Kosti

Co tvoří kosti? Kost je složena z několika různých tkání a komponent, které jí dávají její charakteristickou pevnost a schopnost plnit různé funkce. Hlavními složkami kostí jsou:

Kostní buňky: Kostní buňky jsou živé buňky, které tvoří kostní tkáň. Hlavními typy kostních buněk jsou osteoblasty, které vytvářejí novou kostní hmotu, osteocyty, které udržují kostní tkáň, a osteoklasty, které rozkládají kostní hmotu.

Kostní tkáň: Kostní tkáň je složena z kolagenních vláken, která tvoří síť, do které jsou vkládány minerální látky, především hydroxyapatit, což je krystalická forma vápníku a fosforu. Tato kombinace kolagenních vláken a minerálních látek dává kostem jejich pevnost a tvrdost.

Kostní dřeň: Kostní dřeň je měkká tkáň, která je obsažena v dutinách kostí. Existují dvě hlavní typy kostní dřeně: červená kostní dřeň, která je zodpovědná za tvorbu krve, a žlutá kostní dřeň, která slouží jako místo pro ukládání tukových zásob.

Kostní obal. Kosti mají také svůj vlastní obal, zvaný periost, který je bohatý na nervy a cévy, což jim umožňuje komunikovat s ostatními částmi těla a udržovat svou životaschopnost.

• Celkově jsou kosti důležité pro podporu těla, ochranu vnitřních orgánů a účast v různých funkcích, jako je tvorba krve a uchovávání minerálních látek.

Kolagen a kosti.  Kolagen hraje klíčovou roli v kostech a jejich struktuře. Kostní tkáň obsahuje kolagenová vlákna, která tvoří síťovou strukturu, do které jsou vloženy minerální látky, zejména hydroxyapatit, což je krystalická forma vápníku a fosforu. Tato kombinace kolagenních vláken a minerálních látek poskytuje kostem jejich charakteristickou pevnost a tvrdost.

Co je kolagen? Kolagen je proteinová látka, která tvoří vlákna v mnoha tkáních v těle, včetně kostí, kůže, šlach, vazů a chrupavek. V kostech je kolagenová síť zodpovědná za odolnost vůči tahovým silám a flexibilitu kostí. Bez kolagenu by kosti byly křehké a náchylné k lámání.

Regenerace a adaptace. Kolagenová síť také pomáhá kostem regenerovat se a opravovat po zraněních nebo stresu. Během procesu hojení kostí se kolagenová tkáň stává důležitým prvkem pro obnovu kostní hmoty.

Role kolagenu a kosti. Kolagen tedy hraje důležitou roli v zachování zdravých kostí a jejich schopnosti plnit své funkce v těle, jako je podpora, ochrana orgánů a účast v procesech tvorby krve.

Osteokalcin a kost. Osteokalcin je protein, který je produkován kostními buňkami zvanými osteoblasty. Tento protein je důležitý pro regulaci metabolismu vápníku a má několik klíčových funkcí v kostech a celém těle:

Regulace metabolismu vápníku: Osteokalcin hraje důležitou roli v homeostáze vápníku v těle. Při zvýšení hladiny osteokalcinu v krvi se zvyšuje absorpce vápníku ve střevech, což pomáhá udržovat normální hladinu vápníku v krvi. To je důležité pro zajištění kostní pevnosti a funkce svalů a nervů.

Regulace kostní remodelace: Osteokalcin pomáhá řídit proces kostní remodelace, který zahrnuje střídavou resorpci (rozklad kostní hmoty) osteoklasty a tvorbu nové kostní hmoty osteoblasty. Tímto způsobem osteokalcin podporuje udržování a obnovu kostí.

Úloha v energetickém metabolismu: Osteokalcin byl také spojen s regulací hladiny cukru v krvi a metabolismem tuků. Některé studie naznačují, že osteokalcin může ovlivňovat citlivost na inzulín a metabolismus tuků.

