a csontok félig merev, porózus, mineralizált szervek, amelyek egy kemény mátrix sejtjeiből állnak, amelyek a gerincesek endoskeletonjának részét képezik. A csontok mozgatják, támogatják és védik a testet, vörös-és fehérvérsejteket termelnek, és ásványi anyagokat tárolnak.

bár a külső csontok egyszerűnek, sőt szilárd szerkezeteknek tűnhetnek, a valóságban élő csontszövetekből állnak, amelyek véredényekkel, idegrostokkal és így tovább összefonódnak, és kialakulásuk, szerkezetük és funkciójuk lenyűgözően összetett koordinációt igényel.

a csontok különböző formájúak és bonyolult belső és külső struktúrával rendelkeznek, lehetővé téve számukra, hogy könnyűek, mégis erősek és kemények legyenek, miközben számos más funkciót is ellátnak. A csontokat alkotó szövetek egyik típusa a mineralizált csontszövet, más néven csontszövet, egy speciális kötőszövet, amely a csontok merevségét és méhsejtszerű, háromdimenziós belső szerkezetét adja. A csontokban teljes egészében megtalálható egyéb szövettípusok közé tartozik a csontvelő, a periosteum, az idegek, az erek és a porc.

mivel olyan szövetek csoportja vesz részt, amelyek egy adott funkciót vagy funkciócsoportot látnak el, a csontokat szerveknek lehet nevezni, bár a csontszövet a domináns szövet, ami miatt a csontokat gyakran a kötőszövet speciális típusának kell besorolni.

A csont jellemzői

minden csont élő sejtekből áll, amelyek a csontszövetet alkotó mineralizált szerves mátrixba ágyazódnak.

a csont elsődleges szövete, a csontszövet, egy viszonylag kemény és könnyű kompozit anyag, amely főként kalcium-foszfátból áll, a kalcium-hidroxilapatitnak nevezett kémiai elrendezésben (ez a csontszövet, amely a csontokat merevíti). Viszonylag nagy nyomószilárdságú, de gyenge szakítószilárdságú, vagyis jól ellenáll a nyomóerőknek, de nem húzóerőknek. Míg a csont lényegében törékeny, akkor van egy jelentős mértékű rugalmasságát, hozzájárult elsősorban a kollagén. A kollagén az állatok kötőszövetének fő fehérje, amely három polipeptidlánc harmonizálását foglalja magában hármas spirál formájában. Jellemzője az aminosavak rendszeres elrendezése mind a három láncban; feszültség alatt a hármas hélix szorosan tekercsel, ellenáll a nyújtásnak, és a kollagént értékessé teszi a szerkezet és a támogatás szempontjából, miközben a csontok bizonyos rugalmasságot biztosítanak.

a csont nem egyenletesen szilárd anyag, inkább van néhány hely a kemény összetevői között. A csontok kemény külső rétegét kompakt csontszövetnek nevezik minimális hézagai vagy terei miatt. Ez a szövet adja a csontok sima, fehér és szilárd megjelenését, és a felnőtt csontváz teljes csonttömegének 80% – át teszi ki. A kompakt csontot sűrű csontnak vagy kortikális csontnak is nevezhetjük. A szerv belsejének kitöltése a lyukakkal töltött szivacsos csontszövet (más néven szivacsos csont vagy trabekuláris csont), amely lapos vagy tű alakú trabekulák hálózatából áll, ami a teljes szervet könnyebbé teszi, és helyet biztosít az erek és a csontvelő számára. A szivacsos csont a teljes csonttömeg fennmaradó 20 százalékát teszi ki, de közel tízszerese a kompakt csont felületének.

a csontok külsejét (kivéve, ha az ízületeken keresztül kölcsönhatásba lépnek más csontokkal) a periosteum borítja, amelynek külső rostos rétege és belső oszteogén rétege van. A periosteum gazdag vérrel, nyirokkal és idegedényekkel van ellátva, Sharpey rostjain keresztül a csonthoz kapcsolódik.

