Kaulų atnaujinimas

Kaulų apykaita: svarba ir biologinis pagrindas

Nepaisant būdingo kietumo ir stiprumo, kaulas nėra statinis audinys, bet nuolat kinta ir nuolat atsinaujina. Šis procesas vadinamas „kaulų pertvarkymu“.

PRISIMINTI:

Kaulų apykaita arba pertvarkymas apibrėžiamas kaip cikliškas procesas, kurio metu pašalinamas senesnis kaulas ir pakeičiamas kitu jaunesniu audiniu.
Mes kalbame apie osteogenezę, nurodydami kaulinio audinio susidarymą; reabsorbcija, rodanti jos suirimą.
Kasmet atnaujinama apie 10% visos mūsų kaulų masės.

Puikiai kontroliuojant endokrininę sistemą, pertvarkymo procesai vyksta vienas po kito, keičiant kaulinio audinio struktūrą pagal pageidavimus.

Už kaulų atsinaujinimą atsakingos dviejų tipų ląstelės, atitinkamai vadinamos osteoklastais ir osteoblastais. Pirmieji, daugiabranduoliai ir turtingi mikrovilliais, išskiria proteolitines rūgštis ir fermentus, kurie, sunaikindami kaulų matricą, išskiria joje esančius mineralus.

Erozinis osteoklastų veikimas pasireiškia formuojant Howship spragą. Susidaręs pirmasis tarpas, osteoklastas atsiskiria nuo matricos, judėdamas ameboidiniais judesiais ant kaulo dalies, besiribojančios su ką tik reabsorbuota.

Šio proceso dėka kasdien iš kaulo pašalinama apie 500 mg kalcio (0,05% viso kalcio). Be to, kai reikia, įvairios osteoklastų populiacijos per gana trumpą laiką gali reabsorbuoti net dideles kaulų dalis.

Po kaulų erozijos proceso įsikiša osteoblastai, ląstelės, turinčios diametraliai priešingas funkcijas. Tiesą sakant, jie garantuoja organinės matricos susidarymą ir nusėdimą ertmėse, atsirandančiose dėl osteoklastų katabolinio poveikio.

Kai tik ši matrica pasiekia pakankamą storį, ji lengvai mineralizuojama dėl kalcio įsiskverbimo.Šis mineralizacijos procesas tęsiasi mėnesius, per kurį naujo kaulo tankis palaipsniui didėja.

Osteogenezė vyksta dviem etapais:

matricos susidarymas (osteoidinis);
matricos mineralizacija.

Kodėl kaulų apykaita yra svarbi?

Skirtas normaliam fiziniam krūviui sukeltiems streso mikrofrakuliams atkurti
Stiprinti kaulinį audinį reaguojant į atitinkamus dirgiklius
Norint reguliuoti kalcio ir fosforo kiekį plazmoje

Kas reguliuoja šių ląstelių veiklą ir skatina osteoblastinį ar osteoklastinį poveikį?

Procesas yra gana sudėtingas ir jį gerai suprasti reiškia turėti tvirtą pagrindą, nuo kurio reikia pradėti pažinti ir gydyti ligas, kurių metu prarandama pusiausvyra tarp osteoblastinio ir osteoklastinio veikimo, kaip osteoporozės ir kaulų metastazių atveju.

Ateities vaistai veiks reguliuodami tam tikrų genų transkripciją, skatindami osteoblastų aktyvumą ir osteoklastų apoptozę (ląstelių mirtį).

Pagrindiniai reguliavimo veiksniai yra šie:

a- kalcio kiekis kraujyje
b- mechaninė apkrova, kurią sukelia sunkio jėga ir raumenų mechaniniai įtempiai

Skeletas reaguoja į fizinius pratimus, raumenų stimuliaciją ir gravitaciją, stiprindamas save; atvirkščiai, silpnėja.

Hormoninė įtaka ir kiti veiksniai

Nors suaugusiųjų kaulų ilgis išlieka pastovus, kaulai ir toliau turi aktyvią ląstelių populiaciją, kuri palaiko dinaminės pusiausvyros būseną. Įvairūs hormonai veikia kaulų formavimąsi, augimą ir pertvarkymą, stimuliuodami osteoblastus arba osteoklastus.

Kalcio hormonai: specialiai reguliuoja kalcio homeostazę PARATORMONAS sumažina kaulų stiprumą (skatina osteoklastinę rezorbciją) KALCITONINAS padidina kaulų stiprumą (slopina osteoklastinę rezorbciją) D VITAMINAS:

po aktyvinimo kepenyse ir inkstuose padidina kalcio ir fosforo absorbciją žarnyne ir sumažina jo išsiskyrimą su šlapimu

Sistemiškai aktyvūs hormonai: jie veikia kaulų metabolizmą ANDROGENS: jie ją didina ESTROGENAI:

jie padidina (todėl moterys po menopauzės yra labiau linkusios į osteoporozę)

Skydliaukės hormonai

jie didina, sinergijoje su GH, bet jei jų yra per daug, jie mažina

GH:

jis skatina skeleto augimą vaikystėje ir paauglystėje; perteklius jaunystėje sukelia gigantizmą (nykštukų defektą), o suaugus - akromegaliją (kaulų padidėjimą, akivaizdų visų pirma galūnėse ir veide).

IGF-1 ir IGF-2

augimo faktorių, kurie kartu su insulinu ir sinergijoje su GH padidina kaulų tankį ir natūralų augimą

PROLACTIN:

padidina aktyvaus vitamino D sintezę, skatina kalcio pasisavinimą žarnyne ir taip padidina pieno gamybai reikalingų mineralų kiekį

Gliukokortikosteroidai Jie sunaikina kaulų matricą ir sukelia osteopeniją

Be endokrininės kilmės signalų, kaulai taip pat yra jautrūs mechaniniams dirgikliams. Juos sudarantis audinys teigiamai reaguoja į stimulus, kuriuos sukelia apkrovos veikla (darbas ir sportas, sukeliantis kaulų gniuždymą, pvz., Futbolas, šokiai, bėgimas, daug mažiau važinėjimas dviračiu ir plaukimas).

Priešingai, ilgalaikė imobilizacija (pavyzdžiui, po lūžio) lydi kaulinio audinio retėjimą. Tai paaiškina, kodėl tam tikros sporto šakos, įskaitant šokius, neleidžia vyresnio amžiaus žmonėms atsirasti osteoporozei.

Taip pat yra vietinių stimulų, patikėtų tam tikriems pasiuntiniams, pavyzdžiui, transformuojantis augimo faktorius (TGF-ß) ir į insuliną panašūs augimo faktoriai (IGF), kuriuos gamina osteoblastai ir kurie skatina jų veiklą.

Atkreipkite dėmesį, kad paveikslėlyje rodoma storesnė rodyklė po genetiniais veiksniais, pabrėžianti didesnį šio elemento svorį kitiems. Genetikos vaidmuo kaulų mineralinės masės (KMT) kintamumui tarp individų yra kiekybiškai įvertinamas maždaug 60–70%.