Pagrindinės kaulinio audinio funkcijos
- 1. Suteikia kūnui formą, palaiko kūno formą ir dalyvauja kūno judesiuose, prie jo tvirtinasi raumenys
- 2. Kaulinis audinys apsaugo gyvybiškai svarbius organus kaukolės, krūtinės ir pilvo ertmėse,.
- 3. Atlieka saugojimo funkciją -saugo Ca2+ jonus. Kauliniame audinyje yra sukauptos Ca (2+) jonų atsargos, kurios prireikus gali išsiskirtos ir panaudotos normaliai kraujo ir audinių skysčių homeostazei.
Iš išorės kaulinį audinį dengia išorinis antkaulis, o vidines jo ertmes dengia vidinis antkaulis. Šiuose sluoksniuose yra osteogeninių ląstelių. Iš kaulinio audinio pašalinus vandenį ir riebalus, 1/3 šio audinio sudaro organinės ir 2/3 neorganinės medžiagos.
Kokios yra kaulų rūšys?- Akytasis kaulas, arba akytoji medžiaga. Jis yra sudarytas iš kaulinių sijų, supančių ertmes, pripildytas kaulų čiulpų. Kaulines sijas sudaro osteocitai. Akytoji medžiaga sudaro kaulų epifizes bei daugumą trumpųjų kaulų.
- Tankioji medžiga. Šis audinys kaulinių sijų neturi. Jį sudaro kaulinis audinys, turintis mažesnes ertmes. Tankioji medžiaga yra vientisa, isškyrus kaulo ertmes, kanalėlius ir stambesnius kanalus, kuriais praeina kraujagyslės. Tankioji medžiaga sudaro ilgųjų kaulų diafizę
- Plokščiųjų kaulų sandara įvairi: vienuose iš jų vyrauja akytoji medžiaga ( pvz.kaukolės kauluose), o kituose vyrauja tankioji medžiaga (pvz.: mentis, dubens kaulai).
1. Tinklinis skaidulinis kaulinis audinys– tai pirminis nesubrendęs kaulinis audinys, kuris dažniausiai pakeičiamas plokšteliniu kaulu. Tinkliniame skaiduliniame k. a. tarpus tarp kolageninių skaidulų užpildo pagrindinė medžiaga, kurioje yra ertmės. Jose telkiasi osteocitai, o jų atsargos- kauliniuose kanalėliuose. Šiame audinyje santykinai mažiau mineralų ir daugiau ląstelių nei plokšteliniame kaule. Mechaniškai šis audinys yra silpnas.
2. Plokštelinį kaulinį audinį sudaro cilindriškos struktūros, vadinamos Haverso sistemomis arba osteonais. Kiekvieną osteoną sudaro sukalkėjusios matricos plokštelės, supančios centrinį kanalą. Centriniame kanale yra kraujagyslė. Kiekvieną plokštelę sudaro kolageninės skaidulos ir sukalkėjusi pagrindinė medžiaga. Kadangi kolageninės skaidulos šiame audinyje yra išsidėsčiusios lygiagrečiai, šis audinys yra mechaniškai labai stiprus.
1. Centriniai kanalai tarpusavyje jungiasi skersiniais kanalėliais, vadinamasi Volkmano kanalais.
Aplink osteoną yra plona cementuojamosios medžiagos plokštelė, vadinama cementine linija. Tarp kaulinių plokštelių yra ertmės vadinamos daubomis. Jose telkiasi osteocitai, o jų ataugos yra specialiuose kanalėliuose. Tarp osteocitų yra ertmės, pripildytos lygiagrečiomis kaulinėmis plokštelėmis, tarpaudininėmis (intersticinėmis) plokštelėmis.
2. Kaulinės plokštelės diafizės sienoje sudaro 3 sluoksnius:
- išorinį,
- vidurinį
- vidinį
3. Lygiagrečiai su išoriniu kaulo paviršiumi yra išorinės žiedinės plokštelės, o su vidiniu- vidinės žiedinės plokštelės. Pro išorinį žiedinių plokštelių paviršių eina kanalai, vadinami perveriančiais kanalais, o iš antkaulio į diafizės tankiąją medžiagą eina perveriančiosios kolageninės skaidulos.
4. Viduriniame sluoksnyje išilgai kaulo einantys kanalai yra vadinami centriniais kanalai, kurie susijungia perveriančiais kanalais. Osteocitų centriniuose kanaluose plinta kraujagyslės, limfagyslės ir nemielinės nervinės skaidulos.
5. Trumpuosiuose kauluose esantys centriniai kanalai eina lygiagrečiai vieni su kitais ir su kaulo paviršiumi, o plokščiuosiuose kauluose- šie kanalai šakojasi iš vieno kaulo įvariomis kryptimis.