a csont szövött vagy lamellás (réteges) is lehet. A szövött csont gyenge, kevés véletlenszerűen orientált kollagénrost van, de a javítás vagy a növekedés időszakában gyorsan és már létező szerkezet nélkül alakul ki. A lamelláris csont erősebb, számos egymásra rakott rétegből áll, és sok kollagénrostot tölt meg, párhuzamosan az ugyanazon réteg többi rostjával. A szálak váltakozó rétegekben ellentétes irányban futnak, segítve a csont azon képességét, hogy ellenálljon a torziós erőknek. Szünet után, a szövött csont gyorsan kialakul, és fokozatosan felváltja a lassan növekvő lamellás csont a már létező, meszesedett hialinporc egy “csontpótlás” néven ismert folyamat révén.”

A csontok hét funkciója

a csontok hét fő funkciója van.

• védelem: a csontok szolgálhatnak a belső szervek védelmére, például a koponya védi az agyat vagy a bordák védik a hasat.
• alak: a csontok keretet biztosítanak a test támogatásához.
• vértermelés: a csontvelő, amely a hosszú csontok medulláris üregében és a rákos csontok interstices-jében helyezkedik el, vérsejteket termel a haemopoiesisnek nevezett folyamatban.
• ásványi anyagok tárolása: a csontok a szervezet számára fontos ásványi anyagok, különösen a kalcium és a foszfor tartalékaként működnek.
• mozgás: a csontok, a vázizmok, az inak, az ínszalagok és az ízületek együtt működnek, hogy erőket generáljanak és átadjanak, így az egyes testrészek vagy az egész test háromdimenziós térben manipulálható. A csont és az izom közötti kölcsönhatást a biomechanikában vizsgálják.
• sav-bázis egyensúly: a csont a lúgos sók felszívásával vagy felszabadításával pufferolja a vért a túlzott pH-változások ellen.
• méregtelenítés: a csontszövet eltávolítja a nehézfémeket és más idegen elemeket a vérből, és ezáltal csökkenti azok ideg-és egyéb szövetekre gyakorolt hatását. Később ezeket lassabban szabadíthatja fel a kiválasztás érdekében.

a legtöbb csont ezeket a funkciókat valamilyen mértékben ellátja, de bizonyos csontok bizonyos funkciókra specializálódtak.

öt csonttípus

az emberi testben ötféle csont létezik: hosszú, rövid, lapos, szabálytalan és szezamoid.

• a hosszú csontok hosszabbak, mint szélesek, hosszú tengelyből (diaphysis), valamint két ízületi (ízületi) felületből állnak, amelyeket epifízisnek neveznek. Ezek többnyire tömör csontból állnak, de általában elég vastagok ahhoz, hogy jelentős szivacsos csontvelőt és csontvelőt tartalmazzanak az üreges központban (a medulláris üregben). A legtöbb csont a végtagok (beleértve a három csont az ujjak) hosszú csontok, kivéve a térdkalács (patella), és a carpalis, metacarpalis, tarsal, és metatarsalis csontok a csukló és a boka. A besorolás inkább az alakra, mint a méretre vonatkozik.
• a rövid csontok nagyjából kocka alakúak, és csak egy vékony, tömör csontréteg veszi körül a szivacsos belső teret. A csukló és a boka csontjai rövid csontok, csakúgy, mint a szezamoid csontok.
• a lapos csontok vékonyak és általában íveltek, két párhuzamos réteg tömör csontokkal, amelyek szivacsos csontréteget tartalmaznak. A koponya csontjainak többsége lapos csont, csakúgy, mint a szegycsont.
• a szabálytalan csontok nem illeszkednek a fenti kategóriákba. Vékony, kompakt csontrétegekből állnak, amelyek szivacsos belső teret vesznek körül. Ahogy a neve is sugallja, alakjuk szabálytalan és bonyolult. A gerinc és a csípő csontjai szabálytalan csontok.
• a szezamoid csontok az inakba ágyazott rövid csontok. Mivel úgy hatnak, hogy az ínt távolabb tartják az ízülettől, megnő az ín szöge, így megnő az izom ereje. A szezamoid csontokra példa a patella és a pisiform.

csontsejtek

• az oszteoblasztok mononukleát csontképző sejtek, amelyek az osteoprogenitor sejtekből származnak. Ezek az osteoid varratok felületén helyezkednek el, és osteoid néven ismert fehérje keveréket alkotnak, amely mineralizálódik, hogy csontvá váljon. Az Osteoid elsősorban I. típusú kollagénből áll, és hormonokat, például prosztaglandinokat gyárt, hogy magára a csontra hatjon. Erősen termelnek alkalikus foszfatázt, egy enzimet, amely szerepet játszik a csont mineralizációjában, valamint számos mátrixfehérjét. Az oszteoblasztok az éretlen csontsejtek.

