Ugrás a tartalomhoz

Funkcionális anatómia I.

János, Szentágothai, Miklós, Réthelyi (2006)

Medicina Könyvkiadó Zrt.

4.2. A CSONTOKRÓL ÁLTALÁBAN

4.2. A CSONTOKRÓL ÁLTALÁBAN

Normális körülmények között a csontszövet csupán meghatározott alakú, funkciós egységekben, azaz specifikus szervekben fordul elő: ezek a csontok (os, ossis; tbsz. ossa).

Kóros viszonyok között más szövetben és szervben is kialakulhat csontszövet. Normális és kóros közötti átmenetnek tekinthető idősebb korban egyes porcok részleges csontos átalakulása. Egyetlen, eredetileg nem a vázrendszerhez tartozó, de vele szoros összefüggésben levő más szervféleségben, a fogakban fordul elő a csontszövethez mindenben hasonló szövet, ez a foggyökereket kívülről borító cement vagy substantia ossea dentis.

Az emberi test mintegy 206 különálló, de egymáshoz különböző módon és mértékben rögzített csontot tartalmaz. Minden csont jellemző alakú, elhelyezkedésű és működésű, tehát mind anatómiai, mind működési értelemben egységet képvisel, és mint ilyen a szerv (organon) kategóriához tartozik.

Alak szerint megkülönböztetünk csöves, lapos, köbös és labyrinthusos csontokat. Sajnos az anatómiai nómenklatúra meglehetősen logikátlanul nevezi őket: ossa longa, brevia, plana és pneumatica. Pedig csöves (vagy cső alakú) csont is lehet rövid (pl. lábujjpercek), és lapos csont is lehet hosszú (pl. bordák), tehát a latin kifejezések félreérthetők. Ezért jobb, ha alak szerinti felosztásukban a magyar kifejezésekhez kötjük definícióinkat.

Csöves csonton főleg a végtagokban előforduló – legalábbis középső részében valóban cső alakú, tehát belül üreges – csontot értünk, amelynek két vége rendszerint vaskosabb, és nem egységes üreget, hanem soküregű szivacsos csontállományt tartalmaz. E csontok középső csőszerű darabját diaphysisnek (görög szó, „közbe”-nőtt), két vaskosabb végdarabját pedig epiphysisnek (görög szó, „rá”-nőtt) nevezzük. A kettő megkülönböztetéséül – minthogy gyakorlatilag csak végtagon fordulnak elő – a törzshöz közelebb levőt epiphysis proximalis, a távolabbit epiphysis distalis névvel jelöljük. A csöves csontok középső egységes üregét velőüregnek nevezzük, ezt felnőttben rendkívül kevés kötőszövetet tartalmazó zsírszövet (medulla ossium flava, zsírvelő) tölti ki. A csöves csontok szivacsos végdarabjainak velőüregeit fiatalkorban vörös csontvelő (medulla ossium rubra) tölti ki, mely a gyermekkor és a növekedés során gyorsan visszahúzódik, végül a végtagcsontokban csak a comb- és a felkarcsont proximalis epiphysiseire korlátozódik. Helyét zsírvelő foglalja el.

Lapos csontokra – ilyenek az agykoponya csontjai, a lapockák, csípőcsontok és a bordák – jellemző, hogy két vékony tömör csontréteg (lamina corticalis) közötti teret változatos vastagságú szivacsos csontállomány (ennek neve a koponyán diploe; értelmetlen görög szóképzés jelentése: kettősség) tölti ki, mely az élet során mindig megmaradó vörös csontvelővel telt.

Köbös csontok: rendszerint szabálytalan, de különböző irányokban nem nagyon eltérő méretű csontok. Ilyenek pl. a kéz- és a lábtőcsontok, valamint a csigolyák testei. Vékony, sokszor majdnem hiányzó, compact kéregből és az állományuk javarészét képező szivacsos csontból állanak. A végtagok köbös csontjai zsírvelőt, a csigolyatestek vörös csontvelőt tartalmaznak. Ezek jelentős együttes térfogatuk révén vérképző szervünk oroszlánrészét adják. A csaknem tisztán szivacsos csontállományból álló köbös csontok erőművi behatásokra bekövetkező jellemző törésfélesége: az „összeroppanás”, vagyis a compressiós törés.

Labyrinthusos vagy légtartalmú (pneumatikus) csontok a koponyában (főleg arckoponya) fordulnak elő. Cukrászsüteményre emlékeztető finomságú vékony csontlemezekből álló, bonyolult, de mégis szabályszerű felépítésű csontok, amelyek jobbára az orrüreggel közlekedő nyálkahártyával bélelt nagyobb üregeket vagy üregrendszereket fognak közre. Sok esetben nem az egész csont hanem annak csak egyes részei pneumatikusak. Funkcionális jelentőségük a szerkezet (elég kisfokú) könnyítése mellett elsősorban a hangadás számára fontos rezonáló terek létesítése.

