- •Биохимия костной ткани
- •Процессы образования и ремоделирования кости
- •Биохимические маркёры метаболизма костной ткани
- •Факторы, влияющие на метаболизм костей (витамины и гормоны)
- •Характерные нарушения костей
- •Химические компоненты костной ткани
- •Белки матрикса, специфичные для костной ткани
- •Моделирование и ремоделирование кости
- •Биохимические маркёры метаболизма костной ткани
- •Фосфаты кальция – основа минерального компонента межклеточного матрикса
- •2. Замещение фосфат-ионов (ро43–) на гидрофосфат-ионы (нро42–) или на карбонат- и гидрокарбонат-ионы (со32– и нсо3–).
- •3. Замещение гидроксила (он–) на фториды (f–), хлориды (Cl–) и другие ионы:
- •Этапы обмена элементов кристаллической решетки апатитов
- •Стадии минерализации костных тканей
- •Особенности механизмов минерализации в тканях
- •Факторы регуляции минерализации
Биохимия костной ткани
Состав кости. Имеется несколько различных видов костей: трубчатые, губчатые и т.п.
Минеральная часть кости состоитглавным образом из различных формфосфатовкальция, кроме того включаеткарбонаты, фториды, гидроксиды и цитраты. В состав костей входит большая частьMg2+, около 1/4 всегоNa+организма и небольшая частьК+.
Кристаллы кости состоят из гидроксиапатитов, их приблизительный состав Са10(РО4)6(ОН)2. Кристаллы имеют форму пластинок или палочек размерами 8-15*20-40*200-400 Ǻ. Вследствие неорганической кристаллической структуры упругость кости сходнас упругостью бетона.
Функцииминеральной фазыкостной ткани:
1) составляет остов кости
2) придает прочность
3) придаёт форму
4) защитная
5) депо минеральных веществ
Неорганические компоненты составляют только около 1/4-1/3 объёмакости; остальной объём занимает органический матрикс. Однако удельные массы органических и неорганических компонентов кости различны, поэтому на долю нерастворимых минералов приходится 1/2массы. При вымачивании кости в разведенных растворах кислот ее минеральные компоненты вымываются, и остается гибкий, мягкий, полупрозрачный органический остаток, сохраняющий форму кости.
Органический матрикссостоит из коллагена на 90%,неколлагеновыхбелков и протеогликанов.
1) Коллагеновыефибриллы костного матрикса образованы коллагеномI типа, который входит также в состав сухожилий, кожи, дентина.
2)В кости и зубах естьнеколлагеновые белки, как общие, так и специфичные (только для костной ткани или только для зубных тканей).
Остеокальцин – костный глутаминовый белок (gla-белок) – присутствует и в зубах. Он небольшой - 49 аминокислотных остатков, прочно связан с кристаллами гидроксиапатита и регулирует связывание Са2+в костях и зубах. Для его синтезаостеобластамнужен витамин К, который способствует присоединению дополнительной карбокси-группы к глутаминовой кислоте (в радикальной части аминокислоты получается –СН2–СН(СОО–)2). Приобретая дополнительный “-“ заряд, остаток глутаминовой аминокислоты становится способным прочно связывать Са2+. Синтезированный остеокальцин включается во внеклеточное пространство кости, однако небольшая его часть попадает в кровоток, где и может быть проанализирована (наборы ИФА). Активность остеобластов, продуцирующих остеокальцин,ингибируетсявысоким уровнем паратгормона (ПТГ), в результатеснижается содержание этого белка в кости и крови.
витамины группы К.
Костный сиалопротеин, остеопонтин, остеонектини другие костные белки также имеют кислую природу (содержат ГЛУ, АСП, фосфорилированные аминокислоты) что помогает их участию в минерализации.
3) Протеогликаныкости представлены, главным образом, большими ПГ, содержащимихондроитинсульфат, который очень важен для обмена веществ костной ткани. Он образует в комплексе с белками основное вещество кости, участвует в обмене Са2+. Хондроитинсульфат за счет своих сульфатных групп является полианионом и связывает Са2+, т.е. способен к активному ионному обмену. При его разрушении нарушается связывание Са2+.