Патологическая физиология зрелой кости
Кость у взрослых состоит из массы белковых тканей и солей гидроксиапатита и углекислого кальция.
Из белков сформированы:
- костные клетки—остеобласты, остеоциты, остеокласты,
- коллагеновые волокна,
- интерфибриллярное основное вещество.
У белковой ткани имеется полисахаридная основа, которая является главной составной частью костного вещества. Полисахаридную составную часть представляет, вероятно, хондроитинсерная кислота — одна из самых крепких нерастворимых кислот нашего организма.
По аналогии, как и другие сульфоновые кислоты, она обладает ионообменными свойствами, может преимущественно аккумулировать на своей поверхности двухвалентные катионы, особенно кальций.
Эти кислоты появляются в тканях только тогда, когда их основное вещество-способно к кальцификации. С гистологической точки зрения это проявляется изменением окрашиваемости основной ткани. Следовательно, хондроитинсерную кислоту можно считать одним из charvat-факто-ров, облегчающих откладывание кальция в межклеточном веществе.
Мукополисахариды выделяются клетками соединительной ткани и их можно найти прежде всего в клетках, а затем они поступают в основное вещество.
Коллагеновые волокна и основное костное вещество образуются лишь в присутствии витамина С, что облегчает оксидацию пролина в гидроксипролин. Откладывание тирозина зависит от наличия определенного количества витамина А. Коллагеновые фибриллы расположены в основном веществе в большинстве случаев параллельно длинной оси кости.
Строение основного белкового костного вещества нарушается при общем недостатке белков в пище, в результате недоедания развивается остеопороз. При недостатке витамина С прекращается деятельность фибробластов и остеокластов, не образуются коллагеновые фибриллы и межклеточное основное вещество; деятельность щелочных фосфатаз также прекращается.
Влияние щелочной фосфатазы на образование костей неоспоримо. Щелочные фосфатазы находятся везде, где должна наступить оссификация; вначале они располагаются лишь в ядре остеобластов, позднее выходят также в тело клетки остеобластов и, наконец, находятся в основном костном веществе. Раньше полагали, что фосфатазы играют основную роль при осаждении фосфора органических соединений в соматических жидкостях и что они вызывают его простое откладывание в костях. Однако постепенно выяснилось, что этот процесс гораздо сложнее. Было установлено большое содержание гликогена в клетках, которые «готовятся» к кальцификации. Перед самой кальцификацией гликоген исчезает. При более подробном анализе также было установлено, что хрящ содержит не только гликоген, но и энзимы, необходимые для гликогенолиза, в частности фосфорплазу. Если удалить из хряща гликоген, кальцификации не происходит, хотя активность щелочных фосфатаз не нарушена. В общем влияние щелочных фосфатаз для кальцификации неоспоримо, но этот процесс очень сложный, в котором, вероятно, принимают участие также другие ферменты.
Уровень алкалических фосфатаз в сыворотке в общем является индикатором деятельности остеобластов потому, что это информирует нас о том, как образуется основная костная ткань в результате деятельности остеобластов.
Минералы в кости. Соли фосфорнокислого кальция, вероятно, откладываются в костях в виде гидроксиапатита (Са10)(РО)4-6(ОН)2. Рост кристаллов требует энергии. Он происходит симметрическим повторением Са, Р03, Н2 до тех пор, пока не достигнет структуры апатита.
Элементы и соли, не соответствующие точному строению апатита, выделяются из внутренней структуры и откладываются на поверхности. К ним относится углекислый кальций, лимоннокислый магний, гидроксид магния, натрий, фтор, лишний фосфор и лишний кальций. Эти вещества из кристаллов выделены потому, что они не соответствуют химической структуре (может быть, некоторые вещества препятствуют их включению в кристаллы, может быть, в данный момент нет достаточной энергии). Этот поверхностный слой изменяется в течение жизни также у различных индивидуумов. Ионы К, Na, О и сульфатов не откладываются в значительном количестве. Некоторые атомы (Sr, Be, Pb), которые в норме не встречаются, могут заместить атомы кальция в кристалле.
Поэтому основное строение у различных лиц даже на разных местах тела бывает различным. Химики в течение более 100 лет не смогли точно установить химический состав кости.
Метаболические процессы в нормальной кости. Кости неодинаковы по своей поверхности:
- поверхность, на которой ничего не происходит, занимает 90% поверхности кости; остальные 10% приходятся на
- поверхность, где образуется кость
- поверхность, где кость резорбируется.
Откладывание, и резорбция кости происходят непрерывно в течение жизни. Кристаллическое строение гидроксиапатита таково, что кристаллы, его составляющие, маленькие, а в сумме они занимают огромную поверхность. Robinson высчитал, что 1 кг костного материала представляет собой поверхность в 103 м2. Если учесть, что у взрослого приблизительно содержится 11 кг костей, то получилась бы огромная поверхность, примерно в 3 км2, которая находится в контакте с внутренней средой. Если принять во -внимание, что кристаллы соединены друг с другом таким образом, что только около 12—13% поверхности является действительно свободной, получится поверхность в 100 000 м2. По этой поверхности течет тканевая жидкость изоионного обмена с ионами, связанными свободно на поверхности кристаллов, не повреждая содержимое кристаллов. На поверхности кристалла находится определенное число ионов кальция,остеобластов прекращается и основная ткань перестает восстанавливаться, наступает разрежение костей вследствие резорбции — остеопороз.
Вы также можете посмотреть следующие статьи:
- Расстройства при нарушениях баланса витамина D
- Деформирующий артроз
- Хондромаляция надколенника
- Метаболизм фосфатов
- Почечная остеопатия – почечный рахит
- Патоморфологические изменения характерные для деформирующего артроза
- Остеопатия при расстройствах резорбции кишечного жира
- Изменения скелета при заболеваниях надпочечников, зобной и шишковидной желез
- Патоморфология деформирующего артроза тазобедренного сустава
- Остеотомия по Мак Маррею