Kaulai: viskas, ką reikia žinoti
Kaulai yra ne tik pastoliai, laikantys kūną kartu. Kaulai būna įvairių formų ir dydžių, turi daugybę vaidmenų. Šiame straipsnyje mes paaiškiname jų funkciją, iš ko jie yra pagaminti, ir susijusių ląstelių tipus.
Nepaisant pirmų įspūdžių, kaulai yra gyvi, aktyvūs audiniai, kurie nuolat pertvarkomi.
Kaulai turi daug funkcijų. Jie struktūriškai palaiko kūną, apsaugo mūsų gyvybiškai svarbius organus ir leidžia judėti. Be to, jie sukuria aplinką kaulų čiulpams, kur susidaro kraujo ląstelės, ir veikia kaip mineralų, ypač kalcio, saugojimo vieta.
Gimdami turime apie 270 minkštų kaulų. Kai augame, kai kurie iš jų susilieja. Sulaukę pilnametystės turime 206 kaulus.
Didžiausias žmogaus kūno kaulas yra šlaunikaulis arba šlaunikaulis, o mažiausias - vos 3 milimetrų (mm) ilgio vidurinės ausies segtukai.
Kaulai dažniausiai gaminami iš baltymų kolageno, kuris sudaro minkštą pagrindą. Mineralinis kalcio fosfatas sukietina šią sistemą, suteikdamas jai stiprybės. Daugiau nei 99 procentai mūsų kūno kalcio yra kauluose ir dantyse.
Kaulų vidinė struktūra panaši į korį, todėl jie yra standūs, tačiau palyginti lengvi.
Kaulų struktūra
Kaulai susideda iš dviejų tipų audinių:
1. Kompaktiškas (žievinis) kaulas: kietas išorinis sluoksnis, tankus, tvirtas ir patvarus. Tai sudaro apie 80 procentų suaugusių kaulų masės.
2. Vėžinis (trabekulinis arba kempininis) kaulas: jis susideda iš trabekulių arba į strypus panašių struktūrų tinklo. Jis yra lengvesnis, mažiau tankus ir lankstesnis nei kompaktiškas kaulas.
Taip pat randama kauluose:
- osteoblastai ir osteocitai, atsakingi už kaulo sukūrimą
- osteoklastai ar kaulus rezorbuojančios ląstelės
- osteoidas, kolageno ir kitų baltymų mišinys
- neorganinės mineralinės druskos matricoje
- nervai ir kraujagyslės
- kaulų čiulpai
- kremzlės
- membranos, įskaitant endosteumą ir periosteum
Žemiau yra 3D kaulų sistemos žemėlapis. Spustelėkite norėdami ištirti.
Kaulų ląstelės
Kaulai nėra statiškas audinys, tačiau juos reikia nuolat prižiūrėti ir pertvarkyti. Šiame procese dalyvauja trys pagrindiniai ląstelių tipai.
Osteoblastai: Jie yra atsakingi už naujo kaulo gamybą ir senesnio kaulo taisymą. Osteoblastai gamina baltymų mišinį, vadinamą osteoidu, kuris mineralizuojasi ir tampa kaulu. Jie taip pat gamina hormonus, įskaitant prostaglandinus.
Osteocitai: tai neaktyvūs osteoblastai, kurie įstrigo savo sukurtame kaule. Jie palaiko ryšius su kitais osteocitais ir osteoblastais. Jie yra svarbūs bendravimui kauliniame audinyje.
Osteoklastai: tai didelės ląstelės, turinčios daugiau nei vieną branduolį. Jų darbas yra suskaidyti kaulą. Jie išskiria fermentus ir rūgštis, kad ištirptų mineralus kauluose ir juos suvirškintų. Šis procesas vadinamas rezorbcija. Osteoklastai padeda pertvarkyti sužeistus kaulus ir sukurti nervų bei kraujagyslių kelius.
Kaulų čiulpai
Kaulų čiulpai randami beveik visuose kauluose, kuriuose yra vario kaulų.
Čiulpai yra atsakingi už maždaug 2 milijonų raudonųjų kraujo kūnelių susidarymą kas sekundę. Jis taip pat gamina limfocitus arba baltąsias kraujo ląsteles, dalyvaujančias imuniniame atsake.
Tarpląstelinė matrica
Kaulai iš esmės yra gyvos ląstelės, įterptos į mineralų pagrindo organinę matricą. Ši tarpląstelinė matrica pagaminta iš:
Organiniai komponentai, daugiausia 1 tipo kolagenas.
Neorganiniai komponentai, įskaitant hidroksiapatitą ir kitas druskas, tokias kaip kalcis ir fosfatas.
Kolagenas suteikia kaului tempiamąją jėgą, būtent atsparumą tempimui. Hidroksiapatitas suteikia kaulams gniuždymo jėgą arba atsparumą gniuždymui.
Ką daro kaulai?
Kaulai atlieka keletą gyvybiškai svarbių funkcijų:
Kaulai atlieka keletą gyvybiškai svarbių funkcijų:
Mechaninis
Kaulai suteikia rėmą, palaikantį kūną. Raumenys, sausgyslės ir raiščiai tvirtinasi prie kaulų. Nepritvirtinę prie kaulų, raumenys negalėjo judinti kūno.
