Ošetrovateľská starostlivosť pri benígnych nádoroch. Organizácia ošetrovateľskej starostlivosti o onkologických pacientov

Štruktúra kostry každého dospelého človeka zahŕňa 206 rôznych kostí, pričom všetky sa líšia štruktúrou a úlohou. Na prvý pohľad sa zdajú tvrdé, nepoddajné a bez života. To je ale mylný dojem, neustále v nich prebiehajú rôzne metabolické procesy, deštrukcia a regenerácia. Spolu so svalmi a väzivami tvoria špeciálny systém, ktorý sa nazýva "muskuloskeletálne tkanivo", ktorého hlavnou funkciou je pohybový aparát. Je tvorený niekoľkými typmi špeciálnych buniek, ktoré sa líšia štruktúrou, funkčnými vlastnosťami a významom. Kostné bunky, ich štruktúra a funkcie budú diskutované ďalej.

Štruktúra kostného tkaniva

Vlastnosti lamelárneho kostného tkaniva

Tvoria ho kostné platničky s hrúbkou 4-15 mikrónov. Skladajú sa z troch zložiek: osteocytov, mletej látky a kolagénových tenkých vlákien. Všetky kosti dospelého človeka sú vytvorené z tohto tkaniva. Kolagénové vlákna prvého typu ležia navzájom rovnobežne a sú orientované v určitom smere, zatiaľ čo v susedných kostných platniach sú smerované v opačnom smere a krížia sa takmer v pravom uhle. Medzi nimi sú telá osteocytov v medzerách. Táto štruktúra kostného tkaniva mu poskytuje najväčšiu pevnosť.

Hubovitá kosť

Existuje aj názov "trabekulárna látka". Ak nakreslíme analógiu, potom je štruktúra porovnateľná s obyčajnou špongiou, postavenou z kostných dosiek s bunkami medzi nimi. Sú usporiadané usporiadaným spôsobom v súlade s rozloženým funkčným zaťažením. Z hubovitej hmoty sa stavajú najmä epifýzy dlhých kostí, niektoré sú zmiešané a ploché a všetky sú krátke. Je vidieť, že ide najmä o ľahké a zároveň pevné časti ľudskej kostry, ktoré sú zaťažené rôznymi smermi. Funkcie kostného tkaniva priamo súvisia s jeho štruktúrou, ktorá v tomto prípade poskytuje veľkú plochu pre metabolické procesy, ktoré sa na ňom vykonávajú, dáva vysokú pevnosť v kombinácii s malou hmotnosťou.

Hustá (kompaktná) kostná látka: čo to je?

Diafýzy tubulárnych kostí pozostávajú z kompaktnej hmoty, navyše ich epifýzy prekrýva zvonka tenkou platničkou. Je prepichnutá úzkymi kanálmi, cez ktoré prechádzajú nervové vlákna a krvné cievy. Niektoré z nich sú umiestnené rovnobežne s povrchom kosti (centrálne alebo haversian). Iné prichádzajú na povrch kosti (kŕmne otvory), cez ktoré prenikajú tepny a nervy dovnútra a žily smerom von. Centrálny kanál spolu s okolitými kostnými platničkami tvorí takzvaný Haversov systém (osteón). Tie sú hlavným obsahom kompaktnej látky a sú považované za jej morfofunkčnú jednotku.

Osteon - štrukturálna jednotka kostného tkaniva

Jeho druhé meno je Haversov systém. Ide o súbor kostných platničiek, ktoré vyzerajú ako valce vložené do seba, priestor medzi nimi je vyplnený osteocytmi. V strede je Haversov kanál, cez ktorý prechádzajú krvné cievy, ktoré zabezpečujú metabolizmus v kostných bunkách. Medzi susednými štruktúrnymi jednotkami sú intersticiálne (intersticiálne) platničky. V skutočnosti sú to zvyšky osteónov, ktoré existovali skôr a zrútili sa v momente, keď kostné tkanivo prechádzalo reštrukturalizáciou. Existujú aj všeobecné a okolité platničky, tvoria najvnútornejšiu a najvonkajšiu vrstvu kompaktnej kostnej hmoty, resp.

Periosteum: štruktúra a význam

Podľa názvu sa dá určiť, že z vonkajšej strany pokrýva kosti. Je k nim pripevnený pomocou kolagénových vlákien zhromaždených v hrubých zväzkoch, ktoré prenikajú a prepletajú sa s vonkajšou vrstvou kostných dosiek. Má dve výrazné vrstvy:

• vonkajšie (je tvorené hustým vláknitým, neformovaným spojivovým tkanivom, prevládajú v ňom vlákna umiestnené rovnobežne s povrchom kosti);
• vnútorná vrstva je u detí dobre vyjadrená a u dospelých menej nápadná (tvorí ju voľné vláknité väzivo, v ktorom sú vretenovité ploché bunky – neaktívne osteoblasty a ich prekurzory).

Periosteum plní niekoľko dôležitých funkcií. Po prvé, je trofický, to znamená, že poskytuje výživu kosti, pretože obsahuje cievy na povrchu, ktoré prenikajú dovnútra spolu s nervami cez špeciálne nutričné ​​otvory. Tieto kanály vyživujú kostnú dreň. Po druhé, regeneračné. Vysvetľuje sa to prítomnosťou osteogénnych buniek, ktoré sa po stimulácii transformujú na aktívne osteoblasty, ktoré produkujú matricu a spôsobujú tvorbu kostného tkaniva, čím zabezpečujú jeho regeneráciu. Po tretie, mechanická alebo podporná funkcia. To znamená zabezpečenie mechanického spojenia kosti s inými štruktúrami, ktoré sú k nej pripojené (šľachy, svaly a väzy).

Funkcie kostného tkaniva

Medzi hlavné funkcie patrí:

1. Motor, podpora (biomechanická).
2. Ochranný. Kosti chránia pred poškodením mozog, cievy a nervy, vnútorné orgány atď.
3. Hematopoetický: v kostnej dreni dochádza k hemo- a lymfopoéze.
4. Metabolická funkcia (účasť na metabolizme).
5. Reparačné a regeneračné, spočívajúce v obnove a regenerácii kostného tkaniva.
6. úlohu morfogenézy.
7. Kostné tkanivo je akýmsi skladiskom minerálov a rastových faktorov.

KOSTNÉ TKANIVÁ

Štruktúra: bunky a medzibunková látka.

Typy kostného tkaniva: 1) retikulovláknité, 2) lamelárne.

Kostné tkanivá tiež zahŕňajú tkanivá špecifické pre zuby: dentín, cement.

v kostnom tkanive 2 rozdielne bunky: 1) osteocyt a jeho prekurzory, 2) osteoklasty.

Diferenciálny osteocyt : kmeňové a polokmeňové bunky, osteogénne bunky, osteoblasty, osteocyty.

Bunky sa tvoria zo slabo diferencovaných mezenchymálnych buniek; u dospelých sa kmeňové a polokmeňové bunky nachádzajú vo vnútornej vrstve periostu, pri tvorbe kosti sa nachádzajú na jeho povrchu a v okolí vnútrokostných ciev.

osteoblasty schopné delenia, usporiadané v skupinách, majú nerovný povrch a krátke procesy spájajúce ich so susednými bunkami. Syntetický aparát je v bunkách dobre vyvinutý, pretože osteoblasty sa podieľajú na tvorbe medzibunkovej látky: syntetizujú matricové proteíny (osteonektín, sialoproteín, osteokalcín), kolagénové vlákna, enzýmy (alkalická fosfatáza atď.).

Funkcia osteoblastov: syntéza medzibunkovej látky, zabezpečenie mineralizácie.

Hlavné faktory aktivujúce osteoblasty sú: kalcitonín, tyroxín (hormóny štítnej žľazy); estrogény (ovariálne hormóny); vitamíny C, D; piezo efekty, ktoré sa vyskytujú v kosti pri stlačení.

Osteocyty - osteoblasty zakryté mineralizovanou medzibunkovou látkou. Bunky sú umiestnené v medzerách - dutinách medzibunkovej látky. Osteocyty sú svojimi procesmi vo vzájomnom kontakte, okolo buniek v lakunách je medzibunková tekutina. Syntetický aparát je menej vyvinutý ako u osteoblastov.

Funkcia osteocytov: udržiavanie homeostázy v kostnom tkanive.

Osteoklast. Differenton osteoklast zahŕňa monocytový diferenciál (vyvíja sa v červenej kostnej dreni), potom monocyt opustí krvný obeh a premení sa na makrofág. Niekoľko makrofágov sa spojí a vytvorí viacjadrový symplast osteoklastov. Osteoklasty obsahujú veľa jadier a veľký objem cytoplazmy. Charakteristická je polarita (prítomnosť funkčne nerovných povrchov): cytoplazmatická zóna susediaca s povrchom kosti sa nazýva zvlnená hranica, existuje veľa cytoplazmatických výrastkov a lyzozómov.

Funkcie osteoklastov: deštrukcia vlákien a amorfnej kostnej hmoty.

Resorpcia kostí osteoklasty: prvým stupňom je pripojenie ku kosti pomocou proteínov (integríny, vitronektíny atď.), aby sa zabezpečilo tesnenie; druhou fázou je okyslenie a rozpustenie minerálov v oblasti deštrukcie čerpaním vodíkových iónov za účasti ATPáz membrán vlnitého okraja; tretím stupňom je rozpustenie organického substrátu kosti pomocou lyzozómových enzýmov (hydroláz, kolagenáz a pod.), ktoré osteoklasty odvádzajú exocytózou do deštrukčnej zóny.

Faktory aktivujúce osteoklasty: parathormón paratyrín; piezo efekty, ktoré sa vyskytujú v kosti, keď je natiahnutá; stav beztiaže; nedostatok fyzickej aktivity (imobilizácia) atď.

Faktory, ktoré inhibujú osteoklasty: hormón štítnej žľazy kalciotonín, ovariálne hormóny estrogén.

medzibunková látka kosti pozostáva z kolagénových vlákien (typ kolagénu I, V) a hlavnej (amorfnej) látky, pozostávajúcej z 30 % organických a 70 % anorganických látok. Organické kostné látky: glykozaminoglykány, proteoglykány; anorganické látky: fosforečnan vápenatý, hlavne vo forme kryštálov hydroxyapatitu.

Najväčší objem u dospelého človeka tvorí lamelárne kostné tkanivo, ktoré je kompaktné a hubovité. Na povrchu lamelárnych kostí v oblasti pripojenia šliach, ako aj v stehoch lebky, je retikulovláknité kostné tkanivo.

Kosť ako orgán pozostáva z niekoľkých tkanív: 1) kostné tkanivo, 2) perioste: 2a) vonkajšia vrstva - PVNST, 2b) vnútorná vrstva - RVST, s krvnými cievami a nervami, ako aj kmeňovými a polokmeňovými bunkami.

1. RETIKULOFIBRÓZA (HRUBÉ VLÁKNO) KOSTNÉ TKANIVO

Toto tkanivo sa tvorí u ľudských plodov ako základ kostí. U dospelých je mierne zastúpená a nachádza sa v stehoch lebky v miestach pripojenia šliach ku kostiam.

Štruktúra: osteocyty a medzibunková látka, v ktorej sú náhodne usporiadané zväzky kolagénových mineralizovaných vlákien. Osteocyty sa nachádzajú v kostných dutinách. Z povrchu sú časti kosti pokryté periostom, z ktorého difúziou prijíma retikulovláknité kostné tkanivo živiny.

LAMINÁTOVÉ (JEMNÉ) KOSTNÉ TKANIVO – hlavný typ kostného tkaniva v dospelom tele. Štruktúra: osteocyty a medzibunková látka pozostávajúca z vlákien (kolagén alebo osseín) a amorfnej látky. Medzibunková látka je reprezentovaná doskami s hrúbkou 3-10 mikrónov. V doske sú vlákna usporiadané navzájom rovnobežne, vlákna susedných dosiek ležia navzájom pod uhlom. Medzi doskami sú v medzerách telá osteocytov a kostné tubuly s výbežkami osteocytov prenikajú do dosiek v pravom uhle.

Typy lamelárneho kostného tkaniva. Vyrobené z lamelárneho kostného tkaniva kompaktný a hubovitá hmota väčšina plochých a tubulárnych kostí.

v hubovitej hmote kostné platničky sú rovné, sú súčasťou trabekuly – komplex 2-3 rovnobežných platničiek. Trabekuly ohraničujú dutiny vyplnené červenou kostnou dreňou.

AT kompaktná kosť spolu s rovnými doskami sa tvoria koncentrické dosky osteóny.

Histologická štruktúra tubulárnej kosti ako orgánu. Rúrková kosť pozostáva z diafýzy - dutej trubice pozostávajúcej zo silnej kompaktnej kosti a epifýz - rozširujúcich sa koncov tejto trubice, postavených z hubovitej hmoty.

