В.Л. Быков - Цитология и общая гистология (1135296), страница 78
Текст из файла (страница 78)
При этом отмечаются выраженные различия, связанные с полом и возрастом. Так, у молодых женшин потеря коспюй ткани происходит с такой же скоростью, как н у ьзужчин (0.4% массы костной ткани в п>д), а после менопаузы резко ускоряется (1% в год). К старости у мужчин теряется 5-15% кортикальной кости и 15-45% трабекулярной, а у женщин - 25-30% - 385- ч! - 386- - 387- и 35-50%, соответственно. Кости при этом становятся ломкими, легко деформируются. Особешш опасно разрежение костной ткани и позвонках, предплечьи и в шейке бедра, ше оно достигает 40-60% (что прелраспслагает к частым переломам).
Скорость потери костгюй ткани увеличивается при курении, злоупотребленни алкоголем, неправильной диете, сидячем образе жизни. Остеопороз - избыточная поверя костнои ткани (по опюшению к нормальному показателю возрастной группы), при которой данный объем кости содержит меньшую массу костной ткани). Остеопороз является самым распространенным обменным заболеванием костной системы, поражающим преимущественно пожилых людей, в особенности, жешциы. По разным данным, он выявляется у 30-80% людей и возрасте 70-80 лет.
В мире им поражено более 100 млн. человек; только в США от него страдает около 20 млн. жеышиы. фаюпоры, способствующие развитию огтеовороза, включают сниженные нагрузки, гормональные и связанные с пимы обменные нарушения, воздействие вредных веществ. Снижение нагрузок нв кости при иммобилизации вызывает уменьшение массы костной ткани на 10-20% за 3-6 нед., часто с неполным восстаыовлением в течение многих месяпев. При длительном пребывании в постели потеря массы костной ткани достигает порядка 30% за 6 мес.
Продолжительные (более 2 мес.) космические полеты обусловливают потерю до 35%. которая может выявляться даже спустя 5 лет после полета. Гормональные и метаболические нарушения, вьоываюшие или усиливаюшые остеопороз. включают: гиперпаратиреоз, повышенную продукцию (или введение) кортикостероидов, гипертиреоз, снижение функции яичек (гыпогонадизм) и, в особенности, яичников (в частности, в постменопаузальном периоде остеопороз поражает 30-80% женшин).
Остеопороз возникает при недостаточном поступлении Са в организм, в том числе в связи с заболеваниями пищеварительного тракта, гнповитаминозом )). Лечение остеопороза представляет значительные трудности и стаит своей пелыо снижение скорости потери массы костной ткани, так как увеличения массы этой ткани обычно достичь ые удается. Для этого использ)лот калъцитонин.
анаболические стероиды, фторид натрия (у~.- истает резорбшпо костной ткани). бифосфонаты (индуцируют апоптоз остеокластов), у женщин - эстрогеиы, у мужчин - андрогеыы. Клеточные механизмы перестройки кости Функциями непрерывно асугцвствлявягой перестройки кости у взрослого человека служат: !) постоянное обновление структуры кости (осутествление ее физиологической регенерации) и ее приведение в соответствие с действующиии на кость нагрузками; 2) поддержание гомеостаза минеральных веществ в организме за счет постоянного отложения Са и других неорганических вешеств в костное депо и извлечения из него.
Перестройка кости обеспечивается сочетанием процессов ее разрушения и образаванигь которые осушеспииются астеокластами и остеобластами, соответственно. Совремеыные данные о клеточных механюмах процесса перестройки кости обобщены в теории сопряжениг функции остеокластов и остеобластав. Теория сопряжения функции остеокластов и осгеобпастов основана на представлении о координации деятельности этих клеток, которая обеспечивается благодаря тому, что остеобласты стимулируют дифференцировку и активность остеокластов. а остеокласпг, в свою очередь. индупируют деятельность остеобластов. Регуляпия такого сопряжения обеспечивается как непосредственным влиянием клеток этих двух типов друг на друга, так и через сложную систему контроля, опосредованную гормонами и факторами роста.
