Ако ни попитат коя е най-статичната част от човешкото тяло, вероятно много от нас първо ще се сетят за скелета. Костите изглеждат почти непроменливи – твърди, здрави и окончателно изградени след определена възраст. А фактът, че могат да останат хиляди, а при подходящи условия дори милиони години след нас, вероятно само подсилва представата, че веднъж изградени, те просто остават такива.
Но дали наистина е така? Оказва се, че костите са много по-динамични, отколкото изглеждат на пръв поглед. Подобно на останалите тъкани и органи в тялото ни, те непрекъснато се обновяват. Всеки ден специализирани клетки разграждат старата или увредена костна тъкан, докато други изграждат нова на нейно място.
Още по-интересното е, че този процес не протича еднакво през цялото денонощие. През целия ни живот костите непрекъснато се обновяват чрез процес, наречен „ремоделиране“. Клетките, които отговарят за него, имат свои собствени биологични часовници – подобни на тези, които участват в регулирането на съня, глада и безброй други ежедневни ритми в организма.
Два вида клетки поддържат този процес. Остеокластите премахват старата или увредена костна тъкан, а след това остеобластите изграждат нова кост на нейно място.
Изследванията показват, че костният обмен следва ясно изразен денонощен ритъм. Маркерите за разграждане на костната тъкан се повишават през нощта и обикновено достигат най-високи стойности в ранните сутрешни часове, докато показателите за образуване на кост също се променят в рамките на денонощието, макар този ритъм да е по-слабо изразен.
Циркадните механизми в самите костни клетки изглежда участват в координирането на тези процеси и помагат на костната тъкан да синхронизира активността си с останалата част от организма.
Един от сигналите, които помагат за координирането на този ритъм, е мелатонинът. Често го наричаме „хормон на съня“, но всъщност мелатонинът е по-скоро хормон на тъмнината. Когато светлината намалява вечер, нивата му се повишават и сигнализират на организма, че е настъпила нощ – независимо дали човек спи или не.
При костите мелатонинът изглежда потиска активността на остеокластите и едновременно с това подпомага остеобластите. Нивата на мелатонина достигат най-високи стойности през нощта, а редица показатели на костния обмен също демонстрират ясно изразени денонощни колебания.
Това предполага, че навици, които нарушават естествения циркаден ритъм – използването на екрани късно вечер, нередовният сън или храненето в късните часове – потенциално биха могли да повлияят и на сигналите, свързани с костния обмен.
С напредването на възрастта тези денонощни ритми стават по-слабо изразени. Изследователите проучват дали отслабването на циркадните сигнали с възрастта може да допринася за загубата на костна маса и повишения риск от остеопороза и фрактури.
Циркадната медицина и нейното значение
Циркадната медицина е подход към лечението, при който значение има не само какво лекарство получава човек, но и кога го получава.
Вече има известни доказателства, че моментът на прием може да има значение. В едно проучване върху животни например добавките с мелатонин предпазват костите по-ефективно, когато са приемани през деня, отколкото през нощта – изненадващ резултат за хормон, който обикновено свързваме с тъмнината.
Това е само ранно откритие, но показва колко много все още предстои да научим за вътрешната времева организация на човешкия организъм. За щастие вероятно същите навици, които подпомагат нормалния циркаден ритъм на тялото, са полезни и за скелета.
Поддържането на редовни часове за лягане и ставане, излагането на дневна светлина в началото на деня, храненето по-рано вместо късно вечер и спазването на постоянен дневен режим помагат на биологичните часовници на организма да останат синхронизирани.
Още интересни факти за костите
И ако собственият им денонощен ритъм не е достатъчно изненадващ, човешкият скелет крие още няколко особености, които показват колко далеч е той от представата ни за неподвижна конструкция.
- Не всеки човек има 206 кости – 206 е стандартният брой кости, който обикновено свързваме със скелета на възрастния човек, но при раждането костите ни са около 300. Част от тях първоначално са изградени от хрущял, а с растежа постепенно се минерализират и някои се сливат помежду си. Дори при възрастните числото 206 не е абсолютно. Някои хора се раждат с допълнителни кости – например с 13-а двойка ребра. Друг любопитен пример е фабелата – малка кост зад коляното, която не присъства при всички хора.
- Сутрин сме по-високи, отколкото вечер – дори след като достигнем окончателния си ръст, височината ни не остава напълно постоянна през целия ден. В местата, където костите се срещат, има хрущялна тъкан. Под въздействието на гравитацията тя постепенно се притиска през деня, особено в гръбначния стълб. Затова вечер можем да бъдем малко по-ниски, отколкото сутрин. В Космоса се наблюдава обратният ефект. При липсата на земна гравитация гръбначният стълб не е подложен на обичайното притискане и астронавтите могат временно да станат с до около 3% по-високи.
- Има кост, която не е свързана с нито една друга – почти всички кости в човешкия скелет са свързани с други кости. Има обаче едно любопитно изключение. Това е подезичната, или хиоидната кост – малка U-образна кост, разположена в основата на езика. Тя не образува става с нито една друга кост, а се поддържа на мястото си от мускули и връзки. Въпреки малкия си размер ролята ѝ е изключително важна – тя участва в говоренето, преглъщането и дишането.
- Най-малките кости в човешкото тяло се намират в ухото – чукчето, наковалнята и стремето са три миниатюрни костици в средното ухо. Тяхната задача е да предават звуковите вибрации към вътрешното ухо и така участват в механизма, който ни позволява да чуваме. Те имат и още една необичайна особеност. За разлика от останалата част от скелета, тези кости не преминават през обичайното ремоделиране след приблизително първата година от живота. Това е важно, тъй като промяна във формата им би могла да повлияе на слуха.
- Костният мозък далеч не е просто „пълнеж“ – вътрешността на големите кости също е активна част от организма. При децата костният мозък е предимно червен, което е свързано с ключовата му роля в образуването на кръвни клетки. При възрастните значителна част от него става жълт костен мозък, богат на мастни клетки. Дълго време тази мастна тъкан е разглеждана до голяма степен като своеобразен „пълнеж“. Изследванията обаче постепенно показват, че мазнините в костния мозък имат метаболитни и ендокринни функции и могат да участват в процеси, които се простират далеч отвъд самия скелет.
Скелетът не е просто твърдата конструкция, която държи тялото ни изправено. Костите непрекъснато се разрушават и изграждат наново, реагират на физическото натоварване, следват денонощния ни ритъм, а тъканите в тях участват в процеси, които засягат целия организъм. И макар да не изглежда като най-динамичната част от тялото, той всъщност никога не спира да се променя.
Източник: Annie Curtis, Professor (Assoc), School of Pharmacy and Biomolecular Sciences (PBS), RCSI University of Medicine and Health Sciences; Cansu Gorgun, Tenure Track Researcher, Università degli studi di Genova/The Conversation
