Luude struktuur ja keemiline koostis

Luud hõivavad inimkehas rangelt määratletud koha. Nagu iga organ, on ka luid esindatud erinevat tüüpi kudedega, mille hulgas on peamine koht luukoel, mis on teatud tüüpi sidekude.

Luul (os) on keeruline struktuur ja keemiline koostis. Täiskasvanud inimese luu sisaldab kuni 50% vett, 28,15% orgaanilisi ja 21,85% anorgaanilisi aineid. Anorgaanilisi aineid esindavad kaltsiumi, fosfori, magneesiumi ja teiste elementide ühendid. Leotamata luu koosneb 1/3 ulatuses orgaanilistest ainetest, mida nimetatakse osseiiniks, ja 2/3 ulatuses anorgaanilistest ainetest.

Luu tugevuse tagavad anorgaaniliste ja orgaaniliste ainete füüsikalis-keemiline ühtsus ning selle struktuuri iseärasused. Orgaaniliste ainete ülekaal tagab luu olulise elastsuse ja paindlikkuse. Anorgaaniliste ühendite osakaalu suurenemisega (vanemas eas, mõnede haiguste korral) muutub luu hapraks ja hapraks. Anorgaaniliste ainete suhe luu koostises on erinevatel inimestel erinev. Isegi samal inimesel muutub see kogu elu jooksul, sõltudes toitumisomadustest, kutsetegevusest, pärilikkusest, keskkonnatingimustest jne.

Enamik täiskasvanute luid koosneb lamellaarsest luukoest. See moodustab kompaktse ja käsnja aine, mille jaotus sõltub luu funktsionaalsest koormusest.

Luu kompaktne aine (substantia compacta) moodustab torukujuliste luude diafüüsi, katab väljastpoolt õhukese plaadi kujul nende epifüüsi, samuti käsnjast ainest ehitatud käsnjaid ja lamedaid luid. Luu kompaktset ainet läbivad õhukesed kanalid, milles läbivad veresooned ja närvikiud. Mõned kanalid paiknevad peamiselt luu pinnaga paralleelselt (tsentraalsed ehk Haversi kanalid), teised avanevad luu pinnale toitaineavadena (foramina nutricia), mille kaudu arterid ja närvid tungivad luu paksusesse ning veenid väljuvad.

Tsentraalsete (Haversi) kanalite (canales centrales) seinad moodustuvad 4–15 µm paksustest kontsentrilistest plaatidest, mis on justkui üksteise sisse surutud. Ühe kanali ümber on 4 kuni 20 sellist luuplaati. Tsentraalset kanalit koos seda ümbritsevate plaatidega nimetatakse osteoniks (Haversi süsteem). Osteon on luu kompaktse aine struktuuriline ja funktsionaalne üksus. Osteonite vahelised ruumid on täidetud omavahel ühendatud plaatidega. Kompaktse aine välimise kihi moodustavad välised ümbritsevad plaadid, mis on luuümbrise luukoe moodustava funktsiooni produkt. Sisemist kihti, mis piirab luuüdi õõnsust, esindavad sisemised ümbritsevad plaadid, mis on moodustunud endosteumi osteogeensetest rakkudest.

Luu käsnjas (trabekulaarne) aine (substantia spongiosa) meenutab käsna, mis on ehitatud luuplaatidest (taladest), mille vahel on rakud. Luutalade asukoha ja suuruse määravad koormused, mida luu kogeb pinge ja kokkusurumise näol. Luutalade orientatsioonile vastavaid jooni nimetatakse kokkusurumis- ja tõmbekõverateks. Luutalade paiknemine üksteise suhtes nurga all aitab survet (lihaste veojõudu) luule ühtlaselt üle kanda. See konstruktsioon annab luule tugevuse luuaine minimaalse kuluga.

Kogu luu, välja arvatud selle liigesepinnad, on kaetud sidekoe membraaniga - luuümbrisega. Luuümbris on luuga kindlalt sulandunud tänu sidekoe läbistavatele (sharpei) kiududele, mis tungivad sügavale luusse. Luuümbrisel on kaks kihti. Välimise kiulise kihi moodustavad kollageenkiud, mis annavad luuümbrisele erilise tugevuse. Sellest läbivad veresooned ja närvid. Sisemine kiht on kasvukiht, kambiumkiht. See külgneb otse luu välispinnaga, sisaldab osteogeenseid rakke, mille tõttu luu pakseneb ja taastub pärast vigastust. Seega täidab luuümbris lisaks kaitsvatele ja troofilistele, vaid ka luukoe moodustavatele funktsioonidele.

Seestpoolt, luuüdi õõnsuste küljelt, on luu kaetud endosteumiga. Endosteum (endost) õhukese plaadi kujul külgneb tihedalt luu sisepinnaga ja täidab ka osteogeenset funktsiooni.

Luid iseloomustab märkimisväärne plastilisus. Nad taastuvad kergesti treeningu ja füüsilise aktiivsuse mõjul, mis avaldub osteonide arvu suurenemises või vähenemises, kompaktsete ja käsnjate ainete luuplaatide paksuse muutuses. Optimaalse luude arengu jaoks on eelistatav mõõdukas regulaarne füüsiline aktiivsus. Istuv eluviis ja väikesed koormused aitavad kaasa luu nõrgenemisele ja hõrenemisele. Luu omandab suurerakulise struktuuri ja isegi lahustub osaliselt (luu resorptsioon, osteoporoos). Ka elukutse mõjutab luustruktuuri iseärasusi. Lisaks keskkonnateguritele mängivad olulist rolli ka pärilikud ja seksuaalsed tegurid.

Luukoe plastilisus ja aktiivne ümberkorraldamine tulenevad uute luurakkude, rakkudevahelise aine moodustumisest olemasoleva luukoe hävimise (resorptsiooni) taustal. Resorptsiooni tagab osteoklastide aktiivsus. Hävinud luu asemele moodustuvad uued luukiired, uued osteonid.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ]