Δομή και χημική σύνθεση των οστών

Τα οστά καταλαμβάνουν μια αυστηρά καθορισμένη θέση στο ανθρώπινο σώμα. Όπως κάθε όργανο, τα οστά αντιπροσωπεύονται από διαφορετικούς τύπους ιστών, μεταξύ των οποίων η κύρια θέση καταλαμβάνεται από τον οστίτη ιστό, ο οποίος είναι ένας τύπος συνδετικού ιστού.

Το οστό (os) έχει σύνθετη δομή και χημική σύνθεση. Σε έναν ζωντανό οργανισμό, το οστό ενός ενήλικα περιέχει έως και 50% νερό, 28,15% οργανικές και 21,85% ανόργανες ουσίες. Οι ανόργανες ουσίες αντιπροσωπεύονται από ενώσεις ασβεστίου, φωσφόρου, μαγνησίου και άλλων στοιχείων. Το εμποτισμένο οστό αποτελείται από 1/3 οργανικές ουσίες, που ονομάζονται «οσεΐνη», και 2/3 ανόργανες ουσίες.

Η αντοχή του οστού εξασφαλίζεται από τη φυσικοχημική ενότητα ανόργανων και οργανικών ουσιών και τα χαρακτηριστικά της δομής του. Η κυριαρχία των οργανικών ουσιών εξασφαλίζει σημαντική ελαστικότητα και ευλυγισία του οστού. Με την αύξηση της αναλογίας των ανόργανων ενώσεων (σε γήρας, με ορισμένες ασθένειες), το οστό γίνεται εύθραυστο και εύθραυστο. Η αναλογία των ανόργανων ουσιών στη σύνθεση των οστών ποικίλλει μεταξύ των ανθρώπων. Ακόμα και στο ίδιο άτομο, αλλάζει καθ' όλη τη διάρκεια της ζωής, εξαρτάται από τα διατροφικά χαρακτηριστικά, την επαγγελματική δραστηριότητα, την κληρονομικότητα, τις περιβαλλοντικές συνθήκες κ.λπ.

Τα περισσότερα οστά στους ενήλικες αποτελούνται από φυλλώδη οστίτη ιστό. Αυτός σχηματίζει μια συμπαγή και σπογγώδη ουσία, η κατανομή της οποίας εξαρτάται από τα λειτουργικά φορτία που ασκούνται στο οστό.

Η συμπαγής ουσία (substantia compacta) του οστού σχηματίζει τις διαφύσεις των σωληνοειδών οστών, καλύπτει τις επιφύσεις τους στο εξωτερικό με τη μορφή λεπτής πλάκας, καθώς και σπογγώδη και επίπεδα οστά κατασκευασμένα από σπογγώδη ουσία. Η συμπαγής ουσία του οστού διαπερνάται από λεπτά κανάλια στα οποία περνούν αιμοφόρα αγγεία και νευρικές ίνες. Ορισμένα κανάλια βρίσκονται κυρίως παράλληλα με την επιφάνεια του οστού (κεντρικά ή Haversian κανάλια), άλλα ανοίγουν στην επιφάνεια του οστού ως ανοίγματα θρεπτικών συστατικών (foramina nutricia), μέσω των οποίων οι αρτηρίες και τα νεύρα διεισδύουν στο πάχος του οστού και εξέρχονται οι φλέβες.

Τα τοιχώματα των κεντρικών (Χαβερσιανών) σωλήνων (canales centrales) σχηματίζονται από ομόκεντρες πλάκες πάχους 4-15 µm, σαν να είναι τοποθετημένες η μία μέσα στην άλλη. Γύρω από έναν σωλήνα υπάρχουν από 4 έως 20 τέτοιες οστικές πλάκες. Ο κεντρικός σωλήνας μαζί με τις πλάκες που τον περιβάλλουν ονομάζεται οστεόν (Χαβερσιανό σύστημα). Ένας οστεώνας είναι μια δομική και λειτουργική μονάδα της συμπαγούς ουσίας του οστού. Οι χώροι μεταξύ των οστεονίων γεμίζονται με παρεμβαλλόμενες πλάκες. Το εξωτερικό στρώμα της συμπαγούς ουσίας σχηματίζεται από τις εξωτερικές περιβάλλουσες πλάκες, οι οποίες είναι προϊόν της οστεογενετικής λειτουργίας του περιοστέου. Το εσωτερικό στρώμα, που περιορίζει την κοιλότητα του μυελού των οστών, αντιπροσωπεύεται από τις εσωτερικές περιβάλλουσες πλάκες, που σχηματίζονται από τα οστεογενετικά κύτταρα του ενδοστείου.

