Proces njege kod benignih tumora. Specijalizovana medicinska njega za maligne neoplazme

Koštano tkivo je specijalizirana vrsta vezivnog tkiva, čija organska međućelijska tvar sadrži do 70% neorganskih spojeva - soli kalcija i fosfora i više od 30 spojeva elemenata u tragovima. Sastav organskog matriksa uključuje proteine ​​kolagenskog tipa (osein), lipide hondroitin sulfate. Osim toga, uključuje limunsku kiselinu i druge kiseline koje tvore kompleksne spojeve s kalcijem koji impregniraju međućelijsku tvar.

Postoje 2 vrste koštanog tkiva: grubo vlaknasto (retikulofibrozno) i lamelarno.

Međućelijska tvar koštanog tkiva sadrži Ćelijski elementi : osteogene ćelije, osteoblasti i osteociti, koji nastaju iz mezenhima i predstavljaju koštani diferon. Druga populacija ćelija su osteoklasti.

osteogene ćelije su matične ćelije koštanog tkiva koje se odvajaju od mezenhima u ranoj fazi osteogeneze. Oni su u stanju da proizvode faktore rasta koji indukuju hematopoezu. U procesu diferencijacije pretvaraju se u osteoblaste.

osteoblasti lokalizirani u unutrašnjem sloju periosta, tijekom formiranja kosti nalaze se na njenoj površini i oko intrakoštanih žila; ćelije su kubične, piramidalne, ugaonog oblika, sa dobro razvijenim HES i drugim organelama sinteze. Oni proizvode proteine ​​kolagena i komponente amorfnog matriksa, aktivno se dijele.

Osteociti - formiraju se od osteoblasta, nalaze se unutar kosti u svojevrsnim koštanim lakunama, imaju procesni oblik. Gube sposobnost podjele. Izlučivanje međustanične tvari kosti u njima je slabo izraženo.

osteoklasti - polinuklearni makrofagi koštanog tkiva, nastaju iz krvnih monocita. Može sadržavati do 40 ili više jezgara. Volumen citoplazme je velik; citoplazmatska zona uz površinu kosti formira valovitu granicu formiranu citoplazmatskim izraslinama, koja sadrži mnogo lizosoma.

Funkcije - uništavanje vlakana i amorfne koštane supstance.

međućelijska supstanca predstavljen kolagenskim vlaknima (kolagen tip I, V) i amorfnom komponentom, koja sadrži kalcijum fosfat (uglavnom u obliku kristala hidroksiapatita i malo u amorfnom stanju), malu količinu magnezijum fosfata i vrlo malo glikozaminoglikana i proteoglikana.

Grubovlaknasto (retikulofibrozno) koštano tkivo karakterizira neuređeni raspored vlakana oseina. U lamelarnom (zrelom) koštanom tkivu, vlakna oseina u koštanim pločama imaju striktno uređen raspored. Štaviše, u svakoj koštanoj ploči vlakna imaju isti paralelni raspored, a u susjednoj koštanoj pločici su pod pravim uglom u odnosu na prethodnu. Ćelije između koštanih ploča su lokalizirane u posebnim prazninama, mogu se ugraditi u međućelijsku tvar ili se nalaziti na površini kosti i oko žila koje prodiru u kost.

Kost kao organ histološki se sastoji od tri sloja: periosta, kompaktne supstance i endosta.

Periosteum Ima strukturu sličnu perihondrijumu, odnosno sastoji se od 2 slična sloja, od kojih je unutrašnji, osteogeni, formiran od labavog vezivnog tkiva, u kojem se nalaze mnogi osteoblasti, osteoklasti i mnoge žile.

Endost oblaže medularni kanal. Nastaje od labavog vlaknastog vezivnog tkiva, gdje se nalaze osteoblasti i osteoklasti, kao i druge ćelije labavog vezivnog tkiva.

Funkcije periosta i endosta: trofizam kostiju, rast kosti u debljini, regeneracija kostiju.

Kompaktna materija Kost se sastoji od 3 sloja. Vanjska i unutrašnja su opće (uobičajene) koštane ploče, a između njih je osteonski sloj.

Strukturna i funkcionalna jedinica kosti kao organa je Osteon , što je šupljina, koja se sastoji od koncentrično slojevitih koštanih ploča u obliku nekoliko cilindara umetnutih jedan u drugi. Između koštanih ploča postoje praznine u kojima leže osteociti. Krvna žila prolazi kroz šupljinu osteona. Koštani kanal u kojem se nalazi krvni sud naziva se osteonski kanal ili Haversov kanal. Interkalirane koštane ploče (ostaci kolapsirajućih osteona) nalaze se između osteona.

Histogeneza koštanog tkiva. Izvor razvoja koštanog tkiva su mezenhimske ćelije koje migriraju iz sklerotoma. Istovremeno, njegova histogeneza se provodi na dva načina: direktno iz mezenhima (direktna osteohistogeneza) ili iz mezenhima na mjestu prethodno formirane hijalinske hrskavice (indirektna osteohistogeneza).

Direktna osteogeneza. Grubo vlaknasto (retikulofibrozno) koštano tkivo se formira direktno iz mezenhima, koje se naknadno zamjenjuje lamelarnim koštanim tkivom. Postoje 4 faze u direktnoj osteogenezi:

1. izolacija osteogenog otoka - u području formiranja koštanog tkiva mezenhimske stanice se aktivno dijele i pretvaraju u osteogene stanice i osteoblaste, ovdje nastaju krvni sudovi;

2. osteoidni stadijum - osteoblasti počinju da formiraju međućelijsku supstancu koštanog tkiva, dok se deo osteoblasta nalazi unutar međućelijske supstance, ovi osteoblasti se pretvaraju u osteocite; drugi dio osteoblasta je na površini međućelijske tvari, odnosno na površini formiranog koštanog tkiva, ovi osteoblasti će postati dio periosta;

3. mineralizacija međućelijske supstance (impregnacija kalcijumovim solima). Mineralizacija se vrši unošenjem kalcijum glicerofosfata iz krvi, koji se pod uticajem alkalne fosfataze cepa na glicerol i ostatak fosforne kiseline, koji reaguje sa kalcijum hloridom, što rezultira stvaranjem kalcijum fosfata; potonji se pretvara u hidroapatit;

4. restrukturiranje i rast kosti - stara područja grube fibrozne kosti se postepeno uništavaju i na njihovom mjestu se formiraju nova područja lamelarne kosti; zbog periosta nastaju zajedničke koštane ploče, zbog osteogenih stanica koje se nalaze u adventiciu krvnih sudova kosti nastaju osteoni.

indirektna osteohistogeneza provodi se umjesto hrskavice. U tom slučaju odmah se formira lamelarno koštano tkivo. U ovom slučaju se također mogu razlikovati 4 faze:

1. formiranje hrskavičnog modela buduće kosti;

2. Perihondralna osifikacija se javlja u području dijafize ovog modela, dok se perihondrij pretvara u periosteum, u kojem se matične (osteogene) stanice diferenciraju u osteoblaste; osteoblasti započinju formiranje koštanog tkiva u obliku zajedničkih ploča koje formiraju koštanu manžetnu;

3. Paralelno s tim, uočava se i endohondralna osifikacija, koja se javlja i u području dijafize i u području epifize; okoštavanje epifize se provodi samo endohondralnom osifikacijom; krvni sudovi izrastaju u hrskavicu, u čijoj se adventici nalaze osteogene ćelije koje se pretvaraju u osteoblaste. Osteoblasti, proizvodeći međućelijsku tvar, formiraju koštane ploče oko krvnih žila u obliku osteona; istovremeno s formiranjem kosti dolazi do uništavanja hrskavice hondroklastima;

4. restrukturiranje i rast kosti - stari dijelovi kosti se postepeno uništavaju i na njihovom mjestu nastaju novi; zbog periosta nastaju zajedničke koštane ploče, zbog osteogenih stanica koje se nalaze u adventiciu krvnih sudova kosti nastaju osteoni.

U koštanom tkivu tokom života neprestano se odvijaju procesi stvaranja i uništavanja. Obično se međusobno balansiraju. Destrukciju koštanog tkiva (resorpciju) vrše osteoklasti, a uništena područja zamjenjuju se novoizgrađenim koštanim tkivom u čijem stvaranju učestvuju osteoblasti. Regulacija ovih procesa provodi se uz sudjelovanje hormona koje proizvode štitna žlijezda, paratiroidne i druge endokrine žlijezde. Na strukturu koštanog tkiva utiču vitamini A, D, C. Neadekvatan unos vitamina D u ranom postnatalnom periodu dovodi do razvoja bolesti. Rahitis.

