Ανατομία και Λειτουργία των Οστών

• Το οστό είναι ένας ζωντανός ιστός με τα δικά του αιμοφόρα αγγεία, ζωντανά κύτταρα, πρωτεΐνες και μεταλλικά στοιχεία
• Αποτελεί τον σκληρότερο ζωντανό ιστό του σώματος, είναι άκαμπτο και αποτελεί μέρος του σκελετού

Ποιο είναι το μεγαλύτερο και μικρότερο οστό στον άνθρωπο;

• Το μακρύτερο οστό στο ανθρώπινο σώμα είναι το μηριαίο (η κνήμη είναι το δεύτερο μακρύτερο)
• Το μικρότερο οστό στο ανθρώπινο σώμα είναι ο αναβολέας στο μέσο ους που έχει μήκος μόνο 3 mm
• Το 99% του ασβεστίου του σώματος βρίσκεται στα οστά και τα δόντια
• Αποτελείται από δύο συστατικά:
  • Οργανικά συστατικά:
    • 40% ξηρού βάρους
    • Πολυάριθμες πρωτεΐνες:
      • Κολλαγόνο:
        • Αποτελεί το 90% των οργανικών συστατικών
        • Κυρίως πρόκειται για κολλαγόνο τύπου Ι
        • Παρέχει αντοχή εφελκυσμού (αντίσταση στην τάση)
      • Πρωτεογλυκάνες:
        • Παρέχουν αντοχή στη συμπίεση
  • Ανόργανα συστατικά:
    • 60% ξηρού βάρους
    • Κύριο μέταλλο είναι ο υδροξυαπατίτης:
      • Παρέχει κυρίως αντοχή στη συμπίεση

• Μακρά οστά:
  • Βρίσκονται στα άκρα και το μήκος τους είναι μεγαλύτερο από το πλάτος:
    • Άνω άκρο:
      • Αποτελείται από τον ώμο, τον βραχίονα, τον αγκώνα, το αντιβράχιο, τον καρπό, την άκρα χείρα
      • Τα μακρά οστά είναι το βραχιόνιο στο βραχίονα, η κερκίδα και η ωλένη του αντιβραχίου, τα μετακάρπια και οι φάλαγγες των δακτύλων της άκρας χείρας
    • Κάτω άκρο:
      • Αποτελείται από το ισχίο, το μηρό, το γόνατο, την κνήμη, την ποδοκνημική και το άκρο πόδι
      • Τα μακρά οστά είναι: το μηριαίο στο μηρό, η κνήμη και η περόνη στο πόδι, τα μετατάρσια και οι φάλαγγες των δακτύλων του άκρου ποδός
• Βραχέα οστά:
  • Το μήκος και το πλάτος τους είναι παρόμοια
  • Έχουν σχεδόν κυβοειδές σχήμα
  • Παρέχουν σταθερότητα και κίνηση
  • Βρίσκονται στις αρθρώσεις της πηχεοκαρπικής και της ποδοκνημικής
• Πλατιά οστά:
  • Είναι επίπεδα και πλατιά
  • Κρανίο
  • Στέρνος
  • Πλευρές
• Ακανόνιστα οστά:
  • Σπόνδυλοι:
    • Είναι τα οστά της σπονδυλικής στήλης
  • Πύελος:
    • Αποτελείται από το λαγόνιο, το ηβικό και το ισχιακό
• Σησαμοειδή οστά:
  • Είναι τα οστά που βρίσκονται μέσα σε έναν τένοντα ή μυ που ολισθαίνει πάνω από τις αρθρώσεις
  • Ονομάζονται έτσι επειδή μοιάζουν με σπόρους σησαμιού
  • Η λειτουργία τους είναι:
    • Η μείωση της τριβής στον τένοντα καθώς αυτός ολισθαίνει πάνω από οστικές προεξοχές
    • Η παροχή μηχανικού πλεονεκτήματος, αυξάνοντας το μοχλοβραχίονα της έλξης του τένοντα:
      • Αυτό σημαίνει ότι τα σησαμοειδή ενισχύουν τη δύναμη που ασκεί ο μυς
      • Η επιγονατίδα για παράδειγμα ενισχύει την ελκτική δύναμη του τετρακεφάλου κατά 30-40%
  • Παραδείγματα σησαμοειδών οστών:
    • Επιγονατίδα:
      • Το μεγαλύτερο σησαμοειδές οστό στο ανθρώπινο σώμα
    • Στους καμπτήρες τένοντες του αντίχειρα και του μεγάλου δακτύλου του άκρου ποδός

