Osnovy_biokhimii_Uayt_tom_3 (1123311), страница 76
Текст из файла (страница 76)
А, Иеч. мой, Рвуа.. ЗЗ. 999 (!9991. а только е одной груене Аулкнзагге Окснд кремния, 5г5Оа е Оксид кремния СаСОз Артроподы СаСО, Позвоночные Эндоскелет: Кость Се~а(РОа)а(011)з Хрязц То же Зубы: ! Форма нннерала (з) Кальцнт, арагоиит Кальцит Пеллюлоза, пекти- ны,лигинны (') ак кость тита, однако нет доказательств, что эти кристаллы выделяются из клетки в неизмененном виде.
Поскольку же эти наблюдения были сделаны на митохондриях гепатоцитов, то их связь с процессом костной минералнзации чисто спекулятивна. Кость не является статичным депо минерала; она находится в динамическом состоянии, при этом активность остеобластов и остеокластов обеспечивает постоянство состава ности. После введения зэРь а также радиоизотопов Са и 5г они вскоре появляются даже в плотных участках диафизов крупных костей; быстрота появления этих катионов, вероятно, объясняется обширной поверхностью контакта костных кристаллов с межклеточной жидкостью.
Помимо Р; кость содержит высокие концентрации других анионов, в том числе карбонатов 1в виде СаСО,). Количество цитрата, главным образом в форме натриевой соли, может достигать приблизительно 17р сухой массы костных минералов. Кость является, по-вндимому, лабильным резервуаром Иа+; при ацидозе 1ча+ поступает в межклеточную жидкость„а при алкалозе и избыточном приеме с пищей он аккумулируется в кости. Ионы Ма+, вероятно, адсорбируются на поверхности кристаллов, а не являются интегральной частью кристаллической структуры. В растущую кристаллическую решетку гидроксиапатита могут внедряться попадающие в организм ионы тяжелых металлов.
Среди них нужно отметить свинец. радий, уран и тяжелые элементы, образующиеся при распаде урана, например стронций. 39.2.3. Факторы, влияющие на метаболизм костей В молодом организме при недостатке витамина 0 развивается рахит. Поскольку этот витамин является предшественником 1,25-диоксихолекальциферола, который стимулирует всасынание Саки в кишечнике 1разд. 39,1.1), то недостаток витамина О проявляется прежде всего в снижении поступления Са'+. Кроме того, 1,25-диоксихолекальциферол оказывает непосредственное влияние на метаболизм кости; на это указывает тот факт, что обызвествление бедренной кости крысы не происходит в сыворотке крыс, больных рахитом, даже при добавлении в нее Са~+ и Рь Интоксикация витамином В как у животных в экспериментальных условиях, так и у больных, получавших большие дозы витамина, характеризуется усиленным рассасыванием костей и вследствие этого увеличением [Са~+) в сыворотке крови.
И в этом случае эффект обусловлен образующимся в почках 1,25-диоксихолекальцнферолом (разд. 39.1.1), поскольку введение витамина 11 или 25-оксихолекальциферола, образующегося в печени, не приводит к мобилизации Са~+ костной ткани у нефрэктомированных крыс. Повышение [Саэ+) и [Р,) в крови приводит к значительному увеличению содержания этих ионов в моче и образованию камней в 23* цх жидкля сгвдх ОРГАнизмл почках. Действительно, интоксикация витамином Р часто проявляется в нарушении функции почек. На развитие кости влияет также витамин А.
У молодых живатных, лишенных витамина А, рост скелета, нарушается раньше, чем рост мягких тканей (гл. 51). Так, после остановки роста костей позвоночника может продолжаться рост спинного мозга; это приводит к сдавливанию нервных корешков при их выходе из спинного мозга и к нарушению функционирования иннервируемых ими органов и тканей. При скармливании молодым крысам избыточных, но не летальных доз витамина А у них развивались множественные переломы длинных костей; деформация костей наблюдается также у детей, получавших избыточные количества этого витамина.
Вероятно, эти явления обусловлены деполимернзацией и гидролнзом хондроитинсульфата, входящего в состав хряща (гл. 38). Аскорбиновая кислота (витамин С) также имеет существенное значение для нормального развития скелета. При недостаткеаскорбиновой кислоты мезенхимальные клетки не вырабатывают нормальный коллаген (гл. 38), что приводит к нарушениям процесса обызвествлення. Рост скелета задерживается в условиях любой недостаточности, в том числе я прн недостаточной налорийности пищи.
Однако только при недостатке Са, Р~ и витаминов А, 0 и С наблюдаются характерные поражения костей, отличные от наблюдаемых прн истощении. Локальные химические факторы, влияющие на процесс минералнзацин, изучены неполно. Костные клетки дышат и гликолизируют, постоянно образуя молочную кислоту.
Введение паратгормона увеличивает образование лактата, что может приводить к локальной демннерализапни вследствие понижения рН. По мере растворения кристаллов кости освобождается цитрат, который затем поступает в плазму крови. Эстрогены ингибнруют образование лактата, что согласуется с данными, свидетельствующими об увеличении плотности костей при длительном введении эстрогенов (см. ниже). Поскольку величина локального образования Н+ может влиять на минералнзацию и демннерализацию костей, было высказано предположение о возможном участии в этих процессах карбоангидразы, которая играет важную роль прн переносе или накоплении Н+ в некоторых органах, например почках (разд.
