Štruktúra kosti je v niečom podobná štruktúre železobetónu. V jednom aj druhom prípade máme dočinenia s dvojicou materiálov, z ktorých jeden veľmi dobre odoláva ťahu a druhý tlaku. V prípade železobetónu je materiálom odolávajúcim ťahu oceľ, v prípade kostí je to kolagén (to je tá látka, ktorá je hlavným stavebným materiálom vlasov, nechtov a chrupaviek). V prípade železobetónu aj kostí sú hlavnou zložkou materiálu odolávajúceho tlaku rôzne soli vápnika. V betóne najmä uhličitan vápenatý, v kostiach fosforečnan vápenatý.
.kosti
Kosti sa svojou tvrdosťou a čiastočne aj vzhľadom podobajú na neživé vápencové horniny. Na rozdiel od mramoru či betónu je však kosť v živom organizme dynamickým tkanivom, ktoré sa neustále obnovuje a mení. Tieto zmeny majú na svedomí dva typy buniek, takzvané osteoblasty a osteoklasty. Jedny z nich kosti systematicky tvoria, druhé ich systematicky ničia.
Blasty tvoria kolagén, ktorý je základom kostí, a tiež enzýmy, ktoré spôsobujú mineralizáciu kostí vápnikom z krvi. Klasty vylučujú iné enzýmy, ktoré naopak minerálnu časť kostí rozrušujú, a krv potom odnáša uvoľnený vápnik preč. Kolobeh vápnika v kostiach je veľmi dôležitý, pretože umožňuje vnútornú prestavbu kostí v závislosti od ich zaťaženia, a tiež ich permanentnú obnovu, vrátane zrastania zlomenín.
Ak chceme mať kosti v poriadku, musíme udržiavať boj medzi blastami a klastami v nerozhodnom stave. A to znamená pomáhať slabším, ktorými sú v tomto prípade blasty. V boji, v ktorom ide predovšetkým o vápnik, majú blasty nevýhodu horšieho prístupu k tejto strategickej surovine. Klasty totiž berú vápnik z kostí a tam je ho vždy dosť. Blasty berú vápnik z krvi a tam ho nemusí byť dosť. Ak teda nechceme, aby nám v dôsledku straty vápnika redli kosti (odborne sa tomu hovorí osteoporóza), musíme sa starať o dostatočný prísun vápnika k blastom.
O prísun vápnika sa staráme tak, že ho jeme respektíve pijeme. Z potravín bohatých na vápnik (predovšetkým mlieko a mliečne výrobky) dokáže naše telo vytiahnuť a dopraviť do krvi množstvo dostatočné pre prácu blastov. Nie je to však také jednoduché. Väčšina zlúčenín vápnika je vo vode len ťažko rozpustná, a preto sa musí prechod vápnika z tenkého čreva do krvi uskutočňovať pomerne sofistikovaným spôsobom.
Kľúčovú úlohu pri tom hrá vitamín D, ktorého je však v potrave málo, a tak si ho musíme syntetizovať sami. Pri jeho syntéze v koži zas hrá kľúčovú úlohu slnečné žiarenie, takže ak chceme mať dosť vitamínu D v tenkom čreve, musíme chodiť na slnko. Dostatok vápnika pre osteoblasty nám zabezpečujú dve veci: mliečko a slniečko.
.krv
Asi 99 percent vápnika v našom tele sa nachádza v kostiach (a v zuboch, ale to sú vlastne také špeciálne kosti). Zvyšné jedno percento je všelikde inde a väčšinou tam hrá ešte oveľa dôležitejšiu úlohu ako v kostiach. A práve kvôli tomuto jednému percentu je veľmi dôležité udržiavať si v krvi stabilnú koncentráciu vápnika. Ako sa to dosahuje? Rafinovane.
