КОШТАНО ТКИВО: КАРАКТЕРИСТИКЕ, СТРУКТУРА, ФОРМИРАЊЕ И РАСТ - БИОЛОГИЈА - 2025

Ткиво кост је онај који се састоји кости. Кости су заједно са емајлом и дентином најтеже супстанце у телу животиња. Кости чине структуре које штите виталне органе: мозак је заштићен лобањом, леђна мождина од кичменог стуба, а срце и плућа заштићени су ребрастом кавезом.

Кости такође служе као „полуге“ за мишиће који су убачени у њих, множећи силу коју ти мишићи стварају током извођења покрета. Чврстоћа коју обезбеђује кост омогућава кретање и подупирање терета против гравитације.

Ћелије коштаног ткива (Извор: ОпенСтак Цоллеге преко Викимедиа Цоммонс)

Кост је динамично живо ткиво које се непрестано мења и које промене подстичу притисак и напрезања којима је ово ткиво изложено. На пример, притисак подстиче ресорпцију (уништавање), а стрес може подстаћи стварање нових костију.

Кости су главно лежиште калцијума и фосфора у телу: готово 99% укупног калцијума у ​​људском телу складиштено је у коштаном ткиву. Укупна коштана маса варира током живота животиње. Током фазе раста формирање костију превазилази ресорпцију (уништавање), а костур расте и развија се.

У почетку повећава своју дужину, а затим и дебљину, достижући свој максимум између 20 и 30 година код људи. У одраслих (до око 50 година) постоји равнотежа између формирања костију и ресорпције.

Ова равнотежа је дата процесом замене познат као "преградња костију" и који годишње утичу на 10% до 12% укупне коштане масе. Након тога започиње дегенеративни процес у којем ресорпција премашује формирање, а коштана маса се полако смањује.

Карактеристике и структура

Кост има централну шупљину звану медуларна шупљина, у којој се налази коштана срж, хематопоетско ткиво, то јест ткиво које формира крвне ћелије. Ове структуре су покривене периостеумом, осим подручја која одговарају синовијалним зглобовима.

Периостеум има спољни слој густег влакнастог везивног ткива и унутрашњи слој са остеогеним ћелијама, које су ћелије које стварају кости или ћелије остеопрогенитора.

Централни део кости је подложен једнопласт ћелијама танког, специјализованог везивног ткива званог ендостеум. У ендостеуму су ћелије остеопрогенитора и остеобласти. Кост тако тапецирана има своје ћелије интегрисане у калцифицирани ванћелијски матрикс.

Ћелије остеопрогенера диференцирају се у остеобласте и задужене су за лучење коштаног матрикса. Када су окружене матриксом, ове ћелије су инактивиране и зову се остеоцити.

Простори које остеоцити заузимају у матрици називају се празнинама.

90% органског матрикса чине колагена влакна типа И, структурни протеин такође постоји у тетивама и кожи, а остатак је хомогена желатинозна супстанца која се назива основна супстанца.

Компактна кост и гнојна кост

Колагена влакна матрикса су распоређена у велике снопове, а у компактним костима та влакна формирају концентричне слојеве око канала кроз које пролазе крвне судове и нервна влакна (Хаверсови канали). Ови слојеви формирају цилиндре познате као "остеони".

Сваки остеон је ограничен цементацијском линијом формираном калцифицираном основном супстанцом с мало колагених влакана, а његују је посуде које се налазе у Хаверсовим каналима.

Плоче или зглобови велике површине формирају се у отровној кости и ћелијама се храни дифузијом ванћелијске течности из костију у трабекуле.

Неорганске компоненте матрикса чине око 65% суве тежине кости и састоје се углавном од калцијума и фосфора, поред неких елемената као што су натријум, калијум, магнезијум, цитрат и бикарбонат, између осталих.

Откривено је да калцијум и фосфор формирају кристале хидроксиапатита. Калцијум-фосфат се такође налази у аморфном облику.

Кристали хидроксиапатита су правилно распоређени дуж колагених влакана типа И, која се концентрично преклапају, што такође чини да се кристали преклапају попут зидова.

Формирање и раст костију

Кости лобање су формиране процесом познатим као "интрамембраноус окоштавање". Уместо тога, дуге кости се прво обликују у хрскавицу, а потом се костом трансформишу у кости, што почиње на осовини кости и назива се "ендохондрална окоштавање".

Већина равних костију развија се и расте помоћу интрамембраноус формирања костију и окоштавања костију. Овај процес се одвија у високо васкуларизованом мезенхимском ткиву, у којем се мезенхимске ћелије диференцирају у остеобласти који почињу стварати коштани матрикс.

Тако се формира мрежа спицула и трабекула чији су површини насељени остеобластима. Ове регије иницијалне остеогенезе називамо примарним центром окоштавања. Тако настаје примарна кост од насумично оријентисаних колагених влакана.

Затим долази до калцификације, а остеобласти заробљени у матриксу постају остеокити, чији процеси стварају каналиће. Док се трабекуларне мреже формирају попут сунђера, васкуларно везивно ткиво ствара коштану срж.