6. Lygiagrečiai su viduriniu kaulo paviršiumi yra vidurinės žiedinės plokštelės, kurios sudaro diafizės tankiosios medžiagos vidinį sluoksnį, epifizėje pereina į akytojo kaulo sijas, diafizėje riboja diafizės kaulų čiulpų ertmes.
Kokios yra kaulinio audinio ląstelės?
Kaulinio audinio ląstelės yra šios
- Osteogeninės ląstelės
- Osteoblastocitai
- Osteocitai
- Osteoklastocitai
Kas yra osteogeninės ląstelės?
Osteogėninės ląstelės randamos išoriniame ir vidiniame antkaulyje. Osteogeninių ląstelių funkcijos- jos yra kamieninės kaulinio audinio ląstelės. Jos yra pailgos, branduoliai ovalūs, citoplazma dažosi šviesiai.
Kas yra osteoblastocitai?
Osteoblastocijai tai jaunos ląstelės. Tai kaulą formuojančios ląstelės, kurios yra atsakingos už aktyvų tarpląstelinės medžiagos organinės dalies formavimąsi ir mineralizaciją. Osteoblastocitai išsidėsto kaulinio audinio paviršiuje. Tarpusavyje šios ląstelės jungiasi trumpomis šoninėmis ataugėlėmis. Jų forma panaši į kubą. Branduolys didelis, vienas ryškus branduolėlis.
Osteoblastocitų funkcijos: sintetina ir išskiria tarpląstelinės medžiagos organinę dalį (I tipo kolageną, glikoproteidus, proteoglikanus), bei mažesnės koncentracijos tarpląstelinės medžiagos komponentus.Jų paviršiuje yra receptorių tam tikriems hormonams, vitaminams, citokinams kuriė įtakoja šių ląstelių aktyvumą.
Kas yra osteocitai?
Ostecitai yra pagrindinės subrendusios kaulinio audinio ląstelės, gulinčios kaulinėse ertmėse, apsuptose kalcifikuota tarpląsteline medžiaga. Osteocitai yra neaktyvios ląstelės. Osteocitai nesidaugina, todėl kaulinis audinys negali augti intersticiniu būdu. Osteocitai- tai pailgos suplokštėjusios ląstelės, turinčios ataugų. Branduolys turi daug heterochromatino.
Osteocitai yra kaulinėse ertmėse, o jų ataugos įsiterpusios į kaulinius kanalėlius. Gretimų kaulų ertmių kanalėliai jungiasi vieni su kitais. Dalis jų atsiveria į kanalus. Kaulo ertmių ir kanalėlių visuma sudaro bendrą sistemą, kurioje cirkuliuoja audinių skystis, maitinantis osteocitus. Osteocitus nuo kalcifikuotos tarpląstelinės medžiagos atskiria mažiau kalcifikuota tarpląstelinė medžiaga- osteoidas. Osteoidas suteikia audiniui tvirtumo, tačiau išlaiko jo elastines savybes.
Kas yra osteoklastocitai?
Osteoklastocitai tai stambios, daugiabranduolės ląstelės, gebančios ardyti kaulus ir sukaulėjusią kramzlę. Jų yra ten, kur aktyviai persitvarko kaulas ir vyksta kaulo rezorbcija. Šios ląstelės ardo kaulą ir vykdo jo reabsorbciją. Osteoklastocitai yra diferencijuotos ląstelės. Skiriamos 2 jo dalys: prisitvirtinimo ir pamatinė.
Osteoklastų funkcijos: osteoklastai sintetina ir išskiria H (+) jonus bei išskiria kolagenazę ir kitus hidrofilinius fermentus. Osteoklastocitai veikia tik tuomet, kai prisitvirtina tiesiogiai prie mineralizuotos medžiagos.
Kas yra kaulo matrica?Kaulo matrica yra kaulinio audinio tarpląstelinė medžiaga. Ji yra sudaryta iš organinių ir neorganinių komponentų. Organinių komponento pagrindinę dalį sudaro chondroitinsulfatas ir keratinsulfatas. Specifiniai kaulinio audinio baltymai yra osteokalcinas ir oestopondinas. Neorganinio kaulinės matricos komponento pagrindinė dalis yra hidroksiapatitas. Matricoje taip pat yra citrato, karbonato jonų, nekristalizuoto kalcio karbonato. Nedidėlėmis koncentracijomis yra Na, Mg ir Fe jonų. Kauluose esantis mineralinių medžiagų ir kolageninių skaidulų junginys suteikia kaulams atsparumą ir tvirtumą.
Kaip vystosi kaulinis audinys?
