Knochenmatrix: Was ist das, Komponenten und Eigenschaften

Knochen sind starre Organe, die das Endoskelett von Wirbeltieren bilden. Seine Hauptfunktion besteht darin, Lebewesen Schutz, Bewegungsfähigkeit, Unterstützung, Produktion von Blutzellen (Hämatopoese) und Speicherung und Freisetzung von Mineralstoffen basierend auf dem physiologischen Bedarf des Organismus.

Zusammen mit Muskeln und Sehnen bilden die Knochen des Menschen den sogenannten „Bewegungsapparat“. Die quergestreifte Muskulatur zieht sich nach Belieben zusammen, basierend auf den Anweisungen des Gehirns, und da sie an der Knochen, fungiert als Hebel, um die Bewegungen auszuführen, die wir jederzeit ausführen möchten Würfel.

Der Mensch besitzt insgesamt 206 Knochen. 80 von ihnen sind Teil des Achsenskeletts, der Mittelachse des Körpers, und 126 bilden unsere Gliedmaßen. Über die bereits bei anderen Gelegenheiten erforschte grundlegende Osteologie hinaus stellen wir Ihnen heute einen Gewebeschnitt des Knochens vor, der auf anatomischer und klinischer Ebene von enormem Interesse ist: weiß alles über die Knochenmatrix.

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Allgemeines zum Knochengewebe

Knochengewebe verleiht den Knochen zusammen mit Knochenmark und anderen Bindegeweben Struktur und Funktionalität.. Dies ist seinerseits definiert als eine Gewebeorganisation konjunktiver Natur, die aus Zellen und verkalkten, nicht lebenden Elementen besteht, die die sogenannte extrazelluläre Knochenmatrix bilden.

Da wir sie als hart und widerstandsfähig ansehen, glauben wir, dass Knochen physiologisch starr sind und sich im Laufe der Zeit nicht verändern: Nichts könnte weiter von der Wahrheit entfernt sein. Knochengewebe ist hart, aber auch extrem plastisch, da es einen Stoffwechsel von hochkomplexe Resorption und Reparatur durch Ionen, Zellen, Hormone, Proteine ​​und Faktoren ernährungsphysiologisch. Es gibt Fälle, in denen die Verletzungen und das Trauma zu aggressiv sind, um den Knochen zu reparieren, aber in den meisten Fällen kann sich das Knochengewebe nach einer Fraktur erholen.

Knochengewebe besteht aus 2% Zellen und 98% extrazellulären Substanzen, das heißt Knochenmatrix. Obwohl wir ein paar letzte Anmerkungen widmen werden, um die Zellen der Knochen zu kennen, konzentrieren wir uns diesmal auf das, was sie umgibt.

Was ist die Knochenmatrix?

Die Knochenmatrix es ist der charakteristische Bestandteil des Knochens, da es ihm seine anatomischen und physiologischen Eigenschaften verleiht. Es besteht zu 65-70% aus anorganischen Salzen (Mineralien) und zu 30-35% aus organischen Stoffen. Die Besonderheiten beider Elemente verraten wir Ihnen in den folgenden Zeilen.

1. Anorganischer Anteil

Der mineralische Teil der Matrix gibt den Knochen die Fähigkeit zur Speicherung, Widerstandsfähigkeit und zum Schutz. Das in diesem Abschnitt behandelte anorganische Material besteht aus Calciumphosphat-Ablagerungen, in Form einer Substanz, die als Hydroxyapatit bekannt ist. Apatitkristalle sind etwa 40 Nanometer lang und haben die Form eines sechseckigen Prismas, oft mit großer Entwicklung auf den Pyramidenflächen. Wie Sie bereits wissen, haben sie eine weißlich-gelbliche Farbe.