Zubi se nalaze u koštanim rupama - odvojenim ćelijama alveolarnih procesa gornje i donje čeljusti. Koštano tkivo je vrsta vezivnog tkiva koje se razvija iz mezoderma i sastoji se od ćelija, međućelijskog nemineralizovanog organskog matriksa (osteoida) i glavne mineralizovane međućelijske supstance.

5.1. ORGANIZACIJA I STRUKTURA KOŠTANOG TKIVA ALVEOLARNIH PROCESA

Površina kosti alveolarnog nastavka je prekrivena periosteum(periosteum), formiran uglavnom od gustog vlaknastog vezivnog tkiva, u kojem se razlikuju 2 sloja: vanjski - vlaknasti i unutrašnji - osteogeni, koji sadrže osteoblaste. Žile i živci prelaze iz osteogenog sloja periosta u kost. Debeli snopovi perforirajućih kolagenih vlakana povezuju kost sa periostom. Periosteum obavlja ne samo trofičku funkciju, već također sudjeluje u rastu i regeneraciji kosti. Kao rezultat toga, koštano tkivo alveolarnih procesa ima visok regenerativni kapacitet ne samo u fiziološkim uslovima, sa ortodontskim efektima, već i nakon oštećenja (fraktura).

Mineralizirani matriks je organiziran u trabekule - strukturne i funkcionalne jedinice spužvastog koštanog tkiva. U lakunama mineralizovanog matriksa i na površini trabekula nalaze se ćelije koštanog tkiva - osteociti, osteoblasti, osteoklasti.

U organizmu se konstantno odvijaju procesi obnove koštanog tkiva vremenski konjugiranim formiranjem kosti i resorpcijom (resorpcijom) kosti. U ove procese aktivno su uključene različite ćelije koštanog tkiva.

Ćelijski sastav koštanog tkiva

Ćelije zauzimaju samo 1-5% ukupnog volumena koštanog tkiva odraslog skeleta. Postoje 4 vrste koštanih ćelija.

Mezenhimske nediferencirane koštane ćelije su uglavnom u sastavu unutrašnjeg sloja periosta, koji prekriva površinu kosti izvana - periosta, kao iu sastavu endosta, oblaže konture svih unutrašnjih šupljina kosti, unutrašnje površine kosti. Oni se nazivaju podstava, ili kontura, ćelije. Ove ćelije mogu formirati nove koštane ćelije - osteoblaste i osteoklaste. Prema ovoj funkciji, oni se također nazivaju osteogenićelije.

osteoblasti- ćelije koje se nalaze u područjima formiranja kostiju na vanjskoj i unutrašnjoj površini kosti. Osteoblasti sadrže prilično veliku količinu glikogena i glukoze. S godinama se ovaj broj smanjuje za 2-3 puta. Sinteza ATP-a je 60% povezana s reakcijama glikolize. Starenjem osteoblasta aktiviraju se reakcije glikolize. Reakcije citratnog ciklusa odvijaju se u ćelijama, a citrat sintaza ima najveću aktivnost. Sintetizirani citrat se dalje koristi za vezivanje Ca 2+ potrebnog za procese mineralizacije. Budući da je funkcija osteoblasta stvaranje organskog ekstracelularnog matriksa kosti, ove ćelije sadrže veliku količinu RNK neophodne za sintezu proteina. Osteoblasti aktivno sintetiziraju i oslobađaju u ekstracelularni prostor značajnu količinu glicerofosfolipida, koji su u stanju da vežu Ca 2+ i učestvuju u procesima mineralizacije. Ćelije međusobno komuniciraju preko dezmozoma, koji omogućavaju prolaz Ca 2+ i cAMP. Osteoblasti sintetiziraju i oslobađaju kolagene fibrile, proteoglikane i glikozaminoglikane u okolinu. Oni također osiguravaju kontinuirani rast kristala hidroksiapatita i djeluju kao posrednici u vezivanju mineralnih kristala za proteinski matriks. Kako starimo, osteoblasti se transformišu u osteocite.

Osteociti- drvolike ćelije koštanog tkiva, uključene u organski ekstracelularni matriks, koje su u kontaktu jedna s drugom kroz procese. Osteociti takođe stupaju u interakciju sa drugim ćelijama koštanog tkiva: osteoklastima i osteoblastima, kao i sa mezenhimalnim koštanim ćelijama.

osteoklasti- ćelije koje obavljaju funkciju razaranja kostiju; izvedeno iz makrofaga. Sprovode kontinuirani kontrolisani proces rekonstrukcije i obnove koštanog tkiva, obezbeđujući neophodan rast i razvoj skeleta, strukturu, čvrstoću i elastičnost kostiju.

Međućelijska i prizemna tvar koštanog tkiva

međućelijska supstanca predstavlja organski međućelijski matriks izgrađen od kolagenih vlakana (90-95%) i glavne mineralizovane supstance (5-10%). Kolagenska vlakna se uglavnom nalaze paralelno sa pravcem nivoa najvjerovatnijih mehaničkih naprezanja na kost i obezbjeđuju elastičnost i elastičnost kosti.

Osnovna supstanca Intercelularni matriks se uglavnom sastoji od ekstracelularne tečnosti, glikoproteina i proteoglikana koji su uključeni u kretanje i distribuciju neorganskih jona. Mineralne tvari koje se nalaze u sastavu glavne tvari u organskom matriksu kosti predstavljene su kristalima, uglavnom hidroksiapatitom Ca 10 (PO 4) 6 (OH) 2. Odnos kalcijuma/fosfora je normalno 1,3-2,0. Osim toga, u kosti su pronađeni Mg 2+ , Na + , K + , SO 4 2-, HCO 3-, hidroksil i drugi ioni koji mogu učestvovati u formiranju kristala. Mineralizacija kostiju povezana je sa karakteristikama glikoproteina koštanog tkiva i aktivnošću osteoblasta.

Glavni proteini ekstracelularnog matriksa koštanog tkiva su proteini kolagena tipa I, koji čine oko 90% organskog koštanog matriksa. Uz kolagen tipa I, postoje tragovi drugih tipova kolagena kao što su V, XI, XII. Moguće je da ove vrste kolagena pripadaju drugim tkivima koja se nalaze u koštanom tkivu, ali nisu dio koštanog matriksa. Na primjer, kolagen tipa V se obično nalazi u žilama koje prožimaju kost. Kolagen tipa XI nalazi se u hrskavici i može odgovarati ostacima kalcificirane hrskavice. Izvor kolagena tipa XII mogu biti "prazni dijelovi" kolagenih vlakana. U koštanom tkivu kolagen tipa I sadrži derivate monosaharida, ima manje poprečnih veza nego u drugim vrstama vezivnog tkiva, a te veze nastaju preko alizina. Druga moguća razlika je u tome što je N-terminalni propeptid kolagena tipa I fosforiliran i ovaj peptid se delimično zadržava u mineralizovanom matriksu.

Koštano tkivo sadrži oko 10% nekolagenskih proteina. Oni su predstavljeni glikoproteinima i proteoglikanima (slika 5.1).

Od ukupne količine nekolagenskih proteina, 10% otpada na proteoglikane. Prvo se sintetizira veliki kondroitin

Rice. 5.1.Sadržaj nekolagenskih proteina u međućelijskom matriksu koštanog tkiva [prema Gehron R. P., 1992].

koji sadrži proteoglikan, koji se, kako se formira koštano tkivo, uništava i zamjenjuje sa dva mala proteoglikana: dekorinom i biglikanom. Mali proteoglikani su ugrađeni u mineralizovani matriks. Dekorin i biglikan aktiviraju procese ćelijske diferencijacije i proliferacije, a također su uključeni u regulaciju taloženja minerala, morfologije kristala i integracije elemenata organskog matriksa. Najprije se sintetiše dermatan sulfat koji sadrži biglikan; utiče na procese proliferacije ćelija. U fazi mineralizacije pojavljuje se biglikan, povezan sa hondroitin sulfatom. Dekorin se sintetiše kasnije od biglikana, u fazi depozicije proteina za formiranje ekstracelularnog matriksa; ostaje u fazi mineralizacije. Pretpostavlja se da dekorin "polira" molekule kolagena i reguliše prečnik fibrila. Tokom formiranja kostiju, oba proteina proizvode osteoblasti, ali kada ove ćelije postanu osteociti, sintetiziraju samo biglikan.

Drugi tipovi malih proteoglikana izolovani su iz koštanog matriksa u malim količinama, koji deluju kao

receptore i olakšavaju vezivanje faktora rasta za ćeliju. Ove vrste molekula nalaze se u membrani ili su vezane za staničnu membranu putem fosfoinozitolnih veza.

Hijaluronska kiselina je takođe prisutna u koštanom tkivu. Vjerovatno igra važnu ulogu u morfogenezi ovog tkiva.

Pored proteoglikana, u kosti se utvrđuje veliki broj različitih proteina koji su srodni glikoproteinima (tabela 5.1).

