Betydelsen av ordet "osteoblast"

Angiom

Osteoporos är ett tillstånd i det inerta systemet som kännetecknas av en signifikant minskning av bentätheten, vilket resulterar i skörhet i benen. Vid osteoporos ökar risken för benfrakturer och sprickor vid mindre blåmärken, till exempel att en person faller när de glider på is.

Tyvärr kan vi säga att de flesta inte ens är medvetna om den möjliga förekomsten av osteoporos förrän en fraktur uppstår eller en läkare föreskriver ett screeningtest..

Benbräcklighet eller osteoporos drabbar cirka 44 miljoner människor. Av detta antal har redan tio miljoner osteoporos och trettiofyra miljoner har skörhet i ben, vilket indikerar en allvarlig risk för möjlig utveckling av osteoporos..

Den kvinnliga halvan av mänskligheten är fyra till fem gånger mer benägna att utveckla osteoporos än den manliga halvan. Riskfaktorer som framkallar utvecklingen av denna sjukdom i vuxen ålder inkluderar en ömtålig kroppsbyggnad, som leder en passiv livsstil, dricker och röker, tar en viss uppsättning mediciner samt steroider..

Men osteoporos drabbar unga människor idag. Orsakerna - en signifikant minskning av fysisk aktivitet, oförmåga att arbeta fysiskt, felaktig kost, bestående mestadels av "döda" livsmedel och halvfabrikat, tidig rökning och ölkonsumtion.

Förekomst av osteoporos

Under livet förnyas mänsklig benvävnad ständigt. Denna process är normal, därigenom assimilering av gamla celler och utseendet på nya. Denna cykel är en viktig process i människokroppen, och den behövs för att bibehålla det normala tillståndet i skelettsystemet, samt för att återställa det i händelse av skada..

Cellerna som är ansvariga för reproduktionen av ny benvävnad kallas osteoblaster, och cellerna som är ansvariga för resorptionen av gammal benvävnad kallas osteoklaster..

Osteoporos orsakas av en obalans mellan osteoblaster och osteoklaster. Denna obalans kan orsakas av olika faktorer, såsom hormonella obalanser eller infektionssjukdomar..

Sådan inkonsekvens kan också orsakas av åldersrelaterade förändringar, förändringar i hormonnivåerna under klimakteriet, med långvarig vidhäftning till olika dieter som innehåller en liten mängd kalcium och brist på vitamin D. Vid osteoporos överstiger antalet osteoklaster antalet osteoblaster, och därför är benvävnaden utarmad. vilket leder till tunnare ben och, som ett resultat, förlust av benstyrka. Som ett resultat av en sådan lesion ökar sannolikheten för benfrakturer och sprickor med mindre trauma dramatiskt.

Osteoporosrisk

Det mänskliga skelettet består av två huvudtyper av ben.

  • Rörformigt ben eller kortikalt ben är hårdare i strukturen,
  • det andra, cancellösa benet, även kallat trabekulärt ben, är mjukare.

I slutändan, om effekten av osteoblaster och osteoklaster inte är balanserad, påverkas ben med en svampig struktur mycket snabbare..

Huvuddelen och huvuddelen av skelettsystemet bildas av cirka 25-27 år, och efter det börjar en minskning av benmassan genom en persons hela livscykel. Det finns en normal nivå av benförlust hos både den kvinnliga befolkningen och den manliga.

Till exempel, förutom åldersrelaterade förändringar hos kvinnor, finns det fysiologiska - efter klimakteriet, som orsakar omstrukturering i kroppen, vilket bidrar till en allvarlig minskning av benmassan. Förlusten av benmassa är betydande och efter 3-5 år når den tjugo procent.

Eftersom kvinnor har mycket mindre benmassa än män initialt, ökar detta risken för sprickor och frakturer jämfört med män i samma ålder. Män, liksom kvinnor, löper allvarlig risk för benskörhet, särskilt om de lider av vissa sjukdomar, har låga testosteronnivåer, tar mediciner, röker och om deras livsstil är orörlig.

