Kauli: Viss, kas jums jāzina
Kauli ir ne tikai sastatnes, kas satur ķermeni kopā. Kauliem ir visas formas un izmēri, un tiem ir daudz lomu. Šajā rakstā mēs izskaidrojam viņu funkciju, no kā tie sastāv, un iesaistīto šūnu veidus.
Neskatoties uz pirmajiem iespaidiem, kauli ir dzīvi, aktīvi audi, kas pastāvīgi tiek pārveidoti.
Kauliem ir daudz funkciju. Viņi strukturāli atbalsta ķermeni, aizsargā mūsu svarīgos orgānus un ļauj mums pārvietoties. Turklāt tie nodrošina vidi kaulu smadzenēm, kur tiek veidotas asins šūnas, un tās darbojas kā minerālu, īpaši kalcija, uzglabāšanas zona.
Pēc piedzimšanas mums ir ap 270 mīkstiem kauliem. Pieaugot, daži no šiem saplūst. Kad esam sasnieguši pilngadību, mums ir 206 kauli.
Lielākais kauls cilvēka ķermenī ir augšstilba kauls vai augšstilbs, un mazākais ir vidusausī esošās skavas, kas ir tikai 3 milimetrus (mm) garas.
Kaulus lielākoties izgatavo no olbaltumvielu kolagēna, kas veido mīkstu karkasu. Minerāls kalcija fosfāts šo sistēmu sacietē, piešķirot tai spēku. Vairāk nekā 99 procenti no mūsu ķermeņa kalcija tiek turēti kaulos un zobos.
Kaulu iekšējā struktūra ir līdzīga šūnām, kas padara tos stingrus, tomēr salīdzinoši vieglus.
Kaulu struktūra
Kaulus veido divu veidu audi:
1. Kompakts (garozas) kauls: ciets, blīvs, izturīgs un izturīgs ārējais slānis. Tas veido apmēram 80 procentus no pieaugušo kaulu masas.
2. Vēža kauls (trabekulārs vai sūkļains): tas sastāv no trabekulu vai stienim līdzīgu struktūru tīkla. Tas ir vieglāks, mazāk blīvs un elastīgāks nekā kompakts kauls.
Atrasts arī kaulos:
- osteoblasti un osteocīti, kas atbild par kaulu veidošanos
- osteoklasti vai kaulu rezorbējošās šūnas
- osteoīds, kolagēna un citu olbaltumvielu maisījums
- neorganiskie minerālsāļi matricā
- nervi un asinsvadi
- kaulu smadzenes
- skrimslis
- membrānas, ieskaitot endosteumu un periostu
Zemāk ir skeleta sistēmas 3D karte. Noklikšķiniet, lai izpētītu.
Kaulu šūnas
Kauli nav statiski audi, bet tie ir pastāvīgi jāuztur un jāpārveido. Šajā procesā ir iesaistīti trīs galvenie šūnu tipi.
Osteoblasti: tie ir atbildīgi par jauna kaula izgatavošanu un vecāka kaula labošanu. Osteoblasti ražo olbaltumvielu maisījumu, ko sauc par osteoidu, kas ir mineralizēts un kļūst par kauliem. Viņi ražo arī hormonus, ieskaitot prostaglandīnus.
Osteocīti: tie ir neaktīvi osteoblasti, kas ir ieslodzīti viņu izveidotajā kaulā. Viņi uztur savienojumus ar citiem osteocītiem un osteoblastiem. Tie ir svarīgi saziņai kaulu audos.
Osteoklasti: tās ir lielas šūnas ar vairāk nekā vienu kodolu. Viņu uzdevums ir noārdīt kaulu. Viņi atbrīvo fermentus un skābes, lai izšķīdinātu minerālvielas kaulos un tos sagremotu. Šo procesu sauc par rezorbciju. Osteoklasti palīdz pārveidot ievainotos kaulus un rada ceļu nervu un asinsvadu ceļošanai.
Kaulu smadzenes
Kaulu smadzenes ir sastopamas gandrīz visos kaulos, kur atrodas kaulu kauli.
Smadzenes ir atbildīgas par aptuveni 2 miljonu sarkano asins šūnu veidošanos katru sekundi. Tas arī ražo limfocītus vai baltās asins šūnas, kas iesaistītas imūnreakcijā.
Ārpusšūnu matrica
Kauli būtībā ir dzīvas šūnas, kas iestrādātas minerālu bāzes organiskajā matricā. Šo ārpusšūnu matricu veido:
Organiskie komponenti, kas galvenokārt ir 1. tipa kolagēns.
Neorganiski komponenti, ieskaitot hidroksiapatītu un citus sāļus, piemēram, kalciju un fosfātu.
Kolagēns piešķir kaulam tā stiepes izturību, proti, izturību pret atrautību. Hidroksiapatīts piešķir kauliem spiedes izturību vai izturību pret saspiešanu.
Ko dara kauli?
Kauliem ir vairākas svarīgas funkcijas:
Kauliem ir vairākas svarīgas funkcijas:
Mehānisks
Kauli nodrošina rāmi ķermeņa atbalstam. Muskuļi, cīpslas un saites piestiprinās kauliem. Bez stiprinājuma kaulos muskuļi nevarēja izkustināt ķermeni.
