Костная ткань

Химический состав кости

Уникальные механические характеристики кости зависят от строго выверенного химического баланса. Основную массу ткани формируют минеральные соли, на которые приходится от 60 до 70% всего веса. Эти неорганические соединения распределены в двух основных формах в равных пропорциях (по 50%):

• Аморфный фосфат кальция. Представлен в ткани в виде мельчайших гранул.
• Кристаллы гидроксиапатита. Это более сложный пространственный комплекс, состоящий из фосфата и гидроксида кальция.

Важнейшей физико-химической особенностью ткани является экстремально низкое содержание воды: жидкость составляет лишь 6–20%. Оставшиеся 10–20% массы приходятся на органические компоненты, к которым относятся клеточные элементы и сложно организованный межклеточный матрикс.

Органическая часть матрикса и минерализация

Органическое межклеточное вещество — это не просто каркас, а активная среда, играющая ключевую роль в инициации и регуляции процесса минерализации.

Абсолютным лидером в составе матрикса является коллаген (преимущественно I типа), который формирует до 95% всей органической массы. Особенность строения заключается в том, что минеральные гранулы и растущие кристаллы сорбируются непосредственно в промежутках между молекулами тропоколлагена.

Оставшиеся 5% органики представлены неколлагеновыми макромолекулами. Несмотря на малый объем, они жизненно необходимы для правильного отвердевания кости, так как каждая группа молекул выполняет свою узкую задачу:

• Фосфопротеины отвечают за первичное привлечение и концентрацию ионов кальция в нужных зонах.
• Ферменты, в первую очередь щелочная фосфатаза, катализируют реакции образования неорганических минеральных соединений.
• Протеогликаны выступают связующим звеном, прикрепляя формирующиеся минералы к коллагеновым волокнам.
• Специфические белки (например, остеонектин) контролируют и направляют рост кристаллов гидроксиапатита. Также в составе присутствуют гликопротеины и остеокальцин.

Генетические линии клеток

Клеточный пул кости формируется из двух совершенно разных источников, которые обеспечивают противоположные, но взаимосвязанные процессы — созидание и разрушение матрикса.

1. Дифферон механоцитов (костеобразующая линия). Это последовательная цепочка созревания клеток, ответственных за синтез матрикса. Развитие начинается с незрелой остеогенной клетки (преостеобласта), которая затем дифференцируется в активно синтезирующий остеобласт. На финальной стадии клетка замуровывается в собственном секрете и превращается в зрелый остеоцит.
2. Гематогенная линия (костеразрушающая линия). Представлена гигантскими клетками — остеокластами. В отличие от механоцитов, они имеют кроветворное происхождение: остеокласты развиваются непосредственно из моноцитов крови и по своей биологической сути относятся к единой системе макрофагов.

Вопросы с занятий и экзамена

Что ещё разобрать по теме

• Пространственная укладка молекул тропоколлагена и сорбция гранул
• Механизм действия щелочной фосфатазы при минерализации
• Отличия преостеобластов от зрелых остеобластов
• Функции остеокальцина и гликопротеинов в матриксе

Другие темы раздела «Скелетные соединительные ткани»

Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.