Det bästa sättet att förhindra osteoporos är att bygga ben vid en tidigare ålder, med rätt näring och regelbunden träning. Tyvärr upplevs osteoporos inte i vuxen ålder som en allvarlig sjukdom. Vid senil osteoporos minskar bentätheten långsamt. Därför är denna sjukdom i början asymptomatisk och när den upptäcks finns det inga klagomål om hälsotillståndet.

Effekter

Bendeformitet och efterföljande smärtsensationer uppträder endast när densiteten har minskat så mycket att en fraktur har inträffat, vilket orsakar en lätt skada på benet.

En kompressionsfraktur i kotan kan leda till kronisk smärta i ländryggen. En kotfraktur uppstår ofrivilligt eller under en mindre traumatisk påverkan. Det finns en kraftig smärta i ryggregionen, och det är värre med rörelse.

Frakturområdet kan vara smärtsamt vid beröring, men efter några månader avtar smärtan. Om flera ryggkotor bryts kan det i det här fallet utvecklas en krökning i ryggraden, vilket kommer att orsaka konstant muskelspänning och smärta.

Frakturer och sprickor i andra ben beror vanligtvis på ett lätt fall eller belastning. En av de allvarligaste frakturerna är höftfraktur, eftersom det vanligtvis leder till funktionshinder i ålderdomen.

En vanlig förekomst vid osteoporos är en fraktur på underarmen vid korsningen med handleden. En sådan fraktur kallas en Kolles-fraktur (en radiefraktur på ett typiskt ställe). Det bör tilläggas att frakturläkning hos personer med benskörhet är långsam och smärtsam. En person med hög grad av benskörhet behöver ständigt följa en specialiserad diet.

osteoblaster - Osteoblaster

osteoblast
detaljerna
Platsben
fungeraBenbildning
Identifierare
grekiskosteoblast
MaskaD010006
THH2.00.03.7.00002
Anatomiska tillstånd för mikroanatomi

Osteoblaster (från grekiska kombinerande former för "ben", ὀστέο-, osteo- och βλαστάνω, blastanō "spira") är celler med en enda kärna som syntetiserar ben. Emellertid, i processen för benbildning, fungerar osteoblaster i grupper av relaterade celler. Enskilda celler kan inte skapa ben. En grupp organiserade osteoblaster tillsammans med ben produceras av ett block av celler som vanligtvis kallas osteon.

Osteoblaster är specialiserade, terminalt differentierade produkter av mesenkymala stamceller. De syntetiserar täta, tvärbundna kollagen och specialiserade proteiner i mycket mindre mängder, inklusive osteokalciner och osteopontiner, som utgör den organiska matrisen av ben..

I organiserade grupper, sammankopplade celler, producerar osteoblaster hydroxylapatat, som deponeras på ett mycket reglerat sätt i en organisk matris och bildar en stark och tät mineraliserad vävnad - en mineraliserad matris. Det mineraliserade skelettet är det huvudsakliga stödet för andningsorganen hos ryggradsdjur. Det är en viktig mineralbutik för fysiologisk homeostas, inklusive både syra-basbalans och kalcium- eller fosfatunderhåll.

innehåll

  • 1 Benstruktur
  • 2 benrenovering
    • 2.1 osteoblaster
    • 2.2 Osteoklaster
  • 3 osteogenes
    • 3.1 benmorfogenetiska proteiner
    • 3.2 Steroid- och proteinhormoner,
  • 4 Organisation och ultrastruktur
  • 5 Kollagen och hjälpproteiner
  • 6 Ben mot brosk
  • 7 benmineralisering
  • 8 feedback osteocytisk
  • 9 Morfologi och histologisk färgning
  • 10 Se även
  • 11 Referenser
  • 12 Ytterligare läsning
  • 13 Externa länkar

