Главная страница

лекция по биохимии костной ткани. Метаболизм кальция и фосфата 39 Метаболизм кальция и фосфата


Скачать 129.5 Kb.
НазваниеМетаболизм кальция и фосфата 39 Метаболизм кальция и фосфата
Анкорлекция по биохимии костной ткани.doc
Дата28.09.2017
Размер129.5 Kb.
Формат файлаdoc
Имя файлалекция по биохимии костной ткани.doc
ТипДокументы
#12284
Каталог


Авторы: А. Уайт, Ф. Хендлер, Э. Смит, Р. Хилл, И. Леман O-75 Основы биохимии: В 3-х томах. Т. 3. Пер. с англ./Перевод Л. М. Гинодмана; Под ред. Ю. А. Овчинникова. — М.: Мир, 1981. —726 с. с ил.
Глава 39 КОСТЬ. МЕТАБОЛИЗМ КАЛЬЦИЯ и ФОСФАТА

39.1. Метаболизм кальция и фосфата

Хотя из общего количества 1—2 кг Са, содержащегося в орга­низме взрослого человека, 98% находится в составе скелета, ос-г тальная часть кальция выполняет различные важные функции, iне связанные с костной тканью. Во внутриклеточной жидкости [ [Са2+] равна приблизительно 20 мг/100 г ткани, а в крови его 'уровень колеблется от 9 до 11 мг/100 мл. Обмен Са2+ между вне-и внутриклеточной жидкостью через специфические мембраны ; клеток и внутриклеточных органелл регулируется двумя гормона-: ми — паратгормоном и кальцитонином (гл. 43) и 1,25-диоксихоле-; кальциферолом, продуктом метаболизма витамина D (гл. 43 и 51). Кроме того, в регуляции трансмембранного переноса Са2+ участ­вует специфическая Са2+-зазисимая АТРаза (гл. 11). : Среди наиболее важных функций Са2+ следует отметить его . участие в работе многих ферментных систем, в том числе систем, s, ответственных за сокращение мышц, в передаче нервного импуль-> са, в ответе мышц на нервное возбуждение, в системе свертыва­ния крови (гл. 29) и в модуляции активности гормонов, действие которых реализуется при участии аденилатциклазы (гл. 41). Рас­смотрение факторов, влияющих на скорость обмена Са2+ между внутри- и внеклеточным компартментами, включая основной ре­зервуар этого элемента, а именно скелет, и является основной те-йой данной главы.

Обмен кальция тесно связан с обменом Pi; это касается их содержания в определенных пищевых продуктах, првцессов их метаболизма и экскреции из организма. Влияние гормонов на метаболизм кальция и фосфора рассмотрено в гл. 43.

39.1.1. Всасывание кальция в кишечнике

Основная часть Са2+ поступает в организм в виде фосфата кальция, поскольку именно в такой форме он содержится в пи-Щевых продуктах. Кальций встречается в природе также в виде карбоната, тартрата, оксалата и вместе с магнием в виде чрез­вычайно малорастворимой соли фитиновой кислоты [эфир фосфорной кислоты (шесть остатков) и инозита], которая содержитш
в хлебных злаках. ^1

При рассмотрении вопроса о потребности организма в кальции
главной проблемой является ограниченное всасывание Са2+|1
кишечнике, обусловленное в основном нерастворимостью больший
ства солей Са2+. Более того, плохая растворимость солей Ca*jj
может приводить в организме к обызвествлению стенок кровенЫЙ
ных сосудов (при атероматозе), к образованию камней в желчной
пузыре, в почечной лоханке или канальцах. В порядке возрастании
растворимости три формы фосфата кальция образуют следующий
ряд: Ca3(P04h, СаНРО4 и Са(Н2РО4)2. При рН, преобладающее
в желудке, фосфаты кальция легко растворяются; при рН двенад!
цатиперстной кишки Са2+ находится в основном в виде СаНРСЯ
и Са(Н2РО4)2. I

