Skeletas ir raumenys
Kaip ir visi audiniai, kaulinis audinys sudarytas iš ląstelių ir tarpląstinės medžiagos.
Tarpląstinė medžiaga. Ji kaului suteikia mechaninį tvirtumą.
Sudaryta iš:
a) baltyminių skaidulų (kolagenas), kurios suteikia elastingumo ir stangrumo,
b) ir jas sutvirtinančių mineralinių druskų, kurios suteikia kietumo.
Dauguma druskų – tai kalcio fosfatas bei kalcio karbonatas. Šios ir kitos druskos sudaro hidroksiapatito kristalėlius.
Ištirpinus mineralines druskas kaulas pasidaro lankstus (ilguosius kaulus net galima užrišti mazgu). Toksai tirpinimas vadinamas nukalcinimu (arba dekalcifikacija).
Sudeginus kaulo organines medžiagas kaulas išlaiko savo formą ir kietumą, tačiau nuo nestipraus smūgio subyra į trupinius.
Organizmui trūkstant kalcio ar fosfato jonų, reikiamas jų kiekis paimamas iš kaulų patirpinamų kristalėlių.
Senstant kauluose didėja mineralinių druskų dalis, o mažėja – baltyminių skaidulų. Todėl kuo senesnis žmogus, tuo trapesni ir mažiau lankstūs jo kaulai (ir todėl dažniau lūžta).
Ląstelės.
1. Kamieninės kaulaląstės. Smulkios verpstiškos ląstelės, slypinčios išoriniame ir vidiniame antkaulyje. Esant reikalui gali intensyviai mitoziškai dalintis ir sudaryti osteoblastus. Labai svarbios kaulų gijimui.
2. Osteoblastai. Aptinkamos perstatomose, augančiose kaulo dalyse, antkaulyje. Tarpląstinę medžiagą gaminančios ląstelės:
a) Gamina organines tarplàstinës medþiagos skaidulas (iðskiria pradines medþiagas ir fermentus, lemia skaidulø iðdëstymo kryptá).
b) Ant skaidulų nusodina mineralines druskas.
c) Kraujyje trūkstant kalcio, druskas gali ir tirpinti.
3. Osteocitai. Pagrindinės susidariusio kaulo ląstelės, būna audinio tuštumose. Susidaro iš osteoblastų. Osteocitai yra žvaigždiški, jie turi ilgas plonas ataugėles, slypinčias plonučiuose kanalėliuose, atsišakojančiuose nuo kaulaląstės ertmės. Jų funkcijos:
a) Palaiko pastovià kaulinio audinio bûsenà.
b) Kraujyje trūkstant kalcio, druskas gali ir tirpinti. Tokiu būdu padeda palaikyti kalcio jonų koncentraciją kūno skysčiuose.
4. Osteoklastai. Tai daugiabranduolės ląstelės, susidarančios iš leukocitų monocitų. Perstatomose kaulo dalyse tirpina kaulo tarpląstinę medžiagą.
Kaulinis audinys būna:
a) tankusis,
b) akytasis.
Tankusis kaulinis audinys. Labai kietas, sunkus. [Carola-148(6.4): Tankusis kaulinis audinys. A. Padidintas išilginis tankiojo kaulinio audinio pjūvis, kuriame matyti vidinės kraujagyslės, kanalai ir kiti vidiniai dariniai. B. Padidintas osteonas su lakūnomis ir kanalėliais. C. Padidintas octeocitas (kaulaląstė) lakūnoje. D. Osteono elektronmikroskopinė nuotrauka (padidinta 1000 kartų). ]
Sudarytas iš sukalkėjusių cilindrų, vadinamų osteonais. Osteonas – tai tankiojo kaulinio audinio sandaros vienetas.
Osteono išilginę ašį sudaro centrinis kanalas, kuriame eina kraujagyslės, nervai, limfagyslės. Centriniai kanalai statmenais kanalais sujungti su antkauliu kaulo išorėje ir vidiniu skaiduliniu sluoksniu (vidiniu antkauliu), išklojančiu kaulo tuštumas.
Osteoną sudaro koncentriniai kaulo sluoksniai (primena vienas į kitą sukištus (ir tvirtai suklijuotus) skirtingų platumų kokteilinius šiaudelius).
Sluoksniuose yra mažos ertmės, kuriose gyvena kaulaląstės osteocitai. Osteocitai yra žvaigždiški, jie turi ilgas plonas ataugėles, slypinčias plonučiuose kanalėliuose, atsišakojančiuose nuo kaulaląstės ertmės.
Kaulaląstės maistmedžiages gauna iš centrinių kanalų kraujagyslių. Gretimos kaulaląstės jas gauna tiesiai, o tolimosios – per arčiau esančias kaulaląstes (jos sujungtos plyšinėmis jungtimis). Apykaitos atliekas šalina panašiai, tik priešinga kryptimi.
Osteonai suteikia atsparumą gniuždymui.