Kaulinis audinys vystosi 2 būdais:
I. Intramembraninė osifikacija arba Membraninė (plėvinė) osteogenezė
Šiuo būdu kaulinis audinys vystosi prentaliniu periodu. Kaulai vystosi kondensuojantis mezenchiminiam audiniui. Taip vystosi dauguma plokščiųjų kaulų: kaukolės kaulai, žandikauliai. Šitaip auga trumpieji kaulai ir storėja ilgieji kaulai. Jos metu kaulai formuojasi iš mezenchimos.
Yra skiriamos 4 membraninės osteogenezės stadijos:
1.1. Kaulinio centro susidarymas.
Mezenchimos ląstelės pradeda greitai daugintis ir virsta osteoblastocitais ir sudaro labai vaskuliarizuotą kaulinį centrą.
1.2. Osteogeninė stadija.
Osteoblastocitai sintetina ir išskiria osteoną. Matricoje pamažu atsiranda kolageninių fibrilių. Šiuo metu apie 10% osteoblastocitų virsta osteocitais.
1.3. Tarpląstelinės medžiagos mineralizacija
Kalcifikacija- tai procesas, kurio metu Ca jonai yra kaupiami kaulinio audinio matricoje. Tarpląstelinėje medžiagoje mineralizacijos metu osteoblastocitai išskiria šarminę fosfatazę, kuri sadaro amorfinį kalio fosfatą. Iš jo susidaro hidroksiapatito kristalai. Taip kalcifikuojasi kaulinės sijos.
Iš mezenchimos formuojasi naujos osteoblatocitų kartos, kurios gamina naują kaulinio audinio masę. Kaulinės sijos auga apoziciniu būdu. Tarp kaulinių sijų atsiranda ertmės, kurias užpildo mezenchima. Dalis mezenchimos ląstelių tampa osteoblastocitais. O kita dalis diferencijuoja į kaulų čiulpus ir purųjį kolageninį jungiamąjį audinį, kuriuo ir užpildomos etrmės. Visą kaulo užuomazgą dengianti mezenchima sutankėja. Iš jos formuojasi antkaulis. Kaulinės sijos nutįsta prie besiformuojančių kaulinių sijų ir susijungia su jomis. Toliau kaulinės sijos auga apoziciniu būdu.
1.4. Kaulinio audinio persitvarkymo stadija.
Šios stadijos metu tinklinis membraninis kaulas pakeičiamas plokšteliniu kaulu. Be to, tam tikrose tinklinio skaidulinio kaulo srityse akytoji medžiaga virsta tankiąja kauline medžiaga.
II. Endochondrinė osifikacija (Kremzlinė osteogenezė)
Kaulinis audinys vystosi kaulėjant hialininei kremzlei. Šitaip formuojasi dauguma ilgųjų ir trumpųjų kaulų bei kaukolės pamato kaulai. Procesas paprastai prasideda pirminiame kaulėjimo židinyje, kuris yra ilgojo kaulo diafizėje ( kaulo diafizė yra tarp dviejų kaulo galų). Būsimo kaulo vietoje iš mezenchimos susiformuoja hialininė kremzlė, padengta antkremzliu. Kaulėjimo proceso metu susidaro pirminiai ir antriniai kaulėjimo centrai. Vykstant kaulėjimo procesams kremzlinės ląstelės pradeda didėti, tarpląstelinis audinys pradeda kaulėti ir kremzlinės ląstelės numiršta. Perichondrinis audinys (iš pradžių prigludęs prie diafizės) virsta periostiniu audiniu. Kraujagyslinis audinys atsidalija iš periostinio audinio, įsiveržia į kremzlę ir taip susidaro ertmės, kurios yra užpildomos hemopoetinėmis ląstelėms.
Kur susidaro kaulėjimo centrai?
- Pirminis kaulėjimo centras susidaro hialininės kremzlės diafizės viduryje.
- Antrinis kaulėjiėmo centras susidaro epifizėje.
Riba tarp diafizės ir epifizės yra vieta, nuo kurios kaulas ilgėja.
Riboje tarp kremzlinio ir kaulinio audinio galima išskirti 4 sritis:
- atsarginė
- vešėjimo
- hipertrofinė
- kaulėjimo
Kaulėjimas prasideda tuomet, kai Ca druskos pradeda kauptis ant kolageninių skaidulų. Jį įtakoja proteoglikanai ir glikoproteinai. Kaulėjimo procesą taip pat spartina osteoblastocitai.
Kaip vyksta kaulų regeneracija?
Kaului augant remodeliuojasi vaikų kaulai. Susiformavęs kaulas yra ir formuojasi naujas kaulinis audinys. Šis persitvarkymas vyksta iki 20 metų. Kaulas ilgėja išilgine kryptimi. Gimimo metu kaulų epifizėse formuojasi antriniai kaulėjimo židiniai.