Daži kauli aizsargā ķermeņa iekšējos orgānus. Piemēram, galvaskauss aizsargā smadzenes, ribas - sirdi un plaušas.
Sintezē
No vēža kaula rodas sarkanās asins šūnas, trombocīti un baltie asins šūnas. Arī bojātas un vecas sarkanās asins šūnas tiek iznīcinātas kaulu smadzenēs.
Metabolisms
Attēlu kredīts: Sbertazzo
Minerālu uzglabāšana: Kauli darbojas kā minerālu, īpaši kalcija un fosfora, rezerves.
Viņi arī uzglabā dažus augšanas faktorus, piemēram, insulīnam līdzīgu augšanas faktoru.
Tauku uzglabāšana: Taukskābes var uzglabāt kaulu smadzeņu taukaudos.
pH līdzsvars: Kauli var atbrīvot vai absorbēt sārmainus sāļus, palīdzot asinīm noturēties pareizajā pH līmenī.
Detoksikācija: Kauli no asinīm var absorbēt smagos metālus un citus toksiskus elementus.
Endokrīnā funkcija: Kauli atbrīvo hormonus, kas iedarbojas uz nierēm un ietekmē cukura līmeni asinīs un tauku nogulsnēšanos.
Kalcija līdzsvars: Kauli var paaugstināt vai samazināt kalciju asinīs, veidojot kaulu vai sadalot to procesā, ko sauc par rezorbciju.
Kaulu veidi
Cilvēka ķermenī ir pieci kaulu veidi:
Garie kauli: tie galvenokārt ir saspiesti kauli ar mazu smadzenēm un ietver lielāko daļu kaulu ekstremitātēs. Šie kauli mēdz atbalstīt svaru un palīdzēt kustībai.
Īsi kauli: tikai plāns kompakta kaula slānis, ieskaitot plaukstas un potītes kaulus.
Plakani kauli: parasti plāni un izliekti kauli. Tie sastāv no diviem kompakta kaula ārējiem slāņiem un sūkļveida kaula iekšējā slāņa. Plakanie kauli ietver lielāko daļu galvaskausa un krūšu kaula vai krūšu kaula. Viņiem parasti ir aizsargājoša loma.
Sezamoīdu kauli: tie ir iestrādāti cīpslās, piemēram, patellā vai ceļa locītavā. Tie aizsargā cīpslas no nodiluma un stresa.
Neregulāri kauli: kā norāda viņu nosaukums, tie ir kauli, kas neietilpst pirmajās četrās kategorijās un ir neparasta forma. Tie ietver mugurkaula un iegurņa kaulus. Viņi bieži aizsargā orgānus vai audus.
Skeleta kauli ir sadalīti divās grupās:
Apendikulārais skelets - ekstremitāšu, plecu un iegurņa jostas kauli.
Aksiālais skelets - galvaskausa, mugurkaula, krūšu kurvja kauli.
Kaulu pārveidošana
Kauls vienmēr tiek pārveidots. Tas ir divdaļīgs process:
1. Resorbcija, kad osteoklasti sadalās un noņem kaulus.
2. Veidošanās, kad tiek likti jauni kaulu audi.
Aptuveni 10 procenti pieaugušā cilvēka skeleta tiek aizstāti katru gadu.
Pārveidošana ļauj ķermenim salabot bojātās sekcijas, augšanas laikā pārveidot skeletu un regulēt kalcija līmeni.
Ja laika gaitā, piemēram, sporta vai fiziskās slodzes laikā, viena skeleta daļa tiek pakļauta paaugstinātam stresam, atbildes reakcija uz vislielāko spiediena pakļauto kaulu daļu kļūst biezāka.
Pārveidošanu kontrolē vairāki hormoni, tostarp parathormons, kalcitonīns, D vitamīns, estrogēns sievietēm un testosterons vīriešiem.
Kas ir osteoporoze?
Osteoporoze ir kaulu slimība, kurā samazinās kaulu minerālais blīvums. Tas palielina lūzumu rašanās risku. Osteoporoze visbiežāk sastopama sievietēm pēc menopauzes. Tomēr tas var notikt sievietēm un vīriešiem pirms menopauzes.
Osteoporoze rodas, ja kaula izņemšana vai rezorbcija notiek pārāk ātri, jauns kauls veidojas pārāk lēni vai abu iemeslu dēļ. To var izraisīt nepietiekams kalcija daudzums, D vitamīna deficīts, pārmērīga alkohola lietošana vai smēķējamā tabaka.
Īsumā
Lai arī kauli viņiem tiek pievērsta mazāka uzmanība nekā citām ķermeņa daļām, kauli ir vairāk nekā tikai aizsargājoša sastatne, uz kuras ir uzbūvēts cilvēka ķermenis.
Kauli uztur arī atbilstošu daudzu savienojumu līmeni un regulē hormonālos ceļus. Kauli ir nedziedāti anatomijas varoņi.
