KOMPAKTS KAULS: RAKSTUROJUMS, STRUKTŪRA, FUNKCIJAS - BIOLOĢIJA - 2025

Kompakts kaulu , daži autori kā garozas kaulu aprakstīts, ir materiāls, no kura liela summa cietā struktūra skelets sastāv dzīvniekiem. Nepilngadīgu un pieaugušu mugurkaulnieku kauli ir divu veidu: (1) porains vai trabekulārs kauls un (2) kompakts vai garozas kauls. Kaulu kauls galvenokārt atrodams aksiālajos skeleta kaulos, kas atrodas iegurnī, mugurkaulā, ribās un galvaskausā.

Savukārt kompakts kauls ir atrodams vairāk nekā 80% ķermeņa kaulu, veidojot garo kaulu diafīzi (kaula ķermeni vai daļu starp epifizēm) un plakano kaulu ārējo un iekšējo galdu. .

Kompakta kaula struktūras shēma un apraksts (Avots: OpenStax anatomija un fizioloģija, izmantojot Wikimedia Commons)

Pirms pieauguša cilvēka garo kaulu diafizas no epifīzes tiek atdalītas ar skrimšļa plāksni, ko sauc par epifīzes plāksni, kas atbilst garā kaula kompakto un poraino kaulu augšanas zonai.

Papildus funkcijām ķermeņa kustībā un lokomotīvē, kompaktais kauls, kā arī citi ķermeņa kauli aktīvi piedalās organisma kalcija un fosfora līmeņa homeostāzē.

Raksturojums un uzbūve (histoloģija)

Tāpat kā visus dzīvnieka ķermeņa kaulus, kompakto kaulu galvenokārt veido dažāda veida šūnas un kaulu matrica.

Kaulu šūnas ir četru veidu: (1) osteoprogenitor šūnas, (2) osteoblasti, (3) osteocīti un (4) osteoclasts. Pirmie iegūst no embrionālās mezodermas un, diferencējot, rada osteoblastus.

Osteoblasti ir šūnas, kas atbild par matricas organisko komponentu sintēzi, kas raksturo kaulu audus. Tas ražo dažādu veidu kolagēnu, proteoglikānus un glikoproteīnus. Tie ir saskarē ar kompakto kaulu ārējo slāni un ar medulāro kanālu.

Osteocīti ir neaktīvi osteoblasti, kas ir iegremdēti kalcificētā kaulu matricā, kuru viņi paši ir sintezējuši. Dažas no tās funkcijām ietver mehānisko transdukciju un aktivizējošo faktoru izdalīšanos no osteoklastiem.

Visbeidzot, osteoklasti ir šūnas, kas atbild par kaulu rezorbcijas procesu (vecā kaula iznīcināšana un reabsorbcija). Tos iegūst no cilmes šūnām, kas atrodas kaulu smadzenēs (asinsrades šūnās).

Kaulu matricu, no otras puses, veido organiskas un neorganiskas vielas. Tā ir kaulaudu daļa, kas kalcificē un ir atbildīga par tā cietību.

Organiskie komponenti, kurus izdala osteoblasti, parasti ir šķiedru proteīni, piemēram, kolagēns un citi glikoproteīni un proteoglikāni. Neorganiskie komponenti ir kalcijs, fosfors, magnijs, bikarbonāts, citrāts utt.

-Struktūra

Kompakta kaula iekšējā struktūra sastāv no paralēlu cilindru sērijas, kas sastāv no koncentriskām loksnēm, kuras ir saliktas ap kanāliem, kurus sauc par "Haversijas kanāliem"; šādas cilindriskas vienības sauc par osteoniem.

Haversijas kanāli satur asinsvadus un nervu šķiedras, kas ir svarīgi kaulu šūnu uzturā un signālu pārraidē.

Tā kā kaulu šūnas šajās laminās tiek barotas ar difūzijas palīdzību no Haversijas kanāliem, maksimālais koncentrisko laminātu skaits, kāds var būt osteons, ir no 4 līdz 20.

Osteonus ierobežo tā saucamā “cementēšanas līnija”, ko veido pamatviela (viena no matricas sastāvdaļām) ar nedaudz kolagēna šķiedrām.

Caur blakusesošajiem osteoniem Haversijas kanāli viens otram pievienojas caur “Volkmann kanāliem”, kas ir orientēti slīpi vai perpendikulāri Haversijas kanāliem.

