Skrypt

• Funkcje tkanki kostnej


  • Podparcie ciała, system dźwigni → ruchy ciała
  • Ochrona narządów wewnętrznych
  • Otacza jamy zawierające szpik kostny- powstawanie komórek krwi
  • Rezerwuar wapnia i fosforanów
• Składniki tkanki kostnej


  • Macierz kostna (uwapniona)
  • Komórki: osteocyty, osteoblasty, osteoklasty

  
• Osteocyty


  Znajdują się w jamkach pomiędzy blaszkami (warstwami macierzy), mają wypustki leżące w kanalikach - wnikają w macierz
• Osteoblasty


  Syntezują i wydzielają składniki organiczne macierzy

  
• Osteoklasty


  Wielkie, wielojądrzaste, usuwają uwapnioną macierz kostną, remodelują tkankę kostną

  
• Niemożliwa dyfuzja metabolitów → wymiana substancji w cienkich, cylindrycznych kanalikach kostnych
• Pokrycie powierzchni wewnętrznych przez śródkostną (endosteum) - z komórkami progenitorowymi i zewnętrznych przez okostną (periosteum) → zawierają komórki progenitorowe

  
• Preparaty kości: nie mogą być cięte na skrawki rutynowo - są zmiękczane wcześniej w roztworze odwapniającym lub po utrwaleniu zatapiana w żywicy syntetycznej

  
• Osteoblasty


  Wywodzą się z mezenchymalnych progenitorowych komórek macierzystych, produkują organiczne składniki macierzy np. włókna kolagenu typu I, proteoglikany i glikoproteiny, takie jak osteonektyna, odkładają nieorganiczne składniki kości, wydzielają macierz, która potem twardnieje wskutek uwapnienia → zamyka osteocyty w jamkach
• Osteocyty


  Utrzymują uwapnienie macierzy, otrzymując substancje odżywcze z małych naczyń krwionośnych w kanale środkowym osteonu (Haversa) za pośrednictwem kanalików, łączących jamki
• Rodzaje osteoblastów


  • Aktywne osteoblasty wyłącznie na powierzchniach macierzy kostnej do której przyłączają się integrynami, tworzą pojedynczą warstwę komórek sześciennych
  • Osteoblasty aktywują się do osteocytów uwięzionych w jamkach macierzy kostnej → stają się płaskimi komórkami pokrywającymi powierzchnię macierzy kostnej (komórki wyścielające) lub w śródkostnej pokrywającej beleczki kostne

  
• Synteza macierzy i wapnienia przez osteoblasty


  Osteoblasty wydzielają osteoid bogaty w kolagen typu I, zawierający też proteoglikany → gdy ulegnie zwapnieniu, zamyka w sobie część osteoblastów → powstają osteocyty
• Osteoblasty


  W trakcie syntezy macierzy i wapnienia mają postać spolaryzowanych komórek → cechy komórek wydzielających i syntezujących białka

  
• Osteoblasty


  Gdy aktywność sekrecyjna dobiega końca → różnicują się do osteocytów uwięzionych w jamkach macierzy lub do płaskich komórek wyścielających
• Odkładanie nowej warstwy macierzy kostnej

  1. Składniki macierzy wydzielane na powierzchni komórki stykają się z istniejącą już macierzą kostną → powstaje nowa warstwa bogata w kolagen - osteoid (między warstwą osteoblastów a wytworzoną wcześniej powierzchnią kości)

  2. Proces ulega zakończeniu przez odkładanie soli wapnia w nowej macierzy kostnej

  
• Osteokalcyna


  Polipeptyd zależny od witaminy K, razem z innymi glikoproteinami wiąże jony wapnia i zwiększa ich lokalne stężenie
• Wapnienie macierzy kostnej


  1. Osteoblasty wydzielają otoczone błoną pęcherzyki macierzy bogate w zasadową fosfatazę → zwiększanie miejscowego stężenia jonów fosforanowych

  2. W pęcherzykach macierzy formowane są kryształy hydroksyapatytu - Ca10(PO4)6(OH)2, co jest pierwszym widocznym etapem wapnienia. Otacza on włókna kolagenowe i pozostałe makrocząsteczki

  3. Powiększanie kryształów → jednolita masa uwapnionego materiału, w którym zatopione są włókna kolagenowe i proteoglikany = stała macierz kostna
• Komórki osteoprogenitorowe → przekształcanie w kostniakomięsaka
• Częste powstawanie nowotworów wtórnych w szkielecie
• Okostna


  Tkanka łączna zbita, której zewnętrzna warstwa włóknista pokrywa warstwę bogatszą w komórki. Z okostnej do macierzy kostnej wnikają niewielkie naczynia krwionośne