Tipično, ove proteine ​​sintetiziraju osteoblasti i sposobni su da vežu fosfat ili kalcij; na taj način učestvuju u formiranju mineralizovanog matriksa. Vezivanjem za ćelije, kolagene i proteoglikane, obezbeđuju formiranje supramolekularnih kompleksa matriksa koštanog tkiva (slika 5.2).

Osteoid sadrži proteoglikane: fibromodulin, biglikan, dekorin, proteine ​​kolagena i koštani morfogenetski protein. Osteociti su ugrađeni u mineralizovani matriks, koji su povezani sa kolagenima. Hidroksiapatiti, osteokalcin, osteoaderin su fiksirani na kolagenima. U mineralizovanom međućelijskom

Rice. 5.2.Učešće različitih proteina u formiranju matriksa koštanog tkiva.

Tabela 5.1

Proteini kostiju koji nisu kolagen

U matriksu, osteoaderin se vezuje za osteonektin, a osteokalcin za kolagen. Morfogenetski protein kosti nalazi se u graničnoj zoni između mineraliziranog i nemineraliziranog matriksa. Osteopontin reguliše aktivnost osteoklasta.

Svojstva i funkcije proteina koštanog tkiva prikazane su u tabeli. 5.1.

5.2. FIZIOLOŠKA REGENERACIJA KOSTIJU

U procesu života, kost se stalno ažurira, odnosno uništava i obnavlja. Istovremeno se u njemu odvijaju dva suprotno usmjerena procesa - resorpcija i restauracija. Omjer ovih procesa naziva se remodeliranje koštanog tkiva.

Poznato je da se svakih 30 godina koštano tkivo gotovo potpuno mijenja. Normalno, kost "raste" do 20. godine, dostižući vrhunac koštane mase. Tokom ovog perioda, povećanje koštane mase je i do 8% godišnje. Dalje, do 30-35 godina postoji period manje ili više stabilnog stanja. Tada počinje prirodno postepeno smanjenje koštane mase, koje obično nije više od 0,3-0,5% godišnje. Nakon početka menopauze, žene doživljavaju maksimalnu stopu gubitka koštane mase, koja dostiže 2-5% godišnje i nastavlja se ovom stopom do 60-70 godine. Kao rezultat toga, žene gube od 30 do 50% koštanog tkiva. Kod muškaraca ovi gubici su obično 15-30%.

Proces remodeliranja koštanog tkiva odvija se u nekoliko faza (slika 5.3). U prvoj fazi, dio koštanog tkiva, podložan

Rice. 5.3.Faze remodeliranja koštanog tkiva [prema Martin R.B., 2000, sa promjenama].

resorpcija pokreće osteocite. Za aktiviranje procesa neophodno je učešće paratiroidnog hormona, faktora rasta sličnog insulinu, interleukina-1 i -6, prostaglandina, kalcitriola, faktora tumorske nekroze. Ovu fazu remodeliranja inhibiraju estrogeni. U ovoj fazi, ćelije površinske konture mijenjaju svoj oblik, pretvarajući se iz ravnih zaobljenih ćelija u kubične.

Osteoblasti i T-limfociti luče ligande faktora nukleacije faktora B (RANKL) aktivatora receptora kapa faktora B (RANKL), i do određene točke, RANKL molekuli mogu ostati povezani s površinom osteoblasta ili stromalnih stanica.

Prekursori osteoklasta nastaju iz matičnih ćelija koštane srži. Imaju membranske receptore koji se nazivaju receptori aktivatora faktora nukleacije kapa B (RANK). U sljedećoj fazi, RANK ligandi (RANKL) se vezuju za RANK receptore, što je praćeno fuzijom nekoliko prekursora osteoklasta u jednu veliku strukturu, te se formiraju zreli višenuklearni osteoklasti.

Rezultirajući aktivni osteoklast stvara valovit rub na svojoj površini i zreli osteoklasti počinju da se resorbiraju

koštano tkivo (slika 5.4). Razlikuju se dvije zone na strani gdje osteoklast prianja uz uništenu površinu. Prva zona je najopsežnija, nazvana četkasta ivica ili valovita ivica. Rebrasti rub je namotana membrana s višestrukim citoplazmatskim naborima koji se suočavaju s resorpcijom na površini kosti. Kroz membranu osteoklasta oslobađaju se lizozomi koji sadrže veliki broj hidrolitičkih enzima (katepsini K, D, B, kisela fosfataza, esteraza, glikozidaze itd.). Zauzvrat, katepsin K aktivira matriksnu metaloproteinazu-9, koja je uključena u razgradnju kolagena i proteoglikana ekstracelularnog matriksa. Tokom ovog perioda, aktivnost karboanhidraze raste u osteoklastima. HCO 3 - joni se zamjenjuju za Cl - , koji se akumuliraju u valovitoj ivici; H+ joni se takođe prenose tamo. Izlučivanje H + vrši se zahvaljujući H + /K + -ATPazi, koja je vrlo aktivna u osteoklastima. Razvoj acidoze potiče aktivaciju lizosomskih enzima i doprinosi uništavanju mineralne komponente.

Druga zona okružuje prvu i, takoreći, zatvara područje djelovanja hidrolitičkih enzima. Ne sadrži organele i zove se

Rice. 5.4.Aktivacija RANKL preosteoklasta i formiranje valovite granice aktivnim osteoblastom, što dovodi do resorpcije kosti [prema Edwards P. A., 2005, s promjenama].

je čista zona, tako da se resorpcija kosti događa samo ispod valovitog ruba u skučenom prostoru.

U fazi formiranja osteoklasta iz prekursora, proces može biti blokiran proteinom osteoprotegerinom, koji je, dok se slobodno kreće, u stanju da veže RANKL i tako spriječi interakciju RANKL sa RANK receptorima (vidi sliku 5.4). Osteoprotegerin - glikoprotein sa mol. težine 60-120 kDa, pripada porodici TNF receptora. Inhibiranjem vezivanja RANK-a za RANK ligand, osteoprotegerin na taj način inhibira mobilizaciju, proliferaciju i aktivaciju osteoklasta, tako da povećanje sinteze RANKL-a dovodi do resorpcije kosti i, posljedično, do gubitka kosti.

Priroda remodeliranja koštanog tkiva je u velikoj mjeri određena ravnotežom između proizvodnje RANKL i osteoprotegerina. Nediferencirane stromalne stanice koštane srži u većoj mjeri sintetiziraju RANKL, a u manjoj mjeri osteoprotegerin. Nastala neravnoteža RANKL/osteoprotegerin sistema sa povećanjem RANKL dovodi do resorpcije kosti. Ovaj fenomen se opaža kod postmenopauzalne osteoporoze, Pagetove bolesti, gubitka koštane mase zbog metastaza raka i reumatoidnog artritisa.

Zreli osteoklasti počinju aktivno apsorbirati kost, a makrofagi dovršavaju uništavanje organskog matriksa međustanične tvari kosti. Resorpcija traje oko dvije sedmice. Osteklasti tada umiru prema genetskom programu. Apoptoza osteoklasta može biti odgođena nedostatkom estrogena. U posljednjoj fazi, pluripotentne matične stanice stižu u zonu destrukcije i diferenciraju se u osteoblaste. Nakon toga, osteoblasti sintetiziraju i mineraliziraju matriks u skladu s novim uvjetima statičkog i dinamičkog opterećenja kosti.

Postoji veliki broj faktora koji stimulišu razvoj i funkciju osteoblasta (slika 5.5). Uključivanje osteoblasta u proces remodeliranja kostiju stimuliraju različiti faktori rasta - TGF-(3, koštani morfogenetski protein, faktor rasta sličan insulinu, faktor rasta fibroblasta, trombociti, kolonijostimulirajući hormoni - paratirin, kalcitriol, kao i nuklearni vezujući faktor α-1 i inhibira ga protein leptina Leptin je protein molekulske mase 16 kDa, koji se formira uglavnom u adipocitima i ostvaruje svoje djelovanje kroz povećanje sinteze citokina, epitelnih faktora rasta i keratinocita.

Rice. 5.5.Remodeliranje kostiju.

Osteoblasti koji se aktivno izlučuju stvaraju slojeve osteoidnog – nemineraliziranog koštanog matriksa i polako popunjavaju resorpcijsku šupljinu. Istovremeno, luče ne samo različite faktore rasta, već i proteine ​​ekstracelularnog matriksa - osteopontin, osteokalcin i druge. Kada nastali osteoid dostigne prečnik od 6×10 -6 m, počinje da se mineralizuje. Brzina procesa mineralizacije zavisi od sadržaja kalcijuma, fosfora i niza elemenata u tragovima. Proces mineralizacije kontroliraju osteoblasti i inhibiraju ga pirofosfati.

