Obrat kost: význam a biologický základ
I přes charakteristickou tvrdost a odolnost není kostí statická tkáň, ale neustále se mění a průběžně opravuje. Tento proces se nazývá "remodelace kosti".
NEZAPOMEŇTE:
- Tento cyklický proces se nazývá obrat nebo přestavba kostí, ve které je nejstarší kost odstraněna, aby byla nahrazena jinou mladší tkání.
- Hovoříme o osteogenezi, která indikuje tvorbu kostní tkáně; reabsorpce pro indikaci jeho rozpadu.
- Každoročně se obnovuje asi 10% naší celkové kostní hmoty.
Při jemném endokrinním řízení následují procesy remodelace po sobě modifikací struktury kostní tkáně na základě požadavků
Odpovědnost za obnovu kostí jsou dva typy buněk, nazývané osteoklasty a osteoblasty. První, polynukleární a bohatý na mikrovily, vylučuje proteolytické kyseliny a enzymy, které tím, že ničí kostní matrici, uvolňují minerály v ní obsažené.
Erozivní působení osteoklastů se projevuje tvorbou Howshipovy mezery. Jakmile se vytvoří první mezera, osteoklasty se oddělí od matrice, pohybují se ameboidním pohybem na části kosti sousedící s tou, která právě reabsorbuje. Zde se opět drží a tvoří další mezeru.
Díky tomuto procesu se denně z kosti odstraní asi 500 mg vápníku (0, 05% celkového vápníku). Kromě toho, v době potřeby, jsou různé populace osteoklastů schopny reabsorbovat i velké porce kosti v relativně krátkém čase.
Po procesu eroze kostí zasahují osteoblasty, buňky s diametrálně opačnými funkcemi. Ve skutečnosti zaručují tvorbu a ukládání organické matrice v dutinách vytvořených katabolickým působením osteoklastů.
Jakmile tato matrice dosáhne dostatečné tloušťky, snadno se mineralizuje díky vložení vápníku. Tento proces mineralizace trvá několik měsíců, během nichž se postupně zvyšuje hustota nové kosti.
Osteogeneze se tedy vyskytuje ve dvou fázích:
- tvorba matrice (osteoid);
- mineralizace matrice.
Proč je důležitý obrat kostí?
- Pro opravu stresem indukovaných mikrofrakcí způsobených normální fyzickou námahou
- Posílení kostní tkáně v reakci na příslušné stimuly
- Regulovat plazmatické hladiny vápníku a fosforu
Co reguluje aktivitu těchto buněk, zvýhodňuje osteoblastické nebo osteoklastické působení?
Tento proces je poměrně složitý a rozumí tomu, že má pevný základ, z něhož se lze dozvědět a léčit nemoci, u kterých dochází ke ztrátě rovnováhy mezi osteoblastickým a osteoklastickým účinkem, jako je osteoporóza a kostní metastázy.
Léky budoucnosti budou působit regulací transkripce některých genů pro podporu aktivity osteoblastů a apoptózy (buněčná smrt) osteoklastů.
Mezi hlavní faktory úpravy patří:
- - hladina vápníku v krvi
- b- mechanické zatížení způsobené gravitační silou a svalovým mechanickým namáháním
Kostra reaguje na cvičení, svalovou námahu a gravitační sílu tím, že se posiluje; na druhé straně oslabuje.
Hormonální vliv a další faktory
Ačkoli délka kostí zůstává konstantní v dospělosti, kostní tkáň i nadále hostuje aktivní buněčnou populaci, která ji udržuje ve stavu dynamické rovnováhy. Různé hormony ovlivňují tvorbu kostí, růst a remodelaci, stimulují buď osteoblasty nebo osteoklasty.
| Calciotropní hormony: specificky regulují vápníkovou homeostázu | |
| příštítných tělísek | snižuje sílu kostí (stimuluje osteoklastickou resorpci) |
| kalcitonin | zvyšuje sílu kostí (inhibuje osteoklastickou resorpci) |
| VITAMIN D: | po aktivaci v játrech a ledvinách zvyšuje vstřebávání vápníku a fosforu ve střevě a snižuje jeho vylučování v moči |
| Systémově aktivní hormony : ovlivňují metabolismus kostí | |
| androgen: | zvyšují to |
| estrogeny: | zvyšují ji (proto jsou ženy po menopauze náchylnější k osteoporóze) |
| THYROIDOVÉ HORMONY | zvyšují ji v synergii s GH, ale pokud jsou přítomny v nadbytku, snižují ji |
| GH: | podporuje růst koster v dětství a dospívání; nadbytek v mladistvém věku určuje gigantismus (vadný trpaslík), zatímco v dospělém věku způsobuje akromegálii (zvětšení kosti zjevné především v končetinách a obličeji). |
| IGF-1 a IGF-2 | růstové faktory, které spolu s inzulínem a v synergii s GH zvyšují hustotu kostí a růst statur |
| prolaktin: | zvyšuje syntézu aktivního vitamínu D, podporuje vstřebávání vápníku ve střevech a zvyšuje tak množství minerálu dostupného pro produkci mléka |
| glukokortikoidy | Zničí kostní matrici indukcí osteopenie |
Kromě signálů endokrinního původu jsou kosti také citlivé na mechanické podněty. Tkanina, která je skládá, reaguje pozitivně na podněty vyvolané zátěžovými aktivitami (prací a sportů, které vyvolávají tlakové napětí na kosti, jako je fotbal, tanec, běh, mnohem méně cyklistiky a plavání).
Naopak prodloužená imobilizace (například po zlomenině) je doprovázena zředěním kostní tkáně. To vysvětluje, proč některé sporty, včetně tance, zabraňují vzniku osteoporózy u starších osob.
Existují také lokální podněty, které jsou svěřeny konkrétním poslem, jako je transformující růstový faktor (transformující růstový faktor) -ß (TGF-ß) a růstové faktory podobné inzulínu (IGF) produkované osteoblasty a stimulující jejich aktivitu.
Všimněte si, na obrázku, nejsilnější šíp pod genetickými faktory, zdůraznit větší váhu tohoto prvku na ostatní. úloha genetiky v variabilitě kostní minerální hmoty (BMD) mezi jedinci je kvantifikovatelná kolem 60-70% (prevalence osteoporózy je větší u bílých a asijských jedinců než u černých ras).
