Obrat kostí: dôležitosť a biologický základ
Napriek charakteristickej tvrdosti a odolnosti kost nie je statickým tkanivom, ale neustále sa mení a priebežne sa opravuje. Tento proces sa nazýva "prestavba kostí".
NEZABUDNITE:
- Tento cyklický proces sa nazýva obrat alebo prestavba kostí, pri ktorej sa najstaršia kosť odstráni, aby sa nahradila iným mladším tkanivom.
- Hovoríme o osteogenéze, ktorá indikuje tvorbu kostného tkaniva; reabsorpcie na indikáciu jeho rozpadu.
- Každoročne sa obnovuje približne 10% celkovej hmoty kostí.
Pri jemnej endokrinnej kontrole sa procesy remodelácie sledujú navzájom modifikáciou štruktúry kostného tkaniva na základe požiadaviek
Zodpovedný za obnovu kostí sú dva typy buniek, nazývané osteoklasty a osteoblasty. Prvý, polynukleárny a bohatý na mikroklky, vylučuje proteolytické kyseliny a enzýmy, ktoré tým, že zničia kostnú matricu, uvoľňujú obsiahnuté minerály.
Erózny účinok osteoklastov sa prejavuje tvorbou Howshipovej medzery. Akonáhle sa vytvorí prvá medzera, osteoklasty sa oddelia od matrice a pohybujú sa ameboidným pohybom na časti kosti susediacej s tým, ktorý sa práve reabsorbuje. Tu sa opäť drží a vytvára ďalšiu medzeru.
Vďaka tomuto procesu sa denne z kosti odstráni asi 500 mg vápnika (0, 05% celkového vápnika). Okrem toho, v čase potreby, sú rôzne populácie osteoklastov schopné reabsorbovať aj veľké porcie kostí v relatívne krátkom čase.
Po procese erózie kostí zasahujú osteoblasty, bunky s diametrálne opačnými funkciami. V skutočnosti zaručujú tvorbu a ukladanie organickej matrice v dutinách vytvorených katabolickým pôsobením osteoklastov.
Akonáhle táto matrica dosiahne dostatočnú hrúbku, ľahko sa mineralizuje vďaka vloženiu vápnika. Tento proces mineralizácie prebieha niekoľko mesiacov, počas ktorých sa postupne zvyšuje hustota novej kosti.
Osteogenéza sa teda vyskytuje v dvoch fázach:
- tvorba matrice (osteoid);
- mineralizácia minerálov.
Prečo je dôležitý obrat kostí?
- Na opravu stresom vyvolaných mikrofraktúr spôsobených normálnou fyzickou námahou
- Na posilnenie kostného tkaniva v reakcii na príslušné stimuly
- Regulovať plazmatické hladiny vápnika a fosforu
Čo reguluje aktivitu týchto buniek, uprednostňuje osteoblastické alebo osteoklastické pôsobenie?
Tento proces je celkom zložitý a rozumie sa tým, že má pevnú bázu, z ktorej sa možno naučiť a liečiť ochorenia, pri ktorých dochádza k strate rovnováhy medzi osteoblastickým a osteoklastickým účinkom, ako je osteoporóza a kostné metastázy.
Lieky budúcnosti budú pôsobiť reguláciou transkripcie niektorých génov na podporu aktivity osteoblastov a apoptózy (bunková smrť) osteoklastov.
Medzi hlavné faktory úpravy patria:
- - hladina vápnika v krvi
- b- mechanické zaťaženie spôsobené gravitačnou silou a svalovým mechanickým namáhaním
Kostra reaguje na cvičenie, svalové napätie a gravitačnú silu posilňovaním; na druhej strane oslabuje.
Hormonálny vplyv a iné faktory
Aj keď dĺžka kostí zostáva v dospelosti konštantná, kostné tkanivo je aj naďalej hostiteľom aktívnej bunkovej populácie, ktorá ju udržiava v stave dynamickej rovnováhy. Rôzne hormóny ovplyvňujú tvorbu kostí, rast a remodeláciu, stimulujú buď osteoblasty alebo osteoklasty.
| Kalciotropné hormóny: špecificky regulujú vápnikovú homeostázu | |
| prištítnych teliesok | znižuje pevnosť kostí (stimuluje resorpciu osteoklastov) \ t |
| kalcitonín | zvyšuje pevnosť kostí (inhibuje resorpciu osteoklastov) |
| VITAMÍN D: | po aktivácii v pečeni a obličkách zvyšuje absorpciu vápnika a fosforu v čreve a znižuje jeho vylučovanie v moči |
| Systémovo aktívne hormóny : ovplyvňujú metabolizmus kostí | |
| androgén: | zvyšujú ho |
| estrogény: | zvyšujú ju (preto sú ženy po menopauze náchylnejšie na osteoporózu) |
| THYROIDOVÉ HORMÓNY | zvyšujú ho v synergii s GH, ale ak sú prítomné v nadbytku, znižujú ho |
| GH: | podporuje rast kostry v detstve a dospievaní; Prebytok v mladistvom veku určuje gigantizmus (vadný trpaslík), zatiaľ čo v dospelom veku spôsobuje akromegáliu (zväčšenie kosti je evidentné predovšetkým v končatinách a tvári). |
| IGF-1 a IGF-2 | rastové faktory, ktoré spolu s inzulínom a v synergii s GH zvyšujú hustotu kostí a statický rast |
| prolaktín: | zvyšuje syntézu aktívneho vitamínu D, podporuje intestinálnu absorpciu vápnika a tým zvyšuje množstvo minerálu dostupného na produkciu mlieka |
| glukokortikoidy | Zničia kostnú matricu indukciou osteopénie |
Okrem signálov endokrinného pôvodu sú kosti tiež citlivé na mechanické podnety. Textílie, ktoré ich tvoria, reagujú pozitívne na stimuly vyvolané zaťažovacími činnosťami (práce a športy, ktoré vyvolávajú tlakové namáhanie kostí, ako je futbal, tanec, beh, oveľa menej cyklistiky a plávania).
Naopak, predĺžená imobilizácia (napríklad po zlomenine) je sprevádzaná zriedením kostného tkaniva. To vysvetľuje, prečo niektoré športy, vrátane tanca, zabraňujú vzniku osteoporózy u starších ľudí.
Existujú tiež miestne stimuly zverené určitým poslom, ako je transformačný rastový faktor (transformujúci rastový faktor) -ß (TGF-ß) a rastové faktory podobné inzulínu (IGF), produkované osteoblastmi a stimulujúce ich aktivitu.
Všimnite si na obrázku najhlbšiu šípku pod genetickými faktormi, aby ste zdôraznili väčšiu váhu tohto prvku na ostatných. úloha genetiky vo variabilite kostnej minerálnej hmoty (BMD) medzi jednotlivcami je kvantifikovateľná na úrovni okolo 60-70% (prevalencia osteoporózy je väčšia u bielych a ázijských jedincov ako u tých čiernych).
