Sestava in funkcija kostne matrice

The Kostna matrica To je mineralizirana snov, v kateri so vdelane različne celice, ki sestavljajo kosti. Natančneje je opredeljen kot medcelična snov kostnega tkiva, ki predstavlja večino mase istega in je sestavljena iz dveh ulomkov, enega organskega in drugega anorganskega.

Kostno tkivo je eno, ki tvori kosti okostja nekaterih živali in je sestavljeno iz različnih vrst celic, vsaka s specifičnimi funkcijami. Je izjemno odporno in trdo tkivo, a hkrati zelo dinamično in spreminja, saj je v trajnem ravnovesju tvorbe in resorpcije (preoblikovanje kosti), od katerih so odgovorne različne vrste celic, ki jih tvorijo.

B.Org/licence/by-sa/3.0) prek Wikimedia Commons)

Na splošno to specializirano vezivno tkivo tvorijo njene celice in kostno matrico s svojimi organskimi in anorganskimi frakcijami. Mineralizacija tistih komponent, ki so zunaj celic (zunajcelične ali medcelične), je tista, ki daje moč in odpornost na kosti.

Vrste kostnih celic so 4: osteoprogen ali osteogene celice, osteoblasti, osteociti in osteoklasti. Osteociti so zrele kostne celice in so glavne odgovorne za izločanje organskega deleža kostne matrice.

Te celice se zadržujejo v nekaterih "lagunah", ki nastanejo z mineralizacijo matrice, ki so jo izločili.

[TOC]

Sestava kostne matrice

Kot že omenjeno, je kostna matrica zapletena snov, saj jo tvorita organska in anorganska frakcija.

Približno 30% teže kostnega tkiva ustreza organskemu deležu kostne matrice, ki je sestavljena predvsem iz vlaken beljakovin, znanih kot kolagen in druge različne beljakovinske elemente, kot so različne vrste proteoglikanov, ki tvorijo tako imenovano "temeljno snov" (nekakšen homogeni gel).

Lahko vam služi: Embrionalni in plodni razvoj: stopnje in značilnosti iz tedna v teden

Drugih 70% ustreza mineralni frakciji, ki jo v glavnem tvori hidroksiapatit, kristalni kompleks kalcijevega fosfata, in zato je za to rečeno, da je kostno tkivo zelo pomembno za homeostazo kalcija v človeškem telesu in v tem drugih živali.

Organska frakcija

Organski delež kostne matrice je predvsem kolagen, eden najpogostejših beljakovin človeškega telesa. Kolagen je multimerni vlaknasti protein, katerega struktura je podobna vrvi ali vrvi, saj je sestavljena iz več podenot ali vlaknin.

Več kot 30 genov v človeškem genomu kodira kolagenske beljakovine in v različnih telesnih tkivih je več kot 20 različnih vrst kolagenov, razporejenih. Kostna matrica je bogata s kolagenom tipa I (več kot 90%), vendar ima tudi nižji delež kolagena III, V, X in XII.

Vsako kolageno vlakno tvorijo z združevanjem drugih "prokolagenskih" vlaknin, ki so sestavljene iz treh alfa-helikoidnih verig več kot 1.000 aminokislinskih odpadkov in ima dolžino približno 300 nanometrov.

Pomembnost

Kolagen daje kosti določeno prožnost, minerali anorganske frakcije pa jim dajejo togost in moč.

Brez anorganske frakcije bi bile kosti popolnoma prožne, toda brez kolagena bi bile krhke kot kreda na krovu, zato razlike med razmerjem in porazdelitvijo obeh ulomkov dajejo kostim možnost ohranjanja "ravnotežja" prožnosti in zahteve glede trdnosti.

Nekatere genetske mutacije genov, ki kodirajo za različne vrste kolagenov v telesu, ali za beljakovine, ki sodelujejo v njihovem sestavljanju jih predstavlja.

