1

OSNOVE OSTEOLOGIJE

ŠTUDIJSKO GRADIVO ZA ŠTUDENTE ARHEOLOGIJE

IRENA DEBELJAK

LJUBLJANA, 2007

2

OSTEOLOGIJA je nauk o kosteh (os – kost; ossa – kosti); področje anatomije, ki

proučuje okostja sesalcev oz. vretenčarjev.

SPLOŠNE ZNAČILNOSTI KOSTI

FUNKCIJA IN POMEN KOSTI

Kosti sestavljajo okostje, ki podpira telo, mu daje osnovno obliko, ščiti notranje organe

in predstavlja pasivni gibalni aparat. (Nanj se pritrjajo mišice, ki s krčenjem oz.

raztegovanjem premikajo kosti in tako omogočajo aktivno gibanje.)

V kosteh je kostni mozeg, ki ustvarja rdeče in bele krvničke. Kosti so hkrati skladišče

Ca-mineralov. (Nosečnost, rast rogov pri jelenih, valjenje jajc pri ptičih – to so npr.

primeri oz. obdobja povečanih potreb po kalciju, ki ga lahko telo črpa iz kosti.)

KEMIČNA SESTAVA IN LASTNOSTI KOSTI

V svežih kosteh je približno:

- 1/3 organskih snovi. To je osnovna kostna substanca – osein (iz nje pridobivajo

klej). Večino organskih snovi v kosti predstavljajo kolagena vlakna (dolge

beljakovinske molekule), ostalo kostne celice (osteociti).

- 2/3 anorganskih snovi. Približno 85% le-teh tvori Ca-fosfat (večinoma kot mineral

hidroksiapatit) okoli 10% Ca-karbonat (mineral kalcit), preostanek pa Mg-fosfat ter

Ca-fluorid.

Organska snov daje kosti prožnost (pdb. kot pri hrastovini), anorganska pa trdoto

(pdb. kot pri železu). Obe komponenti skupaj zagotavljata trdnost, ki je sicer (kot

bomo videli kasneje) pogojena predvsem s funkcionalno zgradbo kosti.

3

Mlade živali imajo v kosteh več organske snovi, zato so njihove kosti bolj prožne, po

odmrtju pa prej propadejo kot kosti odraslih živali!

Organsko snov v kosti lahko na hitro uničimo z žganjem pri zelo visokih temperaturah

(kremiranje) ali pa z luženjem. Kost pri tem popoka, razpade na majhne fragmente in

se v končni fazi spremeni v anorgansko 'kostno moko'.

Anorgansko snov pa lahko odstranimo iz kosti z namakanjem v kislini (dušikova,

fosforjeva, solna ...). Pri tem postopku po nekaj dneh ostane le še prožna, neobstojna

organska snov.

* V kislem okolju se kosti lahko dobesedno raztopijo, zelo dobro pa se lahko ohranijo

organske snovi (tudi lasje, koža), še posebej, če gre za redukcijsko okolje, v katerem je

zelo malo kisika (npr. močvirje).

FOSILIZACIJA

Po smrti organizma organske snovi v normalnih okoliščinah začnejo hitro propadati.

Ta proces je še toliko hitrejši, če kost leži nekje na prostem in je izpostavljena velikim

spremembam v okolju (enkrat sije nanjo sonce, drugič zmrzuje, enkrat jo zmoči dež,

potem se izsuši itd.) ter kisiku v zraku (oksidacija organske snovi; aerobne bakterije).

Zaradi preperevanja in hitrega uničenja organske snovi kost popoka in razpade, še

preden bi se utegnila fosilizirati.

Če pa kost leži v nekem stabilnem, jamskem okolju ali pa jo hitro prekrije drobnozrnat

sediment, v katerem ni velikih zračnih žepov, ter jo tako zaščiti tudi pred teptanjem in

drugimi mehanskimi vplivi, potem organska snov propada razmeroma počasi, kar je

predpogoj za fosilizacijo kosti. Posamezna kolagena vlakna se lahko ob ugodnih

okoliščinah ohranijo tudi več deset tisoč let.

