O KOSTECH V LIDSKÉM TĚLE

30. Listopad 2015

Kostru dospělého člověka vytváří  zpravidla 206 kostí a více než 100 kloubů. Kosti mají tvrdou, tlustou, pevnou vnější vrstvu a měkký vnitřek - dřeň. Jsou pevné a tvrdé jako beton a udrží velkou hmotnost, aniž by se ohnuly, zlomily či pohmoždily. Navzájem jsou spojeny klouby a pohybují se pomocí svalů, které jsou většinou připevněny k jejich koncům. Kosti ochraňují měkké a křehké části těla a klouby přitom umožňují jejich pohyblivost. Kromě toho je kostra nosnou konstrukcí na nichž jsou zavěšeny a neseny ostatní části těla. 

Různé tvary a velikosti kostí:

a) kosti dlouhé - jedná se o dlouhé kosti, které zpravidla obsahují dutiny, jsou také většinou kostmi nosnými, např. kost stehenní (femur), kost pažní - ramenní (os humerus) aj. 
b) kosti krátké - tyto kosti dosahují malých rozměrů oproti klasickým velkým kostem, tvoří taková uskupení, jako např. kosti záprstní (ossa metacarpalia), kosti nártní (ossa metatarsalia) aj. 
c) kosti nepravidelného tvaru - u těchto typů kostí se zpravidla velice obtížné provést specifikaci jejich tvaru, jsou zařaditelné, poněvadž je na nich obtížné určovat vztahy, např. výškou, šířkou atp.; do této skupiny patří např. kost patní (os calcaneus), hlezenní kost (os tarsi); 
d) kosti ploché - např. kost lopatková (lopatka) (os scapula), kosti klenby lební (např. parietální a temporální kosti kalvy lební); 
e) kosti s dutinami - do této skupiny kostí jsou řazeny především kosti obličejové části lebky - př. horní čelist (maxilla), kost čichová (os ethmoidale), kost čelní (os frontale) aj.

Obecný popis kosti a anatomie povrchu kostního

Rozdělení kosti na jednotlivé segmenty - zobrazení pravého femuru

Povrch kosti je kryt tuhou vazivovou membránou zvanou okostice. Povrch kosti však není ideálně hladký, vyskytuje se na něm řada různým hrbolků, trnů, proláklin, drsnatin atp.

Hrboly (resp. hrbolky) slouží na kostech k upínání šlach kosterního svalstva. Zpravidla u mužů jsou tyto charakteristické hrbolky na kostech mohutnější a to z toho důvodu, že mužská kosterní muskulatura více mnohonásobně mohutnější než u žen.

Při procesu zvaném exostóza dochází ke vzniku dalších, tzv. sekundárních hrbolků. Tyto nerovnosti na kosti vznikají zpravidla jako následek traumatu (úrazu) kosti, kdy při něm dojde zpravidla k poškození povrchových cév periostu a tím i ke určitému krvácení. Vzniklý hematom (krevní výron) na povrchu kosti postupem doby podlehne procesu zvápenatění a osifikace a dojde tak ke vzniku sekundárního hrbolku (hrbolu).

Vnitřní stavba lidské kosti 

1) OKOSTICE

jedná se o tuhou membránu, která má základ ve vazivu, jedná se o tuhý vazivový obal kosti
okostice je bohatě zásobena krevními cévami a nervy
v její vnitřní vrstvě jsou kostitvorné buňky - osteoblasty
tyto krevní cévy a nervy pak pronikají skrze ní do hlubších struktur kosti, s tou výjimkou, že nervy se nevyskytují v samotném jádře kosti
hlavní funkce okostice:

                              • ohrana kosti, izolace od okolí 
                              • růst kosti z buněk okostice do šířky 
                              • napomáhá celkovému srůstu kosti při fraktuře kosti

2) KOSTNÍ KŮRA

kostní kůra se nachází ihned pod okosticí a tvoří již "vlastní" vrstvu kosti, je složena ze dvou podvrstev:

A) kostní tkáň hutná (kompaktní tkáň) 
B) kostní tkáň houbovitá (spongiózní vrstva kostní kůry)

