Костната тъкан - специален вид компоненти съединителната тъкан включително органичен и неорганичен характер, изпълняващи функцията на Са депо (99%). Костната тъкан има структурни характеристики, които не се срещат в други видове на съединителната тъкан. Основните характеристики на опорно - твърдост, еластичност, механична якост.
Състои се от клетки и костна матрица (екстрацелуларен матрикс). матрица кост е 50% сухо "тегло и се състои от минерален (50%) и органичен (25%) и части Н2 О (25%).
Неорганичната част включва значително количество Са (25%) и Р (50%), които образуват хидроксиапатитни кристали, както и други компоненти: бикарбонати, цитрати, Mg 2+ соли. К +. Na +, и др.
Органичната част се образува от колаген, неколагенови протеини, гликозаминогликани (хондроитин сулфат, кератан сулфат).
Строго неколагенови костни протеини са представени сиалопротеин, протеогликани, фосфопротеини и комплекс протеин, съдържащ въглехидратен компонент и ортофосфат. От дясната набор от матрични протеини, структурни характеристики, както и специфични състава аминокиселина зависи от отлагането на хидроксиапатит, създаването на необходимата концентрация на калций за процеса на минерализация.
Сиалопротеин има молекулно тегло от 70 000 от 50% - въглехидрат, 12% -sialovaya киселина. Повечето въглехидрати - на олигозахариди (фруктоза, галактоза, глюкоза, маноза, пентоза, галактозамин). До 30% серин и други аминокиселини: аспарагинова киселина и глутаминова ковалентно свързан фосфат. Наличието на този протеин предвижда:
Не-колагенови протеини в костната тъкан 200, те представляват 3-5% от теглото или 15-17% от теглото на суши и деминерализирана извънклетъчен органична матрица. Всички от тях са ангажирани в процеса на хистогенеза, самостоятелна поддръжка, имунологични свойства през целия живот и ремонт на костната тъкан.
Калциев свързване костния протеин.
Остеонектин - молекулна маса 32 Ша. Той има калций свързващи места, образувани от сиалови киселини и ортофосфат, даващи възможност да взаимодействат селективно с колаген и хидроксиапатит. Тя поддържа отлагането на колаген в присъствие на Са и PO4 3-.
Остеопонтин - моларна маса от 41.5 Ша, богат на аминокиселини и дикарбоксилна фосфосерин, 30 монозахариди остатъци, 10 остатъци на сиалова киселина. Той е в състояние да определи остеобластите в областта на физиологичния и репаративно остеогенеза. Неговият синтез увеличава драматично през вирусна трансформация.
Osteokaltsin - на GLA, съдържащи протеин.
Фактът, че костите, както и други тъкани, съдържа протеини, които се подлагат на пост-транслационна модификация от витамин К-зависими ензими, което води до образуването на остатъци Y karboksilglutaminovoy киселина (GLA). така модифицирана амино киселина придава способността да се свързват протеини Са2 + чрез разположените съседни карбоксилни групи. Молекулата на протеина се състои от 49 аминокиселинни остатъци (от 17, 21, 24th позиции - остатъци karboksilglutaminovoy у-киселина). Тяхната роля - свързват хидроксиапатитни кристали като по този начин улесняват тяхното натрупване в тъканите.
Синтез остеокалцин зависи не само от витамин К, но D, подчертавайки връзката си с процеса на минерализация.
GLA-протеинова матрица (молекулно тегло - 15000). Той се съхранява в костния матрикс след деминерализация, за разлика остеокалцин, който лесно се екстрахира в този период. Остатъци от киселина karboksilglutaminovoy до шест. Той се свързва минерални кристали и лесно разтворим във вода костен морфогенетичен протеин, че предоставянето на прицелните клетки.
Протеин-S- се синтезира в черния дроб, участващи в метаболизма на промени костна тъкан се доказва от факта, скелета при пациенти с дефицит на този протеин. Но, все още неуредени, какъв тип костните клетки се синтезира.
Протеогликани - клас на комплексни съединения, състоящи се от различни протеини с олигозахариди, свързани с гликозаминогликаните (хондроитин сулфат, дерматан сулфат, кератан сулфат, хепарин). Сред тях се отличават:
Big hondroitinsulfatsoderzhaschy протеогликаново. Предполага се, че това протеогликаново "улавя пространство", която трябва да се превърне в костите, поради високото съдържание на сулфат в gidrotirovannom държава е в състояние да поеме значителна част от пространството.
