Cavity ng buto. Istraktura at komposisyon ng mga buto. Mga pagbabagong nauugnay sa edad sa mga buto

66367 1

buto ay kumakatawan sa isang napakaperpektong dalubhasang iba't ibang mga tisyu ng panloob na kapaligiran.

Ang sistemang ito ay maayos na pinagsasama ang mga kabaligtaran na katangian tulad ng mekanikal na lakas at functional plasticity, mga proseso ng neoformation at pagkasira.

Ang tissue ng buto ay binubuo ng mga cell at intercellular substance, na kung saan ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang tiyak na histoarchitectonics. Ang mga pangunahing selula ng tissue ng buto ay mga osteoblast, osteocytes at osteoclast.

mga osteoblast ay hugis-itlog o kubiko. Ang isang malaking light nucleus ay hindi matatagpuan sa gitna, medyo inilipat ito sa paligid ng cytoplasm. Kadalasan, maraming nucleoli ang matatagpuan sa nucleus, na nagpapahiwatig ng mataas na aktibidad ng sintetikong selula.

Ipinakita ng mga pag-aaral ng mikroskopiko ng elektron na ang isang makabuluhang bahagi ng osteoblast cytoplasm ay puno ng maraming ribosome at polysomes, tubules ng granular endoplasmic reticulum, ang Golgi complex, mitochondria, at mga espesyal na matrix vesicle. Ang mga osteoblast ay may proliferative na aktibidad, mga producer ng intercellular substance at may malaking papel sa mineralization ng bone matrix. Nag-synthesize at naglalabas sila ng mga kemikal na compound tulad ng alkaline phosphatase, collagens, osteonectin, osteopontin, osteocalcin, bone morphogenetic proteins, atbp. Ang matrix vesicle ng osteoblast ay naglalaman ng maraming enzymes na, na inilabas sa labas ng cell, ay nagpapasimula ng mga proseso ng mineralization ng buto.

Ang organic matrix ng bone tissue na na-synthesize ng osteoblast ay pangunahing binubuo (90-95%) ng type I collagen, collagens III-V at iba pang mga uri, pati na rin ang mga non-collagen na protina (osteocalcin, osteopontin, osteonectin, phosphoproteins, bone morphogenetic proteins) at mga sangkap na glycosaminoglycan. Ang mga protina ng non-collagenous na kalikasan ay may mga katangian ng mineralization regulators, osteoinductive substance, mitogenic factor, regulators ng rate ng pagbuo ng collagen fibrils. Ang thrombospondin ay nagtataguyod ng pagdirikit ng mga osteoblast sa subperiosteal osteoid ng buto ng tao. Ang Osteocalcin ay itinuturing na isang potensyal na tagapagpahiwatig ng pag-andar ng mga selulang ito.

Ang ultrastructure ng mga osteoblast ay nagpapahiwatig na ang kanilang functional na aktibidad ay iba. Kasama ng mga gumaganang aktibong osteoblast na may mataas na aktibidad na gawa ng tao, mayroong mga hindi aktibong selula. Kadalasan sila ay naisalokal sa periphery ng buto mula sa gilid ng medullary canal at bahagi ng periosteum. Ang istraktura ng naturang mga cell ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang mababang nilalaman ng mga organelles sa cytoplasm.

Osteocytes ay higit na magkakaibang mga selula kaysa sa mga osteoblast. Mayroon silang hugis ng proseso.

Ang mga proseso ng osteocytes ay matatagpuan sa mga tubules na tumagos sa mineralized bone matrix sa iba't ibang direksyon. Ang mga patag na katawan ng osteocytes ay matatagpuan sa mga espesyal na cavity - lacunae - at napapalibutan sa lahat ng panig ng isang mineralized bone matrix. Ang isang makabuluhang bahagi ng cytoplasm ng osteocyte ay inookupahan ng ovoid nucleus. Ang mga organelle ng synthesis sa cytoplasm ay hindi maganda ang pag-unlad: mayroong ilang mga polysome, maikling tubules ng endoplasmic reticulum, at nag-iisang mitochondria. Dahil sa ang katunayan na ang mga tubules ng kalapit na lacunae ay anastomose sa bawat isa, ang mga proseso ng osteocytes ay konektado sa bawat isa gamit ang mga dalubhasang gap junctions. Sa isang maliit na espasyo sa paligid ng mga katawan at mga proseso ng mga osteocytes, ang tissue fluid ay umiikot, na naglalaman ng isang tiyak na konsentrasyon ng Ca 2+ at PO 4 3-, ay maaaring maglaman ng non-mineralized o bahagyang mineralized collagen fibrils.

Ang function ng osteocytes ay upang mapanatili ang integridad ng bone matrix sa pamamagitan ng pakikilahok sa regulasyon ng mineralization ng buto at pagbibigay ng tugon sa mekanikal na stimuli. Sa kasalukuyan, parami nang parami ang naipon na data na ang mga cell na ito ay aktibong kasangkot sa mga metabolic na proseso na nagaganap sa intercellular substance ng buto, sa pagpapanatili ng isang pare-parehong balanse ng ionic sa katawan. Ang functional na aktibidad ng mga osteocytes ay higit sa lahat ay nakasalalay sa yugto ng kanilang ikot ng buhay at ang pagkilos ng hormonal at cytokine na mga kadahilanan.

mga osteoclast- Ito ay malalaking multinucleated na mga cell na may matalim na oxyphilic cytoplasm. Ang mga ito ay bahagi ng phagocytic-macrophage system ng katawan, mga derivatives ng mga monocytes ng dugo.

Sa paligid ng cell, tinutukoy ang isang corrugated brush border. Sa cytoplasm, maraming ribosomes at polysomes, mitochondria, tubules ng endoplasmic reticulum ay matatagpuan, ang Golgi complex ay mahusay na binuo. Ang isang natatanging tampok ng ultrastructure ng osteoclast ay ang pagkakaroon ng isang malaking bilang ng mga lysosome, phagosomes, vacuoles at vesicle.

Ang mga Osteoclast ay may kakayahang lumikha ng isang acidic na kapaligiran na lokal na malapit sa kanilang ibabaw bilang resulta ng masinsinang proseso ng glycolysis sa mga selulang ito. Ang acidic na kapaligiran sa lugar ng direktang pakikipag-ugnay sa pagitan ng cytoplasm ng osteoclast at intercellular substance ay nagtataguyod ng paglusaw ng mga mineral na asing-gamot at lumilikha ng pinakamainam na kondisyon para sa pagkilos ng proteolytic at isang bilang ng iba pang mga enzyme ng lysosomes. Ang cytochemical marker ng osteoclast ay ang aktibidad ng isang isoenzyme ng acid phosphatase na tinatawag na acid nitrophenyl phosphatase. Ang mga pag-andar ng osteoclast ay ang resorption (pagkasira) ng tissue ng buto at pakikilahok sa proseso ng remodulation ng mga istruktura ng buto sa panahon ng pag-unlad ng embryonic at postnatal.

Ang intercellular substance ng bone tissues ay binubuo ng organic at inorganic na mga bahagi. Ang mga organikong compound ay kinakatawan ng mga uri ng collagen I, III, IV, V, IX, XIII (mga 95%), mga non-collagen na protina (mga protina ng morphogenetic ng buto, osteocalcin, osteopontin, thrombospondin, bone sialoprotein, atbp.), glycosaminoglycans at proteoglycans. Ang hindi organikong bahagi ng bone matrix ay kinakatawan ng mga hydroxyapatite na kristal na naglalaman ng malaking halaga ng calcium at phosphorus ions; sa mas maliit na dami, naglalaman ito ng mga asing-gamot ng magnesiyo, potasa, fluoride, bicarbonates.

Ang intercellular substance ng buto ay patuloy na ina-update. Ang pagkawasak ng lumang intercellular substance ay medyo kumplikado at hindi pa malinaw sa maraming mga detalye ng proseso, kung saan ang lahat ng mga uri ng mga selula ng tissue ng buto at isang bilang ng mga humoral na kadahilanan ay nakikilahok, ngunit ang mga osteoclast ay gumaganap ng isang partikular na kapansin-pansin at mahalagang papel.

Mga Uri ng Buto

Depende sa mikroskopikong istraktura, ang dalawang pangunahing uri ng tissue ng buto ay nakikilala - reticulofibrous (coarse-fibrous) at lamellar.

Reticulofibrous bone tissue Ito ay malawak na kinakatawan sa embryogenesis at maagang postnatal histogenesis ng mga buto ng balangkas, at sa mga may sapat na gulang ito ay nangyayari sa mga site ng attachment ng mga tendon sa mga buto, kasama ang linya ng overgrowth ng cranial sutures, at gayundin sa lugar ng fractures. .

Parehong sa embryogenesis at sa panahon ng pagbabagong-buhay, ang reticulofibrous bone tissue ay palaging pinapalitan ng lamellar bone sa paglipas ng panahon. Ang katangian sa istraktura ng reticulofibrous bone tissue ay isang disordered, diffuse arrangement ng bone cells sa intercellular substance. Ang makapangyarihang mga bundle ng collagen fibers ay mahinang mineralized at pumunta sa iba't ibang direksyon. Ang density ng mga osteocytes sa reticulofibrous bone tissue ay mas mataas kaysa sa lamellar tissue, at wala silang tiyak na oryentasyon na may kaugnayan sa collagen (ossein) fibers.

lamellar bone tissue ay ang pangunahing tissue sa komposisyon ng halos lahat ng buto ng tao. Sa ganitong uri ng bone tissue, ang mineralized intercellular substance ay bumubuo ng mga espesyal na bone plate na 5-7 microns ang kapal.

