Кісткова матриця: що це, компоненти та характеристики

Кістки - це жорсткі органи, які утворюють ендоскелет хребетних тварин. Його основна функція - надати живим істотам захист, здатність до пересування, підтримку, виробництво клітини крові (кровотворення) та зберігання та вивільнення мінералів на основі фізіологічних потреб організм.

Разом із м’язами та сухожиллями набір кісток утворює в людині те, що ми знаємо як „опорно-руховий апарат”. Поперечно-смугаста мускулатура стискається за бажанням, базуючись на вказівках мозку, і як вона додається до кістки, діє як важіль для виконання рухів, які ми хочемо виконати в будь-який час кістки.

У людини в цілому 206 кісток. 80 з них є частиною осьового скелета, центральної осі тіла, а 126 складають наші кінцівки. Окрім базової остеології, яку вже досліджували в інших випадках, сьогодні ми представляємо вам тканинний зріз кістки, що представляє надзвичайний інтерес на анатомічному та клінічному рівні: знати все про кістковий матрикс.

• Пов’язана стаття: "4 найважливіші захворювання кісткової системи"

Загальні положення кісткової тканини

Кісткова тканина, поряд з кістковим мозком та іншими сполучними тканинами, надає структуру та функціональність кісткам.. Зі свого боку, це визначається як тканинна організація кон’юнктивного характеру, що складається з клітин та кальцифікованих неживих елементів, які утворюють те, що ми знаємо як позаклітинний кістковий матрикс.

Оскільки ми вважаємо їх твердими та стійкими, ми вважаємо, що кістки є фізіологічно жорсткими і що вони не зазнають змін з часом: ніщо не може бути далі від істини. Кісткова тканина тверда, але також надзвичайно пластична, оскільки в ній спостерігається метаболізм дуже складна резорбція та відновлення, опосередковані іонами, клітинами, гормонами, білками та факторами поживна. Бувають випадки, коли травми та травми є занадто агресивними, щоб кістка була відновлена, але, в більшості випадків, кісткова тканина здатна замінюватися після перелому.

Кісткова тканина складається з 2% клітин і 98% позаклітинних речовин, тобто кістковий матрикс. Хоча ми присвятимо кілька заключних нотаток, щоб знати клітини кісток, цього разу ми зосередимося на тому, що їх оточує.

Що таке кістковий матрикс?

Кістковий матрикс це характерний компонент кістки, оскільки надає їй анатомо-фізіологічних якостей. Він складається з 65-70% неорганічних солей (мінералів) та 30-35% органічних речовин. У наступних рядках ми розповімо вам про особливості обох елементів.

1. Неорганічна порція

Мінеральна частина матриці - це те, що надає кісткам здатність зберігати, опір і захист. Неорганічний матеріал, охоплений цим розділом, складається з фосфатних відкладень кальцію, у формі речовини, відомої як гідроксиапатит. Кристали апатиту мають довжину близько 40 нанометрів і за формою нагадують шестикутну призму, часто з великим розвитком на гранях піраміди. Як ви вже знаєте, вони мають білувато-жовтуватий колір.

Як ми вже говорили, неорганічний матрикс становить приблизно 70% сухої маси кістки. 99% кальцію, 85% фосфору та 40-60% натрію і магнію, необхідних організму, повністю зберігаються в нашому скелеті. Не йдучи далі, завдяки нашим кісткам люди “зберігають” у нас 1-1,2 кілограма чистого кальцію. Цей мінерал необхідний для скорочення м’язів, передачі нервових сигналів, засвоєння вітаміну В12, стимуляції гормональних виділень та багато іншого.

• Вас можуть зацікавити: "Основні типи клітин людського тіла"

2. Органічна порція

Приблизно на це припадає 30% кісткового матриксу. Цей органічний розділ представлений переважно білками, точніше, різними типами колагену. Колаген типу I є найбільш присутнім (95% від загальної кількості органіки), але також спостерігаються сліди колагену типу IV (5%), а іноді і типу III. Залежно від орієнтації колагенових волокон, кістковий матрикс може бути ламінарним, неламінарним та остеонічним або концентричним ламінарним за своєю природою.

Окрім колагену, в органічній частині кісткового матриксу ми також знаходимо інші білки, хоча в значно меншій пропорції. Ось список найважливіших:

• Остеокальцин: білок гормональної природи (гормон), присутність якого в крові корелює з коефіцієнтом утворення кісток.
• Остеонектин: фосфопротеїн, який взаємодіє з колагеном та неорганічними солями в кістковому матриксі.
• Тромбоспондин: секреторний білок з антиангіогенними властивостями, тобто пригнічує утворення нових кровоносних судин із існуючих.
• Лужна фосфатаза: відповідає за процес дефосфорилювання на молекулярному рівні.