Всасывание Са2+ происходит главным образом в проксималш
ных участках тонкого кишечника и уменьшается в дистальньш
участках. У взрослых всасывается менее половины общего коли!
чества кальция, поступающего с пищей. Доля усваиваемого калщ
ция выше у растущего детского организма, а также при беремеет
ности и лактации (она снижается с возрастом). Я

Всасывание Са2+ уменьшается при недостатке витамина Щ
введение витамина увеличивает всасывание, однако не сразу, щ
через несколько часов. Эта задержка во времени обусловлена ней
обходимостью образования из витамина D его биологически ак!
тивной формы— 1,25-диоксихолекальциферола, которое происходи^
в печени и почках путем последовательного гидроксилированши
(гл. 51). Диоксипроизводное стимулирует образование в кишечники
Са2+-связывающего белка (гл. 51), который вместе с Са2+-завиаш
■ мой АТРазой участвует в транспорте иона. ."Jj

Всасывание Са2+ ингибируегся большими концентрациями фщя
тата из некоторых злаков. В слизистой оболочке подвздошной киши
ки обнаружена небольшая активность фитазы, катализирующ«Д
гидролиз фитата. Фитат, не подвергшийся гидролизу, так же кап
и жирные кислоты, предотвращает всасывание эквивалентно™
количества Са2+. При стеаторрее, вызванной закупоркой желчныИ
протоков, тропическом поносе (спру) или воспалении подвздошной!
кишки образуются нерастворимые кальциевые соли, которые выво||
дятся с фекалиями. Ш

39.1.1.1. Регуляция концентрации кальция в плазме

Общее количество кальция в человеческой плазме в норм*Ц колеблется от 9 до 11 мг на 100 мл (от 2,2 до 2,8 мМ); кальция находится в плазме крови в двух основных формах. КонцентращИИ ионов кальция (форма, в которой кальций физиологически актЩ| вен) составляет от 1,1 до J,4 мМ; Са2+ может проходить через полупроницаемые мембраны. Другая форма — это неионный каль­ций; в этой форме кальций не способен проникать через полупро­ницаемые мембраны. Эта форма представлена главным образом! Са2+, связанным с белками плазмы крови, в частности с альбу­мином. Количество этой фракции является функцией концентрации, суммарного белка в плазме; плазма с низким содержанием белка содержит также и мало кальция. Доля Са2+, связанного с белками* возрастает с увеличением рН. Содержание Са2+ можно определить-по биологическому тесту на сердце лягушки или черепахи; частота, сокращений сердца оказывается пропорциональной [Са2+] в среде. Для клинических целей оценку содержания Са2+ можно получить,, используя данные о концентрации суммарного кальция и суммар­ного белка с помощью эмпирической формулы

%Са, связанного с белком = 8 [альбумин] + 2 [глобулин] + 3

в которой содержание альбумина и глобулина выражено в грам­мах на 100 мл. Доля концентрации ионов кальция составляег обычно около 50% его общей концентрации.

Поддержание нормальной нейромышечной возбудимости в зна­чительной мере зависит от [Са2+], являющейся одним из факторов-отношения

[К+1 + [Na+] [Са*+] + [Mg2+] + [Н+]

Это отношение позволяет судить только о направлении изменений: возбудимости, вызванных сдвигами концентраций рассматривае­мых ионов. Значительное уменьшение [Са2+] вызывает судороги, в то время как увеличение ее может привести к дыхательной или" сердечной недостаточности.

[Са2+] в плазме регулируется комплексным механизмом; компо­ненты этого механизма: 1) скелет — резервуар кальция, откуда: Са может извлекаться и в котором избыток его может отклады­ваться; 2) почки; 3) экскреция Са2+ с желчью (через кишечник);, 4) два гормона — паратгормон и кальцитонин (гл. 43), секреция-которых определяется [Са2+] в плазме, и 5) 1,25-диоксихолекаль-циферол.

