Kemikal na komposisyon ng tissue ng buto

Ang intercellular organic matrix ng compact bone ay bumubuo ng halos 20%, mga inorganic na sangkap - 70% at tubig - 10%. Ang mga organikong sangkap ay nangingibabaw sa kanseladong buto, na nagkakahalaga ng higit sa 50%, hindi mga organikong compound account para sa 33-40%. Ang dami ng tubig ay humigit-kumulang kapareho ng sa isang compact bone.

Organic bone tissue matrix. Humigit-kumulang 95% ng organic matrix ay collagen type I. Ang ganitong uri ng collagen ay matatagpuan din sa mga tendon at balat, ngunit ang bone tissue collagen ay may ilang mga espesyal na katangian. Naglalaman ito ng bahagyang hydroxyproline, pati na rin ang mga libreng amino group ng lysine at oxylysine residues. Tinutukoy nito ang presensya higit pa mga cross-link sa mga hibla ng collagen at ang kanilang higit na lakas. Kung ikukumpara sa collagen mula sa iba pang mga tisyu, ang collagen ng buto ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang mas mataas na nilalaman ng pospeyt, na pangunahing nauugnay sa mga residu ng serine.

Ang mga protina ng non-collagenous na kalikasan ay kinakatawan ng glycoproteins, mga bahagi ng protina ng proteoglycans. Nakikilahok sila sa paglaki at pag-unlad ng buto, ang proseso ng mineralization, at metabolismo ng tubig-asin. Ang mga albumin ay kasangkot sa transportasyon ng mga hormone at iba pang mga sangkap mula sa dugo.

Ang nangingibabaw na protina ng non-collagenous na kalikasan ay osteocalcin. Ito ay naroroon lamang sa mga buto at ngipin. Ito ay isang maliit na (49 amino acid residues) na protina, na tinatawag ding bone glutamine protein o gla protein. Tatlong residues ang matatagpuan sa molekula ng osteocalcin
γ-carboxyglutami bagong acid. Dahil sa mga nalalabi na ito, nagagawa nitong magbigkis ng calcium. Ang bitamina K ay kinakailangan para sa synthesis ng osteocalcin (Larawan 34).

kanin. 34. Post-translational modification ng osteocalcin

Ang organic matrix ng bone tissue ay kinabibilangan ng glycosaminoglycans, ang pangunahing kinatawan nito ay chondroitin-4-sulfate. Ang Chondroitin 6-sulfate, keratan sulfate at hyaluronic acid ay nakapaloob sa maliliit na dami. Ang ossification ay sinamahan ng pagbabago sa glycosaminoglycans: ang mga sulfated compound ay nagbibigay-daan sa mga hindi na-sulfate. Ang mga glycosaminoglycans ay kasangkot sa pagbubuklod ng collagen sa calcium, regulasyon ng metabolismo ng tubig at asin.

Ang citrate ay kinakailangan para sa mineralization ng buto. Ito ay bumubuo ng mga kumplikadong compound na may calcium at phosphorus salts, na ginagawang posible upang madagdagan ang kanilang konsentrasyon sa tissue sa isang antas kung saan maaaring magsimula ang crystallization at mineralization. Makikilahok din ito sa pag-regulate ng mga antas ng calcium sa dugo. Bilang karagdagan sa citrate, succinate, fumarate, malate, lactate at iba pang mga organic na acid ay natagpuan sa tissue ng buto.

Ang bone matrix ay naglalaman ng maliit na halaga ng mga lipid. Ang mga lipid ay may mahalagang papel sa pagbuo ng crystallization nuclei sa panahon ng mineralization ng buto.

Ang mga osteoblast ay mayaman sa RNA. Ang mataas na nilalaman ng RNA sa mga selula ng buto ay sumasalamin sa kanilang aktibidad at patuloy na biosynthetic function.

Ang balangkas ng sinumang nasa hustong gulang na tao ay may kasamang 206 iba't ibang buto, lahat sila ay iba sa istraktura at papel. Sa unang sulyap, mukhang matigas sila, hindi nababaluktot at walang buhay. Ngunit ito ay isang maling impression; ang iba't ibang mga metabolic na proseso, pagkasira at pagbabagong-buhay ay patuloy na nangyayari sa kanila. Sila, kasama ang mga kalamnan at ligaments, ay bumubuo ng isang espesyal na sistema, na tinatawag na " musculoskeletal tissue", ang pangunahing pag-andar kung saan ay musculoskeletal. Ito ay nabuo mula sa ilang mga uri ng mga espesyal na selula na naiiba sa istraktura, functional na mga tampok at kahulugan. Ang mga selula ng buto, ang kanilang istraktura at mga tungkulin ay tatalakayin pa.

Ang istraktura ng tissue ng buto

Ito ay isang hiwalay na uri ng connective tissue; lahat ng buto sa katawan ay nabuo mula dito. katawan ng tao. Binubuo ito ng mga espesyal na cell at intercellular substance. Kasama sa huli ang isang organic matrix na binubuo ng mga collagen fibers (90-95% ng kabuuang masa) at mga sangkap ng mineral, pangunahin ang mga calcium salts (5-10%). Salamat sa komposisyon na ito, ang tisyu ng buto ng tao ay may maayos na kumbinasyon ng katigasan at pagkalastiko. Mayroong tatlong grupo ng mga selula: osteoclast (kaliwa), osteoblast (gitna), osteocytes (kanan sa larawan).

Tingnan natin ang mga ito nang mas detalyado sa ibaba. Ang collagen na nakapaloob sa matrix ay naiiba sa mga katapat nito na matatagpuan sa iba pang mga tisyu, pangunahin dahil sa ang katunayan na ito ay naglalaman ng mas tiyak na polypeptides. Ang mga hibla ay matatagpuan, bilang isang panuntunan, parallel sa antas ng pinaka-malamang na pag-load sa buto. Ito ay salamat dito na ang pagkalastiko at katatagan ay napanatili.

Kung ang buto ay nalantad sa hydrochloric acid, ang mga mineral na sangkap ay matutunaw, ngunit ang mga organikong sangkap (ossein) ay mananatili. Mapapanatili nila ang kanilang hugis, ngunit magiging sobrang flexible at lubhang madaling kapitan sa pagpapapangit. Ang kundisyong ito ay tipikal para sa maliliit na bata. Mayroon silang mataas na nilalaman ng ossein, kaya ang kanilang mga buto ay mas nababanat kaysa sa mga may sapat na gulang. At ang kabaligtaran na kaso ay nangyayari kapag ang mga organikong sangkap ay nawala, ngunit ang mga mineral na sangkap ay nananatili. Nangyayari ito kung, halimbawa, ang isang buto ay nasunog: mapapanatili nito ang hugis nito, ngunit sa parehong oras ito ay magiging napakarupok at maaaring gumuho kahit na mula sa isang bahagyang pagpindot. Ang komposisyon ng tissue ng buto ay sumasailalim sa gayong mga pagbabago sa katandaan. Ang bahagi ng mga mineral na asing-gamot ay umabot sa 80% ng kabuuang masa. Samakatuwid, ang mga matatandang tao ay mas madaling kapitan sa iba't ibang uri ng mga bali at pinsala.

Kung magtatatag ka ng density ng bone tissue (volume), papayagan ka nitong suriin ang lakas ng balangkas at ang mga indibidwal na bahagi nito. Ang ganitong mga pag-aaral ay isinasagawa gamit ang computed tomography. Ang napapanahong pagsusuri ay nagpapahintulot sa iyo na simulan ang paggamot o pagpapanatili ng therapy sa oras.

Mga Osteoblast (aktibo): mga tampok na istruktura

Ang mga osteoblast ay mga selula ng tissue ng buto na matatagpuan sa itaas na mga layer nito, na may polygonal, cubic na hugis na may iba't ibang uri mga shoots. Ang mga panloob na nilalaman ay hindi gaanong naiiba sa iba. Ang isang mahusay na binuo na butil na endoplasmic reticullum ay naglalaman ng iba't ibang elemento, ribosome, ang Golgi apparatus, isang bilog o hugis-itlog na nucleus na mayaman sa chromatin at naglalaman ng isang nucleolus. Sa labas, ang mga bone tissue cells na ito ay napapalibutan ng pinakamagagandang microfibrils.

Ang pangunahing pag-andar ng osteoblast ay ang synthesis ng mga bahagi intercellular substance. Ang mga ito ay collagen (pangunahin ang unang uri), matrix glycoproteins (osteocalcin, osteonectin, osteopontin, bone sialoprotein), proteoglycans (biglycan, hyaluronic acid, decorin), pati na rin ang iba't ibang bone morphogenetic proteins, growth factor, enzymes, phosphoproteins. Ang kapansanan sa produksyon ng lahat ng mga compound na ito ng mga osteoblast ay sinusunod sa ilang mga sakit. Halimbawa, ang kakulangan sa bitamina C (scurvy) sa mga bata ay nailalarawan sa kapansanan sa pag-unlad at paglaki ng buto dahil sa isang depekto sa synthesis ng collagen at glycosaminoglycans. Para sa parehong dahilan, ang pagpapanumbalik ng tissue ng buto at pagpapagaling ng mga bali ay bumabagal. Dahil ang mga osteoblast ay talagang responsable para sa paglaki, sila ay naroroon lamang sa pagbuo ng tissue ng buto.

Mekanismo ng mineralization ng organic matrix ng mga osteoblast

Mayroong dalawang paraan:

Deposition ng hydroxylate crystals kasama ang collagen fibrils mula sa supersaturated extracellular fluid. Ang isang espesyal na tungkulin ay itinalaga sa ilang mga proteoglycan, na nagbubuklod sa calcium at nagpapanatili nito sa mga lugar na may puwang.
Ang pagtatago ng mga espesyal na vesicle ng matrix. Ito ay mga maliliit na istruktura ng lamad na na-synthesize at itinago ng mga osteoblast. Naglalaman ang mga ito ng mataas na konsentrasyon ng calcium phosphate at alkaline phosphatase. Ang espesyal na microenvironment na nilikha sa loob ng mga bula ay pinapaboran ang pagbuo ng mga unang hydroxyapatite na kristal.

Ang rate ng mineralization ng osteoid (buto tissue sa yugto ng pagbuo) ay maaaring mag-iba nang malaki; karaniwang tumatagal ito ng mga 15 araw. Maaaring mangyari ang mga kaguluhan kapag bumababa ang konsentrasyon ng calcium o phosphate ions sa dugo. Ang resulta nito ay paglambot at pagpapapangit ng mga buto - osteomalacia. Ang mga katulad na karamdaman ay sinusunod, halimbawa, na may rickets (kakulangan sa bitamina D).

Hindi aktibo (nagpapahinga) na mga osteoblast

Binubuo ang mga ito mula sa mga aktibong osteoblast; sa hindi lumalagong buto, sumasakop sila sa halos 80-95% ng ibabaw nito. Mayroon silang isang patag na hugis na may fusiform nucleus. Ang natitirang organelles ay nabawasan. Ngunit ang mga receptor na tumutugon sa iba't ibang mga hormone at mga salik ng paglago. Sa pagitan ng mga nagpapahingang osteoblast at osteocytes, ang isang koneksyon ay pinananatili at sa gayon ay nabuo ang isang sistema na kumokontrol. metabolismo ng mineral. Kung ang anumang pinsala ay nangyari (mga pinsala, bali), ang mga ito ay isinaaktibo, at ang aktibong collagen synthesis at ang paggawa ng isang organic na matrix ay magsisimula. Sa madaling salita, dahil sa kanila, nangyayari ang pagbabagong-buhay ng bone tissue. Kasabay nito, maaari silang maging sanhi ng isang malignant na tumor - osteosarcoma.

