Kosť

Kosť (lat. os) alebo kostné tkanivo je tvrdé spojivové tkanivo alebo oporný orgán sformovaný z tohto tkaniva. Nachádza sa u mnohých živočíchov. Kostné tkanivo tvorí podstatnú časť kostry stavovcov.
Kosti spolu vytvárajú štruktúru a tvar tela, ochraňujú vnútorné orgány a spolu so svalmi a kĺbmi zabezpečujú pohyb. Sú tvorené z väčšej časti anorganickou a menšej časti organickou hmotou (bunky, organické molekuly).
Proces tvorby kosti sa všeobecne nazýva osteogenéza, proces premeny tkaniva na kosť sa nazýva osifikácia. Náuka o kostiach sa nazýva osteológia.

Kostné bunky

Kostné bunky – osteocyty sú uložené v dutinkách (lakúnach, lat. lacunae), ktoré sú navzájom pospájané jemnými kanálikmi (lat. canaliculi ossium). Tieto bunky sa zúčastňujú na uvoľňovaní minerálnej zložky z kostného tkaniva a tým sa podieľajú na regulácii hladiny vápnika v krvi. Osteocyt predstavuje pokojovdé štádium ďalšieho typu kostných buniek - osteoblastov. Osteoblasty sa zúčastňujú na tvorbe základnej kostnej hmoty, ktorú produkujú v podobe prekurzorov; po vytvorení medzibunkovej hmoty, ktorou sa obklopia, sa menia na osteocyt. Osteoklasty sú obrovské bunky, ktoré sú schopné rozpúšťať a resorbovať kostné tkanivo.

Medzibunková hmota

Tvorí ju organická zložka – tzv. osteoid (osseín) – zo zväzkov kolagénových fibríl spojených amorfnou hmotou (osteoalbumoid, osteomukoid). Do tejto zložky sa ukladajú anorganické, minerálne látky. Pomer medzi zložkami sa počas života človeka mení, stúpa podiel anorganickej zložky a preto sa kosti v starobe stávajú krehkejšími a v mladosti sú pružnejšie.

Mechanické vlastnosti kosti

Kosť je veľmi pevná, jej odolnosť sa znižuje sa až vo vyššom veku. Znáša veľmi vysokú statickú záťaž: v smere dlhej osi znesú tie najsilnejšie cez 1 000 kg; odolnosť na ťah je ešte vyššia. Horšie je to v smere krátkej osi, odolnosť je zhruba polovičná. Najmenšiu odolnosť majú kosti voči pôsobeniu torznej sily – pohybuje sa v hodnotách jednotiek kilogramov. V realite však pôsobí i rýchlosť nárazu a ťah okolitého svalstva – preto kosti živého človeka vydržia menej ako izolované kosti v experimente.

Väzivové kostné tkanivo

Väzivové kostné tkanivo predstavuje primitívny druh kosti a u cicavcov sa vyskytuje väčšinou iba prechodne, ako výsledok primárnej osifikácie. V dospelosti je u človeka zachovaná len v stene labyrintu vnútorného ucha, pri lebečných švoch a v miestach úponov väzov a šliach na kosť. U nižších stavovcov, napríklad rýb, sa vyskytuje ako trvalé kostné tkanivo. Skladá sa z plsťovito usporiadaných kolagénových fibríl a predstavuje prechod medzi väzivom a kosťou. Osteocyty sú uložené v lakúnach pomedzi zväzkami vlákien. Lamely sa v tomto type kostného tkaniva nenachádzajú vôbec.

Lamelárne kostné tkanivo

Lamelárne kostné tkanivo sa skladá z mikroskopických platničiek – lamiel. Tieto lamely môžu prebiehať lineárne, pričom niekoľko súbežných lamiel vytvára voľným okom viditeľný kostný trámček. Takýmto spôsobom je usporiadaná špongiózna (trámcovitá) kosť – lat. substantia spongiosa (trabecularis), ktorá predstavuje hlavne tkanivo výplňové, nie nosné. Vyskytuje sa v epifýzach (hlaviciach) dlhých kostí a ako výplň krátkych kostí.

V kostiach, ktoré sú zaťažované pravidelne v určitých smeroch, sa trámčeky spongiózy usporiadavajú v smere pôsobenia prevažujúcej sily, vytvárajú tzv. kostné trajektórie a tvoria architektoniku spongióznej kosti. Tento systém zaisťuje maximálnu pevnosť kosti pri minimálnej spotrebe materiálu. Jeho vznik podmieňuje vonkajšie pôsobenie – záťaž, kladená na jednotlivé kosti – človek sa s vytvorenou architektonikou nenarodí.
Ak sú kostné lamely usporiadané koncentricky, vytvárajú trubice zasunuté jednu do druhej. Hovoríme o kompaktnej (osteonálnej) kosti – lat. substantia compacta. Koncentrickým usporiadaním lamiel vznikajú tzv. osteóny (Haversove systémy), ktoré sú základnou stavebnou jednotkou kompakty. Dutina v ich strede sa nazýva Haversov kanálik, v ktorom prebiehajú cievy a nervy upevnené riedkym väzivom. Haversove kanáliky sú navzájom pospájané spojovacími kanálikmi, medzi lamelami i v nich sú lakúny osteocytov. Priestor medzi osteónmi je vyplnený vmedzerenými (intersticiálnymi) lamelami. Na povrchu kompakty z jej vnútornej i vonkajšej strany sú tzv. plášťové lamely. Takúto stavbu má napr. kompakta diafýz dlhých kostí. Klasický kompletný osteón je u človeka vzácny, väčšina nesie stopy prestavby kosti.

