Τα Οστά 🦴
Το ερειστικό σύστημα περιλαμβάνει τα οστά, τα οποία συνδέονται στις αρθρώσεις και σχηματίζουν τον σκελετό. Η λέξη «σκελετός» προέρχεται από το αρχαίο ρήμα σκέλλω, που σημαίνει «ξεραίνω», και συχνά μας φέρνει στον νου κάτι σκληρό και άψυχο. Ωστόσο ο σκελετός μας δεν είναι καθόλου «ξερός» — είναι ζωντανός ιστός, με κύτταρα που τρέφονται, αναπτύσσονται και ανανεώνονται συνεχώς.
Η λέξη «σκελετός» βγαίνει από το ρήμα σκέλλω (= ξεραίνω), επειδή οι αρχαίοι γνώριζαν το σκελετό κυρίως από οστά νεκρών οργανισμών. Στην πραγματικότητα, όσο ζούμε, ο σκελετός μας είναι ένας από τους πιο ενεργούς ιστούς του σώματος.
Οι λειτουργίες του σκελετού
Ο σκελετός δεν στηρίζει απλώς το σώμα· έχει πολλαπλό ρόλο:
- Στήριξη: στηρίζει το σώμα και καθορίζει τη μορφή του.
- Προστασία: σχηματίζει κοιλότητες μέσα στις οποίες προστατεύονται ζωτικά όργανα, όπως ο εγκέφαλος και οι πνεύμονες.
- Κίνηση: συμβάλλει στην κίνηση του οργανισμού σε συνεργασία με τους σκελετικούς μυς.
- Αιμοποίηση: έχει αιμοποιητικό ρόλο, αφού στον ερυθρό μυελό του παράγονται τα κύτταρα του αίματος.
- Αποθήκευση: αποτελεί αποθήκη αλάτων, κυρίως ασβεστίου και φωσφόρου.
Σύσταση του οστίτη ιστού
Τα οστά είναι όργανα και αποτελούνται από οστίτη ιστό, έναν από τους σκληρότερους ιστούς του σώματος. Ο οστίτης ιστός αποτελείται από δύο βασικά στοιχεία:
- Οστεοκύτταρα: βρίσκονται μέσα σε κοιλότητες της μεσοκυττάριας ουσίας και έχουν πολλές αποφυάδες (προεκβολές). Οι αποφυάδες αυτές εκτείνονται μέσα σε μικροσκοπικά κανάλια της μεσοκυττάριας ουσίας και συνδέουν κάθε οστεοκύτταρο με τα γειτονικά του, ώστε να επικοινωνούν και να ανταλλάσσουν ουσίες.
- Μεσοκυττάρια ουσία: αποτελείται κατά το 1/3 από οργανικά συστατικά και κατά τα 2/3 από ανόργανα συστατικά.
| Συστατικό | Ποσοστό | Τι περιέχει | Τι προσφέρει στο οστό |
|---|---|---|---|
| Οργανικό μέρος | 1/3 | Κυρίως ινίδια κολλαγόνου | Ελαστικότητα και αντοχή |
| Ανόργανο μέρος | 2/3 | Άλατα (κυρίως φωσφορικό ασβέστιο και φωσφορικό μαγνήσιο, καθώς και ανθρακικά άλατα ασβεστίου, νατρίου και καλίου) | Σκληρότητα και ανθεκτικότητα |
Τα ινίδια κολλαγόνου μέσα στο οστό λειτουργούν όπως οι ράβδοι σιδήρου στο οπλισμένο σκυρόδεμα: δίνουν στο υλικό αντοχή στην κάμψη, ενώ τα ανόργανα άλατα (σαν το τσιμέντο) του δίνουν σκληρότητα. Ο συνδυασμός των δύο κάνει το οστό ταυτόχρονα σκληρό και ελαστικό.
Μη θεωρείς το οστό «καθαρό ασβέστιο». Αν έλειπε το κολλαγόνο, το οστό θα ήταν εύθραυστο σαν κιμωλία· αν έλειπαν τα άλατα, θα ήταν μαλακό και εύκαμπτο. Η σκληρότητα και η ελαστικότητα προέρχονται από διαφορετικά συστατικά.
Οι δύο μορφές του οστίτη ιστού
Ο οστίτης ιστός εμφανίζεται με δύο μορφές: τον συμπαγή και τον σπογγώδη.
Συμπαγής οστίτης ιστός
Στον συμπαγή οστίτη ιστό, τα οστεοκύτταρα μαζί με τη μεσοκυττάρια ουσία διατάσσονται σε ομόκεντρα στρώματα γύρω από έναν αγωγό, τον σωλήνα του Havers. Έτσι σχηματίζεται μια κυλινδρική μονάδα, ο οστεώνας (ή σύστημα του Havers). Μέσα στους σωλήνες του Havers περιέχονται αιμοφόρα αγγεία, που τρέφουν το οστό, και νεύρα.
