Костите - функция на костите и костно ремоделиране

Костите образуват скелета, който държи тялото като едно цяло. Те поддържат струкктурата на тялото  и ни позволяват да се движим. Но костите имат и други ключови роли за нашето тяло включително защита на жизненоважни органи, съхраняване на минерали и осигуряване на среда за създаване на костен мозък. 

Костите са живи, активни тъкани, които тялото непрекъснато ремоделира. В костите тялото произвежда костен мозък и   кръвни клетки. Освен това костите функционират  като място за съхранение на минерали особено калций. 

Скелетът представлява около 15%  от телесното тегло. При раждането имаме около 270 меки кости. Докато растат костите  някои от тях се сливат. До зряла възраст имаме между 206 и 213 кости. Причината за разликата е, че някои хора имат повече или по-малко кости в ребрата, прешлените, пръстите на ръцете и краката. 

Най-голямата кост в човешкото тяло е бедрената костт, а най-малката е  в средното ухо с дължина около 3 милиметра.

Костите се състоят предимно от протеин колаген, който образува мека рамка. Минералът калциев фосфат втвърдява тази рамка придавайки й здравина. Костите съдържат 99% от     калция    в тялото. 

Структурата на костите

Костите имат вътрешна структура подобна на пчелна пита, което ги прави твърди, но сравнително леки. Костите са съставени от два вида тъкани.

Компактната (кортикална) кост е твърд външен слой, който е плътен, здрав и издръжлив. Той представлява около 80% от костната маса на възрастен и образува външния слой на костта. 

Спонгиозната (трабекуларна или пореста) кост съставлява останалите 20% от костта и се състои от мрежа от трабекули или пръчковидни структури. Тя е по-лека, с по-малка плътност и по-гъвкава от компактната кост. Костите също съдържат:

• остеобласти и остеоцити отговорни за изграждането на костта
• остеокласти или клетки резорбиращи костите
• остеоид, смес от колаген и други протеини
• неорганични минерални соли
• нерви и кръвоносни съдове
• костен мозък
• хрущял
• мембрани

Костни клетки

Костите не са статична тъкан, а се нуждаят от постоянна поддръжка и ремоделиране. Има три основни типа клетки включени в този процес:

• Остеобластите са отговорни за генерирането и възстановяването на костите. Те произвеждат протеинова смес, която лекарите наричат остеоид. Тя се минерализира и се превръща в кост
• Остеоцитите са неактивни остеобласти, които са минерализирани и остават в костта, която са създали. Те комуникират с други костни клетки и подпомагат поддържането на метаболитните функции в костта
• Остеокластите са големи клетки с повече от едно ядро. Те използват киселини получени в резултат на определени реакции за разграждане на използваната кост. Този процес се нарича резорбция. Остеокластите помагат за ремоделирането на наранени кости и създават пътища за преминаване на нервите и кръвоносните съдове

Костен мозък

Костният мозък присъства в почти всички кости където има пореста или гъбеста кост. Костният мозък произвежда кръвни клетки: 

• червени кръвни клетки, които доставят кислород до клетките
• бели кръвни клетки необходими за функционирането на имунната система на организма
• тромбоцити, които тялото използва за съсирване

Костният мозък произвежда около 2 милиона червени кръвни клетки всяка секунда. Също така произвежда лимфоцити или белите кръвни клетки участващи в имунния отговор. 

Извънклетъчен матрикс

 Костите по същество са живи клетки вградени в органична матрица на минерална основа. Тази извънклетъчна матрица се състои от органични компоненти най-вече колаген тип 1 и неорганични компоненти включително хидроксиапатит и други соли като калций и фосфат. 

Колагенът придава на костта сила на опън, а именно устойчивост на разкъсване. Хидроксиапатитът дава на костите сила на натиск или устойчивост на натиск. 

Как функционират костите?

Костите изпълняват различни функции, които засягат цялото тяло. Проучвания показват, че в допълнение към структурата и движението костите поддържат енергийния метаболизъм, производството на кръвни клетки, имунната система и мозъчната функция. 

Механика

Костите осигуряват поддържане на тялото. Мускули, сухожилия, стави и ставни връзки се прикрепят към костите. Без закрепване към костите мускулите не могат да движат тялото. 

Защита

Някои кости защитават вътрешните органи на тялото. Например черепът защитава мозъка, а ребрата защитават сърцето и белите дробове. 

Синтез

Гъбеста структура на костите е жизненоважен резервоар за създаване на червени кръвни клетки, тромбоцити и бели кръвни клетки. Освен това тялото унищожава дефектните и стари червени кръвни клетки в костния мозък.

