KNOGLER: TYPER, STRUKTUR OG FUNKTION - KNOGLER - ORTOPæDI

Knogler: Alt hvad du behøver at vide

Knogler er mere end bare stilladset, der holder kroppen sammen. Knogler kommer i alle former og størrelser og har mange roller. I denne artikel forklarer vi deres funktion, hvad de er lavet af, og hvilke typer celler der er involveret.

På trods af første indtryk lever knogler, aktive væv, der konstant ombygges.

Knogler har mange funktioner. De understøtter kroppen strukturelt, beskytter vores vitale organer og giver os mulighed for at bevæge sig. De giver også et miljø for knoglemarv, hvor blodcellerne oprettes, og de fungerer som et lagerområde for mineraler, især calcium.

Ved fødslen har vi omkring 270 bløde knogler. Efterhånden som vi vokser, smelter nogle af disse sammen. Når vi når voksenalderen, har vi 206 knogler.

Den største knogle i menneskekroppen er lårbenet eller lårbenet, og den mindste er klammerne i mellemøret, som kun er 3 millimeter (mm) lange.

Knogler er for det meste lavet af protein kollagen, som danner en blød ramme. Mineralet calciumphosphat hærder denne ramme og giver det styrke. Mere end 99 procent af vores krops calcium holdes i vores knogler og tænder.

Knogler har en intern struktur, der ligner en bikage, hvilket gør dem stive, men alligevel relativt lette.

Knoglernes struktur

Knogler består af to typer væv:

1. Kompakt (kortikal) knogle: Et hårdt ydre lag, der er tæt, stærkt og holdbart. Det udgør omkring 80 procent af voksen knoglemasse.

2. Cancelløs (trabekulær eller svampet) knogle: Denne består af et netværk af trabeculae eller stavlignende strukturer. Det er lettere, mindre tæt og mere fleksibelt end kompakt knogle.

Også fundet i knogler:

osteoblaster og osteocytter, der er ansvarlige for at skabe knogler
osteoklaster eller knogleresorberende celler
osteoid, en blanding af kollagen og andre proteiner
uorganiske mineralsalte inden i matrixen
nerver og blodkar
knoglemarv
brusk
membraner, inklusive endosteum og periosteum

Nedenfor er et 3D-kort over skeletsystemet. Klik for at udforske.

Benceller

Knogler er ikke et statisk væv, men skal konstant vedligeholdes og ombygges. Der er tre hovedcelletyper involveret i denne proces.

Osteoblaster: Disse er ansvarlige for at fremstille ny knogle og reparere ældre knogler. Osteoblaster producerer en proteinblanding kaldet osteoid, som er mineraliseret og bliver til knogle. De fremstiller også hormoner, herunder prostaglandiner.

Osteocytter: Disse er inaktive osteoblaster, der er fanget i det ben, de har skabt. De opretholder forbindelser til andre osteocytter og osteoblaster. De er vigtige for kommunikation inden for knoglevæv.

Osteoklaster: Disse er store celler med mere end en kerne. Deres job er at nedbryde knogler. De frigiver enzymer og syrer for at opløse mineraler i knogler og fordøje dem. Denne proces kaldes resorption. Osteoklaster hjælper med at modernisere skadede knogler og skabe veje til nerver og blodkar at rejse igennem.

Knoglemarv

Knoglemarv findes i næsten alle knogler, hvor der findes kræftben.

Marven er ansvarlig for at fremstille omkring 2 millioner røde blodlegemer hvert sekund. Det producerer også lymfocytter eller de hvide blodlegemer, der er involveret i immunresponset.

Ekstracellulær matrix

Knogler er i det væsentlige levende celler indlejret i en mineralbaseret organisk matrix. Denne ekstracellulære matrix er lavet af:

Organiske komponenter, der hovedsagelig er type 1 kollagen.

Uorganiske komponenter, herunder hydroxyapatit og andre salte, såsom calcium og phosphat.

Kollagen giver knoglen sin trækstyrke, nemlig modstanden mod at blive trukket fra hinanden. Hydroxyapatit giver knoglernes trykstyrke eller modstand mod at blive komprimeret.

Hvad gør knogler?

