Анатомични и физиологични характеристики на кост
Анатомически - физиологични характеристики на костната тъкан
Костта е специализиран вид съединителна тъкан, която заедно с хрущялната тъкан на скелетната система. Bone - постоянно се развива и актуализира система, с ремоделиране свойства.
Функциите на костната тъкан:
- Механични - кости, хрущяли и мускулите образуват опорно-двигателния апарат. Силата на костта е предпоставка за тази функция
- защитни - кости формират рамката за жизненоважните вътрешни органи. В допълнение, самата кост е контейнер за костния мозък извършване на хематопоетични и имунни функции
- Метаболитен - Костната тъкан е депо на калций и фосфор в организма и играе важна роля в поддържането на постоянна концентрация на тези елементи в кръвта
Анатомично Има четири вида на костите на скелета:
- плоските кости (череп, лопатката, долната челюст, илиачна кост)
- тръбни кости (дълги и къси) (бедрената кост, раменна кост, тибията и предмишницата)
Структурно звено на костите е остеон или Хаверсови система, т.е. система от 20 или повече костни плочи, разположени концентрично около централния канал, където контейнерите са малки кръвоносни съдове, немиелинирани нервни влакна, лимфните капиляри, последвано елементи насипно съединителната тъкан, съдържаща остеогенни клетки, периваскуларни клетки, остеобласти и макрофаги. Остеоните не опират плътно една към друга, са разположени между тях междуклетъчно вещество с остеони което образува основната кост вещество средния слой, покрит от вътрешната страна на ендостеума. Ендостеума е динамична структура, образувана от тънък слой съединителна тъкан, включително костни лигавицата клетки, остеогенни клетки и остеокласти. В области на активно образуване на кости от остеобласти слой е тънък слой unmineralized матрица - остеоид. Endost заобиколен от кухина, съдържаща костен мозък.
Извън костна субстанция покрити периост (надкостница), състоящ се от два слоя: външната - влакното и вътрешната повърхност съседен костта - остеогенен или камбиален който е източник на клетки с физиологичен и репаративна възстановяване на костната тъкан. Периоста е проникнала от кръвоносни съдове, простиращи се от него в костите вещество в специфичните канали, наречен folkmanovskimi. Началото на тези канали може да се види в matserirovanoy кост под формата на различни съдови отвори. И Хаверсови съдовете, folkmanovskih канали осигуряват костния метаболизъм.
Костната тъкан може да бъде зрял - листа и незрели - retikulofibroznoy. Retikulofibroznaya кост представени главно в скелета на плода; при възрастни - в местата за закрепване на сухожилията на костите в ставите обрасло черепа, както и в костта регенерира по време фрактура консолидация.
листната тъкан образува компактен или пореста (трабекуларната) костите. От компактен вещество конструиран, например, диафиза на дългите кости. Трабекуларната вещество образува епифизите на дългите кости, запълва плосък, смесват се и обемен костта. Пространството около тези трабекулите са изпълнени с костен мозък, както и орално диафиза.
А компактен и порестата кост са остеон структура. Разликата е mesosteal организация.
Морфологично, в костната тъкан са клетъчни елементи и извънклетъчна матрица (костна матрица). Клетъчни елементи заемат малък обем.
Клетъчната състав на костта
представен от остеобласти, остеоцити и остеокласти.
Остеобластите са големи клетки с базофилна цитоплазмата. Активно синтезиране остеобласти - кубична или цилиндрични клетки с тънки шипове. Основната ензима на остеобластна - алкална фосфатаза (ALP). Активни остеобласти покрити 2-8% на костната повърхност, неактивни (покой клетки) - 80-92%, образувайки непрекъснат клетъчен слой приблизително синусоидална медуларен канал. първичен остеобластна функция - синтеза на протеини. Те образуват остеоид плоча от отлагане на колаген влакна и протеогликани. Ежедневно забавено 1-2 микрона остеоид (некалциниран новообразуваната кост). След 8-9 дни, крайната дебелина на слоя е 12 микрона. След десет съзряване започва минерализация на остеобласти от противоположната страна, минерализация пред движи към остеобласта. В края на цикъла, всеки десети остеобласти повредил двете остеоцит. Останалите остеобластите остават на повърхността като неактивен. Те участват в метаболизма на костната тъкан.
Остеокластите - многоядрени гигантски клетки (4-20 ядра). Обикновено те са в контакт с калцирани костни повърхности и в рамките на gaushipovyh пропуски, произтичащи от тяхната собствена активност на резорбция. Основната ензим - кисела фосфатаза. Остеокластитите - подвижни клетки. Те обграждат част от костта, който трябва да се резорбира. Тяхната продължителност на живота е между 2 и 20 дни. Основната функция на остеокластите - костната резорбция за сметка на лизозомни ензими в границата на четката.