Osteocytes: istraktura at pag-andar

Ang mga selulang ito ay bumubuo ng batayan ng mature bone tissue. Ang kanilang hugis ay hugis spindle, na may maraming mga sanga. Ang mga organelle ay makabuluhang mas maliit kumpara sa mga osteoblast; mayroong isang bilugan na nucleus (ang heteochromatin ay nangingibabaw dito) na may isang nucleolus. Ang mga Osteocytes ay matatagpuan sa lacunae, ngunit hindi direktang nakikipag-ugnay sa matrix, ngunit napapalibutan ng isang manipis na layer ng fluid ng buto. Nagbibigay ito ng nutrisyon sa mga selula.

Ang kanilang mga proseso, na medyo mahaba, hanggang sa 50 µm, at matatagpuan sa mga espesyal na tubule, ay magkatulad na pinaghihiwalay. Mayroong maraming mga ito, ang tissue ng buto ay literal na natatakpan sa kanila, bumubuo sila ng sistema ng paagusan nito, na naglalaman ng likido sa tisyu. Sa pamamagitan nito, nangyayari ang pagpapalitan ng mga sangkap sa pagitan ng intercellular substance at mga cell. Nararapat din na tandaan na hindi sila nahahati, ngunit nabuo mula sa mga osteoblast at ang mga pangunahing bahagi sa nabuo na tisyu ng buto.

Ang pangunahing function ng osteocytes ay upang mapanatili ang normal na estado ng bone matrix at ang balanse ng calcium at phosphorus sa katawan. Nakikita nila ang mekanikal na stress at sensitibo sa mga potensyal na elektrikal na nagmumula sa pagkilos ng mga deforming forces. Ang reaksyon sa kanila, nag-trigger sila ng isang lokal na proseso kung saan ang nag-uugnay na tissue ng buto ay nagsisimulang muling itayo.

Mga Osteoklas

Ang pangalang ito ay ibinigay sa malalaking selula na naglalaman ng 5 hanggang 100 nuclei, na may monocytic na pinagmulan, na sumisira sa mga buto at cartilage o, sa madaling salita, nagiging sanhi ng kanilang resorption. Ang cytoplasm ng osteoclast ay naglalaman ng maraming mitochondria, mga elemento ng ER (granular) at Golgi apparatus, ribosomes, pati na rin ang mga lysosome ng iba't ibang mga function. Ang nuclei ay naglalaman ng malaking halaga ng chromatin at may malinaw na nakikitang nucleoli. Mayroon ding sapat na bilang ng mga proseso ng cytoplasmic, karamihan sa kanila ay matatagpuan sa ibabaw na katabi ng nawasak na buto. Pinapataas nila ang lugar ng pakikipag-ugnayan dito. Ang tisyu ng buto ay nagsisimulang masira kapag ang antas ng isang espesyal na hormone (parathyroid) ay tumaas, na humahantong sa pag-activate ng mga osteoclast. Ang mekanismo ng prosesong ito ay nauugnay sa kanilang paglabas carbon dioxide, na sa ilalim ng impluwensya ng isang espesyal na enzyme (carbonic anhydrase) ay na-convert sa isang acid na tinatawag na carbonic acid, na dissolves calcium salts.

Mekanismo ng resorption ng buto

Ito ay nagkakahalaga ng noting na ang proseso ng pagkawasak ay nangyayari cyclically, at mga panahon mataas na aktibidad bawat cell ay palaging pinapalitan ng mga panahon ng pahinga. Ang resorption ay nangyayari sa maraming yugto:

Ang pag-attach ng osteoclast sa nawasak na ibabaw ng buto, na may isang binibigkas na muling pagsasaayos ng cytoskeleton nito na sinusunod.
Oxidation ng mga nilalaman ng lacunae. Nangyayari ito alinman sa pamamagitan ng paglabas ng mga nilalaman ng vacuole, na may acidic na kapaligiran, o bilang resulta ng pagkilos ng mga proton pump.
Pagkasira ng bahagi ng mineral ng matris.
Paglusaw ng mga organikong compound bilang resulta ng pagkilos ng mga enzyme na itinago ng mga osteoclast sa lacuna at isinaaktibo ng isang acidic na kapaligiran.
Pag-alis ng mga produkto ng pagkasira ng tissue ng buto.

Ang regulasyon ng aktibidad ng osteoclast ay tinutukoy ng pangkalahatan at lokal na salik. Ang una, halimbawa, ay kinabibilangan ng parathyroid hormone at bitamina D, pinasisigla nila ang aktibidad. Ang calcitonin at estrogens ay nagbabawal. Ang mga lokal na kadahilanan ay kinabibilangan ng isang kadahilanan tulad ng paglikha ng isang lokal na electric field sa ilalim ng mekanikal na stress, kung saan ang mga cell na ito ay masyadong sensitibo.

Ang istraktura ng coarse-fiber bone tissue

Ang pangalawang pangalan nito ay reticulofibrous. Ito ay nabuo sa embryo bilang hinaharap na batayan ng mga buto. Sa isang may sapat na gulang, ang presensya nito ay minimal; nananatili ito sa mga tahi ng bungo pagkatapos nilang gumaling at sa mga lugar kung saan ang mga tendon ay nakakabit sa mga buto, pati na rin sa mga lugar ng osteogenesis, halimbawa, sa panahon ng pagpapagaling ng iba't ibang uri ng mga bali. Ang istraktura ng bone tissue ng species na ito ay tiyak. Ang mga hibla ng collagen ay kinokolekta sa mga siksik na bundle, na random na nakaayos at may "mga crossbars" sa pagitan ng mga ito. Ito ay may mababang lakas ng makina, ang nilalaman ng mga osteocytes ay makabuluhang mas mataas kumpara sa lamellar variety. Sa mga pathological na kondisyon, ang ganitong uri ng paglaki ng tissue ng buto ay nangyayari kapag ang buto ay nabali o sa Paget's disease.

Mga tampok ng lamellar bone tissue

Ito ay nabuo sa pamamagitan ng mga bone plate na may kapal na 4-15 microns. Ang mga ito, sa turn, ay binubuo ng tatlong bahagi: osteocytes, ground substance at collagen thin fibers. Ang lahat ng buto ng isang may sapat na gulang ay nabuo mula sa tissue na ito. Ang mga collagen fibers ng unang uri ay namamalagi parallel sa isa't isa at nakatuon sa isang tiyak na direksyon, habang sa kalapit na mga plate ng buto sila ay nakadirekta sa tapat na direksyon at bumalandra halos sa isang tamang anggulo. Sa pagitan ng mga ito ay ang mga katawan ng mga osteocytes sa lacunae. Ang istraktura ng tissue ng buto ay nagbibigay nito ng pinakamalaking lakas.

Kanselahing buto

Ang pangalang "trabecular substance" ay matatagpuan din. Kung gumuhit tayo ng isang pagkakatulad, ang istraktura ay maihahambing sa isang ordinaryong espongha, na binuo mula sa mga plate ng buto na may mga cell sa pagitan ng mga ito. Ang mga ito ay nakaayos sa isang maayos na paraan, alinsunod sa ibinahagi na functional load. Ang mga epiphyses ng mahabang buto ay pangunahing binuo mula sa spongy substance, ang ilan ay halo-halong at patag, at lahat ay maikli. Makikita na ang mga ito ay higit sa lahat ay magaan at sa parehong oras ay malakas na bahagi ng balangkas ng tao, na nakakaranas ng mga pagkarga sa iba't ibang direksyon. Ang mga pag-andar ng tissue ng buto ay may direktang kaugnayan sa istraktura nito, na sa kasong ito nagbibigay malaking lugar para sa mga metabolic na proseso na isinasagawa dito, nagbibigay ito ng mataas na lakas na sinamahan ng mababang timbang.

Siksik (compact) na sangkap ng buto: ano ito?

Ang diaphyses ng tubular bones ay binubuo ng isang compact substance; bilang karagdagan, sinasaklaw nito ang kanilang mga epiphyses mula sa labas na may manipis na plato. Ito ay tinusok ng makitid na mga channel, kung saan dumadaan ang mga nerve fibers at mga daluyan ng dugo. Ang ilan sa kanila ay matatagpuan parallel sa ibabaw ng buto (gitna o Haversian). Ang iba ay lumalabas sa ibabaw ng buto (nutrient openings), kung saan ang mga arterya at nerbiyos ay tumagos sa loob, at ang mga ugat ay tumagos palabas. Ang gitnang kanal, kasama ang mga buto na nakapalibot dito, ay bumubuo ng tinatawag na Haversian system (osteon). Ito ang pangunahing nilalaman ng compact substance at sila ay itinuturing na morphofunctional unit nito.

Ang Osteon ay isang istrukturang yunit ng tissue ng buto

Ang pangalawang pangalan nito ay ang Haversian system. Ito ay isang koleksyon ng mga plate ng buto na mukhang mga cylinder na ipinasok sa bawat isa, ang puwang sa pagitan ng mga ito ay napuno ng mga osteocytes. Sa gitna ay ang Haversian canal, kung saan dumadaan ang mga daluyan ng dugo na nagsisiguro ng metabolismo sa mga selula ng buto. Sa pagitan ng mga katabing structural unit ay may mga intercalary (interstitial) plate. Sa katunayan, ang mga ito ay ang mga labi ng mga osteon na umiral noon at nawasak sa sandaling ang tissue ng buto ay sumailalim sa muling pagsasaayos. Mayroon ding mga pangkalahatan at nakapalibot na mga plato; bumubuo sila ng pinakaloob at panlabas na mga layer ng compact bone substance, ayon sa pagkakabanggit.

Periosteum: istraktura at kahalagahan

Batay sa pangalan, matutukoy natin na sakop nito ang labas ng mga buto. Ito ay nakakabit sa kanila sa tulong ng mga hibla ng collagen, na nakolekta sa makapal na mga bundle, na tumagos at nag-intertwine sa panlabas na layer ng mga plate ng buto. Mayroon itong dalawang natatanging layer:

panlabas (ito ay nabuo sa pamamagitan ng siksik na mahibla, hindi nabuong nag-uugnay na tisyu, ito ay pinangungunahan ng mga hibla na matatagpuan parallel sa ibabaw ng buto);
ang panloob na layer ay mahusay na tinukoy sa mga bata at hindi gaanong kapansin-pansin sa mga matatanda (nabuo ng maluwag na fibrous connective tissue, na naglalaman ng hugis ng spindle na mga flat cell - hindi aktibong osteoblast at ang kanilang mga precursors).

Ang periosteum ay gumaganap ng ilang mahahalagang tungkulin. Una, trophic, iyon ay, nagbibigay ito ng nutrisyon sa buto, dahil naglalaman ito ng mga sisidlan sa ibabaw na tumagos sa loob kasama ang mga nerbiyos sa pamamagitan ng mga espesyal na nutrient openings. Ang mga channel na ito ay nagpapakain sa bone marrow. Pangalawa, regenerative. Ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng pagkakaroon ng mga osteogenic cells, na, kapag pinasigla, ay nagbabago sa mga aktibong osteoblast na gumagawa ng matrix at nagiging sanhi ng paglaki ng tissue ng buto, na tinitiyak ang pagbabagong-buhay nito. Pangatlo, ang mekanikal o suportang function. Iyon ay, tinitiyak ang mekanikal na koneksyon ng buto sa iba pang mga istraktura na nakakabit dito (tendon, kalamnan at ligaments).

Mga function ng bone tissue

Kabilang sa mga pangunahing pag-andar ay ang mga sumusunod:

Motor, suporta (biomekanikal).
Protective. Pinoprotektahan ng mga buto ang utak, mga daluyan ng dugo at nerbiyos mula sa pinsala, lamang loob atbp.
Hematopoietic: ang hemo- at lymphopoiesis ay nangyayari sa bone marrow.
Metabolic function (paglahok sa metabolismo).
Reparative at regenerative, na binubuo sa pagpapanumbalik at pagbabagong-buhay ng tissue ng buto.
Tungkulin na bumubuo ng morph.
Ang bone tissue ay isang uri ng depot ng mga mineral at growth factor.

