Osul

Corpul uman conține 206 oase, care alcătuiesc scheletul. Oasele asigură suport organismului, protejează organele, depozitează calciu și fosfați și reprezintă locul în care se formează celulele sanguine. Articulațiile sunt locurile în care oasele se întâlnesc, sau se articulează.

Tabelul nr. 6.1. Exemple de funcții ale oaselor.

REȚINE: rolul în echilibrul hidric al organismului este indirect, nu direct. Osul nu ține apa, ține mineralele.

Osul este cel mai dur țesut conjunctiv din organismul uman. Este alcătuit din celule, fibre de colagen și o substanță fundamentală densă, mineralizată. În os se regăsesc mai multe tipuri de celule, iar mineralele contribuie la duritatea sa.

Clasificarea oaselor

Oasele se clasifică după două criterii: după formă și după localizarea în organism.

După formă există patru tipuri:

• Oasele plate constau din două plăci subțiri de os compact, între care se află o regiune centrală de os spongios. Ele protejează țesuturile delicate ale encefalului și ale organelor toracice și oferă suprafețe întinse pe care se pot atașa tendoanele, adică servesc drept loc de atașare a mușchilor. Exemple: oasele craniului, omoplații (scapulele), coastele, sternul și oasele pelvisului.

• Oasele lungi prezintă un ax denumit diafiză și două capete numite epifize. Rolul lor este de a servi drept pârghie. Se întâlnesc în componența membrelor superioare, inferioare și a degetelor.

• Oasele scurte au formă aproximativ cuboidală, suportă greutăți și apar în spații închise. Ele includ oasele încheieturii mâinii (oase carpiene) și ale gleznei (oasele tarsului).

• Oasele neregulate au forme variate și au ca rol atașarea mușchilor și participarea la articulații. De exemplu, vertebrele au o formă rectangulară, dar au și prelungiri cu aspect de contraforturi sau aripi, care servesc drept puncte de ancorare pentru tendoane și ligamente. Alte exemple: oasele wormiene, aflate la nivelul anumitor suturi craniene, și oasele sesamoide, aflate la nivelul articulațiilor, dintre care cele mai importante sunt patelele sau rotulele.

Figura nr. 6.1. Cele patru tipuri de oase și localizarea lor.

COMPLETĂRI DIN FIGURĂ:

• Funcțiile scrise în interiorul figurii nu apar în textul subcapitolului și se învață numai de aici: osul plat = loc de atașare a mușchilor și protecție pentru organele de sub el, osul lung = servește drept pârghie, osul neregulat = loc de atașare a mușchilor și rol în articulații, oasele scurte = apar în spații închise

În funcție de localizare, oasele se împart în două grupe:

• Scheletul axial include toate oasele ce formează axul central al organismului: oasele capului, coloana vertebrală și cușca toracică.

• Scheletul membrelor (periferic) include oasele membrelor superioare și inferioare, oasele mâinilor și picioarelor, precum și oasele centurilor corespunzătoare, pectorală și pelviană, care leagă membrele de scheletul axial.

Țesutul osos

Pentru a-și îndeplini funcțiile, oasele trebuie să fie dure și rigide, dar și suficient de flexibile pentru a se putea îndoi într-o oarecare măsură. Ambele proprietăți se datorează unor compuși chimici sintetizați de celulele formatoare de os, numite osteoblaste.

Componenta principală a osului este o sare minerală numită fosfat de calciu, combinată cu mici cantități de hidroxid de calciu și carbonat de calciu. Fosfatul de calciu este principalul component al hidroxiapatitei. Osul conține cristale de hidroxiapatită înglobate într-o matrice alcătuită din fibre de colagen. Hidroxiapatita conferă duritate osului, iar fibrele de colagen sunt răspunzătoare de flexibilitatea acestuia.

În oase are loc și formarea celulelor sanguine, numită hematopoieză. Aceasta se desfășoară în măduva osoasă roșie din oasele spongioase, măduvă localizată în centrul multor oase precum vertebrele sau sternul, și la capetele humerusului și femurului. În măduva osoasă roșie se formează hematiile, leucocitele și plachetele sanguine.

Osul depozitează calciu și fosfați. Ambele sunt depozitate în os când se găsesc în cantități suficiente în organism și sunt eliberate din os când sunt necesare în alte părți ale organismului.

