Kości - budowa, rodzaje i funkcje

Kość to element budujący układ kostny człowieka. Składa się z tkanki kostnej, która nadaje jej kształt oraz ze szpiku kostnego, który jest zawarty w jej wnętrzu. Ludzkie kości stanowią bierny narząd ruchu, ochraniają narządy wewnętrzne takie jak: serce, płuca czy mózg.

Podstawową jednostką budulcową kości są blaszki kostne. Każdą z kości pokrywa okostna, z kolei przylegające do siebie w obrębie stawu powierzchnie kostne okryte są niczym innym jak chrząstką stawową.

Zewnętrzną część kości stanowi tkanka kostna blaszkowata zbita, zwana również istotą zbitą. Wewnętrzna to tkanka kostna blaszkowata gąbczasta, zwana także istotą gąbczastą. Istnieją pewne różnice między tkanką kostną zbitą a tkanką kostną gąbczastą.

Pacjenci często zastanawiają się ile kości ma człowiek?. Okazuje się, że w ciele dorosłego człowieka występuje około 206 kości. Najmniejsza kość człowieka znajduje się w obrębie ucha środkowego. Jest równie mała co, połówka ziarnka ryżu - ma około 3 mm. Ta kość to strzemiączko.

Tkanka kostna zbita

Pierwszy rodzaj tkanki kostnej to tkanka kostna blaszkowata zbita znajdująca się w trzonach kości długich i na zewnątrz kości płaskich i krótkich. W tej tkance wyróżniamy 4 rodzaje blaszek kostnych:

• podstawowe zewnętrzne,
• systemowe,
• międzysystemowe,
• podstawowe wewnętrzne.

Blaszki kostne systemowe z kanałami osteonu tworzą osteony, które są podstawową jednostką strukturalno-czynnościową kości człowieka.

Tkanka kostna gączbasta

Na podstawie charakteru blaszek wyróżniamy także tkankę kostną blaszkowatą gąbczastą, znajdującą się w nasadach kości długich i we wnętrzu kości płaskich i krótkich. W niej blaszki tworzą beleczki, które krzyżują się w różnoraki sposób, zapewniając odpowiedni opór różnym obciążeniom.

Pod względem składu kości, blaszki kostne zbudowane są w 50-70 proc. ze związków nieorganicznych. Związki takie jak sole wapnia (węglan wapnia, fosforan wapnia, chlorek wapnia) a także fosforu (fosforan magnezu) stanowią ważny składnik kości.

Tak duża zawartość związków nieorganicznych nadaje kości twardość i kruchość. Blaszkę kostną budują także związki organiczne tworzące osseinę (ok. 30 proc.), która stanowi o elastyczności kości.

Kości ludzkie są bardzo wytrzymałe na działanie wielu obciążeń. Zawdzięczają to obecności włókien kolagenowych i ich odpowiedniemu ułożeniu w poszczególnych blaszkach kostnych.

Związki nieorganiczne, organiczne i włókna kolagenowe są elementami budującymi blaszki kostne i jednocześnie stanowią substancję międzykomórkową tkanki kostnej.

W blaszkach kostnych mieszczą się jamki kostne wypełnione płynem tkankowym. W tych jamkach znajdują się komórki tkanki kostnej.

Są to: osteoblasty – komórki produkujące substancję międzykomórkową, czyli komórki kościotwórcze, osteocyty – dojrzałe komórki tkanki kostnej, połączone ze sobą licznymi wypustkami w kanalikach kostnych pomiędzy jamkami kostnymi oraz osteoklasty – makrofagi kostne mające zdolność do przebudowy tkanki kostnej.

Substancja międzykomórkowa tkanki kostnej u dzieci zawiera większą ilość białka, z tego powodu, układ kostny młodych pacjentów jest bardziej elastyczny i odporny na złamania czy zwichnięcia.

Z upływem czasu proporcja związków organicznych do związków nieorganicznych ulega pewnym zmianom. Układ kostny ludzi w podeszłym wieku zawiera mniej składników mineralnych (zachodzi tzw. demineralizacja) oraz kolagenu, z tego powodu kości są bardziej narażone na urazy.

Każda kość otoczona jest okostną. Jest to tkanka łączna włóknista zwarta o utkaniu regularnym, unerwiona i unaczyniona. Dzięki jej obecności do kości wchodzą naczynia niosące między innymi substancje niezbędne do jej odżywienia. Unerwienie okostnej zapewnia zmysł czucia w obrębie kości.

Wnętrze kości (od strony kanału szpikowego) pokryte jest cienką śródkostną, którą stanowią komórki płaskie przypominające nabłonek. Na powierzchniach stawowych znajduje się tkanka chrzęstna.