Perichondrálna osifikácia

Pri perichondrálnej osifikácii vytvára osteogénne tkanivo kostnú manžetu na povrchu chrupavkového modelu kosti. Táto manžeta sa stáva základom kompaktnej kosti. Chrupavkový model zodpovedá svojim tvarom budúcej kosti. Východiskom tohto typu osifikácie je perichondrium, neskôr periost, ktorý nadobúda funkciu osteogénneho tkaniva. Osteoblasty uložené na spodnej strane perichondria vytvárajú na začiatku osifikácie tenkú manžetu, ktorá neskôr zhrubne. Dokonalé osteóny sa objavujú až po narodení jedinca. V tomto procese sa pôvodné kostné tkanivo odbúrava a na jeho mieste sa vytvára dokonalejšie kostné tkanivo. Pri perichondriálnej osifikácii rastie kosť do hrúbky. Po nej nasleduje enchondrálna osifikácia.

Enchondrálna osifikácia

Enchondrálna osifikácia prebieha vo vnútri chrupavkového modelu kosti. Pri tomto type osifikácie vzniká spongiózne kostné tkanivo. Aby mohla začať osifikácia, musí najskôr do vnútra chrupavkového modelu kosti preniknúť osteogénne tkanivo, postupne ho odbúrať a nahradiť kostným tkanivom. V strede chrupavkového modelu dochádza najprv k hypertrofii chondrocytov, ktoré neskôr začínajú vápenatieť. Tak dochádza k redukcii základnej chrupavkovej hmoty, ktorá vápenatie a vytvára priehradky súbežné s dlhou osou budúcej kosti. V chondrocytoch vznikajú regresívne zmeny a postupne zanikajú. Jednotlivými kanálikmi v kosti preniká do vnútra väzivo a spolu s ním cievy. Väzivo s cievami vrastá do dutiniek, ktoré vznikli pôsobením chondroklastov (buniek rozrušujúcich chrupavkové tkanivo). Činnosťou týchto buniek vznikajú v osifikačnom centre ďalšie dutinky, ktoré predstavujú prvotný dreňový priestor. Osteoblastické väzivo sa rozrastá a rozrušuje mechúrikovitú a zvápenatenú chrupavku. Takto vzniká stále väčší a členitejší priestor, ktorý sa postupne vyplňuje primárnou kostnou dreňou. Časť buniek primárnej kostnej drene sa diferencuje na krvotvorné bunky, ktoré časom nadobudnú prevahu a primárna dreň sa mení na sekundárnu (krvotvornú).

Dezmogénna osifikácia

Prebieha novotvorbou kostných trámcov priamo vo väzive. Začína množením buniek a ciev v centre budúcej kosti. Prvé kostné trámce sa zväčšujú apozíciou, nové trámce vznikajú v okolí a osifikácia sa tak šíri z centra k okrajom budúcej kosti. Najskôr vzniká vláknitá kosť, ktorá je neskôr prebudovaná na kosť lamelóznu. Takto osifikujú kosti lebečného krytu, tvárovej časti lebky a väčšia časť kľúčnej kosti.

Osifikácia dlhých kostí

Osifikácia začína podľa typu kosti v rôznom veku a vychádza z jedného alebo viacerých osifikačných bodov (jadier). Osifikácia dlhých kostí začína perichondrálne, väčšinou v strede kosti. Nasleduje enchondrálna osifikácia, ktorej základom je tzv. osifikačné jadro. Dlhé kosti majú najmenej tri osifikačné jadrá. Jeden v diafýze (dlhá stredná časť kosti) a po jednom v hornej a dolnej epifýze (väčšinou kyjakovite rozšírené kĺbové konce kosti). Medzi epifýzami a diafýzou zostáva až do skončenia rastu kosti vrstva chrupavky – epifýzodiafyzárna alebo rastová platnička. Ak sa táto platnička poškodí, kosť prestane rásť do dĺžky. Rastové platničky miznú spravidla medzi 14. – 18. rokom života.
Okrem hlavných osifikačných jadier môže mať kosť i jadrá vedľajšie, najčastejšie v miestach úponov veľkých šliach a väzov a väčších kostných výčnelkoch. Tieto jadrá sa označujú ako apofýzy.

Osifikácia krátkych kostí

Prebieha výhradne enchondrálne, zo stredu k okrajom chrupavkovitého základu kosti. Perichondrálne lamely tenkej kompaktnej kosti sa vytvárajú až na konci rastového obdobia.

