Состав и структура костной ткани.Гидроксиаппатит.Реакции мезоморфного замещения,стадии процесса

3.Состав и структура костной ткани.Гидроксиаппатит.Реакции мезоморфного замещения,стадии процесса

Кость состоит из трех основных частей:

1) живые клетки (остеобласты, остеокласты и остеоциты);

2) неживые органические вещества (коллаген, мукополисахариды);

3) неживые неорганические кристаллы (карбонатзамещенный гидроксиапатит).

Остеобласты – это молодые клетки, образующие костную ткань. В них содержится большое количество рибонуклеиновой кислоты и щелочной фосфатазы. Остеобластов в растущей кости очень много, так например, у взрослого человека, когда рост костей закончен, эти клетки встречаются только в участках восстановления костной ткани (например, при переломах и трещинах костей)

Остеоциты – зрелые многоотростчатые клетки, вырабатывающие межклеточное вещество и обычно замурованные в нем. Если появляется необходимость в структурных изменениях костей, остеобласты активизируются, быстро дифференцируются и превращаются в остеоциты.

Кроме вышеназванных клеток, в костной ткани находятся также остеокласты – гигантские многоядерные клетки, появляющиеся в местах рассасывания костных структур. Их функция заключается в удалении продуктов распада кости и лизисе минерализованных структур. Характерной особенностью остеокласта является появление некой функциональной зоны – «гофрированного края» при активизации этих клеток. Гофрированный край представляет собой спирально-скрученную мембрану клетки с множественными цитоплазматическими складками, который обращѐн в сторону развивающегося процесса резорбции, и является местом активного окисления тканей

Органические компоненты костной ткани преимущественно состоят из коллагена (90–95 %), который, являясь структурообразующим протеиновым элементом костной ткани, участвует в образовании формы кости и обеспечивает еѐ прочность при растяжении. В небольших количествах в органическом костном матриксе содержатся неколлагеновые белки – гликопротеины, сиалопротеины, альбумины, а также мукополисахариды, гликоген, органические кислоты, липиды. Эти протеины оказывают воздействие на рост и пролиферацию (разрастание) минеральных кристаллов.

Костный минерал состоит главным образом из различных форм фосфатов кальция, кроме того включает карбонаты, фториды, гидроксиды и цитраты. Минералы поступают в кость из плазмы крови и, в конечном счѐте, из питательных веществ. Фосфаты кальция представлены в виде закристаллизованного или частично закристаллизованного гидроксиапатита и аморфного фосфата кальция (АФК, Ca3(PO4)2). Основная химическая формула кристалла гидроксиапатита Ca5(PO4)3OH (Ca10(PO4)6(OH)2).

Гидроксиапатит по своим структурным характеристикам, относится к большому классу минералов – апатитам, имеющим общий состав M10(ZO4)6X2, где М – 1-3-зарядные катионы (K + , Ca2+ , Sr2+ , Ba2+ , Pb2+ , Na+ , Mn2+ , Mg2+ , Th3+ , Ni2+ и др.); ZO4 – 1-4-зарядные анионы (PO4 3 ‾, SiO4 4 ‾, CO3 2 ‾, AsO4 3 ‾, SO4 2 ‾,VO4 3 ‾ и др. ); Х – 1-2-зарядные анионы (F‾, Cl‾, OH‾, O 2 ‾, CO3 2 ‾ и др.). Вместо указанных катионов в структуру апатита могут входить также редкоземельные элементы и до половины всех элементов Периодической Системы Д.И. Менделеева, хотя большинство из них замещают основные лишь в следовых концентрациях.

Изоморфизм - это способность атомов, ионов или молекул замещать друг друга в кристаллических структурах.