Kostná matrica: čo to je, komponenty a vlastnosti

Kosti sú tuhé orgány, ktoré tvoria endoskelet stavovcov. Jeho hlavnou funkciou je poskytnúť živým bytostiam ochranu, pohybovú kapacitu, podporu, výrobu krvinky (krvotvorba) a skladovanie a uvoľňovanie minerálov na základe fyziologických požiadaviek organizmu organizmus.

Spolu so svalmi a šľachami tvorí sústava kostí u ľudí to, čo poznáme ako „pohybový systém“. Priečne pruhované svalstvo sa sťahuje podľa ľubovôle na základe smerníc mozgu a ako je pripojené k kosti, funguje ako páka na vykonanie pohybov, ktoré chceme vykonať kedykoľvek kocky.

Ľudia majú celkovo 206 kostí. 80 z nich je súčasťou axiálneho skeletu, stredovej osi tela, a 126 tvoria naše končatiny. Okrem základnej osteológie, ktorá už bola preskúmaná pri iných príležitostiach, vám dnes prinášame tkanivovú časť kosti, ktorá je mimoriadne zaujímavá na anatomickej a klinickej úrovni: vedieť všetko o kostnej matrici.

• Súvisiaci článok: „4 najdôležitejšie choroby kostrového systému“

Všeobecnosti kostného tkaniva

Kostné tkanivo spolu s kostnou dreňou a inými spojivovými tkanivami dodáva kostiam štruktúru a funkčnosť.

. Čo sa týka tejto časti, je to definované ako tkanivová organizácia spojivovej povahy zložená z buniek a kalcifikovaných neživých prvkov, ktoré tvoria to, čo poznáme ako extracelulárna kostná matrica.

Pretože ich považujeme za tvrdé a odolné, veríme, že kosti sú fyziologicky tuhé a že v priebehu času neprechádzajú zmenami: nič nemôže byť ďalej od pravdy. Kostné tkanivo je tvrdé, ale zároveň mimoriadne plastické, pretože vykazuje metabolizmus vysoko komplexná resorpcia a oprava sprostredkovaná iónmi, bunkami, hormónmi, bielkovinami a faktormi výživové. Existujú prípady, keď sú poranenia a traumy príliš agresívne na to, aby sa kosť dala opraviť, ale vo väčšine prípadov je kostné tkanivo po zlomenine schopné výmeny.

Kostné tkanivo je tvorené 2% buniek a 98% extracelulárnych látok, teda kostnú matricu. Aj keď venujeme niekoľko záverečných poznámok poznaniu buniek kostí, tentoraz sa zameriame na to, čo ich obklopuje.

Čo je to kostná matrica?

Kostná matrica je charakteristickou zložkou kosti, pretože jej dodáva anatomické a fyziologické vlastnosti. Skladá sa zo 65-70% anorganických solí (minerálov) a 30-35% organických látok. V nasledujúcich riadkoch vám povieme osobitosti oboch prvkov.

1. Anorganická časť

Minerálna časť matrice je to, čo dáva kostiam kapacitu na skladovanie, odolnosť a ochranu. Anorganický materiál obsiahnutý v tejto časti obsahuje usadeniny fosforečnanu vápenatého, vo forme látky známej ako hydroxyapatit. Kryštály apatitu sú dlhé asi 40 nanometrov a sú tvarované ako šesťuholníkový hranol, často s veľkým vývojom na plochách pyramíd. Ako už viete, majú belavo-žltkastú farbu.

Ako sme už povedali, anorganická matrica predstavuje približne 70% suchej hmotnosti kostí. 99% vápnika, 85% fosforu a 40-60% sodíka a horčíka, ktoré telo potrebuje, je úplne uložených v našej kostre. Bez toho, aby sme išli ďalej, vďaka našim kostiam si ľudia v nás „ukladajú“ 1 - 1,2 kilogramu čistého vápnika. Tento minerál je nevyhnutný pre kontrakciu svalov, prenos nervových signálov, absorpciu vitamínu B12, stimuláciu hormonálnych sekrétov a oveľa viac.

• Mohlo by vás zaujímať: „Hlavné typy buniek ľudského tela“

2. Organická porcia

Tvorí asi 30% kostnej matrice, približne. Táto organická časť je zastúpená hlavne bielkovinami, konkrétnejšie rôznymi druhmi kolagénu. Kolagén typu I je ten s najväčšou prítomnosťou (95% z celkovej organickej dávky), sú však pozorované aj stopy kolagénu typu IV (5%) a príležitostne aj typu III. V závislosti od orientácie kolagénových vlákien kostná matrica môže mať laminárny, nelaminárny a osteonický alebo koncentrický laminárny charakter.

Okrem kolagénu nájdeme v organickej časti kostnej matrice aj ďalšie proteíny, aj keď v oveľa menšom pomere. Tu je zoznam najdôležitejších:

• Osteokalcín: bielkovina hormonálnej povahy (hormón), ktorej prítomnosť v krvi koreluje s koeficientom tvorby kostí.
• Osteonektín: fosfoproteín, ktorý interaguje s kolagénom a anorganickými soľami v kostnej matrici.
• Trombospondín: sekrečný proteín s antiangiogénnymi schopnosťami, to znamená, že inhibuje tvorbu nových krvných ciev z existujúcich.
• Alkalická fosfatáza: je zodpovedná za proces defosforylácie na molekulárnej úrovni.

