Кость — важная часть скелета большинства позвоночных. Она выполняет множество функций, таких как защита внутренних органов, производство клеток крови и хранение минералов. Они не только структурно прочны, но и чрезвычайно разнообразны: кости разной формы и размера образуют сложную внутреннюю и внешнюю структурную систему. Так в чем же загадка костей?
Костная ткань — это специализированная соединительная ткань с сотовой внутренней структурой, которая придает костям твердые и стабильные свойства.
После рождения в организме человека имеется около 300 костей, многие из которых срастаются по мере роста, в результате чего во взрослом возрасте остается 206 отдельных костей. Роль костей в нашем организме важна: они не только обеспечивают поддержку, но и выполняют многие важные физиологические функции.
Кость не является однородным твердым телом, а состоит примерно на 30 % из гибкого матрикса и на 70 % из минералов, которые переплетаются и постоянно преобразуются группой специализированных костных клеток.
90–95% кости состоит из эластичных коллагеновых волокон. Эластичность этих волокон увеличивает способность кости противостоять переломам.
Наружный слой кости состоит из плотной кости, и этот слой кости называется кортикальной костью. Его основные функции — поддержка всего тела, защита внутренних органов, обеспечение рычагов для движения, а также хранение и высвобождение химических элементов, особенно кальция. Кортикальная кость составляет 80% от общей массы скелета взрослого человека.
По сравнению с кортикальной костью, губчатая кость представляет собой сетчатую ткань, содержащую структуру открытых клеток, и ее структура важна для метаболической активности (например, обмена ионов кальция). Губчатая кость часто встречается на концах длинных костей и внутри позвоночника.
Костный мозг, особенно красный костный мозг, содержится преимущественно в костях с губчатой тканью. Красный костный мозг отвечает за выработку клеток крови. С возрастом жировая ткань постепенно заменяет красный костный мозг и образует желтый костный мозг.
Кровоснабжение костей очень важно: на него приходится 10% сердечного выброса. Кровь течет через подкладку в костный мозг и выходит из коры через мелкие кровеносные сосуды.
Кость представляет собой метаболически активную ткань, состоящую из множества клеток, включая костеобразующие клетки (остеобласты), остеоциты и клетки, резорбирующие кость (остеокласты). Эти клетки работают вместе, чтобы поддерживать баланс костной ткани.
Остеобласты отвечают за образование и минерализацию костной ткани, а остеокласты — за резорбцию костной ткани. Этот динамический баланс обеспечивает здоровье и прочность костей.
Основным неорганическим компонентом кости является гидроксиапатит, костный минерал, обеспечивающий структурную поддержку кости. 30% костных клеток составляют органические компоненты, в основном состоящие из коллагена, который придает костям достаточную прочность на растяжение и эластичность.
В организме человека существует пять основных типов костей: длинные кости, короткие кости, плоские кости, кости неправильной формы и сесамовидные кости. Каждая кость имеет разные характеристики и физиологическую роль в зависимости от ее формы и функции.
Формирование кости называется оссификацией и происходит в основном посредством двух процессов: внутримембранозной оссификации и эндохондральной оссификации. Внутримембранозное окостенение происходит преимущественно при формировании плоских костей у плода, тогда как эндохондральное окостенение происходит при развитии большинства других костей.
Прежде чем кости созреют, весь хрящ будет заменен костью. Этот процесс называется заменой кости.
Получив более глубокое понимание структуры и функций костей, мы сможем не только лучше понять, как работает человеческое тело, но и подумать о том, как лучше защитить эти критически важные поддерживающие структуры. Готовы ли вы принять меры, столкнувшись с проблемами здоровья костей в предстоящие дни?