- •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
Особенности механизмов минерализации в тканях
Минерализация в тканях – сложный постоянно протекающий процесс. Наиболее ранняя теория минерализации тканей предложена в 1923 году. В соответствии с ней для образования кристаллов очень важно локальное высвобождение фосфата из органических молекул при участии щелочной фосфатазы. Однако эта теория не объясняла высокую активность фермента во многих неминерализующихся тканях.
К 1958 году было показано: внеклеточная жидкость пересыщена солями фосфата кальция. Стало ясно, что кальцификации должна предшествовать нуклеация. После выяснения важности гетерогенного типа нуклеации первым предполагаемым кандидатом на роль неподвижной фазы стал коллаген, а рост кристаллов гидроксиапатита стали представлять по механизму эпитаксиса.
В настоящее время считается, что минерализацию инициирует не сам коллаген, а связанные с ним молекулы. На роль таких молекул претендуют обладающие анионными свойствами gla-белки, фосфопротеины, протеогликаны. Например, хондрокальцин, локализованный в минерализирующемся фронте хряща, является кальций-связывающим белком. Остеонектин, известный как фосфогликопротеин костной ткани, связывает одновременно гидроксиапатиты и коллаген, обеспечивая нуклеацию апатита из раствора фосфата кальция. Другие Са-связывающие белки также могут иметь отношение к процессу минерализации тканей.
В зонах минерализации кости(по данным электронной микроскопии) выявляются внеклеточные мембраносвязанные тельца, содержащие кристаллы апатита. Полагают, что именно эти пузырьки являются зонами нуклеации, а волокна коллагена лишь пространственно ориентируют рост кристаллов. Пузырьки содержат активную фосфатазу и фосфолипиды. Фосфатаза увеличивает локальную концентрацию фосфата, расщепляя органические фосфосодержащие соединения. Однако такие пузырьки не обнаружены при минерализации эмали, дентина или цемента зуба.
Факторы регуляции минерализации
Для минерализации костей, твёрдых тканей зуба необходимо поддержание определённых концентраций ионов кальция и неорганического фосфата в плазме крови, слюне и надкостнице. Нормальное протекание этих процессов обеспечивается тем, что концентрация Са2+в крови варьирует в очень узких пределах: 2,25-2,64 ммоль/л – у взрослых и 2,74-3,24 ммоль/л – у детей. Более широкие колебания характерны для неорганического фосфата: 0,64-1,29 ммоль/л – у взрослых, 1,29-2,26 ммоль/л – у детей. В механизмы регуляции гомеостаза этих ионов включены три гормона – паратиреоидный (паратгормон, ПТГ, паратиреокринин), кальцитонин (тирокальцитонин, КТ) и метаболиты витаминаD(кальцитриолы – 1,25(ОН)2D3и 24,25(ОН)2D3), работающие как стероидные гормоны.
Влияние пирофосфата на кости (см выше про бифосфонаты зеленый цвет)