Перестройка ности - циклический процесс, который вкшочает четыре последовательно разииваюшиеся этапа (фазы) - (1) активацию, (2) резорбцию, (3) реверсию и (4) формирование, или остеогенез (рис. 12-18). 1. Фаза акпшвации характеризуется выходом клеток в небольшом участке костной ткани (в намечающейся зоне перестройки) из состояния покоя (в котором пребывают клетки на 80-95% поверхности кости), повышением их функциональной активности и диффереыцировкой. Предполагают, что ведущая роль в определении локализации этого участк принадлежит астеоцитаи (возможно, и астеобяастам), которые интегрируют разнообразные обшые н локальные механические и гуморальные сигналы и запускают мествьш процесс перестройки кости. Активация происходит в различных участках скелета примерно каждые 10 секунд и является каскадным пропессом, который включает: (в) активацию клеток, высгипвющих кость (покоящихся осгеоблвсгов), которые изменяют свою форму, становясь из плоских звездчатыми, смешавпся и обнажают небольшой участок костной поверхности - место последующего прикрепления остеокластов; (б) подготовку поверхности кости для деятельности осгеоклвсгов, которая осуществляется актнвированными клетками, выстилаюшимн кость, выделяющими ряд ферментов.
разрушающих органическую пленку (зндостальную мембрану), покрыааюшую кость и препятствукяцую прикреплению остеокластов; (в) активацию предшественников осгеокявсгов, которые под влиянием хемотаксических факторов, выделяемых неактивными остеобластами, и поверхностью кости после удаления эндостальной мембраны, лоприруют к участку перестройки, прикрепляются к нему и, сливаясь друг с другом, начинают дифференцироваться в зрелые остеокласты.
КгзК Рис. 12-18. Циклический процесс перестройки кости. В состоянии покоя (ПОК) гюверхость кости покрыта неактивными астеоблаатами (клетками, выстилаюшими кость - КВК). Фаза активации [ЯКТ) активация и смещение КВК на небольшом участке костной ткани с обнажением ее поверхности (стрелки). Предшественники остеокластав (ПОКЛ) мигрируют в участок перестройки, прикрепляются к нему и, сливаясь друг с другам, дифференцируютая в арелые остеокласты (ОКЛ).
В фазе резорбции (РЕЗ) костная ткань активно разрушается зрелыми ОКЛ с формированием разорбционноя лакуны [РЛ). В течение фазы реверсии (РЕВ) клетки типа макрофагов (МФ) гюдготавливают РЛ и способствуют привлечению остеобластов (ОБЛ). В начале фазы формирования (ФОРП происходит локальная дифференцировка ОБЛ, которые на более поздних сроках (ФОР2) заполняют РЛ остеоидом (ОИ) и далее подвергают его минерализации. 2. Фаза рвзорбции (от лат. шзогрбо - рассасывание) характеризуется высокой активностью пропессов разрушения костной ткани зрелыми остеокластами, которые образуют п[убокие резорбционные лакуны (Хауитит а), Резорбция включает начальую деминерализацию межклеточного вещества и последующее ферменпюе разрушение органического матрикса (см. выше) и продолжается около б нед.
3. Фаза рввврсии (от лат. геуеойо — обратный ход, возвращение) сравнительно краткий (1-2 нед,) период времени, который характеризуется переходом от процессов резорбции костной ткани к ее формированию и служит проявлением сопряжения деятельности остеокластов и остеобластов.
В течение этой фазы резорбционная лакуна подготавливается к последующему привлечению остеобластов и заполнению межклеточным веществом в результате их деятельности. Этот процесс осуществляется клетками типа макрофагов, которые замещают остеокласты (по мнению некоторых авторов, они могут образовываться в результате расщепления остеокластов). Укаэанные клетки сглаживают неровности на поверхности лакун и откладывыот на ней особое пементнруюшее вещество, которое способствует привлечению остеобластов.
4. Фаза формирования (вствогвнвза) начинается с локальной дифференцировки остеобластов из преостеойластов и их миграции в область резорйционной лакуны. Благодаря высокой синтетической и секреторной активности остеобластов лакуна постепенно заполггяется межклеточным веществом, которое начально образуется как органический матрш[с - остсоид (откладывается со скоростью до 2-3 мкм/суг.), а в дальнейшем спустя 5-15 суг. начинает минерализоваться (средняя продолжительность процесса - около 20 нед.). Впоследствии активные остеобласты утрачивают способность к секреции и мвнералвзации коспюго матрикса, уплощаются и превращаются в неактивные остеобласты (клетки, выстилающие кость). Индухция процессов образования костной ткани обеспечивается еще в течение фазы ее резорбции посредством механизма сопряжения, в основе которого, по-видимому, лежит действие на преостеобласты гцювуктов ферментнопт переваривания костного матрикса, в том числе ТФР)) и ряда других связанных с иим факторов роста.
Перестройка трабвкуллрнай кости происходит описанным выше путем и включает точно отрегулированную последовательность процессов разрушения костного матрикса, сменяющихся его образованием. Перестройка компактной кости осуществляется сходным образом, однако клетки, участвующие в этом пропессе, в определенных участках образуют особые специализированные группы„внутри которых - 389- одни из них разрушают, а другие - в дальнейшем образуют костную ~кань.