(V sledovih ohranjena organska snov je osnova za radiokarbonsko datiranje kosti in

analize mitohondrijske DNK ...)

4

Med fosilizacijo mineralne snovi iz okolice postopoma prepojijo kost in nadomestijo

propadajoče organske snovi, tako da zapolnijo mikroskopsko majhne prostorčke, ki so

ostali po razkroju kolagenih vlaken in osteocitov. Temu procesu rečemo

permineralizacija. Organska snov se torej počasi nadomesti, prvotna anorganska snov

pa se le malo spremeni (zaradi ionskih izmenjav hidroksiapatit prehaja v fluorapatit).

Kost med fosilizacijo obdrži obliko, postane pa težja in prevzame barvo okoliškega

sedimenta (npr. rdečkasto v kraški ilovici, temno rjavo v barskih sedimentih ...).

Kost se v ugodnih pogojih lahko fosilizira razmeroma hitro (v nekaj stoletjih).

Dogovor je, da kot fosilne smatramo samo tiste živalske ostanke, ki so se ohranili iz

geološke preteklosti – iz obdobja pleistocena ali starejše. Fosilizirane kosti ali zobe iz

geološke sedanjosti oz. holocena (mlajše od 10.000 let) pa označujemo kot subfosilne.

Kosti današnjih živali (ki nam služijo za primerjavo) so recentne.

VRSTE KOSTI

1. Dolge oz. cevaste kosti

Dolžina > širina debelina. To so kosti okončin (npr. nadlahtnica). Imajo obliko valja

in delujejo kot vzvodi.

Glavnina dolge kosti je DIAFIZA. Oba okrajka (sklepna dela) se imenujeta EPIFIZI.

Sl. 1, 9.

2. Kratke kosti

Dolžina širina debelina. So nepravilne, kockaste, valjaste ali okroglaste oblike.

Navadno nastopajo v skupini. (Npr. kosti v zapestju.)

3. Ploščate kosti

Dolžina, širina >> debelina. Služijo kot površina za zaščito notranjih organov in za

razpenjanje mišic. (Npr. plečnica, skoraj vse kosti glave.)

5

4. Mešane kosti

Delno kratke, delno ploščate. (Npr. vretence - glavnina je iz kratke kosti, odrastki pa

so ploščate kosti.)

5. Sezamoidne ali kitne kosti

Najdemo jih na mestih, kjer je kita izpostavljena velikemu pritisku na koščeni podlagi.

Sezamoidna kost v tem primeru predstavlja drsno ploskev za kito in hkrati varuje

sklep. Največja sezamoidna kost je pogačica.

ZGRADBA KOSTI

1. Zgradba dolge kosti

Sl. 2, 7, 8.

Na področju diafize je dolga kost votla. V sredini je mozgovna votlina. Obdaja jo

debela stena goste, kompaktne kosti oz. kompakte (= scelna kostnina, koščevina). To

je najbolj trden del kosti!

Na sklepnih okrajkih (proksimalna in distalna epifiza) je plast kompakte tanka,

notranjost pa je zapolnjena z gobasto kostnino ali spongiozo, ki je polna mozgovnih

votlinic. To je najmehkejši del kosti!

Kompakta in spongioza sta dva osnovna tipa kostnega tkiva.

Vso kost (razen sklepnih ploskev) za časa življenja prekriva pokostnica oz. periost.

Njena zunanja plast je iz čvrstega veziva, notranja plast pa ustvarja celice, ki gradijo

kost (osteociti) in celice, ki s pomočjo encimsko-kemičnih procesov kost razgrajujejo

(osteoklasti).

Rdeči kostni mozeg, ki je krvotvorni organ, najdemo v mozgovni votlini diafize in v

mozgovnih votlinicah spongioze epifiz. (Zaradi velike vsebnosti maščob je mozeg zelo

hranljiv. Včasih je bil celo bolj iskano hranivo kot samo meso. Diafize dolgih kosti so v

arheoloških najdiščih običajno močno fragmentirane, ker so jih ljudje namensko

6

razbijali, da so prišli do kostnega mozga. Nasprotno pa zveri običajno pridejo do

kostnega mozga tako, da zgrizejo mehkejše sklepne okrajke.)

