Kaulų struktūra ir cheminė sudėtis

Kaulai užima griežtai apibrėžtą vietą žmogaus kūne. Kaip ir bet kuris kitas organas, kaulus atstovauja skirtingų tipų audiniai, pagrindinė vieta - kaulų audinys, kuris yra jungiamojo audinio natūra.

Kaulas (os) turi sudėtingą struktūrą ir cheminę sudėtį. Gyviame organizme suaugusio žmogaus kauluose yra iki 50% vandens, 28,15% organinių ir 21,85% neorganinių medžiagų. Neorganinės medžiagos yra kalcio, fosforo, magnio ir kitų elementų junginiai. 1/3 susmulkinto kaulo sudaro organinės medžiagos, vadinamos "ossein", 2/3 - iš neorganinių medžiagų.

Kaulų stiprią užtikrina fizikinė ir cheminė neorganinių ir organinių medžiagų vienovė bei jos dizaino bruožai. Organinių medžiagų dominavimas suteikia didelį elastingumą, kaulų elastingumą. Didinant neorganinių junginių (senyvo amžiaus, kai kurių ligų) dalį, kaulai tampa trapūs ir trapūs. Neorganinių medžiagų santykis kaulų sudėtyje yra nuo žmogaus iki žmogaus. Net tame pačiame asmenyje jis keičiasi visą gyvenimą, priklauso nuo mitybos savybių, profesinės veiklos, paveldimumo, aplinkos sąlygų ir kt.

Dauguma suaugusio žmogaus kaulų susideda iš plokščiojo kaulinio audinio. Tai sudaro kompaktišką ir spongytą medžiagą, kurios pasiskirstymas priklauso nuo funkcinės kaulų apkrovos.

Kompaktiškas medžiaga (substantia kompaktinio) formuoja kaulų diafizės ilgųjų kaulų, esant plonos plokštės forma apima iš epifizėmis ir korėtus ir plokščių kaulų pagaminti iš medžiagos, esančios ne kempinė. Kompaktiška kaulo medžiaga skverbiasi plonais kanalais, per kuriuos praeina kraujagyslės, nerviniai pluoštai. Kai kurie kanalai yra išdėstyti iš esmės lygiagrečiai su kaulais paviršiaus (centriniai, arba Haverso kanalų), kitas atviro ant kaulų paviršiaus maistinių medžiagų angų (angelių Nutricia), per kurią prasiskverbtų į kaulų arterijų ir venų nervų vidų, ir kuris yra esančių.

Centrinių (havers) kanalų (kanalų centrų) sienos yra suformuotos koncentrinėmis plokštėmis, kurių storis yra 4-15 mikronų, tarsi įterptų vienas į kitą. Maždaug viename kanale nuo 4 iki 20 tokių kaulų plokštelių. Centrinis kanalas kartu su aplinkinėmis plokštėmis vadinamas osteonu ( Havers sistema). Osteonas yra struktūrinis ir funkcinis kompaktinės kaulinės medžiagos vienetas. Tarpos tarp osteonų yra užpildytos interkaluojančiomis plokštelėmis. Išorinis kompaktiškos medžiagos sluoksnis susidaro išorinėmis aplinkinėmis plokštėmis, kurios yra periosto kaulų formavimo funkcijos produktas. Vidinį sluoksnį, kuris riboja kaulų čiulpų ertmę, vaizduoja vidinės aplinkos plokštės, kurios susidaro iš endosto osteogeninių ląstelių.

Kauplės (trabeculiarinė) medžiaga (substantia spongiosa) primena kempinę, pastatytą iš kaulų plokščių (sijų) su ląstelėmis tarp jų. Kaulinių sijų vietą ir matmenis lemia kaulų tempimo ir suspaudimo pavojus. Linijos, atitinkančios kaulinių sijų orientacijas, vadinamos suspaudimo ir išplėtimo kreivėmis. Kaulo sijų padėtis kampų link vienas kitą skatina vienodą kaulų slėgio (raumenų traukos) perdavimą. Šis dizainas suteikia kaulų stiprumą mažiausiai kaulinės medžiagos sąskaita.

Visas kaulas, išskyrus jo sąnarius paviršius, yra padengtas jungiamojo audinio membrana - periosteumi. Periostelis tvirtai sujungia kaulus per jungiamuosius audinius, perforuojančius (sharpeic) pluoštus, kurie prasiskverbia giliai į kaulą. Periostetas yra padalintas į du sluoksnius. Išorinis pluoštinis sluoksnis susidaro kolageno pluoštuose, kurie suteikia ypatingą proosistema. Kraujagyslės ir nervai praeina pro jį. Vidinis sluoksnis yra gemalinis, kampinis. Ji yra tiesiogiai prijungta prie išorinio kaulo paviršiaus, joje yra osteogeninių ląstelių, dėl kurių kaulai auga storio ir atsinaujina po sužalojimo. Taigi, periosteum atlieka ne tik apsauginius ir trofinius, bet ir kaulo formavimo funkcijas.

Iš vidaus, iš kaulų čiulpų ertmės pusės, kaulas uždengiamas endostu. Endostas (endostas) yra plonos plokštelės formos, tankiai prijungtos prie kaulo vidinio paviršiaus, taip pat atlieka osteogeninę funkciją.

Kaulai yra žymiai plastikiniai. Jie lengvai rekonstruojami įkvėpus treniruotes, fizinį krūvį, kuris pasireiškia osteonų skaičiaus padidėjimu arba sumažėjimu, kompaktinių ir spongių medžiagų kaulų plokštelių storio pokyčiais. Optimaliam kaulų vystymuisi yra pageidaujama vidutinio sunkumo įprastinė mankšta. Sedentacinis gyvenimas, žemos apkrovos prisideda prie kaulų silpnėjimo ir retinimo. Kaulas įgyja šiurkščią struktūrą ir netgi iš dalies atsinaujina (kaulų rezorbcija, osteoporozė). Ši profesija taip pat įtakoja kaulų struktūros ypatybes. Be esminio vaidmens, be išorinio, taip pat vaidina paveldimasis seksualinis veiksnys.

Kaulų audinio plastiškumą, jo aktyvią rekonstrukciją sukelia naujų kaulų ląstelių formavimas, tarpsluoksnė medžiaga, susidariusi esant kaulinio audinio sunaikinimui (rezorbcijai). Rezorbciją užtikrina osteoklastų aktyvumas. Susilaužiančio kaulo vietoje susidaro naujos kaulo sijos, nauji osteonai.

[1], [2], [3], [4], [5], [6]