Formiranje mineralnih koštanih kristala inducira kolagen. Formiranje mineralne kristalne rešetke počinje u zoni koja se nalazi između kolagenih vlakana. Tada oni, zauzvrat, postaju centri za taloženje u prostoru između kolagenih vlakana (slika 5.6).

Do formiranja kostiju dolazi samo u neposrednoj blizini osteoblasta, a mineralizacija počinje u hrskavici,

Rice. 5.6.Taloženje kristala hidroksiapatita na kolagena vlakna.

koji se sastoji od kolagena sadržanog u proteoglikanskom matriksu. Proteoglikani povećavaju rastezljivost kolagene mreže. U zoni kalcifikacije, proteinsko-polisaharidni kompleksi se uništavaju kao rezultat hidrolize proteinskog matriksa lizozomskim enzimima koštanih stanica. Kako kristali rastu, istiskuju ne samo proteoglikane, već i vodu. Gusta, potpuno mineralizirana kost, praktično dehidrirana; kolagen čini 20% mase i 40% zapremine takvog tkiva; ostatak otpada na mineralni dio.

Početak mineralizacije karakteriše povećano preuzimanje molekula O 2 od strane osteoblasta, aktivacija redoks procesa i oksidativna fosforilacija. U mitohondrijima se akumuliraju ioni Ca 2+ i PO 4 3-. Počinje sinteza kolagenskih i nekolagenskih proteina, koji se potom luče iz ćelije nakon posttranslacijske modifikacije. Formiraju se različite vezikule koje nose kolagen, proteoglikane i glikoproteine. Posebne formacije zvane matrične vezikule, ili membranske vezikule, pupaju iz osteoblasta. Sadrže visoku koncentraciju Ca 2+ jona, koja premašuje njihov sadržaj u osteoblastima za 25-50 puta, kao i glicerofosfolipide i enzime - alkalnu fosfatazu, pirofosfatazu,

adenozin trifosfataza i adenozin monofosfataza. Ca 2+ joni u membranskim vezikulama su pretežno povezani sa negativno nabijenim fosfatidilserinom. U intercelularnom matriksu membranske vezikule se uništavaju oslobađanjem Ca 2+ jona, pirofosfata i organskih spojeva povezanih s ostacima fosforne kiseline. Fosfohidrolaze prisutne u membranskim vezikulama, a prvenstveno alkalna fosfataza, cijepaju fosfat iz organskih spojeva, a pirofosfat se hidrolizira pirofosfatazom; Ca 2+ joni se spajaju sa PO 4 3-, što dovodi do pojave amorfnog kalcijum fosfata.

Istovremeno, dolazi do djelomične destrukcije proteoglikana povezanih s kolagenom tipa I. Oslobođeni proteoglikanski fragmenti, negativno nabijeni, počinju da vezuju ione Ca 2+. Određeni broj iona Ca 2+ i PO 4 3 formira parove i trojke koji se vezuju za kolagene i nekolagene proteine ​​koji formiraju matriks, što je praćeno formiranjem klastera ili jezgara. Od proteina koštanog tkiva, osteonektin i matriksni Gla proteini najaktivnije vezuju ione Ca 2+ i PO 4 3 . Kolagen koštanog tkiva vezuje jone PO 4 3 preko ε-amino grupe lizina da bi formirao fosfoamidnu vezu.

Na formiranom jezgru pojavljuju se spiralne strukture čiji se rast odvija prema uobičajenom principu dodavanja novih iona. Visina takve spirale jednaka je visini jedne strukturne jedinice kristala. Formiranje jednog kristala dovodi do pojave drugih kristala; ovaj proces se naziva epitaksa ili epitaktička nukleacija.

Rast kristala je vrlo osjetljiv na prisustvo drugih jona i molekula koji inhibiraju kristalizaciju. Koncentracija ovih molekula može biti mala i utiču ne samo na brzinu, već i na oblik i smjer rasta kristala. Pretpostavlja se da se takvi spojevi adsorbiraju na površini kristala i inhibiraju adsorpciju drugih jona. Takve tvari su, na primjer, natrijum heksametafosfat, koji inhibira taloženje kalcijum karbonata. Pirofosfati, polifosfati i polifosfonati također inhibiraju rast kristala hidroksiapatita.

Nekoliko mjeseci kasnije, nakon što se resorpciona šupljina ispuni koštanim tkivom, povećava se gustina nove kosti. Osteoblasti se počinju transformirati u konturne stanice, koje su uključene u kontinuirano uklanjanje kalcija iz kosti. Neki

od osteoblasta u osteocite. Osteociti ostaju u kosti; oni su međusobno povezani dugim ćelijskim procesima i sposobni su da percipiraju mehaničke efekte na kost.

Kako se ćelije diferenciraju i stare, priroda i intenzitet metaboličkih procesa se mijenjaju. S godinama se količina glikogena smanjuje za 2-3 puta; oslobođena glukoza u mladim stanicama koristi se 60% u reakcijama anaerobne glikolize, au starim stanicama 85%. Sintetizirani ATP molekuli neophodni su za održavanje života i mineralizaciju koštanih stanica. U osteocitima ostaju samo tragovi glikogena, a samo je glikoliza glavni dobavljač molekula ATP-a, zbog čega se održava postojanost organskog i mineralnog sastava u već mineraliziranim dijelovima koštanog tkiva.

5.3. REGULACIJA METABOLIZMA U KOŠTANOM TKIVU

Remodeliranje koštanog tkiva je regulisano sistemskim (hormoni) i lokalnim faktorima koji obezbeđuju interakciju između osteoblasta i osteoklasta (tabela 5.2).

Sistemski faktori

Formiranje kostiju u određenoj mjeri ovisi o broju i aktivnosti osteoblasta. Na stvaranje osteoblasta utiču

Tabela 5.2

Faktori koji reguliraju procese remodeliranja kostiju

somatotropin (hormon rasta), estrogeni, 24,25(OH) 2 D 3 , koji stimulišu podelu osteoblasta i transformaciju preosteoblasta u osteoblaste. Glukokortikoidi, naprotiv, inhibiraju diobu osteoblasta.

paratirin (parathormon) sintetizirane u paratiroidnim žlijezdama. Molekul paratirina sastoji se od jednog polipeptidnog lanca koji sadrži 84 aminokiselinske ostatke. Sinteza paratirina stimuliše adrenalin, pa se u uslovima akutnog i hroničnog stresa povećava količina ovog hormona. Paratirini aktiviraju proliferaciju matičnih ćelija osteoblasta, produžavaju njihov poluživot i inhibiraju apoptozu osteoblasta. U koštanom tkivu, receptori za paratirin su prisutni u membranama osteoblasta i osteocita. Osteoklasti nemaju receptore za ovaj hormon. Hormon se vezuje za receptore osteoblasta i aktivira adenilat ciklazu, što je praćeno povećanjem količine od 3 " 5" cAMP. Ovakvo povećanje sadržaja cAMP doprinosi intenzivnom unosu Ca 2+ jona iz ekstracelularne tečnosti. Dolazeći kalcij formira kompleks sa kalmodulinom, a zatim dolazi do aktivacije kalcijum zavisne protein kinaze, nakon čega slijedi fosforilacija proteina. Vezivanjem za osteoblaste, paratirin izaziva sintezu faktora koji aktivira osteoklaste - RANKL, sposobnog da se veže za preosteoklaste.

Unošenje velikih doza paratirina dovodi do smrti osteoblasta i osteocita, što je praćeno povećanjem resorpcione zone, povećanjem nivoa kalcijuma i fosfata u krvi i urinu, uz istovremeno povećanje izlučivanja hidroksiprolin zbog uništavanja proteina kolagena.

Receptori za paratirin se takođe nalaze u bubrežnim tubulima. U proksimalnim bubrežnim tubulima, hormon inhibira reapsorpciju fosfata i stimuliše stvaranje 1,25(OH) 2 D 3 . U distalnim bubrežnim tubulima paratirin pojačava reapsorpciju Ca 2+. Dakle, paratirin osigurava povećanje razine kalcija i smanjenje fosfata u krvnoj plazmi.

