Lidské tělo

Pevnost kosti je čtyřikrát větší než pevnost betonu, vůči zátěži je stejně odolná jako hliník a ve srovnání s ocelí je při stejné velikosti až pětkrát lehčí. Lehkosti je dosaženo systémem kostních trámců uvnitř kosti, které probíhají podle směru zatížení, a vytvářejí tak systém vzpěr odolný vůči mechanickému namáhání.

Nejpozoruhodnější je její schopnost regenerace, jíž vyhrává nejen nad neživými materiály, ale i nad ostatními tkáněmi lidského těla, protože se po zlomení hojí sama a bez jizev (čistou zlomeninu stačí jen správně srovnat a fixovat). Za svou pevnost a odolnost vděčí unikátnímu spojení bílkoviny kolagenu a minerálních látek - bez kolagenu by byla kost křehká jako sklo, bez minerálů by se kosti mohly vázat na uzel. Kolagen je zastoupen v mnoha tkáních, ale jen kostní kolagen má schopnost ukládat v kostech minerální látky.

Nejdůležitější funkcí kostry je funkce opěrná – bez kostry bychom se nemohli pohybovat. Kostra je základnou, na niž se upínají svaly, a také opěrným bodem, umožňujícím jejich práci. Některé části kostry chrání životně důležité orgány – mozek, srdce, plíce i útroby. Kromě staticko-mechanické funkce je kostra navíc důležitou zásobárnou bílkovin a minerálů. V minerálním hospodářství má kostra dokonce ústřední postavení. Lidské kosti obsahují v poměru k celkovému množství v těle 99 procent vápníku, 90 procent fosfátů, 80 procent uhličitanů, 70 procent citrátů, 60 procent sodíku a 50 procent hořčíku a rovněž – což je méně známo – jednu pětinu celkového množství tělesných bílkovin. Z hlediska biochemie je kost tvořena z 50 procent anorganickými látkami, tj. minerály a stopovými prvky, z 25 procent organickými látkami (z toho kolagen představuje 95 procent) a z 25 procent vodou.

Vnější tvar kostí je dán do jisté míry dědičnými dispozicemi a řídí se funkcí. Rozlišujeme:

• kosti podpěrné, tj. dlouhé kosti končetin, které jsou duté a uzpůsobené k přenášení váhy a pákovitému převodu pohybu;
• kosti krátké, např. v zápěstí a zánártí, jejichž obloukovité uspořádání umožňuje odpružení nárazů;
• hranaté kostní bloky, tj. páteřní obratle;
• kosti ploché, například lopatky nebo kosti kyčelní, které jednak chrání lehce zranitelné vnitřní orgány, jednak poskytují velkou plochu pro úpony svalů.

I když kost vypadá jako ulita z jednoho kusu, tvoří ji tři různé tkáně: kostní hmota, kostní dřeň a okostice. Průřez kostí jasně ukazuje, že kostní hmota není rozdělena rovnoměrně. Na povrchu kosti, pod okosticí, je zhuštěna do kompaktní vrstvy – kostní kůry neboli kortikalis. Uvnitř kosti je uspořádána volněji, jako houbovitá trámčina – spongióza. Ani kompaktní vrstva však není jednolitá; tvoří ji soustředné lamely podobné letokruhům s malými dutinami – lakunami. Každá z lakun (1 milion na 1 cm³ kosti) obsahuje osteocyt čili kostní buňku, která vyživuje a kontroluje zralou kostní tkáň. V komůrkách mezi kostními trámci je kostní dřeň; žlutá je tvořena tukovou tkání, v červené vznikají červené krvinky. Na povrchu chrání kost vláknitá tkáň - okostice (periost), obsahující bohatě rozvětvený systém nervů a krevních cév, které kost prokrvují a inervují.

Mikroskopickým pozorováním rozeznáváme v kostní tkáni různé druhy buněk: osteoblasty (kostitvorné buňky), osteocyty (kostní buňky) a osteoklasty (buňky kost odbourávající). Růst kosti závisí na rovnováze aktivit osteoblastu a osteoklastů. Osteoblasty podporují ukládání minerálních látek - vápníku a fosforu - do bílkovinné sítě kosti a za den vytvoří kostní vrstvu silnou přibližně 1 mikrometr. Osteoklasty naproti tomu minerální látky z kosti odstraňují - za jeden den dokáže jediný osteoklast odstranit tolik kostní hmoty, kolik jí za deset dnů vytvoří 15 osteoblastů!

Tento proces je ukončen teprve na počátku dospělosti. Osifikace neprobíhá v celé kosti současně, ale vychází z určitých míst, tzv. osifikačních center. Dlouhé kosti mívají tři základní osifikační centra, ale pouze v místě tzv. růstové chrupavky může kost růst do délky. Mezi 18. a 25. rokem života růstová chrupavka mizí a osifikace i růst kosti je ukončen. Počínaje 30. rokem naopak kostní hmota začíná ubývat, řídnout. Úbytek kostní tkáně postihuje zejména bílkovinnou trámčinu, a kost se tak stává křehčí a náchylnější k frakturám. Přesáhne-li úbytek kostní hmoty určité procento, mluvíme již o osteoporóze, která bývá častější a závažnější u žen po menopauze.

Ve volně pohyblivých kloubech jsou styčné plochy kostí pokryty sklovitou chrupavkou a obklopeny pouzdrem zpevněným vazy. Kloubní pouzdro je vystláno jemnou výstelkou, jež do dutiny kloubní vylučuje synoviální tekutinu, snižující tření a zvyšující přilnavost styčných ploch kloubu.

Řez kostí