• Κατά τη γέννηση, έχουμε περίπου 300 μαλακά οστά
• Καθώς μεγαλώνουμε σε ηλικία αυτά τα μαλακά οστά οστεοποιούνται με εναπόθεση μετάλλων (ασβέστιο και φώσφορος) και πολλά από αυτά συνενώνονται
• Υπάρχουν 206 οστά στο σκελετό των ενηλίκων που αποτελούν το 15% του βάρους του σώματος
• Από αυτά εξαιρούνται τα δόντια και τα σησαμοειδή οστά τα οποία βρίσκονται μέσα σε τένοντες που ολισθαίνουν πάνω από οστικές προεξοχές
• Ο ανθρώπινος σκελετός μπορεί να υποδιαιρεθεί σε:
  • Σκελετός του κορμού:
    • 80 οστά
    • Βρίσκεται στον κεντρικό άξονα του σώματος
    • Κρανίο, σπόνδυλοι, πλευρά, στέρνο
  • Σκελετός άνω και κάτω άκρων:
    • 126 οστά
    • Αποτελείται από τα οστά που σχηματίζουν τα άκρα με τα σημεία προσκόλλησής τους στον σκελετό του κορμού που ονομάζονται ζώνες:
      • Άκρα:
        • Άνω άκρα
        • Κάτω άκρα
      • Ζώνες – είναι τα σημεία πρόσδεσης των άκρων στον κορμό:
        • Πυελική ζώνη:
          • Σημείο πρόσδεσης του μηριαίου οστού του κάτω άκρου
          • Αποτελείται από το λαγόνιο, το ισχιακό και το ηβικό
        • Ωμική ζώνη:
          • Σημείο πρόσδεσης του βραχιονίου οστού του άνω άκρου
          • Αποτελείται από την κλείδα και την ωμοπλάτη

• Ο σχηματισμός των οστών (οστεογένεση ή οστεοποίηση) ξεκινάει στον 2ο μήνα της εμβρυϊκής ζωής και ολοκληρώνεται στα τέλη της εφηβείας
• Η κλείδα είναι το πρώτο οστό που οστεοποιείται στο αναπτυσσόμενο έμβρυο (~ 5η εβδομάδα της κύησης)
• Η κλείδα είναι επίσης το τελευταίο οστό που συνενώνεται πλήρως – κυρίως συμβαίνει στην ηλικία των 20 ετών, αλλά η διαδικασία μπορεί να διαρκέσει μέχρι και την ηλικία των 25 ετών
• Προκύπτει μέσω δύο διαδικασιών:
  • Υμενογενής οστεοποίηση:
    • Η μεμβράνη συνδετικού ιστού που έχει εναποτεθεί αρχικά αντικαθίσταται απευθείας από οστίτη ιστό
    • Συμβαίνει κατά τον σχηματισμό πλατέων οστών, π.χ. κρανίο και κλείδα
    • Σε αντίθεση με την χονδρογενή οστεοποίηση, κατά την υμενογενή οστεοποίηση δεν υπάρχει παρουσία χόνδρου
  • Χονδρογενής οστεοποίηση:
    • Ο χόνδρος που έχει εναποτεθεί αρχικά αντικαθίσταται από οστίτη ιστό
    • Συμβαίνει κατά το σχηματισμό μακρών οστών (π.χ. μηρός και κνήμη) και των περισσότερων άλλων οστών
    • Η οστεοποίηση λαμβάνει χώρα σε δύο κέντρα:
      • Πρωτογενής πυρήνας οστέωσης:
        • Είναι η πρώτη περιοχή του οστού που αρχίζει να οστεοποιείται
        • Συνήθως εμφανίζεται πριν τη γέννηση
        • Βρίσκεται στο κεντρικό τμήμα κάθε αναπτυσσόμενου οστού
        • Στα μακρά οστά, η θέση του είναι στο κέντρο της διάφυσης
      • Δευτερογενής πυρήνας οστέωσης:
        • Εμφανίζεται μετά τον πρωτογενή πυρήνα οστέωσης κατά τα πρώτα χρόνια της ζωής
        • Βρίσκεται σε κάθε άκρο των μακρών οστών στις επιφύσεις
        • Η κατά μήκος αύξηση ενός μακρού οστού λαμβάνει χώρα στην επιφυσιακή πλάκα (συζευκτικός χόνδρος):
          • Αυτό είναι το σημείο που σχηματίζεται συνεχώς νέος χόνδρος ο οποίος στη συνέχεια οστεοποιείται
          • Η παρουσία χόνδρου σημαίνει ότι πρόκειται για αδύναμη περιοχή του αναπτυσσόμενου οστού, καθώς ο χόνδρος είναι πιο μαλακός και πιο αδύναμος από το οστό
          • Στις ακτινογραφίες, απεικονίζονται ως μαύρες γραμμές σε όλο το πλάτος των μακρών οστών και έτσι μπορούν να παρερμηνευθούν ως κατάγματα
          • Όταν η ανάπτυξη σταματήσει στην ηλικία περίπου των 20 ετών, ο χόνδρος των επιφυσιακών πλακών οστεοποιείται και συνενώνεται με το υπόλοιπο οστό