Ang bawat plate ng buto ay isang koleksyon ng mga magkakatulad na hibla ng collagen na may malapit na pagitan na pinapagbinhi ng mga kristal na hydroxyapatite. Sa kalapit na mga plato, ang mga hibla ay matatagpuan sa iba't ibang mga anggulo, na nagbibigay ng karagdagang lakas ng buto. Sa pagitan ng mga plate ng buto sa lacunae, ang mga selula ng buto - mga osteocytes - ay namamalagi sa maayos na paraan. Ang mga proseso ng osteocytes sa pamamagitan ng mga tubule ng buto ay tumagos sa nakapalibot na mga plato, na pumapasok sa mga intercellular contact sa iba pang mga selula ng buto. Mayroong tatlong mga sistema ng mga plate ng buto: nakapaligid (pangkalahatan, ang mga ito ay panlabas at panloob), concentric (kasama sa istraktura ng osteon), intercalary (sila ang mga labi ng gumuho na mga osteon).

Sa komposisyon ng buto, ang isang compact at spongy substance ay nakikilala. Pareho sa kanila ay nabuo sa pamamagitan ng lamellar bone tissue. Ang mga tampok ng histoarchitectonics ng lamellar bone ay ipapakita sa ibaba kapag inilalarawan ang buto bilang isang organ.

Mga magkasanib na sakit
SA AT. Mazurov

Mga kemikal na bahagi ng tissue ng buto

Ang tissue ng buto ay inuri bilang isang napakasiksik na dalubhasang connective tissue at nahahati sa magaspang na fibrous at lamellar. Ang coarse-fibred bone tissue ay mahusay na kinakatawan sa mga embryo, at sa mga may sapat na gulang ito ay matatagpuan lamang sa mga lugar kung saan ang mga tendon ay nakakabit sa mga buto at tinutubuan na mga tahi ng bungo. Ang lamellar bone tissue ay bumubuo sa batayan ng karamihan sa tubular at flat bones.

Ang tissue ng buto ay gumaganap ng mahahalagang tungkulin sa katawan:

1. Ang musculoskeletal function ay tinutukoy ng biochemical composition ng organic at inorganic phase ng mga buto, ang kanilang architectonics at movable articulation sa isang sistema ng mga lever.

2. Ang proteksiyon na tungkulin ng mga buto ay upang bumuo ng mga channel at cavity para sa utak, spinal at bone marrow, gayundin para sa mga panloob na organo (puso, baga, atbp.).

3. Ang hematopoietic function ay batay sa katotohanan na ang buong buto, at hindi lamang ang bone marrow, ay nakikibahagi sa mga mekanismo ng hematopoiesis.

4. Deposition ng mga mineral at regulasyon ng metabolismo ng mineral: hanggang sa 99% ng calcium, higit sa 85% ng phosphorus at hanggang 60% ng magnesium ng katawan ay puro sa mga buto.

5. Ang buffer function ng buto ay tinitiyak ng kakayahang madaling magbigay at tumanggap ng mga ion upang patatagin ang ionic na komposisyon ng panloob na kapaligiran ng katawan at mapanatili ang balanse ng acid-base.

Ang tissue ng buto, tulad ng iba pang uri ng connective tissue, ay binubuo ng mga cell at extracellular substance. Naglalaman ito ng tatlong pangunahing uri ng mga selula - osteoblast, osteoclast at osteocytes. Ang extracellular substance ay karaniwang naglalaman ng isang organic matrix na nakabalangkas sa pamamagitan ng isang mineral phase. Ang malakas na type I collagen fibers sa buto ay lumalaban sa pag-unat at ang mga mineral na kristal ay lumalaban sa compression. Kapag ang buto ay nababad sa dilute acid solution, ang mga mineral na bahagi nito ay nahuhugasan, at nananatili ang isang nababaluktot, malambot, translucent na organikong sangkap, na nagpapanatili sa hugis ng buto.

Ang mineral na bahagi ng buto

Ang isang tampok ng kemikal na komposisyon ng tissue ng buto ay ang mataas na nilalaman ng mga bahagi ng mineral. Ang mga di-organikong sangkap ay bumubuo lamang ng humigit-kumulang 1/4-1/3 ng dami ng buto, at ang natitirang bahagi ng volume ay inookupahan ng organic matrix. Gayunpaman, ang mga tiyak na masa ng mga organiko at hindi organikong bahagi ng buto ay magkakaiba, samakatuwid, sa karaniwan, ang mga hindi matutunaw na mineral ay account para sa kalahati ng masa ng buto, at higit pa sa mga siksik na bahagi nito.

Ang mga function ng mineral phase ng bone tissue ay bahagi ng mga function ng buong buto. Mga sangkap ng mineral:

1) bumubuo sa balangkas ng buto,

2) magbigay ng hugis at katigasan sa buto,

3) magbigay ng lakas sa proteksiyon na mga frame ng buto para sa mga organo at tisyu,

4) kumakatawan sa isang depot ng mga mineral na sangkap ng katawan.

Ang mineral na bahagi ng buto ay pangunahing binubuo ng mga calcium phosphate. Bilang karagdagan, kabilang dito ang mga carbonate, fluoride, hydroxides at citrates. Kasama sa komposisyon ng mga buto ang karamihan sa Mg 2+, halos isang-kapat ng kabuuang Na + ng katawan at isang maliit na bahagi ng K +. Ang mga kristal ng buto ay binubuo ng mga hydroxyapatite - Ca 10 (RO 4) 6 (OH) 2. Ang mga kristal ay nasa anyo ng mga plato o stick na may sukat na 8-15/20-40/200-400 Ǻ. Dahil sa mga katangian ng inorganikong kristal na istraktura, ang pagkalastiko ng buto ay katulad ng pagkalastiko ng kongkreto. Ang isang detalyadong paglalarawan ng bahagi ng mineral ng buto at mga tampok ng mineralization ay ipinakita sa ibaba.

Organic Bone Matrix

Ang organic matrix ng buto ay 90% collagen, ang iba ay kinakatawan ng hindi collagen protina at proteoglycans.

Ang mga collagen fibrils ng bone matrix ay nabuo type ko collagen, na bahagi rin ng mga litid at balat. Pangunahin ang mga proteoglycan ng buto chondroitin sulfate, na napakahalaga para sa metabolismo ng buto. Binubuo nito ang pangunahing sangkap ng buto na may mga protina at mahalaga sa metabolismo ng Ca 2+. Ang mga ion ng kaltsyum ay nagbubuklod sa mga pangkat ng sulfate ng chondroitin sulfate, na may kakayahang aktibong pagpapalitan ng ion, dahil ito ay isang polyanion. Kapag nasira ito, naaabala ang pagbubuklod ng Ca 2+.

Mga protina ng matris na tiyak sa buto

Osteocalcin (molecular weight 5.8 kDa) ay naroroon lamang sa mga buto at ngipin, kung saan ito ang pangunahing protina at pinakamahusay na pinag-aaralan. Ito ay isang maliit na (49 amino acid residues) protina istraktura likas na hindi collagen,tinatawag ding bone glutaminahan ng protina o gla protina. Para sa synthesis, ang mga osteoblast ay nangangailangan ng bitamina K (phylloquinone o menaquinone). Tatlong nalalabi ng γ-carboxyglutamic acid ang natagpuan sa molekula ng osteocalcin, na nagpapahiwatig ng kakayahang magbigkis ng calcium. Sa katunayan, ang protina na ito ay malakas na nauugnay sa hydroxyapatite at kasangkot sa regulasyon ng paglaki ng kristal dahil sa pagbubuklod ng Ca 2+ sa mga buto at ngipin. Synthesized incl. sa extracellular space ng buto, ngunitbahagi ng kanyang hitsa daloy ng dugo, kung saan maaari itong masuri. Mataas na antas ng parathyroid hormone (PTH)pinipigilan ang aktibidad ng mga osteoblast na gumagawa osteocalcin, at binabawasan ang nilalaman nito sa tissue ng buto at dugo. Ang synthesis ng osteocalcin ay kinokontrol ng bitamina D 3, na nagpapahiwatig ng kaugnayan ng protina sa pagpapakilos ng calcium. Ang mga kaguluhan sa metabolismo ng protina na ito ay nagdudulot ng dysfunction ng bone tissue. Ang isang bilang ng mga katulad na protina ay nahiwalay mula sa tissue ng buto, na tinatawag na "mga protina tulad ng osteocalcin".

Sialoprotein ng buto (molecular weight 59 kDa) na matatagpuan lamang sa mga buto. Ito ay nakikilala sa pamamagitan ng isang mataas na nilalaman ng sialic acid, naglalaman ng ARG-GLY-ASP tripeptide, tipikal para sa mga protina na may kakayahang magbigkis sa mga cell at tinatawag na "integrins" (mga integral na protina ng mga lamad ng plasma na gumaganap ng papel ng mga receptor para sa mga protina ng extracellular matrix). Kasunod nito, natagpuan na ang pagbubuklod ng sialoprotein sa mga cell ay isinasagawa sa pamamagitan ng isang espesyal na receptor, na naglalaman ng isang pagkakasunud-sunod ng 10 GLU, na nagbibigay ng mga katangian ng calcium-binding.

Halos kalahati ng mga nalalabi ng CEP ng protina na ito ay konektado sa pospeyt, kaya maaari itong ituring na isang phosphoprotein. Ang pag-andar ng protina ay hindi lubos na nauunawaan, ngunit ito ay malapit na nauugnay sa mga selula at apatite. Ito ay pinaniniwalaan na ang protina ay kasama sa anabolic phase ng bone formation. Ang synthesis ng protina ay inhibited ng aktibong anyo ng bitamina D at pinasigla ng isang hormonal substance - dexamethasone. Ang bone sialoprotein ay may kakayahang piliing magbigkis ng staphylococcus aureus.

osteopontin (molecular weight 32.6 kDa) ay isa pang anionic bone matrix protein na may mga katangiang katulad ng bone sialoprotein, ngunit may mas mababang carbohydrate content. Naglalaman ito ng mga segment ng negatibong sisingilin na ASP, ay phosphorylated sa CEP, naglalaman ng ARG-GLY-ASP tripeptide na naisalokal sa site para sa partikular na pagbubuklod sa mga integrin. Ang synthesis ng osteopontin ay pinasigla ng bitamina D, na nakikilala ito mula sa bone sialoprotein. Ang protina na ito ay matatagpuan sa light zone ng mga osteoclast na nauugnay sa sangkap ng mineral. Ang mga katotohanang ito ay nagmumungkahi na ang osteopontin ay kasangkot sa pag-akit ng mga osteoclast precursors at pagbubuklod sa kanila sa mineral matrix. Ang hypothesis na ito ay sinusuportahan ng katotohanan na ang mga osteoclast ay may malaking bilang ng mga integrin receptor na maaaring magbigkis sa osteopontin. Bilang karagdagan sa tissue ng buto, ang osteopontin ay matatagpuan sa mga distal na tubule ng mga bato, inunan, at central nervous system.