Knogler har flere vigtige funktioner:

Mekanisk

Ben giver en ramme til støtte for kroppen. Muskler, sener og ledbånd fastgøres til knogler. Uden forankring i knogler kunne muskler ikke bevæge kroppen.

Nogle knogler beskytter kroppens indre organer. For eksempel beskytter kraniet hjernen, og ribbenene beskytter hjertet og lungerne.

Syntetisering

Cancelløs knogle producerer røde blodlegemer, blodplader og hvide blodlegemer. Desuden ødelægges defekte og gamle røde blodlegemer i knoglemarv.

Metabolisk

Elektronmikroskopbillede af trabekulær knogle (forstørrelse x100).
Billedkredit: Sbertazzo

Opbevaring af mineraler: Knogler fungerer som en reserve for mineraler, især calcium og fosfor.

De gemmer også nogle vækstfaktorer, såsom insulinlignende vækstfaktor.

Fedtopbevaring: Fedtsyrer kan opbevares i fedtvæv i knoglemarven.

pH-balance: Knogler kan frigive eller absorbere alkaliske salte, hvilket hjælper blodet med at forblive på det rigtige pH-niveau.

Afgiftning: Knogler kan absorbere tungmetaller og andre giftige grundstoffer fra blodet.

Endokrin funktion: Knogler frigiver hormoner, der virker på nyrerne og påvirker blodsukkerregulering og fedtaflejring.

Calciumbalance: Knogler kan hæve eller reducere calcium i blodet ved at danne knogler eller nedbryde det i en proces kaldet resorption.

Typer af knogler

Der er fem typer knogler i menneskekroppen:

Lange knogler: Disse er for det meste komprimeret knogle med lille marv og inkluderer de fleste knogler i lemmerne. Disse knogler har tendens til at understøtte vægt og hjælpe bevægelse.

Korte knogler: Kun et tyndt lag kompakt knogle, disse inkluderer knogler i håndled og ankel.

Flade knogler: Normalt knogler, der er tynde og buede. De består af to ydre lag af kompakt knogle og et indre lag af svampet knogle. Flade knogler inkluderer de fleste knogler i kraniet og brystbenet eller brystbenet. De har en tendens til at have en beskyttende rolle.

Sesamoidben: Disse er indlejret i sener, såsom knæskallen eller knæskallen. De beskytter sener mod slid og stress.

Uregelmæssige knogler: Som navnet antyder, er dette knogler, der ikke passer ind i de første fire kategorier og har en usædvanlig form. De inkluderer knoglerne i rygsøjlen og bækkenet. De beskytter ofte organer eller væv.

Skelets knogler er opdelt i to grupper:

Appendikulært skelet - knogler i lemmer, skuldre og bækkenbælte.

Aksialt skelet - knogler i kraniet, rygsøjle, thoraxbur.

Knoglemodellering

Ben er konstant under konstruktion.

Ben bliver altid ombygget. Dette er en todelt proces:

1. Resorption, når osteoklaster nedbrydes og fjerner knogler.

2. Dannelse, når nyt knoglevæv lægges ned.

Anslået 10 procent af en voksnes skelet udskiftes hvert år.

Ombygning giver kroppen mulighed for at rette beskadigede sektioner, omforme skeletet under vækst og regulere calciumniveauer.

Hvis en del af skeletet sættes under øget stress over tid, for eksempel under sport eller træning, bliver de sektioner af knogler, der er under mest pres, tykkere som svar.

Ombygning er under kontrol af flere hormoner, herunder parathyroideahormon, calcitonin, D-vitamin, østrogen hos kvinder og testosteron hos mænd.

Hvad er osteoporose?

Osteoporose er en knoglesygdom, hvor der er en reduktion i knoglemineraltæthed. Dette øger risikoen for, at der opstår brud. Osteoporose er mest almindelig hos kvinder efter overgangsalderen. Det kan dog ske hos kvinder og mænd før præmenopausen.

Osteoporose opstår enten når fjernelse eller resorption af knogle sker for hurtigt, ny knogle dannes for langsomt eller af begge grunde. Det kan være forårsaget af utilstrækkelig calcium, en D-vitaminmangel, indtagelse af overdreven alkohol eller rygning af tobak.