Η σπογγώδης (τραβεκουλοειδής) ουσία του οστού (substantia sponggiosa) μοιάζει με σφουγγάρι, κατασκευασμένο από οστικές πλάκες (δοκοί) με κύτταρα ανάμεσά τους. Η θέση και το μέγεθος των οστικών δοκών καθορίζονται από τα φορτία που δέχεται το οστό με τη μορφή τάσης και συμπίεσης. Οι γραμμές που αντιστοιχούν στον προσανατολισμό των οστικών δοκών ονομάζονται καμπύλες συμπίεσης και τάσης. Η θέση των οστικών δοκών υπό γωνία μεταξύ τους βοηθά στην ομοιόμορφη μεταφορά της πίεσης (μυϊκή έλξη) στο οστό. Αυτός ο σχεδιασμός δίνει στο οστό αντοχή με τη μικρότερη δαπάνη οστικής ουσίας.

Ολόκληρο το οστό, εκτός από τις αρθρικές του επιφάνειες, καλύπτεται από μια μεμβράνη συνδετικού ιστού - το περιόστεο. Το περιόστεο είναι σταθερά συντηγμένο με το οστό λόγω ινών διατρητικής του συνδετικού ιστού (sharpei) που διεισδύουν βαθιά στο οστό. Το περιόστεο έχει δύο στρώματα. Το εξωτερικό ινώδες στρώμα σχηματίζεται από ίνες κολλαγόνου που δίνουν στο περιόστεο ιδιαίτερη αντοχή. Τα αιμοφόρα αγγεία και τα νεύρα διέρχονται από αυτό. Το εσωτερικό στρώμα είναι το αναπτυξιακό, καμπυλικό στρώμα. Είναι δίπλα ακριβώς στην εξωτερική επιφάνεια του οστού, περιέχει οστεογόνα κύτταρα, λόγω των οποίων το οστό αναπτύσσεται σε πάχος και αναγεννάται μετά από τραυματισμό. Έτσι, το περιόστεο εκτελεί όχι μόνο προστατευτικές και τροφικές, αλλά και οστομορφικές λειτουργίες.

Από το εσωτερικό, από την πλευρά των κοιλοτήτων του μυελού των οστών, το οστό καλύπτεται με ενδόστεο. Το ενδόστεο (ενδόστεο) με τη μορφή λεπτής πλάκας εφάπτεται σφιχτά στην εσωτερική επιφάνεια του οστού και εκτελεί επίσης οστεογενετική λειτουργία.

Τα οστά χαρακτηρίζονται από σημαντική πλαστικότητα. Αναδομούνται εύκολα υπό την επίδραση της προπόνησης, της σωματικής δραστηριότητας, η οποία εκδηλώνεται με αύξηση ή μείωση του αριθμού των οστεονίων, αλλαγή στο πάχος των οστικών πλακών από συμπαγείς και σπογγώδεις ουσίες. Η μέτρια τακτική σωματική δραστηριότητα είναι προτιμότερη για τη βέλτιστη ανάπτυξη των οστών. Ο καθιστικός τρόπος ζωής, τα χαμηλά φορτία συμβάλλουν στην αποδυνάμωση και την αραίωση του οστού. Το οστό αποκτά δομή μεγάλων κυττάρων και διαλύεται ακόμη και εν μέρει (οστική απορρόφηση, οστεοπόρωση). Το επάγγελμα επηρεάζει επίσης την ιδιαιτερότητα της οστικής δομής. Εκτός από τους περιβαλλοντικούς παράγοντες, σημαντικό ρόλο παίζουν επίσης κληρονομικοί και σεξουαλικοί παράγοντες.

Η πλαστικότητα του οστικού ιστού, η ενεργή αναδιάρθρωσή του, οφείλονται στο σχηματισμό νέων οστικών κυττάρων, μεσοκυττάριας ουσίας στο πλαίσιο της καταστροφής (απορρόφησης) του υπάρχοντος οστικού ιστού. Η απορρόφηση εξασφαλίζεται από τη δραστηριότητα των οστεοκλαστών. Στη θέση του κατεστραμμένου οστού, σχηματίζονται νέες οστικές δέσμες, νέοι οστεώνες.

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