Parotin -glikoprotein koji luče parotidne i submandibularne pljuvačne žlijezde. Protein se sastoji od α-, β -, i γ-podjedinice. Aktivni princip parotina je γ-podjedinica, koja utiče na mezenhimska tkiva - hrskavicu, cjevaste kosti, dentin zuba. Parotin pojačava proliferaciju hondrogenih ćelija, stimuliše sintezu nukleinskih kiselina i DNK u odontoblastima, pro-

procesi mineralizacije dentina i kostiju. Ovi procesi su praćeni smanjenjem sadržaja kalcija i glukoze u krvnoj plazmi.

kalcitonin- polipeptid koji se sastoji od 32 aminokiselinske ostatke. Izlučuju ga parafolikularne K-ćelije štitne žlijezde ili C-ćelije paratireoidnih žlijezda u obliku proteina prekursora visoke molekularne težine. Lučenje kalcitonina se povećava sa povećanjem koncentracije Ca 2+ iona i smanjuje se sa smanjenjem koncentracije Ca 2+ jona u krvi. Zavisi i od nivoa estrogena. Sa nedostatkom estrogena, lučenje kalcitonina se smanjuje. To uzrokuje povećanje mobilizacije kalcija u koštanom tkivu i doprinosi razvoju osteoporoze. Kalcitonin se vezuje za specifične receptore na osteoklastima i bubrežnim tubularnim ćelijama, što je praćeno aktivacijom adenilat ciklaze i povećanim stvaranjem cAMP. Kalcitonin utiče na transport Ca 2+ jona kroz ćelijske membrane. Stimuliše apsorpciju jona Ca 2+ od strane mitohondrija i na taj način odlaže odliv Ca 2+ jona iz ćelije. To zavisi od količine ATP-a i odnosa Na+ i K+ jona u ćeliji. Kalcitonin inhibira razgradnju kolagena, što se manifestuje smanjenjem izlučivanja hidroksiprolina urinom. U bubrežnim tubularnim ćelijama, kalcitonin inhibira hidroksilaciju 25(OH)D 3 .

Dakle, kalcitonin inhibira aktivnost osteoklasta i inhibira oslobađanje Ca 2+ jona iz koštanog tkiva, a također smanjuje reapsorpciju Ca 2+ jona u bubrezima. Kao rezultat toga, inhibira se resorpcija koštanog tkiva, stimuliraju se procesi mineralizacije, što se očituje smanjenjem razine kalcija i fosfora u krvnoj plazmi.

Hormoni koji sadrže jod štitna žlezda - tiroksin (T4) i trijodtironin (T3) obezbeđuju optimalan rast kostiju. Hormoni štitne žlezde su u stanju da stimulišu lučenje hormona rasta. Oni povećavaju i sintezu mRNA faktora rasta 1 (IGF-1) sličnog insulinu i proizvodnju samog IGF-1 u jetri. Kod hipertireoze, diferencijacija osteogenih stanica i sinteza proteina u tim stanicama su potisnuti, a aktivnost alkalne fosfataze je smanjena. Zbog pojačanog lučenja osteokalcina aktivira se kemotaksa osteoklasta, što dovodi do resorpcije kosti.

Seksualni steroidi hormoni su uključeni u procese remodeliranja koštanog tkiva. Dejstvo estrogena na koštano tkivo se manifestuje u aktivaciji osteoblasta (direktno i indirektno delovanje), inhibiciji osteoklasta. Oni također doprinose apsorpciji Ca 2+ jona u gastrointestinalnom traktu i njegovom taloženju u koštanom tkivu.

Ženski polni hormoni stimulišu proizvodnju kalcitonina u štitnoj žlijezdi i smanjuju osjetljivost koštanog tkiva na paratirin. Oni također kompetitivno istiskuju kortikosteroide sa svojih receptora u koštanom tkivu. Androgeni, koji imaju anabolički efekat na koštano tkivo, stimulišu biosintezu proteina u osteoblastima, a takođe se aromatiziraju u masnom tkivu u estrogene.

U uslovima nedostatka polnih steroida, koji se javlja u menopauzi, procesi resorpcije kostiju počinju da dominiraju nad procesima remodeliranja koštanog tkiva, što dovodi do razvoja osteopenije i osteoporoze.

Glukokortikoidi sintetizirana u korteksu nadbubrežne žlijezde. Glavni ljudski glukokortikoid je kortizol. Glukokortikoidi koordinirano djeluju na različita tkiva i različite procese – i anaboličke i kataboličke. U koštanom tkivu kortizol inhibira sintezu kolagena tipa I, nekih nekolagenskih proteina, proteoglikana i osteopontina. Glukokortikoidi također smanjuju broj mastocita, koji su mjesto stvaranja hijaluronske kiseline. Pod uticajem glukokortikoida ubrzava se razgradnja proteina. Glukokortikoidi inhibiraju apsorpciju Ca 2+ jona u crijevima, što je praćeno smanjenjem njegovih serumskih nivoa. Ovo smanjenje dovodi do oslobađanja paratirina, koji stimuliše stvaranje osteoklasta i resorpciju kosti (slika 5.7). Osim toga, kortizol u mišićima i kostima stimulira razgradnju proteina, što također remeti formiranje kostiju. Na kraju, djelovanje glukokortikoida dovodi do gubitka koštane mase.

Vitamin D 3 (kolekalciferol) dolazi sa hranom, a nastaje i od prekursora 7-dehidrokolesterola pod uticajem ultraljubičastih zraka. U jetri se holekalciferol pretvara u 25(OH)D 3 , a u bubrezima dolazi do dalje hidroksilacije 25(OH)D 3 i formiraju se 2 hidroksilovana metabolita - 1,25(OH) 2 D 3 i 24,25(OH) 2 D 3 . Metaboliti vitamina D 3 regulišu hondrogenezu i osteogenezu već u procesu embrionalnog razvoja. U nedostatku vitamina D 3, mineralizacija organskog matriksa je nemoguća, dok se vaskularna mreža ne formira, a metafizna kost nije u stanju da se pravilno formira. 1,25(OH) 2 D 3 se vezuje za hondroblaste u aktivnom stanju, a 24,25(OH) 2 D 3 se vezuje za ćelije u mirovanju. 1,25(OH) 2 D 3 reguliše zone rasta kroz formiranje kompleksa sa nuklearnim receptorom za ovaj vitamin. Takođe je pokazano da je 1,25(OH) 2 D 3 sposoban da se veže

Rice. 5.7.Shema utjecaja glukokortikoida na metaboličke procese koji dovode do gubitka koštanog tkiva

stupaju u interakciju s receptorom nuklearne membrane, što dovodi do aktivacije fosfolipaze C i stvaranja inozitol-3-fosfata. Osim toga, nastali kompleks se aktivira fosfolipazom A 2 . Iz oslobođene arahidonske kiseline sintetiše se prostaglandin E 2, koji utiče i na odgovor hondroblasta kada se vežu za 1,25(OH) 2 D 3 . Naprotiv, nakon vezivanja 24,25(OH) 2 D 3 za njegov receptor koji veže membranu, aktivira se fosfolipaza C, a zatim protein kinaza C.

U hrskavičnoj zoni rasta epifiza koštanog tkiva, 24,25(OH) 2 D 3 stimuliše diferencijaciju i proliferaciju prehondroblasta, koji sadrže specifične receptore za ovaj metabolit. Metaboliti vitamina D 3 utiču na formiranje i funkcionalno stanje temporomandibularnog zgloba.

vitamin A. Sa nedostatkom i prekomjernim unosom vitamina A u organizam djece, poremeti se rast kostiju i dolazi do njihove deformacije. Vjerovatno su ovi fenomeni posljedica depolimerizacije i hidrolize hondroitin sulfata, koji je dio hrskavice.

vitamin C. Uz nedostatak askorbinske kiseline u mezenhimskim stanicama, ne dolazi do hidroksilacije ostataka lizina i prolina, što dovodi do poremećaja u stvaranju zrelog kolagena. Nastali nezreli kolagen nije u stanju da veže ione Ca 2+ i na taj način dolazi do poremećaja procesa mineralizacije.

vitamin E. Sa nedostatkom vitamina E, 25(OH)D 3 - prekursor aktivnih oblika vitamina D 3 - ne nastaje u jetri. Nedostatak vitamina E takođe može dovesti do niskog nivoa magnezijuma u koštanom tkivu.

Lokalni faktori

Prostaglandiniubrzavaju oslobađanje Ca 2+ jona iz kosti. Egzogeni prostaglandini povećavaju stvaranje osteoklasta koji razgrađuju kost. Imaju katabolički učinak na metabolizam proteina u koštanom tkivu i inhibiraju njihovu sintezu.

laktoferin- glikoprotein koji sadrži gvožđe, u fiziološkoj koncentraciji stimuliše proliferaciju i diferencijaciju osteoblasta, a takođe inhibira osteoklastogenezu. Mitogeni efekat laktoferina na ćelije slične osteoblastima je posredovan preko specifičnih receptora. Nastali kompleks endocitozom ulazi u ćeliju, a laktoferin fosforilira protein kinaze koje aktiviraju mitogen. Dakle, laktoferin igra ulogu faktora rasta kostiju i njenog zdravlja. Može se koristiti kao anabolički faktor kod osteoporoze.

Citokini- polipeptidi niske molekularne težine koji određuju interakciju ćelija imunog sistema. Pružaju odgovor na unošenje stranih tijela, oštećenje imuniteta, kao i upalu, popravak i regeneraciju. Predstavljene su sa pet velikih grupa proteina, od kojih su jedna interleukini.

