Строение, рост и гормональная регуляция костной ткани: общие сведения
Кость - это динамическая, способная к быстрому обновлению ткань которая выдерживает не только массу тела, но и нагрузку, связанную с различной физической активностью. Она постоянно формируется (моделирование) и обновляется (ремоделирование). Кости - основной резервуар кальция , фосфора и магния . Нарушения этих структур и их минерализации носят название метаболических спондилопатий .
Поскольку скорость роста и обмена костной ткани у детей особенно высока, многие проявления метаболической спондилопатии наиболее выражены именно в детском возрасте.
Органический матрикс костей, остеоид состоит главным образом из коллагеновых белков. В него откладываются кристаллы минеральных веществ. На долю коллагеновых белков приходится 90% общего белка костной ткани. Остальная часть представлена другими белками, в том числе остеокальцином , содержащим гамма-карбоксиглутаминовую кислоту . Синтез остеокальцина зависит от витамина K и витамина D , и при высоком метаболизме костной ткани уровень этого белка в сыворотке обычно возрастает. Микрофибриллярная структура органического костного матрикса создает возможность отложения в нем строго упорядоченных кристаллов фосфата кальция , в том числе гидроксиапатита [Ca10(PO4)6*6H2O] и октакальциевой соли фосфата [Ca8(H2PO4)6*6H2O] , а также более аморфных фоcфата кальция , карбоната кальция , натрия , магния и цитрата . Гидроксиапатит находится в глубине костного матрикса, тогда как аморфный фосфат кальция покрывает поверхность образующейся или обновляющейся кости.
Рост костей в детском возрасте происходит в результате обызвествления хрящевых клеток, расположенных на их концах. Кальций и фосфат из внеклеточной жидкости поступают в хрящевые клетки ( хондроциты ), этот процесс носит название минерализации. Основная функция эндокринной системы витамин D/ПТГ заключается в поддержании такой концентрации кальция и фосфата во внеклеточной жидкости, которая обеспечивает минерализацию костной ткани.
В регуляции роста и минерализации костей принимают участие и другие гормоны: гормон роста (действующий опосредованно через ИФР ), тиреоидные гормоны , инсулин , а также андрогены и эстрогены (во время пубертатного ускорения роста). Напротив, высокая концентрация глюкокортикоидов нарушает функцию хрящевой ткани и замедляет рост костей, усиливая процесс резорбции в них.
Обмен фосфата регулируется почками, поскольку этот ион практически полностью всасывается в кишечнике и его уровень в сыворотке определяется именно почечной экскрецией. Всасывание избыточных количеств фосфата приводит к снижению концентрации ионизированного кальция в сыворотке, повышению секреции ПТГ и (фосфатурии. Последняя, приводя к снижению содержания фосфата в сыворотке, создает условия для повышения уровня кальция. Гипофосфатемия блокирует секрецию ПТГ и способствует синтезу в почках 1,25(OH)2D3 , который усиливает всасывание фоcфата в кишечнике.
Скорость образования костей зависит от минерального обмена в кишечнике и почках. Недостаточное потребление или всасывание кальция в кишечнике приводит к снижению уровня ионизированного кальция в сыворотке крови. Это служит сигналом к синтезу и секреции ПТГ, который усиливает резорбцию костной ткани, реабсорбцию кальция в дистальных почечных канальцах и синтез наиболее активной формы витамина D - 1,25(OH)2D3 (кальцитриола) в почках ( рис. 101.1 ). Кальцитриол определяет всасывание кальция в кишечнике. Все это приводит к повышению его уровня в крови.
В препубертатном возрасте ускоренно растут в длину кости конечностей, в раннем пубертатном периоде ускоряется рост позвоночника в длину, и к концу периода полового созревания возрастает отложение минералов в костном матриксе. Как содержание минералов в костной ткани, так и ее плотность определяют с помощью двухфотонной рентгеновской абсорбциометрии или количественной КТ.
Смотрите также:
