Koštana matrica: što je to, komponente i karakteristike

Kosti su kruti organi koji čine endoskelet kralježnjaka. Njegova glavna funkcija je pružiti živim bićima zaštitu, sposobnost kretanja, potporu, proizvodnju krvnih stanica (hematopoeza) i skladištenje i oslobađanje minerala na temelju fizioloških zahtjeva organizam.

Zajedno s mišićima i tetivama, skup kostiju u ljudi tvori ono što mi znamo kao "lokomotorni sustav". Poprečnopojasna muskulatura ugovara se prema volji na temelju smjernica mozga i kako je pričvršćena za kosti, djeluje kao poluga za izvođenje pokreta koje želimo izvesti u bilo kojem trenutku kocke.

Ljudi imaju ukupno 206 kostiju. Njih 80 dio je aksijalnog kostura, središnje osi tijela, a 126 čine naše udove. Osim osnovne osteologije koja je već istražena u drugim prilikama, danas vam donosimo presjek tkiva kostiju od ogromnog interesa na anatomskoj i kliničkoj razini: znati sve o koštanoj matrici.

• Povezani članak: "4 najvažnije bolesti koštanog sustava"

Općenitosti koštanog tkiva

Koštano tkivo, zajedno s koštanom srži i ostalim vezivnim tkivima, daje strukturu i funkcionalnost kostima.

. To se sa svoje strane definira kao tkivna organizacija konjunktivne prirode koja se sastoji od stanica i kalcificiranih neživih elemenata koji tvore ono što mi znamo kao izvanstanični koštani matriks.

Budući da ih vidimo kao tvrde i otporne, vjerujemo da su kosti fiziološki krute i da s vremenom ne prolaze promjene: ništa ne može biti dalje od istine. Koštano tkivo je tvrdo, ali ujedno i izuzetno plastično, jer pokazuje metabolizam vrlo složena resorpcija i popravak posredovani ionima, stanicama, hormonima, proteinima i faktorima prehrambene. Postoje slučajevi u kojima su ozljede i traume previše agresivni da bi se kost popravila, ali, u većini slučajeva, koštano tkivo može se nadoknaditi nakon prijeloma.

Koštano tkivo sastoji se od 2% stanica i 98% izvanstaničnih tvari, odnosno koštani matriks. Iako ćemo posvetiti nekoliko završnih napomena kako bismo poznavali stanice kostiju, ovaj put usredotočimo se na ono što ih okružuje.

Što je koštani matriks?

Koštani matriks karakteristična je sastavnica kosti jer joj daje anatomske i fiziološke osobine. Sastoji se od 65-70% anorganskih soli (minerala) i 30-35% organskih tvari. U sljedećim ćemo vam redovima reći pojedinosti oba elementa.

1. Anorganski dio

Mineralni dio matrice je ono što kostima daje sposobnost skladištenja, otpora i zaštite. Anorganski materijal obuhvaćen ovim odjeljkom sastoji se od naslaga kalcijevog fosfata, u obliku supstance poznate kao hidroksiapatit. Kristali apatita dugi su oko 40 nanometara i oblikovani su poput šesterokutne prizme, često s velikim razvojem na licima piramide. Kao što već znate, imaju bjelkasto-žućkastu boju.

Kao što smo već rekli, anorganski matriks predstavlja približno 70% suhe težine kosti. 99% kalcija, 85% fosfora i 40-60% natrija i magnezija potrebnih tijelu pohranjeno je u potpunosti u našem kosturu. Ne idući dalje, zahvaljujući našim kostima, ljudska bića u nama "pohranjuju" 1-1,2 kilograma čistog kalcija. Ovaj je mineral neophodan za kontrakciju mišića, prijenos živčanih signala, apsorpciju vitamina B12, stimulaciju hormonalnih sekreta i još mnogo toga.

• Možda će vas zanimati: "Glavne vrste stanica ljudskog tijela"

2. Organski dio

Otprilike čini 30% koštanog matriksa. Ovaj organski dio predstavljaju uglavnom proteini, točnije, različite vrste kolagena. Kolagen tipa I je onaj s najvećom prisutnošću (95% ukupnog organskog udjela), ali također se uočavaju tragovi kolagena tipa IV (5%), a povremeno i tipa III. Ovisno o orijentaciji kolagenskih vlakana, koštani matriks može biti laminarne, nelaminarne i osteonske ili koncentrične laminarne prirode.

Osim kolagena, u organskom dijelu koštane matrice nalazimo i druge proteine, iako u znatno manjem udjelu. Evo popisa najvažnijih:

• Osteokalcin: protein hormonske prirode (hormon) čija je prisutnost u krvi u korelaciji s koeficijentom formiranja kostiju.
• Osteonektin: fosfoprotein koji djeluje s kolagenom i anorganskim solima u koštanom matriksu.
• Trombospondin: sekretorni protein s antiangiogenim svojstvima, odnosno inhibira stvaranje novih krvnih žila iz postojećih.
• Alkalna fosfataza: odgovorna za proces defosforilacije na molekularnoj razini.