Interleukini(IL) - proteini (od IL-1 do IL-18), sintetizirani uglavnom T-ćelijama limfocita, kao i mononuklearnim fagocitima. Funkcije IL-a povezane su sa aktivnostima drugih fiziološki aktivnih peptida i hormona. U fiziološkim koncentracijama inhibiraju rast, diferencijaciju i životni vijek stanica. Smanjuju proizvodnju kolagenaze, adheziju endotelnih stanica na neutrofile i eozinofile, proizvodnju NO i, kao rezultat, smanjenje degradacije tkiva hrskavice i resorpcije kostiju.

Proces resorpcije koštanog tkiva može se aktivirati acidozom i velikim količinama integrina, IL i vitamina A, ali ga inhibiraju estrogen, kalcitonin, interferon i koštani morfogenetski protein.

Markeri koštanog metabolizma

Biohemijski markeri pružaju informacije o patogenezi skeletnih bolesti i o fazama remodeliranja koštanog tkiva. Postoje biohemijski markeri formiranja i resorpcije kostiju koji karakterišu funkcije osteoblasta i osteoklasta.

Prognostička vrijednost određivanja markera metabolizma koštanog tkiva:

Skrining koji se izvodi pomoću ovih markera omogućava identifikaciju pacijenata sa visokim rizikom od razvoja osteoporoze; visoki nivoi markera resorpcije kosti mogu biti povezani sa

povećan rizik od prijeloma; povećanje razine markera metabolizma koštanog tkiva u bolesnika s osteoporozom za više od 3 puta u usporedbi s normom ukazuje na drugačiju patologiju kostiju, uključujući malignu; Resorpcijski markeri mogu se koristiti kao dodatni kriteriji prilikom odlučivanja o imenovanju posebne terapije u liječenju patologije kostiju. Markeri resorpcije kostiju . Tokom obnove koštanog tkiva, kolagen tipa I, koji čini više od 90% organskog matriksa kosti i koji se sintetiše direktno u kostima, razgrađuje, a mali fragmenti peptida ulaze u krvotok ili se izlučuju putem bubrega. Proizvodi razgradnje kolagena mogu se odrediti i u urinu i u krvnom serumu. Ovi markeri se mogu koristiti u liječenju lijekova koji smanjuju resorpciju kosti kod pacijenata s bolestima povezanim s poremećenim metabolizmom kostiju. Kriterijumi za resorpciju koštanog tkiva su produkti razgradnje kolagena tipa I: N- i C-telopeptidi i kisela fosfataza otporna na tartrat. Kod primarne osteoporoze i Pagetove bolesti jasno je povećanje C-terminalnog telopeptida kolagena tipa I, a količina ovog markera u krvnom serumu se povećava za 2 puta.

Razgradnja kolagena jedini je izvor slobodnog hidroksiprolina u tijelu. Preovlađujući dio hidroksiprolina

katabolizira, a dio se izlučuje urinom, uglavnom u sastavu malih peptida (di- i tripeptida). Stoga sadržaj hidroksiprolina u krvi i urinu odražava ravnotežu brzine katabolizma kolagena. Kod odrasle osobe dnevno se izlučuje 15-50 mg hidroksiprolina, u mladoj dobi do 200 mg, a kod nekih bolesti povezanih s oštećenjem kolagena, na primjer: hiperparatireoza, Pagetova bolest i nasljedna hiperhidroksiprolinemija, uzrokovana defektom u enzim hidroksiprolin oksidaze, povećava se količina u krvi i hidroksiprolina koji se izlučuje urinom.

Osteklasti luče kiselu fosfatazu otpornu na tartarat. Sa povećanjem aktivnosti osteoklasta, povećava se sadržaj kisele fosfataze otporne na tartrat i ona u povećanoj količini ulazi u krvotok. U krvnoj plazmi aktivnost ovog enzima se povećava kod Pagetove bolesti, onkoloških oboljenja sa metastazama u kostima. Određivanje aktivnosti ovog enzima posebno je korisno u praćenju liječenja osteoporoze i onkoloških bolesti praćenih oštećenjem koštanog tkiva.

Markeri formiranja kostiju . Formiranje kosti se procjenjuje količinom osteokalcina, koštanog izoenzima alkalne fosfataze i osteoprotegerina. Mjerenje nivoa osteokalcina u serumu omogućava određivanje rizika od osteoporoze kod žena, praćenje metabolizma kostiju tokom menopauze i hormonsku zamjensku terapiju. Rahitis u male djece je praćen smanjenjem sadržaja osteokalcina u krvi, a stupanj smanjenja njegove koncentracije ovisi o težini rahitisa. Kod pacijenata sa hiperkortizmom i pacijenata koji primaju prednizolon, sadržaj osteokalcina u krvi je značajno smanjen, što odražava supresiju procesa formiranja kostiju.

Izoenzim alkalne fosfataze prisutan je na površini ćelije osteoblasta. Uz povećanu sintezu enzima u stanicama koštanog tkiva, njegova količina u krvnoj plazmi se povećava, stoga je određivanje aktivnosti alkalne fosfataze, posebno koštanog izoenzima, informativni pokazatelj remodeliranja kosti.

Osteoprotegerin djeluje kao TNF receptor. Vezivanjem za preosteoklaste, on inhibira mobilizaciju, proliferaciju i aktivaciju osteoklasta.

5.4. REAKCIJA KOŠTANOG TKIVA NA ZUBO

IMPLANTATI

Uz različite oblike adentia, intraossealni zubni implantati su alternativa uklonjivoj protetici. Reakcija koštanog tkiva na implantat može se smatrati posebnim slučajem reparativne regeneracije.

Postoje tri vrste veze između zubnih implantata i koštanog tkiva:

Direktno usađivanje - oseointegracija;

Fibro-koštana integracija, kada se oko zubnog implantata formira sloj fibroznog tkiva debljine oko 100 mikrona;

Parodontalni spoj (najrjeđi tip) nastao u slučaju parodontalnog ligamentnog spajanja s periimplantatnim kolagenim vlaknima ili (u nekim slučajevima) cementacije intrakostnog zubnog implantata.

Smatra se da se u procesu oseointegracije nakon ugradnje zubnih implantata formira tanka zona proteoglikana koja je lišena kolagena. Zona vezivanja zubnog implantata sa kosti je obezbeđena dvostrukim slojem proteoglikana, uključujući molekule dekorina.

U fibro-koštanoj integraciji brojne komponente ekstracelularnog matriksa su također uključene u vezu implantata sa koštanim tkivom. Kolageni tipa I i III su odgovorni za stabilnost implantata u njegovoj kapsuli, a fibronektin ima glavnu ulogu u vezivanju elemenata vezivnog tkiva za implantate.

Međutim, nakon određenog vremenskog perioda, pod dejstvom mehaničkog opterećenja, povećava se aktivnost kolagenaze, katepsina K i kisele fosfataze. To dovodi do gubitka koštanog tkiva u području oko implantata i dolazi do raspada zubnog implantata. Rana dezintegracija intrakoštanih dentalnih implantata nastaje u pozadini smanjene količine fibronektina, Gla-proteina, tkivnog inhibitora matriksnih metaloproteinaza (TIMP-1) u kosti.

Svaka ljudska kost je složen organ: zauzima određeni položaj u tijelu, ima svoj oblik i strukturu i obavlja vlastitu funkciju. U formiranju kostiju učestvuju sve vrste tkiva, ali preovlađuje koštano tkivo.

Opće karakteristike ljudskih kostiju

Hrskavica pokriva samo zglobne površine kosti, vanjska strana kosti je prekrivena periostom, a koštana srž se nalazi iznutra. Kost sadrži masno tkivo, krvne i limfne sudove i živce.

Kost ima visoka mehanička svojstva, njegova snaga se može uporediti sa čvrstoćom metala. Hemijski sastav žive ljudske kosti sadrži: 50% vode, 12,5% organskih supstanci proteinske prirode (osein), 21,8% neorganskih supstanci (uglavnom kalcijum fosfata) i 15,7% masti.

Vrste kostiju po obliku podijeljen u:

• Cjevaste (duge - ramena, femoralna itd.; kratke - falange prstiju);
• ravni (frontalni, parijetalni, lopatica, itd.);
• sunđerasti (rebra, pršljenovi);
• mješoviti (klinasti, zigomatski, donja vilica).

Struktura ljudskih kostiju

Osnovna strukturna jedinica koštanog tkiva je osteon, koji je vidljiv pod mikroskopom pri malom uvećanju. Svaki osteon uključuje od 5 do 20 koncentrično raspoređenih koštanih ploča. Podsjećaju na cilindre umetnute jedan u drugi. Svaka ploča se sastoji od međustanične supstance i ćelija (osteoblasti, osteociti, osteoklasti). U središtu osteona nalazi se kanal - kanal osteona; kroz njega prolaze krvni sudovi. Interkalirane koštane ploče nalaze se između susjednih osteona.