Декорин и бигликан са много сходни по структура да има съответно един или два гликозаминогликан, протеин част съдържа 24 аминокиселинни остатъци, богати на левцин. Въпреки биохимични сходства, тези протеини се различават в тяхната локализация. Локализация на по-чести декорин съвпада с мястото на колаген, в съответствие с неговата функция на "подреден" колаген молекула и регулира диаметър фибрил. Бигликан се съхранява в матрицата.
Към днешна дата, то разпределя много други видове протеогликани, но това е главно протеини клетъчни повърхностни, които са слабо разбрани роля.
Албумин представлява по-голямата част от не-колагенови протеини. Според имунологични свойства идентичен серума.
Въглехидратите играят важна роля в живота на костта в процеса на неговото образуване. На гликоген сметки 50-80mkg на един гр влажна тъкан. Наличието на гликоген - необходимо условие за процеса на минерализация, той се съсредоточава най-вече на площадката на бъдещия център на минерализация. В костния с голяма интензивност възникне процеси на гликолиза и пентозофосфатния път.
Липидите играят важна роля в процеса на минерализация и транспортни йони през мембрани. Контролирани от полярни липиди: фосфатидилхолин,
фосфатидилсерин, фосфатидилетаноламин. Общо 0.61% липид от сухото тегло на тъканта.
1. разтворим - участва в цикъла на лимонената киселина;
2. неразтворим - неактивна част от костните минерали.
В костта метаболитни процеси преобладават активно. Характерна особеност - аеробна гликолиза. Консумацията на глюкоза в двете аеробни и анаеробни условия, остеогенни клетки е значително по-високи, отколкото клетките на черния дроб, мускулите и други органи.
Структурата и функцията на костния се поддържат от специфични ензими, синтезиране и отцепване макромолекулни компоненти на органична матрица на костите и общи пътища ензими доставя енергия костни клетки. Ензимите играят важна роля в процесите на минерализация и костната резорбция.
Трябва да се отбележи специфичната локализацията на ензими. Остеокластите проявяват висока активност на дехидрогеназа, кисела фосфатаза, аминопептидаза, в сравнение с други клетки. В същото време, остеокластите не съдържат алкалната фосфатаза. Висока активност на аденилат циклаза, пируват киназа, растеж фосфотрансфераза в области, където се срещат калцификация процеси.
Киселина фосфатаза се концентрира в остеокласти. Това е пряко свързано с костната резорбция извършване на разцепване на органични естери на фосфорната киселина с освобождаването на фосфатни йони. По този начин, кисела фосфатаза - лизозомна ензима и Неговата основна функция е катаболизма, като алкална - участва в процеса на минерализация.
Основният протеин кост - колаген, който се съдържа в количество от 15% - в компактен вещество, 24% - в пореста кост.
Костен колаген - колаген тип I - тя има повече от другите видове колаген намерени хидроксипролин, лизин и хидроксилизин, отрицателно заредени аминокиселини с серинови остатъци включва много фосфат, следователно, костен колаген - фосфопротеин. Благодарение на своите характеристики на костния колаген се включва активно в минерализацията на костите.
По време на жизнената костта между нейните компоненти и неорганични йони в кръвната плазма постоянно разменят.
Кристалната решетка структура неорганична костна структура съответства на хидроксиапатитни кристали CA10 (РО4) 6 (ОН) 2 - е част от минерална фаза на костите, и от друга страна е аморфен калциев фосфат. Това е гъста некристална вещество в аморфна форма на гранули с формата на овал или кръгове с диаметър 5,0-20,0 нм. Той е важен компонент на костната тъкан и неговото присъствие не зависи от анатомичната структура на костите, но е обект на значителни колебания в зависимост от възрастта. Тази фаза е доминиран в началото на зряла костта става преобладаващо кристална хидроксиапатит. образуване на кости сол се отразява от общата формула:
Разпускане на костната тъкан стимулира локално увеличаване на киселинността. С започва леко увеличение на съдържанието на водород протони кост за да се разтвори, като калциеви катиони първоначално:
В по-голяма киселинност идва пълното му разпадане:
Хидролиза на аморфен калциев фосфат осигурява постоянна концентрация на калций в интерстициален течности кост.
В момента има над 30 микроелементи: Cu, Sr, Zn, Ba, Al, Белгия, Словения, F, и др. Те са необходими за живота oteogennyh клетки в процеса на осификация и премахване на варовика.
Калцификация на костите и неговото премахване на варовика са в тясна зависимост от съдържанието на микроелементи. По този начин, Sr и V допринесе за калцификация, на Zn и Ba са въвлечени в регулирането на процеса декалцифициран. Mg активира редица ензими, по-специално алкална фосфатаза, участващи в минерализация.
Тя заслужава специално внимание, старши Нейните химични свойства са подобни на Ca. Ca с Sr се конкурира за място в кристалната решетка, но се държи по-малко от Sr Sa, в случай, че преобладава Ca в диетата. В дефицит на Sr до Ca съща диета абсорбира от организма в много по-високи суми от нормалното. Дългосрочно доставка на големи количества Sr заместване води до тях Са йони в кристалната решетка на хидроксиапатит, с деминерализирана кост и деформира.
След зрели организми процеси на минерализация и костната резорбция са в състояние на динамично равновесие. Минерализация - е образуването на кристални структури костни минерални соли. Активно участие в минерализацията на остеобласти предприеме. За минерализация отнема много енергия (под формата на АТР), контролирани от много фактори, включително ензими, хормони и витамини.
Решителна промяна в проучването започна с минерализация 1923. скоро след откриването в костната тъкан на ензима алкална фосфатаза. Английски биохимик R.Robinson предполага, че калциев фосфат е депозиран където ензимът действа. Въпреки това, алкална фосфатаза се намира в много тъкани не страдат от солеността и да калцификация бяха необходими други фактори.
По-късно е доказано участието на много фактори: гликоген, ензими gikoliza, ATP, ТСА, глюкозаминогликани.
За всички тези теории и няколко експериментални данни е общо представяне на водещата роля на ензими, разкъсвайки неорганичен фосфат от органичен субстрат. фосфат концентрация във функционирането части на тези ензими нараства до ниво, при което започва спонтанно утаяване води до кристализация. •
Допълнителни изследвания показват, че процесът е фокусното калцификация центрове на хидроксиапатит от разтвори на Са и Р под действието на колагеновите влакна, които изискват специфични посредничество реактивни групи на аминокиселинни странични вериги, които могат да служат като кристализационни центрове.
Важна роля в минерализация работи гликозаминогликан, по-специално хондроитин сулфат, които проявяват висок афинитет към Са йони и потвърждение R. са експериментални данни, показващи, че гликозаминогликан интензивно секретира от остеобласти в областта на минерализация, и след това се подлага на лизозомни ензими, които са силно йони.
Biochemical основа на първични ядрено зародишни кристали на комплекс реакцията на образуване между колаген, АТР, Са и хондроитин сулфат. Фактори, които контролират образуването на кристали на колагенови влакна също се отнася пирофосфат, който инхибира минерализация. Също така се оказа ролята на фосфолипиди в процеса, без което органичната матрица на костната тъкан губи способността да се калцират.
Свързани с възрастта промени в костната тъкан и основната патология.
В хода на онтогенетичната развитие на костната тъкан претърпява маркирани промени в структурно и морфологична и биохимична природа. Тя е редовен намаляване на съдържанието на органични компоненти и минерални натрупвания. Тези промени са тясно свързани с обмяната на микроелементи. Натрупване Sr, намалява Pb, Si, А1 и Si концентрация, интензитетът на фосфор и калций метаболизъм се намалява десетократно.
Един от водещите свързани с възрастта промени в костната - остеопороза - прогресивна системна скелетно заболяване, характеризиращо се с ниска костна маса, костната структура на нарушението, което води до увеличаване на чупливостта на костите и риск от фрактури.
-менструален статус (дългосрочна вторична аменорея, преждевременна менопауза - до 45 години по-късно от началото на менструация);
-ендокринни заболявания (първичен хиперпаратироидизъм, тиреотоксикоза, захарен диабет, синдром на Кушинг);
-кръвни заболявания (множествена миелома, системен masto-
cytosis, лимфома, левкемия);
-възпалителни ревматични заболявания (ревматоиден артрит, дерматомиозит, системен лупус еритематозис);
-Стомашно-чревни заболявания (малабсорбция, болест на Крон, хронични чернодробни заболявания);
-хронична бъбречна недостатъчност;
-хронично неврологично заболяване.
I. остеопороза след менопауза (изисква наблюдение в продължение на 15 години от началото
менопауза). Тя възниква подналягане кост трабекулите, увеличаване на честотата
фрактури на прешлени и други кости.
П. Senilny остеопороза - е типично за мъжете на възраст над 70 години.
III. Вторична остеопороза - в контекста на синдрома на лечение с глюкокортикоиди
Кушинг синдром malasorbtsii, недохранване, удължено
Предотвратяване на остеопорозата е по-лесно, отколкото лечение. Медикаменти (калцитонин, естрогени, калций, витамин D) могат да забавят само скоростта на загуба на костна маса, но обикновено е неефективно да се възстанови загубен костна маса вече.
Естроген - важно средство за превенция с настъпването на менопаузата при жените
Са - пациенти с остеопороза показват 1000-1500 мг на ден (с храна получава около 500 мг Са).
Свързани статии