Между [Pi] и [Са2+] в сыворотке обычно наблюдается обрат­ная зависимость: когда [Pi] снижена, повышена [Са2+], и наобо­рот; такого рода зависимости и следовало бы ожидать, если бы сыворотка крови вела себя как жидкая фаза насыщенного раст­вора. Однако концентрация обоих ионов может повышаться при-гиперпаратиреоидизме, а при детском рахите — понижаться. Таким образом, не всегда соблюдается простая зависимость между [Р{] и [Са2+], определяемая произведением растворимости; концентра-Пия этих ионов находится под контролем клеток.

- В норме Са2+ выводится из организма в основном через киш<е^^ «ый тракт. Даже при бескальциевой диете продолжается выве|$вм Лие Са2+ с калом. Этот кальций входит в состав различных пий$й верительных секретов, главным образом желчи; количество выд^ -Ляемого Са2+ зависит от его концентрации в плазме крови. В HojhW1! .ме почки экскретируют мало Са2+. Однако хроническая гиперкал&*, демия может сопровождаться повышением содержания Са2+ #, моче, что приводит к образованию почечных камней. У здоровый j .людей 99% Са2+, профильтрованного через почечные йлубочкиуЧ реабсорбируется даже в условиях искусственно повышенной koiP": центрации кальция в плазме крови. Однако при некоторых пате-*; логических состояниях, когда происходит рассасывание минераль^ \ ного остова кости, доля реабсорбированного Са2+ снижается. Костив' выполняют роль резервуара кальция при функционировании ме­ханизма гомеостаза. В условиях, которые в отсутствие компенса-щии могут сопровождаться гипокальцемией, Са2+ поступает из^; .костей. И наоборот, откладывание избытка Са2+ в скелете может,( ) предотвратить гиперкальцемию. Каким образом это достигается,, мы обсудим «иже.

-39.1.2. Метаболизм фосфата

Фосфат в большом количестве широко распространен в живой природе. Недостаток фосфата в пище исключается, если она при­нимается в количестве, достаточном для удовлетворения потреб­ностей организма в отношении калорийности и количества белка/ Во взрослом организме содержится приблизительно 1 кг фосфора, причем из «их около 85% входит в состав скелета. Фосфат посту­пает в основном в виде либо Pi, либо органического фосфата, к#-торый в пищеварительном тракте освобождается в форме Рк В желудке Pi практически не всасывается; но на протяжении :всего тонкого кишечника происходит его интенсивное всасывание (от 70 до 90% поступающего с пищей фосфора). Известно, что со скоростью, сравнимой с транспортом Рь происходит только обмен •фосфата АТР, однако доказательств его участия в процессе траяс-лорта не получено.

В плазме большая часть Pi присутствует в виде ортофосфатов, -причем [НРО*

] и [Н2РОГ] находятся в отношении приблизитель­но 4:1. Весь Pi плазмы способен проникать через полупроницае-1 мые мембраны и фильтруется в почечных клубочках. Концентрация неорганического PPi в плазме колеблется от 1 до 10 мкМ. В плазме^ в небольшом количестве содержатся также гексозофосфаты, трио-' зофосфаты и т. д. Pi в плазме составляет в норме у детей 4— 5 мг Р/100 мл, а у взрослых —3,5—4 мг Р/100 мл. Эта концент­рация поддерживается гомеостатическим механизмом. Так же как ш в случае регуляции концентрации Са2+, скелет служит резервуаром Pi, из которого Pi может поступать в плазму при снижении в ней [Pi] или, наоборот, в котором может откладываться Pi, если концентрация его в сыворотке повысится. Экскреция Pt осуществ­ляется главным образом почками.

ГОУВПО УГМА Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию

кафедра биохимии

Утверждаю

Зав. каф. проф., д.м.н.

Мещанинов В.Н.