Kosť ako orgán pozostáva z lamelárneho kostného tkaniva, zvonku a zo strany dutiny kostnej drene je pokrytá membránami spojivového tkaniva (periosteum, endosteum). Kostná dutina obsahuje červenú a žltú kostnú dreň, krvné a lymfatické cievy a nervy.

V kostiach sa rozlišujú kompaktná (kortikálna) látka kosti a hubovitá (trabekulárna) látka, ktoré sú tvorené lamelárnym kostným tkanivom. periosteum, alebo periosteum, pozostáva z vonkajšej (PVNST alebo PVOST) a vnútornej vrstvy (RVST). Vnútorná vrstva obsahuje osteogénne kambiálne bunky, preosteoblasty a osteoblasty. Periosteum sa podieľa na trofizme, vývoji, raste a regenerácii kostného tkaniva. Endost- membrána pokrývajúca kosť zo strany kostnej drene je tvorená voľným vláknitým spojivovým tkanivom, kde sú osteoblasty a osteoklasty, ako aj iné bunky PBST. Kĺbové povrchy epifýz nemajú periost a perichondrium. Sú pokryté druhom hyalínovej chrupavky nazývanej kĺbová chrupavka.

Štruktúra diafýzy . Diafýza pozostáva z kompaktnej látky (kortikálnej kosti), v ktorej sa rozlišujú tri vrstvy: 1) vonkajšia vrstva spoločných dosiek; 2) stredná vrstva je osteón; 3) vnútorná vrstva spoločných dosiek.

Vonkajšie a vnútorné spoločné platničky sú rovné platničky, v ktorých budú osteocyty dostávať výživu z periostu a endostu. Vo vonkajších spoločných doštičkách sú perforujúce (Volkmannove) kanály, ktorými cievy vstupujú do kosti z periostu do kosti. V strednej vrstve je väčšina kostných platničiek umiestnená v osteónoch a medzi osteónmi leží vložte platne- zvyšky starých osteónov po prestavbe kosti.

Osteóny sú štruktúrne jednotky kompaktnej substancie tubulárnej kosti. Sú to valcovité útvary, pozostávajúce zo sústredných kostných platničiek, akoby do seba vložené. V kostných platniach a medzi nimi sú telá kostných buniek a ich procesy, prechádzajúce medzibunkovou látkou. Každý osteón je oddelený od susedného osteónu líniou štiepenia, ktorú tvorí základná látka. V strede každého osteónu je kanál (havarský kanál), kde prechádzajú krvné cievy s RVST a osteogénnymi bunkami. Cievy osteónových kanálov komunikujú medzi sebou as cievami kostnej drene a periostu. Na vnútornom povrchu diafýzy, lemujúcej dreňovú dutinu, sú kostené priečniky hubovitej kosti.

Štruktúra epifýzy. Epifýza pozostáva z hubovitej hmoty, ktorej kostné trámce (nosníky) sú orientované pozdĺž siločiar zaťaženia a poskytujú epifýze silu. Priestory medzi trámami obsahujú červenú kostnú dreň.

Vaskularizácia kostí . Krvné cievy tvoria hustú sieť vo vnútornej vrstve periostu. Odtiaľto vychádzajú tenké arteriálne vetvy, ktoré zásobujú osteóny krvou, prenikajú do kostnej drene cez živné otvory a vytvárajú zásobnú sieť kapilár prechádzajúcich osteónmi.

inervácia kostného tkaniva . V perioste myelinizované a nemyelinizované nervové vlákna tvoria plexusy. Niektoré vlákna sprevádzajú krvné cievy a prenikajú s nimi cez výživné otvory do osteónových kanálov a potom sa dostanú do kostnej drene.

Remodelácia a obnova kostí . Počas celého života človeka dochádza k reštrukturalizácii a obnove kostného tkaniva. Primárne osteóny sú zničené a súčasne sa objavujú nové, a to ako na mieste starých osteónov, tak aj zo strany periostu. Pod vplyvom osteoklastov sa kostné platničky osteónu zničia a na tomto mieste sa vytvorí dutina. Tento proces sa nazýva resorpcie kostného tkaniva. V dutine okolo zostávajúcej cievy sa objavujú osteoblasty, ktoré začínajú budovať nové platničky, koncentricky sa vrstviace na seba. Takto vznikajú sekundárne generácie osteónov. Medzi osteónmi sú zvyšky zničených osteónov predchádzajúcich generácií - vložte platne.

Treba poznamenať, že v stave beztiaže (pri absencii gravitácie a gravitačných síl Zeme) osteoklasty ničia kostné tkanivo, čomu bránia fyzické cvičenia u astronautov.

Vekové zmeny . S pribúdajúcim vekom narastá celková hmotnosť útvarov spojivového tkaniva, mení sa pomer typov kolagénu, glykozaminoglykánov a sulfátované zlúčeniny sú početnejšie. V endoste starnúcej kosti sa populácia osteoblastov znižuje, ale zvyšuje sa aktivita osteoklastov, čo vedie k stenčovaniu kompaktnej vrstvy a reštrukturalizácii hubovitej kosti.

U dospelých závisí úplná zmena kostných útvarov od jeho veľkosti a pre bedro je 7-12 rokov, pre rebro 1 rok. U starších ľudí, u žien v klimaktériu, dochádza k výraznému odvápňovaniu kostí – osteoporóze.

Vývoj kostného tkaniva v embryogenéze a v postnatálnom období

Ľudské embryo nemá na začiatku organogenézy (3-5 týždňov) žiadne kostné tkanivo. Na mieste budúcich kostí sú osteogénne bunky alebo útvary chrupavky (hyalínová chrupavka). V 6. týždni embryogenézy sa vytvoria potrebné podmienky (aktívny vývoj chorionu - budúcej placenty a klíčenie krvných ciev s prísunom kyslíka) a vývoj kostného tkaniva začína embryogenézou a potom po narodení (postembryonálny vývoj ).

Vývoj kostného tkaniva v embryu sa uskutočňuje dvoma spôsobmi: 1) priama osteogenéza- priamo z mezenchýmu; a 2) nepriama osteogenéza- namiesto modelu chrupavkovej kosti, ktorý sa predtým vyvinul z mezenchýmu. Postembryonálny vývoj kostného tkaniva nastáva počas fyziologickej regenerácie.

priama osteogenéza charakteristické pri tvorbe plochých kostí (napríklad kostí lebky). Pozoruje sa už v prvom mesiaci embryogenézy a zahŕňa tri hlavné štádiá: 1) tvorba osteogénnych ostrovčekov z proliferujúcich mezenchymálnych buniek; 2) diferenciácia buniek osteogénnych ostrovčekov na osteoblasty a tvorba organickej kostnej matrice (osteoidu), pričom niektoré z osteoblastov sa menia na osteocyty; druhá časť osteoblastov nie je povrch medzibunkovej hmoty, t.j. na povrchu kosti sa tieto osteoblasty stanú súčasťou periostu; 3) kalcifikácia (kalcifikácia) osteoidu - medzibunková látka je impregnovaná vápenatými soľami; tvorí sa retikulovláknité kostné tkanivo; 4) reštrukturalizácia a rast kosti - staré oblasti hrubej vláknitej kosti sa postupne ničia a na ich mieste sa vytvárajú nové oblasti lamelárnej kosti; v dôsledku periostu sa vytvárajú bežné kostné platničky, v dôsledku osteogénnych buniek umiestnených v adventícii ciev kosti sa vytvárajú osteóny.

Vývoj kostí namiesto predtým vytvoreného modelu chrupavky (nepriama osteogenéza). Tento typ vývoja kostí je charakteristický pre väčšinu kostí ľudskej kostry (dlhé a krátke tubulárne kosti, stavce, panvové kosti). Spočiatku sa vytvorí chrupavkový model budúcej kosti, ktorý slúži ako základ pre jej vývoj a neskôr sa chrupavka zničí a nahradí kostným tkanivom.

Nepriama osteogenéza začína v druhom mesiaci embryonálneho vývoja, končí vo veku 18-25 rokov a zahŕňa tieto štádiá:

1) vzdelanie model chrupavkovej kosti z mezenchýmu v súlade so vzormi histogenézy chrupavky;

2) vzdelanie perichondrálna kostná manžeta: vo vnútornej vrstve perichondria sa diferencujú osteoblasty, ktoré začínajú vytvárať kostné tkanivo; perichondrium je nahradené periostom;

3) vzdelávanie endochondrálnej kosti v diafýze: perichondrálna kosť narúša výživu chrupky, následkom toho vznikajú v diafýze z mezenchýmu zrastajúceho tu s cievami osteogénne ostrovčeky. Súčasne osteoklasty ničia kosť s tvorbou dutiny kostnej drene;

4) vzdelávanie endochondrálnej kosti v epifýze;

5) formácia epifyzárna platnička rast v chrupke (metaepifýzová chrupka): na hranici epifýzy a diafýzy sa chondrocyty zhromažďujú v stĺpcoch, ako pokračuje rast nezmenenej distálnej chrupavky. V stĺpci chondrocytov existujú dva opačne smerujúce procesy: na jednej strane reprodukcia chondrocytov a rast chrupavky ( stĺpcové bunky) v jeho distálnom úseku a v perioseálnej zóne dystrofické zmeny ( vezikulárne chondrocyty).

6) reštrukturalizácia retikulovláknitého kostného tkaniva na lamelárne: staré časti kosti sa postupne ničia a na ich mieste sa vytvárajú nové; v dôsledku periostu sa vytvárajú bežné kostné platničky, v dôsledku osteogénnych buniek umiestnených v adventícii ciev kosti sa vytvárajú osteóny.

V priebehu času v metaepifyzálnej platni chrupavky začnú procesy deštrukcie buniek prevládať nad procesom novotvaru; chrupavková platnička sa stenčuje a mizne: kosť prestáva rásť do dĺžky. Periosteum zabezpečuje rast tubulárnych kostí v hrúbke o apozičný rast. Počet osteónov po narodení je malý, ale do veku 25 rokov sa ich počet výrazne zvyšuje.

Regenerácia kostí. Fyziologická regenerácia kostných tkanív a ich obnova prebieha pomaly vďaka osteogénnym bunkám periostu a osteogénnym bunkám v osteónovom kanáli. Posttraumatická regenerácia (reparačná) je rýchlejšia. Postupnosť regenerácie zodpovedá schéme osteogenézy. Procesu mineralizácie kostí predchádza tvorba organického substrátu (osteoidu), v ktorého hrúbke sa môžu vytvárať lúče chrupavky (pri poruche zásobovania krvou). Osifikácia sa v tomto prípade bude riadiť typom nepriamej osteogenézy (pozri diagram nepriamej osteogenézy).

Kosti vykonávajú štyri hlavné funkcie:

1. Dodávajú silu končatinám a telovým dutinám obsahujúcim životne dôležité orgány. Pri ochoreniach, ktoré oslabujú alebo narúšajú štruktúru kostry, je nemožné udržať rovné držanie tela, dochádza k poruchám fungovania vnútorných orgánov. Príkladom je kardiopulmonálne zlyhanie, ktoré sa vyvíja u pacientov s ťažkou kyfózou v dôsledku kompresných zlomenín stavcov.
2. Kosti sú nevyhnutné pre pohyb, pretože tvoria účinné páky a upevňovacie body pre svaly. Deformácia kostí „kazí“ tieto páky, čo vedie k vážnym poruchám chôdze.
3. Kosti slúžia ako veľká zásobáreň iónov, odkiaľ telo čerpá vápnik, fosfor, horčík a sodík potrebné pre život, keď ich nie je možné získať z vonkajšieho prostredia.
4. Kosti obsahujú hematopoetický systém. Stále viac dôkazov naznačuje trofické vzťahy medzi kostnými stromálnymi bunkami a hematopoetickými prvkami.

Štruktúra kosti

Štruktúra kosti poskytuje ideálnu rovnováhu jej tvrdosti a pružnosti. Kosť je dostatočne tvrdá, aby odolala vonkajším silám, hoci slabo mineralizovaná kosť je krehká a náchylná na zlomeniny. Zároveň musí byť kosť dostatočne ľahká, aby sa pri kontrakcii svalov mohla pohybovať. Dlhé kosti sú postavené predovšetkým z kompaktnej hmoty (husto nahromadené vrstvy mineralizovaného kolagénu), ktorá dodáva tkanivu jeho tvrdosť. Trabekulárne kosti vyzerajú na priereze ako hubovité, čo im dodáva pevnosť a pružnosť. Hubovitá látka tvorí hlavnú časť chrbtice. Choroby sprevádzané porušením štruktúry alebo znížením hmotnosti kompaktnej hmoty kosti vedú k zlomeninám dlhých kostí a tým, pri ktorých hubovitá látka trpí - k zlomeninám stavcov. Zlomeniny dlhých kostí sú možné aj v prípadoch defektov v hubovitej látke.
Dve tretiny hmotnosti kostí tvoria minerálne látky a zvyšok tvorí voda a kolagén typu I. Nekolagénne proteíny kostnej matrice zahŕňajú proteoglykány, proteíny obsahujúce y-karboxyglutamát, osteonektínový glykoproteín, osteopontínový fosfoproteín a rastové faktory. V kostnom tkanive je tiež malé množstvo lipidov.