Клітинна частина кістки

Ми залишаємо кістковий матрикс, щоб коротко назвати, що 2% клітинної речовини, що становить кісткову тканину. Спочатку ми маємо остеопрогеніторні клітини, які під час свого розвитку диференціюються в інші клітинні тіла, корисні для виробництва кісток.

Великий інтерес також представляють остеобласти, кісткові клітини, відповідальні за секрецію кісткового матриксу, який ми щойно описали. Вони здатні синтезувати кристали гідроксиапатиту, які, як ми вже говорили, складаються з кальцію та фосфату. Цікаво знати, що остеобласти, як майже будь-який інший тип клітин, зберігають здатність до реплікації самі з собою, але це неможливо з часом, оскільки вони "замикаються" у твердій матриці, яку вони самі синтезувати.

Тут в гру вступають остеоцити, які представляють понад 90% клітин кісткової тканини.. Вони утворюються з остеобластів (які, в свою чергу, походять з остеопрогеніторних клітин) та їх роботи полягає у підтримці кісткового матриксу або шляхом синтезу нових матеріалів, або через резорбцію самі. Завдяки своїй здатності зберігати або «випускати» кістковий кальцій у кров, вони вважаються активними учасниками метаболізму та мінерального балансу в організмі.

На останньому місці ми маємо остеокласти, багатоядерні клітини, які деградують і реабсорбують кісткову тканину. Знищення кісткового матеріалу (і це насправді) може здатися непродуктивним, але, Коли в організмі не вистачає мінералів, необхідних для певних фізіологічних процесів, інколи іншого немає варіант.

Кістковий матрикс не є водонепроникним

Як ми вже говорили раніше, кістковий матрикс постійно змінюється. Зазвичай процес синтезу та резорбції матриксу збалансований і опосередковується такими речовинами, як гормон паратиреоїд (ПТГ), кальцитонін, естрогени, вітамін D, різні цитокіни та інші місцеві фактори (простагландини).

Пік кісткової маси знаходиться у людського виду протягом 30 років, оскільки до цього часу ріст кісток або, що є тим самим, є вищою швидкістю синтезу матриксу, ніж резорбція. Звідси створюється фізіологічне "плато", яке триває близько 10 років, але з віком все більше і більше кісткового матриксу руйнується, а менше синтезується.

З 40 років щороку втрачається 0,3-0,5% кісткового матриксу. У жінок стан надзвичайно прискорюється під час менопаузи через різке падіння статеві гормони, що означає швидкість втрати кісткової тканини до 5% на рік (хоча це пізніше стабілізувати).

Як ви вже підозрюєте, це старіння кісток перетворюється на патологію, більш відому будь-якій людині похилого віку: остеопороз. Цей стан є загальним у людей, що старіють, але, безсумнівно, це клінічна подія з частотою захворювання набагато вищий у жінок через посилену резорбцію кісток, що відбувається через 5-7 років після менопаузи.

За підрахунками 80% жінок старше 80 років страждають на остеопороз, тоді як поширеність серед літніх чоловіків старше 70 років коливається на 11,3%. Не дивно, що більшість переломів стегна та інші серйозні травми трапляються у людей з похилий вік: коли кістки крихкі, будь-яке падіння може серйозно порушити цілісність індивідуальна.

Резюме

Ми не хочемо закінчувати на кислій ноті, оскільки розвиток процесу настільки важливий, як і його результат. Кістковий матрикс містить нескінченність таємниць, і, без сумніву, це справді захоплюючий конгломерат речовин з анатомічної та фізіологічної точки зору. Як запідозрити, наприклад, що дефіцит кальцію в організмі може призвести до того, що кістковий матрикс активно руйнується кістковими клітинами?

Як ви бачили, ніщо в людській істоті не є нерухомим, яким би жорстким і незнищенним воно не здавалося. Як і всі тканини, що визначають нас, кістки зазнають кардинальних змін на основі індивідуального розвитку, умов навколишнього середовища, внутрішнього гомеостазу та багатьох інших факторів.

Бібліографічні посилання:

• Кісткова матриця та консолідація, Medwave. Підняли 25 лютого о https://www.medwave.cl/link.cgi/Medwave/Revisiones/RevisionClinica/4155
• Модуль анатомо-фізіологічних основ спорту: кістки. Підняли 25 лютого о http://www.edvillajunco.es/doc/1_los_huesos.pdf
• Журнал остеопорозу та метаболізму мінералів: остеопороз. Визначення. Епідеміологія. Підняли 25 лютого о http://revistadeosteoporosisymetabolismomineral.com/2017/07/11/osteoporosis-definicion-epidemiologia/#:~:text=En%20Espa%C3%B1a%20se%20calcula%20que,%2D29%2C57%25)9.