В предыдущей лекции мы изучили общее понятие костного матрикса и его роль в формировании костной ткани. Теперь более подробно раскроем тему одного из важных компонентов костного матрикса – это неорганический матрикс.
Описание
Неорганический матрикс – это минеральная составляющая костной ткани, основой которой служит сложная соль – минерал гидроксиапатит Ca10(PO4)6(OH)2. Минерализация костной ткани начинается с образования центров кристаллизации, вокруг которых затем формируются кристаллы гидроксиапатита. Кристаллы гидроксиапатита (40 х 1,5 х 3 нм) при помощи белка остеонектина прикрепляются к молекулам коллагена I типа вдоль длины через каждые 60—70 нм. Тем самым данный минерал придает кости твердость и устойчивость к механическим нагрузкам.
Ионы и молекулы воды образуют гидратированную оболочку вокруг каждого кристалла гидроксиапатита. Возможно, это облегчает обмен ионами кальция между кристаллами и жидкостями внутренней среды организма.
Химический состав
Кроме гидроксиапатита, в состав минерального компонента матрикса входят другие минералы:
- Преобладающие соединения двух химических элементов: кальция и фосфора;
- И других соединений: аморфный фосфат кальция, дикальцийфосфат дигидрат, трикальцийфосфат и октакальций фосфат.
- Также в кости обнаружено до 30 химических элементов, такие как: медь, фтор, магний, калий, натрий, марганец, цинк, барий, стронций и др.
Все эти элементы играют важную роль в поддержании баланса электролитов в организме и участвуют в различных биохимических процессах.
Минерализация
В зрелом организме процессы минерализации и резорбция кости находятся в состоянии динамического равновесия. Минерализация - это формирование кристаллических структур минеральных солей костной ткани. Активное участие в минерализации принимают остеобласты. Для минерализации требуется много энергии (в форме АТФ).
Резюме
Соотношение органического и неорганического компонентов в костной ткани определяет её механические свойства. Так, молодые кости содержат больше органического матрикса и обладают большей эластичностью, тогда как старые кости имеют большее количество минералов и становятся более хрупкими.
Заболевания, такие как остеопороз, связаны с нарушением баланса между образованием и разрушением костной ткани, что приводит к уменьшению плотности минеральных компонентов и снижению прочности костей. Понимание роли неорганического матрикса важно для разработки эффективных методов диагностики и лечения этих состояний.
Каждая последующая лекция раскрывает все больше и больше подробностей о устройстве костной ткани, но это далеко не все аспекты данной области, поэтому чтобы не пропустить следующие лекции, нажми кнопку подписаться и следи за новыми обновлениями.