Kostné minerály
Kosť obsahuje minerály v dvoch formách. Hlavnou formou sú kryštály hydroxyapatitu rôznej zrelosti. Zvyšok tvoria amorfné soli fosforečnanu vápenatého s nižším pomerom vápnika k fosforečnanu ako v čistom hydroxyapatite. Tieto soli sú lokalizované v oblastiach aktívnej tvorby kostného tkaniva a sú prítomné vo väčších množstvách v mladej kosti.

kostných buniek
Kosť sa skladá z troch typov buniek: osteoblasty, osteocyty a osteoklasty.

osteoblasty
Osteoblasty sú hlavné bunky tvoriace kosti. Ich prekurzormi sú mezenchymálne bunky kostnej drene, ktoré v procese diferenciácie začnú exprimovať receptory PTH a vitamínu D, alkalickú fosfatázu (uvoľňujúcu sa do extracelulárneho prostredia), ako aj proteíny kostnej matrice (kolagén I. typu, osteokalcín, osteopontín atď.). ). Zrelé osteoblasty sa presúvajú na povrch kosti, kde vystielajú oblasti novotvaru kostného tkaniva, ktoré sa nachádzajú pod kostnou matricou (osteoidom) a spôsobujú jej mineralizáciu – ukladanie kryštálov hydroxyapatitu na kolagénové vrstvy. V dôsledku toho sa vytvára lamelárne kostné tkanivo. Mineralizácia vyžaduje prítomnosť dostatočného množstva vápnika a fosfátu v extracelulárnej tekutine, ako aj alkalickej fosfatázy, ktorú vylučujú aktívne osteoblasty. Niektoré „starnúce“ osteoblasty sa splošťujú, menia sa na neaktívne bunky lemujúce povrch trabekuly, iné sa ponoria do kompaktnej kostnej substancie, premenia sa na osteocyty a ďalšie podstupujú apoptózu.

(modul direct4)

Osteocyty
Osteoblasty zostávajúce v kompaktnej kosti počas jej obnovy sa menia na osteocyty. Ich schopnosť syntetizovať bielkoviny prudko klesá, ale v bunkách sa objavujú mnohé procesy (tubuly), ktoré presahujú resorpčnú dutinu (lacunae) a spájajú sa s kapilárami, procesy iných osteocytov tejto kostnej jednotky (osteón) a procesy povrchových osteoblastov. Predpokladá sa, že osteocyty tvoria syncýtium, ktoré zabezpečuje pohyb minerálov z povrchu kosti, a navyše zohrávajú úlohu senzorov mechanického zaťaženia, ktoré generujú hlavný signál pre tvorbu a obnovu kostného tkaniva.

osteoklasty
Osteoklasty sú obrovské viacjadrové bunky, ktoré sa špecializujú na resorpciu kostí. Pochádzajú z krvotvorných buniek a už sa nedelia. Tvorbu osteoklastov stimulujú osteoblasty, ktoré interagujú so svojou povrchovou molekulou RANKL s nukleárnym faktorom-kappa-B aktivačným receptorom (RANK) na povrchu prekurzorov a zrelých osteoklastov. Osteoblasty tiež vylučujú faktor-1 stimulujúci kolónie makrofágov (M-CSF-1), ktorý zvyšuje účinok RANKL na osteoklastogenézu. Okrem toho osteoblasty a iné bunky produkujú návnadový osteoprotegerínový (OPG) receptor, ktorý sa viaže na RANKL a blokuje jeho pôsobenie. PTH a 1,25(OH)2D (ako aj cytokíny IL-1, IL-6 a IL-11) stimulujú syntézu RANKL v osteoblastoch. TNF zosilňuje stimulačný účinok RANKL na osteoklastogenézu, zatiaľ čo IFNγ blokuje tento proces priamym pôsobením na osteoklasty.
Mobilné osteoklasty obklopujú oblasť povrchu kosti hustým prstencom a ich membrána susediaca s kostnými záhybmi sa skladá do špeciálnej štruktúry nazývanej vlnitý okraj. Vlnitý okraj je samostatná organela, ale pôsobí ako obrovský lyzozóm, ktorý rozpúšťa a rozkladá kostnú matricu vylučovaním kyseliny a proteáz (predovšetkým katepsínu K). Kolagénové peptidy vytvorené ako výsledok kostnej resorpcie obsahujú pyridinolínové štruktúry, ktorých hladina v moči môže byť použitá na posúdenie intenzity kostnej resorpcie. Resorpcia kosti teda závisí od rýchlosti dozrievania osteoklastov a aktivity ich zrelých foriem. Zrelé osteoklasty majú receptory pre kalcitonín, ale nie pre PTH alebo vitamín D.

Aktualizácia kostí

Obnova kostí je nepretržitý proces deštrukcie a tvorby kostného tkaniva, ktorý pokračuje počas celého života. V detstve a dospievaní prebieha obnova kostí vysokou rýchlosťou, ale kvantitatívne prevažuje proces tvorby kosti a nárast kostnej hmoty. Po dosiahnutí maxima kostnej hmoty začínajú dominovať procesy, ktoré určujú dynamiku kostnej hmoty počas celého ďalšieho života. Obnova sa vyskytuje v oddelených oblastiach povrchu kosti v celej kostre. Normálne je asi 90 % povrchu kosti v pokoji a je pokrytá tenkou vrstvou buniek. V reakcii na fyzikálne alebo biochemické signály migrujú progenitorové bunky kostnej drene na špecifické miesta na povrchu kosti, kde sa spájajú a vytvárajú viacjadrové osteoklasty, ktoré „vyžierajú“ dutinu v kosti.
Obnova kompaktnej kostnej hmoty začína zvnútra kužeľovej dutiny, ktorá pokračuje do tunela. Osteoblasty sa plazia do tohto tunela, vytvárajú valec novej kosti a postupne tunel zužujú, až kým nezostane úzky Haversov kanál, cez ktorý sa živia bunky zostávajúce vo forme osteocytov. Kosť vytvorená v jednej kužeľovej dutine sa nazýva osteón.
Počas resorpcie hubovitej látky sa vytvorí zubatá oblasť povrchu kosti, nazývaná gauship lacuna. Po 2-3 mesiacoch sa fáza resorpcie končí a zanecháva za sebou dutinu hlbokú asi 60 µm, do základne ktorej zo strómy kostnej drene vyrastajú prekurzory osteoblastov. Tieto bunky získajú fenotyp osteoblastov, to znamená, že začnú vylučovať kostné proteíny, ako je alkalická fosfatáza, osteopontín a osteokalcín, a postupne nahrádzajú resorbovanú kosť novou kostnou matricou. Keď novovytvorený osteoid dosiahne hrúbku približne 20 µm, začne mineralizácia. Celý cyklus obnovy kostí normálne trvá asi 6 mesiacov.
Tento proces nepotrebuje hormonálne vplyvy, s jedinou výnimkou, že 1,25(OH) 2 D podporuje vstrebávanie minerálov v črevách a tým zabezpečuje obnovu kosti vápnikom a fosforom. Napríklad pri hypoparatyreóze sa s kostným tkanivom nič nestane, okrem spomalenia jeho metabolizmu. Systémové hormóny však využívajú kosti ako zdroj minerálov na udržanie konštantnej extracelulárnej hladiny vápnika. Zároveň sa dopĺňa kostná hmota. Napríklad, keď PTH aktivuje kostnú resorpciu (na korekciu hypokalcémie), zosilnia sa aj procesy tvorby nového kostného tkaniva, zamerané na doplnenie jeho hmoty. Úloha osteoblastov pri regulácii aktivity osteoklastov bola pomerne podrobne študovaná, ale mechanizmus „priťahovania“ osteoblastov do ložísk resorpcie kostí zostáva nejasný. Jednou z možností je, že počas kostnej resorpcie sa z kostnej matrice uvoľňuje IGF-1, čo stimuluje proliferáciu a diferenciáciu osteoblastov.
Resorbovaná kosť nie je úplne nahradená a na konci každého cyklu obnovy zostáva určitý deficit kostnej hmoty. V priebehu života sa deficit zvyšuje, čo podmieňuje známy fenomén vekom podmieneného úbytku kostnej hmoty. Tento proces začína krátko po zastavení rastu tela. Rôzne vplyvy (podvýživa, hormóny a liečivé látky) ovplyvňujú kostný metabolizmus bežným spôsobom – zmenou rýchlosti obnovy kostného tkaniva, ale odlišnými mechanizmami. Zmeny v hormonálnom prostredí (hypertyreóza, hyperparatyreóza, hypervitaminóza D) zvyčajne zvyšujú počet ložísk obnovy. Iné faktory (vysoké dávky glukokortikoidov alebo etanolu) zhoršujú aktivitu osteoblastov. Estrogény alebo nedostatok androgénov zvyšujú aktivitu osteoklastov. V každom okamihu dochádza k prechodnému nedostatku kostnej hmoty, ktorý sa nazýva „priestor na obnovu“, tzn. stále nevyplnená oblasť kostnej resorpcie. V reakcii na akýkoľvek stimul, ktorý mení počiatočný počet miest obnovy ("jednotiek obnovy"), sa priestor obnovy buď zväčšuje alebo zmenšuje, až kým sa nevytvorí nová rovnováha. To sa prejavuje zvýšením alebo znížením kostnej hmoty.

Kostné tkanivo tvorí základ kostry. Zodpovedá za ochranu vnútorných orgánov, pohybu, podieľa sa na látkovej premene. Kostné tkanivo zahŕňa aj zubné tkanivo. Kosť je tvrdý a pružný orgán. Jeho vlastnosti sa naďalej skúmajú. V ľudskom tele je viac ako 270 kostí, z ktorých každá plní svoju vlastnú funkciu.

Kostné tkanivo je typ spojivového tkaniva. Jeden je tvárny a odolný voči deformácii, odolný.

Existujú 2 hlavné typy kostného tkaniva v závislosti od jeho štruktúry:

1. Hrubé vlákno. Toto je hustejšie, ale menej elastické kostné tkanivo. V tele dospelého človeka je veľmi malý. Nachádza sa najmä v mieste spojenia kosti s chrupavkou, v mieste spojenia lebečných švov, ako aj v mieste fúzie zlomenín. Hrubovláknité kostné tkanivo sa nachádza vo veľkých množstvách počas obdobia ľudského embryonálneho vývoja. Pôsobí ako základ kostry a potom postupne degeneruje do lamelárnej. Zvláštnosťou tohto typu tkaniva je, že jeho bunky sú usporiadané náhodne, čo ho robí hustejším.
2. Lamelový. Lamelárne kostné tkanivo je hlavné v ľudskej kostre. Je súčasťou všetkých kostí ľudského tela. Charakteristickým znakom tohto tkaniva je usporiadanie buniek. Tvoria vlákna, ktoré zase tvoria platne. Vlákna, z ktorých sa dosky tvoria, môžu byť umiestnené v rôznych uhloch, vďaka čomu je látka pevná a elastická zároveň, ale samotné dosky sú navzájom rovnobežné.

Na druhej strane je lamelárne kostné tkanivo rozdelené na 2 typy - hubovité a kompaktné. Hubovité tkanivo má vzhľad buniek a je voľnejšie. Napriek zníženej pevnosti je hubovité tkanivo objemnejšie, ľahšie a menej husté.

Je to hubovité tkanivo, ktoré obsahuje kostnú dreň zapojenú do procesu hematopoézy.

Kompaktné kostné tkanivo plní ochrannú funkciu, takže je hustejšie, pevnejšie a ťažšie. Najčastejšie sa toto tkanivo nachádza mimo kosti, pokrýva a chráni ju pred poškodením, prasklinami a zlomeninami. Kompaktné kostné tkanivo tvorí väčšinu kostry (asi 80 %).

Štruktúra a funkcie lamelárneho kostného tkaniva

Lamelárne kostné tkanivo je najbežnejším typom kostného tkaniva v ľudskom tele.

Funkcie lamelárneho kostného tkaniva sú pre telo veľmi dôležité. Chráni vnútorné orgány pred poškodením (pľúca v hrudníku, mozog vo vnútri, panvové orgány atď.) A tiež umožňuje človeku pohybovať sa a niesť váhu iných tkanív.

Kostné tkanivo je odolné voči deformácii, znesie veľkú váhu a v prípade zlomenín je tiež schopné regenerácie a spoločného rastu.

