15.10A: Кістки
- Page ID
- 5470
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
Тіло хребетних підтримується ендоскелетом, виготовленим з хряща і кістки. (Акули і їх родичі використовують тільки хрящі.) Кістки скелета людини виконують кілька функцій: підтримка, захист внутрішніх органів від механічних пошкоджень (наприклад, черепа, ребер), резервуар кальцію і фосфату, джерело всіх клітин крові
Тіло хребетних підтримується ендоскелетом, виготовленим з хряща і кістки. (Акули і їх родичі використовують тільки хрящі.)
Кістки скелета людини виконують кілька функцій:
- підтримувати
- захист внутрішніх органів від механічних пошкоджень (наприклад, черепа, ребер)
- резервуар кальцію і фосфату
- джерело всіх клітин крові
Структура
- Окістя. Тканина, що покриває кістку, яка підводить до неї кровоносні і лімфатичні судини, а також нерви.
- Компактна кістка (також відома як кортикальна кістка). Щільні відкладення мінералів - в основному фосфату кальцію і колагену I типу. Вони розташовані концентричними колами навколо центрального каналу Гаверсіана, через який проходять кровоносні та лімфатичні судини, а також нерви.
- Губчаста кістка (також відома як трабекулярна або губчаста кістка). Родовища корисних копалин влаштовані у вигляді системи підкосів. Кістковий мозок заповнює проміжки між ними.
- Кістковий мозок. Деякі кістки, такі як стегнова кістка, також містять центральну порожнину, заповнену кістковим мозком. Кістковий мозок містить стовбурові клітини, які породжують всі типи клітин крові.
- Епіфізарна пластина. До кінця статевого дозрівання цей диск хряща виробляє більше хряща, який потім перетворюється на більше кісток. Таким чином кістка росте вздовж.
Фізіологія
Дивлячись на скелет, кістка здається інертною річчю. Але в живому тілі це нічого, крім. Розмір і форма кісток не тільки змінюються під час росту, але і протягом усього життя вона безперервно перебудовується у відповідь на навантаження на неї. Приблизно 10% вашої кісткової маси видаляється і замінюється щороку.
Ремоделювання кістки вимагає скоординованої діяльності двох типів клітин:
- Остеокласти отримують зі стовбурових клітин кісткового мозку - ті ж виробляють моноцити і макрофаги.
Надмірна активність остеокластів (поширена після менопаузи у жінок) виробляє остеопороз. Кістки слабшають, оскільки кортикальна кістка стоншується, а простори в губчастої кістки стають більшими.
Зниження активності остеокластів викликає остеопетроз. Це відбувається, коли людина успадковує мутантну версію (и) того чи іншого з генів, необхідних для нормальної функції остеокластів. Пригнічення функції остеокластів призводить до утворення занадто великої кількості кісток, що призводить до- надзвичайно щільна кістка, яка насправді є більш крихкою, ніж нормальна кістка, що призводить до переломів
- заповнення кісткової порожнини кістковим мозком, таким чином перешкоджаючи нормальному виробленню клітин крові
Гормони і кістки
Багато гормонів впливають на ріст і ремоделювання кісток.
- Гормон росту (GH). Як випливає з назви, GH рухає зростання кісток, поки не досягається дорослий розмір.
- Паратиреоїдний гормон (ПТГ). Він сприяє кількості і активності остеобластів.
- естрогени. До кінця статевого дозрівання естрогени необхідні для дозрівання скелета (у самців так само, як і у самок). У жінок після менопаузи прийом додаткового естрогену уповільнює втрату кісток, що так часто призводить до остеопорозу. Естроген індукує FaSl в остеокластах, змушуючи їх самознищуватися апоптозом і таким чином уповільнює руйнування кістки.
- Кальцитонін і тиреотропний гормон (ТТГ), обидва з яких пригнічують активність остеокластів.
- Кальцитріол (1,25 [ОН] 2 вітамін D 3. Необхідний для відкладення кальцію в кістку.
- Остеопротегерін - це білок, що виділяється остеобластами та їх попередниками (таким чином цитокіном), який також пригнічує вироблення та активність остеокластів. Клінічні випробування рекомбінантної версії (виготовленої в кишковій паличці) тривають як можливе лікування різних порушень ослаблення кісток, таких як остеопороз та множинна мієлома.
- Лептин, який регулює баланс між остеобластом і активністю остеокластів.
- серотонін. Виділяється дванадцятипалої кишкою, серотонін пригнічує остеобласти (по крайней мере, у мишей). Це може обумовлювати ослаблення кісток ефект у людини при тривалому застосуванні селективних інгібіторів зворотного захоплення серотоніну (СИОЗС).
Кістка також виробляє гормони, таким чином, сама є ендокринним органом.
- Остеобласті та їх потомство виробляють гормон - фактор росту фібробластів 23 (FGF-23) - який зменшує реабсорбцію фосфату нирками, тим самим дозволяючи більше фосфату виділятися в сечі та знижувати рівень фосфату в крові. ФГФ-23 ще називають фосфатоніном.
- Остеобласті також виділяють остеокальцин - гормон, який стимулює бета-клітини підшлункової залози до вивільнення інсуліну. Це збільшує поглинання глюкози скелетними м'язами, тим самим підвищуючи здатність фізичних вправ. Кальцитонін також стимулює клітини Лейдіга яєчка, щоб звільнити тестостерон. Остеокальцин перетинає гематоенцефалічний бар'єр і впливає на рівень нейромедіаторів, пам'ять та поведінку у мишей і може робити це у людей.