benstruktur

Skelettet är ett stort organ som bildas och bryts ner under hela livet i luftandande ryggradsdjur. Skelettet, ofta kallat skelettsystemet, är viktigt både som en stödjande struktur och i innehållet av kalcium-, fosfat- och syrabasförhållanden i hela kroppen. Funktionell del av benet, benmatris, helt extracellulär. Benmatrisen består av protein och mineral. Proteinet bildar en organisk matris. Det syntetiseras och sedan tillsätts mineralet. De allra flesta är organisk kollagenmatris som ger draghållfasthet. Matris mineraliserad genom utfällning av hydroxiapatit (alternativt namn, hydroxiapatit). Detta mineral är hårt och ger tryckhållfasthet. Således utgör kollagen och mineraler tillsammans ett kompositmaterial med utmärkt draghållfasthet och tryckhållfasthet som kan böjas under spänning och återfå sin form utan skada. Detta kallas elastisk deformation. Krafter som överskrider benets förmåga att bete sig elastiskt kan leda till brott, vanligtvis benfrakturer.

Benrenovering

Ben är en dynamisk vävnad som ständigt muteras osteoblaster, som producerar och frigör matrisproteiner och transporterar mineraler in i matrisen, och osteoklaster, som förstör vävnad.

osteoblaster

Osteoblaster är den viktigaste cellulära komponenten i benvävnad. Osteoblaster uppstår från mesenkymala stamceller (MSC). MSC leder till osteoblaster, adipocyter och myocyter bland andra celltyper. Antalet osteoblaster förstås vara omvänt proportionellt mot det för adipocyter i hjärnan, som innehåller benmärgs fettvävnad (MAT). Osteoblaster finns i stort antal i periosteum, ett tunt lager bindväv på den yttre ytan av ben, såväl som i endosteum.

Som regel mineraliseras nästan all benmatris i andningsluften hos ryggradsdjur av osteoblaster. Innan den organiska matrisen mineraliseras kallas den osteoid. Osteoblaster begravda i en matris kallas osteocyter. När ben bildas består ytskiktet av osteoblaster av kubiska celler som kallas aktiva osteoblaster. När benbildningsblocket inte är aktivt bensyntes planas ytliga osteoblaster ut och kallas inaktiva osteoblaster. Osteocyter förblir vid liv och är förbundna med cellulära processer med osteoblasternas ytskikt. Osteocyter har viktiga funktioner i skelettunderhåll.

Osteoklaster

Osteoklaster bryter ner benvävnad och bildar tillsammans med osteoblaster och osteocyter benets strukturella komponenter. Ihåliga ben innehåller många andra typer av benmärgsceller. Komponenter som krävs för bildandet av osteoblaster i ben inkluderar mesenkymala stamceller, föregångarna till osteoblaster () och blodkärl, som tillför syre och näringsämnen för benbildning. Ben är en mycket vaskulär vävnad, och den aktiva bildningen av blodkärlsceller såväl som från mesenkymala stamceller är väsentlig för att bibehålla den metaboliska aktiviteten i ben. Balansen mellan benbildning och benresorption tenderar att vara negativ med åldern, särskilt hos kvinnor efter klimakteriet, vilket ofta leder till benförlust som är tillräckligt svår för att orsaka frakturer, kallad osteoporos..

osteogenes

Ben bildas av en av två processer: endokondral benbildning eller intrembranös benbildning. Endokondral benbildning är processen för benbildning från brosk och är en vanlig metod. Denna form av benutveckling är en mer komplex form: därav bildas den första broskställningen som tillverkas av kondrocyter, som sedan avlägsnas och benen som tillverkas av osteoblaster ersätts. Intramembranös benbildning är direkt benbildning av mesenkymet, som sker med bildandet av skallens membranben etc..