Kości u człowieka pełnią wiele istotnych funkcji. Najważniejsze z nich to:

• Funkcja ochronna – kości chronią narządy wewnętrzne (klatka piersiowa – płuca, serce, miednica – narządy rozrodcze, czaszka – mózg),
• Stanowią miejsce przyczepu, rusztowanie dla mięśni, współtworząc narząd ruchu,
• Biorą udział w utrzymaniu odpowiedniej homeostazy wapniowej w organizmie. Magazynują jony wapnia i fosforu dzięki kalcytoninie produkowanej w tarczycy. Jony te mogą być uwalniane w razie potrzeby z kości pod wpływem parathormonu,
• Szpik kostny czerwony znajdujący się w kościach produkuje wszystkie krwinki.

Kość ulega ciągłej przebudowie. Na przykład unieruchomienie kości w wyniku złamania prowadzi do atrofii, czyli jej zaniku, a z kolei mechaniczne obciążenie powoduje jej przerost (np. u osób pracujących fizycznie). Cecha ta razem z nieprawidłowym obciążaniem szkieletu prowadzi do wad postawy.

Istnieją różne rodzaje i kształty kości. W ludzkim układzie kostnym znaleźć można zarówno kości długie, krótkie, płaskie, różnokształtne, jak i pneumatyczne.

Kości długie pełnią funkcję dźwigni lub podpory ciała. Przykładem kości długiej może być np.:

• długa kość piszczelowa,
• kość strzałkowa,
• kość promieniowa,
• kość ramienna,
• kość łokciowa,
• obojczyk.

Kości długie to również kości palców człowieka.

Kości krótkie umożliwiają wykonywanie złożonych, precyzyjnych ruchów. Przykładem mogą być tutaj kości nadgarstka oraz kości stępu np. kość łódkowata, kość piętowa wraz z guzem piętowym, kość klinowata, trzeszczki, kość łódkowata.

Płaskie kości w ciele człowieka osłaniają narządy wewnętrzne lub stanowią powierzchnie przyczepu mięśni. Przykład? Kość płaska to np.:

• kość czołowa,
• kość łopatki,
• mostek,
• kość biodrowa.

Kości różnokształtne to takie, które ochraniają narządy lub stanowią miejsce przyczepu mięśni. Przykładem kości różnokształtnej może być np. żuchwa. To również kręgi kręgosłupa oraz kosteczki słuchowe.

Kości pneumatyczne występują u ludzi wyłącznie w obrębie czaszki. Przykładem kości pneumatycznej jest:

• kość sitowa,
• kość klinowa,
• kość szczękowa,
• kość czołowa.

Kształty kości

Długość kości długich przewyższa ich szerokość i grubość. Kości te wyposażone są w trzon, koniec bliższy oraz dalszy. Każdy z końców oddzielony jest od trzonu powłoką chrząstki nasadowej. W środku trzonu znaleźć można jamę szpikową, a w niej z kolei szpik żółty (nie posiada on funkcji krwiotwórczej).

Kości krótkie charakteryzują się podobną długością, szerokością oraz grubością. Kości różnokształtne, czyli np. kręgi, charakteryzujące się nieregularnym kształtem. Kości płaskie mają najmniejszą grubość. W ich wnętrzu znajduje się szpik czerwony, posiadający funkcje krwiotwórcze. Kości pneumatyczne to taki element układu kostnego, który zawiera puste przestrzenie wyściełane błoną śluzową. Są to również kości zawierające jamy wypełnione powietrzem.

Z czego wynikają różnice w kształcie kości? Różnorodność kształtów ludzkich kości wynika przede wszystkim z tego, że kości pełnią bardzo różne funkcje. Nie bez znaczenia jest również siła nacisku sąsiadujących z nimi mięśni i kości.

Gdybyśmy chcieli wskazać związek między kształtem a funkcją kości, doskonałym przykładem mogłaby być kość długa. Jej szerokość i grubość znacznie różni się od długości. Kość ta pozwala nam utrzymywać odpowiednią pozycję. Pozwala także na poruszanie.

W obrębie okostnej znajdują się naczynia krwionośne, naczynia chłonne oraz nerwy. Bogate czuciowe unerwienie sprawia ogromny ból, kiedy uderzymy się o jakiś wystający, twardy przedmiot brzegiem przednim kości piszczelowej.

Duże naczynia usytuowane są tam, gdzie znajduje się zewnętrzna, włóknista warstwa. Mniejsze, delikatne naczynia znaleźć można z kolei w warstwie wewnętrznej.