_____‘’_____________2008 г
ЛЕКЦИЯ №
Тема: Биохимия костной ткани

Факультеты: стоматологический.

2 курс.
В организме человека выделяют несколько различных видов костей: трубча­тые кости, губчатые и т. п.

Как и любая ткань, костная ткань состоит из клеток и межклеточного матрикса.
КЛЕТКИ КОСТНОЙ ТКАНИ

Основные клетками костной ткани являются остеокласты, остеобласты, которые являются разновидностью фибробластов (клетки мезенхимального происхождения).
МЕЖКЛЕТОЧНЫЙ МАТРИКС

В состав межклеточного матрикса костной ткани входят органические и неорганические вещества. Неорганический компонент составляет только около ¼ объе­ма кости; остальную часть занимает органический компонент. При этом на долю неорганического компонента при­ходится больше половины массы кости.

Органический компонент костной ткани состоит в основном (90—95%) из коллагеновых волокон (коллаген 1 типа), незначительного количества протеогликанов, ГАГ (аморфное вещество) и неколлагеновых структурных белков (фибронектин, ламинин, тенасцин, остеонектин и др.).

Минеральный компонент костной ткани – состоит глав­ным образом из гидроксиапатита (приблизительный состав Са10(РО4)6(ОН)2), кроме того, он включает фосфаты кальция (Са3(РО4)2), магния (Mg3(РО4)2), карбонаты, фториды, гидроксиды, цитраты (1%) и т.д. В состав костей входит большая часть Mg2+, около четверти Na+ и небольшая часть К+, содержа­щихся в организме.

Ионы Na+ адсорбируются на поверхности кристаллов. В растущую кристал­лическую решетку гидроксиапатита могут внедряться ионы тяжелых металлов: свинец, радий, уран и тяжелые элементы, образующиеся при рас­паде урана, например стронций.
Кри­сталлы гидроксиапатита имеют форму пластинок или палочек толщиной около 8-15Å, шириной 20-40Å, длиной 200-400Å, их удельная мас­са 3,0. В кристаллической решетке гидроксиапатита Са2+ может замещаться другими двухвалентными катионами. Анионы, отличные от фосфата и гидроксила, либо адсорбируются на большой поверхности, образуемой малень­кими кристаллами либо растворяются в гидратной оболочке кри­сталлической решетки.

Между собой кри­сталлы гидроксиапатита через Са2+ связываются небольшим белком (49 АК), который содержит 3 остатка γ-карбоксиглутаминовой кисло­ты. В синтезе этого белка участвует витамин К, он обеспечивает карбоксилирование глутаминовой кислоты.

Вследствие кристаллической структуры образованной органическими и неорганическими компонентами модуль упругости кости сходен с бетоном.

Структура и формирование кости

Первично синтез костной ткани начинается с образования хряща, в котором органический компонент затем частично замещается минеральным.

Синтез органических компонентов хрящевой ткани осуществляется фибробластами и остеобластами. Они синтезируются и выделяются в межклеточный матрикс молекулы тропоколлагена 1, протеогликаны и гликозаминогликаны. В межклеточном матриксе молекулы тропоколлагена 1 последовательно формируют микрофибриллы, затем фибриллы, которые созревают и агрегируются в коллагеновые волокна. В фибриллах молекулы тропоколлагена располагаются со смещением на ¼.

Протеогликаны связываясь с коллагеновыми волокнами в белок-полисахаридные комплексы, повышают их растяжимость и степень набухания.



Расположение тропоколлагеновых молекул

Знаки ► и О указывают соответственно С- и N-концы отдельных молекул тро­поколлагена. Ступенчатое расположение моле­кул тропоколлагена в нормальной фибрилле коллагена; начало каждой молекулы тропоколлагена смещено приблизительно на 1/4 ее длины относительно сосед­них молекул.

Для превращения хрящевой ткани в костную, остеобласты, богатые щелочной фосфатазой, разрушают органические фосфоросодержащие соединения вызывая локальное повышение концентрации РО43-. В результате происходит «пересышение» среды минеральными компонентами.

