Kostný obrat: dôležitosť a biologický základ
Napriek svojej charakteristickej tvrdosti a sile nie je kosť statickým tkanivom, ale neustále sa mení a neustále sa opravuje. Tento proces sa nazýva „prestavba kosti“.
PAMATUJTE:
- Obrat alebo prestavba kosti je definovaná ako cyklický proces, pri ktorom sa staršia kosť vyberie a nahradí iným mladším tkanivom.
- Hovoríme o osteogenéze, aby sme naznačili tvorbu kostného tkaniva; reabsorpcie, ktorá indikuje jeho rozpad.
- Ročne sa obnoví asi 10% našej celkovej kostnej hmoty.
Pod jemnou endokrinnou kontrolou procesy remodelácie na seba nadväzujú úpravou štruktúry kostného tkaniva podľa požiadaviek.
Za obnovu kostí sú zodpovedné dva typy buniek, nazývané osteoklasty a osteoblasty. Prvé, viacjadrové a bohaté na mikroklky, vylučujú proteolytické kyseliny a enzýmy, ktoré ničením kostnej matrice uvoľňujú minerály, ktoré obsahuje.
Erozívny účinok osteoklastov sa prejavuje tvorbou Howship lacuna. Vytvorí prvú medzeru, osteoklast sa oddelí od matrice a pohybuje sa améboidným pohybom po časti kosti, ktorá susedí s tou, ktorá sa práve reabsorbuje. Tu k nej opäť priľne a vytvorí viacnásobnú medzeru.
Vďaka tomuto procesu sa z kosti denne odstráni asi 500 mg vápnika (0,05% celkového vápnika). Okrem toho sú v prípade potreby rôzne populácie osteoklastov schopné absorbovať aj relatívne veľké časti kosti v relatívne krátkom čase.
Po procese erózie kostí zasahujú osteoblasty, bunky s diametrálne odlišnými funkciami. V skutočnosti zaručujú tvorbu a ukladanie organickej matrice v dutinách generovaných katabolickým pôsobením osteoklastov.
Hneď ako táto matrica dosiahne dostatočnú hrúbku, je ľahko mineralizovaná vďaka vloženiu vápnika. Tento mineralizačný proces trvá mesiace, počas ktorých sa hustota novej kosti progresívne zvyšuje.
Osteogenéza teda prebieha v dvoch fázach:
- tvorba matrice (osteoid);
- mineralizácia matrice.
Prečo je kostný obrat dôležitý?
- Na opravu stresových mikrofraktúr vyvolaných normálnou fyzickou námahou
- Na posilnenie kostného tkaniva v reakcii na vhodné podnety
- Regulovať plazmatické hladiny vápnika a fosforu
Čo reguluje aktivitu týchto buniek, pričom uprednostňuje osteoblastický alebo osteoklastický účinok?
Tento proces je pomerne zložitý a jeho dôkladné porozumenie znamená mať pevný základ, z ktorého môžete začať poznávať a liečiť choroby, pri ktorých dochádza k strate rovnováhy medzi osteoblastickým a osteoklastickým pôsobením, ako je tomu pri osteoporóze a kostných metastázach.
Lieky budúcnosti budú pôsobiť reguláciou transkripcie určitých génov tak, aby zvýhodňovali aktivitu osteoblastov a apoptózu (bunkovú smrť) osteoklastov.
Medzi hlavné regulačné faktory patria:
- a- hladina vápnika v krvi
- b- mechanické zaťaženie spôsobené gravitačnou silou a svalovým mechanickým namáhaním
Kostra reaguje na telesné cvičenia, stimuláciu svalov a gravitáciu tým, že sa sama posilňuje, a naopak, oslabuje.
Hormonálny vplyv a ďalšie faktory
Napriek tomu, že dĺžka kosti zostáva v dospelosti konštantná, kosť naďalej hostí aktívnu bunkovú populáciu, ktorá ju udržuje v stave dynamickej rovnováhy. Rôzne hormóny ovplyvňujú tvorbu, rast a prestavbu kostí stimuláciou buď osteoblastov alebo osteoklastov.
po aktivácii v pečeni a obličkách zvyšuje absorpciu vápnika a fosforu v čreve a znižuje jeho vylučovanie močom
zvyšujú ju (preto sú ženy po menopauze náchylnejšie na osteoporózu)
zvyšujú ho v synergii s GH, ale ak sú prítomné v prebytku, znižujú ho
podporuje rast kostí v detstve a dospievaní; prebytok v mladosti spôsobuje gigantizmus (defekt zakrpatenosti), zatiaľ čo v dospelosti spôsobuje akromegáliu (zväčšenie kostí evidentné predovšetkým na končatinách a tvári).
rastové faktory, ktoré spolu s inzulínom a v synergii s GH zvyšujú hustotu kostí a statický rast
zvyšuje syntézu aktívneho vitamínu D, podporuje črevnú absorpciu vápnika a tým zvyšuje množstvo minerálov dostupných na produkciu mlieka
Okrem signálov endokrinného pôvodu sú kosti citlivé aj na mechanické podnety. Tkanina, ktorá ich tvorí, pozitívne reaguje na podnety vyvolané zaťažovacími aktivitami (práca a šport, ktoré vyvolávajú kompresné napätie na kosti, ako je futbal, tanec, beh, oveľa menej cyklistika a plávanie).
Naopak, predĺžená imobilizácia (napríklad po zlomenine) je sprevádzaná zriedkavosťou kostného tkaniva. To vysvetľuje, prečo niektoré športy, vrátane tanca, predchádzajú vzniku osteoporózy u starších ľudí.
Existujú aj lokálne stimuly zverené konkrétnym poslom, ako napríklad transformujúci rastový faktor (TGF-ß) a inzulínu podobné rastové faktory (IGF), produkované osteoblastmi a stimulujúce ich aktivitu.
Všimnite si, na obrázku, hrubšia šípka pod genetickými faktormi, ktorá podčiarkuje väčšiu váhu tohto prvku na ostatných. Úloha genetiky vo variabilite kostnej minerálnej hmoty (BMD) medzi jednotlivcami je kvantifikovateľná okolo 60-70%.
Ďalšie články na tému „Kostná obnova kostnej prestavby“
- kostná dreň
- kosť
- kosti ľudského tela
- kostného tkaniva
- osteoblasty osteoklasty
- hubovitá kosť kompaktná kosť
- periosteum endosteum
- kostnej hmoty
- výškový rast
- kĺby
- Kĺby: štruktúra anatómie