Krv totiž nie je len pasívnym transportérom vápnika a iných minerálov dôležitých v boji osteoblastov a osteoklastov, ona v skutočnosti ten boj riadi. Teda, neriadi ho priamo krv, ale v nej prítomné hormóny. Ak je hladina vápnika v krvi príliš vysoká, začne štítna žľaza vylučovať istý špeciálny hormón, ktorý v boji zvýhodňuje blasty, a tie začnú vápnik z krvi odoberať. Ak je hladina vápnika v krvi, naopak, príliš nízka, začnú prištítne telieska vylučovať iný hormón, ktorý zas zvýhodňuje klasty, a tie presúvajú vápnik z kostí do krvi.
Z pohľadu krvi slúžia teda kosti ako zásobníky vápnika, pričom krv si v nejakom zmysle sama reguluje, kedy bude vápnik ukladať a kedy vyberať. Kolobeh vápnika medzi kosťami a krvou teda zabezpečuje stálu koncentráciu vápnika kolujúceho spolu s krvou. A vďaka tomu môže vápnik spoľahlivo plniť svoje ďalšie úlohy.
.svaly
Jednu z najvýznamnejších úloh hrá vápnik pri práci svalov. Svaly fungujú tak, že na impulz príslušného neurónu sa svalové bunky stiahnu a potom sa znova uvoľnia. Ako prebieha toto stiahnutie?
V prvom rade si treba povedať, ako taká typická svalová bunka vyzerá. Nuž, v jej vnútri sú dva druhy podlhovastých vecí (bielkovinových vlákien, ktorým hovoríme filamenty), z ktorých jedny sa môžu zasúvať do medzier medzi druhými (tak, ako sa zasunú prsty jednej ruky medzi prsty druhej ruky). V uvoľnenom stave filamenty zasunuté nie sú, v stiahnutom sú. Práve zasunutie spôsobuje skrátenie celej bunky.
Nuž ale prečo sa vôbec filamenty začnú zasúvať? Má to na svedomí vápnik, ktorý spustí v svalovej bunke dômyselnú a filigránsku biochemickú reakciu. Ide o to, že filamenty by sa aj celkom rady zasúvali, ale bráni im v tom niečo, čo ich blokuje. No a vápnik sa naviaže na toho blokátora, čím zablokuje jeho blokovaciu funkciu. Vtipné, nie?
A ako je zariadené, aby vápnik dokázal rýchlo a spoľahlivo odblokovať veľké množstvo blokátorov? Je to zariadené tak, že je v bunke sústredený vo veľkých množstvách v akýchsi vačkoch, ktoré sú oddelené od filamentov. Na vonkajší podnet sa vápnik z vačkov vyhrnie a poďho k filamentom. (Poznámka: Toto platí pre bunky kostrového svalstva. Srdcovým bunkám to nestačí a používajú aj vápnik z vonkajšieho medzibunkového priestoru.)
No dobre, ale ak máme mať svalovú bunku viac než len na jedno použitie, tak sa celý proces musí opakovať, čiže musí existovať nejaký spôsob, ako dostať vápnik znovu do tých vačkov. A naozaj existuje, zariaďujú to takzvané vápnikové pumpy. Kolobeh vápnika vo svalovej bunke teda vyzerá takto: vápnik je rýchlo uvoľnený z vačkov do vnútra bunky a potom je pomaly prečerpaný z vnútra bunky späť do vačkov. A po ceste stihne zariadiť tú milú vec, že sa dokážeme hýbať.
.nervy
Kostrovým svalstvom hýbeme vtedy, keď mu vydáme povel z mozgu. Zásadným predpokladom na to, aby tam tento povel dorazil – a dokonca už aj na to, aby vôbec v mozgu vznikol – je prepojenie jednotlivých neurónov. Neuróny sú prepojené takzvanými synapsami a signál prechádza z jedného neurónu na druhý pomocou vypustenia istých špecifických chemikálií (neurotransmiterov) do priestoru medzi nimi. Vypúšťanie neurotransmiterov je riadené na molekulárnej úrovni opäť veľmi sofistikovanými reakciami, v ktorých hrá hlavnú kontrolnú úlohu – už to začína byť nudné, ale predsa len to povieme – vápnik. Takže vápnik nielenže zabezpečuje to, že nás kostra celkom dobre drží, on zabezpečuje aj to, že tou kostrou dokážeme hýbať, a to dokonca tak, ako sami chceme. Nie je to zlý prvok.
