Kaulu veidošanās un rezorbcijas marķieri

Kaulu audi veido dinamisku kalciju, fosforu, magniju un citus savienojumus, kas nepieciešami, lai uzturētu homeostāzi minerālu vielmaiņā. Kauls sastāv no trim sastāvdaļām: šūnas, organiskas matricas un minerālvielas. Šūnu īpatsvars veido tikai 3% no kaulaudu skaita.

Kaulu audus veido osteoblasti. Galvenā funkcija osteoblastiem - sintēze no osteoīdu (matrica proteīns), kas sastāv par 90-95% no kolagēna, Mikopolisaharīdi un nelielos daudzumos non-kolagēna proteīniem (osteokalcīns, osteopontīna) un pēc tam mineralizēšana ar kalcija un fosfātu no ārpusšūnu šķidrumā. Osteoblastiem atrodas uz kaula virsmas un cieši sazinājās ar osteoīdu. Tie satur sārmainās fosfatāzes, epitēlijķermenīši hormonu receptorus ir un kalcitriola un spēj vairoties. Osteoblastus tiek ieskauj mineralizētiem organiskās matricas, tiek pārveidoti osteocytes (nobriedušu Neproliferējošās šūnas, kas atrodas dobumos starp slāņiem jaunveidotā kaula).

Kaulu audu rezorbciju veic osteoklasti. Izdalot proteolītiskos enzīmus un skābes fosfatāzes, osteoklasti izraisa kolagēna bojāšanos, hidroksiapatīta iznīcināšanu un minerālvielu izvadīšanu no matricas. Nesen izveidoti nedaudz mineralizēti kaulu audi (osteoīds) ir izturīgi pret osteoklastisko rezorbciju.

I tipa kolagēns - galvenā olbaltumviela, kas veido 90% no kaulu organiskās matricas. Tas tiek sintezēts kā prekursoru osteoblastiem - I tipa prokolagēna, kas ir liela molekula, kura satur karboksiaizsarggrupām un aminoterminal propeptides (N- un C-termināla propeptīds kolagēna I tipa). Šos propeptidus no pamatnes molekulas atdala specifiski peptīdāzes pēc procolagena izdalīšanās no šūnas.

Ne-kolagēna olbaltumvielu īpatsvars veido aptuveni 10% no kaulu organiskās matricas. Viņi dod kaulu matricai unikālu struktūru. No pareizā matrices olbaltumvielu attiecības, kuru sintēzi veic osteoblastiskās līnijas šūnas, lielā mērā ir atkarīga hidroksiapatīta nogulsne.

Bone mineral daļa sastāv no hidroksiapatīta [Ca ₁₀ (PO ₄ ) ₆ (OH) ₂ ], un amorfa kalcija fosfāta, kas tiek nekovalenti asociētā ar organiskās matricas proteīniem. Hidroksilapatīta kristālu orientāciju galvenokārt nosaka matrices kolagēna šķiedru orientācija.

Kaulu sistēmas dzīves pamatā ir divi savstarpēji saistīti un savstarpēji aizvietojošie procesi: jaunā kaula veidošanās process un iznīcināšanas process - vecā kaula rezorbcija. Parasti kaulu audu veidošanās un rezorbcija (kaulu remodelēšana) ir līdzsvarota.

Osteoklasti nepārtraukti rezorbē vecos kaulaudus, un osteoblasti veido jaunu osteoīdu sintēzes veidu (proteīnu matricu), ko pēc tam minerālizē no ekstracelulārā šķidruma ar kalciju un fosfātu. Šos šūnu kompleksus, kas piedalās vietējā rezorbcijas procesā un kaulu veidošanā, sauc par galvenajām daudzšūnu remodelēšanas vienībām.

Kaulu remodelēšanas vietņu traucējumi rodas tādēļ, ka mainās līdzsvars starp veidošanās procesu un rezorbcijas procesu pret pēdējo pārsvaru, kas izraisa kaulu zudumu. Kaulu zuduma intensitāte un smagums ir atkarīgs no "kaulu aprites" ātruma. Kaulu veidošanas procesu pārsvars un tā pastiprināta mineralizācija noved pie kaulu masas un blīvuma palielināšanās - osteosklerozes.

Lai apzīmētu kaulu zaudēšanas klīniskās, laboratorijas un radioloģiskās izpausmes, tiek izmantota kolektīva koncepcija - osteopēnija. Osteopenijas cēloņi ir osteoporozes, osteomalācijas, primārā hiperparatireozes, mielomas, mastocitozes, nieru osteodistrofijas gadījumi.

Kaulu audu masas palielināšanos un blīvumu sauc par osteosklerozi. Ja rodas osteosklerozs, organisko matricu pastiprināta veidošanās akcenti, kas pēc tam minerizē, kā rezultātā palielinās kaulu audu masa un palielinās tā blīvums. Osteosklerozi parasti novēro hroniskas nieru mazspējas vēlīnās stadijās.

Kaulu audu metabolisma marķieri (kaulaudu audzēju marķieri) ietver sārmainās fosfatāzes kaulu izoenzīmu, osteokalcīnu, C tipa terminālu propeptīdu I tipa kolagēnam.

Galvenie bioķīmiskie rādītāji, ko klīniskajā praksē izmanto kā kaulu resorbcijas kritērijus, ir kalcija izdalīšana ar urīnu, I tipa kolagēna N-termināla propeptīds, piridīna kolagēna saites.

[1], [2], [3], [4], [5], [6], [7]