• a Csontbélő sejtek lényegében inaktív oszteoblasztok. Lefedik az összes rendelkezésre álló csontfelületet, és gátként működnek bizonyos ionok számára.

• az Oszteociták az oszteoblasztokból származnak, amelyek az általuk termelt csontmátrixba vándoroltak, csapdába estek és körülvették őket. Az általuk elfoglalt tereket hiányosság néven ismerik. Az oszteocitáknak számos olyan folyamata van, amelyek valószínűleg kommunikáció céljából találkoznak az oszteoblasztokkal. Funkcióik különböző mértékben magukban foglalják a csontképződést, a mátrix fenntartását és a kalcium homeosztázist. Valószínűleg mechanoszenzoros receptorokként működnek—szabályozzák a csont stresszre adott válaszát. Érett csontsejtek.

• az oszteoklasztok a csontreszorpcióért felelős sejtek (a csont átalakulása a térfogat csökkentése érdekében). Az oszteoklasztok nagy, többmagvú sejtek, amelyek a csontfelületeken helyezkednek el az úgynevezett Howship hiányosságaiban vagy reszorpciós gödrökben. Ezek a hiányosságok vagy reszorpciós gödrök a csont lebontása után maradnak hátra, és gyakran fésült felületekként vannak jelen. Mivel az oszteoklasztok monocita őssejtvonalból származnak, a keringő makrofágokhoz hasonló elnyelési stratégiákkal vannak felszerelve. Az oszteoklasztok érettek és / vagy különálló csontfelületekre vándorolnak. Érkezéskor aktív enzimek, például tartarát-rezisztens savas foszfatáz szekretálódnak az ásványi szubsztráttal szemben.

a csontreszorpció folyamata felszabadítja a tárolt kalciumot a szisztémás keringésbe, és fontos folyamat a kalcium egyensúly szabályozásában. Mivel a csontképződés aktívan rögzíti a keringő kalciumot ásványi formájában, eltávolítja a véráramból, a reszorpció aktívan feloldja, ezáltal növelve a keringő kalciumszintet. Ezek a folyamatok párhuzamosan zajlanak a helyspecifikus helyeken, és csontforgalomnak vagy átalakításnak nevezik őket. Az oszteoblasztokat és oszteoklasztokat, amelyeket paracrin sejtjelzés útján kapcsolnak össze, csontátalakító egységeknek nevezzük. A sejtszintű átalakulási események iterációja befolyásolja a csontváz alakítását és szobrászatát a növekedés során és a stresszre adott válaszként (mint például a súlytartó testmozgás vagy a csontgyógyulás).

mátrix

a mátrix a csont másik fő alkotóelemét tartalmazza. Szervetlen és szerves részei vannak. A szervetlen főként kristályos ásványi sók és kalcium, amely hidroxi-apatit formájában van jelen. A mátrixot kezdetben nem mineralizált osteoidként határozzák meg (osteoblastok gyártják). A mineralizáció magában foglalja az alkalikus foszfatázt tartalmazó vezikulákat szekretáló oszteoblasztokat. Ez hasítja a foszfátcsoportokat, és a kalcium és a foszfát lerakódásának fókuszaként működik. A vezikulák ezután megrepednek, és a kristályok növekedésének központjaként működnek.