Kostný vek

Postup osifikácie, objavenie sa osifikačných jadier, ich zánik a zánik rastových platničiek je ukazovateľom stupňa biologickej vyspelosti jedinca. K posúdeniu stupňa vývoja sa sa stav osifikácie porovnáva s vekom jedinca – najčastejšie s pomocou rtg snímky zápästí. Stupeň osifikácie zodpovedá určitému priemernému veku a označuje sa ako tzv. kostný vek.

Metabolizmus a prestavba kostí

Na vývin kosti má vplyv rastový hormón hypofýzy a hormón prištítnych teliesok, ktorý má vzťah k hospodáreniu s vápnikom. Brzdiaci vplyv na vývin kostí majú pohlavné hormóny. Pri blokovaní ich účinku v mladom veku (kastrácia) dochádza k intenzívnejšiemu rastu kostí do dĺžky.
Metabolizmus kostí je dynamický proces, rovnako ako tvorba a odbúravanie kostného tkaniva, ktoré prebieha celý život. Prestavba prebieha neustále, pretože kosť nemôže rásť vo všetkých svojich častiach rovnomerne. Jej bunky sú totiž už pevne zabudované do kostného tkaniva. Kosť preto rastie apozíciou – pridávaním jednotlivých vrstvičiek z povrchu a zároveň odbúravaním iných svojich častí, čím sa udržuje jej tvar.

Tvar a všeobecná anatómia kosti

Rozoznávajú sa 3 základné tvary kostí:

Dlhé kosti

Dlhé kosti (lat. ossa longa) sa skladajú z tela (lat. corpus) alebo diafýzy a dvoch kĺbových koncov (lat extremitas), epifýz. Koniec bližšie k trupu sa nazýva proximálny (lat. extremitas proximalis), koniec ďalej od trupu distálny (lat. extremitas distalis). Duté telo je tvorené silnou vrstvou kompaktnej kosti. Kĺbové konce sú na povrchu tvorené tenšou vrstvou kompaktnej kosti, vnútro tvorí spongiózna kosť, ktorá je usporiadaná do typických línií kostných trámcov, sledujúcich smery jej záťaže. Tieto trámce typicky začínajú z kompakty na konci tela. Dutina tela dlhej kosti – lat.cavitas medullaris – obsahuje kostnú dreň – lat. medulla ossium.

Krátke kosti

Krátke kosti (lat. ossa brevia) sú nepravidelného tvaru, s kĺbovými plochami rôznych tvarov. Povrch tvorí tenká vrstvička kompaktnej kosti (lat. substantia corticalis), vo vnútri je spongiózna kosť. Spongiózna kosť je tesne pod povrchom hustejšia a prenáša tlaky do hlbších častí kosti.

Ploché kosti

(Lat. ossa plana) Patrí sem hrudná kosť – sternum a lebečné kosti. Lebečné kosti majú vnútorný i vonkajší povrch z kompaktnej kosti – označuje sa ako lamina interna a lamina externa. Medzi nimi je spongiózna kosť, ktorá sa u týchto kostí označuje ako diploe (tento pojem platí iba pre kosti na lebke, na iných plochých kostiach tela sa pojem diploe nepoužíva). Niektoré lebečné kosti obsahujú dutiny vyplnené vzduchom – tzv. pneumatizované kosti (lat. ossa pneumatica), ktoré vznikajú vchlipovaním sliznice nosovej alebo stredoušnej dutiny do vnútra kosti.

Nepravidelné kosti

Sem patria všetky ostatné kosti, ktoré nie je možné zaradiť do niektorej z predchádzajúcich kategórií.

Všeobecné anatomické pojmy

Na povrchu kostí sú rôzne vyvýšeniny a výbežky (lat. processus), hrebene (lat. cristae), hrboly (lat. tubera) a hrbolčeky (lat. tubercula), okraje (lat. margo) a otvory (lat. foramina). Samostatne osifikujúce výbežky sa označujú ako apofýzy (gr. apophyses). Koncové samostatne osifikujúce časti kostí sa nazývajú epyfýzy (gr. epiphyses), stredný úsek kosti medzi nimi je diafýza (gr. diaphysis). V mladosti sú epifýzy spojené s diafýzou rastovou (epyfýzovou) chrupavkou (lat. cartillago epiphysaria), ktorá zabezpečuje rast kosti do dĺžky.

Zubné tkanivo

Zubné tkanivo sa podobá na tkanivo kostí. Základná hmota obsahuje okrem kolagénových vlákien aj amorfnú hmotu, ktorá má ešte vyššiu koncentráciu minerálnych látok ako v kosti. Na okraji tejto hmoty ležia bunky zuboviny – odontoblasty, ktoré vytvárajú zubovinu – dentín pretkaný dentínovými kanálikmi (podobné Haversovým kanálikom kosti). Pod zubovinou sa nachádza zubná dreň, do ktorej prenikajú nervy a cievy. Z vrchu je zubovina chránená sklovinou, ktorá má ektodermálny pôvod. Spodná časť koreňa zubu je pokrytá hrubo vláknitou kosťou bez kanálikov – tzv. cement, ktorý upevňuje zub v čeľusti.