A csont a kötőszövet egy speciális típusa. Egyedi szövettani megjelenése lehetővé teszi, hogy számos funkcióját ellássa:
- Vérképzés – a csontvelőben található vérképző őssejtekből vérsejtek képződése.
- Zsír- és ásványi anyag raktározás – a csont a csontvelőben lévő zsírszövetet és a hidroxiapatit kristályokban lévő kalciumot tárolja.
- Tartószerkezet – a csontok alkotják a test vázát és alakját.
- Védelem – különösen a tengelycsontváz, amely körülveszi a test főbb szerveit.
Ebben a cikkben a csont ultrastruktúráját – összetevőit, felépítését és fejlődését – fogjuk megvizsgálni. Azt is megvizsgáljuk, hogy a betegségek hogyan befolyásolhatják a szerkezetét.
A csont összetevői
A csont a kötőszövet egy speciális formája. Mint minden kötőszövet, összetevői is feloszthatók sejtes összetevőkre és extracelluláris mátrixra.
Celluláris összetevők
1.0. ábra – A csont sejtes összetevői és funkcióik.A csontban háromféle sejttípus van:
- Osteoblasztok – Szintetizálják a meszetlen/nem mineralizált extracelluláris mátrixot, az osteoidot. Ez később elmeszesedik/meralizálódik, és csontot képez.
- Oszteociták – Ahogy az oszteoid mineralizálódik, az oszteoblasztok a lamellák közé záródnak a lacunákba, ahol oszteocitákká érnek. Ezután figyelemmel kísérik az ásványi anyagokat és a fehérjéket, hogy szabályozzák a csonttömeget.
- Oszteoklasztok – Monocitákból származnak, és H+ ionok és lizoszomális enzimek felszabadításával reszorbálják a csontot. Nagyméretű és többmagvú sejtek.
Az oszteoblasztok és az oszteoklasztok aktivitásának egyensúlya döntő fontosságú a szövet strukturális integritásának fenntartásában. Szerepet játszik az olyan állapotokban is, mint a csontritkulás.
Extracelluláris mátrix
Az extracelluláris mátrix (ECM) azokra a molekulákra utal, amelyek biokémiai és strukturális támogatást nyújtanak a sejteknek.
A csont ECM-je rendkívül specializált. A kollagén és a kötőszövetben általában megtalálható kapcsolódó fehérjék mellett a csontot ásványi sók, különösen kalcium-hidroxiapatit-kristályok impregnálják. Ezek a kristályok a kollagénszálakhoz kapcsolódva teszik a csontot keménnyé és erőssé. Ez a mátrix számos vékony rétegbe, úgynevezett lamellákba rendeződik.
A csont szerkezete
Mikroszkóp alatt a csont két típusra osztható:
- Szövött csont (elsődleges csont) – Az embrionális fejlődésben és a törések helyreállításában jelenik meg, mivel gyorsan rakódik le. Oszteoidból (nem mineralizált ECM) áll, a kollagénrostok véletlenszerűen helyezkednek el. Ideiglenes szerkezet, amelyet hamarosan érett lamellás csont vált fel.
- Lamellás csont (másodlagos csont) – A felnőtt csontváz csontja. Erősen szervezett, mineralizált csontvelő lemezekből áll. Ez a szervezett szerkezet teszi sokkal erősebbé, mint a szövött csontot. Maga a lamellás csont két típusra osztható – tömör és szivacsos.
Mindkét csonttípusnál a külső felületet egy kötőszöveti réteg, az úgynevezett csonthártya borítja. Egy hasonló réteg, az endosteum béleli ki a csonton belüli üregeket (például a medulláris csatornát, a Volkmann-csatornát és a szivacsos csonttereket).
A lamellás csont két típusra osztható. A külsőt kompakt csontnak nevezzük – ez sűrű és merev. A csont belső rétegeit sok egymáshoz kapcsolódó üreg jellemzi, ezt nevezzük szivacsos csontnak.
1.1. ábra – A kompakt csont mikroszkópos felvétele. Figyeljük meg az egyetlen Havers-csatorna körüli elrendeződést.Kompakt csont
A kompakt csont alkotja a csont külső “héját”. Ebben a csonttípusban a lamellák koncentrikus körökbe rendeződnek, amelyek egy függőleges Havers-csatornát vesznek körül (amely a kis neurovaszkuláris és nyirokereket továbbítja). Ezt az egész szerkezetet csontnak nevezzük, és ez a csont funkcionális egysége.
A Havers-csatornákat vízszintes Volkmann-csatornák kötik össze – ezek kis ereket tartalmaznak, amelyek a Havers-csatornák artériáival anasztomozálnak (csatlakoznak). A Volkmann-csatornák a csonthártyából is ereket közvetítenek.
Az oszteociták a lamellák között, kis üregekben (úgynevezett lacunae) helyezkednek el. A lacunákat egymással összekötő járatok, az úgynevezett canalisok kötik össze.
Szivacsos csont
A szivacsos csont a legtöbb csont belsejét alkotja, és a tömör csont mélyén helyezkedik el. Sok nagy teret tartalmaz – ez adja méhsejtes megjelenését.