A) Kompaktní tkáň kostní 
- základní strukturu této vrstvy tvoří jeden hlavní komplex zvaná Haversův systém, ten je tvořen složitým systémem kanálků, mezer, spojovacích kanálků atp. 
- Haversovy kanálky = jedná se o kánalky, které běží ve směru kosti a jsou v nich vedeny krevní cévy a nerová vlákna 
- Mezi jednotlivými kanálky se nacházejí mezery ve kterých se nachází kostní buňky s charakteristickými výběžky, které se podílí na samotné výstabě kosti; buňky jsou navíc soustředěny a "zabudovány" do koncentrických lamel

B) Spongiózní kostní vrstva 
- houbovitá tkáň (vrstva) je složená z tzv. trámečků, které jsou uspořádány dle velikosti a směru síly, která na danou kost působí, tzn. že jsou uspořádány vždy dle tahu a tlaku vyvolaného na kost 
- ve skutečnosti se jedná o pevnou strukturu 
- tyto trámečky (původně z kompaktní kostní tkáně) tvoří, tzv. prostorovou síť 
- charakteristickým uspořádáním trámečků v kosti se jinak říká tzv. architektonika kosti 

Schéma Haversova systému

3) KOSTNÍ DŘEŇ

• kostní dřeň je uložena v samotném středu kosti, je organického původu a v době dospělosti je do ní přesunuta KRVETVORBA 

• rozlišujeme: 
a) kostní dřeň červená - zde dochází k procesu zvaném intramedulární hematopoéza, česky řečeny probíhá zde krvetvorba, tedy tvorba krevních elementů (erytrocyty, leukocyty, trombocyty); označuje se též jako hematogenní (tvorba krvinek) 
b) kostní dřeň žlutá - vzniká z červené kostní dřeně ukládáním tuku (zde krvetvorba přestává) 

(1) U novorozenců, kdy není ještě dostatečně vyvinuta kostra, krvetvorba je přesunuta do jater a sleziny (právě v těchto dvou orgánech u novorozenců vznikají krevní elementy)  tzv. extramedulární hematopoéza. Až postupem věku, kdy kostra dozrává se krvetvorba přesouvá do kostní dřeni. 

(2) V dospělosti KRVETVORBA probíhá zpravidla v kostní dřeni dlouhých a plochých kostí, např. kost stehenní, kost hrudní, kost pánevní atp.

Příčný řez lidskou kostí - schéma jednotlivých anatomických vrstev kosti

Kostní tkáň 

Kostní tkáň je specializovaným typem opěrného pojiva s mineralizovanou mezibuněčnou hmotou. Jako všechny pojivové tkáně i kostní tkáň tvoří buňky, vazivová vlákna a mezibuněčná hmota. Jejich vzájemný poměr a uspořádání vytváří předpoklady pro následnou klasifikaci různých kypů kosti.

KOSTNÍ BUŇKY 

Jako všechny pojivové tkáně, skládá se i kostní tkáň z buněk (osteocytů, osteoblastů a osteoklastů) amorfní a vláknité mezibuněčné hmoty.

Osteoblasty jsou buňky přibližně kubického tvaru s četnými, poměrně dlouhými výběžky, kterými jsou v kontaktu s dalšími osteoblasty. Pomocí těchto kontaktů se realizuje látková výměna kosti. Osteoblasty jsou bohatě vybaveny organelami, což svědčí o jejich vysoké schopnosti tvořit bílkoviny. Svoji organelovou výbavu však postupně redukují, částečně zatahují své výběžky a mění se na protáhlé, vřetenité osteocyty. V kosti jsou tedy současně přítomny osteocyty i osteoblasty. Osteoblasty jsou v kosti přítomny především tam, kde dochází k novotvorbě, případně k přestavbě kostí, tzn., že v dospělém věku nejsou osteoblasty v kosti rozloženy rovnoměrně, a mezi 20. - 45. rokem "obsazují" pouze 2 - 8% kostní tkáně. 
Osteoblasty produkují KOLAGENNÍ vlákna a amorfní proteoglykanovou mezibuněčnou hmotu. 
O vysoké metabolické aktivitě osteoblastů svědčí i fakt, že osteoblast vyprodukuje asi 500 krychlových mikrogramů mezibuněčné hmoty denně - tj. třikrát více než je jeho hmotnost! Produkcí enzymů (alkalické fosfatázy) se osteoblasty podílejí také na mineralizaci kostní tkáně. 