Kost formiraju osteoblasti, oslobađajući međućelijsku tvar i učvršćujući se u nju, pretvaraju se u osteocite - ćelije procesnog oblika, nesposobne za mitozu, sa slabo izraženim organelama. Shodno tome, formirana kost sadrži uglavnom osteocite, a osteoblasti se nalaze samo u područjima rasta i regeneracije koštanog tkiva.

Najveći broj osteoblasta nalazi se u periostumu - tankoj, ali gustoj vezivnoj pločici koja sadrži mnogo krvnih sudova, živčanih i limfnih završetaka. Periosteum osigurava rast kosti u debljini i ishranu kosti.

osteoklasti sadrže veliki broj lizosoma i sposobni su da luče enzime, što može objasniti rastvaranje koštane supstance njima. Ove ćelije učestvuju u uništavanju kostiju. U patološkim stanjima u koštanom tkivu njihov se broj naglo povećava.

Osteoklasti su također važni u procesu razvoja kostiju: u procesu izgradnje konačnog oblika kosti uništavaju kalcificiranu hrskavicu, pa čak i novonastalu kost, “ispravljajući” njen primarni oblik.

Struktura kostiju: kompaktna i spužvasta tvar

Na rezu se razlikuju dijelovi kosti, dvije njene strukture - kompaktna materija(koštane ploče se nalaze gusto i uredno), površno, i spužvasta supstanca(koštani elementi se nalaze labavo), leže unutar kosti.

Takva struktura kostiju u potpunosti odgovara osnovnom principu strukturne mehanike - osigurati maksimalnu čvrstoću konstrukcije uz najmanju količinu materijala i veliku lakoću. To potvrđuje i činjenica da položaj cijevnih sistema i glavnih koštanih greda odgovara smjeru djelovanja sila kompresije, napetosti i uvijanja.

Struktura kostiju je dinamički reaktivni sistem koji se mijenja tokom života osobe. Poznato je da kod ljudi koji se bave teškim fizičkim radom, kompaktni sloj kosti dostiže relativno veliki razvoj. Ovisno o promjeni opterećenja na pojedinim dijelovima tijela, može se promijeniti položaj koštanih greda i struktura kosti u cjelini.

Spoj ljudskih kostiju

Svi koštani zglobovi mogu se podijeliti u dvije grupe:

• Kontinuirane veze, ranije u razvoju u filogenezi, nepokretan ili neaktivan u funkciji;
• povremene veze, kasnije u razvoju i mobilniji u funkciji.

Između ovih oblika postoji prijelaz - iz kontinuiranog u diskontinualni ili obrnuto - polu-zglob.

Kontinuirano spajanje kostiju vrši se preko vezivnog tkiva, hrskavice i koštanog tkiva (kosti same lubanje). Prekidna veza kostiju, ili zglob, je mlađa tvorba veze između kostiju. Svi zglobovi imaju zajednički strukturni plan, uključujući zglobnu šupljinu, zglobnu vreću i zglobne površine.

Zglobna šupljina dodjeljuje se uslovno, jer obično nema praznine između zglobne vrećice i zglobnih krajeva kostiju, ali ima tekućine.

Zglobna torba prekriva zglobne površine kostiju, formirajući hermetičku kapsulu. Zglobna vrećica se sastoji od dva sloja, čiji vanjski sloj prelazi u periosteum. Unutrašnji sloj izlučuje tekućinu u zglobnu šupljinu, koja ima ulogu maziva, osiguravajući slobodno klizanje zglobnih površina.

Vrste zglobova

Zglobne površine zglobnih kostiju prekrivene su zglobnom hrskavicom. Glatka površina zglobne hrskavice potiče kretanje u zglobovima. Zglobne površine su vrlo raznolike po obliku i veličini, obično se uspoređuju s geometrijskim figurama. Stoga i nazivi spojeva prema obliku: sferni (ramena), eliptični (radiokarpalni), cilindrični (radioulnarni) itd.

Budući da se pokreti zglobnih karika vrše oko jedne, dvije ili više osa, zglobovi se također obično dijele brojem osi rotacije na višeosni (sferični), dvoosni (eliptični, sedlasti) i jednoosni (cilindrični, blokovi).

U zavisnosti od broj zglobnih kostiju Zglobovi se dijele na jednostavne, u kojima su dvije kosti povezane, i složene, u kojima je zglobljeno više od dvije kosti.

Koštano tkivo je neverovatno jedinstvo proteinske baze i mineralnog supstrata, koji se međusobno prožimaju. Proteinska baza kosti je 30%, mineralna supstanca - 60%, voda - 10%. Mineralna komponenta koštanog tkiva sadrži od 1050 do 1200 g kalcijuma, od 450 do 500 g fosfora, od 5 do 8 g magnezijuma. Koštano tkivo sadrži 85% kalcijum fosfata, 10% kalcijum karbonata, 1,5% magnezijum fosfata, 0,3% kalcijum fluorida i 0,001% raznih elemenata u tragovima. Među tim elementima u tragovima su hlor, aluminijum, bor, fluor, bakar, mangan, srebro, olovo, stroncijum, barijum, kadmijum, kobalt, gvožđe, cink, titanijum, silicijum i drugi. Elementi u tragovima igraju odlučujuću ulogu u vegetativnim procesima koji se odvijaju u koštanom tkivu. Na primjer, bakar aktivira enzime koje proizvode osteoblasti, mangan ubrzava aktivnost alkalne fosfataze, cink potiče rad oksidacijskih enzima.

Koštano tkivo je posebna vrsta vezivnog tkiva, koja se takođe sastoji od ćelija i međućelijske supstance. Koštane ćelije uključuju osteoblaste, osteocite i osteoklaste. Za razliku od drugih vrsta vezivnog tkiva, kost se odlikuje značajnim sadržajem međućelijske supstance i svojom posebnom strukturom. Međućelijska supstanca (koštani matriks) sastoji se od velikog broja kolagenih vlakana (koštanog kolagena – oseina) okruženih amorfnom supstancom (oseomukoidom). Osseomucoid sadrži glikoproteine, mukopolisaharide i veliku količinu kalcijevih soli. Koštano tkivo, zbog svoje čvrstoće, obavlja funkciju oslonca u organizmu i istovremeno predstavlja depo mineralnih soli.

Osteogene ćelije su mezenhimske prirode i formirane su od pluripotentnih ćelija, koje su i izvor hrskavice i koštanog tkiva.

U osnovi, hrskavica u tijelu se razvija tokom fetalnog razvoja i postoji privremeno, a kasnije se zamjenjuje kostima. Dok osoba raste, zone rasta hrskavice se čuvaju i funkcionišu. Od velikog značaja u funkciji mišićno-koštanog sistema je hijalinska hrskavica, koja prekriva krajeve kostiju koje formiraju zglobove. Hrskavičavo tkivo se može naći u zidu dušnika, larinksa, nosa, na mjestima gdje su rebra pričvršćena za grudnu kost.

Osteoblasti nastali kao rezultat diferencijacije mezenhimskih stanica odgovorni su za sintezu nove kosti. Jedna od morfoloških karakteristika ovih ćelija je prisustvo dugih citoplazmatskih procesa u njima. Osteoblasti sintetiziraju organski matriks, koji postupno okružuje stanice, kao da ih zaštićuje. Kao rezultat ovog procesa formiraju se takozvane lakune koje sadrže koštane stanice, koje se danas nazivaju osteociti. Zahvaljujući procesima, ćelije su međusobno povezane. Citoplazmatski procesi okruženi koštanim matriksom i međusobno povezani čine sistem koštanih tubula. Osteoklasti su grupa ćelija odgovornih za resorpciju kostiju.

Osteogene ćelije se nalaze na površini kosti u dva sloja: 1) periost, koji pokriva vanjsku površinu kosti, i 2) endost, koji oblaže unutrašnje površine svih koštanih šupljina. Periosteum, zauzvrat, ima dva sloja: 1) spoljašnji fibrozni i 2) unutrašnji osteogeni. Duboki sloj periosta je taj koji aktivno učestvuje u osteogenezi. Periost sadrži krvne žile koje ulaze i izlaze iz kosti.

U procesu razvoja i rasta koštano tkivo prolazi kroz određene morfološke promjene. Postoje dvije vrste koštanog tkiva: nezrelo (grubo vlaknasto) i zrelo (lamelarno) koštano tkivo. Nezrela kost se obično nalazi u ljudskom tijelu tokom embriogeneze, kao i u ranim fazama formiranja kalusa nakon prijeloma. Nezrelu kost karakteriše veći broj ćelija. Međustanična tvar sadrži više proteoglikana, glikoproteina i kalcija. Raspored vlakana u koštanom matriksu podseća na mrežu. Otuda je drugi naziv ove vrste kostiju mrežasta. Rast kosti u dužinu nastaje zbog epifiznih hrskavičnih ploča rasta. Debljina kosti se povećava kao rezultat postepenog apozicionog rasta koštanog tkiva izvana i resorpcije unutrašnjeg dijela koštane tvari.

