Procesy przebudowy kości

Z tego artykułu dowiesz się:  Na czym polegają procesy przebudowy kości (obrót kostny), Jak jest funkcja procesu przebudowy kości, Na czym polega resorpcja kości, Jakie są funkcje komórek kości, Jak szybko następuje utrata komórek kości w starszym wieku

Kości zbudowane są z tzw. dynamicznej tkanki kostnej. W ciągu całego życia człowieka zachodzą w niej procesy ciągłej przebudowy wewnętrznej, na które składają się dwa przeciwstawne sobie procesy. Jednym z nich jest tworzenie nowych komórek kości , a drugim resorpcja kości. Procesy te nazywane są przebudową kości lub obrotem kostnym.

Główną funkcją wewnętrznej przebudowy kości jest utrzymanie odpowiedniej masy kostnej i zapewnienie równowagi wapniowo – fosforanowej w organizmie. Kolejną, niezwykle ważną funkcją obrotu kostnego jest usuwanie mikrouszkodzeń kości, regeneracja, czyli inaczej „wymiana” starych komórek kości na nowe, oraz  ciągła adaptacja kości do wywieranych na nią obciążeń mechanicznych.

Resorpcja kości polega na powolnym wchłanianiu składników mineralnych znajdujących się w kościach i prowadzi do stopniowej wymiany komórek kości lub ich zaniku. W wyniku tego procesu w zdrowym organizmie, resorpcji ulegają komórki, które np. w wyniku starzenia się utraciły właściwości biomechaniczne i możliwość regeneracji oraz utraciły zdolność do wymiany jonowej. Fizjologicznie, resorpcja jest procesem naturalnym, którego skutkiem jest odnowa i odbudowa tkanki kostnej.

Na czym polegają procesy przebudowy kości (obrót kostny)?

Cykl przebudowy kości

Metabolizm kości jest możliwy dzięki komórkom kości.

Resorpcja kości zachodzi za pomocą komórek kościogubnych- osteoklastów . Odwrotny proces – budowanie nowej tkanki kostnej zachodzi za pomocą komórek kościotwórczych – osteoblastów. Z pomocą przychodzą im dojrzałe komórki tkanki kostnej – osteocyty.

Dynamika resorpcji i kościotworzenia powinna się równoważyć zapewniając utrzymanie stałej masy kostnej, jej właściwą jakość oraz odporność na obciążenia.

Osteoblasty, czyli komórki kościotwórcze

Zadaniem osteoblastów jest produkcja niektórych składników macierzy pozakomórkowej tkanki kostnej, mi.in kolagenu typu I. Biorą również udział w procesie mineralizacji kości poprzez wytwarzanie białek: osteonektyny, osteokalcyny

Osteocyty, komórki dojrzałej tkanki kostnej

Osteocyty powstają z osteoblastów i są dojrzałymi komórkami tkanki kostnej. W uproszczeniu, są to osteoblasty otoczone pozakomórkową, zmineralizowaną macierzą kostną. Dzięki temu, że osteocyty są w bezpośrednim kontakcie z naczyniami krwionośnymi, ich najważniejszą funkcją jest wymiana substancji odżywczych i metabolitów między tkanka kostną a układem krwionośnym. Przekazywanie i wymiana substancji zachodzi intensywnie w młodej tkance kostnej a jej tempo spada z wiekiem.

Osteoklasty, czyli komórki kościogubne

Najważniejszą funkcją osteoklastów jest resorpcja kości. Osteoklasty wytwarzają enzymy (hydrolazy), które w uproszczeniu – lokalnie zakwaszają środowisko. Następstwem zakwaszenia jest rozpuszczanie się nieorganicznych składników macierzy pozakomórkowej kości, a w dalszej kolejności „trawienie” organicznej części istoty zewnątrzkomórkowej za pomocą innych enzymów. W tym miejscu warto dodać, że na prawidłowe funkcjonowanie osteoklastów wpływają między innymi odpowiedni poziom parathormonu i witaminy D_3.

Komórki kości

Procesy przebudowy kości, resorpcja kości, funkcje komórek kości, metabolizm kości, komórki kości

Jak szybko następuje utrata komórek kości w starszym wieku?

W ciągu roku wymianie ulega 2-10% masy kostnej, przy czym szybkość przebudowy kości jest osobnicza – u niektórych osób przebiega szybciej, u innych wolniej. W sytuacji, kiedy proces resorpcji przebiega zbyt szybko a kościotworznie zbyt wolno i proces ten ma tendencję ciągłą zachodzi ryzyko wystąpienia osteoporozy.

Tempo przebudowy kości zależy między innymi od fazy życia człowieka. W dzieciństwie, okresie dojrzewania i w początkowym okresie wieku dojrzałego przeważają procesy kościotworzenia. U 91% dziewcząt kościec kształtuje się do 17 roku życia a znaczna część pozostałych przed 25 rokiem życia. Uważa się, że gromadzenie się w kościach składników mineralnych zachodzi jeszcze przez 5-10 lat od zakończenia wzrostu szkieletu.

Szczytowa masa kostna (PMB) osiągana jest około 30 roku życia i uznaje się ją za czynnik determinujący powstawanie osteoporozy w wieku późniejszym. Po osiągnięciu szczytowej PMB następuje kilku letni okres stabilizacji, a około 40 roku życia obserwuje się proces utraty masy kostnej związany ze starzeniem się organizmu. W okresie menopauzy u kobiet tempo utraty masy kostnej wzrasta do ok. 1-2% na rok, bezpośrednio po menopauzie 2-3 % na rok . U mężczyzn fizjologiczne zmniejszenie masy kości rozpoczyna się ok. 50 roku życia i przebiega znacznie wolniej niż u kobiet w tym samym wieku.

Procesy przebudowy kości, resorpcja kości, funkcje komórek kości, metabolizm kości, komórki kości

Źródło ryciny 1 – artykuł „Etiopatogeneza osteoporozy”

Źródło ryciny 2 – Wikimedia

Źródła:

Kryśkiewicz, Edyta; Lorenc, Roman S. Mechanizmy działania leków antykatabolicznych stosowanych w osteoporozie. Endokrynologia Polska, 2009, 60.2: 134-133.

Dżygadło B., Łepecka-Klusek C., Zastosowanie niektórych substancji mających wpływ na obrót kostny, Medycyna Ogólna i Nauki o Zdrowiu, 2012, Tom 18, Nr 2;125-130. ( 15.01.2014 www.monz.pl, )

Janiszewska, Mariola, et al. Osteoporoza jako problem społeczny–patogeneza, objawy i czynniki ryzyka osteoporozy postmenopauzalnej. Probl Hig Epidemiol, 2015, 96.1: 106-114.

Więcej o osteoporozie  przeczytasz tu:

Wybrane choroby i leki wpływające na pogorszenie stanu kości – osteoporoza wtórna

Styl życia a ryzyko powstawania osteoporozy

Diagnostyka i kryteria rozpoznania osteoporozy