a mátrix szerves része elsősorban I. típusú kollagén. Ezt intracellulárisan tropokollagénként készítik, majd exportálják. Ezután fibrillákká alakul. A mátrix szerves részét képezik a különböző növekedési faktorok is, amelyek funkciói nem teljesen ismertek. Egyéb jelenlévő tényezők közé tartoznak a glikozaminoglikánok, az oszteokalcin, az oszteonektin, a csont szialo fehérje és a Sejtkötődési faktor. Az egyik fő dolog, amely megkülönbözteti a csont mátrixát egy másik sejtétől, az, hogy a csont mátrixa kemény.

képződés

a csontképződés a magzati fejlődési szakaszban (emberben, a 7.vagy 8. hét után a születésig) két módszerrel történik: Intramembranous és endochondral csontosodás.

intramembranosus csontosodás elsősorban a koponya lapos csontjainak kialakulása során fordul elő; a csont mesenchyme szövetből képződik. Az intramembranosus csontosodás lépései a következők:

1. csontosodási központ kialakulása
2. meszesedés
3. trabekulák képződése
4. periosteum kialakulása

az endokondrális csontosodás hosszú csontokban, például végtagokban fordul elő; a csont porcból képződik. Az endokondrális csontosodás lépései a következők:

1. a porc modell fejlesztése
2. a porc modell növekedése
3. az elsődleges csontosodási központ kialakulása
4. a medulláris üreg kialakulása
5. a másodlagos csontosodási központ kialakulása
6. az ízületi porc és az epifízis lemez kialakulása

az endokondrális csontosodás a porc pontjaival kezdődik, amelyeket “elsődleges csontosodási központoknak” neveznek.”Többnyire a magzati fejlődés során jelennek meg, bár néhány rövid csont a születés után megkezdi elsődleges csontosodását. Ők felelősek a hosszú csontok, a rövid csontok, valamint a szabálytalan csontok bizonyos részeinek diaphysisének kialakulásáért. A másodlagos csontosodás a születés után következik be, és a hosszú csontok epifízisét és a szabálytalan és lapos csontok végtagjait képezi. A hosszú csont diaphysisét és mindkét epiphysisét a porc növekvő zónája választja el (az epiphysealis lemez). Amikor a gyermek eléri a csontváz érettségét (18-25 éves korig), az összes porcot csont helyettesíti, összeolvasztva a diaphysist és mindkét epiphysist (epiphysealis lezárás).

a csontvelő szinte minden csontban megtalálható, amely rákos szövetet tartalmaz. Újszülötteknél az összes ilyen csontot kizárólag vörös csontvelővel (vagy hemopoetikus csontvelővel) töltik meg, de a gyermek öregedésével többnyire sárga vagy “zsíros” csontvelő váltja fel. Felnőtteknél a vörös csontvelő leginkább a koponya lapos csontjaiban, a bordákban, a csigolyákban és a medencecsontokban található.

a”Remodeling” a reszorpció folyamata, amelyet a csont cseréje követ, kevés alakváltozással, és az ember egész életében megtörténik. Célja a kalcium felszabadulása és a mikro-sérült csontok helyreállítása (a mindennapi stressztől). Az ismételt stressz a csont megvastagodását eredményezi a maximális stressz pontjain (Wolff-törvény).

• csonttörés
• Osteoporosis
• Osteonecrosis
• Osteosarcoma
• Osteogenesis imperfecta

Osteology

a csontok és fogak vizsgálatát osteológiának nevezik. Gyakran használják az antropológiában, a régészetben és a törvényszéki tudományban különböző feladatokhoz. Ez magában foglalhatja a táplálkozás meghatározását, egészség, kor, vagy az egyén sérülési állapota, ahonnan a csontokat vették. A húsú csontok előkészítése az ilyen típusú vizsgálatokhoz magában foglalhatja a húsú csontok macerálását—forralását a nagy részecskék eltávolítása érdekében, majd kézi tisztítás.antropológusok és régészek is tanulmányozzák a Homo sapiens és a Homo neanderthalensis által készített csonteszközöket. A csontok sokféle felhasználást szolgálhatnak, például lövedékpontokat vagy művészi pigmenteket, valamint endoskeletális vagy külső csontokból, például agancsból vagy agyarból készülhetnek.

A csontos endoskeletonok alternatívái

az emlőscsontnak számos alternatívája van a természetben; bár van néhány hasonló funkciójuk, funkcionálisan nem teljesen analóg a csonttal.