Bone acid glycoprotein (molecular weight 75 kDa) ay nakahiwalay sa mineralized matrix ng bone tissue, naglalaman ng maraming sialic acid at phosphate. Sa tissue ng buto, nakikilahok ito sa mga proseso ng mineralization kasama ng maraming iba pang mga acidic na protina na mayaman sa pospeyt.

Osteonectin (molekular na timbang 43 kDa). Ang protina na ito ay mayroong Ca-binding domain at ilang mga rehiyong mayaman sa KLU. Ang domain ay hindi naglalaman ng γ-carboxy-glutamic acid, bagaman ito ay kahawig sa istraktura ng mga protina na kasangkot sa coagulation ng dugo. Ang Osteonectin ay nagbubuklod sa collagen at apatite. Ang protina na ito ay malawak na ipinamamahagi sa mga tisyu. Marahil ito ay synthesize sa anumang lumalagong tissue.

Thrombospondin (molecular weight 150 kDa). Ang protina ay malawak na ipinamamahagi sa katawan, na nakahiwalay sa mga platelet at matatagpuan sa mga buto. Binubuo ng tatlong mga subunit, ay may pagkakasunud-sunod na ARG-GLY-ASP, na nagbibigay-daan dito upang magbigkis sa mga ibabaw ng cell. Nagbubuklod din ito sa iba pang mga protina ng buto.

Bone modelling at remodeling

Ang buto, sa lahat ng katigasan nito, ay maaaring magbago. Ang buong siksik na extracellular matrix ay natatakpan ng mga channel at cavity na puno ng mga cell, na bumubuo ng halos 15% ng bigat ng isang compact bone. Ang mga cell ay kasangkot sa patuloy na proseso ng muling pagtatayo ng tissue ng buto. Tinitiyak ng mga proseso ng pagmomodelo at pag-remodel ang patuloy na pag-renew ng mga buto, pati na rin ang pagbabago ng kanilang hugis at istraktura.

Ang pagmomodelo ay ang pagbuo ng isang bagong buto, na hindi nauugnay sa paunang pagkasira ng lumang tissue ng buto. Ang pagmomodelo ay nangyayari pangunahin sa pagkabata at humahantong sa pagbabago sa arkitektura ng katawan, habang sa mga matatanda ito ay humahantong sa isang adaptive na pagbabago ng arkitektura na ito bilang tugon sa mga impluwensyang mekanikal. Ang prosesong ito ay responsable din para sa unti-unting pagtaas ng laki ng vertebrae sa pagtanda.

kanin. 23.Mga proseso ng remodeling ng buto (ayon kay Bartl)

Ang remodeling ay ang nangingibabaw na proseso sa pang-adultong balangkas at hindi sinamahan ng pagbabago sa istraktura ng balangkas, dahil sa kasong ito, isang hiwalay na seksyon lamang ng lumang buto ang pinalitan ng bago ( kanin. 23). Ang ganitong pag-renew ng buto ay nakakatulong sa pagpapanatili ng mga mekanikal na katangian nito. Ang remodeling ay sumasailalim mula 2 hanggang 10% ng balangkas bawat taon. Ang parathyroid hormone, thyroxine, growth hormone, at calcitriol ay nagpapataas ng rate ng remodeling, habang binabawasan ito ng calcitonin, estrogens, at glucocorticoids. Kasama sa mga nakapagpapasiglang salik ang paglitaw ng mga microcrack at, sa isang tiyak na lawak, mga mekanikal na epekto.

Mga mekanismo ng pagbuo ng buto

Ang bone matrix ay regular na ina-update ( kanin. 23). Ang pagbuo ng buto ay isang kumplikadong proseso na kinasasangkutan ng maraming bahagi. Ang mga cell ng mesenchymal na pinagmulan - fibroblast at osteoblast - ay nag-synthesize at naglalabas ng collagen fibrils sa kapaligiran, na tumagos sa matrix na binubuo ng glycosaminoglycans at proteoglycans.

Ang mga sangkap ng mineral ay nagmumula sa nakapalibot na likido, na "supersaturated" sa mga asing-gamot na ito. Una, nangyayari ang nucleation, i.e. ang pagbuo ng isang ibabaw na may crystallization nuclei, kung saan ang pagbuo ng isang kristal na sala-sala ay madaling maganap. Ang pagbuo ng bone mineral backbone crystals ay nagpapalitaw ng collagen. Ipinakita ng mga pag-aaral ng mikroskopiko ng electron na ang pagbuo ng isang kristal na sala-sala ng mga mineral ay nagsisimula sa mga zone na matatagpuan sa mga regular na pagitan na lumilitaw sa pagitan ng mga fibers ng collagen fibrils kapag sila ay inilipat ng ¼ ng kanilang haba. Pagkatapos ang mga unang kristal ay naging mga sentro ng nucleation para sa kabuuang pagtitiwalag ng hydroxyapatite sa pagitan ng mga hibla ng collagen.

Ang mga aktibong osteoblast ay gumagawa ng osteocalcin, na isang tiyak na marker ng bone remodeling. Ang pagkakaroon ng γ-carboxyglutamic acid, ang osteocalcin ay nakatali sa hydroxyapatite at nagbubuklod sa Ca 2+ sa mga buto at ngipin. Sa sandaling nasa dugo, ito ay dumaranas ng mabilis na paghahati sa mga fragment na may iba't ibang haba ( kanin. 25), na nakikita ng enzyme immunoassay. Sa kasong ito, ang mga tukoy na rehiyon ng N-MID at N-terminal na mga fragment ng osteocalcin ay kinikilala, kaya ang C-terminal na rehiyon ay kinikilala anuman ang antas ng cleavage ng polypeptide molecule.

Ang pagbuo ng buto ay nangyayari lamang sa malapit sa mga osteoblast, na may mineralization na nagsisimula sa cartilage, na binubuo ng collagen na naka-embed sa isang proteoglycan matrix. Pinapataas ng mga proteoglycan ang pagpapalawak ng network ng collagen at pinapataas ang antas ng pamamaga nito. Habang lumalaki ang mga kristal, pinapalitan nila ang mga proteoglycan, na pinapasama ng lysosomal hydrolases. Ang tubig ay inilipat din. Ang siksik, ganap na mineralized na buto ay halos dehydrated. Ang collagen ay 20% ayon sa timbang sa loob nito.

kanin. 25.Ang mga nagpapalipat-lipat na fragment ng osteocalcin (ang mga numero ay ang serial number ng mga amino acid sa peptide chain)

Ang mineralization ng buto ay nailalarawan sa pamamagitan ng pakikipag-ugnayan ng 3 mga kadahilanan.

1). Lokal na pagtaas sa konsentrasyon ng mga phosphate ions. Sa proseso ng ossification, ang alkaline phosphatase, na nakapaloob sa parehong mga osteoblast at osteoclast, ay gumaganap ng isang mahalagang papel. Ang alkaline phosphatase ay nakikibahagi sa pagbuo ng pangunahing organikong bagay ng buto at mineralization. Ang isa sa mga mekanismo ng pagkilos nito ay isang lokal na pagtaas sa konsentrasyon ng mga ion ng posporus hanggang sa saturation point, na sinusundan ng mga proseso ng pag-aayos ng mga asing-gamot ng calcium-phosphorus sa organikong matrix ng buto. Kapag ang tissue ng buto ay naibalik pagkatapos ng mga bali, ang nilalaman ng alkaline phosphatase sa callus ay tumataas nang husto. Sa paglabag sa pagbuo ng buto, ang nilalaman at aktibidad ng alkaline phosphatase sa mga buto, plasma ng dugo at iba pang mga tisyu ay bumababa. Sa rickets, na kung saan ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang pagtaas sa bilang ng mga osteoblast at hindi sapat na pag-calcification ng pangunahing sangkap, ang nilalaman at aktibidad ng alkaline phosphatase sa pagtaas ng plasma ng dugo.

2). Adsorption ng Ca 2+ ions. Ito ay itinatag na ang pagsasama ng Ca 2+ sa mga buto ay isang aktibong proseso. Ito ay malinaw na pinatunayan ng katotohanan na ang mga buhay na buto ay nakikita ang Ca 2+ nang mas intensive kaysa sa strontium. Pagkatapos ng kamatayan, ang gayong pagpili ay hindi na sinusunod. Ang kakayahang pumipili ng buto na may kaugnayan sa kaltsyum ay nakasalalay sa temperatura at ipinapakita lamang sa 37 ° C.

3). pagbabago ng pH. Sa proseso ng mineralization, mahalaga ang pH. Sa pagtaas ng pH ng tissue ng buto, ang calcium phosphate ay mas mabilis na idineposito sa mga buto. Ang buto ay naglalaman ng medyo malaking halaga ng citrate (mga 1%), na nakakaapekto sa pagpapanatili ng pH.

Ang mga proseso ng pagkabulok ng buto

Habang nasira ang bone matrix, ang type I collagen ay nasira at ang maliliit na fragment nito ay pumapasok sa daluyan ng dugo. Pyridinoline cross-link, cross-linked C- at N-telopeptides, at mga tiyak na amino acids ay excreted sa ihi. Ginagawang posible ng quantitative analysis ng mga degradation na produkto ng type I collagen na suriin ang rate ng bone resorption. Ang pinakaspesipikong mga marker ng bone resorption ay mga peptide fragment ng collagen-I.