•  Ένα μακρό οστό μπορεί να χωριστεί σε τρία τμήματα:
  • Διάφυση:
    • Το μακρύ λεπτό μεσαίο τμήμα του οστού
    • Το μακρύτερο τμήμα του οστού
    • Ο φλοιός είναι παχύς και ισχυρός
  • Μετάφυση:
    • Περιοχή μεταξύ της διάφυσης και της επίφυσης
    • Περικλείει το συζευκτικό χόνδρο (επιφυσιακή πλάκα):
      • Θέση όπου το οστό αναπτύσσεται κατά τη διάρκεια της παιδικής ηλικίας
      • Ο συζευκτικός χόνδρος είναι χόνδρινος αλλά οστεοποιείται όταν σταματήσει η ανάπτυξη στην πρώιμη ενηλικίωση
    • Το οστό γίνεται ολοένα και πλατύτερο προς την επίφυση
    • Ο φλοιός είναι λεπτότερος
    • Έχει μια πλούσια αιματηρή παροχή, γεγονός που την καθιστά επιρρεπή στην εξάπλωση λοίμωξης μέσω της αιματικής κυκλοφορίας προς τη μετάφυση, προκαλώντας οστεομυελίτιδα
  • Επίφυση:
    • Μεγάλο στρογγυλεμένο άκρο του οστού που σχηματίζει την αρθρική επιφάνεια
    • Τμήμα του οστού από την αρθρική επιφάνεια ως το συζευκτικό χόνδρο
    • Διαχωρίζεται από τη μετάφυση μέσω του συζευκτικού χόνδρου

• Οστεοπρογονικά κύτταρα:
  • Προέρχονται από τα αρχέγονα μεσεγχυματικά κύτταρα
  • Βρίσκονται στον μυελό των οστών
  • Παράγουν τους οστεοβλάστες
• Οστεοβλάστες:
  • Παράγουν νέο οστό
  • Ενεργοποιούνται από τη βιταμίνη D
  • Ρυθμίζουν τη δραστηριότητα των οστεοκλαστών
• Οστεοκλάστης:
  • Ένα μεγάλο κύτταρο που επαναρροφά το υπάρχον οστό και απομακρύνει τους ανεπιθύμητους ιστούς
  • Προέρχεται από τα αρχέγονα αιμοποιητικά κύτταρα
  • Έχει μεγάλη σημασία στην οστική αναδιαμόρφωση, όπως λόγω των τάσεων που υφίσταται το οστό
  • Αποτελεί στόχο πολλών αντιοστεοπορωτικών φαρμάκων:
    • Αναστέλλοντας τη λειτουργία τους, απορροφάται λιγότερο οστό, αυξάνοντας έτσι την οστική πυκνότητα
• Οστεοκύτταρα:
  • Ώριμα οστικά κύτταρα
  • Πρόκειται για πρώην οστεοβλάστες που παγιδεύονται εντός της οστικής θεμέλιας ουσίας που οι ίδιοι παράγουν
  • Πιο συνηθισμένος τύπος κυττάρων στα οστά ~ 90%
  • Σημαντικά για τη ρύθμιση των συγκεντρώσεων του ασβεστίου και του φωσφόρου