Ang mga ngipin ay matatagpuan sa mga socket ng buto - hiwalay na mga selula ng mga proseso ng alveolar ng upper at lower jaws. Ang bone tissue ay isang uri ng connective tissue na nabubuo mula sa mesoderm at binubuo ng mga cell, isang intercellular non-mineralized organic matrix (osteoid) at ang pangunahing mineralized intercellular substance.

5.1. ORGANISASYON AT ISTRUKTURA NG BONE TISSUE NG MGA PROSESO NG ALVEOLAR

Ang ibabaw ng alveolar bone ay sakop periosteum(periosteum), na nakararami na nabuo sa pamamagitan ng siksik na fibrous connective tissue, kung saan ang 2 layer ay nakikilala: ang panlabas - fibrous at ang panloob - osteogenic, na naglalaman ng mga osteoblast. Ang mga daluyan at nerbiyos ay dumadaan mula sa osteogenic layer ng periosteum papunta sa buto. Ang makapal na bundle ng perforating collagen fibers ay nag-uugnay sa buto sa periosteum. Ang periosteum ay hindi lamang nagsasagawa ng isang trophic function, ngunit nakikilahok din sa paglaki at pagbabagong-buhay ng buto. Bilang resulta, tissue ng buto mga proseso ng alveolar ay may mataas na kakayahan sa pagbabagong-buhay hindi lamang sa ilalim ng mga kondisyon ng physiological, sa ilalim ng mga impluwensya ng orthodontic, kundi pati na rin pagkatapos ng pinsala (fractures).

Ang mineralized matrix ay isinaayos sa trabeculae - ang istruktura at functional na mga yunit ng spongy bone tissue. Ang mga selula ng tissue ng buto - osteocytes, osteoblast, osteoclast - ay matatagpuan sa lacunae ng mineralized matrix at sa ibabaw ng trabeculae.

Ang katawan ay patuloy na sumasailalim sa mga proseso ng pag-renew ng bone tissue sa pamamagitan ng time-coupled bone formation at resorption (resorption) ng buto. Ang iba't ibang mga selula ng tissue ng buto ay aktibong nakikilahok sa mga prosesong ito.

Ang cellular na komposisyon ng tissue ng buto

Ang mga cell ay sumasakop lamang ng 1-5% ng kabuuang dami ng bone tissue ng adult skeleton. Mayroong 4 na uri ng bone tissue cells.

Mesenchymal na walang pagkakaiba na mga selula ng buto ay matatagpuan higit sa lahat bilang bahagi ng panloob na layer ng periosteum, na sumasakop sa ibabaw ng buto mula sa labas - ang periosteum, pati na rin bilang bahagi ng endosteum, na naglinya ng mga contour ng lahat ng mga panloob na lukab ng buto, ang mga panloob na ibabaw ng buto. Tinawag sila lining, o tabas, mga selula. Ang mga selulang ito ay maaaring bumuo ng mga bagong selula ng buto - mga osteoblast at osteoclast. Alinsunod sa pagpapaandar na ito, tinawag din sila osteogenic mga selula.

Mga Osteoblast- mga cell na matatagpuan sa mga zone ng pagbuo ng buto sa panlabas at panloob na ibabaw ng buto. Ang mga Osteoblast ay naglalaman ng medyo malaking halaga ng glycogen at glucose. Sa edad, ang halagang ito ay bumababa ng 2-3 beses. Ang synthesis ng ATP ay 60% na nauugnay sa mga reaksyon ng glycolysis. Habang tumatanda ang mga osteoblast, ang mga reaksiyong glycolytic ay isinaaktibo. Ang mga reaksyon ng citrate cycle ay nangyayari sa mga cell, at ang citrate synthase ang may pinakamalaking aktibidad. Ang synthesized citrate ay kasunod na ginagamit upang itali ang Ca 2+, na kinakailangan para sa mga proseso ng mineralization. Dahil ang tungkulin ng mga osteoblast ay lumikha ng organikong extracellular matrix ng buto, ang mga selulang ito ay naglalaman ng malaking halaga ng RNA na kinakailangan para sa synthesis ng protina. Ang mga Osteoblast ay aktibong nag-synthesize at naglalabas sa extracellular space ng isang malaking halaga ng glycerophospholipids, na may kakayahang mag-binding ng Ca 2+ at lumahok sa mga proseso ng mineralization. Ang mga cell ay nakikipag-usap sa isa't isa sa pamamagitan ng mga desmosome, na nagpapahintulot sa pagpasa ng Ca 2+ at cAMP. Ang mga Osteoblast ay nagsi-synthesize at naglalabas sa kapaligiran collagen fibrils, proteoglycans at glycosaminoglycans. Tinitiyak din nila ang patuloy na paglaki ng mga kristal na hydroxyapatite at kumikilos bilang mga tagapamagitan sa pagbubuklod ng mga mineral na kristal sa matrix ng protina. Habang tumatanda tayo, ang mga osteoblast ay nagiging mga osteocytes.

Osteocytes- mga cell tulad ng puno ng bone tissue, kasama sa organic intercellular matrix, na nakikipag-ugnayan sa isa't isa sa pamamagitan ng mga proseso. Nakikipag-ugnayan din ang mga Osteocytes sa iba pang mga selula ng tissue ng buto: mga osteoclast at osteoblast, pati na rin sa mga mesenchymal bone cells.

Mga Osteoklas- mga cell na gumaganap ng function ng pagkasira ng buto; ay nabuo mula sa macrophage. Nagsasagawa sila ng tuluy-tuloy, kinokontrol na proseso ng muling pagtatayo at pag-renew ng tissue ng buto, tinitiyak ang kinakailangang paglaki at pag-unlad ng balangkas, istraktura, lakas at pagkalastiko ng mga buto.

Intercellular at ground substance ng bone tissue

Intercellular substance kinakatawan ng isang organic intercellular matrix na binuo mula sa collagen fibers (90-95%) at basic mineralized substance (5-10%). Ang mga hibla ng collagen ay pangunahing matatagpuan parallel sa direksyon ng antas ng malamang na mekanikal na pagkarga sa buto at nagbibigay ng pagkalastiko at pagkalastiko sa buto.

Pangunahing sangkap Ang intercellular matrix ay pangunahing binubuo ng extracellular fluid, glycoproteins at proteoglycans na kasangkot sa paggalaw at pamamahagi ng mga inorganic na ion. Ang mga mineral na sangkap na matatagpuan bilang bahagi ng pangunahing sangkap sa organic matrix ng buto ay kinakatawan ng mga kristal, pangunahin ang hydroxyapatite Ca 10 (PO 4) 6 (OH) 2. Ang normal na ratio ng calcium/phosphorus ay 1.3-2.0. Bilang karagdagan, ang Mg 2+, Na +, K +, SO 4 2-, HCO 3-, hydroxyl at iba pang mga ions ay natagpuan sa buto, na maaaring makilahok sa pagbuo ng mga kristal. Ang mineralization ng buto ay nauugnay sa mga katangian ng bone tissue glycoproteins at ang aktibidad ng mga osteoblast.

Ang mga pangunahing protina ng extracellular matrix ng bone tissue ay type I collagen proteins, na bumubuo ng halos 90% ng organic matrix ng buto. Kasama ng collagen type I, may mga bakas ng iba pang uri ng collagen, tulad ng V, XI, XII. Posible na ang mga uri ng collagen na ito ay nabibilang sa iba pang mga tisyu, na matatagpuan sa tissue ng buto, ngunit hindi bahagi ng bone matrix. Halimbawa, ang type V collagen ay karaniwang matatagpuan sa mga sisidlan na naglinya sa buto. Ang Type XI collagen ay matatagpuan sa tissue ng kartilago at maaaring tumutugma sa mga labi ng calcified cartilage. Ang pinagmulan ng collagen type XII ay maaaring "blangko" ng collagen fibrils. Sa tissue ng buto, ang type I collagen ay naglalaman ng monosaccharide derivatives, may mas kaunting cross-links kaysa sa iba pang uri ng connective tissue, at ang mga bond na ito ay nabuo sa pamamagitan ng allysin. Ang isa pang posibleng pagkakaiba ay ang N-terminal propeptide ng type I collagen ay phosphorylated at ang peptide na ito ay bahagyang nananatili sa mineralized matrix.

Ang tissue ng buto ay naglalaman ng humigit-kumulang 10% na mga non-collagen na protina. Ang mga ito ay kinakatawan ng glycoproteins at proteoglycans (Fig. 5.1).

Sa kabuuang halaga ng mga non-collagen na protina, 10% ay mga proteoglycan. Una, ang malaking chondroitin ay na-synthesize

kanin. 5.1.Ang nilalaman ng mga non-collagen na protina sa intercellular matrix ng bone tissue [ayon kay Gehron R. P., 1992].

naglalaman ng proteoglycan, na, habang nabubuo ang bone tissue, ay nawasak at pinapalitan ng dalawang maliliit na proteoglycan: decorin at biglyan. Ang mga maliliit na proteoglycan ay naka-embed sa mineralized matrix. Ang decorin at biglycan ay nagpapagana ng mga proseso ng pagkita ng kaibahan at paglaganap ng cell, at kasangkot din sa regulasyon ng pagtitiwalag ng mineral, kristal na morpolohiya at ang pagsasama ng mga elemento ng organic matrix. Ang Bigglycan na naglalaman ng dermatan sulfate ay unang na-synthesize; nakakaapekto ito sa mga proseso ng paglaganap ng cell. Sa yugto ng mineralization, lumilitaw ang biglycan, na nakatali sa chondroitin sulfate. Ang decorin ay na-synthesize mamaya kaysa sa biglyan, sa yugto ng pagtitiwalag ng protina upang mabuo ang intercellular matrix; nananatili ito sa yugto ng mineralization. Ito ay pinaniniwalaan na ang decorin ay "pinakintab" ang mga molekula ng collagen at kinokontrol ang diameter ng mga fibril. Sa panahon ng pagbuo ng buto, ang parehong mga protina ay ginawa ng mga osteoblast, ngunit kapag ang mga selulang ito ay naging mga osteocyte, sila ay nag-synthesize lamang ng biglycan.

Ang iba pang mga uri ng maliliit na proteoglycans ay nahiwalay sa bone matrix sa maliliit na dami, na kumikilos bilang

mga receptor at pinapadali ang pagbubuklod ng mga growth factor sa cell. Ang mga uri ng molekula na ito ay matatagpuan sa lamad o nakakabit sa lamad ng cell sa pamamagitan ng mga bono ng phosphoinositol.

Ang tissue ng buto ay naglalaman din ng hyaluronic acid. Marahil ay may mahalagang papel ito sa morphogenesis ng tissue na ito.

Bilang karagdagan sa mga proteoglycans, ang isang malaking bilang ng iba't ibang mga protina na may kaugnayan sa glycoproteins ay nakita sa buto (Talahanayan 5.1).

Karaniwan, ang mga protina na ito ay synthesize ng mga osteoblast at may kakayahang magbigkis ng pospeyt o calcium; kaya nakikibahagi sila sa pagbuo ng mineralized matrix. Sa pamamagitan ng pagbubuklod sa mga cell, collagens at proteoglycans, tinitiyak nila ang pagbuo ng mga supramolecular complex ng bone tissue matrix (Fig. 5.2).

Ang osteoid ay naglalaman ng mga proteoglycans: fibromodulin, biglycan, decorin, collagen proteins at bone morphogenetic protein. Ang mga Osteocytes, na nauugnay sa mga collagen, ay naka-embed sa mineralized matrix. Ang mga hydroxyapatite, osteocalcin, at osteoaderin ay naayos sa mga collagens. Sa mineralized intercellular

kanin. 5.2.Pakikilahok ng iba't ibang mga protina sa pagbuo ng matris ng tissue ng buto.