CAPCANĂ DE GRILĂ: Măduvă roșie înseamnă os spongios și hematopoieză activă: vertebre, stern, capetele humerusului și femurului. Măduvă galbenă înseamnă cavitatea medulară a diafizei.

Structura oaselor lungi

Exemplele tipice de os lung sunt femurul și humerusul. Porțiunea dreaptă, lungă a osului se numește diafiză, iar capetele se numesc epifize. Când osul este în creștere, la nivelul joncțiunii dintre diafiză și epifiză, numită metafiză, apare o zonă activă de cartilaj, placa epifizară. Osul crește în lungime pe seama depunerii de cartilaj la nivelul acestei plăci, fenomen care produce îndepărtarea capetelor osului; ulterior, cartilajul este înlocuit cu țesut osos.

La extremitatea fiecărei epifize se află un strat subțire de cartilaj hialin, numit cartilaj articular. Acesta furnizează o suprafață ce facilitează deplasarea fără frecare a oaselor adiacente. Acolo unde nu prezintă cartilaj articular, osul lung este acoperit cu un țesut conjunctiv numit periost; periostul acoperă, spre exemplu, diafiza.

Osul compact formează porțiunea externă a epifizelor. În interior, epifiza conține os spongios, alcătuit dintr-o rețea de structuri osoase întretăiate numite trabecule (travee). Printre travee se găsesc spații ce conțin măduvă roșie. Osul spongios este mai puțin dens decât cel compact.

Deși diafiza oaselor lungi este goală pe dinăuntru, ea este acoperită la exterior de os compact, dens și dur. Cavitatea centrală a osului se numește cavitate medulară și conține măduvă galbenă. Ea este căptușită de o membrană subțire numită endost, în care se află celule formatoare de os (osteoblaste) și celule ce remodelează osul (osteoclaste).

REȚINE: Osul lung are trei segmente: epifiză, diafiză, epifiză. Metafiza nu e un al patrulea segment, ci joncțiunea dintre diafiză și epifiză. Placa epifizară e cartilajul activ de la nivelul metafizei, singurul loc de unde osul crește în lungime.

Figura nr. 6.2. Structura unui os lung tipic al corpului uman, cu părțile lui componente.

COMPLETĂRI DIN FIGURĂ:

• Cavitatea medulară ține numai cât diafiza: se îngustează spre ambele capete și se oprește acolo unde începe țesutul punctat al epifizei. În epifize nu pătrunde.

• Cartilajul articular și periostul își împart suprafața osului fără să se suprapună: primul e o bandă subțire peste extremitatea epifizei și nu coboară pe corp, al doilea acoperă corpul. Cele două învelișuri sunt complementare.

• Amândouă epifizele sunt mai late decât diafiza, aceasta fiind porțiunea cea mai îngustă a osului.

CAPCANĂ DE GRILĂ:
Cartilaj articular, doar pe extremitățile epifizelor.
Periost, pe restul suprafeței externe, inclusiv pe diafiză.
Endost, membrana care căptușește cavitatea medulară, pe dinăuntru. Periostul e la exterior, endostul la interior.

Structura histologică a osului

La microscopul optic, osul compact prezintă o serie de inele concentrice, intricate, de țesut osos. Aceste inele sunt organizate în sisteme denumite osteoane. Fiecare osteon are un canal central care conține nervi și capilare sanguine.

Inelele concentrice ale unui osteon sunt străbătute de un sistem de canale numite canale perforante, care conectează între ele canalele centrale și celulele osoase. În jurul fiecărui canal central se găsesc lamele osoase, adică inelele osteonului. Ele conțin spații numite lacune, în care se află osteocite.

Osteocitele sunt captive în țesutul osos pe care îl întrețin. Lacunele în care se situează sunt unite între ele, precum și cu canalul central, prin extensii de dimensiuni electronomicroscopice numite canalicule. Spațiile dintre osteoane conțin lamele interstițiale, care sunt, de fapt, osteoane incomplete.

Osul este învelit de periost, din care iau naștere osteocitele. În forma lor inițială, osteocitele sunt osteoblaste foarte active, care produc colagenul și hidroxiapatita prezente în os. Pe măsură ce sunt înglobate în osul format, ele devin osteocite, hrănind osul din jur și îndepărtând produșii reziduali.