Under osteoblastdifferentiering uttrycker utvecklande stamceller den regulatoriska transkriptionsfaktorn Cbfa1 / Runx2. Den andra erfordrade transkriptionsfaktorn är Sp7-transkriptionsfaktorn. Osteokondroprogenitorceller skiljer sig under påverkan av tillväxtfaktorer, även om isolerade mesenkymala stamceller i vävnadsodling bildar osteoblaster under tillåtna förhållanden som inkluderar vitamin C och substrat för alkaliskt fosfatas, ett nyckelenzym som ger höga fosfatkoncentrationer på platsen för mineralavsättning.

Benmorfogenetiska proteiner

Stora tillväxtfaktorer i endokondral skelettdifferentiering inkluderar morfogenetiska proteiner (BMP), som i stor utsträckning bestämmer kondrocytdifferentiering och var gap mellan benen kvarstår. Benbroskersättningssystemet har ett komplext regleringssystem. BMP2 reglerar också tidig skelettmönster. transformerande tillväxtfaktor beta (TGF-beta) är en del av en superfamilj av proteiner som inkluderar BMP, som delar vanliga signalelement i beta-signalvägen för TGF. TGF-β är särskilt viktigt vid broskdifferentiering, vilket vanligtvis föregår benbildning för endokondral benbildning. En ytterligare familj av viktiga reglerande faktorer är fibroblasttillväxtfaktor (FGF), som avgör var skelettelement uppstår i förhållande till huden..

Steroid- och proteinhormoner

Många andra regleringssystem är involverade i övergången av brosk till ben och i underhållet av benvävnad. Ett särskilt viktigt mål för ben är det hormonella regulatoriska paratyroidhormonet (PTH). Bisköldkörtelhormon är ett protein som produceras av bisköldkörteln under kontroll av serumkalciumaktivitet. PTH har också viktiga systemfunktioner, inklusive att hålla serumkalciumkoncentrationer nästan konstanta, oavsett kalciumintag. En ökning av kalcium i kosten resulterar i en liten ökning av kalcium i blodet. Det är emellertid inte en viktig mekanism för att stödja benbildning i osteoblaster, utom i kalciuminställningar med låg kost; Dessutom ökar onormalt högt kalcium i kosten risken för allvarliga hälsoeffekter som inte är direkt relaterade till benmassa, inklusive hjärtinfarkt och stroke. Intermittent stimulering av PTHA ökar osteoblastaktiviteten, även om PTH är bifunktionellt och förmedlar nedbrytning av benmatris vid högre koncentrationer.

Skelettet är också modifierat för reproduktion och som svar på näringsmässiga och andra stresshormoner; det svarar på steroider, inklusive östrogen och glukokortikoider, som spelar en viktig roll i reproduktion och energireglering av ämnesomsättningen. Benomsättning inkluderar de huvudsakliga energiförbrukningarna för syntes och nedbrytning, med många ytterligare signaler, inklusive hypofyshormoner. Två av dem är adrenokortikotropiskt hormon (ACTH) och follikelstimulerande hormon. Den fysiologiska rollen för respons på dem, liksom flera andra glykoproteinhormoner, är inte helt klarlagd, även om det är troligt att ACTH är bifunktionellt, som PTNO, som stöder bildandet av benvävnad med periodiska toppar av ACTH, men orsakar förstörelse av benvävnad i höga koncentrationer. Hos möss får mutationer som minskar effektiviteten av ACTH-inducerad glukokortikoidproduktion i binjurarna att skelettet blir tätt (osteosklerotiskt ben).

Organisation och ultrastruktur

I välbevarat ben undersökt med hög förstoring genom elektronmikroskopi, visas att enskilda osteoblaster är associerade med snäva korsningar som förhindrar att den extracellulära vätskan passerar och skapar således ett benutrymme separat från den allmänna extracellulära vätskan. Osteoblaster är också förbundna med gapkorsningar, små porer som förbinder osteoblaster, vilket gör att celler i en enda grupp kan fungera som en enhet. Gapkorsningarna förbinder också de djupare lagren av celler till det ytliga skiktet (osteocyter när de är omgivna av ben). Detta har demonstrerats direkt genom att injicera fluorescerande färgämnen med låg molekylvikt i osteoblaster och visa att färgämnet diffunderar till omgivande och djupare celler i det benbildande blocket. Ben består av många av dessa block, som är åtskilda av ogenomträngliga zoner, utan en cellulär anslutning, kallad cementlinjer.