• az exoskeletonok támogatást, védelmet és karokat kínálnak az endoszkeletális csonthoz hasonló mozgáshoz. Az exoskeletonok különböző típusai közé tartoznak a kagylók, a páncélok (amelyek kalciumvegyületekből vagy szilícium-dioxidból állnak) és a kitinos exoskelotonok.
• egy igazi endoskeleton (vagyis a mezodermából származó védőszövet) is jelen van a tüskésbőrűekben. A Porifera (szivacsok) egyszerű endoskeletonokkal rendelkeznek, amelyek meszes vagy kovasavas spiculákból és szivacsos rosthálózatból állnak.

kitett csont

csont behatol a bőrbe, és ki van téve a külső lehet egy természetes folyamat egyes állatokban, és a sérülés miatt:

• a szarvas agancs áll csont
• a kihalt ragadozó hal Dunkleosteus, ahelyett, hogy a fogak, volt éles szélei kemény kitett csont mentén állkapcsát
• egy összetett törés akkor fordul elő, amikor a szélei egy törött csont szúrja a bőrt
• bár nem szigorúan kitéve, a madár csőr elsősorban csont borított egy réteg keratin

terminológia

Több kifejezést használnak, hogy utalja a funkciók a csont, a és a csontok összetevői az egész testben:

Csontjellemző	definíció
ízületi folyamat	egy vetület, amely érintkezik egy szomszédos csonttal.
artikuláció	az a régió, ahol a szomszédos csontok érintkeznek egymással—egy ízület.
csatorna	hosszú, alagútszerű foramen, általában a figyelemre méltó idegek vagy erek átjárója.
condyle	nagy, lekerekített ízületi folyamat.
címer	kiemelkedő gerinc.
eminencia	viszonylag kis vetület vagy dudor.
epicondyle	egy vetület közel a condyle, de nem része a közös.
facet	egy kis, lapított ízületi felület.
foramen	egy nyílás egy csonton keresztül.
fossa	széles, sekély depressziós terület.
fovea	egy kis gödör a csont fején.
labirintus	üreg a csonton belül.
vonal	hosszú, vékony vetület, gyakran durva felülettel. Más néven gerinc.
malleolus	a boka csontjainak két specifikus kidudorodásának egyike.
meatus	egy rövid csatorna.
folyamat	viszonylag nagy vetület vagy kiemelkedő dudor.(gen.)
ramus	egy karszerű ág le a test egy csont.
sinus	üreg a koponyacsonton belül.
gerinc	viszonylag hosszú, vékony vetület vagy dudor.
varrat	artikuláció a koponyacsontok között.
trochanter	a combcsonton található két specifikus tuberositás egyike.
tubercle	érdesített felületű vetület vagy dudor, általában kisebb, mint a tuberosity.
tuberosity	érdesített felületű vetület vagy dudor.

számos kifejezés utal a hosszú csontok sajátosságaira:

Csontjellemző	meghatározás
Diaphysis	a csont hosszú, viszonylag egyenes fő teste; az elsődleges csontosodás régiója. Más néven a tengely.
epiphyses	a csont végrégiói; másodlagos csontosodás régiói.
epiphysealis lemez	a diaphysis és az epiphyses közötti hialinporc vékony lemeze; húsz éves korban eltűnik. Más néven növekedési lemez.
fej	a csont proximális ízületi vége.
nyak	a fej és a tengely közötti csontterület.

• Burkhardt, R. 1971. Csontvelő és csontszövet; a klinikai hisztopatológia színes atlasza. Berlin: Springer-Verlag. ISBN 3540050590.
• Marieb, E. N. 1998. Emberi anatómia & fiziológia, 4.kiadás. Menlo Park, Kalifornia: Benjamin / Cummings Tudományos Kiadó. ISBN 080534196X.
• Tortora, G. J. 1989. Az emberi anatómia alapelvei, 5. kiadás. New York: Harper & sor, kiadók. ISBN 0060466855.

minden link letöltve június 15, 2016.

• a csontbiológia jó alapvető áttekintése A Science Creative Quarterly-től.