A csontszövet kémiai összetétele
A kompakt csont intercelluláris szerves mátrixa körülbelül 20%, szervetlen anyagok - 70% és víz - 10%. A szerves összetevők túlnyomórészt a spongy csontban, amelyek több mint 50% -ot alkotnak, és a szervetlen vegyületek 33-40% -át teszik ki. A víz mennyisége megközelítőleg azonos a kompakt csontban.
A nem kollagén jellegű fehérjéket glikoproteinek, a proteoglikánok fehérje összetevői reprezentálják. Ők részt vesznek a csont növekedésében és fejlődésében, az ásványosodás folyamatában, a vízsót anyagcserében. Az albuminok szerepet játszanak a hormonok és más anyagok vérből történő szállításában.
A nem kollagén jellegű domináns fehérje az osteocalcin. Csak csontokban és fogakban van jelen. Ez egy kicsi (49 aminosavmaradék) fehérje, más néven csont glutaminprotein vagy gla-fehérje. Az osteocalcin molekulájában három aminosav
# 947; -karboxi-glutaminsav. Ezeknek a maradványoknak köszönhetően képes kalciumot kötni. Az oszteokalcin szintéziséhez K-vitamint kell alkalmazni (34. ábra).
Ábra. 34. Az oszteokalcin utáni transzlációs módosítása
A csontszövet szerves mátrixának összetétele glikozaminoglikánokat tartalmaz, amelyek fő összetevője a kondroitin-4-szulfát. A kondroitin-6-szulfátot, a keratán-szulfátot és a hialuronsavat kis mennyiségben tartalmazzák. Az ízületi folyamatot a glikozaminoglikánok változása kísérte: a szulfatált vegyületek nem szulfatált anyagokat adnak át. A glikozaminoglikánok kötődnek a kollagénhez a kalciumhoz, a víz és a só metabolizmusának szabályozásához.
Citrát szükséges a csontszövet mineralizációjához. Komplex vegyületeket képez kalcium- és foszfor-sókkal, biztosítva annak lehetőségét, hogy koncentrációjukat a szövetben olyan szintre emeljük, amelyen a kristályosodás és a mineralizáció megkezdődhet. Szintén részt vesz a vér kalciumszintjének szabályozásában. A citrát, a szukcinát, a fumarát, a malát, a laktát és más szerves savak mellett a csontszövet is megtalálható.
A csont mátrix kis mennyiségű lipidet tartalmaz. A lipidek fontos szerepet játszanak a kristályosodó magok képződésében a csont mineralizációjában.
A csontszövet szervetlen összetétele.
Korai korban az amorf kalcium-foszfát Ca3 (PO4) 2 dominál a csontszövetben. Az érett csontokban a domináns kristályos hidroxiapatit a Ca10 (PO4) 6 (OH) 2 (35. ábra). Kristályai lemezek vagy rudak formájában vannak. Általában az amorf kalcium-foszfát a Ca 2+ és foszfátionok labilis tartalékának számít.
A kompozíció a csont ásványianyag-fázis tartalmaz nátrium ionokat, magnézium, kálium, és a klór. A kristályrács hidroxiapatit Ca 2+ ionok lehet helyettesíteni más kétértékű kationok, míg más aniont, mint a foszfát és a hidroxilcsoport, vagy adszorbeált a kristály felületén, vagy oldódik a kristályrács hidrátja.
Ábra. 35. A hidroxiapatit kristályának szerkezete
A csontszövet metabolizmusát két ellentétes folyamat jellemzi: új csontszövet kialakulása az osteoblastok és a régi osteoclastok reszorpciója (degradációja) révén. Általában az újonnan kialakult szövetek mennyisége megegyezik a megsemmisített mennyiségével. Az emberi csontszövet csontszövete 10 éven belül szinte teljesen újraépül.
Csontszövet képződés
Az 1. stádiumban az osteoblastok először a proteoglikánokat és a glikozaminoglikánokat szintetizálják, mátrixot képeznek, majd a mátrixban eloszló csontkollagén fibrilláit állítják elő. A csont kollagén a mineralizációs folyamat mátrixa. A mineralizációs folyamat szükséges feltétele a tápközeg túltelítettsége kalcium- és foszforionokkal. Megkezdődik a csont ásványi vázának kristályosodása
Ca-kötő fehérjék a kollagén mátrixán. Az osteokalcin erősen kötődik a hidroxi-apatithoz, és részt vesz a csontokban lévő Ca 2+ kötődés miatti kristálynövekedés szabályozásában. Az elektronmikroszkópos vizsgálatok kimutatták, hogy az ásványi kristályrács kialakulása rendszeres időközönként kezdődik a kollagén fibrillák között. A kollagén zónában képződött kristályok viszont válnak az ásványosodás magjává, ahol a hidroxiapatit a kollagénszálak közötti térben helyezkedik el.
A 2. fázisban a proteoglikánok lebomlása a lizoszómális proteinázok részvételével történik a mineralizációs zónában; oxidációs folyamatok fokozódnak, a glikogén bomlik és a szükséges mennyiségű ATP szintetizálódik. Ezenkívül az amorf kalcium-foszfát szintéziséhez szükséges citrát mennyisége megnő az osteoblastokban.
Mivel a csont ásványi anyag mineralizálódik, a hidroxi-apatit kristályok nem csak a proteoglikánokat helyettesítik, hanem a vizet is. A sűrű, teljesen mineralizált csont gyakorlatilag dehidratált.
A meszesedés inhibitor szervetlen pirofoszfát. Számos kutató úgy véli, hogy a kollagén mineralizációjának folyamata a bőrön, az inakon és az érfalakon akadályozza a proteoglikánok állandó jelenléte ezen szövetekben.