Talahanayan 5.1

Mga non-collagenous na protina ng buto

protina	Mga Katangian at Pag-andar
Osteonectin	Glycophosphoprotein na may kakayahang magbigkis ng Ca 2+
Alkaline phosphatase	Tinatanggal ang pospeyt mula sa mga organikong compound sa alkaline na pH value
Thrombospondin	Protina na may mol. tumitimbang ng 145 kDa, na binubuo ng tatlong magkakahawig na mga subunit na naka-link sa isa't isa sa pamamagitan ng disulfide bond. Ang bawat subunit ay may ilang iba't ibang mga domain na nagbibigay sa protina ng kakayahang magbigkis sa iba pang mga protina ng bone matrix - mga proteoglycan na naglalaman ng heparan, fibronectin, laminin, mga uri ng collagen I at V, at osteonectin. Ang rehiyon ng N-terminal ng thrombospondin ay naglalaman ng isang pagkakasunud-sunod ng mga amino acid na nagsisiguro ng pagkakadikit ng cell. Ang pagbubuklod ng thrombospondin sa mga receptor sa ibabaw ng cell ay apektado ng konsentrasyon ng Ca 2+. Sa tissue ng buto, ang thrombospondin ay na-synthesize ng mga osteoblast
Fibronectin	Nagbubuklod sa mga ibabaw ng cell, fibrin, heparin, bacteria, collagen. Sa tissue ng buto, ang fibronectin ay synthesize sa mga unang yugto ng osteogenesis at nakaimbak sa mineralized matrix.
Osteopontin	Glycophosphoprotein na naglalaman ng N- at O-linked oligosaccharides; nakikilahok sa cell adhesion
Bone acidic glycoprotein-75	Protina na may mol. tumitimbang ng 75 kDa, naglalaman ng mga sialic acid at mga residu ng pospeyt. May kakayahang magbigkis ng mga Ca 2+ ions, na likas sa buto, dentin at cartilaginous growth plate. Pinipigilan ang mga proseso ng resorption ng buto
Sialoprotein ng buto	Ang malagkit na glycoprotein na naglalaman ng hanggang 50% na carbohydrates
Protina ng Matrix Gla	Protein na naglalaman ng 5 residues ng 7-carboxyglutamic acid; may kakayahang magbigkis sa hydroxyapatite. Lumilitaw sa mga unang yugto ng pag-unlad ng tissue ng buto; ang protina ay matatagpuan din sa baga, puso, bato, kartilago

Sa matrix, ang osteoaderin ay nagbubuklod sa osteonectin, at ang osteocalcin ay nagbubuklod sa collagen. Ang bone morphogenetic protein ay matatagpuan sa border zone sa pagitan ng mineralized at non-mineralized matrix. Kinokontrol ng Osteopontin ang aktibidad ng mga osteoclast.

Ang mga katangian at pag-andar ng mga protina ng bone tissue ay ipinakita sa talahanayan. 5.1.

5.2. PHYSIOLOGICAL REGENERATION NG BONE TISSUE

Sa proseso ng buhay, ang buto ay patuloy na na-renew, iyon ay, nawasak at naibalik. Kasabay nito, ang dalawang magkasalungat na direksyon na proseso ay nangyayari sa loob nito - resorption at pagpapanumbalik. Ang relasyon sa pagitan ng mga prosesong ito ay tinatawag na bone remodeling.

Ito ay kilala na bawat 30 taon ang bone tissue ay halos ganap na nagbabago. Karaniwan, "lumalaki" ang buto hanggang sa edad na 20, na umaabot sa pinakamataas na masa ng buto. Sa panahong ito, tumataas ang bone mass hanggang 8% bawat taon. Karagdagang hanggang 30-35 taong gulang may period higit pa o hindi gaanong matatag na estado. Pagkatapos ay magsisimula ang natural na unti-unting pagbaba sa masa ng buto, kadalasan ay hindi hihigit sa 0.3-0.5% bawat taon. Pagkatapos ng menopause, ang mga kababaihan ay nakakaranas ng pinakamataas na rate ng pagkawala ng buto, na umaabot sa 2-5% bawat taon at nagpapatuloy sa rate na ito hanggang 60-70 taon. Bilang resulta, ang mga kababaihan ay nawawala mula 30 hanggang 50% ng tissue ng buto. Sa mga lalaki, ang mga pagkalugi na ito ay karaniwang 15-30%.

Ang proseso ng bone tissue remodeling ay nangyayari sa ilang yugto (Fig. 5.3). Sa unang yugto, ang lugar ng tissue ng buto ay magiging

kanin. 5.3.Mga yugto ng remodeling ng bone tissue [ayon kay Martin R.B., 2000, bilang binago].

Ang presyon ng resorption ay na-trigger ng mga osteocytes. Upang maisaaktibo ang proseso, ang partisipasyon ng parathyroid hormone, insulin-like growth factor, interleukins-1 at -6, prostaglandin, calcitriol, at tumor necrosis factor ay kinakailangan. Ang yugtong ito ng remodeling ay pinipigilan ng estrogen. Sa yugtong ito, ang mga mababaw na contour cell ay nagbabago ng kanilang hugis, na nagiging mga kubiko mula sa mga flat round cell.

Ang mga Osteoblast at T lymphocytes ay nagtatago ng receptor activator ng nucleation factor kappa B (RANKL) ligands, at hanggang sa isang tiyak na punto, ang mga molekula ng RANKL ay maaaring manatiling nauugnay sa ibabaw ng mga osteoblast o stromal cells.

Ang mga Osteoclast precursor ay nabuo mula sa bone marrow stem cell. Mayroon silang mga membrane receptor na tinatawag na nucleation factor kappa B (RANK) receptors. Sa susunod na yugto, ang RANK ligands (RANKL) ay nagbubuklod sa mga receptor ng RANK, na sinamahan ng pagsasanib ng ilang mga precursor ng osteoclast sa isang malaking istraktura at ang mga mature na multinucleated na osteoclast ay nabuo.

Ang nagreresultang aktibong osteoclast ay lumilikha ng isang corrugated na gilid sa ibabaw nito at ang mga mature na osteoclast ay nagsisimulang mag-resorb.

tissue ng buto (Larawan 5.4). Sa gilid kung saan ang osteoclast ay sumunod sa nawasak na ibabaw, dalawang zone ang nakikilala. Ang unang zone ay ang pinakamalawak, na tinatawag na brush border, o corrugated edge. Ang corrugated edge ay isang spirally twisted membrane na may maraming cytoplasmic folds na nakaharap sa direksyon ng resorption sa ibabaw ng buto. Ang mga lysosome na naglalaman ng malaking bilang ng mga hydrolytic enzymes (cathepsins K, D, B, acid phosphatase, esterase, glycosidases, atbp.) ay inilabas sa pamamagitan ng osteoclast membrane. Sa turn, ang cathepsin K ay nagpapagana ng matrix metalloproteinase-9, na kasangkot sa pagkasira ng collagen at proteoglycans ng intercellular matrix. Sa panahong ito, ang aktibidad ng carbonic anhydrase ay tumataas sa mga osteoclast. Ang HCO 3 - ions ay ipinagpapalit para sa Cl -, na naipon sa corrugated edge; Ang mga H + ions ay inililipat din doon. Ang pagtatago ng H + ay isinasagawa dahil sa napakaaktibong H + /K + -ATPase sa mga osteoclast. Ang pagbuo ng acidosis ay nagtataguyod ng pag-activate ng lysosomal enzymes at nag-aambag sa pagkasira ng bahagi ng mineral.

Ang pangalawang zone ay pumapalibot sa una at, tulad nito, tinatakan ang lugar ng pagkilos ng mga hydrolytic enzymes. Ito ay libre mula sa organelles at tinatawag

kanin. 5.4.Ang pag-activate ng preosteoclast RANKL at ang pagbuo ng isang corrugated na hangganan ng mga aktibong osteoblast, na humahantong sa bone resorption [ayon kay Edwards P. A., 2005, bilang susugan].

ay isang malinaw na zone, kaya ang bone resorption ay nangyayari lamang sa ilalim ng corrugated edge sa isang nakakulong na espasyo.

Sa yugto ng pagbuo ng mga osteoclast mula sa mga precursor, ang proseso ay maaaring mai-block ng protina osteoprotegerin, na, malayang gumagalaw, ay maaaring magbigkis ng RANKL at sa gayon ay maiwasan ang pakikipag-ugnayan ng RANKL sa mga receptor ng RANK (tingnan ang Fig. 5.4). Osteoprotegerin - glycoprotein na may mol. tumitimbang ng 60-120 kDa, na kabilang sa TNF receptor family. Sa pamamagitan ng pagpigil sa pagbubuklod ng RANK sa RANK ligand, ang osteoprotegerin sa gayon ay pumipigil sa pagpapakilos, paglaganap at pag-activate ng mga osteoclast, kaya ang pagtaas ng RANKL synthesis ay humahantong sa resorption ng buto at, dahil dito, pagkawala ng buto.

Ang likas na katangian ng remodeling ng bone tissue ay higit na tinutukoy ng balanse sa pagitan ng produksyon ng RANKL at osteoprotegerin. Mga hindi nakikilalang stromal cells utak ng buto synthesize ang RANKL sa mas malaking lawak at osteoprotegerin sa mas maliit na lawak. Ang nagresultang kawalan ng balanse ng RANKL/osteoprotegerin system na may pagtaas sa RANKL ay humahantong sa bone resorption. Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay sinusunod sa postmenopausal osteoporosis, Paget's disease, pagkawala ng buto dahil sa cancer metastases at rheumatoid arthritis.

Ang mga mature na osteoclast ay nagsisimulang aktibong sumipsip ng buto, at ang mga macrophage ay kumpletuhin ang pagkasira ng organic matrix ng intercellular substance ng buto. Ang resorption ay tumatagal ng halos dalawang linggo. Pagkatapos ang mga osteoclast ay namamatay alinsunod sa genetic program. Ang Osteoclast apoptosis ay maaaring maantala ng kakulangan sa estrogen. Naka-on huling yugto dumarating ang pluripotent stem cell sa destruction zone at naiba sa mga osteoblast. Kasunod nito, ang mga osteoblast ay synthesize at mineralize ang matrix alinsunod sa mga bagong kondisyon ng static at dynamic na pagkarga sa buto.

Mayroong isang malaking bilang ng mga kadahilanan na nagpapasigla sa pag-unlad at paggana ng mga osteoblast (Larawan 5.5). Ang paglahok ng mga osteoblast sa proseso ng remodeling ng buto ay pinasigla ng iba't ibang mga kadahilanan ng paglago - TGF-3, bone morphogenetic protein, insulin-like growth factor, fibroblast growth factor, platelet, colony-stimulating hormones - parathyrin, calcitriol, pati na rin ang nuclear binding factor α-1 at inhibited ng protein leptin Leptin, isang protina na may molekular na timbang na 16 kDa, ay pangunahing nabuo sa adipocytes at ginagawa ang pagkilos nito sa pamamagitan ng pagtaas ng synthesis ng mga cytokine, epithelial at keratinocyte growth factor.

kanin. 5.5.Pagbabago ng tissue ng buto.

Ang aktibong pagtatago ng mga osteoblast ay lumilikha ng mga layer ng osteoid, ang non-mineralized bone matrix, at dahan-dahang pinupuno ang resorption cavity. Kasabay nito, hindi lamang sila nagtatago iba't ibang salik paglago, pati na rin ang mga protina ng intercellular matrix - osteopontin, osteocalcin at iba pa. Kapag ang nagresultang osteoid ay umabot sa diameter na 6 × 10 -6 m, nagsisimula itong mag-mineralize. Ang bilis ng proseso ng mineralization ay nakasalalay sa nilalaman ng calcium, phosphorus at isang bilang ng mga elemento ng bakas. Ang proseso ng mineralization ay kinokontrol ng mga osteoblast at pinipigilan ng pyrophosphate.

