Οστό

Δομή

Το οστό αποτελείται από ασβεστοποιημένες πρωτεΐνες που βρίσκονται έξω από τα κύτταρα και αποτελούν το οστεοειδές. Το οστεοειδές αποτελείται από κολλαγόνο τύπου Ι και γλυκοζαμινογλυκάνες που περιέχουν γλυκοπρωτεΐνες που μπορούν να δεσμεύσουν μεγάλες ποσότητες ασβεστίου, όπως η οστεοκαλσίνη. Τα άλατα ασβεστίου δίνουν στο οστό μηχανική ισχύ. Το ασβέστιο μαζί με τα φωσφορικά ιόντα σχηματίζουν τον υδροξυαπατίτη [Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂]. Αν και το οστό είναι σχεδόν άκαμπτο, οι ίνες του κολλαγόνου του προσδίδουν μικρό βαθμό ελαστικότητας.
Ανάλογα με τον τρόπο που διατάσσεται το οστεοειδές, το οστό χαρακτηρίζεται ως δικτυωτό ή πεταλιώδες. Στον υγιή ενήλικα, ουσιαστικά ολόκληρος ο οστίτης ιστός είναι στην πεταλιώδη μορφή, στην οποία το κολλαγόνο είναι διατεταγμένο σε πέταλα και έτσι έχει μεγαλύτερη ισχύ. Το δικτυωτό οστό αποτελείται από άτακτες ίνες κολλαγόνου και παρατηρείται σε περιπτώσεις έντονης οστεογένεσης, κυρίως στα έμβρυα, και στη συνέχεια αντικαθίσταται από την πεταλιώδη διάταξη. Αν πάλι το κολλαγόνο του οστεοειδούς είναι ελαττωματικό, όπως συμβαίνει στην ατελή οστεογένεση, τα οστά είναι εύθραυστα.
Στον άνθρωπο το οστό αποτελείται από μια εξωτερική συμπαγή ζώνη, η οποία αποκαλείται φλοιός, μέσα στην οποία βρίσκεται η δοκιδώδης ή σπογγώδης ζώνη. Ο φλοιός είναι αυτός που δέχεται και ανθίσταται στις δυνάμεις παραμόρφωσης, ενώ το δοκιδώδες οστό δρα σαν ένα πολύπλοκο σύστημα στηριγμάτων. Ο χώρος ανάμεσα στις δοκίδες γεμίζει με λίπος ή ερυθρό μυελό, ο οποίος παράγει τα κύτταρα του αίματος. Η δομική μονάδα του οστού είναι ο οστεώνας, ο οποίος αποτελείται από τους αβέρνιους σωλήνες, μέσα στους οποίους βρίσκονται αιμοφόρα αγγεία και νεύρα, και το οστεοειδές που σχηματίζει πέταλα γύρω του.
Το οστό περιβάλλεται από ένα «μανδύα» από ινοκολλαγονώδη ιστό ο οποίος αποκαλείται περιόστεο.

Σύνθεση - απορρόφηση

Το οστεοειδές παράγεται από τις οστεοβλάστες, οι οποίοι επικάθονται στην επιφάνεια του οστού. Οι οστεοβλάστες παράγουν κολαγόνο και γλυκοζαμινογλυκάνες τις οποίες εκκρίνουν σε κυστίδια και σχηματίζουν τις ίνες του κολλαγόνου του οστεοειδούς, οι οποίες βρίσκονται μέσα στις γλυκοαζμινογλυκάνες. Στην συνέχεια ακολουθεί η ασβεστοποίηση του οστεοειδούς. Η οστεοκαλσίνη δεσμεύει τα ιόντα ασβεστίου ενώ η αλκαλική φωσφατάση αυξάνει τοπικά συγκέντρωση φωσφορικών ιόντων και ιόντων ασβεστίου. Τα κυστίδια που παράγουν οι οστεοβλάστες περιέχουν αλκαλική φωσφατάση και δημιουργούν γύρω τους πυρήνες εναπόθεσης αλάτων υδροξυαπατίτη, στους οποίους ο υδροξυαπατίτης συσσωρεύεται γρήγορα και επεκτείνεται κυκλικά μέχρι να συναντήσει άλλες εστίες ασβεστοποίησης. Με παρόμοιο τρόπο δημιουργείται και η οδοντίνη. Όταν ο ρυθμός οστεογένεσης είναι φυσιολογικός, τότε η ασβεστοποίηση αρχίζει αμέσως.
Η αποσύνθεση του οστού ονομάζεται απορρόφηση και πραγματοποιείται από κύτταρα που ονομάζονται οστεοκλάστες. Οι οστεοκλάστες παράγουν κυστίδια που περιέχουν λυσοσωμικά ένζυμα και τα απελευθερώνουν στην οστική επιφάνεια. Τα ένζυμα αυτά υδρολύουν (καταστρέφουν) το κολλαγόνο και τις γλυκοζαμινογλυκάνες του οστού, με αποτέλεσμα την αποδόμηση των οργανικών αλάτων που συνδέονται με αυτές. Οι οστεοκλάστες δημιουργούν επίσης όξινο περιβάλλον, το οποίο οδηγεί στη διάσπαση του υδροξυ-απατίτη. Στην συνέχεια οι οστεοκλάστες ενδοκυτταρώνουν κάποια από τα προϊόντα της διάσπασης. Στη συνέχεια κινούνται σε άλλη θέση. Η παραθορμόνη ενεργοποιεί τους οστεοκλάστες έτσι ώστε να αυξήσει τα επίπεδα ασβεστίου στο αίμα όταν αυτά μειωθούν ενώ η καλσιτονίνη τους απενεργοποιεί όταν τα επίπεδα ασβεστίου στο αίμα είναι υψηλά.