ŽIVA

Kost je živý orgán

Kost se skládá z buněk a mezibuněčné hmoty. Embryonálně pochází tento materiál z mezodermu a ektodermu. Skelet v průběhu embryonálního vývoje osifikuje na podkladě buď vazivového, nebo chrupavčitého modelu. Kost si zachovává po určitou dobu schopnost růstu, kdy klíčovou strukturou je růstová chrupavka. Přestavba kosti však probíhá po celý život. Při hojení zlomenin dochází k rekapitulaci vývojových procesů a přestavbě kosti. Všechny tyto děje jsou těsně svázány s cévním zásobením kosti.

Vzhledem k použité odborné terminologii je článek doplněn slovníkem termínů a názornými schématy v kulérové příloze Živy 2023, 1, k nahlédnutí jsou v pdf přílohách níže pod obrazovou galerií.

Bone is formed from cells and an extracellular matrix. Embryonically, this material originates from mesoderm and ectoderm. During embryonic development, the skele­ton ossifies either on the basis of a fibrous or cartilaginous model. Bone retains the ability to grow for a certain period of life, where growth cartilage is the key structure. However, bone remodeling takes place throughout life. During the healing of fractures, there is a recapitulation of developmental processes and remodeling of the bone. All these events are closely related to the blood supply of the bone.

Materiály k výuce

• kost-je-zivy-organ.pdf – Terminologický slovník k článku Kost je živý orgán
• kost-je-zivy-organ-1.pdf – Doplňující obrázky k článku Kost je živý orgán
• kost-je-zivy-organ-2.pdf – Pracovní list Obezita a podkožní tuk – zadání pro studenty (pdf)
• kost-je-zivy-organ-3.pdf – Pracovní list Obezita a podkožní tuk – řešení a metodické poznámky (pdf)
• kost-je-zivy-organ.docx – Pracovní list Obezita a podkožní tuk – zadání pro studenty (docx)
• kost-je-zivy-organ-1.docx – Pracovní list Obezita a podkožní tuk – řešení a metodické poznámky (docx)

Obrazové přílohy

• Buňky neurální lišty jsou podkladem ektomezenchymu, ze kterého se vyvíjejí pojiva v oblasti obličeje. Embryo transgenní myši Wnt-1/Cre x R26R – buňky neurální lišty exprimují reportérový gen LacZ, který kóduje beta-galaktosidázu, jejíž aktivita je znázorněna modrou barvou. Preparát poskytla E. Drobná Krejčí.
  
• Desmogenní osifikace (mikroskopický preparát). 1 – krevní cévy, 2 – řada osteoblastů, 3 – kostní trámec – primární houbovitá kostní tkáň (spongióza), 4 – budoucí periost (barveno eozinem). Foto O. Naňka
  
• Končetinový pupen s apikální hřebenovou lištou (AER, vlevo). 1 – ektoderm na povrchu zesílený v AER, 2 – mezenchym pod AER obsahuje proliferující (dělící se) buňky, jsou patrné četné mitózy. Vpravo primitivní chrupavčitý základ kostí ruky člověka 44. den embryonálního vývoje. Chrupavka je obarvena modře, prsty nejsou dosud oddělené, ani nejsou otevřené budoucí jednotlivé kloubní štěrbiny (viz šipky). Foto O. Naňka
  
• Bohaté kapilární (vlásečnicové) pleteně kolem chrupavčitých základů prstů. Nástřik tuší, embryo kuřete 6. embryonální den (obr. a). Kapilární pleteně v perichondriu kostí předloktí znázorněné protilátkou QH1 hnědě, zatímco modrý signál odpovídá expresi vaskulárního růstového faktoru cévního endotelu (VEGF, obr. b). Invaze cévního pupenu do chrupavčitého základu diafýzy (alciánová modř, eozin, obr. c). Foto O. Naňka
  
• Postup osifikace diafýzy. a – prochondrální blastém metakarpu, uprostřed se vytváří primární osifikační centrum z hypertrofických chondrocytů; 1 – hypertrofické chondrocyty, 2 – perichondrium, 3 – chrupavčitý základ epifýzy; b – primární osifikační centrum se zvětšuje a dochází k pronikání cév; 1 – vaskularizované osifikační centrum, 2 – límec periostální kosti vzniklý perichondrální osifikací, 3 – periost, 4 – hypertrofické chondrocyty v linii osifikace; c – náhrada chrupavky kostí v centru diafýzy; 1 – límec periostální kosti, 2 – periost, 3 – primární spongióza, 4 – linie osifikace. Barveno alciánovou modří a eozinem. Foto O. Naňka
  
