Kosti (kostra)

Kromě speciální kostní a tukové tkáně, chrupavek, pojivové tkáně, svalových a nervových buněk obsahuje kost také krvetvornou tkáň, tedy kostní dřeň. Důmyslná vnitřní struktura dodává kostem vysokou pevnost a stabilitu. Kostní tkáň je po sklovině druhým nejtvrdším materiálem v lidském těle.

Jak rozlišujeme kosti podle tvaru?

Lidská kostra se skládá z více než 200 jednotlivých kostí. V prvních letech života je jich o něco více, během tělesného vývoje totiž některé kosti srůstají (např. kraniální kosti).

Podle vnějšího tvaru dělíme kosti na:

• dlouhé kosti, např. kost pažní nebo kost stehenní,
• krátké kosti, např. zápěstní kosti nebo zánártní kosti,
• ploché kosti, např. lopatky, lebeční klenba nebo kyčelní kosti,
• nepravidelné kosti, např. obratle.

Někteří autoři rozlišují navíc k těmto základním typům kostí ještě sezamské kosti (např. čéška v kolenním kloubu) a wormianské kůstky (v lebečních švech).

Obrázek 1: Dělení kostí podle tvaru: dlouhé kosti, ploché kosti, krátké kosti, nepravidelné kosti, sezamské kosti a wormianské kůstky. (Zdroj: By BruceBlaus - Own work, CC BY 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=29849179)

Stavba dlouhé kosti

Prototypem kosti, jak si ji běžně představujeme, je dlouhá kost. Typickým zástupcem dlouhých kostí je například kost stehenní, což je zároveň největší kost v lidském těle.

Na dlouhé kosti rozlišujeme následující části:

• Koncová část kosti (epifýza): Jeden nebo oba konce kosti jsou pokryté chrupavkou a tvoří součást kloubu. V závislosti na konkrétní kosti a její funkci má epifýza různé tvary, například válcovitý (kost pažní v loketním kloubu) nebo kulovitý (kost stehenní v kyčelním kloubu). Bližší informace o kloubech najdete v samostatném článku.
• Metafýza a růstová ploténka: Metafýza je část kosti mezi epifýzou a diafýzou. V této části se v dětském věku – tedy před dokončením růstu – nachází růstová ploténka. Ta po dokončení růstu osifikuje, tj. stane se z ní pevná kost.
• Střední část kosti (diafýza): Diafýza je nejdelší část dlouhé kosti (středová trubicovitá část), v níž se nachází červená kostní dřeň a žlutá kostní dřeň.
• Hrboly a hrbolky (apofýzy): Na tyto kostní výstupky se upínají šlachy, a tím i svaly.

Obrázek 2: Struktura dlouhé kosti. Vyznačeny jsou zejména proximální i distální epifýzy, metafýzy a diafýza. (Zdroj: Blausen.com staff (2014). Medical gallery of Blausen Medical 2014. WikiJournal of Medicine 1 (2). DOI:10.15347/wjm/2014.010. ISSN 2002-4436. - Own work, CC BY 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=27796930)

Jakou strukturu má kost?

Kost je pokryta tenkou vrstvou okostice neboli periostu. Tato vrstvička je bohatě protkána krevními cévami a nervy, proto je také citlivá na bolest. Pokud kost není chráněna svalem (jako je tomu např. v případě holeně), může být úder do ní velmi bolestivý.

Pod periostem se nachází kompaktní kost – vnější hustá vrstva, která na první pohled vypadá hladce a pevně. Tato vrstva je obzvláště tvrdá, a v podstatě je zodpovědná za stabilitu kosti. V závislosti na tom, jak moc je kost mechanicky namáhána, může být kompaktní kost silná až několik milimetrů.

Vnitřně od kompaktní kosti se nachází spongiózní kost neboli houbovitá kost: ta je tvořena jemnými trámci s houbovitým uspořádáním, které této části kosti dalo také jméno. Prostory mezi trámci vyplněny červenou nebo žlutou kostní dření. V červené kostní dřeni se tvoří krvinky, u dětí je přítomen prakticky pouze tento typ kostní dřeně. V průběhu života nicméně červené kostní dřeně ubývá a nahrazuje ji žlutá kostní dřeň, která je někdy kvůli velkému množství tukových buněk označována rovněž jako tuková dřeň. U dospělých se červená kostní dřeň nachází už jen v několika kostech – např. v žebrech, kosti hrudní a kostech pánevních.

