Ремоделирование костей - Bone remodeling

Костная ткань удаляется остеокластами, а затем новая костная ткань образуется остеобластами. Оба процесса используют цитокины (TGF-β, IGF ) сигнализация.

Ремоделирование костей (или метаболизм костей) - это пожизненный процесс, в котором зрелые костная ткань удален из скелет (процесс, называемый резорбция кости ) и образуется новая костная ткань (процесс, называемый окостенение или образование новой кости). Эти процессы также контролируют изменение формы или замену кости после травм, таких как переломы но также микроповреждения, что происходит при нормальной активности. Ремоделирование также отвечает функциональным требованиям механической нагрузки.

В первый год жизни заменяется почти 100% скелета. У взрослых реконструкция происходит примерно на 10% в год.[1]

Дисбаланс в регуляции двух подпроцессов ремоделирования кости, резорбции кости и образования кости, приводит ко многим метаболическим заболеваниям костей, таким как остеопороз.[2]

Физиология

Кость гомеостаз включает множество, но скоординированных клеточных и молекулярных событий.[3] За метаболизм костей отвечают два основных типа клеток: остеобласты (которые выделяют новую кость), и остеокласты (которые ломают кость). Структура костей, а также достаточное количество кальций требует тесного сотрудничества между этими двумя типами клеток и другими популяциями клеток, присутствующими в местах ремоделирования кости (например, иммунными клетками).[4] Костный метаболизм зависит от сложных сигнальных путей и механизмов контроля для достижения надлежащих темпов роста и дифференцировки. Эти меры контроля включают действие нескольких гормонов, в том числе: паратироидный гормон (PTH), Витамин Д, гормон роста, стероиды, и кальцитонин, а также несколько Костный мозг -производные мембраны и растворимые цитокины и факторы роста (например, M-CSF, RANKL, VEGF, Ил-6 семья ...). Таким образом, организм может поддерживать надлежащий уровень кальций необходим для физиологических процессов. Таким образом, ремоделирование кости - это не просто случайное «восстановление повреждений кости», а, скорее, активный непрерывный процесс, который всегда происходит в здоровом организме.

После соответствующей передачи сигналов остеокласты перемещаются для резорбции поверхности кости с последующим отложением кости остеобластами. Вместе клетки, которые отвечают за ремоделирование кости, известны как базовая многоклеточная единица (BMU), а временная продолжительность (т.е. продолжительность жизни) BMU упоминается как период ремоделирования кости.[5]

Галерея

  • Остеобласты активно синтезируют остеоид содержащий два остеоциты.

  • Остеокласт с костью под ним, демонстрирующий типичные отличительные характеристики: большая клетка с множеством ядер и «пенистый» цитозоль.

  • Иллюстрация, показывающая цикл ремоделирования кости

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ Учебник Уилесса
  2. ^ Медицинский онлайн-словарь
  3. ^ Raggatt, L.J .; и другие. (25 мая 2010 г.). «Клеточные и молекулярные механизмы ремоделирования костей». Журнал биологической химии. 285 (33): 25103–25108. Дои:10.1074 / jbc.R109.041087. ЧВК  2919071. PMID  20501658.
  4. ^ Sims, N.A .; и другие. (8 января 2014 г.). «Связь между процессами формирования и резорбции кости: множество сигналов в основной многоклеточной единице». BoneKEy Отчеты. 3: 481. Дои:10.1038 / bonekey.2013.215. ЧВК  3899560. PMID  24466412. Получено 8 января 2014.
  5. ^ Петрзак, WS. Регенерация костно-мышечной ткани: биологические материалы и методы, Humana Press, 2008. ISBN  1-58829-909-0 стр.48