Ang cleavage ng C-telopeptide ay nangyayari sa pinakaunang yugto ng pagkasira ng collagen. Bilang resulta, ang ibang mga collagen metabolite ay halos hindi nakakaapekto sa konsentrasyon nito sa serum ng dugo. Ang mga produkto ng cleavage ng C-telopeptide ng type I collagen ay binubuo ng dalawang octapeptides na ipinakita sa β-form at naka-link sa pamamagitan ng cross-linking (ang mga istrukturang ito ay tinatawag na β-Crosslaps). Pumasok sila sa dugo, kung saan ang kanilang halaga ay tinutukoy ng enzyme immunoassay. Sa bagong nabuong buto, ang mga terminal linear sequence ng octapeptides ay naglalaman ng α-aspartic acid, ngunit habang tumatanda ang buto, ang α-aspartic acid ay nag-isomerize sa β-form. Ang mga monoclonal antibodies na ginamit sa pagsusuri ay partikular na kinikilala ang mga octapeptides na naglalaman ng tiyak na β-aspartic acid ( kanin. 26).

kanin. 26.Mga partikular na β-octapeptides sa collagen C-telopeptide

May mga marker ng bone formation at resorption na nagpapakilala sa mga function ng osteoblast at osteoclast ( tab.).

mesa.Mga biochemical marker ng metabolismo ng buto

Mga marker ng pagbuo ng buto

Mga marker resorption ng buto

plasma: osteocalcin, kabuuan at
tiyak na buto alkaline phosphatase, procollagenous
C- at N-peptides

plasma: acid phosphatase na lumalaban sa tartrate, pyri dinoline at deoxypyridinoline, mga produktong degradasyon ng type I collagen (N - at C-telopeptides);

ihi: pyridinoline at deoxypyridinoline, mga produkto ng pagkasira ng collagen Uri I - N - at C-telopeptides, calcium atfasting hydroxyproline at hydroxylysine glycosides

Ang mga biochemical marker ay nagbibigay ng impormasyon sa pathogenesis ng mga skeletal disease at sa rate ng remodeling. Magagamit ang mga ito upang subaybayan ang bisa ng paggamot sa maikling panahon at tukuyin ang mga pasyente na may mabilis na pagkawala ng buto. Sinusukat ng mga biochemical marker ang average na rate ng remodeling ng buong skeleton, sa halip na mga indibidwal na bahagi nito.

Pagtanda ng buto.Sa panahon ng pagbibinata at pagbibinata, masa ng butopatuloy na lumalaki at umaabot maximum sa edad na 30-40. Karaniwan, ang kabuuang buto sa mga kababaihanmas mababa kaysa sa mga lalaki, bilang isang resulta ng isang mas maliit na dami ng mga buto; PeroAng density ng buto sa parehong kasarian ay pareho.Sa edad, parehong lalaki at babae ay nagsisimulang mawalabuto mass, ngunit ang dynamics ng prosesong ito ay naiibadepende sa kasarian. Mula sa mga 50 taong gulang, mga taong parehong kasarian, ang mass ng buto ay nababawasan ng 0.5-1.0% bawat taon. Mula sa biochemical point of view, ang komposisyon at balanse ng mga organic at mineral na bahagi ng bone tissue ay hindi nagbabago, ngunit ang halaga nito ay unti-unting bumababa.

Patolohiya ng tissue ng buto.Ang normal na dami ng bagong nabuong bone tissuekatumbas ng halagang nawasak. Dahil sa mga paglabag sa mga proseso ng mineralization ng buto, maaaring mangyari ang labis na akumulasyon ng organic matrix, osteomalacia. Dahil sa hindi tamang pagbuo ng organic matrix at pagbaba ng calcification nito, ang isa pang uri ng dysosteogenesis, osteoporosis, ay maaaring mabuo. Parehong sa una at sa pangalawang kaso, ang mga paglabag sa pagpapalitan ng tissue ng buto ay nakakaapekto sa estado ng mga tisyu ng ngipin at ang proseso ng alveolar ng panga.

Osteomalacia - paglambot ng mga buto dahil sa kapansanan sa pagbuo ng organic matrix at bahagyang resorption ng mga mineral ng buto. Ang patolohiya ay batay sa: 1) ang synthesis ng labis na dami ng osteoid sa panahon ng remodeling ng buto, 2) isang pagbawas sa mineralization (washout ng mineral phase mula sa buto). Ang sakit ay naiimpluwensyahan ng matagal na kawalang-kilos, mahinang nutrisyon, lalo na ang ascorbate at kakulangan sa bitamina D, pati na rin ang isang paglabag sa metabolismo ng bitamina D at isang depekto sa bituka o iba pang mga receptor para sa calcitriol, calcitonin.

Osteoporosis - Ito ay isang pangkalahatang pagkabulok ng tissue ng buto, batay sa pagkawala ng bahagi ng parehong mga organic at inorganic na bahagi. P Sa osteoporosis, ang pagkasira ng buto ay hindi nababayaran nitopagbuo, ang balanse ng mga prosesong ito ay nagiging negatibo. Ang Osteoporosis ay kadalasang nangyayari sa kakulangan ng bitamina C, mahinang nutrisyon, at matagal na kawalang-kilos.

Ang Osteoporosis ay isang sistematikong sakit sa buto at nagsasangkot hindi lamang sa pagkawala ng mass ng buto, kundi pati na rin sa pagkasira ng microarchitecture ng buto, na humahantong sa pagtaas ng pagkasira ng buto at pagtaas ng panganib ng mga bali. Ang Osteoporosis ay nailalarawan sa pamamagitan ng pagbaba ng mga crossbar ng buto sa bawat yunit ng dami ng buto, pagnipis at kumpletong resorption ng ilan sa mga elementong ito nang hindi binabawasan ang laki ng buto:

kanin. 27. Mga pagbabago sa istraktura ng buto sa osteoporosis (ayon sa N. Fleish)

Ang regulasyon ng osteogenesis ng buto at siksik na mga tisyu ng ngipin sa pamamagitan ng mga protina

Sa tissue ng buto, ang iba't ibang uri nito ay dentin at cementum, ay naglalaman ng hanggang 1% ng mga protina na kumokontrol sa osteogenesis. Kabilang dito ang mga morphogens, mitogens, chemotaxis at chemoattraction factor. Ang mga ito ay pangunahing mga protina ng buto, ngunit ang ilan sa mga ito ay mahalaga sa pagbuo ng mga tisyu ng ngipin.

Mga Morphogen - ito ay mga glycoprotein na inilabas mula sa gumuho na tissue ng buto at kumikilos sa pluripotent cells, na nagiging sanhi ng kanilang pagkakaiba sa tamang direksyon.

Ang pinakamahalaga sa kanila ay morphogenetic na protina ng buto, na binubuo ng apat na subunit na may kabuuang molekular na timbang na 75.5 kDa. Ang Osteogenesis sa ilalim ng impluwensya ng protina na ito ay nagpapatuloy ayon sa uri ng endochondral, i.e. Ang kartilago ay unang nabuo, at pagkatapos ay nabuo ang buto mula dito. Ang protina na ito ay nakuha sa dalisay nitong anyo at ginagamit para sa mahinang pagbabagong-buhay ng buto.

Dedicated pero kakaunti ang pinag-aralan Tillmann factor na may molekular na timbang na 500-1000 kDa, na mabilis na nagiging sanhi ng intramembranous osteogenesis (nang walang pagbuo ng kartilago), ngunit sa isang maliit na dami. Ito ay kung paano nabuo ang buto ng ibabang panga.

Ang isang morphogenetic factor ay nakuha din mula sa dentin - protina na nagpapasigla sa paglaki ng dentin. Walang nakitang morphogens sa enamel.

Mitogens (madalas na glycophosphoproteins) ay kumikilos sa mga predifferentiated na mga cell na nagpapanatili ng kakayahang hatiin, dagdagan ang kanilang mitotic na aktibidad. Ang biochemical na mekanismo ng pagkilos ay batay sa pagsisimula ng pagtitiklop ng DNA. Ang ilan sa mga salik na ito ay nahiwalay sa buto: buto extractable growth factor, skeletal growth factor. Wala pang mitogens na natagpuan sa dentin at enamel.

Chemotaxis at chemoattraction na mga kadahilanan ay mga glycoprotein na tumutukoy sa paggalaw at pagkakadikit ng mga bagong nabuong istruktura sa ilalim ng pagkilos ng morpho- at mitogens. Ang pinakakilala sa mga ito ay ang fibronectin, osteonectin at osteocalcin. sa gastos fibronectin at ang pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga cell at substrate ay isinasagawa, ang protina na ito ay nag-aambag sa pag-attach ng gum tissue sa panga. Osteonectin, bilang isang produkto ng mga osteoblast, tinutukoy ang paglipat ng mga preosteoblast at ang pag-aayos ng mga apatite sa collagen, iyon ay, sa tulong nito, ang sangkap ng mineral ay nagbubuklod sa collagen. Osteocalcin- isang protina na nagmamarka ng mga bahagi ng buto na dapat dumaan sa pagkabulok (resorption). Ang presensya nito sa isang lumang bahagi ng buto (kung saan ang isang osteoclast ay dapat ilakip upang sirain ang lugar na iyon) ay nagtataguyod ng osteoclast chemotaxis sa lokasyong iyon. Ang protina na ito ay naglalaman ng γ-carboxyglutamic acid at umaasa sa bitamina K. Dahil dito, ang osteocalcin ay kabilang sa grupo ng mga tinatawag na gla protein, na siyang mga initiators ng mineralization at lumikha ng crystallization nuclei. Sa enamel, ang mga amelogenin ay gumaganap ng mga katulad na function.

Ang mga morphogens, mitogens, chemotaxis at chemoattraction na mga kadahilanan ay gumaganap ng isang mahalagang biological function, na pinagsasama ang proseso ng pagkasira ng tissue at neoplasm. Ang pagsira, ang mga cell ay naglalabas sa kanila sa kapaligiran, kung saan ang mga salik na ito ay nagiging sanhi ng pagbuo ng mga bagong seksyon ng tissue, na nakakaapekto sa iba't ibang yugto ng pagkita ng kaibhan ng mga selula ng ninuno.