Stanični dio kosti

Ostavljamo koštani matriks da ukratko imenujemo ona 2% stanične tvari koja čini koštano tkivo. Prvo imamo stanice osteoprogenitora, koji se tijekom svog razvoja diferenciraju u druga stanična tijela korisna za proizvodnju kostiju.

Također su od velikog interesa osteoblasti, koštane stanice odgovorne za lučenje koštane matrice koju smo upravo opisali. Sposobni su sintetizirati kristale hidroksiapatita koji se, kao što smo već rekli, sastoje od kalcija i fosfata. Znatiželjno je znati da osteoblasti, poput gotovo svake druge vrste stanica, čuvaju sposobnost replikacije sami, ali to s vremenom nije moguće jer su "zaključani" u čvrstu matricu koju i sami sintetizirati.

Ovdje nastupaju osteociti, koji predstavljaju više od 90% stanica u koštanom tkivu.. Nastaju od osteoblasta (koji su pak izvedeni iz osteoprogenitornih stanica) i njihovog rada sastoji se od održavanja koštanog matriksa, bilo sintezom novih materijala ili resorpcijom se. Zbog njihove sposobnosti da skladište ili „oslobađaju“ koštani kalcij u krv, smatra se da aktivno sudjeluju u tjelesnom metabolizmu i ravnoteži minerala.

Na posljednjem mjestu imamo osteoklasti, multinukleirane stanice koje razgrađuju i reapsorbiraju koštano tkivo. Možda se čini kontraproduktivnim uništavanjem koštanog materijala (i stvarno jest), ali, Kad u tijelu nedostaju minerali neophodni za određene fiziološke procese, ponekad ne postoji drugi opcija.

Koštana matrica nije vodonepropusna

Kao što smo već rekli, koštani se matriks neprestano mijenja. Obično je proces sinteze i resorpcije matriksa uravnotežen, a posreduju ga tvari poput hormona paratireoidni (PTH), kalcitonin, estrogeni, vitamin D, razni citokini i drugi lokalni čimbenici (prostaglandini).

Vrhunac koštane mase nalazi se u ljudskoj vrsti tijekom 30 godina, jer do ovdje dolazi do rasta kostiju, ili što je isto, veće brzine sinteze matriksa od resorpcije. Odavde se stvara fiziološka "zaravan" koja traje oko 10 godina, ali kako starimo, sve više i više koštane matrice se uništava, a sve manje sintetizira.

Od 40. godine starosti svake se godine izgubi 0,3-0,5% koštanog matriksa. U žena se to stanje pretjerano ubrzava tijekom menopauze, zbog drastičnog pada spolnih hormona, što prelazi u stopu gubitka kostiju do 5% godišnje (iako je to kasnije stabilizirati).

Kao što možda već sumnjate, ovo starenje kosti pretvara se u patologiju koja je više poznata starijoj osobi: osteoporoza. Ovo je stanje često u starijoj populaciji, ali nesumnjivo je klinički događaj s učestalošću mnogo veća u žena, zbog pretjerane resorpcije kosti koja se javlja u 5-7 godina nakon menopauze.

Procjenjuje se da 80% žena starijih od 80 godina pati od osteoporoze, dok prevalencija kod starijih muškaraca starijih od 70 godina oscilira 11,3%. Nije iznenađujuće što se većina fraktura kuka i drugih ozbiljnih ozljeda događa kod ljudi s poodmakla dob: kad su kosti krhke, svaki pad može ozbiljno ugroziti integritet pojedinac.

Nastavi

Ne želimo završiti s kiselom notom, jer je razvoj procesa jednako važan kao i njegov ishod. U koštanoj matrici nalazi se beskonačnost tajni i, bez sumnje, uistinu je fascinantna konglomeracija tvari s anatomskog i fiziološkog gledišta. Kako na primjer posumnjati da bi nedostatak kalcija u tijelu mogao prouzročiti aktivnu razgradnju koštanog matriksa u koštanim stanicama?

Kao što ste vidjeli, ništa u ljudskom biću nije nepomično, koliko god kruto i neuništivo izgledalo. Kao i sva tkiva koja nas definiraju, kosti se podvrgavaju drastičnim promjenama na temelju individualnog razvoja, uvjeta okoliša, unutarnje homeostaze i mnogih drugih čimbenika.

Bibliografske reference:

• Koštana matrica i konsolidacija, Medwave. Podignuto 25. veljače u https://www.medwave.cl/link.cgi/Medwave/Revisiones/RevisionClinica/4155
• Modul anatomskih i fizioloških osnova sporta: kosti. Podignuto 25. veljače u http://www.edvillajunco.es/doc/1_los_huesos.pdf
• Časopis za osteoporozu i metabolizam minerala: Osteoporoza. Definicija. Epidemiologija. Podignuto 25. veljače u http://revistadeosteoporosisymetabolismomineral.com/2017/07/11/osteoporosis-definicion-epidemiologia/#:~:text=En%20Espa%C3%B1a%20se%20calcula%20que,%2D29%2C57%25)9.