35.2.1.3) и желудке (разд. 34.10.2). Этот фермент имеется в клетках вторичной губчатой ткани метафиза. Введение ипгибиторов карбоангндразы пефрэктомярованным крысам вызывает гипокальцемню, ингнбирует гиперкальцемию, индуцнруемую паратгормоном (разд. 43.!.2.3), а также ннгибнрует гипокальцемическое действие кальцитонина (разд. 43.2.2.2).
Добавление ингнбнторов карбоангидразы к культуре костной ткани головы мышиных эмбрионов блокирует секрецию Са'+, нндуцируемую паратгормоном. Было высказано предположение, что наряду с цитратом и лактатом (см. выше) карбоангидраза, участвуя в процессе секреции Н+, может существенно влиять на приток Саэ+ в костные клетки и выход его из них.
В связи с этим следует отметить, что не наблюдается адекватной корреляции между интенсивностью образования этих двух кислот и размером наблюдаемой деминерализации Некоторые простагландины (гл. 19), например РЙЕь заметно ускоряют выход Са'+ из кости. Ингибиторы биосинтеза простагландинов, например ацетилсалициловая кислота, снимают этот эффект простагландинов (гл. 19).
Деминералнзация костей происходит также при введении кортнкостерондов (гл. 45) вследствие их ингибируюшего действия на синтез протеогликанов. 39.2.4. Роль паратгормона Паратгормон, гормон паращитовидных желез (гл. 43), играет важную роль в регуляции метаболизма Са и Рь Действительно, скорость секреции паратгормона обратно пропорциональна [Са'+1 в сыворотке.
Повышение [Са'+1 происходит в результате действия гормона на кишечник, кости и почки. Следовательно, система регуляции внеклеточной [Сат ) функционирует по принципу обратной связи. В гл. 43 рассмотрены состояния, возникающие при недостаточности паращитовидных желез, а также при введении избыточных количеств препарата паратгормона. Паратгормон ингибирует реабсорбцию Р; в почечных канальцах, что приводит к понижению [РД в плазме.
Введение гормона вызывает вначале деполимеризацию агрегатов протеогликанов в менее плотных частях костей, а затем наблюдается постепенное исчезновение кристаллической структуры и матрикса; при этом в плазме появляются кислые гликопротеиды. Эти наблюдения позволяют предположить, что метаболнческий эффект паратгормона в определенной мере опосредуется его действием на остеоциты, которые в свою очередь оказывают регулирующее влияние на структуру матрикса кости. Паратгормон активирует связанную с мембраной костных клеток аденилатцнклазу и увеличивает поступление Са'+ в зти клетки.
Увеличение внутриклеточной [Са~+1 в костных клетках приводит к следующим основным эффектам: 1) активации клеточных систем, участвующих в рассасывании кости; 2) ускорению превращения клеток-предшественников в остеобласты и остеокласты; 3) ингибированию синтеза коллагена остеобластами. 39.2.5. Роль кальцитонина В регуляции метаболизма Са и Р, участвует еще один гормон— кальцитонин (гл. 43). Его влияние на [Саэ+1 в сыворотке прямо противоположно действию паратгормона.
Кальцитонпн сти- 1б1о ИА ЖИЙКАЯ СРЕЛА ОРГАНИЗМА мулирует перенос Са и Р, из крови в кости, ускоряет отложение Сазь и ингибирует его выход из костей. Скорость секреции кальцитонина изменяется пропорционально [Саз+~ в сыворотке крови (гл. 43). Многие эффекты, наблюдаемые при действии кальцнтонина, могут быть объяснены понижением внутриклеточной [Сал+1. Первоначальный эффект дсйствия гормона проявляется в стимулировании выхода Са'+ из кости.
В то же время кальцитонин может блокировать рассасывание кости, вызванное паратгормоном или сАМР. Этн данные позволяют предположить, что кальцитоннн оназывает двоякое влияние на костные клетки. С одной стороны, он активирует кальциевый насос в плазматичесной мембране клеток, что способствует выходу Са'+ из клетки. С другой стороны, гормон прямым нли косвенным образом стимулирует поглощение Сал+ митохондриямн. В итоге оба воздействия приводят и снижению [Са'+1 в цитоплазме. Влияние иальцитонима в некоторой степени опосредуется также .почками; гормон ускоряет протекание в этой ткани конечной ста.дии превращения витамина О в 1.25-диаксихолекальциферол, активную форму витамина В, участвующую в метаболизме Сз. Таким образом, паратгормон, иальцнтонин и диакспхоленальциферал образуют гомеостатическнй механизм, осугдествляюший регуляцию метаболизма Са и Р,.
39.2.5Л. Кяруямяяя метаболизма кости Нарушения нормального метаболизма кости характеризуются либо избыточным, либо недостаточным образованием кости. Избыточное образование костной ткани встречается сравнительно редко; его можно вызвать экспериментально путем введения эстрогенов (гл. 44). Ненормальна толстые и плотные кости и обызвсствление черепа можно наблюдать при хроническом гипопарагиреаидизме и хронической тетанни. Усиленный рост костей происходит и при гипертрофическом огтеаартрите, относительно распространенном хроническом заболевании„ которое возникает преимущественно у людей старше сорока лет.
Нарушения метаболизма костной ткани, которые приводят к ес частичному рассасыванию, могут возникать вследствие нарушений в процессе мннерализацни костного матрикса (остеоллаляция) или неправильного образования матрикса (остеопороз). Остеопороз чаще всего .наблюдается после менопаузы, вероятно, в результате снижения эстрогенной активности (гл.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
