Биохимия костной ткани. Роль органических и минеральных компонентов в

костной ткани. Роль витаминов C и D в формировании костной

ткани

Подготовил: студент 185 А л2 группы
Горбунова Анна

органической и неорганической природы, выполняющий функцию депо Са (99%). Основные

особенности кости - твердость, упругость, механическая прочность.
Органический компонент – 20%, вода- 10%, минеральный компонент - 70%.

Основные клетки костной ткани

Остеобласты:
-синтезируют коллаген
-синт.ферменты, обеспечивающие минерализацию
-стимулируют формирование и дифференцировку остеокластов

Имеют рецепторы к:
паратгормону,
кальцитриолу,
эстрогенам,
цитокинам,
факторам роста

Остеоциты:
-метаболически активны
-не синтезируют компоненты матрикса
-контроль уровня Ca и Р в крови
-секретируют медиаторы, инициирующие костное ремоделирование и обеспечивающие адаптацию костной ткани к механической нагрузке

Остеокласты:
-синтезируют и секретируют ферменты, разрушающие органические составляющие костного матрикса

Дифференцировку и образование остеокластов стим.простагландины, цитокины, инсулиноподобный фактор роста, секреторные белки остеобластов.

Мезенхимальные недифференци-
рованные клетки кости
Находятся главным образом в составе внутреннего слоя надкостницы, из этих клеток могут образовываться новые клетки кости - остеобласты и остеокласты. В соответствии с этой их функцией их также называют остеогенными клетками.

– коллаген, на долю которого приходится 89 – 97% азота

костной ткани.

У коллагена кости есть ряд отличительных черт по сравнению с коллагеном мягких тканей.
В костном коллагене содержится больше свободных аминогрупп лизиновых и гидроксилизиновых остатков. В молекуле коллагена кости присутствуют дикарбоновые отрицательно заряженные аминокислоты и фосфаты. Отличительные особенности коллагена кости максимально приспособлены для выполнения функции минерализации. Аминогруппы лизина и оксилизина связывают фосфаты, принимая участие в процессе зарождения первичных кристаллов кости. Коллаген вместе с минеральными компонентами определяет механические свойства кости.

Наряду с коллагеном , составляющим основную массу органического матрикса костной ткани, в ней содержатся белки неколлагеновой природы: гликопротеины, сиалопротеины , альбумины.

К органическим составляющим также относится гликоген, нуклеиновые кислоты (количество нуклеиновых кислот в костных клетках зависит от их активности. В пролиферирующих и гипертрофированных клетках оно резко повышается), липиды, органические кислоты (цитрат легко образует комплексы с кальцием и таким образом оказывает влияние на отложение и растворение солей кальция и фосфата. Действие органических кислот вместе с освобождением водородных ионов ответственно за растворение костного минерала и выход кальция из кости в общий ток крови).

кальция, другие неорганические соединения.
Скелет – главное депо кальция и фосфора.

У взрослого человека в скелете сосредоточено около 1200 г кальция , фосфора – 530г , магния –11г. 99% кальция , 87% фосфата, 58% магния, 25% натрия и 85% фторида организма содержится в скелете. Костная ткань – подвижный резерв минеральных солей, где постоянно происходит их обмен с окружающей жидкостью.

Минеральные компоненты костной ткани
Минеральный компонент Состав ПР
гидроксиапатит Са5 ( РО4 ) 3( ОН) ∙ Н2 О 1,6 ∙ 10- 58
Кальций фторапатит СаРО3 F 4,0 ∙ 10- 3
Кальция карбонат СаСО3 3,8∙ 10- 9
Кальция фторид Са F2 4,0∙ 10 -11

Преобладающим компонентом минералов костной ткани является гидроксиапатит.
Кристаллы гидроксиапатита составляют лишь часть минеральной фазы кости, а другая часть представлена аморфным фосфатом кальция. Аморфный кальцийфосфат более растворим чем гидроксиапатит. Эта фракция представляет лабильный резерв кальция и фосфора. В минеральной части костной ткани - другие элементы. Важную роль играет магний, т. к. он является активатором многих ферментов, в частности щелочной фосфатазы и пирофосфатазы. Около половины магния организма содержится в скелете. В настоящие время известно более 30 остеотропных микроэлементов: медь, стронций, барий, алюминий, бериллий, кремний, фтор и другие. Кальций в кристаллической решётке оксиапатита может замещаться радием, стронцием, барием, натрием. Минерализация и деминерализация костной ткани зависят от содержания микроэлементов.

рахита и остеопороза. Он регулирует минеральный обмен и способствует накоплению

кальция в костной ткани и дентине, препятствуя остеомаляции костей.
Витамин D регулирует также усвоение фосфора, уровень содержания кальция и фосфора в крови и поступление их в костную ткань и зубы.

В костной ткани роль витамина D двояка:
-стимулирует выход ионов Ca2+ из костной ткани, так как способствует дифференцировке моноцитов и макрофагов в остеокласты и снижению синтеза коллагена I типа остеобластами;
-повышает минерализацию костного матрикса, так как увеличивает производство лимонной кислоты, образующей здесь нерастворимые соли с кальцием.

При дефиците витамина D не происходит полной кальцификации органической матрицы кости, что обусловливает размягчение костей.

При дефиците в раннем возрасте развиваются признаки рахита – вялость , потливость, нарушение сна.
Снижается сопротивляемость к заболеваниям.

коллагена, который важен для роста и восстановления клеток тканей, десен,

кровеносных сосудов, костей и зубов. Активизирует процессы образования клеток костной ткани и коллагена, увеличивает прочность костей. Витамин важен для роста костей и хрящевой ткани, изменяет состав и структуру кости.

Расходуется гораздо быстрее при стрессах . РНП для взрослых – 45 мг.
Курильщики и престарелые люди имеют повышенную потребность в витамине С ( одна выкуренная сигарета разрушает 25 мг витамина).
Серьезные побочные эффекты от слишком большого количества витамина С очень редки, так как организм не может долго хранить этот витамин.

При недостаточном количестве витамина С в организме подавляется созревание коллагеновых волокон, ослабляется деятельность остеобластов, уменьшается их фосфатазная активность, что приводит к остановке роста кости.

Тяжелая форма дефицита витамина C известна как цинга, которая в основном поражает пожилых людей и истощенных, недоедающих взрослых.