Kostné tkanivo pozostáva z medzibunkovej látky, ako aj z 3 typov kostných buniek:

1. osteoblasty. Ide o najmladšie, často oválne bunky kostného tkaniva s priemerom nie väčším ako 20 mikrónov. Práve tieto bunky syntetizujú látku, ktorá vypĺňa medzibunkový priestor kostného tkaniva. Toto je hlavná funkcia buniek. Keď sa vytvorí dostatočné množstvo tejto látky, osteoblasty ňou prerastú a stanú sa z nich osteocyty. Osteoblasty sú schopné deliť sa a tiež majú nerovný povrch s malými procesmi, pomocou ktorých sú pripojené k susedným bunkám. Existujú aj neaktívne osteoblasty, často sú lokalizované v najhustejších častiach kosti a majú malý počet organel.
2. Osteocyty. Ide o kmeňové bunky, ktoré sa často nachádzajú vo vnútri tkanív periostu (horná, pevná vrstva kosti, ktorá ju chráni a umožňuje jej rýchle hojenie pri poškodení). Keď sú osteoblasty prerastené medzibunkovou látkou, menia sa na osteocyty a sú lokalizované v medzibunkovom priestore. Ich schopnosť syntetizovať je o niečo nižšia ako u osteoblastov.
3. Osteoklasty. Najväčšie viacjadrové bunky kostného tkaniva, ktoré sa nachádzajú iba u stavovcov. Ich hlavnou funkciou je regulácia a deštrukcia starého kostného tkaniva. Osteoblasty vytvárajú nové kostné bunky, zatiaľ čo osteoklasty rozkladajú staré. Každá takáto bunka obsahuje až 20 jadier.

Stav kostného tkaniva zistíte pomocou. Lamelárne kostné tkanivo hrá v organizme dôležitú úlohu, no môže dôjsť k jeho deštrukcii, opotrebovaniu pri nedostatku vápnika a tiež v dôsledku infekcií.

Choroby lamelárneho kostného tkaniva:

• Nádory. Existuje pojem "rakovina kostí", ale najčastejšie nádor prerastá do kosti z iných tkanív a nemá pôvod v nej. Nádor môže pochádzať z buniek kostnej drene, ale nie zo samotnej kosti. Sarkóm (primárna rakovina kostí) je pomerne zriedkavý. Toto ochorenie je sprevádzané silnou bolesťou kostí, opuchom mäkkých tkanív, obmedzenou pohyblivosťou, opuchmi a deformáciami kĺbov.
• Osteoporóza. Toto je najčastejšie ochorenie kostí, sprevádzané znížením množstva kostného tkaniva, rednutím kostí. Ide o komplexné ochorenie, ktoré je dlhodobo asymptomatické. Ako prvé začína trpieť hubovité tkanivo. Platničky v ňom sa začínajú vyprázdňovať a samotné tkanivo sa poškodzuje každodenným stresom.
• Osteonekróza. Časť kosti odumiera v dôsledku zhoršeného krvného obehu. Osteocyty začínajú odumierať, čo vedie k nekróze. Najčastejšie sú osteonekrózou postihnuté bedrové kosti. Trombóza a bakteriálne infekcie vedú k tejto chorobe.
• Pagetova choroba. Toto ochorenie je bežnejšie u starších ľudí. Pagetova choroba je charakterizovaná deformáciou kostí a silnou bolesťou. Normálny proces opravy kostného tkaniva je narušený. Príčiny tohto ochorenia nie sú známe. V postihnutých oblastiach kosť hrubne, deformuje sa a stáva sa veľmi krehkou.

Viac o osteoporóze sa dozviete z videa.

Kostné tkanivo je typ spojivového tkaniva a pozostáva z buniek a medzibunkovej hmoty, ktorá obsahuje veľké množstvo minerálnych solí, najmä fosforečnanu vápenatého. Minerály tvoria 70% kostného tkaniva, organické - 30%.

Funkcie kostného tkaniva

mechanický;

ochranný;

účasť na minerálnom metabolizme tela - depot vápnika a fosforu.

kostných buniek: osteoblasty, osteocyty, osteoklasty.

Hlavné bunky vo vytvorenom kostnom tkanive sú osteocytov.

osteoblasty

osteoblasty nachádza sa len vo vyvíjajúcom sa kostnom tkanive. Vo vytvorenom kostnom tkanive chýbajú, ale zvyčajne sú obsiahnuté v neaktívnej forme v perioste. Pri vývoji kostného tkaniva pokrývajú každú kostnú platňu pozdĺž periférie, tesne priliehajú k sebe a vytvárajú akúsi epiteliálnu vrstvu. Tvar takýchto aktívne fungujúcich buniek môže byť kubický, prizmatický, hranatý.

Oteoklasty

Vo vytvorenom kostnom tkanive nie sú žiadne bunky ničiace kosť. Ale sú obsiahnuté v perioste a v miestach deštrukcie a reštrukturalizácie kostného tkaniva. Keďže lokálne procesy reštrukturalizácie kostného tkaniva prebiehajú nepretržite v ontogenéze, na týchto miestach sú nevyhnutne prítomné osteoklasty. V procese embryonálnej osteogenézy hrajú tieto bunky dôležitú úlohu a nachádzajú sa vo veľkom počte.

medzibunková látka kostného tkaniva

pozostáva z hlavnej látky a vlákniny, ktorá obsahuje vápenaté soli. Vlákna pozostávajú z kolagénu typu I a sú poskladané do zväzkov, ktoré môžu byť usporiadané paralelne (usporiadane) alebo neusporiadane, na základe čoho sa buduje histologická klasifikácia kostných tkanív. Hlavná látka kostného tkaniva, podobne ako iné typy spojivových tkanív, pozostáva z glykozaminoglykánov a proteoglykánov, ale chemické zloženie týchto látok je odlišné. Najmä kostné tkanivo obsahuje menej kyseliny chondroitínsírovej, ale viac citrónovej a iných kyselín, ktoré tvoria komplexy s vápenatými soľami. V procese vývoja kostného tkaniva sa najprv vytvorí organická matrica, hlavná látka a kolagénové (osseín, kolagén typu II) vlákna a potom sa do nich ukladajú vápenaté soli (hlavne fosforečnany). Soli vápnika tvoria kryštály hydroxyapatitu, ktoré sú uložené ako v amorfnej látke, tak aj vo vláknach, avšak malá časť solí je uložená amorfne. Soli fosforečnanu vápenatého zabezpečujú pevnosť kostí a súčasne sú zásobárňou vápnika a fosforu v tele. Preto sa kostné tkanivo podieľa na metabolizme minerálov.

Klasifikácia kostného tkaniva

Existujú dva typy kostného tkaniva:

retikulovláknité (hrubovláknité);

lamelárne (paralelné vláknité).

AT retikulovláknité kostného tkaniva zväzky kolagénových vlákien sú hrubé, kľukaté a náhodne usporiadané. V mineralizovanej medzibunkovej látke sú osteocyty náhodne umiestnené v lakunách. lamelárne kostné tkanivo pozostáva z kostných platničiek, v ktorých sú kolagénové vlákna alebo ich zväzky usporiadané paralelne v každej platničke, avšak v pravom uhle k priebehu vlákien v susedných platniach. Medzi doskami v medzerách sú osteocyty, zatiaľ čo ich procesy prechádzajú cez tubuly cez dosky.

V ľudskom tele je kostné tkanivo zastúpené takmer výlučne lamelárnou formou. Retikulovláknité kostné tkanivo sa vyskytuje len ako štádium vývoja niektorých kostí (temenných, čelných). U dospelých sa nachádzajú v oblasti pripojenia šliach ku kostiam, ako aj v mieste osifikovaných stehov lebky (sagitálny steh šupín prednej kosti).

Pri štúdiu kostného tkaniva je potrebné rozlišovať pojmy kostné tkanivo a kosť.

Kosť

Kosť je anatomický orgán, ktorého hlavnou štruktúrnou zložkou je kosť. Kosť ako orgán sa skladá z nasledujúce položky:

kosť;

periosteum;

kostná dreň (červená, žltá);

cievy a nervy.

Periosteum

(periosteum) obklopuje kostné tkanivo pozdĺž periférie (s výnimkou kĺbových plôch) a má štruktúru podobnú perichondriu. V perioste sú izolované vonkajšie vláknité a vnútorné bunkové alebo kambiálne vrstvy. Vnútorná vrstva obsahuje osteoblasty a osteoklasty. V perioste je lokalizovaná výrazná vaskulárna sieť, z ktorej malé cievy prenikajú do kostného tkaniva cez perforujúce kanály. Červená kostná dreň sa považuje za nezávislý orgán a patrí k orgánom hematopoézy a imunogenézy.

Kostra predstavuje kostru, ktorá pomáha telu udržiavať tvar, chrániť orgány, pohybovať sa v priestore a oveľa viac. Vo všeobecnosti je štruktúra kostných buniek, rovnako ako každé tkanivo, veľmi špecializovaná, vďaka čomu existuje pevnosť voči mechanickému namáhaniu a s tým plasticita, paralelne s tým dochádza k regeneračným procesom. Okrem toho sú bunky v presne definovanom vzájomnom usporiadaní, vďaka čomu je kosť, a nie iné tkanivo, oveľa silnejšia ako spojivo. Hlavnými zložkami kostného tkaniva sú osteoblasty, osteoklasty a osteocyty.

Práve tieto bunky zachovávajú vlastnosti tkaniva a poskytujú jeho histologickú štruktúru. Aké je tajomstvo týchto troch buniek, ktoré má kosť vo svojom zložení určujúce mnohé funkcie. Predsa len zuby, ktoré obsahujú alveoly čeľuste, sú pevnejšie ako kosti. Cievy a nervy prechádzajú kosťami, podobne ako v lebke, obsahujú mozog, ktorý je zdrojom krvotvorby a chránia vnútorné orgány. Pokryté vrstvou chrupavky na vrchu poskytujú normálny pohyb.

Čo je to osteoblast

Štruktúra tejto bunky je špecifická, ide o oválny alebo kubický útvar viditeľný pod mikroskopom. Laboratórne vybavenie ukázalo, že vnútri cytoplazmy je jadro osteoblastu veľké, svetlej farby, umiestnené nie centrálne, ale trochu smerom k periférii. V blízkosti sa nachádza niekoľko jadier, čo naznačuje, že bunka je schopná syntetizovať veľa látok. Má tiež veľa ribozómov, organel, vďaka ktorým dochádza k syntéze látok. Do tohto procesu je zapojené aj granulárne endoplazmatické retikulum, Golgiho komplex, ktorý prináša produkty syntézy von.

Početné mitochondrie sú zodpovedné za to, aká bude zásoba energie. Majú veľa práce, veľa ich obsahuje svalové tkanivo. Ale v chrupavkovom, hrubom vláknitom spojivovom tkanive je na rozdiel od svalu oveľa menej mitochondrií.

Bunkové funkcie

Hlavnou úlohou bunky je produkovať medzibunkovú látku. Poskytujú tiež mineralizáciu kostného tkaniva, vďaka čomu má špeciálnu silu. Okrem toho sa bunky podieľajú na syntéze mnohých dôležitých enzýmov kostného tkaniva, z ktorých hlavnou je alkalická fosfatáza, kolagénové vlákna špeciálnej sily a oveľa viac. Enzýmy opúšťajúce bunku zabezpečujú mineralizáciu kostí.

Odrody osteoblastov

Okrem toho, že štruktúra buniek je špecifická, sú v rôznej miere funkčne aktívne. Aktívne majú vysokú syntetickú schopnosť, ale neaktívne sa nachádzajú v periférnej časti kosti. Tieto sa nachádzajú v blízkosti kostného kanála a sú súčasťou periostu, membrány, ktorá pokrýva kosť. Ich štruktúra je redukovaná na malý počet organel.

Osteocyt, jeho štruktúra

Táto bunka kostného tkaniva je diferencovanejšia ako predchádzajúca. Osteocyt má procesy, ktoré sa nachádzajú v tubuloch prechádzajúcich mineralizovanou matricou kosti, ich smer je odlišný. Ploché teleso sa nachádza v vybraní - lakúnach, obklopené zo všetkých strán mineralizovanou zložkou. V cytoplazme sa nachádza jadro oválneho tvaru, ktoré zaberá takmer celý jej objem.

Organely sú slabo vyvinuté, malý počet ribozómov, kanály endoplazmatického retikula sú krátke, mitochondrie na rozdiel od svalového, chrupavkového tkaniva málo. Prostredníctvom kanálov s medzerami môžu bunky navzájom interagovať. Mikroskopický priestor okolo bunky má mizivé množstvo tkanivového moku. Obsahuje vápenaté ióny, zvyšky, fosfor, kolagénové vlákna (mineralizované alebo nie).

Funkcia

Úlohou bunky je regulovať celistvosť kostného tkaniva, podieľať sa na mineralizácii. Funkciou bunky je tiež reagovať na vznikajúcu záťaž.

V poslednej dobe je čoraz populárnejšia skutočnosť, že bunky sa podieľajú na procesoch metabolizmu kostného tkaniva, vrátane čeľuste. Existuje predpoklad, že úlohou bunky je dodatočne regulovať iónovú rovnováhu tela.