A csontok anatómiai viszonyait rendszerint nem friss vagy konzervált tetemből kiemelt csontokon tanulmányozzuk, hanem áztatással – maceratióvalpreparált készítményeken. Meleg vízben való hosszan tartó áztatás folytán részben autolyticus, részben bakteriális bomlási folyamatok segítségével a csontokhoz tapadó lágyrészek (csonthártya, endosteum, csontvelő, ízületi porc stb.) elbomlanak, majd a bomlási folyamat befejezte után a csontokat átmossák, kiszárítják, és a maceratio révén el nem bontható zsírokat zsíroldó szerek gőzterében való kezeléssel (közben a zsíroldó szer állandóan lecsapódik a csontokon, kiold belőlük némi zsírt, majd lecsepegve az edény alsó részébe, az oldott zsír visszahagyásával újra elpárolog) kioldják. A szabad levegőre kitett csontokból a zsíroldó szerek elpárolognak; a csontok végül fehérítés céljából H2O2-oldatba kerülnek. Az így kikészített csontokat alkalmas állványzaton, sárgaréz drótokkal, a nagyobb porcrészeket idegen anyaggal (filc, illetve a bordaporcokat szárított bordaporc kosárral) pótolva, csontvázzá fűzik össze. A macerált csont nem tartalmaz többé csontsejteket; úgyszintén lebomlottak a csonton belüli erek is. Az áztatásnak ellenállnak a csont osteocollagen rostrendszerei és sói. Ezért az áztatott csont mechanikai kvalitásai alig térnek el a friss csontéltől, csupán a csonthártya hiánya csökkenti némileg a csont hajlítási és szakítási szilárdságát.

A csont szilárdságát biztosító kalciumsókat savkezeléssel, a rugalmasságát adó, főleg rostos szerkezetű anyagokat égetéssel lehet eltávolítani. A csontsókat híg anorganikus (salétromsav, sósav) vagy egyes organikus savakkal (triklór-ecetsav) széndioxid fejlődése közben ki lehet oldani. Ez a folyamat a dekalcinálás: eredményeként a csont keményebb gumihoz hasonló hajlékony, rugalmas konzisztenciát vesz fel. Alakjában természetesen nem változik, csupán fehéres színét veszti el. A csontot szövettani feldolgozás céljából is sokszor dekalcináljuk.

A dekalcinálás ellentéte a csont égetése, a kalcinálás, melynek eredményeként a csont eleinte megfeketedik, az organikus alkatrészek (osteocollagen) elszenesedése folytán, majd magasabb hőfokon hófehér színűre ég ki. Alakját a csont ekkor is tökéletesen megtartja, de kézzel is könnyen morzsolhatóvá válik. Ennek oka egyrészt az osteocollagen nyom nélküli elégése, másrészt a hidroxil-apatit átalakulása amorf kalcium-oxiddá és foszfor-oxidokká. Hosszan tartó főzéssel – főleg magasabb nyomás alatt – is kivonható az osteocollagen enyv alakjában. A csontok visszamaradó sói ilyenkor ugyancsak morzsalékony maradványt adnak.

A csont mint szerv

Már említettük, hogy az egyes csontok a szervezet felépítési hierarchiájában szerv helyét foglalják el. Ez természetesen nem mindenütt nyilvánvaló: a szorosan egyberótt koponyacsontok többsége egységes szerkezeteket képez, ezért a csont különálló szerv jellege itt egyáltalán nem vagy alig domborodik ki, és inkább az agykoponyát stb. tekinthetnénk egységes szervnek. Nagyon szembeötlő azonban pl. a végtagcsontok különálló egység jellege, és részben ezért, valamint azért, mert a csont legáltalánosabban elterjedt „prototípusa”, a csöves csont – általános leírásunk erre vonatkozik – és az egyéb csontféleségek eltérő általános vonásait csak röviden érintjük.

A csöves csont, mint említettük, egy középső, valóban csöves darabból (diaphysis) és két tömegesebb végdarabból (epiphysis proximalis et distalis) áll. Külső felszínét változó erősségű rostos burok, a csonthártya (periosteum) borítja. Az ízületi végeket változó vastagságban (0,5–2,0 mm) általában üvegporcból álló ízületi porcréteg vonja be. A porccal eredetileg borított csontrész áztatott (preparált) csonton is felismerhető felületének simasága és a domborzatának szabályos, valamiféle görbülettel bíró mértani idomra emlékeztető (gömb, ellipszoid, nyereg, henger) alakja folytán.