Ang pagbuo ng mga kristal ng mineral ng buto ay sapilitan ng collagen. Ang pagbuo ng mineral crystal lattice ay nagsisimula sa zone na matatagpuan sa pagitan ng collagen fibrils. Ang mga ito naman ay nagiging mga sentro para sa pagtitiwalag sa mga puwang sa pagitan ng mga hibla ng collagen (Larawan 5.6).

Ang pagbuo ng buto ay nangyayari lamang sa malapit na paligid ng mga osteoblast, na may mineralization na nagsisimula sa cartilage,

kanin. 5.6.Deposition ng hydroxyapatite crystals sa collagen fibers.

na binubuo ng collagen na matatagpuan sa isang proteoglycan matrix. Pinapataas ng mga proteoglycan ang pagpapalawak ng network ng collagen. Sa calcification zone, ang pagkasira ng mga protina-polysaccharide complex ay nangyayari bilang isang resulta ng hydrolysis ng matrix ng protina sa pamamagitan ng lysosomal enzymes ng mga cell ng buto. Habang lumalaki ang mga kristal, hindi lamang nila pinapalitan ang mga proteoglycan, kundi pati na rin ang tubig. Siksik, ganap na mineralized buto, halos dehydrated; ang collagen ay bumubuo ng 20% ng masa at 40% ng dami ng naturang tissue; ang natitira ay bahagi ng bahagi ng mineral.

Ang simula ng mineralization ay nailalarawan sa pamamagitan ng pagtaas ng pagsipsip ng mga molekula ng O 2 ng mga osteoblast, pag-activate ng mga proseso ng redox at oxidative phosphorylation. Ang mga Ca 2+ at PO 4 3- ion ay naiipon sa mitochondria. Ang synthesis ng collagen at non-collagen na mga protina ay nagsisimula, na pagkatapos ay itinago mula sa cell pagkatapos ng post-translational modification. Ang iba't ibang mga vesicle ay nabuo, na naglalaman ng collagen, proteoglycans at glycoproteins. Mga espesyal na pormasyon na tinatawag na matrix vesicles o membrane vesicles bud mula sa mga osteoblast. Naglalaman ang mga ito ng mataas na konsentrasyon ng Ca 2+ ions, na 25-50 beses na mas mataas kaysa sa kanilang nilalaman sa mga osteoblast, pati na rin ang glycerophospholipids at enzymes - alkaline phosphatase, pyrophosphatase,

adenosine triphosphatase at adenosine monophosphatase. Ang mga Ca 2+ ions sa mga vesicle ng lamad ay pangunahing nauugnay sa negatibong sisingilin na phosphatidylserine. Sa intercellular matrix, ang mga vesicle ng lamad ay nawasak sa paglabas ng mga Ca 2+ ion, pyrophosphate, at mga organikong compound na nauugnay sa mga residu ng phosphoric acid. Ang mga phosphohydrolases ay naroroon sa mga vesicle ng lamad, at pangunahin ang alkaline na phosphatase, nag-clear ng pospeyt mula sa mga organikong compound, at ang pyrophosphate ay na-hydrolyzed ng pyrophosphatase; Ang Ca 2+ ions ay pinagsama sa PO 4 3-, na humahantong sa paglitaw ng amorphous calcium phosphate.

Kasabay nito, nangyayari ang bahagyang pagkasira ng mga proteoglycan na nauugnay sa type I collagen. Ang pinakawalan na mga fragment ng proteoglycan, na may negatibong sisingilin, ay nagsisimulang magbigkis ng mga Ca 2+ ions. Ang isang tiyak na bilang ng mga ion ng Ca 2+ at PO 4 3 ay bumubuo ng mga pares at triplet na nagbubuklod sa mga collagen at non-collagen na protina na bumubuo sa matrix, na sinasamahan ng pagbuo ng mga kumpol, o nuclei. Sa mga protina ng bone tissue, ang osteonectin at matrix Gla protein ay pinaka-aktibong nagbubuklod sa mga ion ng Ca 2+ at PO 4 3. Ang collagen ng tissue ng buto ay nagbubuklod sa PO 4 3 ions sa pamamagitan ng ε-amino group ng lysine upang bumuo ng isang phosphoamide bond.

Lumilitaw ang mga hugis na spiral sa nabuo na nucleus, ang paglaki nito ay nagpapatuloy ayon sa karaniwang prinsipyo ng pagdaragdag ng mga bagong ion. Ang pitch ng naturang spiral ay katumbas ng taas ng isa yunit ng istruktura kristal. Ang pagbuo ng isang kristal ay humahantong sa hitsura ng iba pang mga kristal; ang prosesong ito ay tinatawag na epitaxy, o epitaxial nucleation.

Ang paglaki ng kristal ay lubhang sensitibo sa pagkakaroon ng iba pang mga ion at molekula na pumipigil sa pagkikristal. Ang konsentrasyon ng mga molekulang ito ay maaaring maliit, at nakakaapekto ito hindi lamang sa rate, ngunit sa hugis at direksyon ng paglaki ng kristal. Ipinapalagay na ang mga naturang compound ay na-adsorbed sa ibabaw ng kristal at pinipigilan ang adsorption ng iba pang mga ions. Ang mga naturang sangkap ay, halimbawa, sodium hexametaphosphate, na pumipigil sa pag-ulan ng calcium carbonate. Pyrophosphates, polyphosphates at polyphosphonates ay pumipigil din sa paglaki ng hydroxyapatite crystals.

Pagkaraan ng ilang buwan, pagkatapos mapuno ng tissue ng buto ang resorption cavity, tumataas ang density ng bagong buto. Ang mga osteoblast ay nagsisimulang mag-transform sa mga contour cells na kasangkot sa patuloy na pag-alis ng calcium mula sa buto. Ang ilan

Ang mga osteoblast ay nagbabago sa mga osteocytes. Ang mga Osteocytes ay nananatili sa buto; sila ay konektado sa isa't isa sa pamamagitan ng mahabang proseso ng cellular at nakakakita ng mga mekanikal na puwersa sa buto.

Habang nag-iiba at tumatanda ang mga selula, nagbabago ang kalikasan at intensity ng mga metabolic process. Sa edad, ang halaga ng glycogen ay bumababa ng 2-3 beses; Ang inilabas na glucose sa mga batang selula ay 60% na ginagamit sa anaerobic glycolysis reactions, at sa mga lumang selula ito ay 85%. Ang mga synthesized na molekula ng ATP ay kinakailangan para sa suporta sa buhay at mineralization ng mga selula ng buto. Ang mga bakas lamang ng glycogen ay nananatili sa mga osteocytes, at ang pangunahing tagapagtustos ng mga molekula ng ATP ay glycolysis lamang, dahil sa kung saan ang patuloy na komposisyon ng organiko at mineral sa mga mineralized na seksyon ng tissue ng buto ay pinananatili.

5.3. REGULATION NG METABOLISM SA BONE TISSUE

Ang remodeling ng tissue ng buto ay kinokontrol ng systemic (mga hormone) at lokal na mga kadahilanan na nagsisiguro sa pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga osteoblast at osteoclast (Talahanayan 5.2).

Mga kadahilanan ng system

Ang pagbuo ng buto ay nakasalalay sa isang tiyak na lawak sa bilang at aktibidad ng mga osteoblast. Ang proseso ng pagbuo ng osteoblast ay naiimpluwensyahan ng

Talahanayan 5.2

Mga salik na kumokontrol sa mga proseso ng pagbabago ng buto

somatotropin (growth hormone), estrogens, 24,25(OH) 2 D 3, na nagpapasigla sa paghahati ng mga osteoblast at ang pagbabago ng mga preosteoblast sa mga osteoblast. Ang mga glucocorticoids, sa kabaligtaran, ay pinipigilan ang paghahati ng mga osteoblast.

Parathyrin (parathyroid hormone) na-synthesize sa mga glandula ng parathyroid. Ang molekula ng parathyrin ay binubuo ng isang polypeptide chain na naglalaman ng 84 na residue ng amino acid. Ang synthesis ng parathyrin ay pinasigla ng adrenaline, samakatuwid, sa ilalim ng mga kondisyon ng talamak at talamak na stress, ang halaga ng hormone na ito ay tumataas. Isinaaktibo ng mga parathyrin ang paglaganap ng mga cell ng osteoblast precursor, pinahaba ang kanilang kalahating buhay at pinipigilan ang osteoblast apoptosis. Sa tissue ng buto, ang mga receptor para sa parathyrin ay naroroon sa mga lamad ng osteoblast at osteocytes. Ang mga osteoclast ay kulang sa mga receptor para sa hormone na ito. Ang hormone ay nagbubuklod sa mga receptor ng osteoblast at pinapagana ang adenylate cyclase, na sinamahan ng pagtaas ng halaga ng 3 " 5" kampo. Ang pagtaas na ito sa nilalaman ng cAMP ay nagpo-promote intensive intake Ca 2+ ions mula sa extracellular fluid. Ang papasok na calcium ay bumubuo ng isang complex na may calmodulin, at pagkatapos ay ang calcium-dependent protein kinase ay isinaaktibo, na sinusundan ng protein phosphorylation. Sa pamamagitan ng pagbubuklod sa mga osteoblast, ang parathyrin ay nagiging sanhi ng synthesis ng osteoclast-activating factor - RANKL, na maaaring magbigkis sa mga preosteoclasts.

Ang pangangasiwa ng malalaking dosis ng parathyrin ay humahantong sa pagkamatay ng mga osteoblast at osteocytes, na sinamahan ng isang pagtaas sa resorption zone, isang pagtaas sa antas ng calcium at phosphate sa dugo at ihi, na may sabay-sabay na pagtaas sa paglabas ng hydroxyproline dahil sa pagkasira ng mga protina ng collagen.

Ang mga receptor para sa parathyrin ay matatagpuan din sa renal tubules. Sa proximal renal tubules, pinipigilan ng hormone ang reabsorption ng phosphate at pinasisigla ang pagbuo ng 1,25(OH) 2 D 3. SA distal na mga seksyon renal tubules, pinahuhusay ng parathyrin ang reabsorption ng Ca 2+. Kaya, tinitiyak ng parathyrin ang pagtaas ng mga antas ng calcium at pagbaba ng mga phosphate sa plasma ng dugo.

Parotin -isang glycoprotein na itinago ng parotid at submandibular salivary glands. Ang protina ay binubuo ng α-, β -, at γ-subunits. Ang aktibong prinsipyo ng parotin ay ang γ-subunit, na nakakaapekto sa mesenchymal tissues - cartilage, tubular bones, tooth dentin. Pinahuhusay ng Parotin ang paglaganap ng mga selulang chondrogenic, pinasisigla ang synthesis ng mga nucleic acid at DNA sa mga odontoblast, pro-

mga proseso ng mineralization ng dentin at buto. Ang mga prosesong ito ay sinamahan ng pagbaba ng antas ng kaltsyum at glucose sa plasma ng dugo.

