Остеокальцин (ОК ) – основной НКБ кости, включенный в связывание кальция и ГАП,

маркер метаболизма костной ткани.

Синтезируется остеобластами. ММ 5800 Да.

Состоит из 49 аминокислот, из них 3 аминокислоты- γ–карбокси–ГЛУ Прочно связан с ГАП и участвует в регуляции роста кристаллов за счёт связывания Са2+ в костях.

При синтезе часть остеокальцина попадает в кровоток:

1)в крови отражает активность остеобластов,

2)индикатор усиления патологических изменений костей.

Карбоксилирование ГЛУ в остеокальцине. Образование γ-карбокси-ГЛУ.

Фермент: карбоксилаза (НАДФН2, витамин К, СО2, О2)

Значение реакции: связывая Са2+, снижает его концентрацию, предупреждает

избыточную минерализацию костной ткани.

Маркирует участки кости, которые должны подвергаться резорбции.

Его присутствие в участке кости способствует хемотаксису остеокластов.

Дефицит витамина К нарушает остеосинтез (приводит к развитию остеопороза!)

Gla-протеин (костный глутаминовый белок, (MGP)

В кости его продукция стимулируется витамином D3. Является кальций-связывающим белком, участвует в организации костной ткани.

Строение: содержит 5 остатков γ–карбокси-ГЛУ (витамин-К-зависимый процесс)

Функции:

-активирует остеокласты,

-снижает минерализацию,

-связывает Са2+ и фосфаты.

Фосфолипиды (ФЛ)

Синтезируются и экскретируются в матрикс остеобластами.

Находящиеся в ФЛ фосфаты и карбоксильные группы способны присоединять Са2+.

ФЛ играют ведущую роль в процессах

минерализации!

Для синтеза ФЛ необходимы липотропные факторы:

ПНЖК (С18:2, С18:3, С20:4)

Метионин, серин, холин Витамины В6, В9, В12

Углеводы

Содержание гликогена, а также соотношение аэробного окисления глюкозы и анаэробного гликолиза зависит от возраста клеток.

Клетки	Содержание гликогена	Доля гликолиза
Молодые остеобласты	20 мг %	60%
Остеоциты	0%	100%

Энергия гликолиза (образование АТФ) используется в ходе минерализации костной ткани.

Наличие гликогена в клетке – главное условие оссификации!

Разрушение гликогена ферментом амилазой в хрящевой ткани лишает хрящ

возможности минерализации.

Цитрат (лимонная кислота)

Костная ткань – депо цитрата	в
организме (90%).
Концентрация цитрата в кости	в 20 раз
больше, чем в печени.
Образуется остеобластами	в реакциях
цикла Кребса.

Функции цитрата:

1. образует растворимые и нерастворимые соли Са2+

2. транспорт Са2+ в направлении: Кровь Кость Кровь Дентин

Костная ткань постоянно обновляется (ремоделируется).

Процесс обновления заключается:

-в относительно быстрой резорбции (2-3 недели); -сравнительно медленном костеобразовании (2-3 месяца).

Оба этапа тесно связаны между собой по времени и месту реакций. Процессы контролируются гормонами и цитокинами.

Ремоделирование не сопровождается изменением структуры скелета, происходит лишь замена отдельного участка старой кости на новую.

Обновление кости способствует сохранению её механических свойств.

Ремоделированию подвергается 2-10 % кости/год.

Ремоделирование костной ткани зависит от возраста :Дети: костеобразование идет быстрее резорбции.

Средний возраст: процессы идут с одинаковой скоростью

(ежегодно обновляются 5-10% скелета).

После 40 лет: скорость костеобразования снижается,

уменьшается масса костной ткани, развивается остеопороз.

Резорбция (разрушение) костной ткани.

Резорбция осуществляется остеокластами. Процесс запускается паратгормоном. Активированные остеокласты являются фагоцитами для кости!

Пусковой механизм резорбции:

1.снижение оксигенации ткани;

2.активация анаэробного гликолиза;

3.накопление лактата;

4.развитие ацидоза (рН 3,5-4,0).

5.повышается активность карбоангидразы:

Н+(рН 3,5-4,0)

СО2+Н2О Н2СО

НСО3

Механизмы костного ремоделирования. Резорбция (разрушение) костной ткани.

Остеокласт создает на поверхности мембраны «щеточную каемку», обращенную к резорбируемой поверхности.

Ацидоз (рН 3,5-4), повышает проницаемость мембран лизосом

и высвобождает ферменты, разрушающие матрикс:

коллагеназы, гликозидазы, сульфатазы, кислые фосфатазы.

Кислая среда способствует вымыванию Са2+ из ГАП в кровь, образуются растворимые соли (цитрат Са, лактат Са).

Резорбция длится ~ 2-3 недели. Затем остеокласты разрушаются путем апоптоза (при недостатке эстрогенов процесс задерживается).