Метаболизъм

 Метаболитните функции на костите включват: 

• Съхранение: Костите действат като резерв за минерали, особено калций и фосфор. Мастната тъкан на костния мозък също може да съхранява мастни киселини
• Ендокринна функция: Костите произвеждат прекурсорите на различни хормони включително тези, които участват в растежа, в производството на инсулин и развитието на мозъка. Те отделят хормони, които действат върху бъбреците и влияят върху регулирането на кръвната захар и отлагането на мазнини
• Калциев баланс: Костите могат да повишат или намалят калция в кръвта като образуват кост или го разграждат в процес наречен резорбция
• Баланс на рН: Някои изследвания предполагат, че костите могат да отделят или абсорбират алкални соли, като помагат на кръвта да остане на правилното ниво на рН, но учените се нуждаят от повече изследвания, за да потвърдят това.
• Детоксикация: Костите могат да абсорбират тежки метали като олово, живак и арсен от кръвта

Видове кости

В човешкото тяло има пет вида кости: 

• Дълги кости: Това са предимно уплътнени кости с малко костен мозък и включват повечето кости в крайниците. Те поддържат тежестта и подпомагат движението
• Къси кости: Имат кубична форма и включват кости на китката и глезена
• Плоски кости: Имат плоска, широка повърхност. Те се състоят от два външни слоя, компактна кост и вътрешен слой гъбеста кост. Костите на черепа, гръдната кост, ребрата и лопатките са плоски кости. Те имат защитна роля
• Сезамовидни кости: Те са вградени в мускулите и сухожилията близо до повърхностите на ставите. Включват  капачката на коляното. Предпазват сухожилията от износване и напрежение
• Неправилни кости: Тези кости не се вписват в първите четири категории и имат необичайна форма. Влючват костите на гръбначния стълб и таза. Те защитават органи или тъкани

Костите на скелета принадлежат към две групи: апендикуларен и аксиален скелет. 

• Апендикулярният скелет се състои от 126 кости включително тези на крайниците, раменете и тазовия пояс. Осигурява структура и опора на други части на тялото
• Аксиалният скелет има по-малък обхват на движение от апендикулярния скелет. Състои се от костите на черепа, гръбначния стълб и гръдния кош

Костно ремоделиране

Тялото има способността да ремоделира костите. Това позволява   да фиксира увредената кост, да променя скелета по време на растежа и да регулира нивата на калций. 

Ремоделирането на костите е процес от две части.  По време на формирането тялото създава нова костна тъкан. При резорбция остеокластите разграждат и премахват костта. Ако една част от скелета е подложена на повишен стрес с течение на времето  например по време на тренировка  участъците от костта под най-голям натиск ще станат по-дебели в отговор. 

Остеоцитите, остеокластите и остеобластите играят ключова роля, но други елементи също допринасят за този процес. Те включват паратиреоиден хормон, витамин D, естроген и тестостерон. 

Остеопороза

Остеопорозата е заболяване на костите, което включва намаляване на костната минерална плътност. Това увеличава риска от фрактури. Най-често се среща при жени след менопаузата. Въпреки това може да засегне и мъжете и може да започне преди менопаузата.

Остеопорозата възниква или когато отстраняването или резорбцията на костта стават твърде бързо, новата кост се формира твърде бавно или поради и двете причини. Рисковите фактори включват: 

• ниски нива на калций
• дефицит на витамин D
• тютюнопушене
• използване на кортикостероиди
• висок прием на алкохол

Скринингът на състоянието на костите може да помогне за предотвратяване или забавяне на прогресията на остеопорозата. Тестовете могат да покажат, че е налице остеопения, ранният стадий на остеопороза. В този момент лекарят може да препоръча промени в диетата или     добавки. Тъй като състоянието на костите може да се влоши има лекарства за забавяне на прогресията. 

Други костни заболявания

В момента изследователите търсят начини за регенериране на костите. Това може да помогне на хора с остеоартрит, остеопороза и други състояния. Може също да помогне за възстановяване на счупени кости.

Костната регенерация е сложен процес. Учените продължават да  разглеждат различни аспекти включително начини за:

• ускоряване на производството на минерали за генериране на нова кост
• използване на естествени или синтетични присадки за подобряване на заздравяването на костите
• настъпване на растеж на костите използвайки изкуствени биоматериали за постигане на костна регенерация
• стимулиране на нервните пътища, за да насърчат   производството на кост
• регенериране на костите с повърхности, които позволяват усвояването на хранителни вещества
• използване на стволови клетки, за да се насърчи костта да се регенерира

Здравето на костите

Спазването на разнообразна диета с много калций, получаването на достатъчно витамин D и практикуване на упражнения са важни за здравето на костите. Избягването на тютюнопушенето и ограничаването на приема на алкохол също може да помогне за предотвратяване на остеопороза.

Как да разберете дали костите  Ви са здрави?

Различни здравословни проблеми могат да засегнат костите. Признаците на остеопороза включват загуба на височина, все по-прегърбена поза и фрактури, които се случват често или лесно.

Скрининговият тест може да покаже дали  има намалена    костна плътност.   Болката в костите може да е признак на увреждане на костите, инфекция или рак на костите. 

Костите могат да станат меки, ако има дефицит на витамин D. Това може да доведе до  рахит при децата. При възрастни лекарите наричат това състояние  остеомалация. 

Нетравматична костна фрактура при възрастни над 50 години може също да бъде ранен признак на недиагностициран рак като метастазирал рак на гърдата или белия дроб или мултиплен миелом.

https://www.medicalnewstoday.com