Obrázek 3: Stavba dlouhé kosti. (Zdroj: depositphotos.com)

Princip lehké konstrukce kosti

Kosti mají důmyslnou konstrukci: lehká houbovitá struktura uvnitř kostí v kombinaci s velmi pevnou vrstvou na jejich vnější straně představují optimální kompromis mezi maximální nosností a minimální hmotností. Celkově představuje lidská kostra jen asi deset procent hmotnosti těla; u člověka vážícího 70 kilogramů tak hmotnost všech kostí v těle činí přibližně sedm kilogramů.

Kromě promyšlené mikroarchitektury je rozhodujícím faktorem stability kosti její pevnost. Ta je ovlivněna mimo jiné relativním zastoupením minerálních látek v kostní tkáni: čím více minerálů kost obsahuje, tím je stabilnější a hutnější. Kosti s nízkou hustotou (tj. s nízkým množstvím minerálů v kostní tkáni) se snadněji lámou.

Nejdůležitějším kostním minerálem je vápník, který kosti zpevňuje a posiluje. Kostra navíc slouží jako zásobárna vápníku v těle: tento minerál je v kostech uložen, a může se z nich uvolňovat, aby pokryl potřeby ostatních tělesných orgánů. Dalším minerálem důležitým pro kosti je fosfor.

Bližší informace najdete v článcích Vápník a Fosfor.

Přestavba kostí

V kostech se nachází několik typů buněk, které zajišťují, že kostní hmota se po celý život nachází ve stavu neustálé přestavby. Stará kostní tkáň je neustále odbourávána a nahrazována novou; tento proces je označován jako přestavba nebo též remodelace kostí. Buňky zodpovědné za růst a tvorbu nové kostní tkáně se nazývají osteoblasty, a naopak buňkám zodpovědným za resorpci kostí se říká osteoklasty. Kromě osteoblastů a osteoklastů se v kostní tkáni vyskytují ještě dva další typy kostních buněk: osteoprogenitorové buňky (kmenové buňky, ze kterých vznikají osteoblasty) a osteocyty (klidové formy osteoblastů, početně výrazně převažující nad ostatními typy kostních buněk).

Obrázek 4: Čtyři typy kostních buněk: osteoprogenitorové buňky, osteoblasty, osteocyty a osteoklasty. (Zdroj: depositphotos.com)

Neustálé remodelační procesy umožňují kostem, aby se přizpůsobovaly měnící se zátěži. Kostní architektura se tak mění např. při zvýšení nebo snížení tělesné hmotnosti, při jednostranném zatížení, při hojení zlomenin atd.

U dětí a mladých dospělých v souhrnu převažuje depozice kostní tkáně nad vstřebáváním kosti. V důsledku toho kosti rostou (téměř ve všech směrech), stávají se těžšími a hustšími. Vrcholové kostní hmoty (PBM) je obvykle dosaženo mezi 25. a 30. rokem života, kdy se poměr rychlosti tvorby kosti a resorpce kostní tkáně začne měnit.

Po 30. roce života se více kostní tkáně odbourává, než se vytváří. Mezi 40. a 50. rokem života se pak již resorpce kostní tkáně začne zrychlovat a převládnou přirozené procesy vstřebávání kostí. Z tohoto pohledu je podstatné si uvědomit, že čím vyšší je dosažená vrcholová kostní hmota, tím později dochází k výrazným degradačním procesům nebo ztrátě stability kosti.

Ke zvýšení maximální dosažitelné hustoty kostí významně přispívají zdravá strava a dostatek pohybové aktivity. Kromě toho procesy remodelace podléhají vlivu hormonů a vitaminů, např. estrogenů, parathormonu a vitaminu D. 

Lidská kostra – přehled

Obrázek 5: Čelní pohled na kostru dospělého člověka. (Zdroj: By LadyofHats Mariana Ruiz Villarreal - Own work. Image renamed from File:Human skeleton front.svg, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=6936349)

Obrázek 6: Čelní pohled na lebku dospělého člověka. (Zdroj: LadyofHats, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Human_skull_front_simplified_(bones).svg)

Obrázek 7: Boční pohled na lebku dospělého člověka. (Zdroj: LadyofHats, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Human_skull_side_simplified_(bones).svg)

Obrázek 8: Pletenec ramenní. (Zdroj: LadyofHats, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1522088)