Biomechanika - studijní materiály

Kostní tkáň

Společně s vazivovou a chrupavčitou tkání se kostní tkáň řadí mezi pojiva složená z buněk a základní mezibuněčné hmoty. Oproti chrupavčité a vazivové tkáni však kostní tkáň představuje nejtvrdší a nejpevnější pojivo v lidském těle hlavně díky své jedinečné struktuře a schopnosti přizpůsobovat se.

Kostní buňky:
  • Osteoblasty (nevyvinuté kostní buňky) jsou jednojaderné buňky vznikající z mezenchymálních kmenových buněk. Mezi jejich hlavní funkce se řadí syntéza a mineralizace mezibuněčné hmoty.
  • Osteocyty (vyvinuté kostní buňky) jsou osteoblasty, které byly začleněny do nově vytvořené mezibuněčné hmoty a později uzavřeny mineralizovanou kostí. Kromě schopnosti syntetizovat a obnovovat mezibuněčnou hmoty slouží rovněž jako mechanoreceptory (čidla tlaku a tahu) s možností ovlivňovat míru odezvy kosti na aktuální zatížení.
  • Osteoklasty jsou velké mnohojaderné buňky, jejichž hlavní funkcí je resorpce kostní hmoty (remodelace kosti za účelem zmenšit její objem). Oproti osteoblastům, které mezibuněčnou hmotu tvoří, osteoblasty odbourávají její mineralizovanou složku s pomocí enzymů.
Mezibuněčná hmota:
  • Prvotní nemineralizovaná mezibuněčná hmota se z přibližně 94% skládá z vláknitého kolagenu (typ I), který kosti propůjčuje jistou míru pružnosti. Zbývající část (~6%) mezibuněčné hmoty připadá na bílkoviny nekolagenního charakteru. Tvrdost a pevnost získává kostní tkáň až postupným ukládáním minerálních solí jako jsou například fosforečnan vápenatý (85%) a uhličitan vápenatý (9%). Ve své konečné podobě obsahuje mineralizovaná kost 25% organické mezibuněčné hmoty označované jako ossein, 5% vody a 70% anorganických látek.

Podle uspořádání vláken (fibril) v kostní tkáni jsou rozlišovány následující typy kostní hmoty:

Kost vláknitá (fibrilární)
  • nepravidelné uspořádání kostní hmoty a fibril => málo odolná mechanickému namáhání
  • výskyt především u mladých jedinců (nevyvinutá kostní tkáň)
Kost vrstevnatá (lamelární)
  • pravidelné uspořádání kostní hmoty do plotének, ve kterých paralelně probíhají fibrily (přítomnost osteonů) => velmi odolná mechanickému namáhání
  • dělení na hutnou kostní tkáň (kompakta) a houbovitou kostní tkáň (spongióza)
  • výskyt u dospělých jedinců (vyvinutá kostní tkáň)
Západočeská univerzita v Plzni | Fakulta aplikovaných věd | Katedra mechaniky