Kaula ir specializēts saistauds atbalsta funkcijai. Tas sastāv no ļoti cietas, mineralizētas ekstracelulārās matricas un šūnu sastāvdaļas, ko sauc par osteocītiem. Matrica, kas bagāta ar kalciju, veido kompleksu trīsdimensiju tīklu, kas aptver tās pašas šūnas, kas to radījušas nelielos trūkumos.
EXTRACELLULAR MATRIX, ko sauc arī par kaulu matricu vai intracelulāru matricu
Līdzīgi kā visiem saistaudu veidiem, ekstracelulārā matrica sastāv no amorfa komponenta (kam nav savas formas), ļoti maza un būtībā proteoglikānu, un bagātīgu šķiedru komponentu, kas sastāv galvenokārt no I tipa kolagēna šķiedrām.
Kaulu audos un ekstracelulārajā matricā mēs varam atpazīt organiskos (30-35%) un ekoloģiskos (65-70%) komponentus. Organiskās sastāvdaļas bieži vien ir apzīmētas ar vienu terminu ossein .
Kolagēna šķiedras ir atbildīgas par kaulu elastību,
bet neorganiskā frakcija ir saistīta ar to cietību.
MATRIX ORGANISKIE KOMPONENTI
Organisko komponentu vidū papildus kolagēnam atgādinām arī proteoglikānus, dažus ne-kolagēna proteīnus, citokīnus un augšanas faktorus. Visbiežāk sastopamais elements ir I tipa kolagēns, kas ir sakārtots šķiedrās, kas darbojas kā atbalsts (matrica) sāļu nogulsnēšanai mineralizācijas procesā. Pārējiem proteīna komponentiem (osteokalcinam, osteonektīnam, osteopontīnam) ir funkcija, kas modulē šo veidošanās, mineralizācijas un adhēzijas procesu starp šūnām un kaulu matricu.
Kā jau minēts, kolagēna šķiedras nav nejauši sakārtotas, bet regulāri sakārtojas, radot organisku matricu, ko sauc par osteonu.
Osteons sniedz kauliem ievērojamu pretestību un kompaktu (tiek teikts, ka kaulam ir lamelāra struktūra, skat. Zemāk).
Kolagēnu, tāpat kā citas organiskās matricas sastāvdaļas, izdalās osteoblastos.
LĪDZEKĻA NEORGANISKĀS SASTĀVDAĻAS
Neorganisko komponentu vidū mēs atpazīstam minerālus, piemēram, kalciju, fosforu, fluoru un magniju, kas piešķir kauliem raksturīgo cietību, kas ir labi zināma visiem.
Kalcijs tiek atrasts kā kalcija difosfāts, kas nogulsnēts kā hidroksilapatīts līdzīgs kristāliem un nostiprināts uz šķiedraina kolagēna atbalsta.
Hidroksilapatītu kristāli sakārtoti pa kolagēna šķiedrām.
Ir arī citi sāļi, piemēram, kalcija karbonāts (marmora sastāvdaļa) un magnija fosfāta un kalcija fluorīda pēdas (arī zobiem).
Minerālu klātbūtne rada kauliem mazāku cietības pakāpi nekā emaljas.
KOKU GRIEŠANAS FUNKCIONĀLĀS ATBILSTĪBAS UN RAKSTUROJUMS
Minerālvielu klātbūtne, kā arī kolagēna šķiedru pārpilnība un īpašais sadalījums dod kaulam iezīmētas cietības un spiediena izturības, vilces un vērpes mehāniskās īpašības. Jo īpaši:
kolagēns nodrošina kauliem noteiktu elastības pakāpi, kas nozīmē ievērojamu izturību pret vilcienu (pagarinājumu), ti, slodzi, kas ir sadalīta gar tā garenisko asi.
Kaulu minerālais komponents nodrošina audu cietību, stīvumu un noteiktu izturību pret kompresijas spēkiem.