A modellezés és átalakítás folyamata folyamatosan frissíti a csontokat, valamint átalakítja alakját és szerkezetét. A modellezés (az új csont kialakulása) elsősorban gyermekkorban történik. A felújítás a domináns folyamat a felnőttek csontvázában; ebben az esetben csak a régi csont egy részének cseréje van. Így fiziológiai és patológiás körülmények között nemcsak a csontszövet képződése, hanem reszorpciója is előfordul.
A csontszövetek katabolizmusa
Szinte egyidejűleg a csontszövet ásványi és szerves szerkezeteinek "reszorpciója". Az osteolízis növeli a szerves savak termelését, ami a pH-érték változását eredményezi a savas oldalon. Ez elősegíti az ásványi sók feloldódását és eltávolítását.
A szerves mátrix felszívódása lizoszómás savas hidrolázok hatására történik, amelynek spektruma a csontszövetben elég széles. Részt vesznek az újra felszívódó struktúrák fragmentumainak intracelluláris emésztésében.
A csontváz minden betegségével kapcsolatban a csontmódosítási folyamatok megsérülnek, melyet a biokémiai markerek szintjén megjelenő rendellenességek kíséri.
Az új csontszövetek kialakulására gyakori jelzõk vannak. mint például a csontspecifikus alkalikus foszfatáz, plazma osteokalcin, procollagén I, plazmapeptidek. Biokémiai markerekkel csontreszorpció közé tartoznak a kalcium a vizeletben és a hidroxiprolin, piridinolin és deoxipiridinolin vizelet származó kereszt a kollagén rostok, amelyek kifejezetten a porc és a csont.
Tényezők. amelyek befolyásolják a csontszövet anyagcseréjét, hormonok, enzimek és vitaminok.
A csontszövet ásványi összetevői szinte teljesen kémiai egyensúlyban vannak a kalcium és a szérum foszfátionokkal. A kalcium és foszfát, a mellékpajzsmirigy hormon és a kalcitonin bevitelének, lerakódásának és felszabadulásának szabályozásában fontos szerepet játszik.
A mellékpajzsmirigy hormon hatása az osteoclastok számának és metabolikus aktivitásának növekedéséhez vezet. Az osteoclastok elősegítik a csontokban lévő ásványi vegyületek felgyorsult feloldódását. Tehát a csontreszorpcióban szerepet játszó sejtrendszerek aktiválódnak.
A mellékpajzsmirigy hormon szintén növeli a Ca2 + ionok reabszorpcióját a vesetubulusokban. A teljes hatás a vérszérum kalciumszintjének emelkedésében nyilvánul meg.
A kalcitonin hatása a Ca 2+ ionok koncentrációjának csökkentése a csontszövetben való elhelyezésével. Aktiválja az osteoblastok enzimrendszerét, növeli a csont mineralizációját és csökkenti az oszteoklasztok számát az akció területén, azaz gátolja a csontreszorpció folyamatát. Mindez növeli a csontképződés sebességét.
A D-vitamin részt vesz a bioszintézisében Ca2 + -kötő fehérjék, serkenti Kalitsov felszívódását a bélben, növeli a visszaszívás kalcium, foszfor, nátrium-citrát, aminosavak a vesékben. A D-vitamin hiányával ezek a folyamatok megsértették. A D-vitamin felesleges mennyiségének bevallása a csontok demineralizációjához és a kalcium-koncentráció növekedéséhez vezet a vérben.
A kortikoszteroidok növelik a mellékpajzsmirigy hormon szintézisét és kiválasztását, fokozzák a csontlerakódást; a nemi hormonok felgyorsítják az érlelést és lerövidítik a csont növekedésének időtartamát; a tiroxin fokozza a szövetek növekedését és differenciálódását.
Ha hiányzik az A-vitamin, megváltozik a csont alakja, a mineralizáció károsodik, a növekedés késik. Úgy gondolják, hogy ez a tény a chondroitin-szulfát szintézisének megsértéséből adódik. Nagy dózisú A-vitamin túlzott csontreszorpcióhoz vezet.
A B-vitaminok hiánya miatt a csontnövekedés lelassul, ami a fehérje és az energia anyagcseréjének megsértésével jár.
Fogászati szövetek jellemzői
A fogat fedő zománc félig áteresztő. Részt vesz az ionok és molekulák cseréjével a nyálban. A zománc permeabilitását befolyásolja a nyál pH-ja, valamint számos kémiai tényező.
Savas környezetben a fogszövet megtámad és keménységet veszít. Olyan gyakori betegség, mint a szuvasodás. a fogak felületén élő mikroorganizmusok és a szerves savak felszabadulása okozzák, amelyek a zománcból anaerob glikolízis termékként a Ca 2+ ionokat lemosják.
1. Melyek a csontszövet legfontosabb szerves összetevői?
2. Milyen szervetlen vegyületeket tartalmaz a csontszövet összetételében?
3. Mi a különbség az osteoclastokban és az oszteoblasztokban lejátszódó biokémiai folyamatok között?
4. Ismertesse a csontképződés folyamatát.
5. Milyen tényezők befolyásolják a csontszövet képződését és anyagcseréjét?
6. Milyen anyagok lehetnek a csontszövetben zajló folyamatok biokémiai markerei?
7. Milyen tulajdonságai vannak a fogszövet biokémiai összetételének?
7. Kushmanova, O.B. A biokémiai laboratóriumi vizsgálatokra vonatkozó kézikönyv. / О.B. Kushmanova, G.I. Ivchenko. - M. - 1983.
8. Leningrad, A. A biokémia alapjai / A. Lenringer. - M. "A világ". - 1985.