kości są półsztywnymi, porowatymi, zmineralizowanymi organami, składającymi się z komórek w twardej matrycy, które stanowią część endoszkieletu kręgowców. Kości działają, aby poruszać się, wspierać i chronić ciało, wytwarzać czerwone i białe krwinki i przechowywać minerały.

chociaż zewnętrznie kości mogą wydawać się prostymi, a nawet solidnymi strukturami, w rzeczywistości składają się z żywej tkanki kostnej przeplecionej naczyniami krwionośnymi, włóknami nerwowymi i tak dalej, a ich tworzenie, struktura i funkcja wymagają oszałamiająco złożonej koordynacji.

kości są w różnych kształtach i mają skomplikowaną strukturę wewnętrzną i zewnętrzną, dzięki czemu są lekkie, ale mocne i twarde, a jednocześnie spełniają wiele innych funkcji. Jednym z rodzajów tkanek tworzących kości jest zmineralizowana tkanka kostna, zwana również tkanką kostną, wyspecjalizowana tkanka łączna, która nadaje kościom sztywność i trójwymiarową strukturę wewnętrzną przypominającą plaster miodu. Inne typy tkanek Znalezione w kościach w całości obejmują szpik, okostna, nerwy, naczynia krwionośne i chrząstki.

ponieważ grupa tkanek są zaangażowane, które pełnią określoną funkcję lub grupę funkcji, kości mogą być określane jako narządy, chociaż tkanka kostna jest tkanką dominującą, co prowadzi do kości często klasyfikowane jako wyspecjalizowany rodzaj tkanki łącznej.

charakterystyka kości

wszystkie kości składają się z żywych komórek osadzonych w zmineralizowanej matrycy organicznej, która tworzy tkankę kostną.

pierwotna tkanka kości, tkanka kostna, jest stosunkowo twardym i lekkim materiałem kompozytowym, utworzonym głównie z fosforanu wapnia w układzie chemicznym określanym hydroksylapatytem wapnia (jest to tkanka kostna, która nadaje kościom ich sztywność). Ma stosunkowo wysoką wytrzymałość na ściskanie, ale słabą wytrzymałość na rozciąganie, co oznacza, że jest odporny na siły pchające, ale nie siły ciągnące. Podczas gdy kość jest zasadniczo krucha, ma znaczny stopień sprężystości, głównie dzięki kolagenowi. Kolagen jest głównym białkiem tkanki łącznej u zwierząt i obejmuje harmonizację trzech łańcuchów polipeptydowych w postaci potrójnej helisy. Charakteryzuje się regularnym ułożeniem aminokwasów w każdym z trzech łańcuchów; pod napięciem potrójna spirala jest napięta, odporna na rozciąganie i sprawia, że kolagen jest cenny dla struktury i wsparcia, dając kościom pewną elastyczność.

kość nie jest jednolicie stałym materiałem, ale raczej ma pewne przestrzenie między twardymi składnikami. Twarda zewnętrzna warstwa kości nazywana jest zwartą tkanką kostną ze względu na jej Minimalne luki lub przestrzenie. Tkanka ta nadaje kościom gładki, biały i solidny wygląd i stanowi 80 procent całkowitej masy kostnej dorosłego szkieletu. Zwarta kość może być również określana jako gęsta kość lub kość korowa. Wypełnienie wnętrza narządu jest wypełnioną dziurą gąbczastą tkanką kostną (zwaną również kością kanałową lub kostną beleczkowatą), która składa się z sieci płaskich lub igłowych beleczek, co sprawia, że ogólny narząd jest lżejszy i pozwala na miejsce dla naczyń krwionośnych i szpiku. Gąbczasta kość stanowi pozostałe 20 procent całkowitej masy kostnej, ale ma prawie dziesięć razy większą powierzchnię niż zwarta kość.

zewnętrzna część kości (z wyjątkiem sytuacji, gdy oddziałują one z innymi kośćmi poprzez stawy) jest pokryta okostną, która ma zewnętrzną warstwę włóknistą i wewnętrzną warstwę osteogenną. Okostna jest bogato zaopatrzona w naczynia krwionośne, limfatyczne i nerwowe, przyłączające się do samej kości poprzez włókna Sharpey ’ a.

