Budowa i funkcje tkanki kostnej

Spis treści

1. Czynniki wpływające na masę kostną

Kości stanowią szkielet będący mechaniczna konstrukcję dla całego ciała. Jego centralną częścią jest kręgosłup do którego dołączone są kości kończyn górnych i dolnych. Kości kończyn połączone stawami wraz z mięśniami umożliwiają nam ruch, chodzenie, bieganie, czynności dnia codziennego. Klatka piersiowa, zbudowana z żeber ochrania płuca i serce a kości miednicy dają oparcie narządom jamy brzusznej. Kości są również magazynem minerałów (wapń, pierwiastki śladowe) oraz miejscem w którym szpik kostny produkuje komórki krwi. 

Na wstępie warto sobie uświadomić, że masa tkanki kostnej zmienia się wraz z wiekiem. Ilość jej zwiększa się stopniowo w ciągu pierwszych 20 lat życia osiągając maksimum czyli szczytową masę kostną około 30 - 35 roku życia. Przez następne 10 - 15 lat życia gęstość tkanki kostnej podlega niewielkim zmianom. Po 45 roku życia zaczynają przeważać procesy kościogubne. W tkance kostnej procesy jej przebudowy tzn.usuwanie starej kości i tworzenie na jej miejscu kości nowej są w dynamicznej równowadze i przebiegają równocześnie. W warunkach fizjologicznych ubytek masy kostnej czyli tworzenie jamki w kości trwa średnio około 17 dni podczas gdy tworzenie w tym samym miejscu nowej kości trwa około około 170 dni. Przebudowa tkanki kostnej w naszym organiźmie podlega kontroli przez hormony docierające z krwią do komórek kości. Budowanie nowej kości następuje pod wpływem hormonów płciowych (kobiece-estrogeny; męskie-androgeny), hormonu wzrostu i kalcytoniny. Niszczenie kości stymulują hormony kory nadnercza (kortykosteroidy) i parathormon.

W każdej kości można wyróżnić trzy podstawowe elementy a mianowicie:

• szkielet nieorganiczny - Stanowi około 70% całej kości i zbudowany jest ze związków wapnia i fosforu występujących w postaci postaci uwodnionych kryształów nazywanych hydroksyapatytami. Niedobór wapnia w znacznym stopniu upośledza tworzenie się tych związków, zaburzając strukturę beleczek kostnych co prowadzi do osteoporozy.
• włókna kolagenowe - Stanowią prawie 30% kości. Zbudowane są z kolagenu, białka przypominającego warkocz i nadają kościom elastyczność.
• komórki kostne - Stanowią 1 -2% całej kości. Wyróżniamy dwa typy komórek:
  osteoklasty - komórki kościogubne powodują trawienie składników kości i tworzenie w niej jamek, które w próżniejszym etapie są stopniowo wypełniane nową tkanką kostną.
  osteoblasty - komórki kościotwórcze, produkujące kolagen oraz macierz kostna.
  osteocytu – dojrzałe komórki kostne powstałe z osteoblastów, które zmniejszyły swoją aktywność metaboliczną.

Istnieją dwa zasadnicze rodzaje kości, kość korowa i gąbczasta.

Kość korowa (75 % kości stanowią minerały) jest to kość twarda, tworzącą warstwę zewnętrzną kości czyli korę. Ma niewielki wpływ na przemianę materii. W normalnych warunkach dzięki swojej wytrzymałości mechanicznej zbudowane z niej są trzony kości długich (np. Kość udowa, piszczelowa, ramienna itd.) oraz powierzchnia niektórych innych kości np. czaszki.

Kość gąbczasta (26 % kości stanowią minerały) zwana również kością beleczkową ma znacznie mniejszy ciężar właściwy. Kość beleczkowa jest mniej twarda od kości korowej bowiem zawiera 3-krotnie mniej minerałów ale ma za to nieporównanie więcej komórek. Kość ta dzięki swojej strukturze (regularnie ułożony system delikatnych, elastycznych połączeń przypominających sieć, nazwanych beleczkami) jest odpowiedzialna za równomierny rozkład sił działających na kości i odciążenie części szkieletu. Kość gąbczasta ma duży wpływ w przemianie metabolicznej w w szczególności z wbudowywaniem lub uwalnianiem dużych ilości wapnia. W osteoporozie to kość ulega największym zmianom. Z kości beleczkowej zbudowany jest kręgosłup.

Istnieją wyraźne różnice w budowie szkieletu mężczyzny w stosunku do kobiet:

• mężczyźni mają większą średnicę kości promieniowej
• grubość warstwy korowej kości promieniowej jest większa
• układ beleczek w obrębie szyjki kości udowej jest bardziej zwarty
• sposób ustawienia kości udowej w stawie biodrowym jest bardziej w osi trzonu tej kości
• masa szkieletu jest średnio o 50 % wyższa
• tempo ubytku masy kostnej jest wolniejsze niż u kobiet

Czynniki wpływające na masę kostną

Istnieje wiele czynników wpływających na skład kości i ich odporność na zużycie. Oto najważniejsze z nich:

• pierwiastki mineralne - Wapń, magnez, fosfor, cynk to głównie pierwiastki z których zbudowana jest kość. Cynk, który nie bierze bezpośrednio udziału w budowie kości odgrywa istotną rolę w wydzielaniu niektórych czynników wzrostowych dla kości.
• hormony - Hormony płciowe żeńskie (estrogeny) i męskie (androgeny) zapobiegają utracie wapnia z kości, aktywna forma witaminy D-3 nasila wchłanianie wapnia z przewodu pokarmowego i nerek, hormon wzrostu, hormony tarczycy (tyroksyna, trójjodotyronia) oraz parathormon pochodzący z przytarczyc,podwyższają poziom wapnia we krwi. Kalcytonina produkowana przez tarczycę obniża poziom wapnia we krw. Kortyzol - hormon pochodzący z nadnerczy w stanach nadmiernego wydzielania może być przyczyną nasilonej osteoporozy.
• czynniki genetyczne - Genetycznie uwarunkowana jest gęstość tkanki kostnej, liczba miejsc wiążących hormony na powierzchni kości oraz typ kolagenu
• czynniki środowiskowe - Masa tkanki kostnej zależy od rodzaju spożywanych posiłków, aktywności fizycznej, rodzaju wykonywanej pracy, stosowaniu używek (kawa, alkohol, papierosy).
• czynniki rasowe – Osoby rasy białej i żółtej są bardziej podatni na osteoporozę niż osoby rasy czarnej co w dużej mierze związane to jest z inną geometrią kości w obrębie miednicy.
• współistniejące choroby – W przebiegu nadczynności tarczycy, nadczynności i niedoczynności kory nadnerczy, nadczynności przytarczyc, cukrzycy, zaburzeń czynności gruczołów płciowych oraz przewlekłych chorób nerek, wątroby i przewodu pokarmowego dochodzi do zaburzeń przemiany materii w tkance kostnej
• przewlekłe stosowanie leków - Hormony sterydowe pochodne kortyzolu, duże dawki tyroksyny (hormon tarczycy), silnie działające leki moczopędne (furosemid), niektóre środki wpływające na krzepliwość krwi (heparyna) wpływają na metabolizm tkanki kostnej i mogą przyspieszać rozwój osteoporozy