Особенностью строения коллагеновых волокон заключается в том что, между концом одной молекулы тропоколлагена и началом другой имеется небольшое пространство. Это пространство является центром нуклеации - в нем минеральные компоненты пересыщенной среды образуют кристаллы гидроксиаппатита. Со временем кристаллы гидроксиапатита сами становятся цент­рами нуклеации для отложения новых кристаллов в пространстве между коллагеновыми волокнами.

В зоне кальцификации под действием лизосомальных протеиназ клеток кости происходит гидролиз белок-полисахаридных комплексов. Образующиеся полости заполняются растущими кристаллами гидроксиаппатита, в результате кристаллы «вытесняют» протеогликаны, а с ними и воду. Зрелая костная ткань сильно обезвожена (10%); коллаген в ней составляет 20% по массе и 40% по объему; остальное приходится на долю минеральной части. Эта структура пронизана выстланными клетками гаверсовыми каналами, по которым проходят крове­носные сосуды.

Образующиеся компоненты костной ткани со временем разрушаются остеокластами и заново восстанавливаются остеобластами. В норме полная смена костной ткани происходит в течение 10 лет. Активность остеобластов и остеокластов обеспечивает постоянство состава кости.
ФункциИ костной ткани

Кость является лабильным резервуаром Na+. При ацидозе Na+ по­ступает в межклеточную жидкость, а при алкалозе и избыточном: приеме с пищей он аккумулируется в кости.

Факторы, влияющие на метаболизм костей
В молодом организме при недостатке витамина D развивается рахит.

Высокие дозы холекальциферола стимулируют остеолиз костей и увеличение Са2+ в сыворотке крови.

Дефицит витамина А вызывает раннюю остановку роста костей, что может вызвать повреждение растущих тканей (например, остановка роста костей позвоночника приводит к сдавливанию растущих нервных корешков спин­ного мозга и ведет к нарушению функционирования иннервируемых ими органов и тканей).

Избыток витамина А вызывает развитие множе­ственных переломов длинных костей их деформацию костей (обусловлено деполимеризацией и гидролизом хондроитинсульфата).
Аскорбиновая кислота (витамин С) необходима для образования коллагеновых волокон с высокой механической прочностью.

При недостатке аскор­биновой кислоты нарушениям процесса обызвествления в костной ткани.

Рост скелета задерживается в условиях любой недостаточности, в том числе и при недостаточной калорийности пищи. Однако только при недостатке Са, Pi и витаминов A, D и С наблюдаются характерные поражения костей, отличные от на­блюдаемых при истощении.
Локальные химические факторы, влия­ющие на процесс минерализации, изучены неполно. Костные клетки дышат и гликолизируют, постоянно образуя молочную кислоту. Введение паратгормона увеличивает образование лактата, что может приводить к локальной деминерализации вследствие пони­жения рН. По мере растворения кристаллов кости освобождается цитрат, который затем поступает в плазму крови. Эстрогены инги-бируют 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 минерализацию и деминерализацию костей, было высказано
предположение о возможном участии в этих процессах карбоангид-
разы, которая играет важную роль при переносе или накоплении
Н+ в некоторых органах, например почках (разд. 35.2.1.3) и же­
лудке (разд. 34.10.2). Этот фермент имеется в клетках вторичной
губчатой ткани метафиза. Введение ингибиторов карбоангидразы
нефрэктомированным крысам вызывает гипокальцемию, ингиби-
рует гиперкальцемию, индуцируемую паратгормоном

(разд. 43.1.2.3), а также ингибирует гипокальцемическое действие кальцитонина (разд. 43.2.2.2). Добавление ингибиторов карбоан­гидразы к культуре костной ткани головы мышиных эмбрионов блокирует секрецию Са2+, индуцируемую паратгормоном. Было высказано предположение, что наряду с цитратом и лактатом (см. выше) карбоангидраза, участвуя в процессе секреции Н+, может существенно влиять на приток Са2+ 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 PGEi, заметно ускоряют выход Са2+ из кости. Ингибиторы биосинтеза простаглан-динов, например ацетилсалициловая кислота, снимают этот эффект простагландинов (гл. 19). Деминерализация костей происходит также при введении кортикостероидов (гл. 45) вследствие их ингибирующего действия на синтез протеогликанов.