Funkcie osteocytov v mnohých ohľadoch závisia od štádia životného cyklu, ako je chrupavka, svalové tkanivo, ako aj od účinkov hormónov na ne.

Osteoklast, jeho tajomstvo

Tieto bunky sú značnej veľkosti, obsahujú veľa jadier a v podstate sú derivátmi krvných monocytov. Na periférii má bunka zvlnený kefový okraj. V cytoplazme bunky je veľa ribozómov, mitochondrií, tubulov endoplazmatického retikula, ako aj Golgiho komplex. Bunka tiež obsahuje veľké množstvo lyzozómov, fagocytárnych organel, všetkých druhov vakuol, vezikúl.

Úlohy

Táto bunka má svoje úlohy, dokáže okolo seba vytvárať kyslé prostredie v dôsledku biochemických reakcií v kostnom tkanive. V dôsledku toho sa rozpúšťajú minerálne soli, po ktorých sú staré alebo mŕtve bunky rozpustené a trávené enzýmami a lyzozómami.

Úlohou bunky je teda postupne ničiť zastarané tkanivo, no zároveň sa obnovuje štruktúra kostného tkaniva. V dôsledku toho sa na svojom mieste objaví nový, vďaka čomu sa obnovuje štruktúra kostí.

Ostatné komponenty

Napriek jej sile (ako v stehne alebo dolnej čeľusti) sú v kosti prítomné organické látky, ktoré sú doplnené anorganickými. Organickú zložku predstavujú z 95% kolagénové proteíny, zvyšok zaberajú nekolagénové, ako aj glykozminoglykány, proteoglykány.

Anorganickou zložkou kostného tkaniva sú kryštály látky nazývanej hydroxyapatit, ktorá obsahuje veľké množstvo iónov vápnika a fosforu. Menej v lamelárnej štruktúre kosti obsahuje soli horčíka, draslíka, fluoridov, hydrogénuhličitanov. Dochádza k neustálej obnove lamelárnej štruktúry, medzibunkovej hmoty okolo bunky.

Odrody

Celkovo má kostné tkanivo dva typy, všetko závisí od jeho mikroskopickej štruktúry. Prvý sa nazýva retikulovláknitý alebo hrubovláknitý, druhý je lamelárny. Uvažujme každý zvlášť.

V embryu, novorodenec

Retikulovláknitý je široko zastúpený v embryu, dieťa po narodení. Dospelý človek má veľa spojivového tkaniva a táto odroda sa nachádza iba v mieste, kde je šľacha pripevnená ku kosti, na križovatke stehov na lebke, na línii zlomeniny. Postupne sa retikulovláknité tkanivo nahrádza lamelárnym.

Toto kostné tkanivo má špeciálnu štruktúru, jeho bunky sú náhodne umiestnené v medzibunkovej látke. Kolagénové vlákna, ktoré sú druhom spojivového tkaniva, sú silné, slabo mineralizované a majú iný smer. Retikulovláknitá kosť má vysokú hustotu, ale bunky nie sú orientované pozdĺž spojivového tkaniva kolagénových vlákien.

U dospelého

Ako dieťa rastie, jeho kosť obsahuje väčšinou lamelárnu kosť. Táto odroda je zaujímavá tým, že kostné platničky sú tvorené mineralizovanou medzibunkovou látkou s hrúbkou 5 až 7 mikrónov. Akákoľvek doska pozostáva z kolagénových vlákien spojivového tkaniva usporiadaných paralelne, čo najbližšie k sebe, ako aj impregnovaných kryštálmi špeciálneho minerálu - hydroxyapatitu.

V susedných platniach prebiehajú vlákna spojivového tkaniva pod rôznymi uhlami, čo poskytuje pevnosť napríklad v stehne alebo čeľusti. Lacuny alebo alveoly medzi platničkami v usporiadanom poradí obsahujú kostné bunky - osteocyty. Ich procesy cez tubuly prenikajú do susedných dosiek, vďaka čomu sa vytvárajú medzibunkové kontakty susedných buniek.

Existuje niekoľko záznamových systémov:

• okolité (vonkajšie alebo umiestnené zvnútra);
• koncentrické (zahrnuté do štruktúry osteónu);
• interkalárne (zvyšok kolabujúceho osteónu).

Štruktúra kortikálnej, hubovitej vrstvy

Srdcom tejto vrstvy sú minerálne soli, do čeľuste sú cez alveoly implantované implantáty. Bazálna vrstva je umiestnená najhlbšie, je najtrvanlivejšia, v čeľusti je veľa priečok, preniknutých kapilárami, ale je ich málo.

V centrálnej časti je hubovitá látka, v jej štruktúre sú nejaké jemnosti. Je postavená z priečok, kapilár. Vďaka priečkam má kosť hustotu a cez kapiláry dostáva krv. Ich funkciami v čeľusti je vyživovať zuby, okysličovať.

V kostiach tela, vrátane čeľuste, ktorá obsahuje alveoly, je kompakt a za ním nasleduje hubovitá látka. Obe tieto zložky majú mierne odlišnú štruktúru, ale sú tvorené tkanivom lamelárneho typu. Kompaktná látka sa nachádza vonku, je k nej pripevnený sval, chrupavka alebo spojivové tkanivo. Jeho funkciou je poskytnúť hustotu kostí, ako napríklad v čeľusti, ktorej alveoly znášajú zaťaženie žuvaním potravy.

Hubovitá látka sa nachádza vo vnútri akejkoľvek kosti, vrátane čeľuste, v spodnej časti obsahuje alveoly. Jeho funkcie sú redukované na dodatočné spevnenie kosti, čím sa jej dodáva plasticita, táto časť je schránkou kostnej drene, ktorá produkuje krvinky.

Niektoré fakty

Celkovo človek obsahuje od 208 do 214 kostí, ktoré pozostávajú z polovice z anorganickej zložky, štvrtinu tvoria organické látky a ďalšiu štvrtinu tvorí voda. To všetko je prepojené spojivovým tkanivom, kolagénovými vláknami a proteoglykánmi.

Zloženie kosti má organickú zložku, ako v svalovom, spojivovom alebo chrupavkovom tkanive, celkovo od 20 do 40%. Podiel anorganických minerálov je od 50 do 70%, bunkové prvky obsahujú od 5 do 10% a tuky - 3%.

Hmotnosť ľudskej kostry je v priemere 5 kg, veľa závisí od veku, pohlavia, množstva spojivového tkaniva, stavby tela a rýchlosti rastu. Množstvo kortikálnej kosti je v priemere 4 kg, čo je 80 %. Hubovitá hmota tubulárnych kostí, čeľustí a iných váži asi kilogram, čo je 20%. Objem skeletu je 1,4 litra.

Kosť v ľudskej kostre je samostatný orgán, ktorý môže mať svoje špecifické problémy. Práve v kostiach často dochádza k poraneniam, ktoré majú podľa typu rôznu dobu hojenia. Ak sa pozriete na kosť voľným okom, je zrejmé, že každá z nich sa líši vo svojom tvare. Je to spôsobené tým, aké funkcie vykonáva, akú záťaž ovplyvňuje, koľko svalov je pripojených.

Kosti umožňujú človeku pohybovať sa v priestore, sú ochranou vnútorných orgánov. A čím je orgán dôležitejší, tým viac je obklopený kosťami. S vekom sa schopnosť zotavenia znižuje a zlomenina sa hojí pomalšie, bunky strácajú schopnosť rýchleho delenia. Dokazujú to mikroskopické štúdie, ako aj vlastnosti kostného tkaniva. Stupeň mineralizácie kolagénových vlákien klesá, takže zranenia trvajú dlhšie.

Je hlavným nosným tkanivom a štrukturálnym materiálom pre kosti, t.j. pre kostru. Úplne diferencovaná kosť je najsilnejším materiálom v tele, s výnimkou zubnej skloviny. Je vysoko odolný proti stlačeniu a roztiahnutiu a je mimoriadne odolný proti deformácii. Povrch kosti (s výnimkou kĺbových plôch) je pokrytý membránou (periosteom), ktorá zabezpečuje hojenie kosti po zlomeninách.

Kostné bunky a medzibunková látka

Kostné bunky (osteocyty) sú navzájom prepojené dlhými procesmi a sú zo všetkých strán obklopené hlavnou substanciou kosti (extracelulárna matrica). Zloženie a štruktúra základnej látky kosti je zvláštna. Extracelulárna matrica je vyplnená kolagénovými vláknami umiestnenými v mletej látke bohatej na anorganické soli (vápenaté soli, predovšetkým fosforečnany a uhličitany).

Obsahuje 20-25% vody, 25-30% organických látok a 50% rôznych anorganických zlúčenín. Minerály kosti sú v kryštalickej forme, čím poskytujú jej vysokú mechanickú pevnosť.

Vďaka dobrému prekrveniu, ktoré podporuje zvýšený metabolizmus, má kosť biologickú plasticitu. Pevný a extrémne odolný kostný materiál je živé tkanivo, ktoré sa dokáže ľahko prispôsobiť zmenám statického zaťaženia vrátane zmien ich smeru. Medzi organickými a minerálnymi zložkami kosti neexistujú žiadne zreteľné hranice, a preto ich prítomnosť môže byť stanovená iba mikroskopickým vyšetrením. Pri spálení si kosť zachováva len minerálny základ a stáva sa krehkou. Ak sa kosť umiestni do kyseliny, zostanú iba organické látky a stane sa pružnou, ako guma.

Štruktúra tubulárnej kosti

Štruktúra kosti zvlášť zreteľne vidieť na pozdĺžnom reze dlhej kosti. Rozlišovať hrubá vonkajšia vrstva (substantia compacta, výlisky, kompaktná hmota) a vnútorná (hubovitá) vrstva (substancia spongiosa, spongiosa). Zatiaľ čo hustá vonkajšia vrstva je charakteristická pre dlhé kosti a je viditeľná najmä na tele kosti (diafýza), hubovitá vrstva sa nachádza hlavne vo vnútri jej koncov (epifýzy).

Tento "ľahký dizajn" poskytuje pevnosť kostí s minimálnou spotrebou materiálu. Kosť sa prispôsobuje výslednému zaťaženiu prostredníctvom orientácie kostných priečnikov (trabekuly). Trabekuly sú umiestnené pozdĺž línií kompresie a napätia, ktoré sa vyskytujú počas zaťaženia. Priestor medzi trabekulami v hubovitých kostiach je vyplnený červenou kostnou dreňou, ktorá zabezpečuje hematopoézu. Biela kostná dreň (tuková dreň) sa nachádza hlavne v dutine diafýzy.

V dlhých kostiach má vonkajšia vrstva lamelárnu (lamelárnu) štruktúru. Preto sa kosti nazývajú aj lamelárne. Na rezoch je jasne viditeľná architektúra lamelárnej siete (osteón alebo Haversov systém). V strede každého osteónu je krvná cieva, cez ktorú sú živiny dodávané z krvi do kosti.

Okolo nej sú zoskupené osteocyty a extracelulárna matrica. Osteocyty sú vždy umiestnené medzi platničkami, ktoré obsahujú špirálovité kolagénové fibrily. Bunky sú navzájom spojené pomocou procesov prechádzajúcich cez najmenšie kostné kanáliky (kanalikuly). Živiny prúdia z vnútorných krvných ciev cez tieto tubuly. Ako sa osteón vyvíja, bunky tvoriace kosť (osteoblasty) začínajú prichádzať vo veľkom počte zvnútra kosti a tvoria vonkajšiu platňu osteónu. Na tejto platni sú navrstvené kolagénové fibrily, ktoré sa špiralizujú. Kryštály anorganických solí sú usporiadané medzi vláknami.

Potom sa zvnútra vytvorí ďalšia platnička, v ktorej sú kolagénové fibrily umiestnené kolmo na fibrily prvej platničky. Proces pokračuje, až kým v strede nezostane miesto len pre takzvaný Haversov kanál, ktorým prechádza krvná cieva. V kanáli je tiež malé množstvo spojivového tkaniva. Zrelý osteón dosahuje dĺžku asi 1 cm a pozostáva z 10-20 valcových platničiek vložených jedna do druhej. Kostné bunky sú akoby zamurované medzi platňami a sú spojené so susednými bunkami dlhými tenkými procesmi. Osteóny sú navzájom spojené kanálmi (Volkmannove kanály), cez ktoré prechádzajú vetvy ciev do Haversových kanálov.

Špongiovité kosti majú tiež lamelárnu štruktúru, ale v tomto prípade sú dosky usporiadané vo vrstvách, ako v liste preglejky. Keďže bunky hubovitej kosti majú tiež vysokú metabolickú aktivitu a vyžadujú živiny, lamely sú v tomto prípade tenké (asi 0,5 mm). Je to spôsobené tým, že k výmene živín medzi bunkami a kostnou dreňou dochádza výlučne v dôsledku difúzie.

Počas života organizmu sa osteóny hustej vrstvy a platničky hubovitých kostí dokážu dobre prispôsobiť zmenám statického zaťaženia (napríklad zlomeninám). Súčasne v hustej a hubovitej hmote sú staré lamelárne štruktúry zničené a vznikajú nové. Platničky sú zničené špeciálnymi bunkami nazývanými osteoklasty a osteóny, ktoré sú v procese obnovy, sa nazývajú intersticiálne platničky.

Vývoj kostí

V prvom štádiu diferenciácie ľudskej kosti sa nevytvára lamelárne tkanivo. Namiesto toho sa vyvinie retikulovláknitá (hrubovláknitá) kosť. K tomu dochádza v embryonálnom období, ako aj počas hojenia zlomenín. V hrubej vláknitej kosti sú cievy a kolagénové vlákna usporiadané náhodne, vďaka čomu pripomína pevné spojivové tkanivo bohaté na vlákna. Hrubá vláknitá kosť môže byť vytvorená dvoma spôsobmi.

1. Membránová kosť sa vyvíja priamo z mezenchýmu. Tento typ osifikácie sa nazýva intramembránová osifikácia alebo desmálna osifikácia(priamo).

2. Najprv sa v mezenchýme vytvorí chrupkový rudiment, ktorý sa následne zmení na kosť (endochondrálna kosť). Proces sa nazýva endochondrálna alebo nepriama osifikácia.

Vyvíjajúce sa kosti, ktoré sa prispôsobujú potrebám rastúceho organizmu, neustále menia svoj tvar. Lamelárne kosti sa menia aj podľa funkčného zaťaženia, napríklad pri zvyšovaní telesnej hmotnosti.

Vývoj dlhých kostí

Väčšina kostí sa vyvíja z chrupavkového primordia nepriamou cestou. Len niektoré kosti (lebky a kľúčne kosti) vznikajú intramembránovou osifikáciou. Časti dlhých kostí sa však môžu vytvárať v priamke, aj keď je chrupavka už položená, napríklad vo forme perichondrálnej kostnej manžety, vďaka ktorej kosť zhrubne (perichondrálna osifikácia).

Vo vnútri kosti sa tkanivo ukladá pozdĺž nepriamej dráhy, pričom bunky chrupavky sú najprv odstránené chondroklasmi a potom nahradené chondrálnou osifikáciou. Na hranici diafýzy a epifýzy sa vyvíja epifyzárna platnička (chrupavka). V tomto mieste začína kosť rásť do dĺžky v dôsledku delenia buniek chrupavky. Delenie pokračuje, kým sa rast nezastaví. Pretože epifýzová chrupavková platnička neobsahuje vápnik, nie je na röntgenovom snímku viditeľná. Rast kostí v epifýzach (osifikačných centrách) začína až od okamihu narodenia. Mnohé centrá osifikácie sa vyvíjajú iba v prvých rokoch života. V miestach, kde sa svaly upínajú na kosti (apofýzy), sa vytvárajú špeciálne centrá osifikácie.

Rozdiely medzi kosťou a chrupavkou

Avaskulárne kostné bunky tvoria hustú látku, ktorá vykonáva transportné funkcie. Takáto kosť sa dobre regeneruje a neustále sa prispôsobuje meniacim sa statickým podmienkam. V avaskulárnej chrupavke sú bunky izolované od seba a od zdrojov živín. V porovnaní s kosťou je chrupavka menej schopná regenerácie a má malú adaptačnú schopnosť.

Kostné tkanivo je špecializovaný typ spojivového tkaniva, ktorého organická medzibunková látka obsahuje až 70 % anorganických zlúčenín – solí vápnika a fosforu a viac ako 30 zlúčenín stopových prvkov. Zloženie organickej matrice zahŕňa proteíny kolagénového typu (osseín), lipidy chondroitín sulfáty. Okrem toho zahŕňa kyselinu citrónovú a ďalšie kyseliny, ktoré tvoria komplexné zlúčeniny s vápnikom, ktoré impregnujú medzibunkovú látku.

Existujú 2 typy kostného tkaniva: hrubé vláknité (retikulovláknité) a lamelárne.

Medzibunková látka kostného tkaniva obsahuje Bunkové prvky : osteogénne bunky, osteoblasty a osteocyty, ktoré sa tvoria z mezenchýmu a predstavujú kostný rozdiel. Ďalšou populáciou buniek sú osteoklasty.

osteogénne bunky sú kmeňové bunky kostného tkaniva, ktoré sa oddeľujú od mezenchýmu v ranom štádiu osteogenézy. Sú schopné produkovať rastové faktory, ktoré indukujú krvotvorbu. V procese diferenciácie sa menia na osteoblasty.

osteoblasty lokalizované vo vnútornej vrstve periostu, počas tvorby kosti sú na jeho povrchu a okolo vnútrokostných ciev; bunky sú kubické, pyramídové, hranaté, s dobre vyvinutými HES a inými organelami syntézy. Produkujú kolagénové proteíny a zložky amorfnej matrice, aktívne sa delia.

Osteocyty - vznikajú z osteoblastov, nachádzajú sa vo vnútri kosti v akýchsi kostných medzerách, majú výbežkový tvar. Strácajú schopnosť deliť sa. Sekrécia medzibunkovej látky kosti v nich je slabo vyjadrená.

osteoklasty - polynukleárne makrofágy kostného tkaniva, vznikajú z krvných monocytov. Môže obsahovať až 40 alebo viac jadier. Objem cytoplazmy je veľký; cytoplazmatická zóna susediaca s povrchom kosti tvorí zvlnený okraj tvorený cytoplazmatickými výrastkami, ktorý obsahuje veľa lyzozómov.

Funkcie - deštrukcia vlákien a amorfnej kostnej hmoty.

medzibunková látka reprezentované kolagénovými vláknami (kolagén typu I, V) a amorfnou zložkou, ktorá obsahuje fosforečnan vápenatý (hlavne vo forme kryštálov hydroxyapatitu a trochu aj v amorfnom stave), malé množstvo fosforečnanu horečnatého a veľmi málo glykozaminoglykánov a proteoglykánov.

Hrubovláknité (retikulovláknité) kostné tkanivo je charakterizované neusporiadaným usporiadaním oseínových vlákien. V lamelárnom (zrelom) kostnom tkanive majú osseínové vlákna v kostných platniach prísne usporiadané usporiadanie. Navyše v každej kostnej doštičke majú vlákna rovnaké paralelné usporiadanie a v susednej kostnej doštičke sú v pravom uhle k predchádzajúcej. Bunky medzi kostnými platničkami sú lokalizované v špeciálnych medzerách, môžu byť zakryté v medzibunkovej látke alebo umiestnené na povrchu kosti a okolo ciev prenikajúcich do kosti.

Kosť ako orgán histologicky pozostáva z troch vrstiev: periostu, kompaktnej substancie a endostu.

Periosteum Má štruktúru podobnú perichondriu, to znamená, že pozostáva z 2 podobných vrstiev, z ktorých vnútorná, osteogénna, je tvorená voľným spojivovým tkanivom, kde je veľa osteoblastov, osteoklastov a veľa ciev.

Endost lemuje medulárny kanál. Tvorí ho voľné vláknité väzivo, kde sa nachádzajú osteoblasty a osteoklasty, ako aj ďalšie bunky voľného väziva.

Funkcie periostu a endostu: kostný trofizmus, rast kosti do hrúbky, regenerácia kosti.

Kompaktná záležitosť Kosť sa skladá z 3 vrstiev. Vonkajšie a vnútorné sú všeobecné (bežné) kostné platničky a medzi nimi je vrstva osteónu.

Štrukturálna a funkčná jednotka kosti ako orgánu je Osteon , čo je dutinový útvar, pozostávajúci z koncentricky vrstvených kostných platničiek vo forme niekoľkých do seba vložených valcov. Medzi kostnými doskami sú medzery, v ktorých ležia osteocyty. Cez dutinu osteónu prechádza krvná cieva. Kostný kanál, v ktorom sa krvná cieva nachádza, sa nazýva osteónový kanál alebo Haversov kanál. Medzi osteónmi sú umiestnené interkalované kostné platničky (zvyšky kolabujúcich osteónov).

Histogenéza kostného tkaniva. Zdrojom vývoja kostného tkaniva sú mezenchymálne bunky, ktoré migrujú zo sklerotómov. Jeho histogenéza sa zároveň uskutočňuje dvoma spôsobmi: priamo z mezenchýmu (priama osteohistogenéza) alebo z mezenchýmu v mieste predtým vytvorenej hyalínovej chrupavky (nepriama osteohistogenéza).

Priama osteogenéza. Priamo z mezenchýmu vzniká hrubé vláknité (retikulofibrózne) kostné tkanivo, ktoré je následne nahradené lamelárnym kostným tkanivom. Pri priamej osteogenéze existujú 4 štádiá:

1. izolácia osteogénneho ostrova - v oblasti tvorby kostného tkaniva sa mezenchymálne bunky aktívne delia a premieňajú na osteogénne bunky a osteoblasty, tvoria sa tu cievy;

2. osteoidné štádium - osteoblasty začínajú vytvárať medzibunkovú látku kostného tkaniva, pričom časť osteoblastov je vo vnútri medzibunkovej látky, tieto osteoblasty sa menia na osteocyty; druhá časť osteoblastov je na povrchu medzibunkovej hmoty, teda na povrchu vytvoreného kostného tkaniva sa tieto osteoblasty stanú súčasťou periostu;

3. mineralizácia medzibunkovej látky (impregnácia vápenatými soľami). Mineralizácia sa uskutočňuje v dôsledku príjmu glycerofosfátu vápenatého z krvi, ktorý sa pod vplyvom alkalickej fosfatázy štiepi na glycerol a zvyšok kyseliny fosforečnej, ktorý reaguje s chloridom vápenatým, čo vedie k tvorbe fosforečnanu vápenatého; ten sa mení na hydroapatit;

4. reštrukturalizácia a rast kosti - staré oblasti hrubej vláknitej kosti sa postupne ničia a na ich mieste sa vytvárajú nové oblasti lamelárnej kosti; v dôsledku periostu sa vytvárajú bežné kostné platničky, v dôsledku osteogénnych buniek umiestnených v adventícii ciev kosti sa vytvárajú osteóny.

nepriama osteohistogenéza vykonávané namiesto chrupavky. V tomto prípade sa okamžite vytvorí lamelárne kostné tkanivo. V tomto prípade možno rozlíšiť aj 4 stupne:

1. vytvorenie chrupavkového modelu budúcej kosti;

2. V oblasti diafýzy tohto modelu dochádza k perichondrálnej osifikácii, zatiaľ čo perichondrium sa mení na periost, v ktorom sa kmeňové (osteogénne) bunky diferencujú na osteoblasty; osteoblasty začínajú tvorbu kostného tkaniva vo forme spoločných dosiek, ktoré tvoria kostnú manžetu;

3. paralelne s tým sa pozoruje aj endochondrálna osifikácia, ktorá sa vyskytuje tak v oblasti diafýzy, ako aj v oblasti epifýzy; osifikácia epifýzy sa uskutočňuje iba endochondrálnou osifikáciou; krvné cievy vrastajú do chrupavky, v ktorej adventícii sa nachádzajú osteogénne bunky, ktoré sa menia na osteoblasty. Osteoblasty, produkujúce medzibunkovú látku, tvoria kostné platničky okolo ciev vo forme osteónov; súčasne s tvorbou kosti dochádza k deštrukcii chrupavky chondroklastmi;

4. reštrukturalizácia a rast kosti – staré časti kosti sa postupne ničia a na ich mieste vznikajú nové; v dôsledku periostu sa vytvárajú bežné kostné platničky, v dôsledku osteogénnych buniek umiestnených v adventícii ciev kosti sa vytvárajú osteóny.

V kostnom tkanive počas života neustále prebiehajú procesy tvorby aj deštrukcie. Normálne sa navzájom vyrovnávajú. Deštrukciu kostného tkaniva (resorpciu) vykonávajú osteoklasty a zničené oblasti sú nahradené novovybudovaným kostným tkanivom, na tvorbe ktorého sa podieľajú osteoblasty. Regulácia týchto procesov sa uskutočňuje za účasti hormónov produkovaných štítnou žľazou, prištítnymi telieskami a inými endokrinnými žľazami. Štruktúru kostného tkaniva ovplyvňujú vitamíny A, D, C. Nedostatočný príjem vitamínu D v skorom postnatálnom období vedie k rozvoju ochorenia Rachitída.

• mechanické - kosti, chrupavky a svaly tvoria pohybový aparát. Pevnosť kostí je predpokladom tejto funkcie.
• ochranné - kosti tvoria rám pre životne dôležité vnútorné orgány. Okrem toho samotná kosť je nádobou pre kostnú dreň, ktorá vykonáva hematopoetické a imunitné funkcie.
• metabolické - kostné tkanivo je zásobárňou vápnika a fosforu v tele a zohráva dôležitú úlohu pri udržiavaní stálej koncentrácie týchto prvkov v krvi

1. ploché kosti(lebečné kosti, lopatka, dolná čeľusť, ilium)
2. tubulárne kosti(dlhé a krátke) (stehenná kosť, ramenná kosť, dolná časť nohy a kosti predlaktia)

   V dlhých kostiach sa rozlišujú dva široké konce (epifýzy), viac-menej valcovitá stredná časť (diafýza) a časť kosti, kde diafýza prechádza do epifýzy (metafýza). Metafýzu a epifýzu dlhých kostí oddeľuje vrstva chrupavky – epifýzová chrupavka (tzv. rastové vankúšiky).