Ang mga compound na natagpuan ay tinatawag na mga keylon , na ang pagkilos ay kabaligtaran sa impluwensya ng morpho- at mitogens. Ang mga ito ay malakas na nauugnay sa morpho-, mitogens at pinipigilan ang pagbabagong-buhay ng buto. Kaugnay nito, isang mahalagang problema ang lumitaw sa pagbuo ng mga pamamaraan para sa pag-regulate ng synthesis ng morpho-, mitogens, at chemotaxis na mga kadahilanan.

Ito ay kilala na ang synthesis ng bone morphogens ay pinasigla ng mga aktibong anyo ng bitamina D (calcitriols) at thyrocalcitonin, at inhibited ng glucocorticosteroids at sex hormones. Dahil dito, ang pagbawas sa produksyon ng mga sex hormones sa panahon ng menopause, pati na rin ang paggamit ng glucocorticosteroids, binabawasan ang regenerative na kapasidad ng buto at nag-aambag sa pagbuo ng osteoporosis. Ang mga komplikasyon ng mga proseso ng unyon (consolidation) ng mga bali ay posible sa mga kaso kung saan ang pasyente ay sumailalim na sa isang kurso ng paggamot na may glucocorticosteroids o anabolic steroid. Bilang karagdagan, ang matagal na paggamit ng mga anabolic steroid ay maaaring makapukaw ng bali, dahil ang isang aktibong pagtaas sa mass ng kalamnan ay sasamahan ng pagbawas sa lakas ng kalansay. Dapat ding tandaan na ang rate at pagkakumpleto ng pagpapalit ng depekto ng buto sa panahon ng bone grafting ay tinutukoy ng dami ng morphogens sa transplanted tissue. Samakatuwid, mas matanda ang donor, mas maliit ang posibilidad na matagumpay na mapapalitan ang depekto. Ang buto na kinuha mula sa mga batang donor ay hindi mapapalitan kung mayroon silang kamakailang kasaysayan ng paggamot sa glucocorticosteroids o anabolic hormones. Ang mga sandaling ito ng biochemical regulation ng osteogenesis ay dapat isaalang-alang sa pagsasagawa ng dental implantology.

Epekto ng pyrophosphate at bisphosphonates sa resorption ng buto

Ang Pyrophosphate (pyrophosphoric acid) ay isang metabolite na nabuo sa panahon ng mga reaksyong enzymatic sa pamamagitan ng cleavage mula sa ATP. Dagdag pa, ito ay na-hydrolyzed ng pyrophosphatase, kaya napakakaunting pyrophosphate sa dugo at ihi. Gayunpaman, sa mga buto, ang pyrophosphate (bilang isang kinatawan ng polyphosphates) ay nagbubuklod sa mga kristal na hydroxyapatite, na nililimitahan ang kanilang labis na paglaki sa pamamagitan ng uri ng ectopic calcification.

Ang istraktura ng pyrophosphate ( A) at bisphosphonates ( B) na ginagamit sa paggamot ng osteoporosis

Ang mga bisphosphonate ay may mataas na pagkakatulad sa istruktura sa pyrophosphate, ngunit ang mga itoang P-C-P bond ay napaka-stable at lumalaban sa cleavage, hindi katulad ng P-O-P bond sapyrophosphate. Tulad ng pyrophosphate, ang mga bisphosphonate ay may mga negatibong singil (OH → O - transition) at madaling magbigkis sa mga Ca 2+ ion sa ibabaw ng kristal. hydroxyapatite.

Nadagdagang affinity para sa calciumang pagkakaroon ng mga pangkat -OH sa lugar - R1 . Bilang isang resulta, hindi lamang ang paglaki ng mga kristal ay tumitigil, kundi pati na rin ang kanilang paglusaw, kaya huminto ang resorption ng buto. Mga katangian ng anti-resorptivebisphosphonates palakasin dahil sa epekto sa mga osteoclast, lalo na kung nasa lugar - R2 isang aromatic heterocycle na naglalaman ng 1-2 nitrogen atoms ay matatagpuan. Naiipon sa acidic na kapaligiran ng bone resorption zone,Ang mga bisphosphonates ay tumagos sa osteoclast (ang pangunahing mekanismo ay endocytosis), ay naka-embed tulad ng pyrophosphate sa mga enzyme, ATP at nakakasagabal sa kanilang normal na paggana, na humahantong sa isang paglabag sa metabolismo, metabolismo ng enerhiya ng cell, at pagkatapos ay sa pagkamatay nito. Ang pagbaba sa bilang ng mga osteoclast ay nakakatulong upang mabawasan ang kanilang resorptive effect sa bone tissue. Iba't ibang kapalit R1 at R2 magpasimula ng ilang karagdagang epekto sa bisphosphonates.

Ang mga calcium phosphate ay ang batayan ng sangkap ng mineral ng extracellular matrix

Ang mga kaltsyum orthophosphate ay mga asin ng tribasic phosphoric acid. Ang mga phosphate ions ay matatagpuan sa katawan (PO 4 3 – ) at ang kanilang isa- at dalawang-substituted na anyo (H 2 PO 4 – at HPO 4 2 – ). Ang lahat ng calcium phosphate salts ay mga puting pulbos na bahagyang natutunaw o hindi matutunaw sa tubig, ngunit natutunaw sa dilute acids. Ang mga tisyu ng ngipin, buto at dentin ay naglalaman ng mga asin ng HPO 4 2 – o PO 4 3– . Ang mga pyrophosphate ay matatagpuan sa tartar. Sa mga solusyon, ang pyrophosphate ion ay may malaking epekto sa pagkikristal ng ilang calcium orthophosphates. Ang epektong ito ay pinaniniwalaang mahalaga sa pagkontrol sa laki ng mga kristal sa mga buto na naglalaman ng maliliit na halaga ng pyrophosphate.

Mga Likas na anyo ng Calcium Phosphates

Whitlockit - isa sa mga anyo ng anhydrous phosphate tricalcium phosphate - βCa 3 (PO 4) 2. Ang Whitlockite ay naglalaman ng divalent ions (Mg 2 + Mn 2+ o Fe 2+), na bahagi ng crystal lattice, halimbawa, (CaMg) 3 (PO 4) 2. Mga 10% ng pospeyt nito ay nasa anyo ng HPO 4 2 – . Ang mineral ay bihira sa katawan. Ito ay bumubuo ng mga rhombic crystal na matatagpuan sa komposisyon ng tartar at sa mga lugar ng carious na pinsala sa enamel.

Monetite (CaHPO 4) at brushite (CaHPO 4 2H 2 O) - pangalawang asin ng phosphoric acid. Bihira ding makita sa katawan. Ang brushite ay matatagpuan sa komposisyon ng dentin, tartar. Ang monetite ay nag-crystallize sa anyo ng mga tatsulok na plato, ngunit kung minsan ay may mga stick at prisms. Ang mga kristal ng brushite ay hugis-wedge. Ang solubility ng mga monetite crystal ay nakasalalay sa pH at mabilis na tumataas sa ibaba ng pH 6.0. Ang solubility ng brushite sa ilalim ng mga kondisyong ito ay tumataas din, ngunit sa isang mas malaking lawak. Kapag pinainit, ang brushite ay nagiging monetite. Sa mahabang pag-iimbak, ang parehong mga mineral ay na-hydrolyzed sa hydroxyapatite Ca 10 (PO 4) 6 (OH ) 2 .

Alinsunod dito, kasama ang monocalcium phosphate sa komposisyon ng mga amorphous salts buto, ngipin, tartar may mga intermediate hydrated di-, tri-, tetracalcium phosphates . Bilang karagdagan, narito ang calcium pyrophosphate dihydrate . Ang amorphous phase ng buto ay isang mobile depot ng mga mineral sa katawan.

Octacalcium phosphate Ca 8 (HPO 4) 2 (PO 4) 4 5H 2 O, ang formula nito ay inilalarawan din bilang Ca 8 H 2 (PO 4) 6 5H 2 O. Ito ang pangunahing at huling intermediate na link sa pagitan ng acid phosphates - monetite at brushite , at ang pangunahing asin - hydroxyapatite. Parang brushite at apatite, ito ay bahagi ng buto, ngipin, tartar. Tulad ng makikita mula sa formula, ang octacalcium phosphate ay naglalaman ng acidic phosphate ion, ngunit walang hydroxyl. Ang nilalaman ng tubig dito ay malawak na nag-iiba, ngunit mas madalas 5H 2 O. Sa istraktura nito, ito ay kahawig ng apatite crystals, may layered na istraktura na may alternating salt layer na 1.1 nm ang kapal at ang mga layer ng tubig na 0.8 nm ang kapal. Dahil sa malapit na kaugnayan nito sa apatite, ito ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa nucleation ng apatite salts. Ang mga kristal na Octacalcium phosphate ay lumalaki sa anyo ng mga manipis na plato hanggang sa 250 µm ang haba. Tulad ng monetite at brushite, ang octacalcium phosphate ay hindi matatag sa tubig, ngunit ito ang pinakamadaling mag-hydrolyse sa apatite, lalo na sa mainit na alkaline na solusyon. Ang mababang konsentrasyon ng fluorine (20-100 µg/l) ay mabilis na pinabilis ang rate ng hydrolysis, samakatuwid, ang mga F-ion ay kinakailangan para sa pag-aalis ng apatite sa mga siksik na tisyu.