Vliv na hormonální rovnováhu: Osteokalcin může mít vliv na produkci hormonů v těle, včetně leptinu, který reguluje chuť k jídlu, a testosteronu, který je důležitý pro mužský reprodukční systém.

Celkově řečeno, osteokalcin je důležitým proteinem, který má široké účinky na metabolismus vápníku, kostní remodelaci a metabolismus v těle. Jeho přesná role a regulace jsou stále předmětem výzkumu, a proto se stále objevují nové poznatky o jeho funkcích.

Co je to Osteocyt? Osteocyty jsou jedním ze čtyř typů kostních buněk. Osteocyty produkují kolagen a další látky, které tvoří extracelulární matrix kosti. Osteocyty jsou obklopeny kostní tkání (na rozdíl od osteoblastů a osteoklastů, které se vyskytují na povrchu kosti). Viz také osteo-, -cyt, kostní buňky.

Popis:

Kosti jsou žluto bílé barvy. Kosti jsou zároveň pevné i pružné.

Dělení kostí:

Dlouhé kosti (ossa longa). Jsou kosti, u kterých výrazně převládá délka nad ostatními rozměry, tvoří většinu kostry končetin, prostředek kosti se nazývá diafýza, konce kosti epifýza.

Krátké kosti (ossa breva). Jsou kosti přibližně krychlovitého tvaru, např. sezamské kosti, karpy

Ploché kosti (ossa plana). Jsou úzké, oploštělé kosti, většinou zakroucené, např. costae, os temporale

Nepravidelné kosti. Vertebrae

Poznámky:

Diafýza. Diafýza je střední část dlouhé kosti mezi metafýzami.

Metafýza. Metafýza je část dlouhé kosti na přechodu její okrajové části epifýzy a diafýzy.

Epifýza. Epifýza je koncová část dlouhé kosti, na kterou naléhá metafýza se svou metafyzární chrupavkou (pokud kost roste) nebo bez ní (po zástavě růstu kosti). Může být na obou koncích dlouhých kostí nebo pouze na jednom konci kosti.

Úloha kostí:

• ochranná funkce
• opěrná a podpěrná funkce
• biomechanická funkce pák
• krvotvorný orgán
• zásobárna minerálních látek
• energetický zdroj

Popis kosti:

Okostice. Na povrchu kosti se nachází tenká, tuhá blána okostice (periost). Okostice je bohatě prokrvená, proto je citlivá a bolestivá. Okostice zabezpečují výživu kostí, růst do šířky a srůstání kostí při zlomeninách.

• Pod okosticí je kostní tkáň, která u člověka vytváří dva typy kostí, vláknitou (fibrilární) a vrstevnatou (lamelární) kost.

Vláknitá kost. Vláknitá (fibrilární) kost se vyskytuje u člověka ve vývoji a později v dospělosti se zbytky vláknité kosti nachází okolo ušního labyrintu, v některých hrbolech, vyvýšeninách, drsnatinách a v blízkosti švů lebky.

Vrstevnatá kost. Vrstevnatá (lamelární) kost se vyskytuje v dvou formách: soudržná hmota a houbovitá hmota.

Houbovitá hmota. V houbovité hmotě kostní trámce nejsou uspořádané náhodně, ale do určitých směrů, podle působení tlaku a tahu na kost. Každá kost má svoji specifickou a typickou architektoniku, která je dynamická a při změně zatížení schopná rychlé přestavby.

Práce kostí:

Kost pracuje, ovládaná svaly, jako jednoduchý stroj nazvaný páka. Biomechanickou funkcí pák plní kosti spojené mezi sebou pohyblivými kloubními spojeními.

• Dlouhé kosti představují ramena pák, které mají opěrný bod v ose kloubu.

• Za rameno síly se považuje kolmá vzdálenost svalové síly od osy kloubu (osa otáčení – O) a za rameno břemene působí hmotnost příslušného článku těla (pažní kost, předloktí apod.).

