Kości i tkanka kostna

Kość jest tkanką łączną wyspecjalizowaną w funkcji wsparcia.Składa się z bardzo twardej, zmineralizowanej macierzy zewnątrzkomórkowej i składnika komórek, zwanych osteocytami.Macierz, bogata w wapń, tworzy złożoną trójwymiarową sieć, która otacza wszystko „wewnątrz małe luki te same komórki, które go wyprodukowały."

MATRYCA ZEWNĘTRZNA, zwana również macierzą kostną lub macierzą wewnątrzkomórkową

Podobnie jak wszystkie rodzaje tkanki łącznej, macierz pozakomórkowa składa się ze składnika amorficznego (nie ma własnego kształtu), bardzo małego i zasadniczo proteoglikanu oraz obfitego składnika włóknistego, składającego się głównie z włókien kolagenu typu I.

W obrębie tkanki kostnej i samej macierzy zewnątrzkomórkowej możemy rozpoznać składniki organiczne (30-35%) i pozaorganiczne (65-70%), które często są objęte pojedynczym terminem osseina.

Włókna kolagenowe odpowiadają za elastyczność kości,

natomiast frakcja nieorganiczna związana jest z ich twardością.

KOMPONENTY ORGANICZNE MATRYCY

Wśród składników organicznych pamiętamy, oprócz kolagenu, proteoglikany, niektóre białka niekolagenowe, cytokiny i czynniki wzrostu. Najliczniej występującym pierwiastkiem jest kolagen typu I, który jest zorganizowany we włókna, które pełnią rolę nośnika (matrycy) dla sedymentacji soli w procesie mineralizacji.Pozostałe składniki białkowe (osteokalcyna, osteonektyna, osteopontyna) pełnią funkcję modulującą to proces powstawania, mineralizacji i adhezji między komórkami a macierzą kostną.

Jak wspomniano, włókna kolagenowe nie układają się losowo, ale układają się w regularny sposób, tworząc macierz organiczną zwaną osteonem.

Osteone nadaje kościom znaczną wytrzymałość i zwartość (mówi się, że kość ma strukturę płytkową, patrz niżej).

Kolagen, podobnie jak inne składniki matrycy organicznej, jest wydzielany przez osteoblasty.

SKŁADNIKI NIEORGANICZNE TKANKI KOSTNEJ

Wśród składników nieorganicznych wyróżniamy minerały takie jak wapń, fosfor, fluor i magnez, które nadają kościom charakterystyczną, dobrze znaną wszystkim twardość.

Wapń występuje w postaci difosforanu wapnia, odkładającego się w postaci kryształów podobnych do hydroksyapatytu i zakotwiczonych na włóknistym podłożu kolagenowym.

Kryształy hydroksyapatytu układają się wzdłuż włókien kolagenowych w uporządkowany sposób.

Są też inne sole, takie jak węglan wapnia (składnik marmuru) oraz śladowe ilości fosforanu magnezu i fluorku wapnia (ważny również w zębach).

Obecność minerałów nadaje kościom jedynie stopień twardości niższy niż szkliwo.

KORELACJA FUNKCJONALNA I CHARAKTERYSTYKA TKANKI KOSTNEJ

Obecność minerałów, a także obfitość i szczególne rozmieszczenie włókien kolagenowych, nadaje kości wybitne właściwości mechaniczne w zakresie twardości i odporności na nacisk, rozciąganie i skręcanie. W szczególności:

kolagen nadaje kościom pewien stopień elastyczności, co przekłada się na znaczną odporność na rozciąganie (wydłużenie), czyli obciążenie rozłożone wzdłuż ich osi podłużnej.

Składnik mineralny kości nadaje tkance twardość, sztywność i pewną odporność na siły ściskające.