Apatity . Ang mga apatite ay may pangkalahatang formula na Ca 10 (PO 4) 6 X 2, kung saan ang X ay kadalasang OH – o F – . Ang Fluorapatite Ca 10 (PO 4) 6 F 2 ay malawak na ipinamamahagi sa kalikasan, pangunahin bilang mga mineral sa lupa. Ginagamit ang mga ito upang makagawa ng posporus sa industriya. Ang Hydroxyapatite Ca 10 (PO 4) 6 (OH) 2 ay nangingibabaw sa mundo ng hayop. Ang mga ito ang pangunahing anyo kung saan ang mga calcium phosphate ay naroroon sa mga buto at ngipin. Ang mga hydroxyapatite ay bumubuo ng isang napaka-matatag na ionic na sala-sala (nakakatunaw na punto ng higit sa 1600º C), ang mga ion ay nananatili dito dahil sa mga puwersang electrostatic at malapit na nakikipag-ugnayan sa isa't isa. Phosphate ions RO 4 3 – may pinakamalaking sukat, samakatuwid sila ay sumasakop sa isang nangingibabaw na lugar sa ionic sala-sala. Ang bawat phosphate ion ay napapalibutan ng 12 kalapit na Ca 2+ at OH ions – , kung saan 6 na ion ay nasa parehong layer ng ionic sala-sala kung saan matatagpuan ang PO 4 3 ion – , at sa itaas at ibabang mga layer ng ionic sala-sala ay may 3 higit pang mga ion bawat isa. Ang ideal na hydroxyapatite ay bumubuo ng mga kristal na "sa hiwa" ay may heksagonal na hugis ( kanin. 31). Ang bawat kristal ay natatakpan ng isang hydrate shell, may mga puwang sa pagitan ng mga kristal. Ang laki ng hydroxyapatite crystals sa dentin ay mas maliit kaysa sa enamel.

kanin. 31. Hexagonal na modelo ng hydroxyapatite crystals

Ang mga apatite ay medyo matatag na mga compound, ngunit may kakayahang makipagpalitan sa kapaligiran. Bilang resulta, lumilitaw ang iba pang mga ion sa sala-sala ng mga kristal na hydroxyapatite. Gayunpaman, ang ilang mga ions lamang ang maaaring isama sa istraktura ng hydroxyapatite. Ang nangingibabaw na kadahilanan na tumutukoy sa posibilidad ng pagpapalit ay ang laki ng atom. Ang pagkakatulad sa mga singil ay pangalawang kahalagahan. Ang kapalit na prinsipyong ito ay tinatawag na isomorphic substitution, kung saan ang kabuuang distribusyon ng singil ay pinananatili ayon sa prinsipyo: Ca 10-x (HPO 4) x (PO 4) 6-x (OH) 2-x, kung saan 0<х<1. Потеря ионов Ca 2+ частично компенсируется потерей ионов OH – и присоединением ионов H + к фосфату.

Ito ay humahantong sa isang pagbabago sa hugis at sukat ng mga kristal, na nakakaapekto sa mga katangian ng hydroxyapatite. Ang mga reaksyon ng isomorphic substitution ng mga ions ay makabuluhang nakakaapekto sa lakas at paglaki ng hydroxyapatite crystals at tinutukoy ang intensity ng mga proseso ng mineralization ng matitigas na tisyu ng ngipin.

Talahanayan 9 Mga substitutable ions at substituents sa komposisyon ng hydroxyapatite

Maaaring palitan ng mga ion	Mga kinatawan
Ca2+	Mg 2+ , Sr 2+ , Na + , mas madalas: Ba 2+, Pb 2+, M o 2+, Cr 2+, K +, H 3 O +, 2H +
PO 4 3–	HPO 4 2–, CO 3 2–, C 6 H 3 O 6 3– (citrate), H 2 RO 4 –, AsO 3 3–
oh-	F – , Cl – , Br – , J – , mas madalas: H 2 O, CO 3 2–, O 2

1. Pagpapalit ng mga calcium ions (Ca 2+) para sa mga proton (H +), hydronium ions (H3O+), strontium (Sr 2+), magnesiyo (Mg 2+) at iba pang mga cation.

Sa isang acidic na kapaligiran, ang mga calcium ions ay pinalitan ng mga proton ayon sa pamamaraan:

Ca 10 (RO 4) 6 (OH) 2 + 2H + → Ca 9 H 2 (RO 4) 6 (OH) 2 + C a 2+.

Sa huli, ang acid load ay humahantong sa pagkasira ng mga kristal.

Ang mga ion ng magnesium ay maaaring palitan ang calcium o kumuha ng mga bakante sa komposisyon ng mga hydroxyapatite na kristal na may pagbuo magnesiyo apatite :

Ca 10 (RO 4) 6 (OH) 2 + Mg 2+ → Ca 9 Mg (RO 4) 6 (OH) 2 + C a 2+

Ang pagpapalit na ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng pagbawas sa ratio ng Ca/P molar at humahantong sa pagkasira ng istruktura at pagbaba ng resistensya ng mga hydroxyapatite na kristal sa masamang pisikal at kemikal na mga epekto.

Bilang karagdagan sa magnesium apatite, ang hindi gaanong mature na mga form ng magnesium mineral ay matatagpuan sa oral cavity: nevberit - Mg HPO 4 3H 2 O at struvite - Mg HPO 4 6H 2 O. Dahil sa pagkakaroon ng magnesium ions sa laway, ang mga mineral na ito ay nabuo sa maliit na halaga. sa dental plaque at higit pa habang nagmimineralize ito sa estado bato maaaring pahinugin hanggang apatite form.

Ang strontium ions, katulad ng magnesium ions, ay maaaring palitan ang calcium o palitan ang mga bakante sa crystal lattice ng hydroxyapatite, na bumubuo strontium apatite :

Ca 10 (RO 4) 6 (OH) 2 + Sr 2+ → Ca 9 Sr (RO 4) 6 (OH) 2 + C a 2+.

Kumikilos nang labis, kahit na inilipat ng strontium ang calcium mula sa kristal na sala-sala, ito mismo ay hindi pinanatili dito, na humahantong sa porosity ng buto. Ang epekto na ito ay pinalala ng kakulangan ng calcium. Ang ganitong mga pagbabago ay katangian ng Kashin-Bek's disease ("Urov's disease"), na nakakaapekto sa mga tao, pangunahin sa maagang pagkabata, na naninirahan sa lambak ng Urov River sa Trans-Baikal Territory, ang Amur Region at mga katabing lalawigan ng China. Ang pagdurusa ay nagsisimula sa sakit sa mga kasukasuan, pagkatapos ay ang pinsala sa tissue ng buto ay nangyayari sa paglambot ng mga epiphyses, at ang mga proseso ng ossification ay nabalisa. Ang sakit ay sinamahan ng mga maikling daliri. Sa mga endemic na lugar, ang lupa at tubig ay naglalaman ng 2.0 beses na mas kaunting calcium, 1.5-2.0 beses na mas strontium kaysa sa normal. May isa pang teorya ng pathogenesis ng "Urov's disease", ayon sa kung saan ang patolohiya ay bubuo bilang isang resulta ng isang kawalan ng timbang ng mga phosphate at mangganeso sa kapaligiran, na karaniwan din para sa mga lugar na ito. Malamang na ang parehong mga teoryang ito ay umakma sa isa't isa.

Sa mga lugar na kontaminado ng radionuclides, ang masamang epekto ng strontium apatite sa katawan ng tao ay pinalala ng posibilidad ng deposition ng radioactive strontium.

2. Pagpapalit ng phosphate ions (PO 4 3–) ng hydrophosphate ions (HPO 4 2–) o carbonate at bicarbonate ions (CO 3 2– at HCO 3 –).

Ca 10 (RO 4) 6 (OH) 2 + HRO 4 2– → Ca 10 (HPO 4)(RO 4) 5 (OH) 2 + RO 4 3–

Ang singil ng mga calcium cation sa kasong ito ay hindi ganap na nabayaran ng mga anion (ang ionic radius ay mas mahalaga kaysa sa singil ng substituent). Ang dobleng pagpapalit ay humahantong sa kawalang-tatag ng Ca 2+ ion, maaari itong umalis sa kristal:

Ca 10 (RO 4) 6 (OH) 2 + 2HRO 4 2– → Ca 9 (HPO 4) 2 (RO 4) 4 (OH) 2 + Ca 2+ + 2RO 4 3–

Ang pagpapalit ng isang carbonate ion ay humahantong sa pagbuo carbonate apatite at pinapataas ang ratio ng Ca/P, ngunit ang mga kristal ay nagiging mas maluwag at mas malutong.

Ca 10 (RO 4) 6 (OH) 2 + CO 3 2– → Ca 10 (RO 4) 5 (CO 3) (OH) 2 + RO 4 3–

Ang intensity ng pagbuo ng carbonate-apatite ay nakasalalay sa kabuuang dami ng mga bikarbonate sa katawan, diyeta at stress load.

Ca 10 (RO 4) 6 (OH) 2 + 3 HCO 3 - + 3H + → Ca 10 (RO 4) 4 (CO 3) 3 (OH) 2 + 2H 3 RO 4

Ca 10 (RO 4) 6 (OH) 2 + 3CO 3 2– → Ca 10 (RO 4) 4 (CO 3) 3 (OH) 2 + 2RO 4 3–

Sa pangkalahatan, kung ang isang pangunahing calcium phosphate salt ay namuo sa silid o temperatura ng katawan sa pagkakaroon ng carbonate o bicarbonate ion, ang magreresultang apatite ay maglalaman ng ilang porsyentong carbonate o bicarbonate. Binabawasan ng carbonate ang crystallinity ng apatite at ginagawa itong mas amorphous. Ang istraktura na ito ay kahawig ng istraktura ng bone apatite o enamel. Sa edad, ang dami ng carbonate-apatite ay tumataas.

Ng mga mineral na naglalaman ng carbon, bilang karagdagan sa carbonate apatite, sa oral cavity mayroong calcium bikarbonate Ca(HCO 3) 2 at vedelit CaC 2 O 4 H 2 O bilang isang menor de edad na bahagi tartar.