Kollagen och tillbehörsproteiner

Nästan alla de organiska (icke-mineraliska) komponenterna i benet är tätt typ I-kollagen, vilket bildar täta sömmade rep som ger benet sin draghållfasthet. Mekanismerna är fortfarande oklara, osteoblaster utsöndrar lager av orienterat kollagen, med lager parallella med benets långa axel, alternerande med lager i rät vinkel mot benets längdaxel varannan mikrometer. Defekter i typ I-kollagen orsakar en vanlig ärftlig bentjukdom som kallas osteogenesis imperfecta.

Mindre men viktiga mängder små proteiner, inklusive osteokalciner och osteopontiner, utsöndras i benets organiska matris. Osteocalcin uttrycks inte i signifikanta koncentrationer, förutom benvävnad, och därför är osteocalcin en specifik markör för benmatrissyntes. Dessa proteiner binder de organiska och mineralkomponenterna i benmatrisen. Proteiner krävs för maximal matrisstyrka på grund av deras lokaliseringsintervall mellan mineral och kollagen.

Hos möss där uttrycket av osteokalciner eller osteopontiner avskaffades genom riktad förstörelse av motsvarande gener (knockout-möss) påverkades dock inte ackumuleringen av mineralet signifikant, vilket indikerar att organisationen av matrisen inte är signifikant associerad med mineraltransport..

Ben kontra brosk

Det primitiva skelettet är brosk, fast avaskulär (utan blodkärl) vävnad i vilken separata broskmatrisutsöndrande celler eller kondrocyter har sitt ursprung. Kondrocyter har ingen cell-till-cell-kommunikation och är inte samordnade i enheter. Brosk består av ett kollagenätverk av typ II som hålls i spänning av hygroskopiska proteiner, hydrofila proteoglykaner. Det är det vuxna skelettet av broskfisk som hajar. Hon utvecklas som det ursprungliga skelettet i mer avancerade djurklasser..

I luftandedrivande ryggradsdjur ersätts brosk med cellulärt ben. Övergångsmineraliserad vävnadsbrosk. Broskmineraliserare uttrycker massivt fosfatproducerande enzymer som orsakar höga lokala koncentrationer av kalcium och fosfat till sediment. Denna mineraliserade brosk är inte tät eller stark. I luftandningen hos ryggradsdjur används den som byggnadsställning för bildandet av cellulärt ben, tillverkat av osteoblaster, och sedan avlägsnas det av osteoklaster som specialiserat sig på nedbrytande mineraliserad vävnad.

Osteoblaster producerar en förstorad typ av benmatris som består av täta, oregelbundet formade hydroxiapatitkristaller packade runt kollagenrep. Det är ett starkt kompositmaterial som gör att skelettet främst kan formas som ihåliga rör. Krympande långa rörben minskar vikten samtidigt som styrkan bibehålls.

Benmineralisering

Mekanismerna för mineralisering är inte helt förstådda. Fluorescerande, lågmolekylära föreningar såsom tetracyklin eller kalcein binder starkt till benmineral när de administreras under korta perioder. De ackumuleras sedan i smala band i det nya benet. Dessa ränder löper över den intilliggande bengruppen som bildar osteoblaster. De förekommer i en smal (submikrometer) mineraliseringsfront. De flesta benytor uttrycker ingen ny benbildning, ingen absorption av tetracyklin och ingen mineralbildning. Detta antyder att underlättad eller aktiv transport, samordnad genom bildning av bengrupper, är involverad i benbildning, och att endast cellmedierad mineralbildning sker. Det vill säga att kalcium i kosten inte skapar ett massivt verkande mineral.