Calcitonin- isang polypeptide na binubuo ng 32 residue ng amino acid. Itinatago ng parafollicular K cells ng thyroid gland o C cells ng parathyroid glands bilang isang high molecular weight precursor protein. Tumataas ang pagtatago ng calcitonin sa pagtaas ng konsentrasyon ng mga ion ng Ca 2+ at bumababa sa pagbaba ng konsentrasyon ng mga ion ng Ca 2+ sa dugo. Depende din ito sa antas ng estrogen. Sa kakulangan ng estrogen, bumababa ang pagtatago ng calcitonin. Ito ay nagdudulot ng pagtaas ng calcium mobilization sa bone tissue at nag-aambag sa pag-unlad ng osteoporosis. Ang Calcitonin ay nagbubuklod sa mga tiyak na receptor sa mga osteoclast at renal tubular cells, na sinamahan ng pag-activate ng adenylate cyclase at pagtaas ng pagbuo ng cAMP. Nakakaapekto ang Calcitonin sa pagdadala ng Ca 2+ ions sa pamamagitan ng mga lamad ng cell. Pinasisigla nito ang pag-uptake ng mga Ca 2+ ions ng mitochondria at sa gayon ay naantala ang pag-agos ng Ca 2+ ions mula sa cell. Depende ito sa dami ng ATP at ratio ng Na + at K + ions sa cell. Pinipigilan ng Calcitonin ang pagkasira ng collagen, na ipinakita sa pamamagitan ng pagbawas sa paglabas ng hydroxyproline sa ihi. Sa renal tubular cells, pinipigilan ng calcitonin ang hydroxylation ng 25(OH)D 3 .

Kaya, pinipigilan ng calcitonin ang aktibidad ng mga osteoclast at pinipigilan ang pagpapakawala ng mga Ca 2+ ions mula sa tissue ng buto, at binabawasan din ang reabsorption ng Ca 2+ ions sa mga bato. Bilang isang resulta, ang resorption ng tissue ng buto ay inhibited at ang mga proseso ng mineralization ay pinasigla, na ipinakita sa pamamagitan ng pagbawas sa antas ng calcium at phosphorus sa plasma ng dugo.

Mga hormone na naglalaman ng yodo thyroid gland - thyroxine (T4) at triiodothyronine (T3) ang nagsisiguro ng pinakamainam na paglaki ng buto. Ang mga hormone sa thyroid ay maaaring pasiglahin ang pagtatago ng mga hormone sa paglaki. Pinapataas nila ang parehong synthesis ng insulin-like growth factor 1 (IGF-1) mRNA at ang produksyon ng IGF-1 mismo sa atay. Sa hyperthyroidism, ang pagkita ng kaibahan ng mga osteogenic cells at synthesis ng protina sa mga cell na ito ay pinigilan, at ang aktibidad ng alkaline phosphatase ay nabawasan. Dahil sa pagtaas ng pagtatago ng osteocalcin, ang osteoclast chemotaxis ay isinaaktibo, na humahantong sa resorption ng buto.

Mga sex steroid Ang mga hormone ay kasangkot sa mga proseso ng pagbabago ng tisyu ng buto. Ang epekto ng estrogens sa tissue ng buto ay ipinahayag sa pag-activate ng mga osteoblast (direkta at hindi direktang epekto), pagsugpo sa mga osteoclast. Itinataguyod din nila ang pagsipsip ng mga Ca 2+ ions sa gastrointestinal tract at ang pagtitiwalag nito sa tissue ng buto.

Pinasisigla ng mga babaeng sex hormone ang paggawa ng calcitonin thyroid gland at bawasan ang sensitivity ng bone tissue sa parathyrin. Mapagkumpitensya din nilang inilipat ang mga corticosteroid mula sa kanilang mga receptor sa tissue ng buto. Ang mga androgens, na may anabolic effect sa bone tissue, ay nagpapasigla sa biosynthesis ng protina sa mga osteoblast, at na-a-aromatize din sa adipose tissue sa mga estrogen.

Sa mga kondisyon ng kakulangan ng mga sex steroid, na nangyayari sa menopause, ang mga proseso ng resorption ng buto ay nagsisimulang manginig sa mga proseso ng remodeling ng tissue ng buto, na humahantong sa pagbuo ng osteopenia at osteoporosis.

Glucocorticoids synthesized sa adrenal cortex. Ang pangunahing glucocorticoid sa mga tao ay cortisol. Ang mga glucocorticoids ay kumikilos sa isang coordinated na paraan sa iba't ibang tela at iba't ibang proseso - parehong anabolic at catabolic. Sa tissue ng buto, pinipigilan ng cortisol ang synthesis ng type I collagen, ilang mga non-collagenous na protina, proteoglycans at osteopontin. Binabawasan din ng mga glucocorticoid ang dami mast cells, na kung saan ay ang site ng pagbuo ng hyaluronic acid. Sa ilalim ng impluwensya ng glucocorticoids, ang pagkasira ng protina ay nagpapabilis. Pinipigilan ng glucocorticoids ang pagsipsip ng mga Ca 2+ ions sa bituka, na sinamahan ng pagbaba nito sa serum ng dugo. Ang pagbabang ito ay nagreresulta sa pagpapalabas ng parathyrin, na nagpapasigla sa pagbuo ng osteoclast at resorption ng buto (Larawan 5.7). Bilang karagdagan, ang cortisol sa mga kalamnan at buto ay nagpapasigla sa pagkasira ng mga protina, na nakakapinsala din sa pagbuo ng buto. Sa huli, ang mga pagkilos ng glucocorticoids ay humantong sa pagkawala ng buto.

Bitamina D 3 (cholecalciferol) ay mula sa pagkain, at nabuo din mula sa precursor 7-dehydrocholesterol sa ilalim ng impluwensya ultraviolet rays. Sa atay, ang cholecalciferol ay na-convert sa 25(OH)D3, at sa kidney ay nangyayari ang karagdagang hydroxylation ng 25(OH)D3 at nabuo ang 2 hydroxylated metabolites - 1,25(OH)2D3 at 24,25(OH)2D3. Ang mga metabolite ng bitamina D 3 ay kumokontrol sa chondrogenesis at osteogenesis na sa panahon ng pag-unlad ng embryonic. Sa kawalan ng bitamina D 3, ang mineralization ng organic matrix ay imposible, ang vascular network ay hindi nabuo, at ang metaphyseal bone ay hindi mabuo nang maayos. Ang 1,25(OH) 2 D 3 ay nagbubuklod sa mga chondroblast na nasa aktibong estado, at ang 24,25(OH) 2 D 3 ay nagbubuklod sa mga cell na nasa isang resting state. Kinokontrol ng 1,25(OH) 2 D 3 ang mga growth zone sa pamamagitan ng pagbuo ng isang complex na may nuclear receptor para sa bitamina na ito. Ipinakita rin na ang 1,25(OH) 2 D 3 ay may kakayahang mag-bonding

kanin. 5.7.Scheme ng impluwensya ng glucocorticoids sa mga metabolic na proseso na humahantong sa pagkawala ng buto

nakikipag-ugnayan sa membrane-nuclear receptor, na humahantong sa pag-activate ng phospholipase C at pagbuo ng inositol-3-phosphate. Bilang karagdagan, ang nagresultang kumplikado ay isinaaktibo ng phospholipase A 2 . Ang Prostaglandin E2 ay na-synthesize mula sa inilabas na arachidonic acid, na nakakaapekto rin sa tugon ng mga chondroblast kapag nagbubuklod sila sa 1,25(OH)2D3. Sa kaibahan, pagkatapos ng 24,25(OH)2D3 ay nagbubuklod sa receptor na nagbubuklod ng lamad nito, ang phospholipase C at pagkatapos ay ang protina kinase C ay isinaaktibo.

Sa cartilaginous growth zone ng epiphyses ng bone tissue, pinasisigla ng 24,25(OH) 2 D 3 ang pagkita ng kaibahan at paglaganap ng mga prechondroblast, na naglalaman ng mga tiyak na receptor para sa metabolite na ito. Ang mga metabolite ng bitamina D 3 ay nakakaimpluwensya sa pagbuo at functional na estado temporomandibular joint.

Bitamina A. Sa isang kakulangan o labis na paggamit ng bitamina A sa katawan ng mga bata, ang paglaki ng buto ay nagambala at ang kanilang pagpapapangit ay nangyayari. Ang mga phenomena na ito ay marahil dahil sa depolymerization at hydrolysis ng chondroitin sulfate, na bahagi ng cartilage.

Bitamina C. Kung may pagkukulang ascorbic acid Sa mesenchymal cells, ang hydroxylation ng lysine at proline residues ay hindi nangyayari, na humahantong sa pagkagambala sa pagbuo ng mature collagen. Ang nagreresultang immature collagen ay hindi kayang magbigkis ng Ca 2+ ions at sa gayon ang mga proseso ng mineralization ay nasisira.

Bitamina E. Sa kakulangan ng bitamina E, ang 25(OH)D3, isang precursor, ay hindi nabuo sa atay mga aktibong anyo bitamina D 3. Ang kakulangan sa bitamina E ay maaari ring humantong sa mababang antas ng magnesiyo sa tissue ng buto.

Lokal na mga kadahilanan

Mga prostaglandinmapabilis ang paglabas ng Ca 2+ ions mula sa buto. Ang mga exogenous prostaglandin ay nagpapataas ng henerasyon ng mga osteoclast, na sumisira sa buto. Mayroon silang catabolic effect sa metabolismo ng protina sa tissue ng buto at pinipigilan ang kanilang synthesis.

Lactoferrin- glycoprotein na naglalaman ng bakal, sa mga konsentrasyon ng physiological ay pinasisigla ang paglaganap at pagkita ng kaibahan ng mga osteoblast, at pinipigilan din ang osteoclastogenesis. Ang mitogenic effect ng lactoferrin sa osteoblast-like cells ay nangyayari sa pamamagitan ng mga partikular na receptor. Ang resultang complex ay pumapasok sa cell sa pamamagitan ng endocytosis, at ang lactoferrin phosphorylates mitogen-activating protein kinases. Kaya, ang lactoferrin ay gumaganap bilang isang kadahilanan sa paglaki ng buto at kalusugan ng buto. Maaaring gamitin bilang anabolic factor sa osteoporosis.

Mga cytokine- mababang molekular na timbang polypeptides na tumutukoy sa pakikipag-ugnayan ng mga selula ng immune system. Nagbibigay sila ng tugon sa pagpapakilala ng mga banyagang katawan, pinsala sa immune, pati na rin ang pamamaga, pagkumpuni at pagbabagong-buhay. Sila ay kinakatawan ng lima sa malalaking grupo protina, isa sa mga ito ay interleukins.

Mga Interleukin(IL) - mga protina (mula sa IL-1 hanggang IL-18), na na-synthesize pangunahin ng mga T-cell ng lymphocytes, pati na rin ang mga mononuclear phagocytes. Ang mga function ng IL ay nauugnay sa aktibidad ng iba pang physiologically active peptides at hormones. Sa physiological concentrations, pinipigilan nila ang paglaki ng cell, pagkita ng kaibhan at habang-buhay. Binabawasan nila ang paggawa ng collagenase, ang pagdirikit ng mga endothelial cells sa neutrophils at eosinophils, ang paggawa ng NO at, bilang isang resulta, mayroong isang pagbawas sa pagkasira ng cartilage tissue at bone resorption.

Ang proseso ng bone tissue resorption ay maaaring i-activate ng acidosis at malalaking halaga ng integrins, IL at bitamina A, ngunit pinipigilan ng estrogens, calcitonin, interferon at bone morphogenetic protein.

Mga marker ng turnover ng buto

Ang mga biochemical marker ay nagbibigay ng impormasyon tungkol sa pathogenesis ng mga skeletal disease at ang mga yugto ng pag-remodel ng bone tissue. May mga biochemical marker ng bone formation at resorption na nagpapakilala sa mga function ng osteoblast at osteoclast.