Večje krvne žile se prebijajo v mozgovno votlino. Na površini kosti izstopajo skozi

odprtine (foramina nutritia).

Kost je dobro prekrvavljena in oživčena. Je živo tkivo, ki se neprestano obnavlja.

Mikroskopska zgradba kompaktne kostnine je prikazana na sliki 5:

Osnovni gradniki so OSTEONI, kot las tanki stebrički, ki potekajo v vzdolžni smeri

kosti. V sredini vsakega osteona je Haversov kanal za krvno žilo in živce, okrog pa so

koncentrično razporejene lamele kosti. V lamelah kosti so spiralasto zvita kolagena

vlakna.

Slika 6: Med posameznimi lamelami so nanizane po nekaj mikronov velike celične

votlinice oz. lakune, med seboj povezane z drobnimi kanalčki. V vsaki od teh lakun se

je nekoč nahajala po ena kostna celica – osteocit. (Kostne celice se ne morejo

enostavno deliti, ker so obdane s trdo mineralno snovjo.)

Haversove kanale prečni Volkmannovi kanali povezujejo z mozgovno votlino.

2. Zgradba kratke kosti

Kratke kosti so iz zelo goste spongioze (ker na njih sloni celotna teža živali in morajo

prenesti velike obremenitve!), na površini pa je tanka kompakta.

Slika 4 (prerez).

3. Zgradba ploščate kosti

Ploščate kosti so iz dveh plošč kompakte, med njima pa je le neznatna plast redke

spongioze. Včasih je vmes votlina prevlečena s sluznico (sinusi v čelnici). Ploščate

kosti morajo imeti lahko zgradbo, da s svojo težo čim manj obremenjujejo telo.

Slika 3 (prerez).

7

RAST KOSTI

Kratke kosti rastejo enakomerno po vsej površini. Ploščate kosti rastejo iz centra

navzven (npr. kosti glave – dokler se ne zrastejo, je med njimi vezivno tkivo –

mečave).

Cevasta kost se debeli (1) in raste v višino oz. dolžino (2). To sta dva različna

procesa, ki sta med rastjo v ravnovesju, tako da se vseskozi ohranja osnovna oblika

kosti:

1. Kost se debeli tako, da pokostnica na področju diafize ustvarja nove kostne celice.

Starejši kostni material postopoma tone pod novo nastalim. Sočasno na obrobju

mozgovne votline prihaja do razgradnje kostnine, zato se mozgovna votlina širi.

2. Longitudinalna rast pa se odvija na meji diafiza/epifiza (D/E), kjer se nahaja rastni

hrustanec, ki se postopoma spreminja v kost – to je naknadno pokostenevanje oz.

osifikacija hrustanca. Takšen način rasti je narava izbrala zato, ker se celice

hrustanca lahko enostavno delijo, kostne celice pa ne, saj so vložene v trd okvir

anorganskih snovi.

Ko žival odraste in kost doseže dokončno dolžino, se diafiza in epifiza zrasteta.

Rast cevaste kosti ponazarja slika 7:

Pri zarodku (A) so kosti sprva iz hrustanca, ki postopoma začne pokostenevati –

najprej na področju diafize; to je primarni center osifikacije.

Novorojenci oz. neonati (B) in zelo mladi mladiči (C) imajo le slabo osificirane diafize,

ki se v arheoloških najdiščih ohranijo le izjemoma.

D – pri mladih oz. juvenilnih živalih sta v sredini sklepnih okrajkov sicer že prisotni

sekundarni osifikacijski jedri, vendar je večina bodoče epifize še vedno iz hrustanca, ki

se fosilno ne ohrani. Od kosti mladičev se ohrani le diafiza, ki ima, čeprav je precej

manjša, enako obliko kot pri odrasli živali.

E – pri skoraj doraslem (subadultnem) osebku sta epifizi in diafiza še vedno

nezaraščeni (vmes je za časa življenja rastni hrustanec), zato te elemente v arheološkem

8

najdišču najdemo ločeno. Neprirasle epifize imajo na notranji strani značilno nagubano

površino (glej sliko 9).