Mekanismen för mineralbildning i benvävnad skiljer sig tydligt från den fylogenetiska äldre processen genom vilken brosket mineraliseras: tetracyklin markerar inte mineraliserat brosk i smala band eller på vissa ställen, men diffust i enlighet med en passiv mineraliseringsmekanism.

Osteoblaster separerar ben från extracellulär vätska genom täta korsningar genom reglerad transport. Till skillnad från brosk kan inte fosfat och kalcium röra sig vare sig genom passiv diffusion, eftersom smala osteoblaster vidhäftar för att isolera utrymmet för benbildning. Kalcium transporteras genom osteoblaster via en lättare transportväg (det vill säga av passiva transportörer som inte pumpar kalcium mot en lutning). Däremot produceras fosfat aktivt genom en kombination av utsöndring av fosforföreningar, inklusive ATP, och fosfataser, som bryter ner fosfat för att skapa en hög koncentration av fosfat vid mineraliseringsfronten. Alkaliskt fosfatas är ett membranankringsprotein som är en karakteristisk markör som uttrycks i stora mängder på det apikala (sekretoriska) framför aktiva osteoblaster..

Åtminstone ytterligare en reglerad transportprocess är inblandad. Benmineralstökiometri är huvudsakligen den från hydroxiapatitutfällning från fosfat, kalcium och vatten vid något alkaliskt pH:

I ett slutet system, som mineralutfällning, ackumuleras syra, vilket sänker pH snabbt och stoppar ytterligare utfällning. Brosk utgör inte en diffusionsbarriär och därför diffunderar syran, vilket gör att sedimentet kan fortsätta. I en osteon, där matrisen separeras från den extracellulära vätskan genom täta korsningar, kan detta inte hända. Det kontrollerade, vattentäta facket tar bort H + -skivor av sediment under en mängd olika extracellulära förhållanden, så länge kalcium och fosfat finns i matrisfacket. Mekanismen genom vilken syran passerar barriärskiktet förblir osäker. Osteoblaster har potential för Na + / H + -byte via överskott av Na + / H-växlare, Nhe1 och NHE6. Detta H + -utbyte är ett viktigt element vid borttagning av syra, även om den mekanism genom vilken H + transporteras från matrisutrymmet till barriärosteoblasterna inte är känd..

Vid benavlägsnande använder en omvänd transportmekanism syra som levereras till den mineraliserade matrisen för att driva hydroxiapatiten i lösning.

feedback osteocyte

Feedback från fysisk aktivitet driver benmassa, medan feedback från osteocyter begränsar storleken på benbildning. En viktig ytterligare mekanism är utsöndringen av osteocyter begravda i matrisen från sclerostin, ett protein som hämmar en väg som bevarar osteoblastaktivitet. Således, när osteon når sin gränsstorlek, inaktiverar den bensyntes..

Morfologi och histologisk färgning

Hematoxylin- och eosinfärgning (H&E) indikerar att cytoplasman hos aktiva osteoblaster är något basofil på grund av den signifikanta närvaron av det endoplasmatiska retikulumet. Aktiva osteoblaster producerar betydande kollagen av typ I. Cirka 10% av benmatrisen är kollagen med mineralbalans. Osteoblastkärnan är sfärisk och stor. Aktiva osteoblaster kännetecknas av en morfologiskt framträdande Golgi, som framträder histologiskt som en transparent zon intill kärnan. Cellprodukter är främst avsedda för transport till osteoid, en icke-mineraliserad matris. Aktiva osteoblaster kan märkas med antikroppar mot kollagen av typ I, eller genom att använda naftolfosfat och diazoniumblått färgämne för att visa alkalisk fosfatasenzymaktivitet direkt.

Osteoblaster - Benmakare

Det finns flera typer av transplantationer: hetero-, allo-, autotransplantat. De två första är biologiskt material som inte tillhör denna person och skiljer sig åt i antigen struktur. Därför rotar sådana transplantat inte bra och avvisas ofta av kroppen. Dessutom är deras användning ofta förknippad med etiska problem, därför anses det bästa alternativet vara en persons egna vävnader och celler (autogen transplantation) som tas från vissa platser..