3. Pagpapalit ng hydroxyl (OH -) para sa fluoride (F–), mga klorido (Cl -) at iba pang mga ion:

Sa isang may tubig na daluyan, ang pakikipag-ugnayan ng mga F ions – na may hydroxyapatite ay depende sa konsentrasyon ng fluorine. Kung ang nilalaman ng fluorine ay medyo mababa (hanggang sa 500 mg/l), pagkatapos ay nangyayari ang mga pagpapalit at mga kristal ng hydroxyfluoro- o fluorapatite:

Ca 10 (RO 4) 6 (OH) 2 + F – → Ca 10 (RO 4) 6 OHF + OH –

Ca 10 (PO 4) 6 (OH) 2 + 2F – → Ca 10 (RO 4) 6 F 2 + 2OH –

Hydroxyfluorapatite – Ang Ca 10 (PO 4) 6 (OH )F ay isang intermediate na variant sa pagitan ng hydroxyapatite at fluorapatite. Fluorapatite - Ca 10 (PO 4) 6 F 2 - ang pinakastable sa lahat ng apatite, melting point 1680º C. Ang mga kristal ng fluorapatite ay may heksagonal na hugis: isang axis = 0.937 nm, c axis = 0.688 nm. Ang density ng mga kristal ay 3.2 g/cm 3 .

Ang parehong mga reaksyon ng pagpapalit sa kristal na sala-sala ng mga OH ions - sa F ions - ay matalas na nagpapataas ng paglaban ng hydroxyapatite sa paglusaw sa isang acidic na kapaligiran. Ang pag-aari na ito ng hydroxyfluoro- at fluorapatite ay itinuturing na isang nangungunang kadahilanan sa pag-iwas sa pagkilos ng mga fluoride laban sa mga karies. Ang mga zinc at tin ions ay may pareho, ngunit mas mababang epekto. Sa kabaligtaran, sa pagkakaroon ng carbonate at citrate ions, ang solubility ng apatite crystals ay tumataas:

Ca 10 (RO 4) 6 (OH) 2 + CO 3 2– + 2H + → Ca 10 (RO 4) 6 CO 3 + 2H 2 O

Kasabay nito, ang mataas na konsentrasyon ng mga F ions (higit sa 2 g/l) ay sumisira sa apatite crystals:

Ca 10 (PO 4) 6 (OH) 2 + 20 F - → 10 CaF 2 +6 PO 4 3– + 2 OH – .

Ang umuusbong calcium fluoride - CaF 2 - hindi matutunaw na tambalan, maaaring isama sa dental plaque at tartar. Bilang karagdagan, sa ilalim ng mga kondisyong ito, ang mga fluoride ions ay magbubuklod ng mga calcium ions sa ibabaw ng ngipin, na pumipigil sa kanilang pagtagos sa enamel.

Natagpuan din sa tartar octalcalcium fluorapatite Ca 8 (PO 4) 6 F 2, ang ganitong uri ng mineral ay unti-unting nabubuo habang tumatanda ang bato.

Mga yugto ng pagpapalitan ng mga elemento ng kristal na sala-sala ng apatite

Nabuo sa mga solusyon, ang apatite na kristal ay maaaring magbago dahil sa pagpapalitan ng mga ion na nasa parehong solusyon. Sa mga sistema ng pamumuhay, ang pag-aari na ito ng mga apatite ay nagiging sensitibo sa ionic na komposisyon ng dugo at intercellular fluid, na, sa turn, ay nakasalalay sa likas na katangian ng pagkain at ang komposisyon ng tubig na natupok. Ang mismong proseso ng pagpapalitan ng mga elemento ng kristal na sala-sala ay nagpapatuloy sa maraming yugto, na ang bawat isa ay may sariling bilis.

Unang yugto nagpapatuloy nang medyo mabilis - sa loob ng ilang minuto. Ito ay isang palitan sa pamamagitan ng pagsasabog sa pagitan ng hydration shell ng kristal at ng mobile fluid kung saan ang kristal ay nahuhulog. Ang palitan ay humahantong sa isang pagtaas sa konsentrasyon ng mga indibidwal na ions sa agarang paligid ng kristal. Ang yugtong ito ay nagsasangkot ng maraming mga ion, iba-iba sa laki at mga katangian.

Sa ikalawang yugto mayroong palitan sa pagitan ng mga ion ng shell ng hydration at sa ibabaw ng mga kristal. Dito, ang mga elemento ay hiwalay sa kristal na ibabaw at pinalitan ng mga ions na nagmumula sa hydration shell. Kasama sa proseso ang pangunahing mga ion ng calcium, magnesium, strontium, sodium, phosphoric at carbonic acids, fluorine, chlorine, at kung minsan ang iba pang mga ion na humigit-kumulang katumbas ng laki. Para sa maraming mga ion, ang yugtong ito ay lampas sa kapangyarihan. Ang tagal ng yugto ay ilang oras.

Sa ikatlong yugto Ang mga ion ay tumagos nang malalim sa kristal na sala-sala. Ito ang pinakamabagal na proseso, tumatagal ng mga linggo, buwan, minsan higit sa isang taon. Ang yugto ay nagaganap sa anyo ng isomorphic na kapalit o pagpuno ng mga bakante. Ang mga pangunahing dito ay calcium, magnesium, phosphate, strontium, at fluorine ions.

Ang bawat buto ng tao ay isang kumplikadong organ: ito ay sumasakop sa isang tiyak na posisyon sa katawan, may sariling hugis at istraktura, at gumaganap ng sarili nitong function. Lahat ng uri ng tissue ay nakikibahagi sa pagbuo ng buto, ngunit nangingibabaw ang bone tissue.

Pangkalahatang katangian ng mga buto ng tao

Ang cartilage ay sumasaklaw lamang sa mga articular surface ng buto, ang labas ng buto ay natatakpan ng periosteum, at ang bone marrow ay matatagpuan sa loob. Ang buto ay naglalaman ng adipose tissue, dugo at lymphatic vessels, at nerves.

buto ay may mataas na mekanikal na katangian, ang lakas nito ay maihahambing sa lakas ng metal. Ang kemikal na komposisyon ng isang buhay na buto ng tao ay naglalaman ng: 50% na tubig, 12.5% na mga organikong sangkap ng isang likas na protina (ossein), 21.8% na mga hindi organikong sangkap (pangunahin ang calcium phosphate) at 15.7% na taba.

Mga uri ng buto ayon sa hugis nahahati sa:

Pantubo (mahaba - balikat, femoral, atbp.; maikli - phalanges ng mga daliri);
flat (frontal, parietal, scapula, atbp.);
spongy (tadyang, vertebrae);
halo-halong (wedge-shaped, zygomatic, lower jaw).

Ang istraktura ng mga buto ng tao

Ang pangunahing yunit ng istruktura ng tissue ng buto ay osteon, na nakikita sa ilalim ng mikroskopyo sa mababang paglaki. Kasama sa bawat osteon ang mula 5 hanggang 20 na concentrically arranged bone plates. Ang mga ito ay kahawig ng mga cylinder na ipinasok sa bawat isa. Ang bawat plato ay binubuo ng intercellular substance at mga selula (osteoblast, osteocytes, osteoclast). Sa gitna ng osteon mayroong isang channel - ang channel ng osteon; dumadaloy ang mga daluyan ng dugo sa pamamagitan nito. Ang mga intercalated bone plate ay matatagpuan sa pagitan ng mga katabing osteon.

Ang buto ay nabuo sa pamamagitan ng mga osteoblast, ilalabas ang intercellular substance at immuring sa loob nito, sila ay nagiging mga osteocytes - mga cell ng isang proseso ng form, hindi kaya ng mitosis, na may mahinang ipinahayag na mga organelles. Alinsunod dito, ang nabuong buto ay naglalaman ng pangunahing mga osteocytes, at ang mga osteoblast ay matatagpuan lamang sa mga lugar ng paglaki at pagbabagong-buhay ng tissue ng buto.

Ang pinakamalaking bilang ng mga osteoblast ay matatagpuan sa periosteum - isang manipis ngunit siksik na connective tissue plate na naglalaman ng maraming mga daluyan ng dugo, nerve at lymph endings. Ang periosteum ay nagbibigay ng paglaki ng buto sa kapal at nutrisyon ng buto.

mga osteoclast naglalaman ng isang malaking bilang ng mga lysosome at may kakayahang mag-secrete ng mga enzyme, na maaaring ipaliwanag ang pagkatunaw ng sangkap ng buto ng mga ito. Ang mga selulang ito ay nakikibahagi sa pagkasira ng buto. Sa mga kondisyon ng pathological sa tissue ng buto, ang kanilang bilang ay tumataas nang husto.

Mahalaga rin ang mga osteoclast sa proseso ng pag-unlad ng buto: sa proseso ng pagbuo ng pangwakas na hugis ng buto, sinisira nila ang calcified cartilage at maging ang bagong nabuo na buto, "itinatama" ang pangunahing hugis nito.

Istraktura ng buto: compact at spongy substance

Sa hiwa, mga seksyon ng buto, dalawa sa mga istruktura nito ay nakikilala - compact na bagay(Ang mga plate ng buto ay matatagpuan nang makapal at sa isang maayos na paraan), matatagpuan sa mababaw, at espongha sangkap(Ang mga elemento ng buto ay matatagpuan nang maluwag), na nakahiga sa loob ng buto.

Ang ganitong istraktura ng mga buto ay ganap na tumutugma sa pangunahing prinsipyo ng structural mechanics - upang matiyak ang maximum na lakas ng istraktura na may hindi bababa sa dami ng materyal at mahusay na kadalian. Kinumpirma din ito ng katotohanan na ang lokasyon ng mga tubular system at ang pangunahing mga beam ng buto ay tumutugma sa direksyon ng pagkilos ng mga puwersa ng compression, pag-igting at pag-twist.

Ang istruktura ng mga buto ay isang dinamikong reaktibong sistema na nagbabago sa buong buhay ng isang tao. Ito ay kilala na sa mga taong nakikibahagi sa mabigat na pisikal na paggawa, ang compact layer ng buto ay umabot sa isang medyo malaking pag-unlad. Depende sa pagbabago sa pagkarga sa mga indibidwal na bahagi ng katawan, ang lokasyon ng mga bone beam at ang istraktura ng buto sa kabuuan ay maaaring magbago.