Wie bereits erwähnt, macht die anorganische Matrix etwa 70 % des Trockengewichts des Knochens aus. 99% des Kalziums, 85% des Phosphors und 40-60% des Natriums und Magnesiums, die der Körper benötigt, sind vollständig in unserem Skelett gespeichert. Ohne weiter zu gehen, Dank unserer Knochen „speichert“ der Mensch in uns 1-1,2 Kilogramm reines Kalzium. Dieses Mineral ist essentiell für die Muskelkontraktion, die Übertragung von Nervensignalen, die Aufnahme von Vitamin B12, die Stimulation der Hormonsekretion und vieles mehr.

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2. Bio-Anteil

Es macht ungefähr 30% der Knochenmatrix aus. Dieser organische Abschnitt wird hauptsächlich durch Proteine ​​repräsentiert, genauer gesagt durch verschiedene Arten von Kollagen. Kollagen Typ I ist am stärksten vorhanden (95% des gesamten organischen Anteils), aber auch Spuren von Kollagen Typ IV (5%) und gelegentlich Typ III werden beobachtet. Je nach Ausrichtung der Kollagenfasern, die Knochenmatrix kann laminarer, nicht-laminarer und osteonischer oder konzentrischer laminarer Natur sein.

Neben Kollagen finden wir im organischen Teil der Knochenmatrix auch andere Proteine, wenn auch in einem viel geringeren Anteil. Hier ist eine Liste der wichtigsten:

• Osteocalcin: ein Protein hormoneller Natur (Hormon), dessen Anwesenheit im Blut mit dem Knochenbildungskoeffizienten korreliert.
• Osteonectin: ein Phosphoprotein, das mit Kollagen und anorganischen Salzen in der Knochenmatrix interagiert.
• Thrombospondin: sekretorisches Protein mit antiangiogenen Fähigkeiten, dh es hemmt die Bildung neuer Blutgefäße aus bestehenden.
• Alkalische Phosphatase: verantwortlich für den Dephosphorylierungsprozess auf molekularer Ebene.

Der zelluläre Teil des Knochens

Wir verlassen die Knochenmatrix, um kurz die 2% der Zellsubstanz zu nennen, aus denen Knochengewebe besteht. Zuerst haben wir die Osteoprogenitorzellen, die sich während ihrer Entwicklung in andere Zellkörper differenzieren, die für die Knochenproduktion nützlich sind.

Von großem Interesse sind auch Osteoblasten, die Knochenzellen, die für die Sekretion der eben beschriebenen Knochenmatrix verantwortlich sind. Sie sind in der Lage, Hydroxyapatit-Kristalle zu synthetisieren, die, wie bereits erwähnt, aus Calcium und Phosphat bestehen. Es ist merkwürdig zu wissen, dass Osteoblasten, wie fast jeder andere Zelltyp, die Fähigkeit zur Selbstreplikation bewahren selbst, aber dies ist im Laufe der Zeit nicht möglich, da sie in der festen Matrix, die sie selbst "eingeschlossen" sind synthetisieren.

Hier kommen Osteozyten ins Spiel, die mehr als 90 % der Zellen im Knochengewebe darstellen.. Sie werden aus Osteoblasten (die wiederum von Osteoprogenitorzellen abgeleitet sind) und ihrer Arbeit gebildet besteht darin, die Knochenmatrix zu erhalten, entweder durch die Synthese neuer Materialien oder die Resorption von sich. Aufgrund ihrer Fähigkeit, Knochenkalzium zu speichern oder in das Blut „freizugeben“, gelten sie als aktiv am Stoffwechsel und Mineralstoffhaushalt des Körpers beteiligt.

An letzter Stelle haben wir Osteoklasten, mehrkernige Zellen, die Knochengewebe abbauen und resorbieren. Es mag kontraproduktiv erscheinen, Knochenmaterial zu zerstören (und das ist es wirklich), aber Wenn dem Körper für bestimmte physiologische Prozesse essentielle Mineralien fehlen, gibt es manchmal keine anderen Möglichkeit.