Attālākie koncentriskie slāņi atrodas tieši zem periosta (garo kaulu ārējā apvalka), savukārt iekšējie slāņi izliek medulāro kanālu, kur atrodas kaulu smadzenes.

Šiem iekšējiem koncentriskajiem slāņiem, kas savieno medulāro kanālu, ir trabekulārā vai dziedzeru kaula slānis, kas izvirzīts medulārajā kanālā.

-Lāpstiņu uzbūve osteonos

Osteonu veidojošās loksnes sastāv no regulāri sakārtotiem osteocītiem un caur maziem kanalikuliem savienotas starp “spraugām”, kur tās ir iekļautas.

Šie kanalikulīši satur osteocītu raksturīgos citoplazmas procesus un ļauj tiem sazināties savā starpā un apmainīties ar dažādu klašu mazām molekulām un joniem.

Osteonu kaulu matricas kolagēna šķiedras ir izkārtotas paralēli starp katru slānis.

Iespējas

Tā kā kompaktais kauls ir daļa no garajiem kauliem, tā pamatfunkcija ir nodrošināt stingru un izturīgu struktūru, kas atvieglo visu mugurkaulnieku pārvietošanos un pārvietošanos.

Dažādām kustībām kauls darbojas kā muskuļu ievietošanas vieta un sviras roka, kas reizina šo muskuļu izstrādāto spēku.

Tā kā kompaktais kauls ir daļa no plakano kaulu struktūras, tas piedalās arī tādu dzīvībai svarīgu orgānu kā smadzeņu aizsargfunkcijā.

Tāpat kā pārējiem ķermeņa kauliem, kompaktais kauls piedalās kalcija un fosfora regulēšanā organismā (atcerieties, ka mugurkaulnieku skeletā ir vairāk nekā 95% no kopējā ķermeņa kalcija).

Hormonālā regulēšana

Šī regula cita starpā ir atkarīga no dažādiem hormonālajiem faktoriem, kas izdalās, reaģējot uz ļoti daudziem stimuliem, kas saistīti ar kalcija regulēšanu plazmā.

Starp hormonālajiem stimuliem izceļas epitēlijķermenīšu (PTH) darbība, ko ražo epitēlijķermenītis, un hormoni, kas iegūti no D vitamīna un kalcitonīna, ko ādā ražo ultravioletā starojuma ietekmē holesterīns un vairogdziedzeris. attiecīgi.

Viens no D vitamīna atvasinājumiem, 1,25-dihidroksi-holekalciferols, ir viela, kas regulē kalcija uzsūkšanos zarnās un veicina nieru kalcija reabsorbciju.

Parathormone, dzīvībai svarīgs hormons, palielina kaulu rezorbciju, palielina kalcija mobilizāciju (tādējādi palielinot kalcija līmeni plazmā) un samazina fosfāta līmeni plazmā.

Kalcitonīns samazina cirkulējošā kalcija un fosfāta koncentrāciju un kavē kaulu rezorbciju, veicinot fosfora un kalcija iekļaušanos kaulu matricā.

Atsauces

1. Aarden, EM, Burger, EH, Nijweide, PJ, Biology, C., & Leiden, AA (1994). Osteocītu darbība kaulā. Journal of Cellular Biochemistry, 55, 287–299.
2. Berne, R., & Levijs, M. (1990). Fizioloģija. Mosbijs; Starptautiskais ed izdevums.
3. Caetano-Lopez, J., Canhao, H., & Fonseca, J. (2007). Osteoblasti un kaulu veidošanās. Acta Reum Prot, 32, 103–110.
4. Despopoulos, A., & Silbernagl, S. (2003). Fizioloģijas krāsu atlants (5. izdevums). Ņujorka: Thieme.
5. Fokss, SI (2006). Cilvēka fizioloģija (9. izdevums). Ņujorka, ASV: McGraw-Hill Press.
6. Gartner, L., & Hiatt, J. (2002). Histoloģijas teksta atlants (2. izdevums). Meksika DF: McGraw-Hill Interamericana Editores.
7. Kuehnel, W. (2003). Citoloģijas, histoloģijas un mikroskopiskās anatomijas krāsu atlants (4. izdevums). Ņujorka: Thieme.
8. Teitelbaums, S. (2000). Kaulu rezorbcija ar osteoklastiem. Zinātne, 289, 1504-1509.