Bunková časť kosti

Kostnú matricu necháme na krátke pomenovanie tých 2% bunkovej hmoty, ktorá tvorí kostné tkanivo. Najprv máme osteoprogenitorové bunky, ktoré sa počas svojho vývoja diferencujú na iné bunkové telá užitočné pre tvorbu kostí.

Veľký záujem je tiež osteoblasty, kostné bunky zodpovedné za vylučovanie kostnej matrice, ktoré sme práve opísali. Sú schopné syntetizovať kryštály hydroxyapatitu, ktoré, ako sme už povedali, sú tvorené vápnikom a fosfátom. Je zvedavé vedieť, že osteoblasty, ako takmer akýkoľvek iný typ buniek, si zachovávajú schopnosť replikovať sa samy o sebe, ale to nie je možné časom, pretože sú „uzamknuté“ v pevnej matrici, ktorú sami tvoria syntetizovať.

Do hry tu vstupujú osteocyty, ktoré predstavujú viac ako 90% buniek v kostnom tkanive.. Sú tvorené z osteoblastov (ktoré sú zase odvodené z osteoprogenitorových buniek) a ich práce spočíva v udržiavaní kostnej matrice, buď syntézou nových materiálov alebo resorpciou sami. Vďaka svojej schopnosti ukladať alebo „uvoľňovať“ kostný vápnik do krvi sa považuje za aktívne miesto v metabolizme a minerálnej rovnováhe tela.

Na poslednom mieste máme osteoklasty, viacjadrové bunky, ktoré degradujú a reabsorbujú kostné tkanivo. Môže sa zdať kontraproduktívne ničiť kostný materiál (a je to skutočne tak), ale, Ak v tele chýbajú minerály nevyhnutné pre určité fyziologické procesy, niekedy už iné neexistujú možnosť.

Kostná matrica nie je vodotesná

Ako sme už povedali predtým, kostná matrica sa neustále mení. Za normálnych okolností je proces syntézy a resorpcie matrice vyvážený a je sprostredkovaný látkami, ako je hormón prištítne telieska (PTH), kalcitonín, estrogény, vitamín D, rôzne cytokíny a ďalšie miestne faktory (prostaglandíny).

Vrchol kostnej hmoty sa nachádza v ľudskom druhu počas 30 rokov, pretože až doteraz dochádza k rastu kostí, alebo čo je rovnaké, je vyššia rýchlosť syntézy matrice ako resorpcia. Odtiaľto sa generuje fyziologická „plató“, ktorá trvá asi 10 rokov, ale s pribúdajúcim vekom sa čoraz viac kostnej matrice ničí a menej sa syntetizuje.

Od 40 rokov sa každý rok stratí 0,3-0,5% kostnej matrice. U žien sa stav počas menopauzy prehnane zrýchľuje v dôsledku drastického poklesu pohlavné hormóny, čo vedie k miere úbytku kostnej hmoty až o 5% ročne (aj keď neskôr stabilizovať).

Ako už možno tušíte, toto starnutie kostí sa premieta do patológie, ktorá je viac než známa starším ľuďom: osteoporózy. Tento stav je bežný u starnúcej populácie, je to však nepochybne klinický jav s incidenciou oveľa vyššia u žien v dôsledku prehnanej resorpcie kostí, ku ktorej dochádza v priebehu 5-7 rokov po menopauze.

Odhaduje sa to 80% žien starších ako 80 rokov trpí osteoporózou, zatiaľ čo prevalencia u starších mužov starších ako 70 rokov osciluje o 11,3%. Nie je prekvapením, že väčšina zlomenín bedrového kĺbu a iných vážnych poranení sa vyskytuje u ľudí s pokročilý vek: keď sú kosti krehké, akýkoľvek pád môže vážne narušiť celistvosť kosti individuálne.

Pokračovať

Nechceme skončiť kyslou notou, pretože vývoj procesu je rovnako dôležitý ako jeho výsledok. Kostná matrica ukrýva nekonečno tajomstiev a bezpochyby je to z anatomického a fyziologického hľadiska skutočne fascinujúca konglomerácia látok. Ako napríklad podozrenie, že nedostatok vápnika v tele by mohol spôsobiť, že kostná bunka sa aktívne odbúrava kostnými bunkami?

Ako ste videli, nič v ľudskej bytosti nie je nehnuteľné, aj keď sa to môže zdať pevné a nezničiteľné. Rovnako ako všetky tkanivá, ktoré nás definujú, aj kosti prechádzajú drastickými zmenami na základe individuálneho vývoja, podmienok prostredia, vnútornej homeostázy a mnohých ďalších faktorov.

Bibliografické odkazy:

• Kostná matica a konsolidácia, Medwave. Vyzdvihnuté 25. februára o https://www.medwave.cl/link.cgi/Medwave/Revisiones/RevisionClinica/4155
• Modul anatomických a fyziologických základov športu: kosti. Vyzdvihnuté 25. februára o http://www.edvillajunco.es/doc/1_los_huesos.pdf
• Časopis Osteoporóza a minerálny metabolizmus: Osteoporóza. Definícia. Epidemiológia. Vyzdvihnuté 25. februára o http://revistadeosteoporosisymetabolismomineral.com/2017/07/11/osteoporosis-definicion-epidemiologia/#:~:text=En%20Espa%C3%B1a%20se%20calcula%20que,%2D29%2C57%25)9.