Остеоцити - неактивни метаболитни костни клетки. Те са дълбоко вкоренена в костта osteotsitnyh малки пропуски. Остеоцити са получени от остеобласти, зазидани в своя костна матрица, която по-късно калцификация. Тези клетки са много дълги процеси за комуникация с други клетъчни процеси на остеоцити. Те образуват мрежа от тънки тръбички обхване цялата костна матрица. Основната роля на остеоцитите - извънклетъчната и вътреклетъчен транспорт на хранителни вещества и минерали.
Междуклетъчни вещество на костната тъкан - костна матрица
Тя се състои от органичен (25%), неорганична (50%) и части вода (25%).
Тя включва колаген тип I, неколагенови протеини и протеогликани, които са синтезирани от остеобласти и доставени течност тъкан.
Молекулата на колаген се състои от три алфа вериги преплетени една около друга и образуващи спирала дясновъртящ. Алфа верига изградени от повтарящи се фрагменти, имащи триплет характеристика последователност -Gly-X-Y. X позиция често се пролин (Pro) или 4-хидроксипролин (4Hyp), Y - хидроксилизин, и трето място винаги се глицин, при което се осигурява здраво пакет на трите полипептидни вериги, използвани в фибрил.
крайните части на на алфа-вериги на N- и С-краищата на молекулите - телопептиди (PINP и PICP съответно). Местоположение глицин е нарушено, в резултат на тази част на молекулата има тясна опаковани тройна спирала.
Телопептиди участват в механизма на полимеризацията молекули в фибрили, образуващи междумолекулни напречни връзки, пиридинолин е тривалентен, която се освобождава по време на костната резорбция и в проявлението на антигенност на колаген.
образуване на колаген се състои от два етапа.- В първата има вътреклетъчния предшественик на синтеза на колаген от остеобласти - проколаген. Синтезиран вътреклетъчен проколаген верига претърпява посттранслационна модификация на пролин и лизин хидроксилиране и гликозилиране на хидроксилизин остатъци в колаген структура. Три проколаген вериги, образувани проколаген молекула. проколаген монтаж протича с образуването на дисулфидни връзки в регионите на С-терминал, след което структура е образувана от три вериги, заедно завихря в спирала. Такава молекула секретира от остеобласти в извънклетъчното пространство.
- След секреция, са събрани в извънклетъчното пространство tropocollagen - колаген мономер. По този начин, под влиянието на извънклетъчния lizinoksidazy образува характеристика на зрели колаген омрежване mezhfibrillyarnye - piridinolinovye мостове в резултат на образуването на колагенови фибрили.
- неколагенови протеини, извършващи клетъчна адхезия (фибронектин, тромбоспондин, остеопонтин, костен сиалопротеин). Тези протеини са способни бързо да се свързва с калций и участват в костната минерализация;
- гликопротеини (алкална фосфатаза, остеонектин);
- протеогликани (кисели полизахариди и гликозаминогликани - хепаран сулфат и хондроитин сулфат);
- noncollagenous гама-карбоксилиран (GLA) протеини (остеокалцин, Gla-протеинова матрица (MGP));
- растежни фактори (фибробластен растежен фактор, трансформиращи растежни фактори, костни морфогенетични протеини) - цитокини, секретирани от костни клетки и кръв, извършвани от локално регулиране на образуването на кост.
Остеонектин - гликопротеин кост и дентин, има висок афинитет за тип I колаген и хидроксиапатит, съдържа Са-свързващи домени. Поддържа в присъствието на колаген концентрация на Са и P. Предполага се, че протеинът е включен във взаимодействието на клетки и матрица.
Остеопонтин - фосфорилиран сиалопротеин. Своето определение IHC методи могат да бъдат използвани за характеризиране на протеин състава на матрицата, по-специално на интерфейси, където е основен компонент, и се натрупва като гъста покритие от споменатите фугиране линии (петура limitans). Благодарение на своите физични и химични свойства на матрицата регулира калцификация, специфично включени в клетъчната адхезия към матрицата или матрицата към матрицата. Продукти остеопонтина - един от най-ранните прояви на активността на остеобластите.