.kosti
Kosti sa svojou tvrdosťou a čiastočne aj vzhľadom podobajú na neživé vápencové horniny. Na rozdiel od mramoru či betónu je však kosť v živom organizme dynamickým tkanivom, ktoré sa neustále obnovuje a mení. Tieto zmeny majú na svedomí dva typy buniek, takzvané osteoblasty a osteoklasty. Jedny z nich kosti systematicky tvoria, druhé ich systematicky ničia.
Blasty tvoria kolagén, ktorý je základom kostí, a tiež enzýmy, ktoré spôsobujú mineralizáciu kostí vápnikom z krvi. Klasty vylučujú iné enzýmy, ktoré naopak minerálnu časť kostí rozrušujú, a krv potom odnáša uvoľnený vápnik preč. Kolobeh vápnika v kostiach je veľmi dôležitý, pretože umožňuje vnútornú prestavbu kostí v závislosti od ich zaťaženia, a tiež ich permanentnú obnovu, vrátane zrastania zlomenín.
Ak chceme mať kosti v poriadku, musíme udržiavať boj medzi blastami a klastami v nerozhodnom stave. A to znamená pomáhať slabším, ktorými sú v tomto prípade blasty. V boji, v ktorom ide predovšetkým o vápnik, majú blasty nevýhodu horšieho prístupu k tejto strategickej surovine. Klasty totiž berú vápnik z kostí a tam je ho vždy dosť. Blasty berú vápnik z krvi a tam ho nemusí byť dosť. Ak teda nechceme, aby nám v dôsledku straty vápnika redli kosti (odborne sa tomu hovorí osteoporóza), musíme sa starať o dostatočný prísun vápnika k blastom.
O prísun vápnika sa staráme tak, že ho jeme respektíve pijeme. Z potravín bohatých na vápnik (predovšetkým mlieko a mliečne výrobky) dokáže naše telo vytiahnuť a dopraviť do krvi množstvo dostatočné pre prácu blastov. Nie je to však také jednoduché. Väčšina zlúčenín vápnika je vo vode len ťažko rozpustná, a preto sa musí prechod vápnika z tenkého čreva do krvi uskutočňovať pomerne sofistikovaným spôsobom.
Kľúčovú úlohu pri tom hrá vitamín D, ktorého je však v potrave málo, a tak si ho musíme syntetizovať sami. Pri jeho syntéze v koži zas hrá kľúčovú úlohu slnečné žiarenie, takže ak chceme mať dosť vitamínu D v tenkom čreve, musíme chodiť na slnko. Dostatok vápnika pre osteoblasty nám zabezpečujú dve veci: mliečko a slniečko.
.krv
Asi 99 percent vápnika v našom tele sa nachádza v kostiach (a v zuboch, ale to sú vlastne také špeciálne kosti). Zvyšné jedno percento je všelikde inde a väčšinou tam hrá ešte oveľa dôležitejšiu úlohu ako v kostiach. A práve kvôli tomuto jednému percentu je veľmi dôležité udržiavať si v krvi stabilnú koncentráciu vápnika. Ako sa to dosahuje? Rafinovane.
Krv totiž nie je len pasívnym transportérom vápnika a iných minerálov dôležitých v boji osteoblastov a osteoklastov, ona v skutočnosti ten boj riadi. Teda, neriadi ho priamo krv, ale v nej prítomné hormóny. Ak je hladina vápnika v krvi príliš vysoká, začne štítna žľaza vylučovať istý špeciálny hormón, ktorý v boji zvýhodňuje blasty, a tie začnú vápnik z krvi odoberať. Ak je hladina vápnika v krvi, naopak, príliš nízka, začnú prištítne telieska vylučovať iný hormón, ktorý zas zvýhodňuje klasty, a tie presúvajú vápnik z kostí do krvi.