(V tistih arheoloških najdiščih, kjer so živali redili predvsem zaradi mesa, je največ prav

ostankov subadultnih živali!)

F – pri odraslem (adultnem) osebku sta epifiza in diafiza zrasli. Sprva je med njima še

vidna t.i. epifizna linija, ki dokazuje, da gre za mlado odraslo žival.

Ker vemo, kdaj pri določenih kosteh različnih živali pride do zraščanja epifiz z

diafizami (glej tabelo 44), v takih primerih z lahkoto določimo starost živali! (Npr.

distalna epifiza nadlahtnice se pri konju zraste z diafizo pri enem letu in pol,

proksimalna pa pri treh letih in pol.)

Potem ko kost neha rasti v dolžino, se še nekoliko odebeli. Kost mlade živali ima

običajno bolj gladko površino. Narastišča za kite (končni deli mišic) postanejo pri

starejši živali vse bolj izrazita, ker na mestih največjih pritiskov, pokostnica bolj

intenzivno ustvarja nove kostne celice (to je npr. še posebej izrazito pri delovnih

živalih). In nasprotno – pri pomanjkanju gibanja oz. če sile dalj časa ne delujejo na

kost, lahko pride do redčenja kostnine (pri astronavtih tudi do 15%.) ...

Pokostnica vse življenje obdrži sposobnost tvorbe novega kostnega tkiva, kar pride še

posebej do izraza ob zlomih kosti.

STIKALIŠČA KOSTI

Nepremična stikališča kosti so SPAHI (vezivni, hrustančni, koščeni), premična pa

SKLEPI (slika 8).

Večosni sklepi (npr. rama, kolk) omogočajo premikanje v več smereh, enoosni pa le v

eni smeri (npr. koleno, komolec).

Od vrste sklepa je odvisna tudi oblika sklepnih ploskev. Te so pri živem osebku

prekrite s sklepnim hrustancem (modrikast lesk; po smrti hitro propade), ki zmanjšuje

trenje in zaradi svoje prožnosti blaži pritiske in tresljaje pri gibanju. V sklepni votlini, ki

jo obdaja sklepna ovojnica, je tudi posebna tekočina, ki podmazuje sklep. Sklepne vezi

vežejo kosti med seboj in določajo obseg gibljivosti v sklepu (preprečujejo pretirane

gibe).

9

ORIENTACIJA KOSTI

Posamezne kosti orientiramo glede na lego, ki jo imajo v telesu.

1.

a) proti glavi - kranialno

b) proti repu - kavdalno

2. Mediana ravnina razpolavlja telo v dve somerni polovici (levo - sinister, desno -

dexter)

a) proti sredini - medialno

b) stran od mediane ravnine - lateralno

3. Trup

a) proti hrbtu - dorzalno

b) proti trebuhu - ventralno

4. Okončine

a) bliže trupu - proksimalno

b) stran od trupa - distalno

4A. Sprednja šapa

a) hrbtišče - dorzalno

b) dlan - volarno (pri človeku palmarno)

4B. Zadnja šapa oz. stopalo

a) hrbtišče - dorzalno

b) podplat - plantarno

5. Glava

a) proti ustom - oralno

b) stran od ust - aboralno

10

6. Zobje:

a) proti jeziku - lingvalno (spodnji zobje), palatinalno (zgornji zobje)

b) proti licu - bukalno (proti ustnici - labialno)

a) bliže mediani ravnini oz. proti sprednjemu delu - mezialno

b) vstran oz. navzad - distalno (pri sekalcih lateralno)