Az áztatott csonton feltűnő, hogy a porccal borított területek szomszédságában a csont felszíne érdesebb, likacsos, ami a végdarabba belépő számos apróbb ér, úgyszintén az itt rögzülő ízületi tokot és szalagkészüléket lehorgonyzó sok Sharpey-féle rostnak a csontba való belépését jelzi. Helyenként nagyobb érdességek vagy gumók (ugyancsak a Sharpey-féle rostok belépése és lehorgonyzása okozza) – tuberositas, tuberculum – fordulnak elő a csonton egyebütt is. Az egyébként többnyire simább felszínű diaphysisen, annak közepe tájékán a csontban egy nagyobb csatorna nyílását (foramen nutricium), illetve ennek folytatását (canalis nutricius) találjuk, a csont fő tápláló ereinek belépésére. E csatornák a felső végtagon a középső ízület (könyök) felé irányulnak ferdén, az alsó végtagon a térdtől távolodó irányba. Ennek okát a csontok növekedésénél már megmagyaráztuk.

A csont diaphysisét kitöltő egységes velőüreg (cavum medullare) felszínét a csonthártyához hasonló, de jóval vékonyabb kötőszöveti hártya (endosteum) borítja, mely mikroszkóppal is alig felismerhető finomságú réteggel a csontvégeket kitöltő szivacsos csontállomány elemi velőüregébe is beterjed.

Periosteum és endosteum

A periosteum a csont külső felszínét az ízületi porccal borított részek kivételével mindenütt körülvevő rostos burok. Külső részében a csont fő megterhelési irányainak megfelelően szőtt kollagénrostos kötőszövetből áll, amely bőségesen tartalmaz ereket és érzőidegeket. A csontok közismert fájdalmassága aránylag kicsiny közvetlen erőművi hatásokra (ütés), valamint a csonttörések fájdalmassága ennek a következménye. Belső rétegét a növények felépítéséből vett hasonlattal kambiumrétegnek is nevezzük, mert – legalábbis növekvő csonton – ennek nagyszámú, orsó alakú, differenciálatlan mesenchymalis sejtje a fának évente a kambiumrétegből lerakódó rétegeihez (évgyűrűk) hasonlóan rétegről rétegre újabb csontállományt (laminae generales externae) rak rá a csontra. Így növekszik a csont vastagsága (lásd periostalis csontképzést). Felnőttkorban is van nagyszámú differenciálatlan kötőszöveti sejt ebben a rétegben, de ezek újabb csontot már nem képeznek, itt ugyanis egyensúlyban vannak a csontfelépítési és a csontfelszívódási folyamatok. A csont teljes nyugalomba helyezésével a csonthártya tevékenységét a csontlebontás (az osteoblastok osteoclastokká alakulnak), erőltetett (aktív) mozgatással ellenkezőleg, a csontképzés irányába lehet eltolni (Krompecher).

A csonttörés ingere vagy a csonthártya meghagyásával az alatta fekvő csont eltávolítása a csonthártyát erélyes csontújraképzésre serkenti. Megfelelő körülmények között a csont teljes eltávolítása esetén a meghagyott csonthártya az egész csont újdonképződését is biztosíthatja. Az orvos ezért igyekszik csontműtéteknél, ha csak lehet, megtartani a csonthártyát. A csonthártya bő érhálózata Volkmann-csatomák útján közlekedik a szomszédos csontszövet hajszálérhálózatával.

A csonthártyához hasonló, de jóval gyengébben fejlett és kevésbé egységes lemez a csontbelhártya (endosteum). Növekedés közben inkább csontleépítő működésű, mert a csont vastagsági növekedésével párhuzamosan – ha nem is egyenlő arányban – a velőüreg is növekszik. Kifejlett állapotban a központi velőüreget határoló laminae generales internaet építi fel. Szövettani szerkezete elvben hasonlít a periosteuméhoz, azzal a különbséggel, hogy jóval kevesebb rostot tartalmaz, és idegekben kevéssé bővelkedik. Az endosteumon keresztül a csontszövet Volkmann-csatornáiból kilépő postcapillaris venák kapcsolatot létesítenek a csontvelő érhálózatával. E venák főleg a vörös csontvelőben újra nagyobb sinusoid capillarisokra bomlanak (Vereby). E sajátos viszonyokról a csontvelő leírásában szóltunk.

Az elmondottakból kitűnik, hogy a csont több szövet, úm. csontszövet, csonthártya, porc, sárga és vörös csontvelő szoros funkcionális egysége, melyek egymás nélkül életképtelenek vagy nem teljes értékűek.