39.2.4. Роль паратгормона

Паратгормон, гормон паращитовидных желез (гл. 43), играет важную роль в регуляции метаболизма Са и Pi. Действительно, скорость секреции паратгормона обратно пропорциональна [Са2+] в сыворотке. Повышение [Са2+] происходит в результате действия гормона на кишечник, кости и почки. Следовательно, система ре­гуляции внеклеточной [Са2+] 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 Pi в почечных канальцах, что приводит к понижению [PJ 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 метаболический 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 аденилатциклазу и увеличивает поступление Са2+ в эти клетки. Увеличение внутриклеточной [Са2+] 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) инги-бированию синтеза коллагена остеобластами.

39.2.5. Роль кальцитонина "

В регуляции метаболизма Са и Pi участвует еще один гормон— кальцитонин (гл. 43). Его влияние на [Са2+] в сыворотке прямо противоположно действию паратгормона. Кальцитонин стимулирует перенос Са и Pi из крови в кости, ускоряет отложение Са2+ и ингибирует его выход из костей. Скорость секреции каль­цитонина изменяется пропорционально [Са2+] в сыворотке крови (гл.43).

Многие эффекты, наблюдаемые при действии кальцитонина, мо­гут быть объяснены понижением внутриклеточной [Са2+], Перво­начальный эффект действия гормона проявляется в стимулирова­нии выхода Са2+ из кости. В то же время кальцитонин может блокировать рассасывание кости, вызванное паратгормоном или «сАМР. Эти данные позволяют предположить, что кальцитонин 'Оказывает двоякое влияние на костные клетки^ С одной стороны, он активирует кальциевый насос в плазматической мембране кле­ток, что способствует выходу Са2+ из клетки. С другой стороны, гормон прямым или косвенным образом стимулирует поглощение Са2+ митохондриями. В итоге оба воздействия приводят к сниже­нию {Са2+] в цитоплазме.

Влияние кальцитонина в некоторой степени опосредуется также эгочками; гормон ускоряет протекание в этой ткани конечной ста­дии превращения витамина D в 1,25-диоксихолекальциферол, ак­тивную форму витамина D, участвующую в метаболизме Са.

Таким образом, паратгормон, кальцитонин и диоксихолекаль-циферол образуют гомеостатический механизм, осуществляющий регуляцию метаболизма Са и Pi.

39.2.5.1. Нарушения 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). Ненормально толстые и плотные кости и обызвествление черепа можно наблюдать при хроническом гипо-паратиреоидизме и хронической тетании. Усиленный рост костей происходит и при гипертрофическом остеоартрите, относительно распространенном хроническом заболевании, которое возникает преимущественно у людей старше сорока лет.

Нарушения метаболизма костной ткани, которые приводят к ее частичному рассасыванию, могут возникать вследствие нарушений в,процессе минерализации костного матрикса (остеомаляция) или неправильного образования матрикса (остеопороз). Остеопороз чаще всего наблюдается после менопаузы, вероятно, в результате снижения, эстрогенной активности (гл. 44). Недостаток аскорби­новой кислоты и плохое питание также могут вызвать остеопороз, так как при этом нарушается образование коллагена в остеобла­стах. Гиперпаратиреоидизм стимулирует активность остеокластов; при этом поражение костей оказывается неравномерным — оно проявляется в образовании полостей в некоторых костях, это со­стояние называют фиброзным оститом.