* žvekalna površina - okluzalno

Spredaj – anteriorno

Zadaj – posteriorno

11

IMENA KOSTI

cranium - lobanja

columna vertebralis - hrbtenica

vertebra - vretence

costae - rebra

sternum - prsnica

scapula - plečnica

humerus - nadlahtnica

ulna - podlahtnica; komolčnica

radius - koželjnica

pelvis - medenica

os coxae - kolčnica

femur - stegnenica

tibia - golenica

fibula - mečnica

karpalne kosti - zapestnice

metakarpalne k. - dlančnice

tarzalne k. - nartnice

metatarzalne k. - stopalnice

falange - prstnice

Kostni elementi (latinski izrazi):

vdolbine:

jama - fovea, fossa

zareza - incisura

odprtina - foramen

cev ali kanal - canalis

štrline:

glava - caput

valj - trochlea

12

grča - tuber

grbavina - tuberositas

čvršč - condylus

greben - crista

odrastek - processus

corpus - telo

collum - vrat

črta - linea

stran oz. ploskev - facies

sklepni ... - ... articularis (npr. processus articularis – sklepni odrastek)

mišični ... - ... muscularis

13

LATINSKA IMENA ŽIVALI

Rod pišemo z veliko začetnico, vrsto z malo; oboje v kurzivi (npr. Homo sapiens).

Carnivora - zveri

Ursus arctos - rjavi medved

Ursus spelaeus - jamski medved

Canis lupus - volk

Canis familiaris - domači pes

Felis silvestris - divja mačka

Felis catus - domača mačka

Felis lynx - ris

Vulpes vulpes - lisica

Martes - kuna

Mustela - podlasica

Lutra lutra - vidra

Meles meles - jazbec

Herbivori - rastlinojede živali

Mammuthus primigenius - mamut

Equus caballus - konj

Equus asinus - osel

Sus scrofa - divja svinja

Sus scrofa domestica - domači prašič

Bovidae - bovidi:

Bos primigenius - tur (pragovedo)

Bos taurus - domače govedo

Bison - bizon (zober)

Capra hircus - domača koza

Capra ibex - kozorog

14

Ovis musimon - muflon

Ovis aries - domača ovca

Rupicapra rupicapra – gams

Cervidae - cervidi:

Cervus elaphus - jelen

Capreolus capreolus - srna

Dama dama - damjak

Rangifer tarandus - severni jelen (karibu)

Alces alces - los

Rodentia - glodavci:

Castor fiber - bober

Marmota marmota - alpski svizec

Arvicolidae - voluharice

drugo:

Lepus - zajec

Insectivora - žužkojedi

Chiroptera - netopirji

Aves - ptiči

Gallus gallus domesticus - domača kokoš

Pisces - ribe

15

OSNOVNA LITERATURA

Osteološki atlasi in priročniki:

COHEN, A. & SERJEANTSON, D., 1996: A manual for the identification of bird

bones from archaeological sites. – Archetype Publications Ltd, London.

HILLSON, S., 1992: Mammal Bones and Teeth. An Introductory Guide to Methods

of Identification. – Institute of Archaeology, University College London.

PALES, L. & LAMBERT, Ch., 1971: Atlas ostéologique des mammiferes, Vol. I, II. -

CNRS, Paris.

PALES, L. & GARCIA, M. A., 1981: Atlas ostéologique des mammiferes, Vol. III. -

CNRS, Paris.

REBESKO, B. et al., 1986: Slikovni priročnik anatomije domačih živali. – Državna

založba Slovenije, Ljubljana.

RIGLER, L., 1990: Anatomija domačih živali. Osteologia in syndesmologia. – Skripta

fakultete za veterino, Univerza v Ljubljani.

SCHMID, E., 1972: Atlas of Animal Bones. – Elsevier, Amsterdam.

TOLD-HOCHSTETTER Anatomischer Atlas. Topographische und systematische

Anatomie des Menschen in zwei Bänden. I. Band. – Urban & Schwarzenberg.

Wien, 1968.

Viri slik:

BLOOM, W. & FAWCETT, D. W., 1975: A textbook of histology. – Saunders,

Philadelphia.

CARTER, J. G. (ed.), 1991: Skeletal Biomineralization: Patterns, Processes and

Evolutionary Trends. – Van Nostrand Reinhold, New York.

DAVIS, S. J. M., 1987: The Archaeology of Animals. – B. T. Bratsford Ltd., London.

HESSE, B. & WAPNISH, P., 1985: Animal bone archaeology. – Taraxacum,

Washington.

ROMER, A. S., 1949: The Vertebrate Body. – Saunders, Philadelphia.

16

1

1

17 17

2

18

3

19

4