• Postupné zvětšování osifikačních center (hvězdičky) v nepravidelných kostech je podkladem jejich růstu. U mono - epifýzových a dlouhých kostí je fýza (šipky) hlavním místem růstu do délky. Foto O. Naňka
  
• Růstová chrupavka. Nepravidelná linie růstové chrupavky v oblasti proximální části kosti pažní (humeru) na suchém preparátu (obr. a, šipky). Na frontálním řezu proximální částí (obr. b) je zřetelná růstová chrupavka (šipky) a sekundární osifikační jádra v hlavici a tuberculum majus. Okraje chrupavky překrývají okraje metafýzy – lappet formation (červená šipka). Pohled na metafyzární plochu růstové chrupavky hlavice kosti stehenní (femuru, obr. c). Nerovný povrch fýzy s výběžky zvyšuje její odolnost proti střižným silám. Epifyzární hrbolky v oblasti růstové chrupavky proximální části femuru (obr. d, šipky). Foto O. Naňka
  
• Mikroskopická stavba epifýzy a růstové chrupavky. Přehledné zvětšení zachycující epifýzu, fýzu a metafýzu (obr. a). E – epifýza, F – růstová chrupavka (fýza), M – metafýza, D – diafýza. Vrstvy fýzy (obr. b). 1 – zbytky chrupavčitých sept obklopené osteoidem, 2 – trámce primární spongiózy, 3 – trámce sekundární spongiózy. Detail hypertrofické vrstvy a zóny cévní invaze, cévní kličky probíhají mezi septy (obr. c). 1 – perichondrium, 2 – hypertrofické chondrocyty, 3 – cévní klička, 4 – oblast Ranvierova zářezu, 5 – periost, 6 – plášť periostální kosti. Barvení hematoxylinem-eozinem (obr. a, b), alciánovou modří, eozinem (obr. c). Foto O. Naňka
  
• Příčné řezy rostoucí kostí. Řez epifýzou v úrovni rezervní vrstvy (obr. a). Řez fýzou v úrovni hypertrofické chrupavky (obr. b). 1 – hypertrofické chondrocyty, 2 – perichondrium. Řez v úrovni metafýzy, přes zónu primární spongiózy (obr. c). 1 – primární kostní trámce, 2 – invadující cévy. Příčný řez v úrovni diafýzy, mezi kostními lamelami je vidět prostor dřeňové dutiny (obr. d). 1 – kostní dřeň, 2 – kostní trámce, 3 – kostní límec vzniklý periostální osifikací, 4 – periost. Alciánová modř, eozin. Foto O. Naňka
  
• Ypsilonovitá chrupavka jako příklad bipolární fýzy – místo růstu pánevní kosti. Foto O. Naňka
  
• Zobrazení osifikačních jader a růstové chrupavky v oblasti epifýzy distálního femuru magnetickou rezonancí (kostní tkáň černě, chrupavka bíle). Situace anatomická (a), a zřetelná deformace osifikačního jádra a růstové chrupavky (b). Vytvořil se kostní můstek (šipky), který způsobuje zkrácení kosti; oc – osifikační centrum, d – diafýza femuru
  
• Vlevo cévní zásobení rostoucí (nahoře) a dospělé kosti (dole). 1 – arteria nutricia, 2 – periostální cévy, 3 – arteriae epiphysariae, 4 – arteria metaphysaria. Vpravo cévní zásobení epifýzy, fýzy a metafýzy. 1 – arteriae epiphysariae, 2 – cévy Ranvierova zářezu, 3 – arteriae metaphysariae, 4 – větev arteria nutricia. Převzato se souhlasem ze Základů klinické anatomie pohybového aparátu (Bartoníček a Heřt, Maxdorf 2004)
  
• Schéma přestavby kosti v kompaktě. Osteoklasty (Ok) vyvrtávají zleva doprava tunel, který osteoblasty (Ob) vyplňují novými kostními lamelami. Z osteoblastů se stanou osteocyty (Oc); nejmladší osteo - blasty se stanou buňkami endostu (EO). Podélný řez (obr. a) a příčné řezy (obr. b–e; v úrovních označených šipkami v obr. a). Šedě jsou zvýrazněny jen tři osteony, které byly před vznikem tunelu úplné; žlutý kruh (obr. e) vyznačuje obvod blížícího se tunelu. Krevní cévy červeně a modře, * vyrůstající výběžek cévní kličky. Mon – mononukleární předchůdci osteoklastů. Osteoid světle zeleně, mineralizovaná matrix tmavozeleně (min. Mx). Upraveno podle: R. Lüllmann-Rauch (Histologie, 2009, česky 2012), kreslila R. Bošková
  
• Chrupavčité základy kostí nohy, kde se v místech počínající osifikace začínají objevovat hypertrofické chondrocyty (označeny hvězdičkou). Kloubní štěrbiny jsou již vytvořeny. Základy kostí už nesou hlavní tvarové charakteristické rysy. Lidské embryo, 8. týden vývoje. Foto O. Naňka
  
• Chondrální osteogeneze. Schéma sledu stadií od chrupavčitého modelu až po vyrostlou kost (a–f). Chrupavčitý model s perichondrální kostní manžetou (a). Mineralizace chrupavkové matrix uprostřed diafýzy (b). Cévy vnikly do diafýzy (c), vznikla primární dřeňová dutina; endochondrální osifikace již proximálně a distálně vedla ke vzniku primární spongiózy (houbovité kostní dřeně). Epifýza je ještě chrupavčitá, s krevními cévami. Osifikace v diafýze pokročila proximálně i distálně (d) a začala již v proximální epifýze. Tento stav zhruba odpovídá stavu holenní kosti (tibii) člověka krátce po narození. Mezi epifýzou a diafýzou je zřetelně ohraničená chrupavčitá růstová ploténka (e). To odpovídá stavu tibie člověka až do ukončení růstu. Výřez v rámečku ukazuje podrobněji levé schéma na obr. 3. Kost po dokončení růstu (f), chrupavčitá růstová ploténka vymizela – růstová štěrbina je uzavřená. Kreslila R. Bošková
  
• Dvoustupňový model vaskularizace chrupavčitého základu kosti. a – zprvu jsou exprimovány vysoké hladiny růstového faktoru cévního endotelu (Vascular Endothelial Growth Factor, VEGF) v perichondriu a okolních tkáních; to stimuluje cévy k vrůstání do této oblasti; b – později je exprese VEGF v perichondriu snížena a začíná jeho exprese v centru chrupavčitého základu hypertrofickými chondrocyty; c – následně vysoká hladina VEGF v hypertrofické zóně růstové chrupavky přitahuje chondroklasty a osteoklasty a stimuluje vrůstání cév (v detailu na obr. 3); d – exprese VEGF přetrvává v hypertrofické zóně chrupavky i po vytvoření dřeňové dutiny. Blíže v textu. Upraveno podle: E. Zelzer a kol. (2002). Kreslila R. Bošková
  
• Schéma růstové ploténky. Jen každé třetí podélné septum se změní v kostní trámeček, ostatní jsou odbourána osteoklasty. Šedé šipky – směr pronikání krevních cév a makrofágů. Černé šipky – směr postupu fronty proliferace. Vpravo (b, výřez odpovídající černému rámečku na obr. a) – hypertrofické chondrocyty (chc), longitudinální a transverzální septa (L, T), makrofágy (Mf). Kličky krevních cév, migrační výběžky (*). Podle: R. Lüllmann-Rauch (Histologie, 2009, česky 2012). Kreslila R. Bošková
  
• Kostní tkáň se vyskytuje ve formě kompaktní a trámčité kosti. Kompaktní kost tvoří povrch a je tvořena lamelami. Povrchové lamely jsou uspořádány paralelně, většina lamel je však uspořádána koncentricky v Haversův systém (osteon), v němž lamely obklopují centrální (Haversův) kanálek s cévami a nervy. Mezi osteony jsou zbytky lamel starších osteonů. Vnitřek kosti je vyplněn trámčitou kostí. 1 – periost (okostice), 2 – periostální cévy, 3 – kompaktní kost, 4 – osteon tvořený koncentrickými lamelami, 5 – cévy v Haversově kanálku uvnitř osteonu, 6 – houbovitá kost. Podle: M. Grim a kol. Základy anatomie 1. Obecná anatomie a pohybový systém (Galén, Praha 2019), použito s laskavým svolením
  

Archiv článků pro pedagogy a studenty

© 2024 Časopis ŽIVA – Rozhled v oboru veškeré přírody.
Založil roku 1853 J. E. Purkyně.
Vydává Nakladatelství Academia,
Středisko společných činností AV ČR, v. v. i., za podpory Akademie věd ČR.