Kosti a kostní tkáň

V článku se dozvíte něco o fungování kostního metabolismu, významu vápníku či vitamínu D a další zajímavosti.

Obsah:


Jak je kost tvořena a jak roste?


Kostra a kosti vytváří mechanickou oporu těla a společně se svaly umožňují pohyb. Kostra však není jen jakési pouzdro, které chrání vnitřní orgány. Plní i mnoho dalších funkcí. V jednotlivých kostech probíhá po celý život látková přeměna, jsou zásobárnou vápníku a místem uložení kostní dřeně.

Tvar kostí

Podle tvaru rozdělujeme kosti na:

  1. Kosti dlouhé (například kost klíční, pažní, loketní, vřetenní, stehenní, holenní a lýtková)
  2. Kosti krátké (například zápěstní kůstky nebo obratle)
  3. Kosti ploché (například lebka, lopatky, žebra, hrudní kost a pánev)

Uprostřed kosti nalezneme dřeňovou dutinu, která je vyplněna kostní dření. Na povrchu je kost obalena vazivovou blánou – okosticí (periost). Okostice má úlohu ochrannou, vyživovací a kostitvornou. V dutině dlouhých kostí nacházíme převážně žlutou kostní dřeň, v plochých kostech především červenou kostní dřeň.

Kostní dřeň

Kostní dřeň je měkká rosolovitá tkáň, která tvoří důležitou složku kosti. Rozeznáváme tři typy kostní dřeně:

  • Červenou – v této dřeni jsou uloženy kmenové buňky pro tvorbu všech základních typů bílých i červených krvinek, krevních destiček i kostních buněk a síť vláken s krevními cévami (vlásečnicemi), do kterých se nové buňky uvolňují.
  • Žlutou – během života postupně nahrazuje červenou a tvoří ji tukové vazivo.
  • Šedou – degradovaná kostní dřeň u starých nebo podvyživených lidí.

U dětí se červená kostní dřeň nachází ve všech kostech, později je nahrazována žlutou kostní dření a přetrvává pouze v plochých kostech, hrudní kosti, žebrech, lebečních kostech, pánvi a stehenní kosti.

Růst kosti

Dlouhé kosti končetin se skládají z prostřední části (diafýza) a dvou koncových rozšířených částí (epifýzy). Mezi diafýzou a epifýzami se po dobu růstu nachází růstová ploténka, která umožňuje růst kostí do délky.

Růst kosti ovšem nemůže probíhat jako v jiných tkáních dělením buněk. Kost roste přikládáním novotvořené tkáně k tkáni starší, tzv. apozicí. Tento typ růstu ovšem vyžaduje stálou tvarovou opravu. Rostoucí kost proto prochází trvalou přestavbou (remodelací).


Jakou funkci mají jednotlivé kostní buňky, které tvoří kostní tkáň?


Kost je tvořena z jedné třetiny organickou základní vrstvou – matrix a ze dvou třetin kostním minerálem.

Kostní matrix se skládá z bílkovin. Hlavní složkou je šroubovitá bílkovina kolagen typu I, další složkou jsou tzv. nekolagenní bílkoviny osteokalcin, osteonektin, osteopontin a kostní sialoprotein.

Kostní minerál je tvořen anorganickými látkami - malými krystalky hydroxyapatitu a kalciumfosfátu a k tomu dalšími minerálními solemi vápníku (uhličitan vápenatý, fluorid vápenatý, fosforečnan vápenatý atd.). Lidské tělo obsahuje průměrně 1 kg vápníku. Drtivá většina vápníku je v kostech, zbylá část v zubech. V případě potřeby nebo při nedostatku se z kostí uvolňuje.

Stavba kostní tkáně

Kost je tvořena kostí fibrilární (vláknitou) a lamelární (vrstevnatou). Úplný povrch kosti tvoří okostice.

Fibrilární kost je z vláken a tvoří v dospělosti pouze některé hrbolky, výběžky a drsnatiny, na které se upínají svaly.

Lamelární kost je základem převážné části kostry těla. Tvoří ji:

  1. z 80 % pevná plášťová část kompaktní kost (kompakta), která je nositelkou mechanických vlastností skeletu. Její hlavní funkcí je odolat tlaku a tahu.
  2. z 20 % houbovitá kost (spongióza), která je složena z trámců (trabekul). Má za úkol přenos tlaku na kompaktní kost. Je mnohem metabolicky aktivnější než kompaktní kost, probíhá v ní látková výměna a remodelace.

