Схема образования и разрушения кости

Кость состоит из соединительной ткани, или матрикса (включая коллаген I типа [> 90 %], тромбоспондин, остеопонтин, фибронектин, остеокальцин, протеогликаны), минералов (щелочных солей Са2+, фосфатов, Na+, СO32-, Mg2+, К+ и F-) и клеток (остеоцитов, остеобластов и остеокластов).

Остеоциты обладают механочувствительностью и обеспечивают изменение архитектоники кости в соответствии с механическими нагрузками за счет влияния на остеобласты и остеокласты.

Остеобласты развиваются под влиянием КМБ (костных морфогенетических белков) из мезенхимных клеток-предшественниц. КМБ посредством транскрипционного фактора CBFA1 (ядерный связывающий фактор А1) стимулируют экспрессию в т. ч. коллагена I типа, остеокальцина, остеопонтина и RANKL (лиганд рецептора-активатора NFkB). Остеокласты стимулируются факторами роста (TGF-b, FGF, PDGF, IGF) и образуют щелочную фосфатазу, которая способствует минерализации костей посредством расщепления пирофосфатов. Активность щелочной фосфатазы в плазме отражает активность остеокластов.

Остеобласты выбрасывают RANKL — медиатор, который стимулирует образование остеокластов из гемопоэтических клеток-предшественниц. RANKL-связывающий остеопротегерин угнетает развитие остеокластов, а антиапоптотический М-КСФ (макрофагальный колониестимулирующий фактор) — ускоряет их развитие. Кальцитонин ингибирует остеокласты. Остеокласты разрушают кость путем протеолиза (протеиназы, такие как катепсин К) и за счет секреции Н++-АТФаза, СА II, Cl--канал). Об активности остеокластов можно судить по концентрации в плазме продуктов распада коллагена II типа (пептиды).

У детей костная ткань развивается из хрящевой, которая образуется хондроцитами. Эти клетки контролируются ПТГ, ПТГсП, FGF, гормоном роста, глюкокортикоидами и эстрогенами. Высокая концентрация фосфатов стимулирует апоптоз хондроцитов.

Кость постоянно перестраивается в соответствии с механическими потребностями. После перелома, инфекции и ишемии погибшая костная ткань разрушается, кровоснабжение восстанавливается путем ангиогенеза и образуется новая костная ткань. Механическая нестабильность фрагментов кости стимулируют образование соединительной ткани и хряща.

Структура и минерализация кости находятся под влиянием механической нагрузки, концентрации Са2+ и фосфатов в плазме, а также уровня ПТГ и кальцитриола.

Гипокальциемия стимулирует выброс ПТГ, кальцитриол — ингибирует. ПТГ способствует ремоделированию кости и увеличивает число остеобластов и (через RANKL и М-КСФ) остеокластов. Дробное введение ПТГ стимулирует образование костной ткани, непрерывное повышение уровня ПТГ ведет к резорбции кости.

ПТГ влияет на костный метаболизм за счет стимуляции образования кальцитриола [1,25(ОН)2D3]. Под воздействием УФ-излучения усиливается образование витамина D3 из 7-дегидрохолестерина. В печени витамин D3 трансформируется b 25(OH)D3 и с помощью 1а-гидроксилазы, главным образом в почках, — в активный гормон 1,25(OH)2D3. ПТГ и гормон роста стимулируют активность 1а-гидроксилазы, а избыток Са2+ и фосфатов, FGF23 и Klotho подавляют ее.

1,25(OH)2D3 продуцируется макрофагами и лимфоцитами, которые синтезируют данный гормон независимо отобмена ПТГ и фосфата кальция. Таким образом, стимуляция макрофагов (например, при саркоидозе и туберкулезе) или лимфоцитов (например, при лимфомах) ведет к неадекватному образованию 1,25(OH)2D3. Витамин D-24-гидроксилаза инактивирует 1,25(OH)2D3. Кальцитриол через рецепторы витамина D (VDR) стимулирует образование белков костного матрикса, остеокальцина, остеопонтина и RANKL. Через RANKL и М-КСФ кальцитриол способствует формированию зрелых остеокластов.

Таким образом, кальцитриол стимулирует как образование костной ткани, так и ее резорбцию. Рецепторы витамина D реагируют не только на 1,25(OH)2D3, но и на избыточную концентрацию 25(OH)D3.

Глюкокортикоиды ингибируют кальцитриол и его образование, чем способствуют резорбции костей. Инсулин стимулирует формирование костного матрикса. Эстрогены (главным образом, эстрадиол) угнетают апоптоз остеобластов и стимулируютапоптоз остеокластов. Через RANKL и М-КСФ они препятствуют образованию зрелых остеокластов и тем самым резорбции костей. Гормоны щитовидной железы усиливают процессы перестройки в костной ткани. Чрезмерная концентрация витамина А стимулирует резорбцию костей.

Механизмы образования и разрушения кости

- Рекомендуем ознакомиться со следующей статьей "Схема развития болезней кости"

Оглавление темы "Патогенез заболеваний в схемах":
  1. Схема развития болезней почек при беременности (нефропатии беременных)
  2. Схема развития гепаторенального синдрома
  3. Схема развития мочекаменной болезни (МКБ)
  4. Схема развития нарушения обмена воды - гипергидратации и дегидратации
  5. Схема развития нарушения обмена калия - гиперкалиемии и гипокалиемии
  6. Схема развития нарушения обмена магния - гипермагниемия и гипомагниемия
  7. Схема развития нарушения обмена кальция - гиперкальциемии и гипокальциемии
  8. Схема развития нарушения обмена фосфатов - гиперфосфатемии и гипофосфатемии
  9. Схема образования и разрушения кости
  10. Схема развития болезней кости
Кратко о сайте:
Медицинский сайт MedicalPlanet.su является некоммерческим ресурсом для всеобщего и бесплатного развития медицинских работников.
Материалы подготовлены и размещены после модерации редакцией сайта, в составе которой только лица с высшим медицинским образованием.
Ни один из материалов не может быть применен на практике без консультации лечащего врача.
Вопросы, замечания принимаются по адресу admin@medicalplanet.su
По этому же адресу мы оперативно предоставим вам координаты автора, заинтересовавшей вас статьи.
Если планируется использование отрывков размещенных текстов - обязательно размещение обратной ссылки на страницу источник.