Додавање периферних трабекула повећава величину кости. У окципиталној кости (кранијална кост у задњем пределу) постоји неколико центара окоштавања који се спајају и стварају једну једину кост.

У новорођенчади су фонтенеле између фронталне и париеталне кости подручја окоштавања која се још нису спојила.

Компактна формација костију

Региони мезенхимског ткива који остају нецификовани у унутрашњем и спољашњем делу формираће периостеум и ендостеум. Подручја сиве кости близу периостеума и дура постат ће компактна кост и формирати унутрашњу и вањску таблу равне кости.

Током раста, у дугим костима, специјализована подручја у епифизима су одвојена од осовине високо активном плочицом хрскавице која се назива епифизна плоча.

Дужина кости се повећава јер ова плоча таложи нову кост на сваком крају осовине. Величина епифизне плоче пропорционална је брзини раста и на њу утичу различити хормони.

Регулација

Међу хормонима који модулирају овај плак је хормон раста (ГХ) који ослобађа предња хипофиза и регулише хормон раста који ослобађа хормон раста (ГРХ), произведен од хипоталамуса, и соматомедин, који је фактор тип И инзулина раста (ИГФ-И) произведен од јетре.

Све док је стопа митотичке активности у зони пролиферације слична брзини ресорпције кости у зони, величина епифизне плоче остаје константна и кост и даље расте.

Након 20 година старости, митотичка активност опада и зона окоштавања достиже зону хрскавице, спајајући медуларне шупљине дијафизе и епифизе.

Уздужни раст костију се завршава када дође до затварања епифизије, односно када се дијафиза придружи епифизи. Епифизно затварање следи редослед редоследа који завршава последњим затварањем после пубертета.

Раст ширине дуге кости настаје аппозиционим растом, који је продукт диференцијације остеопрогениторских ћелија из унутрашњег слоја периостеума у ​​остеобласти који издвајају костни матрикс према субпериостеалним деловима дијафизе.

Преградња костију

Током живота човека кост се непрестано мења кроз процесе формирања и ресорпције, односно уништавања старе кости и стварања нове кости.

У новорођенчади калцијум пролази кроз 100% годишњи промет, док код одраслих то износи само 18% годишње. Ови процеси ресорпције и формирања или замене називају се преградња костију.

Преградња почиње дејством остеокласта који уништавају кост и остављају пукотине на које затим остеобласти упадају. Ови остеобласти излучују матрицу која ће се касније осифицирати и створити нову кост. Овај циклус захтева, у просеку, више од 100 дана.

У било којем тренутку око 5% целокупне коштане масе је у процесу ремоделирања. То подразумева учешће око два милиона јединица за преуређивање.

Разлике у преуређивању компактне и откачене кости

Годишња стопа ремоделирања компактне кости је 4%, а стопало канцеларне кости је 20%.

Разлика између брзине ремоделирања две врсте костију је највероватније последица чињенице да је отказала кост у контакту са коштаном сржом и на њу директно утичу ћелије са паракриним активностима у коштаној сржи.

С друге стране, остеопрогениторне ћелије компактних костију налазе се у каналима хаверзије и унутрашњим слојевима периостеума, далеко од ћелија коштане сржи и зависе, за почетак ремоделирања, од хормона који стижу по крви.

Многи су хормонални и протеински фактори укључени у активност остеобласта и остеокласта у ремоделирању костију, међутим, функција сваког од њих није јасно расветљена.

Коштане ћелије

-Врсте коштаних ћелија и њихове карактеристике

Коштане ћелије су остеопрогениторне ћелије, остеобласти, остеоцити и остеокласти. Свака од ових ћелија има посебне функције у физиологији костију и има добро диференциране хистолошке карактеристике.

Остеобласти, остеоцити и остеокласти заједно творе јединицу за обликовање костију.

Остеопрогенитор или остеогене ћелије

Ове ћелије налазе се у унутрашњем слоју периостеума и у ендостеуму. Они потицу од ембрионалног мезенхима и могу се разликовати, диференцирањем, остеобласти. Под одређеним стресним условима се такође могу диференцирати у хондрогене ћелије.

Они су вретенасте ћелије са овалним језгром, оскудном цитоплазмом, малим грубим ендоплазматским ретикулумом (РЕР) и слабо развијеним Голгијевим апаратом. Имају обилне рибосоме и врло су активне у периоду раста кости.

Остеобласти

Остеокласти су ћелије изведене из остеогених ћелија. Они су одговорни за синтезу органске матрице кости, односно колагена, протеогликана и гликопротеина. Они су распоређени у преклапајућим слојевима на површини кости.

Њено језгро је на супротној страни од секреторног дела богатог везикула. Имају обилно РЕР и добро развијен Голгијев апарат. Имају кратке пројекције или проширења која успостављају контакт са осталим суседним остеобластима. Остали дуги процеси повезују их са остеоцитима.

Како остеобласти издвајају матрицу, он их окружује, а када су остеобласти у потпуности укључени у матрицу, тј. Окружени су, они се деактивирају и постају остеокити.

