Что образует какие функции костной ткани

Три цепи проколлагена формируют молекулу проколлагена. Сборка проколлагена происходит с образованием дисульфидных связей в С-концевых областях, после чего образуется структура из трех цепей, вместе закрученных в спираль. Такая молекула секретируется остеобластами во внеклеточное пространство. После секреции происходит сборка во внеклеточном пространстве тропоколлагена - мономера коллагена.

Таким образом, повышение общего остеокальцина в сыворотке отражает активизацию остеогенеза. Костные морфогенетические белки КМБ - цитокины, относящиеся к основному подклассу трансформирующих факторов роста.

Основная функция остеобластов - белковый синтез. Они образуют остеоидные пластинки путем отложения коллагеновых волокон и протеогликанов. Ежедневно откладывается мкм остеоида новообразованная некальцинированная костная ткань. Через дней конечная толщина этого слоя достигает 12 мкм. После десятидневного созревания начинается минерализация с противоположной остеобласту стороны, фронт минерализации продвигается в направлении остеобласта.

Межклеточное вещество костной ткани - костный матрикс. Идентифицировано 19 типов коллагеновых белков Кадурина Т. Изоформы коллагена различаются по аминокислотному составу, иммунологическим, хроматографическим свойствам, макромолекулярной организации и распределении в тканях.

При этом, под влиянием внеклеточной лизиноксидазы, образуются характерные для зрелого коллагена межфибриллярные сшивки - пиридинолиновые мостики, в результате чего формируются коллагеновые фибриллы.

Показано, что КМБ распределен по коллагеновым волокнам костной ткани, в клетках остеогенного слоя надкостницы; в умеренных количествах он имеется в клетках пластинчатой кости и в избытке присутствует в тканях зуба.

Различие заключается в остеонной организации. Морфологически в состав костной ткани входят клеточные элементы и межклеточное вещество костный матрикс. Клеточные элементы занимают незначительный объем. Клеточный состав костной ткани.

Синтез данного белка считается одним из самых характерных свойств клеток остеобластической линии. Однако, следует учитывать, что данный фермент имеет несколько изоформ костную, печеночную, кишечную, плацентарную.

Благодаря своим физико-химическим свойствам регулирует кальцификацию матрикса, специфично участвует в адгезии клеток к матриксу или матрикса к матриксу. Продукция остеопонтина - одно из наиболее ранних проявлений активности остеобластов. Остеокальцин - небольшой белок наиболее широко представлен в костном матриксе. Состоит из 49 аминокислотных остатков, три из которых являются кальцийсвязывающими.

Точно механизм действия щелочной фосфатазы не установлен. Предполагается, что данный фермент отщепляет фосфатные группы от других протеинов, благодаря чему увеличивается локальная концентрация фосфора; также ему приписывают разрушение ингибитора минерализации - пирофосфата. Время полужизни в крови составляет сут, выводится почками Coleman J. Определение активности костной фракции ЩФ имеет большую специфичность, чем определение в крови активности общей ЩФ, поскольку повышение последней может быть связано с увеличением количества других изоферментов.

Циркулирующий в периферической крови остеокальцин - чувствительный маркёр костного метаболизма, и его определение имеет диагностическое значение при остеопорозе, гиперпаратиреозе и остеодистрофии Charhon S. При остеокластической резорбции остеокальцин костного матрикса высвобождается в кровь в виде полипептидных фрагментов.

Остальную органическую часть костного матрикса возможно классифицировать на: Эти же белки способны интенсивно связываться с кальцием и участвовать в минерализации костной ткани; гликопротеины щелочная фосфатаза, остеонектин ; протеогликаны кислые полисахариды и гликозаминогликаны - хондроитинсульфат и гепарансульфат ; неколлагеновые гамма-карбоксилированные Gla протеины остеокальцин, Gla-протеин матрикса MGP ; факторы роста фактор роста фибробластов, трансформирующие факторы роста, костные морфогенетические белки - цитокины, выделяемые клетками костной ткани и крови, осуществляющие местную регуляцию остеогенеза.

Они находятся в глубоко вмонтированных в кость малых остеоцитных лакунах. Остеоциты происходят из остеобластов, замурованных в собственном костном матриксе, который позже кальцифицируется. Эти клетки имеют многочисленные длинные отростки для того, чтобы контактировать с клеточными отростками других остеоцитов. Они образуют сеть тонких канальцев, распространяющихся на весь костный матрикс. Основная роль остеоцитов - внутриклеточный и внеклеточный транспорт питательных веществ и минералов.

Веретенообразные и пластинчатые кристаллы гидроксиапатита находятся на коллагеновых волокнах, в их пределах и в окружающем пространстве. Как правило, они ориентированы в том же направлении, что и коллагеновые волокна.

В конце цикла каждый десятый остеобласт замуровывается как остеоцит. Остальные остеобласты остаются на поверхности как неактивные. Они участвуют в обмене веществ в костной ткани. Остеокласты - гигантские многоядерные клетки ядер. Обычно они находятся в контакте с кальцифицированными костными поверхностями и в пределах гаушиповых лакун, являющихся результатом их собственной резорбтивной активности. Основной фермент - кислая фосфатаза. Остеокласты - подвижные клетки.

Они окружают ту часть кости, которая должна резорбироваться. Продолжительность их жизни составляет от 2 до 20 дней. Основная функция остеокластов - рассасывание костной ткани за счет лизосомальных ферментов в области щеточной каемки. Остеоциты - метаболические неактивные костные клетки.

