Биохимия костной ткани

Состав кости. Имеется несколько различных видов костей: трубчатые, губчатые и т.п.

Минеральная часть кости состоитглавным образом из различных формфосфатовкальция, кроме того включаеткарбонаты, фториды, гидроксиды и цитраты. В состав костей входит большая частьMg²⁺, около 1/4 всегоNa⁺организма и небольшая частьК⁺.

Кристаллы кости состоят из гидроксиапатитов, их приблизительный состав Са₁₀(РО₄)₆(ОН)₂. Кристаллы имеют форму пластинок или палочек размерами 8-15*20-40*200-400 Ǻ. Вследствие неорганической кристаллической структуры упругость кости сходнас упругостью бетона.

Функцииминеральной фазыкостной ткани:

1) составляет остов кости

2) придает прочность

3) придаёт форму

4) защитная

5) депо минеральных веществ

Неорганические компоненты составляют только около 1/4-1/3 объёмакости; остальной объём занимает органический матрикс. Однако удельные массы органических и неорганических компонентов кости различны, поэтому на долю нерастворимых минералов приходится 1/2массы. При вымачивании кости в разведенных растворах кислот ее минеральные компоненты вымываются, и остается гибкий, мягкий, полупрозрачный органический остаток, сохраняющий форму кости.

Органический матрикссостоит из коллагена на 90%,неколлагеновыхбелков и протеогликанов.

1) Коллагеновыефибриллы костного матрикса образованы коллагеномI типа, который входит также в состав сухожилий, кожи, дентина.

2)В кости и зубах естьнеколлагеновые белки, как общие, так и специфичные (только для костной ткани или только для зубных тканей).

Остеокальцин – костный глутаминовый белок (gla-белок) – присутствует и в зубах. Он небольшой - 49 аминокислотных остатков, прочно связан с кристаллами гидроксиапатита и регулирует связывание Са²⁺в костях и зубах. Для его синтезаостеобластамнужен витамин К, который способствует присоединению дополнительной карбокси-группы к глутаминовой кислоте (в радикальной части аминокислоты получается –СН₂–СН(СОО^–)₂). Приобретая дополнительный “-“ заряд, остаток глутаминовой аминокислоты становится способным прочно связывать Са²⁺. Синтезированный остеокальцин включается во внеклеточное пространство кости, однако небольшая его часть попадает в кровоток, где и может быть проанализирована (наборы ИФА). Активность остеобластов, продуцирующих остеокальцин,ингибируетсявысоким уровнем паратгормона (ПТГ), в результатеснижается содержание этого белка в кости и крови.

витамины группы К.

Костный сиалопротеин, остеопонтин, остеонектини другие костные белки также имеют кислую природу (содержат ГЛУ, АСП, фосфорилированные аминокислоты) что помогает их участию в минерализации.

3) Протеогликаныкости представлены, главным образом, большими ПГ, содержащимихондроитинсульфат, который очень важен для обмена веществ костной ткани. Он образует в комплексе с белками основное вещество кости, участвует в обмене Са²⁺. Хондроитинсульфат за счет своих сульфатных групп является полианионом и связывает Са²⁺, т.е. способен к активному ионному обмену. При его разрушении нарушается связывание Са²⁺.