Kości mogą być również tkane lub lamelowe (warstwowe). Tkana kość jest słaba, z niewielką liczbą losowo zorientowanych włókien kolagenowych, ale tworzy się szybko i bez istniejącej struktury w okresach naprawy lub wzrostu. Kość blaszkowa jest silniejsza, zbudowana z wielu ułożonych warstw i wypełniona wieloma włóknami kolagenowymi równoległymi do innych włókien w tej samej warstwie. Włókna biegną w przeciwnych kierunkach w naprzemiennych warstwach, wspomagając zdolność kości do opierania się siłom skrętnym. Po przerwie tkana kość szybko tworzy się i jest stopniowo zastępowana przez wolno rosnącą kość blaszkową na wcześniej istniejącej, zwapnionej chrząstce szklistej w procesie znanym jako ” podstawienie kostne.”

siedem funkcji kości

istnieje siedem głównych funkcji kości.

• Ochrona: Kości mogą służyć do ochrony narządów wewnętrznych, takich jak czaszka chroni mózg lub żebra chronią brzuch.
• kształt: kości zapewniają ramę podtrzymującą ciało.
• produkcja krwi: szpik kostny, znajdujący się w jamie rdzeniowej kości długich i szczelinach kości nowotworowej, wytwarza komórki krwi w procesie zwanym hematopoezą.
• magazynowanie minerałów: Kości pełnią rolę rezerw minerałów ważnych dla organizmu, w szczególności wapnia i fosforu.
• ruch: kości, mięśnie szkieletowe, ścięgna, więzadła i stawy działają razem, aby generować i przenosić siły, dzięki czemu poszczególne części ciała lub całe ciało mogą być manipulowane w trójwymiarowej przestrzeni. Interakcja między kośćmi i mięśniami jest badana w biomechanice.
• równowaga kwasowo-zasadowa: Kości buforują krew przed nadmiernymi zmianami pH poprzez wchłanianie lub uwalnianie soli alkalicznych.
• Detoksykacja: tkanka kostna usuwa metale ciężkie i inne obce pierwiastki z krwi, a tym samym zmniejsza ich wpływ na tkanki nerwowe i inne. Może później zwolnić je wolniej do wydalania.

Większość kości wykonuje wszystkie te funkcje w takim czy innym stopniu, ale niektóre kości są bardziej wyspecjalizowane dla pewnych funkcji.

pięć rodzajów kości

Istnieje pięć rodzajów kości w organizmie człowieka: długie, krótkie, płaskie, nieregularne i sezamowe.

• kości długie są dłuższe niż szerokie, składają się z długiego trzonu (nasady) oraz dwóch powierzchni stawowych (stawowych), zwanych nasadami nasadowymi. Składają się głównie z zwartej kości, ale są na ogół wystarczająco grube, aby zawierać znaczne gąbczaste kości i szpik w wydrążonym centrum (Jama rdzeniowa). Większość kości kończyn (w tym trzy kości palców) to Kości długie, z wyjątkiem rzepki (rzepki) oraz kości nadgarstka, śródręcza, stępu i śródstopia nadgarstka i kostki. Klasyfikacja odnosi się do kształtu, a nie wielkości.
• krótkie kości mają kształt zbliżony do sześcianu i mają tylko cienką warstwę zwartej kości otaczającą gąbczaste wnętrze. Kości nadgarstka i kostki są kośćmi krótkimi, podobnie jak kości sezamowe.
• płaskie kości są cienkie i ogólnie zakrzywione, z dwiema równoległymi warstwami zwartych kości umieszczonymi w warstwie gąbczastej kości. Większość kości czaszki to płaskie kości, podobnie jak mostek.
• nieregularne kości nie pasują do powyższych kategorii. Składają się z cienkich warstw zwartej kości otaczającej gąbczaste wnętrze. Jak sugeruje nazwa, ich kształty są nieregularne i skomplikowane. Kości kręgosłupa i bioder są kośćmi nieregularnymi.
• Kości sezamowe to krótkie kości osadzone w ścięgnach. Ponieważ działają one utrzymać ścięgno dalej od stawu, kąt ścięgna zwiększa się, a tym samym zwiększa się siła mięśnia. Przykładami kości sezamowych są Rzepka i pisiform.

komórki kostne

• osteoblasty są jednojądrzastymi komórkami kostnymi, które pochodzą z komórek osteoprogenitorowych. Znajdują się one na powierzchni szwów osteoidalnych i tworzą mieszaninę białek znaną jako osteoid, która mineralizuje, aby stać się kośćmi. Osteoid składa się głównie z kolagenu typu I i wytwarza hormony, takie jak prostaglandyny, aby działać na samą kość. Solidnie wytwarzają fosfatazę alkaliczną, enzym, który odgrywa rolę w mineralizacji kości, a także wiele białek matrycowych. Osteoblasty są niedojrzałymi komórkami kostnymi.

• komórki wyściółki kostnej są zasadniczo nieaktywnymi osteoblastami. Pokrywają one całą dostępną powierzchnię kości i funkcjonują jako bariera dla niektórych jonów.

• osteocyty pochodzą od osteoblastów, które migrują i zostają uwięzione i otoczone matrycą kostną, którą same produkują. Przestrzenie, które zajmują, są znane jako luki. Osteocyty mają wiele procesów, które docierają do osteoblastów prawdopodobnie w celach komunikacyjnych. Ich funkcje obejmują w różnym stopniu: tworzenie kości, utrzymanie matrycy i homeostazę wapnia. Prawdopodobnie działają jako receptory mechano-sensoryczne-regulujące reakcję kości na stres. Są to dojrzałe komórki kostne.

• osteoklasty są komórkami odpowiedzialnymi za resorpcję kości (przebudowę kości w celu zmniejszenia jej objętości). Osteoklasty są dużymi, wielojądrzastymi komórkami zlokalizowanymi na powierzchniach kości w tzw. szczelinach skalnych lub jamach resorpcyjnych. Te luki, czyli doły resorpcyjne, są pozostawione po rozbiciu kości i często występują jako spękane powierzchnie. Ponieważ osteoklasty pochodzą z linii komórek macierzystych monocytów, są wyposażone w strategie pochłaniania podobne do makrofagów krążących. Osteoklasty dojrzewają i / lub migrują do oddzielnych powierzchni kości. Po przybyciu na podłoże mineralne wydzielane są aktywne enzymy, takie jak kwaśna fosfataza oporna na winian.

proces resorpcji kości uwalnia zgromadzony wapń do krążenia ogólnego i jest ważnym procesem w regulacji równowagi wapniowej. Ponieważ tworzenie kości aktywnie naprawia krążący wapń w postaci mineralnej, usuwając go z krwiobiegu, resorpcja aktywnie usuwa go, zwiększając w ten sposób krążący poziom wapnia. Procesy te zachodzą w tandemie w miejscach specyficznych dla danego miejsca i są znane jako obrót kostny lub przebudowa. Osteoblasty i osteoklasty, sprzężone ze sobą poprzez sygnalizację komórkową parakryny, są określane jako jednostki przebudowy kości. Iteracja wydarzeń przebudowy na poziomie komórkowym ma wpływ na kształtowanie i rzeźbienie szkieletu podczas wzrostu i w odpowiedzi na stres (takie jak ćwiczenia obciążające lub gojenie kości).

macierz

macierz zawiera drugi główny składnik kości. Ma części nieorganiczne i organiczne. Nieorganiczne są głównie krystaliczne sole mineralne i wapń, który występuje w postaci hydroksyapatytu. Matryca jest początkowo określona jako niezmineralizowany osteoid (wytwarzany przez osteoblasty). Mineralizacja polega na wydzielaniu przez osteoblasty pęcherzyków zawierających fosfatazę alkaliczną. To rozszczepia grupy fosforanowe i działa jako ogniska dla osadzania wapnia i fosforanów. Następnie pęcherzyki pękają i działają jako centrum dla kryształów.

organiczną częścią matrix jest głównie kolagen typu I. Jest on wytwarzany wewnątrzkomórkowo jako tropokolagen, a następnie eksportowany. Następnie łączy się w włókna. W skład organicznej części matrycy wchodzą również różne czynniki wzrostu, których funkcje nie są do końca znane. Inne obecne czynniki to glikozaminoglikany, osteokalcyna, osteonektyna, białko sialo kości i czynnik przyłączania komórek. Jedną z głównych rzeczy, która odróżnia matrycę Kości od matrycy innej komórki, jest to, że matryca w kości jest twarda.

