Elastické vlastnosti tkání

Elastické vlastnosti tkání jsou podmíněny především složením mezibuněčné hmoty pojivové tkáně. Pojivová tkáň často přiléhá na tkáň svalovou nebo epitelovou a elasticita takovýchto struktur je tedy na pojivové tkání značně závislá.

Tkáň pojivová

Pro pojivovou tkáň platí, že její různá elasticita je dána různým zastoupením buněčné hmoty, extracellulární matrix a jejím složením. Pružnost chrupavky a vaziva záleží především na množství a uspořádání fibril kolagenních a elastických.

Mezibuněčná hmota kosti obsahuje také velké množství kolagenních vláken, pro vysoký stupeň mineralizace je ale pružnost kosti dosti omezená.

Vláknitá složka pojivové tkáně je tvořena třemi typy vláken:

• Kolagenní vlákna jsou nejobjemnější složkou pojivových tkání. Jsou pevná (snesou zatížení až 50 N/mm²) ohebná, mají, ale malou průtažnost (do 10 %). Se stářím tyto hodnoty klesají.
• Elastická vlákna se vyskytují společně s vlákny kolagenními a většinou je jich i mnohem méně. Nejsou tak pevná (pouze 3 N/mm²), jsou ale schopna protažení až na dvojnásobek své původní délky.
• Retikulární vlákna složené z kolagenu typu III se vyskytují v pohybovém systému především v kostní dřeni, jejich účast na funkci pohybového aparátu je tedy minimální.

Tuhé kolagenní vazivo

Tuhé kolagenní vazivo dělíme na uspořádané a neuspořádané. Neuspořádané kolagenní vazivo je síť hlavně kolagenních vláken s fibroblasty. Neuspořádané tuhé vazivo tvoří vazivovou vrstvu kůže. Tuhé uspořádané vazivo tvoří šlachy, aponeurózy, vazy a kloubní pouzdra.

Šlachy jsou tvořeny paralelními svazky kolagenních vláken s malým zastoupením vláken elastických. Zprostředkovávají přenos mechanické síly ze svalu na kost. Mez pevnosti je u různých šlach odlišná, většinou se alespoň hrubě shoduje s mezí pevnosti kolagenních vláken (kolem 50 MPa). Průtažnost šlachy je 10–12 %, s věkem ale jejich pružnost klesá.

Vazy jsou svojí strukturou velmi podobné šlachám, mají tedy i podobné biomechanické vlastnosti. Speciálním typem vazů jsou tzv. ligamenta flava páteře, které obsahují až 70 % elastických vláken a spojují procc. spinosi obratlů. Vazy hrají v pohybovém aparátu především zpevňovací funkci.

Chrupavka

Chrupavka je tvořena podle stejného plánu jako vazivo, její biomechanické vlastnosti jsou tedy dány především složením mezibuněčné hmoty. Dle jejího složení se rozlišují 3 druhy chrupavky:

• Chrupavka hyalinní je hladká, tvrdá a relativně křehká. Uspořádání kolagenních vláken odpovídá zátěži chrupavky. Hyalinní chrupavka pokrývající kloubní hlavice kostí je schopna pružné deformace, kdy je synoviální tekutina obsažená v chrupavce při zvýšené zátěži vytlačena do kloubní štěrbiny skrze mikroskopické otvory na povrchu chrupavky. To zabraňuje přenosu vibrací skrze skelet, hraje ale svou funkci i při výživě chrupavky.
• Elastická chrupavka je velmi ohebná a tažná, po deformaci se vrací do původního tvaru. Její vlastnosti jsou dány vysokým obsahem elastických vláken v její mezibuněčné hmotě. S věkem se její pružnost, podobně jako u vaziva, snižuje.
• Vazivová chrupavka je složena z velkého množství uspořádaných kolagenních fibril. Je mechanicky odolná ve všech směrech a je schopna velkého zatížení. Toho se uplatňuje například v meziobratlových destičkách.

Kost

Mezibuněčná hmota kosti je opět tvořena kolagenními vlákny v amorfní hmotě. Kost je však silně mineralizovaná, především fosforečnanem vápenatým (ve formě hydroxyapatitu) který je vázán na kolagenní vlákna. Minerální složka kosti může tvořit až 60 % její hmotnosti. Kostní architektonikou je dosaženo maximální pevnosti při co nejnižší spotřebě materiálu a tedy i hmotnosti kosti. Především ve své podélné ose jsou kosti schopny odolávat velkému statickému zatížení 100–200 MPa. Vzhledem ke své mineralizaci jsou kosti i poměrně křehké a málo pružné. To se projevuje především při dynamickém zatížení, kdy se kost láme mnohem snadněji než při zatížení statickém.

Tkáň epitelová

Elasticita tkáně epitelové závisí na vlastnostech tkáně pojivové uložené pod ní. Ty jsou navzájem odděleny basální membránou složenou z vláken kolagenních, elastických a retikulárních.

Pružnost epitelu je důležitá např. v kardiopulmonálním systému. Díky ní je možná změna průsvitu cév a tedy i regulace krevního tlaku, nebo expanze a kontrakce plic.

Tkáň svalová

Přímo ve svalovém vláknu je elasticita zajištěna proteinem titinem, největším proteinem v lidském těle. Titin se v sarkomeře váže na myosin a Z-linii a funguje jako pružina, pomáhající kontrakci, působící proti nadměrnému natažení sarkomery (svalu) a podílí se i na udržování trvalého tonusu svalu. Na elasticitě svalů se podílí i jejich fascie složené z hustého uspořádaného kolagenního vaziva.

Galerie

• 

  Elastické vazivo

• 

  Osteony

• 

  Sarkomera s titinem

• 

  Basální membrána oddělující vazivo a epitel

Odkazy

Související články

• Pružnost
• Pružnost a pevnost na subcelulární úrovni
• Mechanické charakteristiky svalů
• Mechanické charakteristiky pojivové tkáně
• Mechanické charakteristiky kostí
• Mechanické charakteristiky kostních spojů

Externí odkazy

• http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1369702111700591

Použitá literatura

• NAVRÁTIL, Leoš a Jozef ROSINA, et al. Medicínská biofyzika. 1. vydání. Praha : Grada, 2005. 524 s. ISBN 80-247-1152-4.

• ČIHÁK, Radomír a Miloš GRIM. Anatomie 1. 3. vydání. Praha : Grada, 2011. 534 s. ISBN 978-80-247-3817-8.

• VAJNER, Luděk, Jiří UHLÍK a Václava KONRÁDOVÁ. Lékařská histologie. 1, Cytologie a obecná histologie. 1. vydání. Praha : Karolinum, 2010. 110 s. ISBN 978-80-246-1860-9.