Упркос чињеници да се већина коштаног матрикса калцифицира, око сваког остеобласта, па чак и сваког остеоцита, остаје танак слој некалцифициране коштане матрице, који се назива остеоид, који раздваја ове ћелије од калцифицираног матрикса.

Постоје различите врсте рецептора у ћелијској мембрани остеобласта. Од ових рецептора, најважнији је рецептор за паратироидни хормон (ПТХ), који подстиче лучење фактора који стимулише остеокласт и поспешује ресорпцију костију.

Остеобласти такође могу излучити ензиме који могу уклонити остеоид и тако довести остеокласте у контакт са калцифицираном површином кости да би иницирали ресорпцију.

Остеоцити

То су ћелије које су изведене из неактивних остеобласта и зову се зреле коштане ћелије. Смјештени су у горе наведеним лагунама калцифицираног коштаног матрикса. Постоји између 20.000 и 30.000 остеоцита на сваки кубни милиметар костију.

Из лагуна остеоцити зраче цитоплазматским процесима који их спајају формирајући међупросторне спојеве кроз које се јони и мали молекули могу размењивати између ћелија.

Остеоцити су спљоштене ћелије, са равним језграма и мало цитоплазматских органела. Способни су да излучују супстанце под механичким стимулусима који изазивају напетост у кости (механа трансдукција).

Простор који окружује остеоците у лакунама назива се периостеоцитни простор и испуњен је ванћелијском течношћу у не калцифицираном матриксу. Процјењује се да површинска површина периостеалних зидова износи око 5000м2 и да има запремину од око 1,3 литара ванћелијске течности.

Ова течност је изложена око 20 г изменљивог калцијума који се може поново апсорбовати у крвоток из зидова ових простора, што доприноси одржавању нивоа калцијума у ​​крви.

Остеокласти

Ове ћелије су изведене из истих ћелија потомка као макрофаги ткива и моноцити у циркулацији; Они се налазе у коштаној сржи и припадају ћелијама гранулоцита и макрофага (ГМ-ЦФУ).

Митоза ових претходних ћелија је подстакнута факторима који стимулишу колонију макрофага, а у присуству кости, ти се потомци спајају у формирање вишенаменских ћелија.

Остеокласт је велика, вишенаменска, покретна ћелија. У пречнику има око 150 μм и може имати до 50 језгара. Има базално подручје у коме се налазе језгре и органеле, руб четке у контакту са калцифицираном кости, чиста подручја периферна до границе четкице и везикулозно подручје.

Главна функција ових ћелија је функција ресорпције костију. Једном када раде, подвргавају се апоптози (програмирана ћелијска смрт) и умиру. Да би започео процес ресорпције кости, остеокласт се везује за кост помоћу протеина који се називају интегини.

Даље, протонске пумпе које су Х +-зависне АТПазе се крећу од ендосома у граници четкице и закисељујуће медијум све док пХ не падне на приближно 4.

Хидроксиапатит се раствара при таквом пХ и колагена влакна се разграђују киселинским протеазама које ове ћелије такође излучују. Крајњи производи варења хидроксиапатита и колагена ендоцитирају се унутар остеокласта и затим се ослобађају у интерстицијску течност да би се потом елиминисали у урину.

Врсте коштаног ткива (врсте костију)

Као што је можда примећено у тексту, постоје две врсте коштаног ткива, и то: компактна или кортикална кост и трабекуларна или отказна кост.

Прва чини 80% укупне коштане масе и налази се у дијафизама дугих костију, који су цевасти делови распоређени између два краја (епифизе) ових костију.

Друга врста кости типична је за кости аксијалног костура, попут краљежака, костију лобање и карлице и ребара. Такође се налази у центру дугих костију. Он чини 20% укупне коштане масе и од виталног је значаја за регулацију метаболизма калцијума.

Референце

1. Берне, Р., и Леви, М. (1990). Физиологија. Мосби; Међународно издање Ед.
2. Ди Фиоре, М. (1976). Атлас нормалне хистологије (друго издање). Буенос Аирес, Аргентина: Ел Атенео Редакција.
3. Дудек, РВ (1950). Хистологија високог приноса (друго издање). Филаделфија, Пенсилванија: Липпинцотт Виллиамс & Вилкинс.
4. Фок, СИ (2006). Људска физиологија (9. изд.). Њујорк, САД: МцГрав-Хилл Пресс.
5. Гартнер, Л., Хиатт, Ј. (2002). Текстни атлас хистологије (2. изд.). Мексико ДФ: МцГрав-Хилл Интерамерицана Едиторес.
6. Гуитон, А., & Халл, Ј. (2006). Уџбеник медицинске физиологије (11. изд.). Елсевиер Инц.
7. Јохнсон, К. (1991). Хистологија и ћелијска биологија (друго издање). Балтиморе, Мериленд: Национална медицинска серија за независно истраживање.
8. Росс, М., и Павлина, В. (2006). Хистологија. Текст и атлас са корелираном ћелијском и молекуларном биологијом (5. изд.). Липпинцотт Виллиамс и Вилкинс.