Tworzenie

tworzenie kości w fazie rozwoju płodu (u ludzi, po 7.lub 8. tygodniu do porodu) odbywa się za pomocą dwóch metod: kostnienia śródbłonkowego i endochondralnego.

kostnienie śródbłonkowe występuje głównie podczas tworzenia się płaskich kości czaszki; kość powstaje z tkanki mezenchymalnej. Etapami kostnienia śródbłonkowego są:

1. rozwój centrum kostnienia
2. zwapnienie
3. Tworzenie beleczków
4. rozwój okostnej

kostnienie Endochondralne występuje w kościach długich, takich jak kończyny; kość powstaje z chrząstki. Etapy kostnienia endochondralnego to:

1. rozwój modelu chrząstki
2. wzrost modelu chrząstki
3. rozwój pierwotnego centrum kostnienia
4. rozwój jamy rdzeniowej
5. rozwój wtórnego centrum kostnienia
6. tworzenie chrząstki stawowej i płytki nasadowej

kostnienie Endochondralne rozpoczyna się od punktów w chrząstce zwanych „ośrodkami kostnienia pierwotnego.”Pojawiają się głównie podczas rozwoju płodu, choć kilka krótkich kości rozpoczyna swoje pierwotne kostnienie po urodzeniu. Są one odpowiedzialne za tworzenie diafyses kości długich, kości krótkich i niektórych części nieregularnych kości. Wtórne kostnienie następuje po urodzeniu i tworzy nasady kości długich oraz kończyny kości nieregularnych i płaskich. Pofałdowanie i oba nasady kości długiej są oddzielone rosnącą strefą chrząstki (płytka nasadowa). Gdy dziecko osiągnie dojrzałość szkieletową (18-25 lat), cała chrząstka jest zastępowana przez kość, łącząc obfite pocenie się i obie nasady nasadowe razem (nasadowe zamknięcie).

szpik kostny można znaleźć w prawie każdej kości, która posiada tkankę nowotworową. U noworodków wszystkie takie kości są wypełnione wyłącznie czerwonym szpikiem (lub szpikiem hemopoetycznym), ale wraz z wiekiem dziecko jest najczęściej zastępowane żółtym lub” tłuszczowym ” szpikiem. U dorosłych szpik Czerwony znajduje się głównie w płaskich kościach czaszki, żebrach, kręgach i kościach miednicy.

„Remodeling” to proces resorpcji, po którym następuje wymiana kości z niewielką zmianą kształtu i występuje przez całe życie człowieka. Jego celem jest uwalnianie wapnia i naprawa mikrouszkodzonych Kości (od codziennego stresu). Powtarzające się naprężenia powodują zgrubienie kości w punktach maksymalnego naprężenia (prawo Wolffa).

• złamania kości
• osteoporoza
• martwica kości
• kostniakomięsak
• osteogenesis imperfecta

Osteologia

badanie kości i zębów jest określane jako osteologia. Jest często używany w antropologii, Archeologii i kryminalistyce do różnych zadań. Może to obejmować określenie odżywiania, zdrowia, wieku lub stanu urazu osoby, z której pobrano kości. Przygotowanie mięsistych kości do tego typu badań może obejmować macerację-gotowanie mięsistych kości w celu usunięcia dużych cząstek, a następnie ręczne czyszczenie.

antropolodzy i archeolodzy badają również narzędzia kostne wykonane przez Homo sapiens i Homo neanderthalensis. Kości mogą służyć do różnych zastosowań, takich jak punkty pocisku lub pigmenty artystyczne, i mogą być wykonane z kości endoszkieletowych lub zewnętrznych, takich jak poroże lub kieł.

alternatywy dla kościstych endoszkieletów

istnieje kilka alternatyw dla Kości sutkowej widzianych w naturze; chociaż mają podobne funkcje, nie są całkowicie funkcjonalnie analogiczne do kości.