Vam lahko služi: endostio

Druge beljakovine organske frakcije

Približno 10% organskega deleža kostne matrice je sestavljeno iz drugih ne-kolagenih beljakovin, med katerimi so:

- Fibronektin

- Osteopontina

- Osteocalcina

- Kostni sialoprotein

- Decorina (proteoglikan)

- Biglikanski (proteoglikan)

V tej skupini so najpogostejši proteini kostni sialoprotein in osteopontin, čeprav je to odvisno od različnih dejavnikov.

Čeprav ti nekolageni proteini predstavljajo le majhen del organske frakcije, imajo pomembne funkcije v kostnem tkivu, zlasti povezane z diferenciacijo osteoblastov, mineralizacije, adhezije in preoblikovanja kosti.

Anorganska frakcija

Anorganska frakcija predstavlja velik del komponent kostne matrice (med 60 in 80%, odvisno od vrste kosti). Kot smo že omenili, je to delež, ki jim daje togost in odpor, ki sta značilna za kosti telesa.

Kostno tkivo, zahvaljujoč sestavljanju anorganske frakcije matrice, je glavni rezervoar ionov, kot so kalcij (skoraj 99%), fosfor (85%), natrij in magnezij (med 40%in 60%) Kristali okoli in med kolagenskimi vlakni organske frakcije.

Glavna kristalna spojina, ki jo tvorijo nekateri opisani ioni, je kalcijev hidroksiapatit, ki je z veliko najpogostejša spojina anorganske frakcije kostne matrice. Hidroksiapatit je spojina kalcijevega fosfata (CA10PO4OH2), katerega kristali imajo približno 200 Å.

Osteoid

Mikrografija osteoida. Vir: Robert M. Hunt/CC BY-SA (https: // creativeCommons.Org/licence/by-sa/3.0

Pomembno je komentirati, da čeprav je velika količina kostne matrice kalcificirana, torej mineralizirana (utrjena), obstaja tanka nekalcificirana plast kosti, ki obdaja osteoblaste in osteocite ter tvori nekakšen vmesnik med celicami in kalcificirano matrico.

Vam lahko služi: Henle Ročaj: struktura, značilnosti in funkcija

Ta tanka plast je znana na področju osteologije in medicine kot osteoid In ima različne funkcije. Poleg tega je to mogoče odstraniti ali razgraditi, da se začne procese resorpcije in preoblikovanja kosti.

Funkcija kostne matrice

Kostna matrica je odgovorna za togost in moč kosti, zato ima v zvezi z glavnimi funkcijami tega tkiva temeljno vlogo kot mehansko podporo telesu, poleg zaščite in podpore telesnih struktur pred silo gravitacije.

Človeški okostje (vir> Ladyofhats / Public Domain, prek Wikimedia Commons)

Po drugi strani pa okostje, zahvaljujoč prisotnosti te snovi v strukturi vsake kosti.

Reference

1. Fuchs, r. K., Thompson, w. R., & Warden, s. J. (2019). Kostna biologija. Pri biomaterialih za popravilo kosti (pp. 15-52). Založba Woodhead.
2. Gartner, l., & Hiatt, J. (2002). Besedilo histologije atlasa (2. izd.). Mehika d.F.: McGraw-Hill Meraameriški uredniki.
3. Gorski, J. Str., & Hankenson, k. D. (2020). Skrivni nekollageni beljakovine kosti. V načelih kostne biologije (pp. 359-378). Akademski tisk.
4. Johnson, k. (1991). Histologija in celična biologija (2. izd.). Baltimore, Marylnand: Nacionalna medicinska serija za neodvisno študijo.
5. Ross, m., & Pawlina, w. (2006). Histologija. Besedilo in atlas s korelirano celično in molekularno biologijo (5. izd.). Lippinott Williams & Wilkins.
6. Mladi, m. F. (2003). Kostni matrični proteini: njihova funkcija, regulacija in odnos do osteoporoze. Osteoporosis International, 14 (3), 35–42.