Клетки костной ткани

 Остеобласты активно синтезируют и секретируют вещества костного матрикса практически через всю поверхность клетки, что даёт возможность остеобласту окружить себя матриксом со всех сторон. По мере снижения синтетической и секреторной активности остеобласты становятся остеоцитами, замурованными в костный матрикс. И остеобласты, и остеоциты экспрессируют рецепторы ПТГ и кальцитриола.

 Остеоциты — зрелые неделящиеся клетки, расположенные в костных полостях, или лакунах. Тонкие отростки остеоцитов находятся в канальцах, отходящих в разные стороны от костных полостей (лакунарно–канальцевая система). Остеоциты поддерживают структурную целостность минерализованного матрикса, участвуют в регуляции обмена Ca²⁺ в организме. Эта функция остеоцитов находится под контролем со стороны Ca²⁺ плазмы крови и различных гормонов. Лакунарно–канальцевая система заполнена тканевой жидкостью, через которую осуществляется обмен веществ между остеоцитами и кровью. В канальцах постоянно циркулирует жидкость, что поддерживает диффузию метаболитов и обмен между лакунами и кровеносными сосудами надкостницы. По химическому составу лакунарно–канальцевая жидкость отличается от плазмы крови или жидкости в матриксе других тканей. Концентрация Ca²⁺ и PO₄^3– в лакунарно–канальцевой жидкости превышает критический уровень для спонтанного осаждения солей Ca²⁺, что указывает на присутствие секретируемых костными клетками ингибиторов осаждения, контролирующих процесс минерализации.

 Остеокласты — крупные многоядерные клетки системы мононуклеарных фагоцитов. Предшественники остеокластов — моноциты. Для дифференцировки остеокластов необходимы колониестимулирующий фактор макрофагов (M-CSF) и кальцитриол, а для их активизации ИЛ6 и продуцируемый остеобластами фактор дифференцировки остеокластов (лиганд остеопротегерина). Остеокласты расположены в области резорбции (разрушения) кости (рис. 18–8,I).

Рис. 18–8. КОСТНАЯ ТКАНЬ. I. Остеокласт [11]. Цитоплазматические выросты гофрированной каёмки направлены к поверхности костного матрикса. В цитоплазме содержатся многочисленные лизосомы. II. Остеокласт и резорбция кости [11]. При взаимодействии остеокласта с поверхностью минерализованного костного матрикса карбоангидраза II (CA II) катализирует образование H⁺ и HCО₃^–. H⁺ при помощи протонной H⁺,K⁺‑АТФазы активно выкачивается из клетки, что приводит к закислению замкнутого пространства лакуны. Гидролитические ферменты лизосом расщепляют фрагменты костного матрикса. А — остеокласт на поверхности кости; Б — часть гофрированной каёмки; В — часть клеточной мембраны остеокласта в области гофрированной каёмки. III. Трабекулы костной ткани. Слева — в норме, справа — остеопороз. IV. Возрастная динамика костной массы. Для гидроксиапатита даны относительные значения.

Гофрированная каёмка остеокласта (рис. 18–8,II) — многочисленные цитоплазматические выросты, направленные к поверхности кости. Через мембрану выростов из остеокласта выделяется большое количество H⁺ и Cl^–, что создаёт и поддерживает в замкнутом пространстве лакуны кислую среду (pH около 4), оптимальную для растворения солей кальция костного матрикса. Образование H⁺ в цитоплазме остеокласта катализирует карбоангидраза II. Остеокласты содержат многочисленные лизосомы, ферменты которых (кислые гидролазы, коллагеназы, катепсин K) разрушают органическую часть костного матрикса.