Костни морфогенни протеини (BMP) - цитокини свързани с основните подклас трансформиращи растежни фактори. Известно е, че те са способни да индуцират растеж на костите, а именно да се повлияе върху пролиферацията и диференциацията на четири типа клетки - остеобласти, остеокласти, хондроцити и хондробласти. В допълнение, морфогенни протеини инхибират адипогенеза и миогенезис. Показано е, че остеобласти и костен мозък стромални клетки експресират рецептори BMP типове I и II. Обработка на BMP в продължение на 4 седмици причинява минерализацията на матрицата, повишаване на активността на алкалната фосфатаза и концентрацията на иРНК. Показано е, че BMP разпределени колагенови фибрили на костите, остеогенни клетки в слоя на периоста; в умерени количества има слоеста костни клетки и присъства в изобилие в зъбните тъкани.
Протеогликани - този клас макромолекули с молекулно тегло от 70-80 Ша, състоящи се от сърцевина протеин, към който е ковалентно свързани glikozoaminoglikanov вериги (GAG), последният се състои от повтарящи се дизахаридни субединици: хондроитин, дерматан, кератан, хепаран (Фигура 9.). GAGs се класифицират в две групи - несулфиран (хиалуронова киселина, хондроитин) и сулфатирани (хепаран сулфат, дерматан сулфат, кератан сулфат).
В голяма част съдържа калций (35%) и фосфор (50%), които образуват хидроксиапатитни кристали и свързване с колагенови молекули с не-колагенни матрични протеини. Хидроксиапатит не е единствената форма на свързване на калций и фосфор в костите. Bone съдържа осмостенна. ди-, трикалциев фосфат, аморфен калциев фосфат. Добавянето на неорганичната матрица включва бикарбонати, цитрати, флуориди, Mg сол, К, Na, и др.
Костния матрикс, образуван колагенови фибрили, ориентирани в една посока. Те представляват 90% от общия костни протеини. Вретеновиден и табуларни кристали на хидроксиапатит са на колагенови влакна в тях и в околното пространство. Обикновено те са ориентирани в същата посока, както колагенови влакна. Основното вещество се състои от гликопротеини и протеогликани. Тези силно йонизирани комплекси са изразени ionsvyazyvayuschey способност и следователно играят важна роля в калцификация и фиксиране на хидроксиапатитни кристали на колагенови влакна. Костен колаген представени колаген тип 1, и колагени II, V, типа XI намира само в незначителни количества. Също така в костния матрикс, има множество неколагенови протеини. Повечето от тях са синтезирани от костни клетки, образуващи. Тяхната функция не е достатъчно ясна, но е установено, че нивото на тези протеини намалява узряването на матрицата.
Най-важната роля в метаболизма на катиони играят бъбрек. 97-99% от филтрува и абсорбира калций екскрецията се разпределя не повече от 5 ммол / ден (0.2 г / г). Калциев екскреция на натриев от бъбреците също се влияе от остатъка. Инфузия на натриев хлорид или повишена хранителна натриев прием повишена екскреция на калций (Nordin B.E.C. 1984).
В плазмата неорганичен фосфор съдържащи се в NRO4-2 N2RO4- и аниони, общият размер на 1-2 тМ. Около 95% - е свободен аниони, 5% свързан с протеин.
извършва в детството и юношеството. Нарастването на дебелина се дължи на действието на надкостницата. В този вътрешен слой клетки пролиферират, диференцират в остеобласти синтезират извънклетъчната матрица, която постепенно минерализирана и синтезират стени клетки. Тъй периоста клетките активно делящи се, този процес се повтаря многократно. Растеж, получени по този начин, се нарича отлагане.
костен растеж в дължина се дължи на присъствието в прехода между плоча растеж на хрущял на диафиза и кост отдел metaepiphyseal. Той е разделен на четири зони. Повърхността изправена епифизата се нарича резервни части. След това, получените клетки образуват зона пролиферация са хондробласти и хондроцити непрекъснато разделят. Поради хипоксични условия в дълбоките слоеве на тази област, клетките се изпитват кислород глад, хипертрофия. Събирането на такива хондроцитите формира една трета зона - зоната на хипертрофични хондроцитите. Накрая, метаболитни нарушения водят до клетъчна смърт. Смъртните случаи хондроцити с минерализирана матрица наблюдава в калциран хрущял зона. От страна на диафазата тук расте голям брой плавателни съдове. В условията на остеогенни клетки добро кислородни разположени в близост до кръвоносните съдове се диференцират в остеобласти и форма кост трабекулите. Тъй като този процес протича в двата края на тялото се удължава пропорционално на костта.
Процесът на растеж е дълъг gormonozavisimym. В случай на хормонален дисбаланс, включващи калцитонин, РТН, витамин D метаболити минерализация възможно преждевременно прекратяване на растежа зони и увеличаване на дължината на костите, или обратният процес за образуване гигантизъм.
Свързани статии