Ремоделирование кости
В остеологии костная ремоделирование кости или метаболизм кости — это процесс, продолжающийся всю жизнь, при котором зрелая ткань удаляется из скелета (процесс, называемый резорбцией кости ) и формируется новая костная ткань (процесс, называемый оссификацией или образованием новой кости ). Эти процессы также контролируют изменение формы или замену кости после травм, таких как переломы , а также микроповреждений , которые возникают во время нормальной деятельности. Ремоделирование также отвечает функциональным требованиям механической нагрузки.
За первый год жизни происходит замена почти 100% скелета. У взрослых ремоделирование протекает со скоростью около 10% в год. [ 1 ]
Дисбаланс в регуляции двух подпроцессов ремоделирования кости — резорбции кости и формирования кости — приводит ко многим метаболическим заболеваниям костей, таким как остеопороз . [ 2 ]
Физиология
[ редактировать ]Костный гомеостаз включает в себя множество, но скоординированных клеточных и молекулярных событий. [ 3 ] За метаболизм костной ткани ответственны два основных типа клеток: остеобласты (которые секретируют новую кость) и остеокласты (разрушают кость). Структура костей, а также адекватное снабжение кальцием требуют тесного взаимодействия между этими двумя типами клеток и другими популяциями клеток, присутствующими в местах ремоделирования кости (например, иммунными клетками). [ 4 ] Костный метаболизм зависит от сложных сигнальных путей и механизмов контроля для достижения надлежащих темпов роста и дифференцировки. Эти средства контроля включают действие нескольких гормонов, в том числе паратиреоидного гормона (ПТГ), витамина D , гормона роста , стероидов и кальцитонина , а также некоторых костномозгового мембранных и растворимых цитокинов происхождения и факторов роста (например, M-CSF , RANKL , VEGF и IL-6 ). Семейство [ 5 ] Именно таким образом организм может поддерживать необходимый уровень кальция, необходимый для физиологических процессов. Таким образом, ремоделирование кости — это не просто случайное «восстановление повреждений кости», а скорее активный, непрерывный процесс, который всегда происходит в здоровом организме.
После соответствующей передачи сигналов остеокласты перемещаются, чтобы резорбировать поверхность кости, после чего происходит отложение кости остеобластами. Вместе клетки, которые отвечают за ремоделирование кости, известны как базовая многоклеточная единица (BMU), а временная продолжительность (т.е. продолжительность жизни) BMU называется периодом ремоделирования кости . [ 6 ]
Галерея
[ редактировать ]-
-
Остеокласт с костью под ним, демонстрирующий типичные отличительные характеристики: крупная клетка с множеством ядер и «пенистым» цитозолем. -
Иллюстрация, показывающая цикл ремоделирования кости
См. также
[ редактировать ]- Биоминерализация , общий класс формирования и поддержания минерализованных тканей.
- Ремоделирование тканей
- Закон Вольфа
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Безколесный учебник
- ^ Интернет-медицинский словарь
- ^ Раггатт, LJ; и др. (25 мая 2010 г.). «Клеточные и молекулярные механизмы ремоделирования кости» . Журнал биологической химии . 285 (33): 25103–25108. дои : 10.1074/jbc.R109.041087 . ПМК 2919071 . ПМИД 20501658 .
- ^ Симс, Северная Каролина; и др. (8 января 2014 г.). «Сочетание процессов костеобразования и резорбции: множество сигналов внутри основной многоклеточной единицы» . Отчеты BoneKey . 3 : 481. дои : 10.1038/bonekey.2013.215 . ПМЦ 3899560 . ПМИД 24466412 .
- ^ Ширази, Саджад; Равиндран, Шрирам; Купер, Линдон Ф. (9 ноября 2022 г.). «Топографически-опосредованная иммуномодуляция при остеоинтеграции; союзник или враг» . Биоматериалы . 291 : 121903. doi : 10.1016/j.bimaterials.2022.121903 . ISSN 0142-9612 . ПМЦ 10148651 . ПМИД 36410109 .
- ^ Петржак, WS. Регенерация скелетно-мышечной ткани: биологические материалы и методы, Humana Press, 2008. ISBN 1-58829-909-0 стр. 48