3. objemné kosti(dlhá, krátka, sezamská)
4. zmiešané kosti

Štrukturálnou jednotkou kosti je osteón alebo Haversov systém, t.j. systém 20 alebo viacerých koncentricky usporiadaných kostných platničiek okolo centrálneho kanála, v ktorom prechádzajú cievy mikrovaskulatúry, nemyelinizované nervové vlákna, lymfatické kapiláry, sprevádzané prvkami voľného vláknitého spojivového tkaniva obsahujúceho osteogénne bunky, perivaskulárne bunky, osteoblasty a makrofágy. Osteóny k sebe nepriliehajú tesne, medzi nimi je medzibunková látka, s ktorou osteóny tvoria hlavnú strednú vrstvu kostnej hmoty, zvnútra prekrytú endosteom. Endosteum je dynamická štruktúra tvorená tenkou vrstvou spojivového tkaniva, ktorá zahŕňa bunky výstelky kostí, osteogénne bunky a osteoklasty. V miestach aktívnej osteogenézy pod vrstvou osteoblastov sa nachádza tenká vrstva nemineralizovanej matrice - osteoidu. Endosteum je obklopené dutinou obsahujúcou kostnú dreň.

Navonok je kostná hmota pokrytá periostom (periosteom), ktorý pozostáva z dvoch vrstiev: vonkajšej - vláknitej a vnútornej, priliehajúcej k povrchu kosti - osteogénnej alebo kambiálnej, ktorá je zdrojom buniek pri fyziologickej a reparačnej regenerácii kosti. tkaniva. Okostice je presiaknutá krvnými cievami, ktoré z nej prechádzajú do kostnej hmoty špeciálnymi kanálmi nazývanými Volkmannove. Začiatok týchto kanálikov je viditeľný na macerovanej kosti vo forme početných cievnych otvorov. Cievy Haversovho a Volkmannovho kanála zabezpečujú metabolizmus v kosti.

Kostné tkanivo môže byť zrelé – lamelárne a nezrelé – retikulovláknité. Retikulovláknité kostné tkanivo je zastúpené hlavne v kostre plodu; u dospelých - v miestach uchytenia šliach ku kostiam, v prerastených švoch lebečných kostí, ako aj pri regenerácii kostí pri konsolidácii zlomenín.

Lamelárne tkanivo tvorí kompaktnú alebo hubovitú (trabekulárnu) kostnú substanciu. Z kompaktnej hmoty sa stavajú napríklad diafýzy tubulárnych kostí. Trabekulárna látka tvorí epifýzy tubulárnych kostí, vypĺňa ploché, zmiešané a objemné kosti. Priestory obklopujúce tieto trabekuly sú vyplnené kostnou dreňou, rovnako ako dutiny diafýzy.

Kompaktná aj hubovitá látka má osteónovú štruktúru. Rozdiel spočíva v organizácii osteónu.

Morfologicky zloženie kostného tkaniva zahŕňa bunkové elementy a medzibunkovú látku (kostnú matricu). Bunkové prvky zaberajú malý objem.

osteoblasty sú veľké bunky s bazofilnou cytoplazmou. Aktívne syntetizujúce osteoblasty sú kvádrové alebo cylindrické bunky s tenkými výbežkami. Hlavným enzýmom osteoblastov je alkalická fosfatáza (AP). Aktívne osteoblasty pokrývajú 2-8% povrchu kosti, neaktívne (kľudové bunky) - 80-92%, tvoria súvislú bunkovú vrstvu v blízkosti sínusu medulárneho kanála. Hlavnou funkciou osteoblastov je syntéza proteínov. Vytvárajú osteoidné platničky ukladaním kolagénových vlákien a proteoglykánov. Denne sa ukladá 1 – 2 mikróny osteoidu (novo vytvorené nekalcifikované kostné tkanivo). Po 8-9 dňoch dosiahne konečná hrúbka tejto vrstvy 12 mikrónov. Po desiatich dňoch dozrievania začína mineralizácia zo strany protiľahlej k osteoblastu, čelo mineralizácie sa posúva v smere k osteoblastu. Na konci cyklu je každý desiaty osteoblast zakrytý ako osteocyt. Zvyšné osteoblasty zostávajú na povrchu ako neaktívne. Podieľajú sa na metabolizme kostí.

osteoklasty- obrovské viacjadrové bunky (4-20 jadier). Zvyčajne sú v kontakte s kalcifikovanými povrchmi kostí a v gauspinálnych lakúnach, ktoré sú výsledkom ich vlastnej resorpčnej aktivity. Hlavným enzýmom je kyslá fosfatáza. Osteoklasty sú mobilné bunky. Obklopujú časť kosti, ktorú je potrebné resorbovať. Ich životnosť je od 2 do 20 dní. Hlavnou funkciou osteoklastov je resorpcia kostného tkaniva v dôsledku lyzozomálnych enzýmov v oblasti kefového lemu.

Osteocyty- metabolicky neaktívne kostné bunky. Nachádzajú sa v malých osteocytických medzerách hlboko uložených v kosti. Osteocyty pochádzajú z osteoblastov ukotvených vo vlastnej kostnej matrici, ktorá neskôr kalcifikuje. Tieto bunky majú početné dlhé procesy, aby sa dostali do kontaktu s bunkovými procesmi iných osteocytov. Tvoria sieť tenkých tubulov siahajúcich do celej kostnej matrice. Hlavnou úlohou osteocytov je intracelulárny a extracelulárny transport živín a minerálov.

Identifikovalo sa 19 typov kolagénových proteínov (Kadurina T.I., 2000). Izoformy kolagénu sa líšia zložením aminokyselín, imunologickými, chromatografickými vlastnosťami, makromolekulárnou organizáciou a distribúciou v tkanivách. Z hľadiska morfofunkčnosti sa všetky izoformy delia na intersticiálne kolagény (typy I, II, III, V), ktoré tvoria veľké vlákna; nefibrilárne (menšie) kolagény (typy IV, VI-XIX), tvoriace malé vlákna a vystielajúce bazálne membrány. Kolagén typu I a V sa nazýva pericelulárny. Ukladajú sa okolo buniek a vytvárajú podporné štruktúry. Pre kostné tkanivo je najcharakteristickejší kolagén typu I.

Molekula kolagénu sa skladá z troch alfa reťazcov, ktoré sú omotané jeden okolo druhého a tvoria pravotočivú špirálu. Alfa reťazce sú vytvorené z často sa opakujúcich fragmentov s charakteristickou tripletovou sekvenciou -Gly-X-Y. Pozícia X je často obsadená prolínom (Pro) alebo 4-hydroxyprolínom (4Hyp), Y hydroxylyzínom a na tretej pozícii je vždy glycín, ktorý zaisťuje husté zbalenie troch polypeptidových reťazcov do fibrily.

Koncové úseky alfa reťazcov na N- a C-koncoch molekúl sú telopeptidy (PINP a PICP, v tomto poradí). Usporiadanie glycínu je tu neusporiadané, v dôsledku čoho v tejto časti molekuly nie je pevne zbalená trojitá špirála.

Telopeptidy sa podieľajú na mechanizme polymerizácie molekúl na fibrily, tvorbe medzimolekulových priečnych väzieb, čo sú trojmocné pyridinolíny, ktoré sa uvoľňujú pri kostnej resorpcii a na prejave antigénnych vlastností kolagénu.

Úroveň uvoľneného PINP a PICP môže nepriamo posúdiť schopnosť osteoblastov syntetizovať kolagén typu I, pretože z jednej molekuly prokolagénu sa tvorí jedna molekula kolagénu a jeden N- a C-terminálny telopeptid. Na kvantitatívne stanovenie PINP a PICP boli vyvinuté metódy rádioimunotestu a enzýmového imunotestu (Taubman M.B., Goldberg B., Sherr C., 1974; Pedersen B.J., Bonde M., 1994). Diskutuje sa o klinickom význame týchto indikátorov (Linkhart S.G., a kol., 1993; Mellko J., a kol., 1990; Mellko J., a kol., 1996).

Tvorba kolagénu zahŕňa dve fázy.

1. V prvej fáze prebieha intracelulárna syntéza prekurzora kolagénu, prokolagénu, osteoblastami. Syntetizovaný prokolagénový reťazec prechádza intracelulárnou posttranslačnou modifikáciou s hydroxyláciou prolínu a lyzínu a glykozyláciou hydroxylyzínových zvyškov v kolagénovej štruktúre. Tri reťazce prokolagénu tvoria molekulu prokolagénu. Zostavenie prokolagénu nastáva s tvorbou disulfidových väzieb v C-koncových oblastiach, po ktorých sa vytvorí trojreťazcová štruktúra, stočená dohromady do špirály. Takáto molekula je vylučovaná osteoblastmi do extracelulárneho priestoru.
2. Po sekrécii sa v extracelulárnom priestore zhromaždí tropokolagén, monomér kolagénu. Zároveň sa vplyvom extracelulárnej lyzínoxidázy vytvárajú interfibrilárne priečne väzby charakteristické pre zrelý kolagén – pyridinolínové mostíky, čo vedie k tvorbe kolagénových fibríl.

Zvyšok organickej časti kostnej matrice možno klasifikovať na:

• nekolagénové proteíny, ktoré vykonávajú bunkovú adhéziu (fibronektín, trombospondín, osteopontín, kostný sialoproteín). Rovnaké proteíny sú schopné intenzívne sa viazať s vápnikom a podieľať sa na mineralizácii kostného tkaniva;
• glykoproteíny (alkalická fosfatáza, osteonektín);
• proteoglykány (kyslé polysacharidy a glykozaminoglykány - chondroitín sulfát a heparan sulfát);
• nekolagénové gama karboxylované (Gla) proteíny (osteokalcín, Gla matricový proteín (MGP));
• rastové faktory (fibroblastový rastový faktor, transformujúce rastové faktory, kostné morfogenetické proteíny) - cytokíny vylučované kostným tkanivom a krvnými bunkami, ktoré vykonávajú lokálnu reguláciu osteogenézy.

Alkalická fosfatáza (AP). Syntéza tohto proteínu sa považuje za jednu z najcharakteristickejších vlastností osteoblastických buniek. Treba si však uvedomiť, že tento enzým má viacero izoforiem (kosť, pečeň, črevá, placenta). Presný mechanizmus účinku alkalickej fosfatázy nebol stanovený. Predpokladá sa, že tento enzým štiepi fosfátové skupiny od iných proteínov, čím zvyšuje lokálnu koncentráciu fosforu; pripisuje sa mu tiež zničenie inhibítora mineralizácie, pyrofosfátu. Polčas rozpadu v krvi je 1-2 dni, vylučuje sa obličkami (Coleman J.E., 1992). Stanovenie aktivity kostnej frakcie ALP je špecifickejšie ako stanovenie aktivity celkovej ALP v krvi, pretože jej zvýšenie môže byť spojené so zvýšením množstva iných izoenzýmov. Významné zvýšenie množstva kostnej ALP v sére/plazme sa pozoruje pri raste kostí, Pagetovej chorobe, hyperparatyreóze, osteomalácii a je spojené s vysokou intenzitou osteogenézy (Defton L.J., Wolfert R.L., Hill C.S., 1990; Moss D.W., 1992 ). Najvhodnejšie metódy na stanovenie aktivity kostnej ALP sú enzýmová imunoanalýza a chromatografia (Hill C.S., Grafstein E., Rao S., Wolfert R.L., 1991; Gomez B.Jr., a kol., 1995; Hata K., a kol. al., 1996).

osteonektín- glykoproteín kostí a dentínu, má vysokú afinitu ku kolagénu typu I a hydroxyapatitu, obsahuje domény viažuce Ca. V prítomnosti kolagénu udržiava koncentráciu Ca a P. Predpokladá sa, že proteín sa podieľa na interakcii bunky a matrixu.

osteopontín- fosforylovaný sialoproteín. Jeho stanovenie IHC metódami možno použiť na charakterizáciu proteínového zloženia matrice, najmä rozhraní, kde je hlavnou zložkou a akumuluje sa vo forme hustého krytu nazývaného cementačné čiary (lamina limitans). Vďaka svojim fyzikálno-chemickým vlastnostiam reguluje kalcifikáciu matrice, špecificky sa podieľa na adhézii buniek k matrici alebo matrice k matrici. Produkcia osteopontínu je jedným z prvých prejavov aktivity osteoblastov.