Die Knochenmatrix ist nicht wasserdicht

Wie bereits erwähnt, verändert sich die Knochenmatrix ständig. Normalerweise ist der Prozess der Synthese und Resorption der Matrix ausgewogen und wird durch Substanzen wie das Hormon vermittelt Nebenschilddrüse (PTH), Calcitonin, Östrogene, Vitamin D, verschiedene Zytokine und andere lokale Faktoren (Prostaglandine).

Der Höhepunkt der Knochenmasse liegt bei der menschlichen Spezies über 30 Jahre, denn bis hierher erfolgt das Knochenwachstum, bzw. eine höhere Rate der Matrixsynthese als der Resorption. Von hier aus wird ein physiologisches „Plateau“ erzeugt, das etwa 10 Jahre hält, aber mit zunehmendem Alter wird immer mehr Knochenmatrix zerstört und weniger synthetisiert.

Ab 40 Jahren gehen jedes Jahr 0,3-0,5% der Knochenmatrix verloren. Bei Frauen beschleunigt sich der Zustand in den Wechseljahren exorbitant durch den drastischen Abfall des Sexualhormone, was zu einem Knochenverlust von bis zu 5% pro Jahr führt (obwohl es später ist). stabilisieren).

Wie Sie vielleicht bereits vermuten, führt diese Knochenalterung zu einer Pathologie, die jedem älteren Menschen bekannt ist: Osteoporose. Diese Erkrankung tritt häufig in der alternden Bevölkerung auf, ist jedoch zweifellos ein klinisches Ereignis mit einer Inzidenz bei Frauen viel höher, aufgrund der übertriebenen Knochenresorption, die in den 5-7 Jahren nach der Menopause auftritt.

Es wird geschätzt, dass 80 % der Frauen über 80 Jahre leiden an Osteoporose, während die Prävalenz bei älteren Männern über 70 Jahren bei 11,3% schwankt. Es überrascht nicht, dass die meisten Hüftfrakturen und andere schwere Verletzungen bei Menschen mit fortgeschrittenes Alter: Wenn die Knochen brüchig sind, kann jeder Sturz die Integrität des Knochens ernsthaft beeinträchtigen Individuell.

Fortsetzen

Wir wollen nicht mit einer schlechten Note enden, denn die Entwicklung des Prozesses ist genauso wichtig wie sein Ergebnis. Die Knochenmatrix birgt unendlich viele Geheimnisse und ist ohne Zweifel ein aus anatomischer und physiologischer Sicht wirklich faszinierendes Konglomerat von Substanzen. Wie kann man zum Beispiel vermuten, dass ein Kalziummangel im Körper dazu führen könnte, dass die Knochenmatrix von Knochenzellen aktiv abgebaut wird?

Wie Sie gesehen haben, ist nichts im Menschen unverrückbar, so starr und unzerstörbar es auch erscheinen mag. Wie alle Gewebe, die uns definieren, unterliegen auch Knochen drastischen Veränderungen, die auf der individuellen Entwicklung, den Umweltbedingungen, der inneren Homöostase und vielen anderen Faktoren beruhen.

Bibliographische Referenzen:

• Knochenmatrix und Konsolidierung, Medwave. Abgeholt am 25. Februar um https://www.medwave.cl/link.cgi/Medwave/Revisiones/RevisionClinica/4155
• Modul der anatomischen und physiologischen Grundlagen des Sports: die Knochen. Abgeholt am 25. Februar um http://www.edvillajunco.es/doc/1_los_huesos.pdf
• Journal of Osteoporose und Mineralstoffwechsel: Osteoporose. Definition. Epidemiologie. Abgeholt am 25. Februar um http://revistadeosteoporosisymetabolismomineral.com/2017/07/11/osteoporosis-definicion-epidemiologia/#:~:text=En%20Espa%C3%B1a%20se%20calcula%20que,%2D29%2C57%25)9.