Остеомаляция и хрупкость костей развиваются при длительной неподвижности. Иммобилизация конечности приводит к быстрому развитию отрицательного баланса Са в ее костной ткани; длитель­ный постельный режим без упражнений вызывает такой же эффект во всем скелете; механизм этого явления не выяснен.

Гипофосфатазия — сравнительно редкое наследственное хрони­ческое заболевание неизвестной этиологии, встречающееся преи­мущественно у детей; у них наблюдается недостаточное развитие костей; гистологические изменения подобны тем, которые характер­ны для рахита. Заболевание протекает на фоне низкого уровня активности щелочной фосфатазы в сыворотке и тканях.

39.2.5.2. Обызвествление мягких тканей

Патологическое отложение Са может происходить в различных тканях. -Ярким примером метастатического окостенения является оссифицирующий миозит. В коже, сухожилиях, связках и клапанах сердца такое обызвествление происходит в области коллагеновых волокон, а во внутренней оболочке крупных сосудов, например аорты, в зоне эластиновых волокон.

39.3. Зубы

Зуб состоит из трех слоев кальцифицированной ткани. Полость зуба заполнена пульпой; в ней находятся кровеносные, сосуды и нервные окончания; пульпа окружена дентином, основной кальци-фицированной тканью. На выступающей части зуба дентин покрыт эмалью; погруженные в челюсть корни зуба покрыты цементом. По составу цемент сходен с трубчатой костью. Дентин является твердым, плотным образованием; он почти на 75% состоит из ми­нералов. Еще тверже и плотнее эмаль; в ней на долю минералов приходится около 98%. Органический матрикс дентина и цемента сходен с матриксом кости. Фибриллярный белок эмбриональной эмали очень богат пролином и содержит оксилизин (табл. 38.1). При формировании эмали сначала образуется белковый матрикс, который затем обызвествляется. В полностью сформировавшейся эмали белка практически не остается; она содержит лишь очень небольшое количество низкомолекулярных пептидов, почти не со­держащих пролина и аксипролина. Кристаллы гидроксиапатита в эмали гораздо крупнее, чем в дентине, цементе или костях. Как показал анализ, в эмали меньше Mg2+, COjj", Na+ и ряда других неорганических ионов, чем в дентине. Введенный 32Р| обменивается с Pi зуба. Обновление Pi в дентине происходит приблизительно в 6 раз медленнее, чем в длинных костях, но в 15—20 раз быстрее, чем в эмали. Такой сравнительно медленный обмен минеральных компонентов зуба согласуется с их стабильностью в условиях, по­тенциально благоприятных для декальцификации, например при беременности и недостатке витамина D.

39.3.1. Фтор и кариес

Первые сведения о связи между фтором и состоянием зубов 'были получены при эпидемиологическом исследовании этиологии .заболевания, получившего название пятнистой эмали. Оно начина­ется с появления тусклых меловых пятен, неравномерно рассеян­ных по поверхности зуба; далее на этих местах появляются углуб-. ления, которые иногда окрашены в желтый или темно-коричневый цвет. Обызвествление зуба при этом нарушается, а цементирующее вещество может отсутствовать. Заболевание наблюдается только у людей, употребляющих воду, в которой содержится избыток «фтора (1,5 мг/л), на протяжении всего периода развития зубов. С другой стороны, кариес зубов очень редко возникает у- людей, потребляющих питьевую воду, содержащую не менее 0,9 мг/л фто­ра. Обогащение водопроводной воды фтором до концентрации 1,0 мг/л привело к значительному снижению возникновения карие­са у населения. После того как формирование зубов полностью за­кончилось, фтор уже не влияет на возникновение кариеса. Меха­низм действия фтора невыяснен. Поскольку используемые количе­ства фтора слишком малы, чтобы тормозить бактериальный рост, то, следовательно, он каким-то образом усиливает способность зу­бов противостоять влиянию кариогенных факторов.
перейти в каталог файлов
связь с админом