Osteocyty se spíše účastní uvolňování minerálů z kostní tkáně a jsou proto součástí regulačních mechanismů udržujících hladinu vápníku v tělních tekutinách, především v krevní plazmě. Látková výměna kostní tkáně je ztížena její mineralizací. Cesta, kterou přesto dochází k vysoce intenzivní a regulované látkové výměně uvnitř kostní tkáně, je realizována především kontakty výběžků kostních buněk. Doba života osteocytů je asi dvacet let. Rozpadlé osteocyty se již nenahrazují a drobné prostůrky ve kterých buňky v kosti leží, zůstavají prázdné. Osteoklasty jsou obrovské buňky s množstvím jader. Jsou přítomny tam, kde dochází k přestavbě kosti, která je vždy provázena rezorpcí kostní hmoty.[ Osteoklasty produkují kyselou fosfatázu a kolagenázu. Pomocí těchto enzymů uvolňují kostní minerály a rozrušují strukturu základní hmoty. Přítomnost "bouracích" buněk je nezbytná pro přestavbu kosti. Osteoklasty vlastně uvolňují prostor pro novotvořenou kost, a napomáhají tak její remodelaci. Účastní se růstových pochodů. 

Funkce osteoblastů, osteocytů i osteoklastů je pro fyziologii orgánu jakým je kost, zcela zásadní. 

VĚDECKÁ PUBLIKACE: Dlouhodobé sledování ukazatelů kostního metabolismu u pacientek s osteoporózou léčených kalciem a kolagenními peptidy, Adam M., Špaček P., Hulejová H., Institute of Rheumatology, Prague, Čes. Reumatol., 10. 2002, p. 131-137

MEZIBUNĚČNÁ HMOTA 

Mezibuněčnou hmotu kosti produkují buňky: osteoblasty, osteoklasty, osteocyty. 

Mezibuněčná kostní hmota je, jako u všech pojivových tkání, tvořena svazky kolagenních vláken, tmelených základní amorfní hmotou. Tato proteoglykanová hmota je v kostní tkáni mineralizována. Minerální složku kosti tvoří submikroskopické krystality fosforečnanu vápenatého, prostorově uspořádaného jako hydroxyapatit. 

Krystalitové jehlice jsou vázány na kolagenní vlákna, v místech, kde jsou mezery mezi jednotlivými tropokolagenovými molekulami. Obsah minerálů je u různých kostí různý a stupeň mineralizace je rozdílný i v rámci stavby jedné kosti. Obecně platí, že méně mineralizovány jsou kostní trámce než kostní lamely a proto i kosti s převahou trámčiny (např. obratle), mají celkově nižší obsah minerálních látek. 

Mezibuněčnou hmotu lidské kost tvoří: 
z 1/3 voda 
z 1/3 organické látky - bílkoviny – 95 % bílkovin kosti tvoří kolagen typu I 
z 1/3 minerální látky ve formě sloučenin vápníku a fosforu 

organické látky: z organických látek, které tvoří strukturu kostní tkáně, je nejdůležitější bílkovina kolagen (95 %), která dodává pružnost kosti a tvoří podklad pro minerální (anorganické látky), také se tyto bílkovinné látky podílí na růstu a vývinu kosti a také mají velký význam při hojení kosti při jejích zlomeninách. Kolagen v kostech vytváří kolagenní fibrily, které jsou uspořádány kolmo nebo šikmo 

minerální látky: zde se jedná především o látky minerální, jako je vápník (Ca) a fosfor (P), hlavní funkcí minerálních látek je ta, že zajišťují pevnost, pružnost a tvrdost kosti