Σπογγώδης οστίτης ιστός
Ο σπογγώδης οστίτης ιστός παρουσιάζει κοιλότητες, τις μυελοκυψέλες, και αποτελείται κι αυτός από οστεοκύτταρα και μεσοκυττάρια ουσία — δεν έχει όμως οστεώνες. Μέσα στις μυελοκυψέλες βρίσκεται ο ερυθρός μυελός των οστών, που είναι αιμοποιητικό όργανο. Επειδή τα οστεοκύτταρα και η μεσοκυττάρια ουσία είναι εδώ πιο αραιά διατεταγμένα, ο σπογγώδης ιστός είναι πιο ελαφρύς από τον συμπαγή.
Ο οστεώνας (σύστημα του Havers) υπάρχει μόνο στον συμπαγή οστίτη ιστό. Ο σπογγώδης δεν έχει οστεώνες — έχει μυελοκυψέλες με ερυθρό μυελό.
Μορφολογία των οστών
Ανάλογα με το σχήμα τους, τα οστά διακρίνονται σε τρεις τύπους:
| Τύπος οστού | Παραδείγματα | Χαρακτηριστικά |
|---|---|---|
| Μακρά (επιμήκη) | Βραχιόνιο, μηριαίο | Κυρίως στα άκρα |
| Πλατιά | Μετωπιαίο, ινιακό (κρανίο), ανώνυμα οστά (λεκάνη) | Σχηματίζουν κοιλότητες (κρανιακή, πυελική) |
| Βραχέα | Σπόνδυλοι, οστά καρπού και ταρσού | Στη σπονδυλική στήλη και στο άκρο χέρι/πόδι |
Δομή ενός μακρού οστού
Τα μακρά οστά έχουν δύο άκρα, τις επιφύσεις, ενώ το ενδιάμεσο κυλινδρικό τμήμα λέγεται διάφυση. Στο εσωτερικό της διάφυσης υπάρχει μια κοιλότητα, ο μυελώδης αυλός, μέσα στην οποία βρίσκεται ο μυελός των οστών.
Η διάφυση επενδύεται εξωτερικά με το περιόστεο και εσωτερικά με το ενδόστεο. Και τα δύο περιέχουν πολλούς οστεοβλάστες, που συμβάλλουν στην κατά πάχος αύξηση του οστού και στην αναγέννησή του σε περίπτωση κατάγματος. Το περιόστεο έχει πολλά αγγεία και νεύρα, τρέφει το οστό και χρησιμεύει για την πρόσφυση μυών και συνδέσμων· η αποκόλλησή του σε μεγάλη έκταση μπορεί να προκαλέσει νέκρωση του οστού.
Από έξω προς τα μέσα, η διάφυση ενός μακρού οστού αποτελείται από: περιόστεο → συμπαγή οστίτη ιστό → μυελώδη αυλό (επενδυμένο με ενδόστεο). Οι επιφύσεις αποτελούνται εξωτερικά από λεπτό στρώμα συμπαγούς οστίτη ιστού και εσωτερικά από σπογγώδη οστίτη ιστό. Οι επιφύσεις δεν καλύπτονται από περιόστεο, αλλά από ένα στρώμα χόνδρου, τον αρθρικό χόνδρο.
Τα βραχέα οστά καλύπτονται από περιόστεο και έχουν κεντρικό τμήμα από σπογγώδη οστίτη ιστό, περιβαλλόμενο από συμπαγή. Τα πλατιά οστά καλύπτονται επίσης από περιόστεο και αποτελούνται από δύο πλάκες συμπαγούς οστίτη ιστού, ανάμεσα στις οποίες υπάρχει σπογγώδης ιστός.
Ο μυελός των οστών
Ο μυελός των οστών βρίσκεται στον μυελώδη αυλό των μακρών οστών και στις μυελοκυψέλες του σπογγώδους ιστού. Είναι ειδικός τύπος μαλακού συνδετικού ιστού και διακρίνεται σε ερυθρό και ωχρό.
- Ερυθρός μυελός: είναι αιμοποιητικό όργανο. Αρχίζει να παράγει ερυθροκύτταρα προς το τέλος της εμβρυϊκής ζωής, ενώ μετά τη γέννηση παράγει επιπλέον αιμοπετάλια και λευκοκύτταρα.
- Ωχρός μυελός: περιέχει κυρίως λίπος.
Ο ερυθρός μυελός υπάρχει σε όλα τα οστά του νεογνού. Από την παιδική ηλικία και μετά, αρχίζει σταδιακά να συγκεντρώνει λίπος και μετατρέπεται σε ωχρό. Γύρω στα 20 έτη, σχεδόν όλος ο ερυθρός μυελός των διαφύσεων έχει αντικατασταθεί από ωχρό. Αντίθετα, στις μυελοκυψέλες των σπονδύλων, του στέρνου, των πλευρών, της λεκάνης και του κρανίου, ο ερυθρός μυελός συνεχίζει την αιμοποίηση σε όλη τη διάρκεια της ζωής.
