Структурные особенности костной ткани

Просмотров: 442

Опубликовано 25.03.2015, 15:56 (мск) Предложить Статью в Ортопедия, Статьи, Травматология

Очень плохая статьяПлохая статьяТак себе статьяХорошая статьяОтличная статья (1 баллов, в среднем: 5,00 из 5)
Загрузка...

кость, Остеокласты, остеобласты

Кость — специализированная соединительная ткань, которая вместе с хрящом образует скелетную систему. Кость как разновидность соединительной ткани состоит из клеток и внеклеточного вещества (костного матрикса). Специфика костного матрикса заключается в способности кальцифицироваться. По строению различают кортикальную (компактную) и трабекулярную (губчатую) кость. Кортикальная кость плотная, кальцифицирована на 80−90%, выполняет механическую и защитную функцию. Трабекулярная кость кальцифицирована на 15−20%, выполняет метаболическую функцию.

Кость была первой тканью, обмен которой был исследован in vivo. В XVIII в. французский натуралист Duhamel, заметив отложение в кости красителя, который он добавлял в пищу собаке, сделал вывод, что часть кости удаляется и заменяется новой. В настоящее время этот процесс обновления кости получил название ремоделирования. Ремоделирование начинается с приема сигнала (механические, гормональные стимулы) локальной группой клеток, вероятно, остеоцитов или выстилающих клеток, в результате чего начинается резорбция костной ткани остеокластами и мононуклеарными клетками, продолжающаяся 2−4 недели. Вслед за этим происходит образование костной ткани остеобластами, которое длится от 3 до 4 мес (образование белковой матрицы новой кости — 80−90 дней, минерализация — 7−15 дней). Фаза покоя имеет продолжительность около 900 дней.

В норме скорость ремоделирования составляет 2−10% в год.

Зрелая кость на 60−70% состоит из неорганических солей, остальная часть — это органический матрикс и вода. Клеточные элементы занимают незначительный объем и представлены остеобластами, остеокластами и остеоцитами.

Остеокласты — большие (диаметром до 100 мкм) многоядерные клетки (от 2 до 100 ядер). Остеокласты являются очень мобильными клетками и окружают ту часть кости, которая должна резорбироваться. Первым шагом в деградации кости является прикрепление остеокласта к минерализованной костной поверхности благодаря мембранным белкам, называемым интегринами. Для остеокластов характерны уникальные отличительные ультра- структурные особенности, которые заключаются в наличии т.н. «гофрированного края» и «чистой зоны».

«Гофрированный край» — это скрученная спиралью мембрана с множеством цитоплазматических складок, обращенных в сторону области резорбции на костной поверхности. «Гофрированный край» окружен областью, свободной от органелл и обогащенной сократительными белками, которая называется «чистой зоной». Резорбция происходит под «гофрированным краем» в замкнутом пространстве, где, благодаря протонной АТФ-азе, создается кислая среда: pH, измеренный прямо, составляет 3,5. В эндоплазматическом ретикулуме остеокластов синтезируются тартратрезистентная кислая фосфатаза, коллагеназа, металлопротеазы и др. Минеральная часть матрикса растворяется кислой средой, органическая — ферментами.

Другими фенотипическими маркерами остеокластов являются тартратрезистентная кислая фосфатаза, угольная ангидраза II и рецепторы к кальцитонину.

Итогом деятельности остеокластов является формирование резорбционной полости глубиной около 50 мкм. Затем к эрозированной поверхности кости мигрируют преостеобласты — предшественники остеобластов.

Зрелые остеобласты — относительно крупные (20−30 мкм в ширину) кубоидальные клетки с базофильной цитоплазмой, формирующие плотную, палисадообразно расположенную структуру на крыше матрикса, который они сами продуцируют. Клетки четко поляризованы, секретируют матрикс только на базальной стороне. Остеобласты работают скоординированно, как команда, и образуют пласт матрикса, значительно превосходящий размеры одной клетки. Основным отличием остеобластов от фибробластов, на которые они очень похожи, является продукция практически всех компонентов костного матрикса и его минерализация. К концу продуктивного периода остеобласт становится плоским и покрывает неминерализованный тонкий матрикс (остеоид). Эти плоские клетки, происшедшие от секретирующих остеобластов, называются выстилающими.

Остеобласты, имеющие характерные электронно-микроскопические признаки, активно вовлекаются в процессы синтеза и секреции белка. Они имеют хорошо развитый шероховатый эндоплазматический ретикулум и комплекс Гольджи, который обеспечивает правильную ориентацию поляризованной секреции матрикса. Активные остеобласты покрывают 2−8% поверхности кости. Скорость синтеза — 1−2 мкм/день новообразованной некальцинированной костной ткани, т. е. остеоида. Через 8−9 дней конечная толщина этого слоя достигает 12 мкм. После 10-дневного созревания начинается минерализация с противоположной остеобласту стороны. Фронт минерализации продвигается в направлении остеобласта. В конце цикла каждый десятый остеобласт замуровывается и трансформируется в остеоцит.

Остеоциты — метаболически неактивные клетки. Они покоятся в глубоко вмонтированных в кость малых остеоцитных лакунах. Эти клетки имеют многочисленные длинные отростки для контактов с другими остеоцитами и образуют сеть тонких канальцев, распространяющихся на весь костный матрикс. Вероятно, основная функция остеоцитов — вне- и внутриклеточный транспорт питательных веществ и минералов. В последнее время активно обсуждается возможное участие остеоцитов в ремоделировании благодаря способности к восприятию и передаче сигналов (прежде всего, механических стимулов) в пределах их микроокружения. Поэтому некоторые авторы рассматривают остеоциты как механосенсорные клетки.

Минерализация кости зависит от локальной высокой концентрации кальция и фосфатов, что необходимо для формирования гидроксиапатита.


Предложить Статью (1263 Статей)

В этом разделе мы публикуем статьи и материалы по медицинской тематике, присланные нашими читателями.

Если у вас есть что-то интересное, чем бы вы хотели поделиться с другими людьми, мы будем рады разместить вашу статью на нашем сайте.

Внимание! В случае, если присланный вами материал не соответствует тематике сайта, он не будет опубликован без объяснения причины отказа в публикации. Если в вашей статье имеются ссылки, или статьи будут носить рекламный характер, то Вам сюда.

Защита авторских прав!

Присланный вами материал не должен нарушать авторских прав. Если это ваш материал, укажите ваше имя, и оно будет опубликовано в статье. В случае, если вы являетесь правообладателем и заметили, что размещенный на сайте материал нарушает ваши авторские права, напишите нам, этот материал будет немедленно удален с сайта. В письме приложите доказательства того, что вы являетесь автором материала или правообладателем.

По вопросам размещения пишите письма на email — [email protected]