Koneksyon ng mga buto ng tao

Ang lahat ng mga joints ng buto ay maaaring nahahati sa dalawang grupo:

Patuloy na koneksyon, mas maaga sa pag-unlad sa phylogenesis, hindi kumikibo o hindi aktibo sa paggana;
pasulput-sulpot na mga koneksyon, mamaya sa pag-unlad at mas mobile sa pag-andar.

Sa pagitan ng mga form na ito ay may isang paglipat - mula sa tuloy-tuloy hanggang sa hindi tuloy-tuloy o vice versa - semi-joint.

Ang tuluy-tuloy na koneksyon ng mga buto ay isinasagawa sa pamamagitan ng connective tissue, cartilage at bone tissue (ang mga buto ng bungo mismo). Ang hindi tuloy-tuloy na koneksyon ng mga buto, o isang joint, ay isang mas batang pagbuo ng koneksyon sa pagitan ng mga buto. Ang lahat ng mga joints ay may isang karaniwang structural plan, kabilang ang articular cavity, articular bag at articular surface.

Articular cavity ito ay inilalaan nang may kondisyon, dahil karaniwan ay walang walang bisa sa pagitan ng articular bag at ng articular na dulo ng mga buto, ngunit mayroong likido.

Artikular na bag sumasaklaw sa articular surface ng mga buto, na bumubuo ng hermetic capsule. Ang articular bag ay binubuo ng dalawang layer, ang panlabas na layer na pumasa sa periosteum. Ang panloob na layer ay nagtatago ng isang likido sa magkasanib na lukab, na gumaganap ng papel ng isang pampadulas, na tinitiyak ang libreng pag-slide ng mga articular na ibabaw.

Mga uri ng joints

Ang articular surface ng articulating bones ay natatakpan ng articular cartilage. Ang makinis na ibabaw ng articular cartilage ay nagtataguyod ng paggalaw sa mga kasukasuan. Ang mga articular na ibabaw ay napaka-magkakaibang hugis at sukat, kadalasang inihahambing sila sa mga geometric na figure. Kaya naman at mga pangalan ng mga joints ayon sa hugis: spherical (balikat), elliptical (radio-carpal), cylindrical (radio-ulnar), atbp.

Dahil ang mga paggalaw ng mga articulating link ay ginagawa sa paligid ng isa, dalawa o maraming mga palakol, ang mga kasukasuan ay karaniwang hinahati din sa bilang ng mga palakol ng pag-ikot sa multiaxial (spherical), biaxial (elliptical, saddle) at uniaxial (cylindrical, block-shaped).

Depende sa bilang ng mga articulating bones Ang mga kasukasuan ay nahahati sa simple, kung saan ang dalawang buto ay konektado, at kumplikado, kung saan higit sa dalawang buto ang naka-articulate.

Ang istraktura ng balangkas ng sinumang may sapat na gulang ay may kasamang 206 iba't ibang mga buto, lahat ng mga ito ay naiiba sa istraktura at papel. Sa unang tingin, sila ay tila mahirap, hindi nababaluktot at walang buhay. Ngunit ito ay isang maling impression, ang iba't ibang mga metabolic na proseso, pagkasira at pagbabagong-buhay ay patuloy na nagaganap sa kanila. Sila, kasama ang mga kalamnan at ligaments, ay bumubuo ng isang espesyal na sistema, na tinatawag na "musculoskeletal tissue", ang pangunahing pag-andar nito ay musculoskeletal. Ito ay nabuo mula sa ilang mga uri ng mga espesyal na cell na naiiba sa istraktura, functional na mga tampok at kabuluhan. Ang mga selula ng buto, ang kanilang istraktura at mga tungkulin ay tatalakayin pa.

Ang istraktura ng tissue ng buto

Mga tampok ng lamellar bone tissue

Ito ay nabuo sa pamamagitan ng mga bone plate na may kapal na 4-15 microns. Ang mga ito, sa turn, ay binubuo ng tatlong bahagi: osteocytes, ground substance at collagen thin fibers. Ang lahat ng mga buto ng isang may sapat na gulang na tao ay nabuo mula sa tissue na ito. Ang mga hibla ng collagen ng unang uri ay namamalagi parallel sa bawat isa at nakatuon sa isang tiyak na direksyon, habang sa kalapit na mga plate ng buto sila ay nakadirekta sa tapat na direksyon at tumatawid halos sa isang tamang anggulo. Sa pagitan ng mga ito ay ang mga katawan ng mga osteocytes sa mga puwang. Ang istraktura ng tissue ng buto ay nagbibigay nito ng pinakamalaking lakas.

Spongy bone

Mayroon ding pangalang "trabecular substance". Kung gumuhit tayo ng isang pagkakatulad, kung gayon ang istraktura ay maihahambing sa isang ordinaryong espongha, na binuo mula sa mga plate ng buto na may mga cell sa pagitan nila. Ang mga ito ay nakaayos sa isang maayos na paraan, alinsunod sa ibinahagi na functional load. Mula sa spongy substance, ang mga epiphyses ng mahabang buto ay pangunahing binuo, ang ilan ay halo-halong at patag, at lahat ay maikli. Makikita na ang mga ito ay higit sa lahat ay magaan at sa parehong oras malakas na bahagi ng balangkas ng tao, na nasa ilalim ng pagkarga sa iba't ibang direksyon. Ang mga pag-andar ng tissue ng buto ay direktang nauugnay sa istraktura nito, na sa kasong ito ay nagbibigay ng isang malaking lugar para sa mga proseso ng metabolic na isinasagawa dito, ay nagbibigay ng mataas na lakas sa kumbinasyon ng isang maliit na masa.

Siksik (compact) na sangkap ng buto: ano ito?

Ang mga diaphyses ng tubular bones ay binubuo ng isang compact substance, bilang karagdagan, sinasaklaw nito ang kanilang mga epiphyses na may manipis na plato mula sa labas. Ito ay tinusok ng makitid na mga channel, kung saan dumadaan ang mga nerve fibers at mga daluyan ng dugo. Ang ilan sa kanila ay matatagpuan parallel sa ibabaw ng buto (gitna o haversian). Ang iba ay dumarating sa ibabaw ng buto (mga butas sa pagpapakain), kung saan ang mga arterya at nerbiyos ay tumagos sa loob, at ang mga ugat sa labas. Ang gitnang kanal, kasama ang nakapalibot na mga plate ng buto, ay bumubuo ng tinatawag na Haversian system (osteon). Ito ang pangunahing nilalaman ng isang compact substance at sila ay itinuturing na morphofunctional unit nito.

Osteon - istrukturang yunit ng tissue ng buto

Ang pangalawang pangalan nito ay ang Haversian system. Ito ay isang koleksyon ng mga plate ng buto na mukhang mga cylinder na ipinasok sa bawat isa, ang puwang sa pagitan ng mga ito ay puno ng mga osteocytes. Sa gitna ay ang Haversian canal, kung saan dumadaan ang mga daluyan ng dugo na nagbibigay ng metabolismo sa mga selula ng buto. Sa pagitan ng mga kalapit na structural unit ay may mga interstitial (interstitial) plate. Sa katunayan, sila ang mga labi ng mga osteon na umiral nang mas maaga at bumagsak sa sandaling ang tissue ng buto ay sumasailalim sa muling pagsasaayos. Mayroon ding mga pangkalahatan at nakapalibot na mga plato, bumubuo sila ng pinakaloob at pinakalabas na layer ng compact bone substance, ayon sa pagkakabanggit.

Periosteum: istraktura at kahulugan

Batay sa pangalan, matutukoy na ito ay sumasakop sa mga buto mula sa labas. Ito ay nakakabit sa kanila sa tulong ng mga hibla ng collagen na nakolekta sa makapal na mga bundle na tumagos at magkakaugnay sa panlabas na layer ng mga plate ng buto. Mayroon itong dalawang binibigkas na mga layer:

panlabas (ito ay nabuo ng siksik na mahibla, hindi nabuong nag-uugnay na tisyu, ito ay pinangungunahan ng mga hibla na matatagpuan parallel sa ibabaw ng buto);
ang panloob na layer ay mahusay na ipinahayag sa mga bata at hindi gaanong kapansin-pansin sa mga matatanda (ito ay nabuo sa pamamagitan ng maluwag na fibrous connective tissue, kung saan mayroong mga hugis ng spindle na flat cell - hindi aktibong mga osteoblast at ang kanilang mga precursor).

Ang periosteum ay gumaganap ng ilang mahahalagang tungkulin. Una, ito ay trophic, iyon ay, nagbibigay ito ng nutrisyon sa buto, dahil naglalaman ito ng mga sisidlan sa ibabaw na tumagos sa loob kasama ang mga nerbiyos sa pamamagitan ng mga espesyal na pagbubukas ng nutrisyon. Ang mga channel na ito ay nagpapakain sa bone marrow. Pangalawa, regenerative. Ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng pagkakaroon ng mga osteogenic cells, na, kapag pinasigla, ay nababago sa mga aktibong osteoblast na gumagawa ng matrix at nagiging sanhi ng pagbuo ng bone tissue, na tinitiyak ang pagbabagong-buhay nito. Pangatlo, mekanikal o suportang function. Iyon ay, tinitiyak ang mekanikal na koneksyon ng buto sa iba pang mga istraktura na nakakabit dito (tendon, kalamnan at ligaments).

Mga function ng bone tissue

Kabilang sa mga pangunahing pag-andar ay ang mga sumusunod:

Motor, suporta (biomekanikal).
Protective. Pinoprotektahan ng mga buto ang utak, mga daluyan ng dugo at nerbiyos, mga panloob na organo, atbp. mula sa pinsala.
Hematopoietic: sa bone marrow, nangyayari ang hemo- at lymphopoiesis.
Metabolic function (paglahok sa metabolismo).
Reparatory at regenerative, na binubuo sa pagpapanumbalik at pagbabagong-buhay ng tissue ng buto.
papel ng morphogenesis.
Ang bone tissue ay isang uri ng depot ng mga mineral at growth factor.