Prognostic na kahalagahan ng pagtukoy ng mga marker ng metabolismo ng bone tissue:

Ang pag-screen gamit ang mga marker na ito ay nagbibigay-daan sa amin upang matukoy ang mga pasyente na may mataas na panganib na magkaroon ng osteoporosis; mataas na antas ng bone resorption marker ay maaaring nauugnay sa

nadagdagan ang panganib ng mga bali; ang pagtaas sa antas ng mga marker ng bone turnover sa mga pasyente na may osteoporosis ng higit sa 3 beses kumpara sa mga normal na halaga ay nagmumungkahi ng isa pang patolohiya ng buto, kabilang ang malignant; Ang mga resorption marker ay maaaring gamitin bilang karagdagang pamantayan kapag nagpapasya kung magrereseta ng espesyal na therapy para sa paggamot patolohiya ng buto. Mga marker ng resorption ng buto . Sa panahon ng pag-renew ng tissue ng buto, ang type I collagen, na bumubuo ng higit sa 90% ng organic bone matrix at direktang na-synthesize sa mga buto, ay nabubulok, at ang maliliit na peptide fragment ay pumapasok sa daloy ng dugo o inilalabas ng mga bato. Ang mga produkto ng pagkasira ng collagen ay maaaring matukoy kapwa sa ihi at sa serum ng dugo. Ang mga marker na ito ay maaaring gamitin sa therapy na may mga gamot na nagpapababa ng bone resorption sa mga pasyente na may mga sakit na nauugnay sa mga karamdaman sa metabolismo ng buto. Ang pamantayan para sa bone tissue resorption ay ang mga degradation na produkto ng type I collagen: N- at C-telopeptides at tartrate-resistant acid phosphatase. Sa pangunahing osteoporosis at Paget's disease, mayroong malinaw na pagtaas sa C-terminal telopeptide ng type I collagen at ang dami ng marker na ito sa blood serum ay tumataas ng 2 beses.

Ang pagkasira ng collagen ay ang tanging pinagmumulan ng libreng hydroxyproline sa katawan. Ang nangingibabaw na bahagi ng hydroxyproline

ay catabolized, at ang ilan ay excreted sa ihi, higit sa lahat bilang maliit na peptides (di- at tripeptides). Samakatuwid, ang nilalaman ng hydroxyproline sa dugo at ihi ay sumasalamin sa balanse ng rate ng collagen catabolism. Sa isang may sapat na gulang, 15-50 mg ng hydroxyproline ay excreted bawat araw, sa isang batang edad hanggang 200 mg, at sa ilang mga sakit na nauugnay sa pinsala sa collagen, halimbawa: hyperparathyroidism, Paget's disease at hereditary hyperhydroxyprolinemia, ang sanhi nito ay isang depekto sa enzyme hydroxyproline oxidase, ang dami sa dugo at hydroxyproline na excreted sa ihi ay tumataas.

Ang mga osteoclast ay naglalabas ng tartrate-resistant acid phosphatase. Habang tumataas ang aktibidad ng osteoclast, tumataas ang nilalaman ng acid phosphatase na lumalaban sa tartrate at pumapasok ito sa daluyan ng dugo sa mas maraming dami. Sa plasma ng dugo, ang aktibidad ng enzyme na ito ay tumataas sa Paget's disease at cancer na may metastases sa buto. Ang pagpapasiya ng aktibidad ng enzyme na ito ay lalong kapaki-pakinabang sa pagsubaybay sa paggamot ng osteoporosis at mga sakit sa oncological na sinamahan ng pinsala sa tissue ng buto.

Mga marker ng pagbuo ng buto . Ang pagbuo ng buto ay sinusuri ng dami ng osteocalcin, bone isoenzyme alkaline phosphatase at osteoprotegerin. Ang pagsukat sa dami ng serum osteocalcin ay nagpapahintulot sa amin na matukoy ang panganib ng pagkakaroon ng osteoporosis sa mga kababaihan, subaybayan ang metabolismo ng buto sa panahon ng menopause at hormone replacement therapy. Rickets sa mga bata maagang edad ay sinamahan ng pagbawas sa nilalaman ng dugo ng osteocalcin at ang antas ng pagbaba sa konsentrasyon nito ay depende sa kalubhaan ng proseso ng rachitic. Sa mga pasyente na may hypercortisolism at mga pasyente na tumatanggap ng prednisolone, ang nilalaman ng osteocalcin sa dugo ay makabuluhang nabawasan, na sumasalamin sa pagsugpo sa mga proseso ng pagbuo ng buto.

Ang alkaline phosphatase isoenzyme ay naroroon sa ibabaw ng cell ng mga osteoblast. Sa pagtaas ng synthesis ng enzyme ng mga selula ng tissue ng buto, ang halaga nito sa plasma ng dugo ay tumataas, samakatuwid, ang pagtukoy sa aktibidad ng alkaline phosphatase, lalo na ang bone isoenzyme, ay isang nagbibigay-kaalaman na tagapagpahiwatig ng pagbabago ng buto.

Ang Osteoprotegerin ay gumaganap bilang isang TNF receptor. Sa pamamagitan ng pagbubuklod sa mga preosteoclast, pinipigilan nito ang pagpapakilos, paglaganap at pag-activate ng mga osteoclast.

5.4. REACTION NG BONE TISSUE SA DENTAL

IMPLANTS

Para sa iba't ibang anyo ng edentia, isang alternatibo sa naaalis na prosthetics ay mga intraosseous dental implant. Ang reaksyon ng bone tissue sa isang implant ay maaaring ituring na isang espesyal na kaso ng reparative regeneration.

May tatlong uri ng koneksyon sa pagitan ng dental implants at bone tissue:

Direktang engraftment - osseointegration;

Fibrous-osseous integration, kapag nabuo ang isang layer ng fibrous tissue na halos 100 microns ang kapal sa paligid ng dental implant;

Periodontal junction (ang pinakabihirang uri), na nabuo sa kaso ng periodontal ligament-like fusion na may peri-implantation collagen fibers o (sa ilang mga kaso) cementation ng isang intraosseous dental implant.

Ito ay pinaniniwalaan na sa panahon ng proseso ng osseointegration pagkatapos ng paglalagay ng mga dental implants, isang manipis na zone ng proteoglycans ay nabuo, na kung saan ay walang collagen. Ang lugar ng pagbubuklod ng dental implant sa buto ay ibinibigay ng isang dobleng layer ng proteoglycans, kabilang ang mga molekula ng decorin.

Sa fibroosseous integration, maraming bahagi ng extracellular matrix ang kasangkot din sa koneksyon ng implant sa bone tissue. Ang Type I at III collagens ay responsable para sa katatagan ng implant sa kapsula nito, at ang fibronectin ay gumaganap ng isang malaking papel sa pagbubuklod ng mga elemento ng connective tissue sa mga implant.

Gayunpaman, pagkatapos ng isang tiyak na tagal ng panahon, sa ilalim ng impluwensya ng mekanikal na pag-load, ang aktibidad ng collagenase, cathepsin K at acid phosphatase ay tumataas. Ito ay humahantong sa pagkawala ng bone tissue sa peri-implantation area at ang pagkawatak-watak ng dental implant ay nangyayari. Ang maagang pagkawasak ng intraosseous dental implants ay nangyayari laban sa background ng isang pinababang halaga ng fibronectin, Gla protein, at tissue inhibitor ng matrix metalloproteinases (TIMP-1) sa buto.

Ang isang tao ay maraming nalalaman tungkol sa kanyang katawan, halimbawa, kung saan matatagpuan ang mga organo, kung ano ang kanilang ginagawa. Bakit hindi tumagos nang malalim sa buto at alamin ang istraktura at komposisyon nito? Ito ay napaka-interesante, dahil komposisyong kemikal ang mga buto ay lubhang magkakaibang. Nakakatulong ito upang maunawaan kung bakit napakahalaga ng bawat elemento ng buto at kung ano ang tungkulin nito.

pangunahing impormasyon

Ang buhay na buto sa mga matatanda ay may:

50% - tubig;
21.85% - mga sangkap ng di-organikong uri;
15.75% - taba;
12.4% - mga hibla ng collagen.

Ang mga di-organikong sangkap ay iba't ibang mga asin. Karamihan sa kanila ay kinakatawan ng lime phosphate (animnapung porsyento). Ang calcium carbonate at magnesium sulfate ay naroroon sa mas maliliit na dami (5.9 at 1.4%, ayon sa pagkakabanggit). Kapansin-pansin, ang lahat ng makalupang elemento ay kinakatawan sa mga buto. Ang mga mineral na asin ay maaaring matunaw. Upang gawin ito, kailangan mo ng mahinang solusyon ng nitric o hydrochloric acid. Ang proseso ng paglusaw sa mga sangkap na ito ay may sariling pangalan - decalcification. Pagkatapos nito, nananatili lamang ang organikong bagay, na nagpapanatili ng anyo ng buto nito.

Ang organikong bagay ay buhaghag at nababanat. Maihahalintulad ito sa isang espongha. Ano ang mangyayari kapag ang sangkap na ito ay naalis sa pamamagitan ng pagkasunog? Ang hugis ng buto ay nananatiling pareho, ngunit ngayon ito ay nagiging malutong.

Malinaw na tanging ang relasyon sa pagitan ng inorganic at organikong bagay ginagawang malakas at nababanat ang elemento ng buto. Ang buto ay nagiging mas malakas dahil sa komposisyon ng spongy at compact substance.

Hindi organikong komposisyon

Mga isang siglo na ang nakalilipas, iminungkahi na ang tisyu ng buto ng tao, o sa halip ang mga kristal nito, ay katulad ng istraktura sa mga apatite. Sa paglipas ng panahon ito ay napatunayan. Ang mga kristal ng buto ay mga hydroxylapatites, at ang kanilang hugis ay katulad ng mga pamalo at mga plato. Ngunit ang mga kristal ay isang bahagi lamang ng bahagi ng mineral ng tisyu, ang iba pang bahagi ay amorphous calcium phosphate. Ang nilalaman nito ay depende sa edad ng tao. Ang mga kabataan, mga tinedyer at mga bata ay mayroong maraming nito, higit pa sa mga kristal. Kasunod nito, nagbabago ang ratio, kaya sa mas matandang edad mayroong higit pang mga kristal.

Araw-araw, ang mga buto ng kalansay ng tao ay nawawala at nakakakuha muli ng halos walong daang milligrams ng calcium

Ang katawan ng may sapat na gulang ay may higit sa isang kilo ng calcium. Ito ay matatagpuan pangunahin sa mga elemento ng ngipin at buto. Kapag pinagsama sa pospeyt, nabuo ang hydroxyapatite, na hindi natutunaw. Ang kakaiba ay na sa mga buto ang pangunahing bahagi ng calcium ay regular na na-renew. Araw-araw, ang mga buto ng kalansay ng tao ay nawawala at nakakakuha muli ng halos walong daang milligrams ng calcium.

Ang mineral lobe ay may maraming ions, ngunit ang purong hydroxyapatite ay hindi naglalaman ng mga ito. May mga ions ng chlorine, magnesium at iba pang mga elemento.

Organikong komposisyon

95% ng organic type matrix ay collagen. Kung pinag-uusapan natin ang kahalagahan nito, kung gayon, kasama ang mga elemento ng mineral, ito ang pangunahing kadahilanan kung saan nakasalalay ang mga mekanikal na katangian ng buto. Ang collagen ng tissue ng buto ay may mga sumusunod na katangian:

naglalaman ito ng mas maraming hydroxyproline kumpara sa collagen ng balat;
naglalaman ito ng maraming libreng ε-amino na grupo ng mga residue ng oxylysine at lysine;
naglalaman ito ng mas maraming pospeyt, ang pangunahing bahagi nito ay nauugnay sa mga serine residues.

Ang tuyo na demineralized bone matrix ay naglalaman ng halos dalawampung porsyentong non-collagenous na protina. Kabilang sa mga ito ay may mga bahagi ng proteoglycans, ngunit kakaunti sila. Ang organic matrix ay naglalaman ng glycosaminoglycans. Ang mga ito ay pinaniniwalaan na direktang nauugnay sa ossification. Bilang karagdagan, kung magbabago ang mga ito, nangyayari ang ossification. Ang bone matrix ay naglalaman ng mga lipid, isang direktang bahagi ng tissue ng buto. Sila ay kasangkot sa mineralization. Ang bone matrix ay may isa pang tampok - naglalaman ito ng maraming citrate. Halos siyamnapung porsyento nito ay bahagi ng bone tissue. Ang citrate ay pinaniniwalaan na mahalaga para sa proseso ng mineralization.