• Τα υγιή οστά είναι σημαντικά καθ’ όλη τη διάρκεια της ζωής μας
• Τα οστά είναι ζωντανοί ιστοί και παίζουν ζωτικό ρόλο σε πολλές λειτουργίες:
  • Στήριξη:
    • Παρέχουν ένα πλαίσιο για την πρόσφυση των μυών μέσω των τενόντων τους
    • Οι σύνδεσμοι συνδέουν τα οστά με τα οστά και έτσι παρέχουν στήριξη μέσω της άρθρωσης
  • Κίνηση:
    • Σαν αποτέλεσμα αυτού του πλαισίου των μυών, των τενόντων και των συνδέσμων, τα οστά διευκολύνουν την κίνηση, δρώντας σαν μοχλοί
    • Οι αρθρώσεις λειτουργούν ως το κέντρο περιστροφής κατά μήκος του οποίου λειτουργεί ο μοχλός
  • Προστασία:
    • Τα οστά προστατεύουν ζωτικά όργανα:
      • Κρανίο – εγκέφαλος
      • Θωρακικός κλωβός – καρδιά και πνεύμονες
      • Σπόνδυλοι – νωτιαίος μυελός
      • Πύελος – εσωτερικά αναπαραγωγικά όργανα, ουροδόχος κύστη, κατώτερο γαστρεντερικό σύστημα
  • Αποθήκες μετάλλων:
    • Τα οστά λειτουργούν ως τράπεζα αποθήκευσης για ζωτικά μέταλλα όπως το ασβέστιο και ο φώσφορος
    • Όταν υπάρχει περίσσεια αυτών των μετάλλων, μπορούν να αποθηκευτούν στα οστά
    • Όταν το σώμα χρειάζεται μεγαλύτερες ποσότητες από αυτά τα μέταλλα, μπορούν να απελευθερωθούν από τα οστά αλλά πέρα από ένα σημείο αυτό θα προκαλέσει μειωμένη οστική πυκνότητα που θα έχει ως αποτέλεσμα αυξημένη ευθραυστότητα και αυξημένο κίνδυνο κατάγματος
    • Το ασβέστιο είναι απαραίτητο για τη σύσπαση των μυών και τη μετάδοση των νευρικών ώσεων
  • Παραγωγή αιμοποιητικών κυττάρων:
    • Ο ερυθρός μυελός βρίσκεται ανάμεσα στις κοιλότητες του οστού και αποτελεί τη θέση όπου τα αιμοσφαίρια σχηματίζονται από το πολυδύναμα αρχέγονα αιμοποιητικά κύτταρα:
      • Ερυθρά αιμοσφαίρια:
        • Μεταφέρουν οξυγόνο από τους πνεύμονες στο υπόλοιπο σώμα και επιστρέφουν διοξείδιο του άνθρακα από το σώμα στους πνεύμονες
      • Λευκά αιμοσφαίρια:
        • Καταπολεμούν τη μόλυνση
      • Αιμοπετάλια:
        • Βοηθούν στη δημιουργία θρόμβων για να σταματήσει η αιμορραγία
  • Αποθήκευση ενέργειας:
    • Τα λιπίδια αποθηκεύονται μέσα στον ωχρό μυελό των οστών
    • Ο ωχρός μυελός όπως και ο ερυθρός μυελός, βρίσκεται επίσης μέσα στις κοιλότητες του οστού
    • Αυτό το λίπος μπορεί να διασπαστεί και να χρησιμοποιηθεί για ενέργεια όταν απαιτείται