to jest osteoporoza?
Osteoporoza jest chorobą kości, w której występuje zmniejszenie gęstości mineralnej kości. Zwiększa to ryzyko wystąpienia złamań. Osteoporoza występuje najczęściej u kobiet po menopauzie. Może się jednak zdarzyć u kobiet i mężczyzn w wieku przedmenopauzalnym.
Osteoporoza występuje, gdy usunięcie lub resorpcja kości następuje zbyt szybko, nowa kość powstaje zbyt wolno lub z obu powodów. Może być spowodowane niedostatecznym poziomem wapnia, niedoborem witaminy D, nadmiernym spożyciem alkoholu lub paleniem tytoniu.
W skrócie
Chociaż są mniej uwagi niż inne części ciała, kości są czymś więcej niż tylko rusztowaniem ochronnym, na którym zbudowane jest ludzkie ciało.
Kości zachowują także odpowiedni poziom wielu związków i regulują szlaki hormonalne. Kości są niedocenionymi bohaterami anatomii.