Z pohľadu krvi slúžia teda kosti ako zásobníky vápnika, pričom krv si v nejakom zmysle sama reguluje, kedy bude vápnik ukladať a kedy vyberať. Kolobeh vápnika medzi kosťami a krvou teda zabezpečuje stálu koncentráciu vápnika kolujúceho spolu s krvou. A vďaka tomu môže vápnik spoľahlivo plniť svoje ďalšie úlohy.
.svaly
Jednu z najvýznamnejších úloh hrá vápnik pri práci svalov. Svaly fungujú tak, že na impulz príslušného neurónu sa svalové bunky stiahnu a potom sa znova uvoľnia. Ako prebieha toto stiahnutie?
V prvom rade si treba povedať, ako taká typická svalová bunka vyzerá. Nuž, v jej vnútri sú dva druhy podlhovastých vecí (bielkovinových vlákien, ktorým hovoríme filamenty), z ktorých jedny sa môžu zasúvať do medzier medzi druhými (tak, ako sa zasunú prsty jednej ruky medzi prsty druhej ruky). V uvoľnenom stave filamenty zasunuté nie sú, v stiahnutom sú. Práve zasunutie spôsobuje skrátenie celej bunky.
Nuž ale prečo sa vôbec filamenty začnú zasúvať? Má to na svedomí vápnik, ktorý spustí v svalovej bunke dômyselnú a filigránsku biochemickú reakciu. Ide o to, že filamenty by sa aj celkom rady zasúvali, ale bráni im v tom niečo, čo ich blokuje. No a vápnik sa naviaže na toho blokátora, čím zablokuje jeho blokovaciu funkciu. Vtipné, nie?
A ako je zariadené, aby vápnik dokázal rýchlo a spoľahlivo odblokovať veľké množstvo blokátorov? Je to zariadené tak, že je v bunke sústredený vo veľkých množstvách v akýchsi vačkoch, ktoré sú oddelené od filamentov. Na vonkajší podnet sa vápnik z vačkov vyhrnie a poďho k filamentom. (Poznámka: Toto platí pre bunky kostrového svalstva. Srdcovým bunkám to nestačí a používajú aj vápnik z vonkajšieho medzibunkového priestoru.)
No dobre, ale ak máme mať svalovú bunku viac než len na jedno použitie, tak sa celý proces musí opakovať, čiže musí existovať nejaký spôsob, ako dostať vápnik znovu do tých vačkov. A naozaj existuje, zariaďujú to takzvané vápnikové pumpy. Kolobeh vápnika vo svalovej bunke teda vyzerá takto: vápnik je rýchlo uvoľnený z vačkov do vnútra bunky a potom je pomaly prečerpaný z vnútra bunky späť do vačkov. A po ceste stihne zariadiť tú milú vec, že sa dokážeme hýbať.
.nervy
Kostrovým svalstvom hýbeme vtedy, keď mu vydáme povel z mozgu. Zásadným predpokladom na to, aby tam tento povel dorazil – a dokonca už aj na to, aby vôbec v mozgu vznikol – je prepojenie jednotlivých neurónov. Neuróny sú prepojené takzvanými synapsami a signál prechádza z jedného neurónu na druhý pomocou vypustenia istých špecifických chemikálií (neurotransmiterov) do priestoru medzi nimi. Vypúšťanie neurotransmiterov je riadené na molekulárnej úrovni opäť veľmi sofistikovanými reakciami, v ktorých hrá hlavnú kontrolnú úlohu – už to začína byť nudné, ale predsa len to povieme – vápnik. Takže vápnik nielenže zabezpečuje to, že nás kostra celkom dobre drží, on zabezpečuje aj to, že tou kostrou dokážeme hýbať, a to dokonca tak, ako sami chceme. Nie je to zlý prvok.
Ak ste našli chybu, napíšte na web@tyzden.sk.