A csontmátrix finom oszlopok 3D-s hálózatából áll, amelyek keresztkötésekkel szabálytalan trabeculákat alkotnak. Ez egy könnyű, porózus csontot eredményez, amely erős a többirányú erővonalakkal szemben. A szivacsos csontnak nyújtott könnyedség döntő fontosságú a test mozgásának lehetővé tételében. Ha csak tömör csontok lennének, túl nehezek lennének a mozgáshoz.
A trabekulák közötti tereket gyakran csontvelő tölti ki. A sárga csontvelő adipocitákat tartalmaz, a vörös csontvelő pedig vérképző őssejtekből áll.
Ez a csonttípus nem tartalmaz Volkmann- vagy Havers-csatornákat.
1.2. ábra – Az érett csont felépítése. Figyeljük meg a kompakt és a szivacsos csonttípusok eltérő szerkezetét.Csontosodás és átépülés
A csontosodás az új csont termelődésének folyamata. Két mechanizmus egyikén keresztül történik:
- Endokondrális csontosodás – Ahol a hialin porc helyére oszteoblasztok lépnek, amelyek oszteoidot választanak ki. A combcsont egy példa az endokondriális csontosodáson átesett csontra.
- Intramembranosus csontosodás – Amikor a mesenchymális (embrionális) szövet csonttá sűrűsödik. Ez a fajta csontosodás lapos csontokat képez, mint például a halántékcsont és a lapocka.
Mindkét mechanizmusban kezdetben elsődleges csont keletkezik. Ezt később érett másodlagos csont váltja fel.
Újjáépítés
A csont élő szövet, és mint ilyen, folyamatosan újjáépítésen megy keresztül. Ez az a folyamat, amelynek során az érett csontszövet újra felszívódik, és új csontszövet képződik. Ezt a csont sejtes összetevője végzi.
Az oszteoklasztok egy vágókúp segítségével bontják le a csontot. A tápanyagokat visszaszívják, és az oszteoblasztok új csontállományt raknak le. A remodelling elsősorban a stressz és a károsodás helyén történik, megerősítve az érintett területeket.
Klinikai jelentőség – A csont rendellenességei
A csont egyedi szövettani felépítéssel rendelkezik, amely szükséges ahhoz, hogy funkcióit ellássa. Ennek a szerkezetnek a betegség következtében másodlagosan bekövetkező változásai számos klinikai állapotot eredményezhetnek.
Az osteogenesis imperfecta olyan állapot, amelyben az oszteoblasztok kórosan szintetizálják a kollagént. Klinikai jellemzői a törékeny csontok, a csontdeformitások és a kék szklera. Ritka betegség, genetikai eredetű, autoszomális domináns öröklődési renddel. A csontok törékenysége hajlamosít a csonttörésre – ennek orvosszakmai jelentősége van, mivel gyermekeknél összetéveszthető a szándékos sérüléssel.
Az oszteoporózis a csontsűrűség csökkenésére utal, csökkentve annak szerkezeti integritását. Ezt az okozza, hogy az oszteoklasztok aktivitása (csontfelszívódás) meghaladja az oszteoblasztok aktivitását (csonttermelés). A csontok törékennyé válnak, és fokozott törésveszélynek vannak kitéve. Három típusa van:
- 1. típus: Posztmenopauzális csontritkulás – A nőknél a menopauza után alakul ki, a csökkent ösztrogéntermelés miatt. Az ösztrogén véd a csontritkulás ellen azáltal, hogy növeli az oszteoblasztok és csökkenti az oszteoklasztok aktivitását.
- 2. típus: Szenilis csontritkulás – Általában 70 éves kor felett jelentkezik.
- 3. típus: Másodlagos oszteoporózis – Amikor a csontritkulás társbetegség (pl. krónikus veseelégtelenség) miatt alakul ki.
Rizikófaktorok: életkor, nem, étrend (D-vitamin és kalcium), etnikai hovatartozás, dohányzás és immobilitás. Általában biszfoszfonátokkal kezelik, amelyeket az oszteoklasztok felvesznek, aminek hatására inaktívvá válnak és apoptózisnak indulnak. Ez korlátozza a csont további lebomlását.
1.3. ábra – Röntgenfelvétel egy ricketsben szenvedő gyermekről.A rickets D-vitamin- vagy kalciumhiány a növekvő csontozatú gyermekeknél. Ez azt jelenti, hogy a csontozat rosszul mineralizálódik és hajlékony marad. Az epifízis növekedési lemezek ekkor a test súlya alatt eltorzulhatnak, ami csontrendszeri deformitásokhoz vezethet.
Az osteomalacia D-vitamin- vagy kalciumhiány az átalakuló csontokkal rendelkező felnőtteknél. Itt az oszteoblasztok által lerakott oszteoid rosszul mineralizálódik, ami egyre gyengébb csontokhoz vezet, növelve a csonttörésre való hajlamot.
Megjegyzés: A D-vitaminhiány oka lehet a helytelen táplálkozás, a napfény hiánya vagy anyagcserezavar. Például a veseelégtelenség megzavarhatja a D-vitamin második hidroxilálását, vagy bélrendszeri rendellenesség megakadályozhatja a megfelelő felszívódást. Kalciumhiányt okozhat diéta vagy alacsony vit. D.