Osteokalcín- malý proteín je najviac zastúpený v kostnej matrici. Podieľa sa na procese kalcifikácie, slúži ako marker na hodnotenie aktivity metabolizmu kostného tkaniva, tvorí 15% extrahovateľných nekolagénových proteínov. Pozostáva zo 49 aminokyselinových zvyškov, z ktorých tri viažu vápnik. Syntetizovaný a vylučovaný osteokalcín na osteoblastoch. Jeho syntéza na úrovni transkripcie riadi kalcitriol (1,25 - dihydroxycholekalciferol), navyše v procese „dozrievania“ v osteoblastoch prebieha karboxylácia troch zvyškov kyseliny glutámovej závislá od vitamínu K. Proteín podobný osteokalcínu, kostný gla proteín (BGP), obsahuje 5 zvyškov kyseliny glutámovej. V extracelulárnej matrici sú karboxylované zvyšky karboxyglutámovej kyseliny schopné viazať ionizovaný Ca2+, a preto je osteokalcín silne spojený s hydroxyapatitom (Price P.A., Williamson M.K., Lothringer J.W., 1981). 90% bielkovín je viazaných. 10 % novosyntetizovaného osteokalcínu okamžite difunduje do krvi, kde ho možno detegovať. Osteokalcín cirkulujúci v periférnej krvi je citlivým markerom kostného metabolizmu a jeho stanovenie má diagnostickú hodnotu pri osteoporóze, hyperparatyreoidizme a osteodystrofii (Charhon S.A. a kol., 1986; Edelson G.W., Kleevehoper M., 1998). Počas osteoklastickej resorpcie sa osteokalcín z kostnej matrice uvoľňuje do krvi vo forme polypeptidových fragmentov. V dôsledku toho sa v moči objavujú metabolity kyseliny α-karboxyglutámovej. Zvýšenie celkového sérového osteokalcínu teda odráža aktiváciu osteogenézy.

Kostné morfogenetické proteíny (BMP)- cytokíny patriace do hlavnej podtriedy transformujúcich rastových faktorov. Je známe, že sú schopné vyvolať rast kostného tkaniva, a to ovplyvniť proliferáciu a diferenciáciu štyroch typov buniek - osteoblastov, osteoklastov, chondroblastov a chondrocytov. Okrem toho morfogenetické proteíny blokujú myogenézu a adipogenézu. Ukázalo sa, že osteoblasty a stromálne bunky kostnej drene exprimujú receptory BMP typu I a II. Liečba ich BMP počas 4 týždňov spôsobuje mineralizáciu matrice, zvýšenie aktivity alkalickej fosfatázy a koncentrácie mRNA. Ukázalo sa, že BMP je distribuovaný pozdĺž kolagénových vlákien kostného tkaniva, v bunkách osteogénnej vrstvy periostu; v miernom množstve je prítomný v bunkách lamelárnej kosti a je prítomný v nadbytku v tkanivách zuba.

Proteoglykány- ide o triedu makromolekúl s molekulovou hmotnosťou 70 – 80 kDa, pozostávajúcu z jadrového proteínu, s ktorým sú kovalentne spojené reťazce glykozaminoglykánov (GAG), ktoré pozostávajú z opakujúcich sa disacharidových podjednotiek: chondroitín, dermatan, keratan, heparan (obr. 9). GAG sa delia na dve skupiny – nesulfátované (kyselina hyalurónová, chondroitín) a sulfátované (heparansulfát, dermatansulfát, keratánsulfát).

Kostná matrica je tvorená kolagénovými fibrilami orientovanými v jednom smere. Tvoria 90 % všetkých kostných bielkovín. Fusiformné a lamelárne kryštály hydroxyapatitu sa nachádzajú na kolagénových vláknach, v nich a v okolitom priestore. Spravidla sú orientované rovnakým smerom ako kolagénové vlákna. Základná látka pozostáva z glykoproteínov a proteoglykánov. Tieto vysoko ionizované komplexy majú výraznú schopnosť viazať ióny, a preto hrajú dôležitú úlohu pri kalcifikácii a fixácii kryštálov hydroxyapatitu na kolagénové vlákna. Kostný kolagén je zastúpený kolagénom typu 1 a kolagény typu II, V, XI sa nachádzajú len v stopových množstvách. V kostnej matrici sú tiež prítomné mnohé nekolagénové proteíny. Väčšina z nich je syntetizovaná bunkami tvoriacimi kosť. Ich funkcia nie je dostatočne jasná, ale zistilo sa, že hladina týchto proteínov klesá, keď matrica dozrieva.

Vápnik. Vápnik vstupuje do tela s jedlom. Jeho spotreba je 0,9 (u žien) - 1,1 (u mužov) g / deň a absorpcia je od 0,12 do 0,67 g / deň. Viac ako 90 % vápnika v tele sa nachádza v kostnom tkanive. Plazmatická koncentrácia vápnika je asi 10 mg/100 ml. Denné výkyvy nepresahujú 3 %. Asi 40 % je spojených s proteínom a iba polovica je v ionizovanej forme. Vápnikové ióny sú kľúčovým regulátorom bunkového metabolizmu, preto je hladina ionizovaného vápnika prísne kontrolovaná a považovaná za fyziologickú konštantu (Brikman A., 1999). Každý deň sa 10 mmol (0,4 g) vápnika dostane do kostí a rovnaké množstvo opustí kostru, čím sa udržiava stabilná hladina vápnika v krvi. Reguláciu tohto procesu vykonávajú tri orgány - črevá, obličky, kosti a tri hlavné hormóny - prištítne telieska, kalcitriol, kalcitonín.

Vápnik z potravy sa absorbuje v tenkom čreve dvoma nezávislými procesmi. Prvá je saturovateľná (transcelulárna) dráha regulovaná vitamínom D a vyskytuje sa hlavne v počiatočnom úseku tenkého čreva (Heath D., Marx S.J., 1982). Druhý proces – nenasýtený – je pasívna difúzia vápnika z lúmenu čreva do krvi a lymfy. Takto absorbované množstvo závisí lineárne od množstva rozpusteného vápnika v čreve. Tento proces nepodlieha priamej endokrinnej regulácii. Kombinované pôsobenie týchto dvoch mechanizmov zabezpečuje zvýšenie efektívnej absorpcie vápnika v období vysokej fyziologickej potreby pri nízkom obsahu vápnika v produktoch. Okrem toho absorpcia vápnika závisí od veku (Brazier M., 1995). V prvých dňoch po narodení sa takmer všetok prijatý vápnik vstrebe a absorpcia vápnika zostáva vysoká aj počas obdobia rastu. K výraznému zníženiu absorpcie vápnika dochádza po 60. roku života. Množstvo dostupného vápnika závisí aj od stravy, pretože fosfáty, oxaláty a tuky viažu vápnik. Nerozpustné soli s vápnikom tvorí kyselina fytová, ktorej veľké množstvo sa nachádza v pšeničnej múke. Absorpciu vápnika zvyšuje vysokokalorická bielkovinová strava a rastový hormón. Pri tyreotoxikóze možno pozorovať negatívnu bilanciu vápnika. Zlá absorpcia vápnika prispieva k akútnemu a chronickému ochoreniu obličiek, gastrektómii, resekcii veľkých segmentov tenkého čreva, ochoreniu čriev.

Najdôležitejšiu úlohu v metabolizme tohto katiónu zohrávajú obličky. 97 – 99 % prefiltrovaného vápnika sa reabsorbuje a močom sa nevylúči viac ako 5 mmol/deň (0,2 g/deň). Rovnováha sodíka ovplyvňuje aj vylučovanie vápnika obličkami. Infúzia chloridu sodného alebo zvýšený príjem sodíka v potrave zvyšuje vylučovanie vápnika močom (Nordin B.E.C., 1984).

Fosfor. Asi 80% fosforu v ľudskom tele je spojené s vápnikom a tvorí anorganický základ kostí a slúži ako zásobáreň fosforu (Dolgov V.V., Ermakova I.P., 1998). Vnútrobunkový fosfor predstavujú vysokoenergetické zlúčeniny, je to fosfor rozpustný v kyselinách. Fosfor je tiež neoddeliteľnou súčasťou fosfolipidov - hlavných štruktúrnych zložiek membrán.

Denný príjem fosforu je 0,6-2,8 g (Moskalev Yu.I., 1985). Zvyčajne sa absorbuje asi 70% fosforu z potravy a tento proces závisí od obsahu vápnika v potravinách a od tvorby nerozpustných solí. Fosfor a vápnik tvoria zle rozpustné zlúčeniny, takže ich celková koncentrácia nepresahuje určitú úroveň a zvýšenie jednej z nich je zvyčajne sprevádzané poklesom druhej (Pak C.Y.C., 1992). Vysoký obsah horčíka, železa a hliníka v potravinách znižuje aj vstrebávanie fosforu. Vitamín D a lipidy naopak prispievajú k absorpcii fosforu.

V plazme je anorganický fosfor obsiahnutý vo forme aniónov HPO4-2 a H2PO4-, ich celkové množstvo je 1-2 mM. Asi 95 % tvoria voľné anióny, 5 % sa viaže na proteín.

Pri zlyhaní obličiek spôsobuje zníženie glomerulárnej filtrácie o 20% v porovnaní s normou hyperfosfatémiu. V dôsledku toho sa znižuje syntéza kalcitriolu a absorpcia vápnika v čreve (Rowe P.S., 1994). Tkanivový katabolizmus je častou príčinou hyperfosfatémie u pacientov s diabetickou ketoacidózou. Príčiny hypofosfatémie sú nedostatok vitamínu D, malabsorpčný syndróm, primárna a sekundárna hyperparatyreóza, diabetická ketoacidóza (fáza zotavenia), renálna tubulárna insuficiencia, renálna tubulárna insuficiencia, renálna tubulárna insuficiencia, alkoholické delírium, alkalóza, hypomagneziémia. Normálna tubulárna reabsorpcia je 83-95%. Pokles tubulárnej reabsorpcie fosfátu je spôsobený zvýšením hladiny PTH alebo primárnym defektom reabsorpcie fosfátu v renálnych tubuloch.

magnézium. Asi polovica horčíka v tele sa nachádza v kostiach. Ukázalo sa, že komplex Mg-ATP je nevyhnutný pre fungovanie Ca-pumpy, ktorá určuje úroveň impulzov buniek s vlastnosťou automatizácie (Moskalev Yu.I., 1985; Ryan M.F., 1991). V plazme je horčík distribuovaný v troch frakciách: voľný (ionizovaný) - približne 70-80%; spojené (s albumínom a inými proteínmi) - 20-30%; plne pripojený (komplexný) - 1-2%. Fyziologicky aktívny je ionizovaný horčík. Zvýšenie koncentrácie horčíka potláča sekréciu PTH (Brown E.M., Chen C.J., 1989).

Hypomagneziémia je najčastejšou príčinou hypokalcémie (Mundy G.R., 1990). Po doplnení horčíka sa hladina vápnika rýchlo normalizuje. Nedostatok horčíka sa môže vyvinúť s dedičnými deficitmi absorpcie, s alkoholizmom s podvýživou, poruchou funkcie obličiek, liečbou gentamicínom, tobramycínom, amikacínom, cyklosporínom, podvýživou. Pri nedostatku horčíka vzniká hypokalciémia v dôsledku zníženia sekrécie PTH a rozvoja rezistencie kostného tkaniva a obličiek na PTH (Ryan M.F., 1991). Vylučovanie horčíka močom sa zvyšuje s nadbytkom extracelulárnej tekutiny, hyperkalciémiou, hypermagneziémiou a v opačných situáciách klesá.

Celkový horčík sa meria fotometricky, ionizuje - pomocou iónovo selektívnych elektród. Hodnoty ionizovaného horčíka závisia od pH (Ryan M.F., 1991).

K rastu kostí do dĺžky dochádza v dôsledku prítomnosti metaepifýzovej chrupavkovej rastovej platničky v prechodnom úseku medzi diafýzou a epifýzou. Má štyri zóny. Povrch smerujúci k epifýze sa nazýva rezervná zóna. Po nej tvoria vytvorené bunky zónu proliferácie, tu sa nachádzajúce chondroblasty a chondrocyty sa priebežne delia. V dôsledku hypoxických podmienok v hlbokých vrstvách tejto oblasti bunky zažívajú hladovanie kyslíkom a hypertrofiu. Súhrn takýchto chondrocytov tvorí tretiu zónu - zónu hypertrofovaných chondrocytov. Nakoniec metabolické poruchy vedú k bunkovej smrti. V oblasti kalcifikovanej chrupavky sú pozorované mŕtve chondrocyty s mineralizovanou matricou. Zo strany diafýzy tu vyrastá veľké množstvo ciev. V podmienkach dobrého okysličenia sa osteogénne bunky nachádzajúce sa v blízkosti ciev diferencujú na osteoblasty a vytvárajú kostné trámce. Keďže k takémuto procesu dochádza na oboch koncoch orgánu, kosť sa úmerne predlžuje.