A csontok architektúrája

A csontoknak mind az alakja, mind pedig a szerkezete speciális statikai és mechanikai igénybevételi viszonyainak megfelelő. A csontvázrendszer általános biológiai bevezetéséből láttuk, hogy az élőlények csontvázának alakulását a biológiai ökonómia szigorú törvényei kötik elsősorban abban a tekintetben, hogy a rendszer önsúlya mint limitáló tényező jelentkezik. Hozzájárul ehhez, hogy a vázrészek felépítéséhez szükséges anyagok – pl. a csontok felépítése számára mészsók és nyomelemek – nem állnak korlátlan mennyiségben rendelkezésre felvehető formában az élőlények számára. Mi sem érthetőbb, mint az, hogy a törzsfejlődés során csak az maradhatott fenn, ami ilyen biológiai értelemben „ökonomikus”, azaz vázrész esetében az éppen szükséges szilárdságot a legkisebb anyagfelhasználással éri el.

A csontok részletes anatómiai leírásában isméteken módunk lesz rámutatni egy-egy vázrész ilyen értelemben „ökonomikus”, azaz minimális anyagfelhasználással a szükséges statikai és funkcionális követelményeket biztosító jellegére. Különösen nyilvánvaló ez azonban a csontok compact és spongiosus állományának eloszlásában és szerkezetében. Már említettük, hogy a szivacsos csontállomány gerendái nem szabálytalanul, hanem az illető csont normálisan előforduló megterheléseinek megfelelő „trajectorialis” rendszerekben helyezkednek el. Ezen az értendő, hogy a szivacsos állomány gerendázata az illető csont megterhelésekor keletkező statikai erővonalaknak megfelelő elrendeződésű és jellegű. A combcsont felső végdarabjában, a test természetes helyzetében annak gömb alakú fejére nehezedő és a combcsontra ennek tengelyéhez viszonyítva közel derékszögű eltéréssel futó combnyakkal közvetített nyomása a 4/1. ábrán látható erővonalak mentén terhelné a csontot, ha ezt tömör anyagból felépítettnek képzeljük. A piros színnel jelzett vonalak mentén az anyagot nyomási, a kék vonalak mentén húzási megterhelés éri. A combcsont felső végdarabja azonban nem tömör, hanem szivacsos szerkezetű, és ennek gerendái pontosan az ábrázolt erővonalrendszer szerint futnak. Még továbbmenően, a nyomási erővonalak mentén a gerendák inkább csövek, míg a húzási erővonalak mentén inkább lemezek. E trajectorialis rendszerek nem izoláltan, egy-egy csontra korlátozódnak, hanem a csontváz nagyobb részein, pl. az egész alsó végtagon, konzekvensen haladnak végig, mintegy egységes statikai szerkezetbe vonva bele az egészet. Érthető, hogy míg a meglehetősen egyirányú megterhelésnek kitett alsó végtagon e trajectorialis szerkezetek aránylag egyszerűek és jól áttekinthetők, addig a sokoldalú megterhelésű felső végtag vázában nem találunk ilyen egyszerű viszonyokat.

A csontok megterhelési viszonyainak változása a trajectorialis szivacsszerkezeteknek az új viszonyoknak megfelelő átépülését vonja maga után. Pl. az egyik alsó végtag megrövidülése vagy az ízületnek nem az álló testhelyzethez megfelelő állásban való megmerevedése esetén az egész alsó végtag szivacsos csontállománya az új helyzetben jelentkező megterhelési vonalaknak megfelelően épül át, vagyis az erővonalakba nem eső helyeken a gerendák felszívódnak, és az új erővonalaknak megfelelő helyeken újak épülnek. Ez nagyrészt azt mutatja, hogy a csont szivacsos állománya gerendáinak helye és iránya nincs örökletesen meghatározva, hanem a megterheléshez való alkalmazkodásként alakul ki, másrészt azonban azt is, hogy a csontfelszívódás és a csontépítés elemi szöveti mechanizmusa közvetlen fizikai információ alapján is szabályozható: ahol megterhelés van, ott csontfelépítés folyik, és ahol nincs, ott csontleépítés. Nem tudjuk, hogy ez az információ, amely pedig bizonyára a csonton belül molekuláris szinten jelentkezik, mi módon jut el, vétetik tudomásul és befolyásolja a megfelelő sejtes elemek tevékenységét.

4/1. ábra. Combcsont proximalis epiphysisének trajectorialis szerkezetű spongiosája. A nyomási erővonalak irányába eső csontgerendák piros, a húzási erővonalakba esők kék színűek. A combcsont fejének és a nagy tompornak az igénybevétele sokoldalúbb; erővonalrendszerét ezért nem jelezzük