Вивчення хімічного складу кісткової тканини пов'язане із значними труднощами, оскільки для виділення органічного матриксу потрібно провести деминерализацию кістки. Крім того, зміст і склад органічного матриксу схильні до значних змін в залежності від ступеня мінералізації кісткової тканини .
Відомо, що при тривалій обробці кістки в розведених розчинах кислот її мінеральні компоненти розчиняються і залишається гнучкий м'який органічний залишок (органічний матрикс), який зберігає форму интактной кістки. Міжклітинний органічний матрикс компактної кістки становить близько 20%, неорганічні речовини - 70% і вода - 10%. У губчастої кістки переважають органічні компоненти, які складають більше 50%, на частку неорганічних сполук доводиться 33-40%. кількість води зберігається в тих же межах, що і в компактній кістки (Ю.С. Касавіна, В.П. Торбенко).
За даними А. Уайта і співавт., Неорганічні компоненти складають близько 1/4 об'єму кістки; іншу частину займає органічний матрикс. Через розбіжності у відносній питомій масі органічних і неорганічних компонентів на частку нерозчинних мінералів припадає половина маси кістки.
неорганічний склад кісткової тканини . Понад 100 років тому було висловлено припущення, що кристали кісткової тканини мають структуру апатиту . Надалі це значною мірою підтвердилося. дійсно, кристали кістки належать до гідроксилапатиту, мають форму пластин або паличок і наступний хімічний склад - Са10 (РО4) 6 (ОН) 2. кристали гидроксилапатита складають лише частину мінеральної фази кісткової тканини , Інша частина представлена аморфним фосфатом кальцію Са3 (РО4) 2. зміст аморфного фосфату кальцію піддається значним коливанням в залежності від віку. аморфний фосфат кальцію переважає в ранньому віці, в зрілої кістки переважним стає кристалічний гідроксилапатит. зазвичай аморфний фосфат кальцію розглядають як лабільний резерв іонів Са2 + і фосфату .
В організмі дорослого людини міститься більше 1 кг кальцію , Який майже цілком знаходиться в кістках і зубах, утворюючи разом з фосфатом нерозчинний гідроксилапатит. Більша частина кальцію в кістках постійно оновлюється. Щодня кістки скелета втрачають і знову відновлюють приблизно 700-800 мг кальцію .
До складу мінеральної фази кістки входить значна кількість іонів , Які зазвичай не містяться в чистому гідроксилапатиті, наприклад іони натрію , магнію , калію , хлору та ін. Висловлено припущення, що в кристалічній решітці гидроксилапатита іони Са2 + можуть заміщатися іншими двовалентними катіонами , тоді як аніони , Відмінні від фосфату і гідроксилу , Або адсорбуються на поверхні кристалів , Або розчиняються в гідратної оболонки кристалічної решітки.
органічний матрикс кісткової тканини . Приблизно 95% органічного матриксу доводиться на колаген . Разом з мінеральними компонентами колаген є головним фактором, що визначає механічні властивості кістки. Колагенові фібрили кісткового матриксу утворені колагеном типу 1. Відомо, що даний тип колагену входить також до складу сухожиль і шкіри , проте колаген кісткової тканини володіє деякими особливостями. Є дані, що в коллагене кісткової тканини трохи більше оксипролина , чим в коллагене сухожиль і шкіри . для кісткового колагену характерна велика вміст вільних ε-аміно-груп лізінових і оксілізінових залишків. Ще одна особливість кісткового колагену - підвищений в порівнянні з колагеном інших тканин зміст фосфату . Більша частина цього фосфату пов'язана із залишками серина .
У сухому демінералізовану кістковому матриксі міститься близько 17% неколлагенових білків , Серед яких знаходяться і білкові компоненти протеогликанов . В цілому кількість протеогликанов у сформованій щільної кістки невелика.
До складу органічного матриксу кісткової тканини входять гликозамин-глікани, основним представником яких є хондроїтин-4-суль-фат. Хондроітин-6-сульфат, кератансульфатів і гіалуронова кислота містяться в невеликих кількостях.
Прийнято вважати, що глікозаміноглікани мають безпосереднє відношення до осифікації. Показано, що окостеніння супроводжується зміною гликозаминогликанов : Сульфатованих з'єднання поступаються місцем несульфатованих. Кістковий матрикс містить ліпіди , Які представляють собою безпосередній компонент кісткової тканини , А не є домішкою в результаті недостатньо повного видалення багатого ліпідами кісткового мозку. ліпіди беруть участь в процесі мінералізації . є підстави думати, що ліпіди можуть відігравати суттєву роль в утворенні ядер кристалізації при мінералізації кістки.
Біохімічні та цитохімічні дослідження засвідчили, що остеобласти - основні клітини кісткової тканини - багаті РНК . високий вміст РНК в кісткових клітинах відображає їх активність і постійну біосинтетичну функцію (табл. 22.1).
Своєрідною особливістю кісткового матриксу є висока концентрація цитрату : Близько 90% його загальної кількості в організмі припадає на частку кісткової тканини . Прийнято вважати, що цитрат необхідний для мінералізації кісткової тканини . ймовірно, цитрат утворює комплексні сполуки з солями кальцію і фосфору , Забезпечуючи можливість підвищення концентрації їх в тканини до такого рівня, при якому можуть початися кристалізація і мінералізація .
Крім цитрату , в кісткової тканини виявлені сукцинат , Фумарат, малат, лактат та інші органічні кислоти .
Попередня сторінка | Наступна сторінка
ЗМІСТ