Spojení kostí

Kosti představují nepohyblivé páky, u kterých pohyb může být zabezpečený tehdy, když mezi kostmi jsou pohyblivá spojení. Spojení zabezpečují pohyb, který má určitý stupeň volnosti. Rozeznáváme dva základní druhy spojení kostí:

• Pevné spojení pomocí pojivové tkáně (vazivo, chrupavka a kost), tato spojení jsou málo pohyblivá nebo nepohyblivá.

• Pohyblivá spojení jsou spojení dotykem dvou anebo více kloubových ploch, tato spojení jsou dobře pohyblivá a nazývají se kloub.

RANKL (Receptor Activator of Nuclear Factor κB Ligand). Je důležitý protein v souvislosti s kostním metabolismem a kostním remodelováním. Spolu s jeho receptorem, RANK (Receptor Activator of Nuclear Factor κB), hraje klíčovou roli v regulaci aktivity osteoklastů, buněk zodpovědných za rozklad kostní hmoty. Tato regulace je nezbytná pro udržení rovnováhy mezi kostní resorpcí (rozkladem kostní tkáně) a kostní tvorbou, což umožňuje udržovat pevnost kostí a pružnost kostního systému.

Co to je? Konkrétně RANKL je protein, který je produkován osteoblasty, kostními buňkami, které jsou zodpovědné za tvorbu nové kostní tkáně. RANKL se váže na svůj receptor RANK, který se nachází na povrchu prekurzorů osteoklastů, a tím aktivuje tyto buňky, aby se diferencovaly do zralých osteoklastů. Zralé osteoklasty poté rozkládají kostní matrix a uvolňují minerální složky kosti.

Osteoprotegerin (OPG). Osteoprotegerin (OPG) je další důležitý protein, který souvisí s RANKL a RANK. OPG funguje jako “receptorový decoy” pro RANKL. To znamená, že OPG může vázat RANKL a zabránit jeho interakci s RANK. Tím pádem OPG působí jako inhibiční faktor kostní resorpce, což pomáhá udržovat rovnováhu mezi kostní resorpcí a tvorbou.

Interakce. Celkově tato interakce mezi RANKL, RANK a OPG má klíčový vliv na kostní remodelaci a metabolismus vápníku v těle. Dysregulace této soustavy může vést k různým kostním onemocněním, jako je osteoporóza, kde dochází k nadměrné kostní resorpci a oslabení kostí. Proto je RANKL-RANK-OPG systém důležitým bodem studia v oblasti kostního metabolismu a léčby kostních onemocnění.

Parathormon (PTH). Parathormon (PTH) hraje důležitou roli v regulaci metabolismu vápníku v kostech. Jeho hlavní úlohou v kostech je stimulovat rozklad kostní tkáně, což vede k uvolnění vápníku z kostí do krve. Zde jsou hlavní funkce parathormonu v kostech:

Aktivace osteoklastů: Parathormon stimuluje činnost osteoklastů, což jsou buňky zodpovědné za rozklad kostní tkáně. Osteoklasty resorbují (rozkládají) minerální složky kostí a uvolňují vápník a fosfát do krve. Tímto způsobem parathormon zvyšuje hladinu vápníku v krvi.

Inhibice osteoblastů: Osteoblasty jsou buňky, které jsou zodpovědné za tvorbu nové kostní tkáně. Parathormon může inhibovat aktivitu osteoblastů, což omezuje tvorbu nové kostní hmoty. To znamená, že v přítomnosti parathormonu je rozklad kostní tkáně (resorpce) větší než tvorba nové kosti (osteogeneze), což vede ke zvýšenému uvolňování vápníku z kostí.

Poznámka: Celkově řečeno, parathormon působí proti resorpci vápníku kostní tkání a zvyšuje uvolňování vápníku z kostí do krve. Tímto způsobem pomáhá udržovat hladinu vápníku v těle v úzkém rozmezí. Pokud hladina vápníku v krvi klesne pod určitou úroveň, příštítné žlázy produkují více parathormonu, aby stimulovaly uvolňování vápníku z kostí a zvýšily jeho absorpci ve střevech a ledvinách. Toto je důležité pro udržení normálního funkčního stavu kostí a hladiny vápníku v těle.