
- •Глава 39 кость. Метаболизм кальция и фосфата
- •39.1. Метаболизм кальция и фосфата
- •39.1.1.1. Регуляция концентрации кальция в плазме
- •Кафедра биохимии
- •Лекция № Тема: Биохимия костной ткани
- •ФункциИ костной ткани
- •Клетки костной ткани
- •Межклеточный матрикс
- •Структура и формирование кости
- •Факторы, влияющие на метаболизм костей Гормоны
- •Витамины
- •39.2.4. Роль паратгормона
- •39.2.5.1. Нарушения метаболизма кости
- •39.2.5.2. Обызвествление мягких тканей
39.2.5.1. Нарушения метаболизма кости
Нарушения нормального метаболизма кости характеризуются либо избыточным, либо недостаточным образованием кости. Избыточное образование костной ткани встречается сравнительно редко; его можно вызвать экспериментально путем введения эстрогенов (гл. 44). Ненормально толстые и плотные кости и обызвествление черепа можно наблюдать при хроническом гипо-паратиреоидизме и хронической тетании. Усиленный рост костей происходит и при гипертрофическом остеоартрите, относительно распространенном хроническом заболевании, которое возникает преимущественно у людей старше сорока лет.
Нарушения метаболизма костной ткани, которые приводят к ее частичному рассасыванию, могут возникать вследствие нарушений в,процессе минерализации костного матрикса (остеомаляция) или неправильного образования матрикса (остеопороз). Остеопороз чаще всего наблюдается после менопаузы, вероятно, в результате снижения, эстрогенной активности (гл. 44). Недостаток аскорбиновой кислоты и плохое питание также могут вызвать остеопороз, так как при этом нарушается образование коллагена в остеобластах. Гиперпаратиреоидизм стимулирует активность остеокластов; при этом поражение костей оказывается неравномерным — оно проявляется в образовании полостей в некоторых костях, это состояние называют фиброзным оститом.
Остеомаляция и хрупкость костей развиваются при длительной неподвижности. Иммобилизация конечности приводит к быстрому развитию отрицательного баланса Са в ее костной ткани; длительный постельный режим без упражнений вызывает такой же эффект во всем скелете; механизм этого явления не выяснен.
Гипофосфатазия — сравнительно редкое наследственное хроническое заболевание неизвестной этиологии, встречающееся преимущественно у детей; у них наблюдается недостаточное развитие костей; гистологические изменения подобны тем, которые характерны для рахита. Заболевание протекает на фоне низкого уровня активности щелочной фосфатазы в сыворотке и тканях.
39.2.5.2. Обызвествление мягких тканей
Патологическое отложение Са может происходить в различных тканях. -Ярким примером метастатического окостенения является оссифицирующий миозит. В коже, сухожилиях, связках и клапанах сердца такое обызвествление происходит в области коллагеновых волокон, а во внутренней оболочке крупных сосудов, например аорты, в зоне эластиновых волокон.
39.3. Зубы
Зуб состоит из трех слоев кальцифицированной ткани. Полость зуба заполнена пульпой; в ней находятся кровеносные, сосуды и нервные окончания; пульпа окружена дентином, основной кальци-фицированной тканью. На выступающей части зуба дентин покрыт эмалью; погруженные в челюсть корни зуба покрыты цементом. По составу цемент сходен с трубчатой костью. Дентин является твердым, плотным образованием; он почти на 75% состоит из минералов. Еще тверже и плотнее эмаль; в ней на долю минералов приходится около 98%. Органический матрикс дентина и цемента сходен с матриксом кости. Фибриллярный белок эмбриональной эмали очень богат пролином и содержит оксилизин (табл. 38.1). При формировании эмали сначала образуется белковый матрикс, который затем обызвествляется. В полностью сформировавшейся эмали белка практически не остается; она содержит лишь очень небольшое количество низкомолекулярных пептидов, почти не содержащих пролина и аксипролина. Кристаллы гидроксиапатита в эмали гораздо крупнее, чем в дентине, цементе или костях. Как показал анализ, в эмали меньше Mg2+, COjj", Na+ и ряда других неорганических ионов, чем в дентине. Введенный 32Р| обменивается с Pi зуба. Обновление Pi в дентине происходит приблизительно в 6 раз медленнее, чем в длинных костях, но в 15—20 раз быстрее, чем в эмали. Такой сравнительно медленный обмен минеральных компонентов зуба согласуется с их стабильностью в условиях, потенциально благоприятных для декальцификации, например при беременности и недостатке витамина D.
39.3.1. Фтор и кариес
Первые сведения о связи между фтором и состоянием зубов 'были получены при эпидемиологическом исследовании этиологии .заболевания, получившего название пятнистой эмали. Оно начинается с появления тусклых меловых пятен, неравномерно рассеянных по поверхности зуба; далее на этих местах появляются углуб-. ления, которые иногда окрашены в желтый или темно-коричневый цвет. Обызвествление зуба при этом нарушается, а цементирующее вещество может отсутствовать. Заболевание наблюдается только у людей, употребляющих воду, в которой содержится избыток «фтора (1,5 мг/л), на протяжении всего периода развития зубов. С другой стороны, кариес зубов очень редко возникает у- людей, потребляющих питьевую воду, содержащую не менее 0,9 мг/л фтора. Обогащение водопроводной воды фтором до концентрации 1,0 мг/л привело к значительному снижению возникновения кариеса у населения. После того как формирование зубов полностью закончилось, фтор уже не влияет на возникновение кариеса. Механизм действия фтора невыяснен. Поскольку используемые количества фтора слишком малы, чтобы тормозить бактериальный рост, то, следовательно, он каким-то образом усиливает способность зубов противостоять влиянию кариогенных факторов.