Kai kurie kaulai apsaugo kūno vidaus organus. Pavyzdžiui, kaukolė apsaugo smegenis, o šonkauliai - širdį ir plaučius.
Sintezuoja
Vėžinis kaulas gamina raudonuosius kraujo kūnelius, trombocitus ir baltųjų kraujo kūnelių. Taip pat kaulų čiulpuose sunaikinami defektiniai ir seni raudonieji kraujo kūneliai.
Metabolizmas
Vaizdo kreditas: „Sbertazzo“
Mineralų laikymas: Kaulai veikia kaip mineralų, ypač kalcio ir fosforo, atsargos.
Jie taip pat kaupia kai kuriuos augimo faktorius, pavyzdžiui, į insuliną panašų augimo faktorių.
Riebalų laikymas: Riebalų rūgštys gali būti laikomos kaulų čiulpų riebaliniame audinyje.
pH pusiausvyra: Kaulai gali išskirti ar absorbuoti šarmines druskas, padėdami kraujui išlaikyti tinkamą pH lygį.
Detoksikacija: kaulai gali absorbuoti sunkiuosius metalus ir kitus toksinius elementus iš kraujo.
Endokrininė funkcija: kaulai išskiria hormonus, kurie veikia inkstus ir daro įtaką cukraus kiekio kraujyje reguliavimui ir riebalų nusėdimui.
Kalcio pusiausvyra: kaulai gali pakelti arba sumažinti kalcio kiekį kraujyje, formuodami kaulą arba skaidydami jį procese, vadinamu rezorbcija.
Kaulų rūšys
Žmogaus kūne yra penki kaulų tipai:
Ilgi kaulai: tai dažniausiai sutankintas kaulas, turintis mažai čiulpų ir apimantis didžiąją dalį kaulų galūnėse. Šie kaulai palaiko svorį ir padeda judėti.
Trumpi kaulai: tik plonas kompaktiško kaulo sluoksnis, įskaitant riešo ir kulkšnies kaulus.
Plokšti kaulai: paprastai kaulai yra ploni ir išlenkti. Jie susideda iš dviejų išorinių kompaktiško kaulo ir vidinio poruoto kaulo sluoksnių. Plokšti kaulai apima didžiąją dalį kaukolės kaulų ir krūtinkaulio ar krūtinkaulio kaulų. Jie dažniausiai atlieka apsauginį vaidmenį.
Sezamoidiniai kaulai: jie yra įdėti į sausgysles, tokias kaip girnelė ar kelio girnelė. Jie apsaugo sausgysles nuo nusidėvėjimo ir streso.
Netaisyklingi kaulai: kaip rodo jų pavadinimas, tai kaulai, kurie netelpa į pirmąsias keturias kategorijas ir yra neįprastos formos. Jie apima stuburo ir dubens kaulus. Jie dažnai saugo organus ar audinius.
Skeleto kaulai yra suskirstyti į dvi grupes:
Apendikulinis skeletas - galūnių, pečių ir dubens juostos kaulai.
Ašinis skeletas - kaukolės, stuburo slankstelio, krūtinės ląstos kaulai.
Kaulų pertvarkymas
Kaulai visada pertvarkomi. Tai yra dviejų dalių procesas:
1. Rezorbcija, kai osteoklastai suyra ir pašalina kaulą.
2. Formavimasis, kai klojamas naujas kaulinis audinys.
Apytiksliai 10 procentų suaugusiojo griaučių kasmet pakeičiama.
Pertvarkymas leidžia kūnui pataisyti pažeistas dalis, augimo metu pertvarkyti skeletą ir reguliuoti kalcio kiekį.
Jei ilgainiui vienai skeleto daliai tenka didesnis stresas, pavyzdžiui, sportuojant ar mankštinantis, atsakas į kaulą, kuriam tenka didžiausias spaudimas, bus storesnis.
Pertvarkymą kontroliuoja keli hormonai, įskaitant parathormoną, kalcitoniną, vitaminą D, moterims estrogeną ir vyrams testosteroną.
Kas yra osteoporozė?
Osteoporozė yra kaulų liga, kai sumažėja kaulų mineralinis tankis. Tai padidina lūžių atsiradimo riziką. Osteoporoze dažniausiai serga moterys po menopauzės. Tačiau tai gali atsitikti moterims ir vyrams iki menopauzės.
Osteoporozė atsiranda tada, kai kaulas pašalinamas arba rezorbuojamas per greitai, naujas kaulas formuojasi per lėtai, arba dėl abiejų priežasčių. Tai gali sukelti nepakankamas kalcio kiekis, vitamino D trūkumas, per didelis alkoholio vartojimas ar rūkomasis tabakas.
Trumpai tariant
Nors kaulai jiems skiria mažiau dėmesio nei kitos kūno dalys, kaulai yra ne tik apsauginiai pastoliai, ant kurių pastatytas žmogaus kūnas.
Kaulai taip pat palaiko tinkamą daugelio junginių kiekį ir reguliuoja hormoninius kelius. Kaulai yra neišdainuoti anatomijos herojai.