Základní stavební jednotkou kompakty je osteon, což je komplex až dvaceti destiček (lamel), které jsou uspořádány soustředně nebo podélně s osou kosti. Uprostřed osteonu je Haversův kanálek, ve kterém běží cévy a nervy. Kostní buňky (osteocyty, osteoblasty a osteoklasty) sídlí ve stěně trámců spongiózy nebo ve stěně lamel kompakty.

Celkovému uspořádání průběhu trámců spongiózy a lamel kompakty v kosti říkáme kostní architektonika. Při osteoporóze vznikají zlomeniny nejen z nedostatku vápníku nebo po menopauze u žen, ale stejnou měrou i z porušení této architektoniky. Kostní tkáň má v novorozeneckém období houbovitý ráz (spongiózní kost) a teprve postupem času je stále více mění na kompaktní kost. Hovoříme také o primární a sekundární kosti.

Kostní buňky

  • Osteoklasty – jejich hlavní funkcí je odbourávání kosti.
  • Osteoblasty – vytvářejí souvislou vrstvu na povrchu kosti. Při růstu kosti některé zarůstají do kosti a transformují se do osteocytů.
  • Osteocyty – buňky přímo uvnitř kosti.

Kostní metabolismus – odbourávání a novotvorba kosti


Každá kost v našem těle je neustále přestavována (remodelována) díky tzv. kostnímu metabolismu. Jedná se o složitý děj, kdy se odbourávají opotřebované staré složky kosti a tvoří se složky nové. Celý proces je v rovnováze a jeho případná odchylka vede k různým poškozením kostí.

Přestavba kosti

Proces kostní přestavby je trvalou součástí životního cyklu každé kosti. U dospělého organismu je v "klidovém stavu" asi 80 % spongiózní a 95 % kompaktní kosti. Zbytek se právě přestavuje pomocí dvou paralelně probíhajících procesů – kostního odbourávání a kostní novotvorby. Na remodelaci kostí se podílí několik typů buněk, zejména však osteoblasty a osteoklasty.

Buňkou odbourávající kost je osteoklast

Předpokládá se, že osteoklasty vznikají z buněk kostní dřeně. Osteoklasty jsou poměrně pohyblivé buňky, které během odbourávání kloužou po povrchu kosti a produkují enzymy rozkládající tzv. kostní kolagen. Další rozklad pak zajišťují osteoblasty.

Buňkou tvořící kost je osteoblast

Podle posledních údajů vznikají osteoblasty z tzv. kmenových buněk, které jsou v kostní dřeni. Vystýlají celý vnitřní povrch kosti a produkují kolagen, který je základní složkou kostní hmoty. Osteoblasty produkují i ostatní část kosti, která je z bílkovin. Když tloušťka vrstvy bílkovin obklopující osteoblast dosáhne určité hodnoty, začíná jeho mineralizace.

Růst kosti

V průběhu dětství a dospívání rychle narůstá kostní hmota (převládá novotvorba nad odbouráváním). Maximálních hodnot kostní hmoty je dosaženo mezi 20. a 30. rokem věku (poté je rovnováha a později převládá odbourávání nad novotvorbou). Maximální dosažené hodnoty kostní hmoty, stejně jako rychlost úbytku v dalším období, jsou ovlivněny vrozenou predispozicí, dietními návyky (kouření, alkohol), fyzickou aktivitou a především hormonální situací. Snížená produkce estrogenů urychluje úbytek kostní hmoty v jakémkoli věku (především ale po menopauze a ve stáří).

Špatnou kostní přestavbu nejčastěji způsobuje:

  • nedostatek vápníku v potravě, nedostatek vitaminu D a nedostatek vitaminu K,
  • vrozená predispozice a snížená fyzická aktivita,
  • kouření a alkohol,
  • nedostatek růstového hormonu, nedostatek pohlavních hormonů,
  • léčba steroidními hormony, zejména u dívek dlouhodobě léčených kortikosteroidy.