Akytasis kaulinis audinys. Sudarytas iš kaulinių sijų, išdėstytų tokiomis kryptimis, kad maksimaliai atlaikytų kaulą veikiantį kūno svorio, raumenų ir kitokį spaudimą.
Paprastai sudaro vidines kaulų dalis.
Kaulai yra aktyvūs:
1. Jie nuolatos (nors ir lėtai) keičiasi – jų viduje nedidelės kaulinio audinio sritys ardosi ir vėl iš naujo formuojasi.
2. Aktyvumą rodo į juos įeinančios kraujagyslės – jos atneša veiklai reikiamas energetines ir statybines medžiagas.
3. Juose vyksta kraujodara.
Kaulų pertvarka yra lėta – suaugusio žmogaus kauluose per metus perstatoma 5-10 % tūrio.
Kaulo pertvarka matyti, kai bandoma ištaisyti kreivai išdygusius dantis. Ant dantų uždėtas įtvaras spaudžia dantis reikiama kryptimi. Dantis lėtai keičia padėtį, nes spaudžiamoje vietoje kaulinio audinio atsistato mažiau, ir dantis pasislenka į tą vietą. O dančiui pasislinkus atsiradusią vietą užpildo gausiau atsistatęs kaulinis audinys.
Panašiai persitvarko žandikauliai ir žandikaulių sąnariai ištraukus dantis arba ant nulūžusių ar nudilusių dantų uždėjus metalinius ar keraminius vainikėlius.
1982 metais prie Anglijai priklausančios Vaito (Wight) salos buvo ištrauktas nuskendęs Anglijos karaliaus Henriko VIII flagmanas Mary Rose. Jame aptikti grupės žmonių kaulai. Ant jų pečių kaulų rastos keistos ataugos, nebūdingos normaliems žmonėms. Vėliau suprasta, kad tai lankininkų skeletai. Lankininkų rankos patirdavo dideles apkrovas (koviniam lankui įtempti reikėjo tiek pat jėgos, lyg pakelti 30-50 kg krovinį). Pečių kaulai patirdavo dideles apkrovas, kai ilgai reikėdavo išlaikyti įtemptą lanką. Ir jie persitvarkė, kad lengviau atlaikytų tokią apkrovą.
Kaulų paviršių dengia skaidulinis sluoksnis antkaulis. Jo dėka kaulai:
a) auga storyn,
b) suauga lūžę.
Antkaulis turi nervus, kraujagysles, limfagysles. Nuo antkaulio gyvas kaulas atrodo rausvas.
Iš antkaulio kraujagyslės įeina į kaulų vidų.
Antkaulio neturi tik sąnarių paviršiai.
Hormonų poveikis kaulams. Kaulų pertvarka ir kalcio apykaita valdoma hormoniškai. Pvz., kraujyje trūksta kalcio jonų:
1. Prieskydinės liaukos išskiria paratiroidinį hormoną.
2. Šio hormono molekulės jungiasi prie kaulų ir inkstų ląstelių membranų.
3. Inkstų ląstelės, perdirbdamos vitaminą D, gamina ypatingą hormoną, kuris:
a) skatina plonąsias žarnas įsiurbti daugiau kalcio jonų,
b) skatina inkstų ląsteles iš pirminio šlapimo įsiurbti atgal į kraują daugiau Ca2+.
4. Kraujyje ima didėti Ca2+ koncentracija, kuri ima slopinti paratiroidinio hormono gamybą. Tai neigiamo grįžtamojo ryšio pavyzdys.
5. Paratiroidinis hormonas skatina osteoklastų susidarymą. Šie aktyviau ardo kaulinę medžiagą, ir į kraują patenka daugiau Ca2+ jonų.
6. Tuo tarpu skydliaukės hormonas kalcitoninas mažina Ca2+ koncentraciją kraujyje ir nusodina jį kauluose. Kartu jis slopina kaulo ardymą.
Kaulus taip pat veikia ir kiti hormonai:
a) augimo hormonas ir tiroksinas skatina kremzlių kaulėjimą,
b) lytiniai hormonai veikia kaulėjimo židinių susidarymą ir kaulėjimo greitį,
c) antinksčių žieviniai hormonai (ir vitaminai D, A, C) – kaulo brendimą.
Ilgieji kaulai (šlaunikauliai, blauzdikauliai, žastikauliai…)
Veikia kaip svirtys.
Turi:
a) epifizes (galvutės su sąnarių paviršiais, padengtais hialininėmis kremzlėmis),
b) diafizes (ilgas vamzdiškas dalis tarp galvučių),
c) metafizes (arba epifizines augimo kremzles) -.
Diafizės viduje yra tuštumos, užpildytos kaulų čiulpais. Kūdikių diafizėse – tai raudonieji čiulpai, suaugusio žmogaus – geltonieji čiulpai. Epifizių akytojo audinio tuštumose – raudonieji čiulpai.
Raudonųjų čiulpų audinys dar vadinamas mieloidiniu audiniu. Spalvą jam suteikia gaminami eritrocitai.
Metafizės – tai kremzlines augimo zonas tarp epifizių ir diafizės.