Mga sangkap ng buto

Karamihan sa mga buto ng isang may sapat na gulang na tao ay naglalaman ng lamellar bone tissue, kung saan ang dalawang uri ng substance ay nabuo: spongy at compact. Ang kanilang pamamahagi ay depende sa functional load na inilagay sa buto.

Kung isasaalang-alang natin ang istraktura ng mga buto, kung gayon ang compact substance ay may mahalagang papel sa pagbuo ng diaphysis ng mga elemento ng tubular bone. Ito, tulad ng isang manipis na plato, ay sumasakop sa labas ng kanilang mga epiphyses, flat, spongy bones, na binuo mula sa spongy substance. Ang compact substance ay naglalaman ng maraming manipis na tubules, na binubuo ng mga daluyan ng dugo at nerve fibers. Ang ilang mga kanal ay mahalagang parallel sa bony surface.

Ang mga dingding ng mga channel na matatagpuan sa gitna ay nabuo ng mga plato na ang kapal ay mula apat hanggang labinlimang microns. Parang nasingit sila sa isa't isa. Ang isang channel na malapit sa sarili nito ay maaaring magkaroon ng dalawampung katulad na mga tala. Kasama sa komposisyon ng buto ang isang osteon, iyon ay, ang unyon ng isang kanal na matatagpuan sa gitna na may mga plato malapit dito. Sa pagitan ng mga osteon ay may mga puwang na puno ng mga intercalary plate.

Sa istraktura ng buto hindi kukulangin mahalaga ay may espongha na sangkap. Ang pangalan nito ay nagpapahiwatig na ito ay katulad ng isang espongha. Ang paraan nito. Ito ay binuo gamit ang mga beam, kung saan mayroong mga cell. Ang buto ng tao ay patuloy na nasa ilalim ng stress sa anyo ng compression at tensyon. Tinutukoy nila ang mga sukat ng mga beam at ang kanilang lokasyon.

Kasama sa istraktura ng buto ang periosteum, iyon ay, ang connective tissue membrane. Ito ay matatag na konektado sa elemento ng buto sa tulong ng mga hibla na umaabot sa lalim nito. Ang buto ay may dalawang layer:

Panlabas, mahibla. Ito ay nabuo sa pamamagitan ng collagen fibers, salamat sa kung saan ang shell ay matibay. Ang layer na ito ay naglalaman ng mga nerbiyos at mga daluyan ng dugo.
Panloob, usbong. Ang istraktura nito ay naglalaman ng mga osteogenic na selula, salamat sa kung saan ang buto ay lumalawak at bumabawi pagkatapos ng pinsala.

Ito ay lumiliko na ang periosteum ay gumaganap ng tatlong pangunahing pag-andar: trophic, proteksiyon, pagbuo ng buto. Sa pagsasalita tungkol sa istraktura ng buto, dapat din nating banggitin ang endosteum. Ang buto ay natatakpan mula sa loob nito. Mukhang isang manipis na plato at may isang osteogenic function.

Kaunti pa tungkol sa mga buto

Dahil sa kanilang kamangha-manghang istraktura at komposisyon, ang mga buto ay may mga natatanging katangian. Napaka-flexible nila. Kapag ang isang tao ay nagsasagawa ng pisikal na aktibidad at nagsasanay, ang mga buto ay nagiging flexible at umaangkop sa nagbabagong mga pangyayari. Iyon ay, depende sa pagkarga, ang bilang ng mga osteon ay tumataas o bumababa, at ang kapal ng mga plato ng mga sangkap ay nagbabago.

Ang bawat tao ay maaaring mag-ambag sa pinakamainam na pag-unlad ng buto. Upang gawin ito, kailangan mong mag-ehersisyo nang regular at katamtaman. pisikal na ehersisyo. Kung ang iyong buhay ay pinangungunahan ng mga laging nakaupo, ang iyong mga buto ay magsisimulang manghina at maging mas payat. May mga sakit sa buto na nagpapahina sa kanila, halimbawa, osteoporosis, osteomyelitis. Ang istraktura ng buto ay maaaring maimpluwensyahan ng trabaho. Siyempre, ang pagmamana ay gumaganap ng isang mahalagang papel.

Kaya, ang isang tao ay hindi makakaimpluwensya sa ilang mga tampok ng istraktura ng buto. Gayunpaman, ang ilang mga kadahilanan ay nakasalalay dito. Kung, mula sa pagkabata, tinitiyak ng mga magulang na ang bata ay kumakain ng maayos at nakikibahagi sa katamtamang pisikal na aktibidad, ang kanyang mga buto ay nasa mahusay na kondisyon. Ito ay makabuluhang makakaapekto sa kanyang kinabukasan, dahil ang bata ay lalago na isang malakas, malusog, iyon ay, matagumpay na tao.

Ang mga buto ay sumasakop sa isang mahigpit na tinukoy na lugar sa katawan ng tao. Tulad ng anumang organ, ang buto ay kinakatawan iba't ibang uri tissues, ang pangunahing lugar kung saan ay inookupahan ng bone tissue, na isang uri ng connective tissue.

buto(os) Mayroon itong kumplikadong istraktura at kemikal na komposisyon. Sa isang buhay na organismo, ang mga buto ng isang may sapat na gulang ay naglalaman ng hanggang 50% ng tubig, 28.15% organic at 21.85% mga di-organikong sangkap. Ang mga di-organikong sangkap ay kinakatawan ng mga compound ng calcium, phosphorus, magnesium at iba pang mga elemento. Ang macerated bone ay binubuo ng 1/3 ng mga organikong sangkap, na tinatawag na "ossein," at 2/3 ng mga di-organikong sangkap.

Ang lakas ng buto ay sinisiguro ng pagkakaisa ng physicochemical ng mga inorganic at organic na sangkap at ang mga tampok ng disenyo nito. Ang pamamayani ng mga organikong sangkap ay nagbibigay ng makabuluhang pagkalastiko at pagkalastiko ng buto. Sa pagtaas ng bahagi mga di-organikong compound(V matandang edad, sa ilang mga sakit) ang buto ay nagiging malutong at malutong. Ang ratio ng mga inorganikong sangkap sa komposisyon ng buto sa iba't ibang tao iba. Kahit na para sa parehong tao, nagbabago ito sa buong buhay, depende sa mga katangian ng nutrisyon, propesyonal na aktibidad, pagmamana, mga kondisyon sa kapaligiran, atbp.

Karamihan sa mga buto ng may sapat na gulang ay binubuo ng lamellar bone tissue. Ito ay bumubuo ng isang compact at spongy substance, ang pamamahagi nito ay depende sa functional load sa buto.

Ang compact substance (substantia compacta) ng buto ay bumubuo ng diaphysis ng tubular bones, sa anyo ng isang manipis na plato na sumasaklaw sa labas ng kanilang epiphyses, pati na rin ang spongy at flat bones na binuo mula sa spongy substance. Ang compact substance ng buto ay natagos ng manipis na mga channel kung saan dumadaan ang mga blood vessel at nerve fibers. Ang ilang mga channel ay matatagpuan halos parallel sa ibabaw ng buto (sentral, o Haversian, mga channel), ang iba ay bumubukas sa ibabaw ng buto na may nutrient openings (foramina nutricia), kung saan ang mga arterya at nerbiyos ay tumagos sa kapal ng buto, at lumalabas ang mga ugat.

Ang mga dingding ng gitnang (Haversian) na mga kanal (canales centrales) ay nabuo sa pamamagitan ng mga concentric plate na 4-15 microns ang kapal, na parang ipinasok sa bawat isa. Sa paligid ng isang kanal mayroong mula 4 hanggang 20 tulad ng mga plate ng buto. Ang gitnang kanal, kasama ang nakapalibot na mga plato, ay tinatawag na isang osteon. (Haversian system). Ang Osteon ay isang istruktura at functional na yunit ng compact bone substance. Ang mga puwang sa pagitan ng mga osteon ay napuno ipasok ang mga plato. Ang panlabas na layer ng compact substance ay nabuo panlabas na nakapalibot na mga plato, pagiging isang produkto ng paggana ng pagbuo ng buto ng periosteum. Ang panloob na layer na naglilimita sa lukab ng utak ng buto ay kinakatawan ng panloob na nakapalibot na mga plato, nabuo mula sa osteogenic endosteal cells.

Ang spongy (trabecular) na substansiya ng buto (substantia spongiosa) ay kahawig ng isang espongha na ginawa mula sa mga plate ng buto (mga beam) na may mga selula sa pagitan ng mga ito. Ang lokasyon at laki ng mga bone beam ay tinutukoy ng mga karga na nararanasan ng buto sa anyo ng pag-igting at compression. Ang mga linya na naaayon sa oryentasyon ng mga beam ng buto ay tinatawag na compression at tension curves. Ang lokasyon ng mga bone beam sa isang anggulo sa isa't isa ay nagtataguyod ng pare-parehong paghahatid ng presyon (traksyon ng kalamnan) sa buto. Ang disenyong ito ay nagbibigay ng lakas ng buto na may pinakamababang dami ng materyal na kinakailangan sa buto.

Lahat ng buto maliban sa kanya articular ibabaw, na natatakpan ng isang lamad ng nag-uugnay na tissue - ang periosteum. Ang periosteum (periosteum) ay matatag na nagsasama sa buto dahil sa nag-uugnay na tissue perforating (Sharpey's) fibers na tumatagos nang malalim sa buto. Ang periosteum ay may dalawang layer. Panlabas mahibla layer nabuo sa pamamagitan ng collagen fibers, na nagbibigay ng espesyal na lakas sa periosteum. Naglalaman ito ng mga daluyan ng dugo at nerbiyos. Inner layer - germinal, cambial. Direkta itong katabi ng panlabas na ibabaw buto, ay naglalaman ng mga osteogenic na selula, dahil sa kung saan ang buto ay lumalaki sa kapal at nagbabagong-buhay pagkatapos ng pinsala. Kaya, ang periosteum ay gumaganap hindi lamang proteksiyon at trophic, kundi pati na rin ang mga function ng pagbuo ng buto.

Mula sa loob, mula sa gilid ng mga cavity ng bone marrow, ang buto ay natatakpan ng endosteum. Ang endoste (endost) sa anyo ng isang manipis na plato ay mahigpit na katabi loobang bahagi buto at gumaganap din ng isang osteogenic function.

Ang mga buto ay nailalarawan sa pamamagitan ng makabuluhang plasticity. Madali silang itinayong muli sa ilalim ng impluwensya ng pagsasanay at pisikal na aktibidad, na ipinakita sa isang pagtaas o pagbaba sa bilang ng mga osteon, mga pagbabago sa kapal ng mga plate ng buto ng mga compact at spongy na sangkap. Ang katamtaman, regular na ehersisyo ay ginustong para sa pinakamainam na pag-unlad ng buto. Ang isang laging nakaupo na pamumuhay at mababang load ay nakakatulong sa pagpapahina at pagnipis ng mga buto. Ang buto ay nakakakuha ng isang magaspang na istraktura at kahit na bahagyang nalutas (resorption ng buto, osteoporosis). Ang trabaho ay nakakaapekto rin sa istraktura ng buto. Malaki ang bahagi Bilang karagdagan sa mga kadahilanan sa kapaligiran, ang namamana at sekswal na mga kadahilanan ay gumaganap din ng isang papel.

Ang plasticity ng bone tissue at ang aktibong restructuring nito ay sanhi ng pagbuo ng mga bagong bone cell at intercellular substance laban sa background ng pagkasira (resorption) ng umiiral na bone tissue. Ang resorption ay sinisiguro ng aktibidad ng mga osteoclast. Sa lugar ng gumuho na buto, nabuo ang mga bagong bone beam at bagong osteon.