• egzoszkielety oferują wsparcie, ochronę i dźwignie dla ruchu podobnego do kości śródszkieletowej. Różne rodzaje egzoszkieletów obejmują skorupy, karapaki (składające się ze związków wapnia lub krzemionki) i chitynowe egzoszkielety.
• prawdziwy endoszkielet (czyli tkanka ochronna pochodząca z mezodermy) jest również obecny w szkarłupniach. Porifera (gąbki) posiadają proste endoszkielety, które składają się z wapiennych lub krzemionkowych kolców i gąbczastej sieci światłowodowej.

odsłonięta kość

kość penetrująca skórę i wystawiona na zewnątrz może być zarówno naturalnym procesem u niektórych zwierząt, jak i z powodu obrażeń:

• poroża jelenia składają się z kości
• wymarła drapieżna ryba Dunkleosteus, zamiast zębów, miała ostre krawędzie mocno odsłoniętej kości wzdłuż szczęk
• złożone złamanie występuje, gdy krawędzie złamanej kości przebija skórę
• chociaż nie jest ściśle odsłonięty, dziób ptaka to przede wszystkim kość pokryta warstwą keratyny

Terminologia

kilka terminów jest używanych do określenia do cech i składników kości w całym ciele:

cecha Kości	definicja
proces stawowy	projekcja, która styka się z sąsiednią kością.
artykulacja	region, w którym przylegające kości stykają się ze sobą—staw.
kanał	długi otwór przypominający tunel, Zwykle przejście dla nerwów lub naczyń krwionośnych.
condyle	duży, zaokrąglony proces stawowy.
grzebień	wybitny grzbiet.
eminence	stosunkowo mały rzut lub guz.
epikondyl	rzut zbliżony do kłykcia, ale nie będący częścią stawu.
faset	mała, spłaszczona powierzchnia stawowa.
otwór przelotowy przez kość.
fossa	szeroki, płytko wcięty obszar.
fovea	mały dół na głowie kości.
labirynt	Jama w obrębie kości.
linia	długa, cienka projekcja, często o chropowatej powierzchni. Znany również jako grzbiet.
malleolus	jedna z dwóch specyficznych wypukłości kości w kostce.
meatus	krótki kanał.
proces	stosunkowo duży rzut lub wyraźny guz.(gen.)
ramus	gałąź przypominająca ramię od ciała kości.
sinus	Jama w obrębie kości czaszki.
kręgosłup	stosunkowo długi, cienki rzut lub guz.
szwy	artykulacja między kośćmi czaszki.
krętarz	jedna z dwóch specyficznych guzków zlokalizowanych na kości udowej.
guzek	rzut lub guz o chropowatej powierzchni, zwykle mniejszej niż guzkowatość.
guzowatość	rzut lub guz o chropowatej powierzchni.

w odniesieniu do specyficznych cech kości długich stosuje się kilka terminów:

cecha Kości	definicja
Difysis	długi, stosunkowo prosty główny korpus kości; region pierwotnego kostnienia. Znany również jako wał.
epiphyses	regiony końcowe kości; regiony wtórnego kostnienia.
płytka nasadowa	cienki krążek chrząstki szklistej między obustronną a nasadową; znika w wieku dwudziestu lat. Znany również jako płyta wzrostu.
Głowa	proksymalny koniec stawowy kości.
szyja	region Kości między głową a trzonem.

• Burkhardt, R. 1971. Szpik kostny i tkanka kostna. kolorowy Atlas histopatologii klinicznej. Berlin: Springer-Verlag. ISBN 3540050590.
• Marieb, E. N. 1998. Anatomia człowieka & fizjologia, wyd.4 Menlo Park, California: Benjamin / Cummings Science Publishing. ISBN 080534196X.
• Tortora, G. J. 1989. Principles of Human Anatomy, 5th ed. New York: Harper & ISBN 0060466855.

wszystkie linki

• dobry podstawowy przegląd biologii kości z kwartalnika naukowego.