В морфофункциональном плане все изоформы подразделяют на интерстициальные коллагены I, II, III, V типов , которые формируют крупные фибриллы; нефибриллярные минорные коллагены IV, VI-XIX типов , образующие мелкие фибриллы и выстилающие базальные мембраны. Коллагены I и V типов называют перицеллюлярными. Они откладываются вокруг клеток, образуя опорные структуры. Для костной ткани наиболее характерен коллаген I типа. Молекула коллагена состоит из трех альфа-цепей, обвитых одна вокруг другой и образующих правовращающую спираль.

Синтезируется и секретируется остеокальцин на остеобластах. Его синтез на уровне транскрипции контролирует кальцитриол 1,25 - дигидроксихолекальциферол , кроме того, в процессе "созревания" в остеобластах подвергается витамин К-зависимому карбоксилированию трех остатков глютаминовой кислоты. Сходный с остеокальцином белок - костный gla-протеин BGP содержит 5 остатков глютаминовой кислоты.

Известно, что они способны индуцировать рост костной ткани, а именно воздействовать на пролиферацию и дифференцировку четырех типов клеток - остеобластов, остеокластов, хондробластов и хондроцитов. Кроме этого, морфогенетические белки блокируют миогенез и адипогенез. Обработка их КМБ в течении 4-х недель вызывает минерализацию матрикса, повышение активности щелочной фосфатазы и концентрации мРНК.

Костная ткань - постоянно развивающаяся и обновляющаяся система, обладающая ремоделирующими свойствами. Анатомически различают четыри типа костей скелета: В длинных костях различают два широких конца эпифизы , более или менее цилиндрическую среднюю часть диафиз и часть кости, где диафиз переходит в эпифиз метафиз.

Наиболее адекватными методами определения активности костной ЩФ считаются иммуноферментный анализ и хроматография Hill C. Остеонектин - гликопротеин кости и дентина, имеет высокое сродство к коллагену I типа и к гидроксиапатиту, содержит Са-связывающие домены. Поддерживает в присутствии коллагена концентрацию Са и Р. Предполагается, что белок участвует во взаимодействии клетки и матрикса. Остеопонтин - фосфорилированный сиалопротеин. Его определение ИГХ методами может быть использовано для характеристики белкового состава матрикса, в частности поверхностей раздела, где он является главным компонентом и аккумулируется в виде плотного покрова, названного линиями цементации lamina limitans.

Пластинчатая ткань формирует компактное или губчатое трабекулярное вещество кости. Из компактного вещества построены, например, диафизы трубчатых костей. Трабекулярное вещество формирует эпифизы трубчатых костей, заполняет плоские, смешанные и объемные кости. Пространства, окружающие эти трабекулы, заполнены костным мозгом, как и полости диафиза. И компактное, и губчатое вещество имеют остеонное строение.

Телопептиды задействованы в механизме полимеризации молекул в фибриллы, формировании межмолекулярных поперечных связей, представляющих собой трехвалентные пиридинолины, которые освобождаются во время резорбции кости, и в проявлении антигенных свойств коллагена.

Альфа-цепи построены из часто повторяющихся фрагментов, имеющих характерную триплетную последовательность -Gly-X-Y. Положение Х часто занимает пролин Pro или 4-гидроксипролин 4Hyp , Y - гидроксилизин, а третье место всегда занимает глицин, благодаря чему обеспечивается плотная упаковка трех полипептидных цепей в фибриллу. Расположение глицина здесь неупорядоченное, в результате чего в этой части молекулы нет плотно упакованной тройной спирали.

Начало этих каналов видно на мацерированой кости в виде многочисленных сосудистых отверстий. Сосуды гаверсовых и фолькмановских каналов обеспечивают обмен веществ в кости. Костная ткань может быть зрелой - пластинчатой и незрелой - ретикулофиброзной. Ретикулофиброзная костная ткань представлена, главным образом, в скелете плодов; у взрослых - в местах прикрепления сухожилий к костям, в зарастающих швах костей черепа, а также в костном регенерате при консолидации перелома.

Остеобласты представляют собой крупные клетки с базофильной цитоплазмой. Активные синтезирующие остеобласты - это кубические или цилиндрические клетки с тонкими отростками. Основной фермент остеобластов - щелочная фосфатаза ЩФ.

По уровню высвобождающихся PINP и PICP можно косвенно судить о способности остеобластов синтезировать коллаген I типа, поскольку из одной молекулы проколлагена образуется по одной молекуле коллагена и по одному N- и C- терминальному телопептиду.

Клиническое значение этих показателей дискутируется Linkhart S. Образование коллагена включает два этапа. На первом происходит внутриклеточный синтез остеобластами предшественника коллагена - проколлагена. Синтезированная цепь проколлагена подвергается внутриклеточной посттрансляционной модификации с гидроксилированием пролина и лизина, и гликозилированием гидроксилизиновых остатков в структуре коллагена.

Протеогликаны - это класс макромолекул с молекулярной массой кДа, состоящие из стержневого белка, с которыми ковалентно связаны цепи гликозоаминогликанов ГАГ , последние состоят из повторяющихся дисахаридных субъединиц: ГАГ подразделяют на две группы - несульфатированные гиалуроновая кислота, хондроитин и сульфатированные гепарансульфат, дерматансульфат, кератансульфат. Костный матрикс образован коллагеновыми фибриллами ориентированными в одном направлении.

Метафиз и эпифиз длинных костей разделены слоем хряща - эпифизарным хрящом так называемые ростовые площадки. Снаружи костное вещество покрыто периостом надкостницей , состоящей из двух слоев: Периост пронизан кровеносными сосудами, идущими из него в костное вещество в особых каналах, называемых фолькмановскими.