Příkladem nevyvážené přestavby kosti je osteoporóza

Osteoporóza je Světovou zdravotnickou organizací (WHO) definována jako absolutní úbytek kostní hmoty (při zachování poměru mezi minerální a bílkovinnou složkou), provázený poruchou stavby kosti a zvýšeným rizikem zlomenin. Nevyváženost obou procesů, především oslabení novotvorby kosti, je nejčastější příčinou osteoporózy. Detailní znalosti procesů přestavby kostí jsou proto naprosto nezbytné k léčení tohoto onemocnění, jehož různými formami trpí v ČR asi 10 % všech občanů! Osteoporózou jsou postiženy především ženy ve věku padesát a více let. Osteoblasty se totiž vážou na estrogeny, které podporují tvorbu kostních bílkovin. Estrogeny chybí právě v období po klimakteriu.


Vliv vápníku a vitaminu D na metabolismus kosti


Vápník uložený v kostech je zásobárnou v době, kdy je jeho přísun do organismu nedostatečný. V kostře dospělého člověka je uloženo asi 1 000 g kalcia a je vystaveno stálé výměně krevní cestou (denně do skeletu a z něho proudí asi 0,5 g).

Pokles hladiny vápníku je pro organismus velmi nebezpečný. Proto se tělo snaží všemi možnými prostředky vápník v krvi udržet v normálních hladinách. Příštítná tělíska neustále kontrolují hladinu vápníku v krvi. Nedostatek vápníku stimuluje příštítná tělíska ke zvýšené produkci parathormonu.

Parathormon stimuluje kostní metabolismus, neboť kosti jsou největší zásobárnou vápníku v těle. Poté se díky odbourávání kostí uvolňuje vápník. To vede zpočátku ke všeobecným potížím pohybového aparátu a později i ke zlomeninám kostí. Navíc uvolněný vápník tvoří s nevyloučeným fosfátem sůl. Ta se ukládá v tkáních a cévách a zvápenatí je, což může po čase vyvolat vážné poruchy funkce různých orgánů.

Pro vstřebávání vápníku ve střevech je velmi důležitý vitamin D (přesněji jeho forma D3 - cholekalciferol) . I dostatečné množství vápníku v potravě není bez správného příjmu vitaminu D organismem nedostatečně využito.

Cholekalciferol je tělo schopno samo vytvářet v kůži, pokud je vystavena slunečnímu záření. Na vlastní produkci vitaminu D však nelze příliš spoléhat, protože jeho tvorba závisí na mnoha dalších faktorech. Proto je nutné konzumovat dostatečné množství potravin bohatých na vitamin D.

Jeho přísun do těla je také možné zajistit užíváním doplňků stravy nebo léků s obsahem vitaminu D.

  • Doporučená denní dávka vápníku je 1 200 mg
  • Doporučená denní dávka vitaminu D je 800–1 200 IU

Zajímavosti o kostech


Víte, že…

  • kosti tvoří pouze 12 % váhy našeho těla? Na jedné straně jsou silné, aby udržely váhu těla, na druhé straně zas lehké, abychom se mohli pohybovat.
  • počet kostí nemáme každý stejný a že záleží na věku? Po ukončení růstu mezi 18. – 25. rokem jich máme nejčastěji 206.
  • v lebce máme 29 různých kostí?
  • čtvrtina lidských kostí se nachází v nohách?
  • největší kostí je stehenní, u dospělého dlouhá cca 45 cm?
  • nejmenší kost měří jen 5 mm, je to třmínek ve středním uchu?
  • kostra a zuby obsahuje 99% veškerého vápníku v těle a plní funkci jeho zásobníku?
  • v kostře dospělého člověka je uložen asi 1 kg vápníku
  • pokud si kost zlomíme, hned pár minut poté začíná proces hojení?
  • dinosauří kosti se používají v Číně jako lék tradiční čínské medicíny?

Související články

Prevence náhlé srdeční smrti

Nový díl cyklu o vyšetřovacích a léčebných metodách byl natočen na Kardiologickém oddělení Nemocnice Na Homolce. V čem spočívá prevence náhlé srdeční smrti vám vysvětlí prof. MUDr. Petr Neužil, CSc., FESC z Oddělení intervenční kardiologie. Dozvíte se, co to je náhlá srdeční smrt a kdy je třeba začít s její prevencí a budete se moci podívat, jak probíhá zavedení implantabilního defibrilátoru do těla. 

Experti OECD označují oblasti pro zlepšení zdravotnické politiky ČR v onkologii

Ústav zdravotnických informací a statistiky ČR a Česká onkologická společnost ČLS JEP vydávají tiskovou zprávu. 

Od myšlenky k vynálezu: Vývoj nového léku

Šest kroků, které trvají 12 let a stojí miliardu švýcarských franků (film).