  
• Śródkostna


  Pokrywa beleczki wokół jamy szpikowej
• Nowotwory wywodzące się z tkanki kostnej (pierwotne nowotwory kości) → rzadkie, odpowiadają za ok. 0,5% śmierci w wyniku nowotworów
• Mogą przekształcać się w kostniakomięsaki

  
• W szkielecie często rozwijają się wtórne, przerzutowe guzy nowotworowe (najczęstsze przerzuty z piersi, płuc, prostaty, nerek i tarczycy)
• Osteocyty


  W trakcie różnicowania się osteoblastów do osteocytów powstają liczne, dendrytyczne wypustki otaczane wapniejącą macierzą kostną → wypustki w odchodzących promieniście od każdej jamki kanalikach (średnica 250-300 nm) → komunikacja między komórkami

  
• Osteocyty


  Dzięki takiemu systemowi (mechanostat) osteocyty funkcjonują jako mechanosensory wykrywające mech. obciążenia kości i mikrouszkodzenia oraz indukują aktywność naprawczą osteoklastów i osteoblastów
• Aktywność fizyczna


  Stymuluje zwiększenie grubości kości (odpowiedni skład macierzy)

  
• Osteocyty


  Mało RER i mniejsze AG, produkują wiele białek - czynniki parakrynne i endokrynne → regulacja modelowania kości, bardziej skondensowana chromatyna niż osteoblasty, po ich śmierci dochodzi do szybkiej resorpcji macierzy
• Wypustki dendrytyczne osteocytów


  Tworzą rozległą sieć - mechanostat, monitorujący obciążenia kości i sygnalizowanie komórkom konieczności dostosowania poziomu jonów i utrzymywania odpowiedniego składu macierzy
• Ćwiczenia oporowe


  Zwiększenie gęstości i grubości kości
• Brak wysiłku fizycznego/stan nieważkości u astronautów


  Zmniejszenie gęstości kości
• Osteoklasty


  Powstają w wyniku fuzji monocytów ze szpiku kostnego, do rozwoju niezbędne czynniki produkowane przez osteoblasty: czynnik stymulujący tworzenie kolonii makrofagów (M-CSF), ligand receptora aktywującego jądrowy czynnik kB (RANKL), duże, wielojądrzaste i ruchliwe komórki, resorpcja kości w trakcie jej wzrostu i remodelowania
• Resorpcja kości przez osteoklasty

  1. Położone na powierzchni kości w enzymatycznie wytrawionych zagłębieniach lub jamistościach → zatokach resorpcyjnych/Howshipa na pow. macierzy

  2. W aktywnych osteoklastach część błony komórkowej w kontakcie z kością tworzy strefę uszczelniającą → łączy komórkę z macierzą kostną, otacza obszar błony z wieloma wypustkami (mikrokosmkami) czyli rąbek brzeżny (miejsce resorpcji)

  3. Osteoklasty umożliwiają wpompowanie protonów do wnętrza przestrzeni między komórką a macierzą → pH 4,5 → rozpuszczanie kryształów hydroksyapatytu

  4. Osteoklasty pozwalają także na uwalnianie metaloproteinazy macierzy i innych enzymów hydrolitycznych z pęcherzyków wydzielniczych podobnych do lizosomów → trawienie białek macierzy kostnej

  5. Niskie pH zwiększa aktywność hydrolaz białkowych → resorpcja kości

  6. Produkty rozkładu włókien → endocytoza przez osteoklast → degradacja w lizosomach, jony uwalniane do krwi

  
• Czynniki regulujące aktywność osteoklastów

  Cząsteczki sygnałowe kontrolują aktywność osteoklastów, aktywowane przez parathormon osteoblasty wytwarzają czynniki regulujące powstanie i aktywność osteoklastów: M-CSF, RANKL
• Osteopetroza: kość marmurkowate, osteocyty bez rąbków brzeżnych przez co resorpcja jest mniej wydajna: rozrost i zgrubienie kości → często zanik jam szpikowych → utrudnia to powstawanie komórek krwi, niedokrwistość, mało leukocytów

  
• Składniki nieorganiczne macierzy kostnej


  • Hydroksyapatyt wapnia, cytryniany, jony dwuwęglanowe, jony magnezu, potasu i sodu
• W macierzy kostnej: znaczne ilości niekrystalicznego fosforanu wapnia

  
• Składniki organiczne macierzy kostnej

  • Kolagen typu I (90%), małe proteoglikany i wieloadhezyjne glikoproteiny jak osteonektyna, osteokalcyna - wiąże jony wapnia, uwalniane z komórek fosfatazy pęcherzyków macierzy ułatwiają uwapnianie macierzy
• Wiązanie minerałów z kolagenem → twardość, wytrzymałość
• Odwapniona macierz jest kwasochłonna, przez dużą zawartość kolagenu