Σχηματισμός και ανάπτυξη των οστών
Κατά την εμβρυϊκή ζωή, τα οστά προσχηματίζονται από ειδικό συνδετικό ιστό, τον υμενώδη σκελετό. Από εκεί, τα οστά αποκτούν την τελική τους μορφή με δύο διαφορετικές διαδικασίες οστέωσης:
Υμενογενής οστέωση
Στα οστά του κρανίου, ο υμενώδης σκελετός αντικαθίσταται απευθείας από οστίτη ιστό. Ομάδες κυττάρων διαφοροποιούνται σε οστεοβλάστες, οι οποίοι πολλαπλασιάζονται και συγκροτούν το κέντρο οστέωσης. Οι οστεοβλάστες παράγουν το οργανικό μέρος του οστίτη ιστού, το οποίο στη συνέχεια ασβεστοποιείται. Στο κρανίο των νεογέννητων υπάρχουν μαλακές περιοχές, οι πηγές, όπου ο συνδετικός ιστός δεν έχει ακόμη οστεοποιηθεί.
Χονδρογενής οστέωση
Στα περισσότερα άλλα οστά, ο υμενώδης σκελετός αντικαθίσταται πρώτα προοδευτικά από χόνδρινο ιστό και έπειτα από οστίτη ιστό. Η αντικατάσταση γίνεται από συγκεκριμένες θέσεις, τους πυρήνες οστέωσης. Σε ένα μακρύ οστό υπάρχει αρχικά ένας πυρήνας στη διάφυση και αργότερα εμφανίζονται δύο ακόμη στις επιφύσεις.
Η κατά πάχος αύξηση του οστού γίνεται γύρω από τον πυρήνα οστέωσης, ενώ η κατά μήκος αύξηση γίνεται προς τα δύο άκρα, μέσω δύο στρωμάτων χόνδρου (συζευκτικοί χόνδροι) ανάμεσα στη διάφυση και τις επιφύσεις. Η αύξηση των οστών ελέγχεται από την αυξητική ορμόνη και τις φυλετικές ορμόνες.
Γύρω στα 20 έτη ο συζευκτικός χόνδρος περιορίζεται σε λεπτό χόνδρινο δίσκο, και μεταξύ 20 και 25 ετών αντικαθίσταται πλήρως από οστίτη ιστό. Από εκεί και πέρα η κατά μήκος αύξηση των οστών γίνεται αδύνατη — γι' αυτό ο άνθρωπος παύει να ψηλώνει. Η κατά πλάτος αύξηση, όμως, μπορεί να συνεχιστεί, χάρη στην εναπόθεση οστίτη ιστού από τους οστεοβλάστες του περιόστεου.
Συνεχής ανακατασκευή του οστού
Στα οστά γίνεται συνεχώς ανταλλαγή ύλης: απορρόφηση και εναπόθεση ουσιών. Ο οστίτης ιστός αποικοδομείται από τους οστεοκλάστες, οι οποίοι απομακρύνουν κατεστραμμένα οστεοκύτταρα και μεσοκυττάρια ουσία, ενώ οι οστεοβλάστες σχηματίζουν συνεχώς καινούρια μεσοκυττάρια ουσία. Ο έλεγχος της απορρόφησης ασβεστίου και φωσφορικών ανιόντων επηρεάζεται από βιταμίνες (D, A, C), ορμόνες και την ηλικία.
Οστεοπόρωση
Η οστεοπόρωση είναι η μείωση της οστικής μάζας, που οφείλεται σε μειωμένο σχηματισμό οστίτη ιστού, σε αυξημένη αποικοδόμησή του, ή και στα δύο μαζί. Εμφανίζεται συχνότερα σε ηλικιωμένους, σε γυναίκες μετά την εμμηνόπαυση και σε άτομα που παραμένουν σε κατάκλιση για μεγάλο χρονικό διάστημα.
Παράγοντες που συμβάλλουν στην εμφάνισή της είναι το φύλο, η έλλειψη ασβεστίου και βιταμίνης D, η πρώιμη εμμηνόπαυση, η καθιστική ζωή, το κάπνισμα και ουσίες όπως το αλκοόλ και η κορτιζόνη.
Κάταγμα
Στο κάταγμα καταστρέφεται η μεσοκυττάρια ουσία και νεκρώνονται τα γειτονικά οστεοκύτταρα. Τα αιμοφόρα αγγεία καταστρέφονται, προκαλώντας τοπική αιμορραγία και σχηματισμό πήγματος αίματος. Κατά την αποκατάσταση, οι οστεοκλάστες απομακρύνουν την κατεστραμμένη μεσοκυττάρια ουσία και τα νεκρά κύτταρα, ενώ οι οστεοβλάστες του περιόστεου και του ενδόστεου γύρω από το κάταγμα πολλαπλασιάζονται και σχηματίζουν αρχικά σπογγώδη οστίτη ιστό, ο οποίος στη συνέχεια μετατρέπεται σε συμπαγή.
Η ταχύτητα επιδιόρθωσης ενός κατάγματος εξαρτάται από:
- την απόσταση μεταξύ των τμημάτων του σπασμένου οστού (μικρότερη απόσταση = ταχύτερη επούλωση),
- την ηλικία (η επούλωση γίνεται πιο αργά σε μεγαλύτερη ηλικία),
- το συγκεκριμένο οστό (τα τραύματα στα άνω άκρα επουλώνονται ταχύτερα από αυτά στα κάτω άκρα).