Nakon rođenja, nezrelo koštano tkivo postepeno se zamjenjuje zrelim koštanim tkivom, koje je već zastupljeno u dvije vrste: spužvasto i kompaktno. Spužvasto tkivo se sastoji od kostiju ručnog zgloba i tarzusa, tijela pršljenova, metafiza dugih cjevastih kostiju. Dijafize cjevastih kostiju nastaju od kompaktnog koštanog tkiva.

Proces formiranja koštanog tkiva odvija se u blizini malih krvnih žila, jer je stanicama koštanog tkiva potrebna prehrana. Formiranje koštanog tkiva počinje formiranjem koštanih trabekula, takozvanih koštanih stubova. Koštane trabekule sastoje se od osteoblasta, koji se nalaze duž periferije, u centru je međućelijska tvar kosti, u nekim područjima se mogu uočiti osteociti. Postepeno se razvijajući, trabekule se povezuju jedna s drugom i formiraju široku mrežu. Ova anastomozirajuća mreža koštanih trabekula naziva se spužvasta kost. Karakteristična karakteristika ove vrste koštanog tkiva je i prisustvo šupljina koje se nalaze između trabekula ispunjenih vezivnim tkivom i krvnim sudovima.

Kompaktnu kost karakteriše prisustvo uglavnom koštanog tkiva. Strukturna jedinica kompaktne kosti je osteon ili Haversov sistem (nazvan po Haversu, koji ga je prvi opisao). Osteon je skup osteocita i organskog matriksa međusobno povezanih koštanim tubulima koji okružuju jednu ili dvije male žile. Kanal koji sadrži kapilaru u centru osteona naziva se i Haversov. Dimenzije osteona uglavnom ne prelaze 0,4 mm. Osteociti kompaktne kosti smješteni su koncentrično u odnosu na kapilaru, što doprinosi nesmetanom protoku tkivne tekućine do njih iz krvnog suda koji im osigurava ishranu. Prečnik osteona je ograničen udaljenosti na kojoj su sistemi koštanih tubula u stanju da rade. Udaljenost od ćelija do centralnih krvnih sudova obično ne prelazi 0,1-0,2 mm. A broj koncentričnih ploča koje okružuju Haversov kanal ne prelazi pet ili šest. Prostori između Haversovih sistema su ispunjeni intersticijskim koštanim pločama, zbog čega je površina kompaktne kosti glatka, a ne kvrgava.

Vaskularna mreža koštanog tkiva je složen sistem koji je u bliskoj vezi sa cirkulatornim sistemom okolnih mekih tkiva. Snabdijevanje kosti krvlju vrši se iz tri izvora: 1) arterija i vena za hranjenje; 2) sudovi metafize; 3) posude periosta. Hranidbene arterije u količini od dvije do tri prodiru u kost na nivou gornje i srednje trećine dijafize kroz takozvane hranidbene rupe i formiraju medularnu cirkulatornu mrežu. Izuzetak je tibija, koja ima samo jednu arteriju koja ulazi u dijafizu na nivou svoje gornje trećine. Arterije za hranjenje granaju se duž sistema Haversovih kanala i čine skoro 50% koštane mase. Žile metafize sudjeluju u opskrbi krvlju epimetafiza tubularnih kostiju. Žile periosta prodiru u kost kroz takozvane Volkmannove kanale i anastomoziraju sa žilama Haversovog sistema. Eksperimentalno je dokazano da žile periosta igraju važnu ulogu u punom venskom odljevu iz kosti, jer se vena za hranjenje koja je mnogo tanja od arterije ne može sama nositi s tim zadatkom. Danas je općeprihvaćeno da opskrba unutrašnje dvije trećine kortikalnog sloja krvlju prvenstveno uključuje arterije za hranjenje, a vanjsku trećinu dodatno opskrbljuju krvne žile periosta.

Tokom života, od trenutka početka embriogeneze do smrti organizma, koštano tkivo se neprestano restrukturira. U početku je povezan sa rastom i razvojem organizma. Nakon završetka rasta nastavlja se stalno unutrašnje restrukturiranje, koje se sastoji u postepenoj resorpciji dijela koštane tvari i zamjeni novom kosti. To je zato što Haversov sistem kompaktne kosti i trabekule spužvaste kosti ne opstaju tokom života. Koštano tkivo, kao i mnoga druga tkiva u ljudskom tijelu, mora se stalno ažurirati. Godišnje se obnavlja 2-4% koštanog tkiva. Do 20-30 godina starosti dolazi do intenzivnog nakupljanja koštanog tkiva. Od 30 do 40 godina postoji period ravnoteže između procesa resorpcije i oporavka. Nakon 40. godine, mineralna gustina kostiju se postepeno smanjuje.

Struktura koštanog tkiva. Kosti se sastoje od lamelarnog koštanog tkiva koje pripada vezivnom tkivu. Osnovu čine tri vrste ćelija: osteoblasti (formiraju koštano tkivo), osteoklasti (razaraju koštano tkivo) i osteociti (učestvuju u mineralizaciji koštanog tkiva). Ćelije se nalaze u međućelijskoj tvari (30% organskih i 70% neorganskih tvari), koje zajedno tvore koštane ploče.

Struktura kosti kao organa. Kost ima složenu strukturu i hemijski sastav. U živom organizmu kost sadrži 50% vode, 28,15% organske materije, uključujući 15,75% masti i 21,85% neorganske materije (jedinjenja kalcijuma, fosfora, magnezijuma itd.).

Čvrstoća kostiju (mehanička svojstva) Obezbeđuje ga fizičko-hemijsko jedinstvo organskih i neorganskih supstanci, kao i struktura koštanog tkiva. Prevladavanje organskih tvari u kosti (kod djece) daje joj veću elastičnost i elastičnost. Kada se omjer promijeni u smjeru prevlasti anorganskih tvari, kost postaje krhka, lomljiva (kod starijih osoba).

Svaka kost je samostalan organ i sastoji se od koštanog tkiva. Izvana je kost prekrivena periostom, unutar nje u medularnim šupljinama , postoji koštana srž (slika 1.2).

Rice. 1.2. Struktura kosti.

Osim zglobnih površina prekrivenih hrskavicom, prekrivena je i vanjska strana kosti periosteum. U njemu se mogu razlikovati dva sloja: vanjski (vlaknasti) i unutrašnji (osteogeni, koji formiraju kosti). Zbog unutrašnjeg sloja periosta nastaju osteoblasti i kost raste u debljini.

Vanjski sloj kosti predstavlja debela (u dijafizi cjevastih kostiju) ili tanka (u epifizama cjevastih kostiju, spužvastih i ravnih kostiju) ploča kompaktne tvari. Ispod kompaktne tvari nalazi se spužvasta (trabekularna) tvar, porozna, izgrađena od koštanih greda sa ćelijama između njih (slika 1.2).

Unutar dijafize cjevastih kostiju nalazi se medularna šupljina u kojoj se nalazi koštana srž.

Centralni kanal sa sistemom koncentričnih ploča je strukturna jedinica kosti i naziva se osteon, ili hasersov sistem(Sl. 1.2). Prostori između osteona su napravljeni interkaliranim (među) pločama. Osteoni i interkalirane ploče čine kompaktnu kortikalnu tvar kosti.

Unutar kosti, u medularnoj šupljini i ćelijama spužvaste supstance, nalazi se Koštana srž. U prenatalnom periodu i kod novorođenčadi sve kosti sadrže crvena srž, koji obavlja hematopoetsku i zaštitnu funkciju. Predstavljen je mrežom retikularnih vlakana i ćelija. U petljama ove mreže nalaze se mlade i zrele krvne ćelije i limfni elementi. Nervna vlakna i krvni sudovi granaju se u koštanoj srži. Kod odrasle osobe, crvena koštana srž se nalazi samo u stanicama spužvaste tvari ravnih kostiju (kranijalne kosti, sternum, krila iliuma), u spužvastim (kratkim) kostima i epifizama cjevastih kostiju. U medularnoj šupljini dijafize cjevastih kostiju je žuta koštana srž koja je degenerirana retikularna stroma sa masnim inkluzijama.

Na površini svake kosti postoje nepravilnosti: mišići i njihove tetive, fascije, ligamenti počinju ili se pričvršćuju. Ova uzvišenja, koja strše iznad površine kosti, nazivaju se apofizama (tuberkul, tuberkul, greben, proces). Na području gdje je mišić pričvršćen svojim mesnatim dijelom, određuju se udubljenja (jamica, jamica, jamica).