Szpik kostny to gąbczasta tkanka znajdująca się wewnątrz jam szpikowych kości płaskich. Można znaleźć go w:

• żebrach,
• trzonach kręgów,
• miednicy,
• kościach czaszki,
• łopatkach.

Dodatkowo, występuje w nasadach kości długich. Jest najważniejszym narządem krwiotwórczym w ludzkim ciele.

U dorosłych ludzi występują dwa rodzaje szpiku kostnego – pierwszy to szpik kostny czerwony, drugi zaś to szpik żółty. U noworodków szpik czerwony znajduje się we wszystkich kościach, ale od czwartego roku życia zaczyna ulegać zanikowi.

Jest to jedna z głównych przyczyn występowania chorób nowotworowych układu krwiotwórczego u najmłodszych pacjentów. Z wiekiem ilość szpiku żółtego w organizmie człowieka zwiększa się.

Żółty szpik kostny zbudowany jest przede wszystkim z tkanki tłuszczowej. Odpowiada za jej magazynowanie. Poza tym, nie spełnia jakiejś znaczącej funkcji w ludzkim ciele. Sytuacja wygląda zgoła inaczej w przypadku czerwonego szpiku kostnego.

Czerwony szpik kostny odpowiada za wytwarzanie składników krwi np. ertytrocytów, leukocytów (głównie granulocytów), trombocytów i płytek krwi. Każdy rodzaj komórek krwi wytwarzanych przez szpik kostny spełnia ważną funkcję. Czerwone krwinki, zwane erytrocytami transportują tlen do tkanek w ludzkim ciele.

Leukocyty, stanowią podstawowy składnik układu immunologicznego człowieka. Chronią przed rozwojem chorób nowotworowych oraz infekcji. W szpiku znajdują się także krwiotwórcze komórki macierzyste, odpowiedzialne za wytwarzanie „zdrowej krwi”.

Najczęściej występującą chorobą kości jest osteoporoza. To stan chorobowy charakteryzujący się zmniejszeniem masy kostnej w stosunku do normy. To również zrzeszotnienie kości, czego skutkiem jest ścieńczenie i zmniejszenie się liczby blaszek kostnych. W wyniku tego dochodzi do znacznego zmniejszenia się wytrzymałości tkanki kostnej i zwiększenia podatności kości na złamania. Występuje głównie u kobiet, szczególnie w okresie menopauzy.

Przyczyny osteoporozy to głównie wczesne przekwitanie, podeszły wiek, mukowiscydoza. Istnieje wiele czynników ryzyka zwiększających podatność na tę chorobę:

• uwarunkowania genetyczne,
• nieprawidłowe żywienie,
• picie alkoholu,
• palenie papierosów,
• przyjmowanie leków,
• niedobór witaminy D,
• długotrwałe unieruchomienie kończyny,
• cukrzyca,
• reumatoidalne zapalenie stawów.

Początkowo osteoporoza nie wykazuje charakterystycznych objawów. Pojawiają się bóle kończyn przy obciążeniu, ból kręgosłupa, kifoza piersiowa (tzw. garb starczy). Może dojść do zmniejszenia wzrostu w wyniku złamań kompresyjnych kręgów. Najbardziej charakterystycznym objawem są częste złamania nawet przy niewielkich obciążeniach.

Głównym badaniem diagnostycznym jest badanie densytometryczne kośćca. Określa ono gęstość związków mineralnych w kości. Badaniem dodatkowym może być badanie RTG, na którym zmiany widoczne są dopiero w zaawansowanym stadium osteoporozy.

Profilaktycznie zaleca się odpowiednią dietę polegającą na uzupełnieniu niedoborów wapnia, białka, suplementację witaminą D3. Zaleca się uprawianie sportu w celu wzmocnienia kości i mięśni, w szczególności przed menopauzą. Należy zapobiegać sytuacjom prowadzącym do złamań.

Leczenie osteoporozy polega na farmakologicznym pobudzaniu komórek kościotwórczych i hamowaniu działania komórek kościogubnych w zależności od parametrów metabolizmu tkanki kostnej i typu ubytku kości.

Niezbędna jest rehabilitacja, poprawa siły mięśniowej i sprawności stawów. Konieczne są też masaże.

Nowoczesną metodą leczenia osteoporozy jest wertebroplastyka przezskórna polegająca na wprowadzeniu cementu kostnego do trzonu kręgu za pomocą igły. Wynikiem zabiegu jest całkowity lub częściowy zanik bolesności kręgosłupa. Dzięki niedużej inwazyjności metody (w porównaniu z klasyczną operacją) czas rekonwalescencji i rehabilitacji jest znacznie krótszy.