Figura nr. 6.3. Structura histologică a osului. Printr-o secțiune prin osul compact este prezentată structura histologică a acestuia, și în special a osteonului.

CUM SE CITEȘTE FIGURA: Blocul e tăiat în două planuri deodată, și tocmai de aici se învață ce nu poate spune o singură tăietură: osteonul e un cilindru, nu un inel plat. Pe fața de sus, tăiată transversal, osteoanele apar ca inele concentrice în jurul unui orificiu central; pe fețele laterale, tăiate longitudinal, aceleași osteoane apar ca niște coloane verticale.

• Atât canlele centrale, cât și cele perforante, conțin vase de sânge. Practic, sângele care ajunge la fiecare canal central, provine din vasele de sânge din periost.

• Canalele centrale sunt longitudinale, cele perforante sunt perpendiculare pe ele: canalul perforant taie de-a curmezișul mai multe coloane osteonice și ajunge la canalele centrale.

• Canaliculele nu sunt prelungiri izolate, ci o rețea continuă: din fiecare lacună pleacă în toate direcțiile și ajung la lacunele vecine, unde se găsesc osteocite - practic, asigură distrbuția nutrienților ajunși la osteon prin canalul central, către toate osteocitele osteonului.

• Lamelele interstițiale sunt în afara osteoanelor

Formarea osului

Aproximativ în a șasea săptămână a dezvoltării embrionare apar tije rectilinii de cartilaj hialin ce au forma oaselor lungi. Oasele plate se dezvoltă sub formă de membrane ce conțin țesut conjunctiv fibros, în interiorul cărora se găsesc insule de cartilaj hialin care vor iniția procesul de formare a osului.

Formarea osului se numește osificare și poate fi de două tipuri.

• Osificarea intramembranoasă are loc în oasele plate ale craniului. Începe când osteoblastele migrează în membrane și formează centre de osificare, unde secretă matricea osoasă compusă din colagen, fosfat de calciu și carbonat de calciu. Centrele de osificare sunt rapid înconjurate de os; pe măsură ce zonele osificate se extind, ele se unesc și formează trabeculele osului spongios, iar în spațiile dintre trabecule se dezvoltă măduva osoasă roșie. În același timp, osteoblastele depun un strat de os compact la nivelul periostului.

• Osificarea endocondrală este osificarea oaselor lungi. Apar vase sanguine în interiorul tijelor cartilaginoase și se dezvoltă osteoblaste în membrana ce înconjoară aceste tije. Osteoblastele depun os compact de jur împrejurul tijei. Osificarea continuă la suprafață, dar nu și în profunzime, astfel că interiorul va rămâne sub forma unei cavități ce va conține măduva osoasă.

Pe măsură ce se formează cavitatea medulară, osul compact ce o înconjoară se îngroașă și se alungește, iar tija cartilaginoasă continuă să crească la capete, asigurând creșterea în lungime a osului. După pubertate, zona de cartilaj se îngustează, formând placa epifizară; când aceasta este complet osificată, creșterea osului în lungime încetează. Fenomenul este controlat hormonal.

Osul compact mai este denumit și os lamelar. Este un os dens, ce prezintă osteoane la examinarea microscopică.

Remodelarea osoasă

Sfârșitul creșterii osoase nu este însoțit de încheierea activității din interiorul osului. Remodelarea osoasă este un proces ce are loc de-a lungul întregii vieți, controlat de interacțiunea dintre celulele osoase formatoare (osteoblaste) și cele resorbante (osteoclaste). Osteoclastele secretă substanțe ce dizolvă osul și furnizează astfel organismului calciu și fosfat, care pot fi utilizate în contracția musculară sau în metabolismul celular.

Activitatea osteoblastelor și a osteoclastelor este de obicei menținută într-un echilibru ce poate fi afectat de hormoni, inclusiv de cei sexuali. La persoanele în vârstă, resorbția osoasă poate fi mai pronunțată decât formarea, consecința fiind o afecțiune complexă numită osteoporoză. Odată cu pierderile de calciu, oasele devin mai puțin rezistente și se rup mai ușor.

Pentru prevenirea osteoporozei se recomandă creșterea aportului de calciu prin suplimente alimentare și activitate fizică. Aceasta provoacă un stres mecanic ce stimulează formarea de os de către osteoblaste.