När det gäller bentransplantat används vanligtvis bäckens ilium. Sådant material innehåller mycket kalcium, såväl som celler som är ansvariga för regenerering av benvävnad - osteoblaster. Men även om sådana behandlingsmetoder är framgångsrika och utbredda är de ändå förknippade med utsikterna för generell anestesi, vissa trauma för patienten och andra obehagliga stunder. Dessa skäl uppmuntrar pågående forskning med hjälp av stamceller (stamceller eller osteoblaster) för att behandla.

Osteoblaster - Benmakare

Osteoblaster är cellerna från vilka alla benvävnadsceller bildas genom att förvärva vissa karakteristiska egenskaper (differentiering). Deras funktion är att regenerera (återställa) benvävnad genom att bilda dess nya struktur (osteoner). De är också källan till alla andra benceller (osteocyter och integrerade celler). Osteoblaster har vanligtvis en livslängd på 40 dagar, under vilka de antingen måste förvandlas till mer specialiserade celler eller dö.

Osteoblaster finns i den utvecklande benvävnaden. I det formade benet finns de endast i en inaktiv form i periosteum. I händelse av brott aktiveras de och producerar strukturella proteiner som bildar det framtida skelettet. Genom att släppa ut kalciumsalter orsakar de mineralisering, och på detta sätt väggar de sig upp och förvandlas till andra celler - osteocyter. Osteocyter, cementerade i benplattorna, fortsätter att fungera i 20 år tills de ersätts av nya. På detta sätt, på grund av aktiviteten hos osteoblaster i periosteum, uppstår benregenerering när de skadas..

Men i vissa fall, till och med ganska ofta, kan bildandet av ny vävnad vara svårt på grund av bristen på osteoblaster. Detta kan underlättas av tidigare trauma, infektion, ärrbildning, avancerad ålder eller allvarlig systemisk sjukdom (t.ex. diabetes mellitus). Därför kan utsikterna till direkt injektion av stamceller eller osteoblaster i frakturområdet möjligen förbättra regenereringsmönstret..

Koreansk kirurg rekryterade osteoblaster

I detta avseende försökte författaren till nyligen genomförda studier vid College of Medicine vid det katolska universitetet i Seoul, Dr Seok-Joon Kim, ett nytt sätt att behandla frakturer. Metoden är baserad på injektion (injektion) av patientens benbildande osteoblaster direkt i frakturområdet. Osteoblaster erhölls direkt under operationen, för vilken ett benmärgsprov togs från bäckenbenet. Därefter multiplicerade stamcellerna och specialiserade sig på osteoblaster i en speciell miljö. Detta pågick i 24 dagar.

Studier har traditionellt genomförts på två grupper av patienter med frakturer i övre och nedre extremiteter. Den första gruppen fick injektioner av osteoblaster, medan den andra endast fick standardbehandling (kontrollgrupp). Introduktionen av osteoblaster med endast lokalbedövning visade en uttalad acceleration av fraktläkning, med 1-2 månader jämfört med återhämtning i den andra gruppen.

Resultaten av de genomförda studierna föreslår en ny säker och effektiv metod för behandling av extremitetsfrakturer med osteoblaster. Och även om denna behandlingsmetod för tillfället inte kan skapa fullvärdig konkurrens för benfragmenttransplantation, skapar den ändå gynnsamma förutsättningar för den.!

Vad är osteoblast

Benvävnader är polydifferoniska vävnader och består av celler med olika histogenetiska bestämningar (osteoblaster, osteocyter och osteoklaster) och en mycket tät intercellulär substans som innehåller en stor mängd mineralsalter. Benvävnader utför en stödjande funktion. De ingår som den huvudsakliga strukturella komponenten i skelettet. På grund av det höga halten av mineralsalter (upp till 65-70% av torrvikten) är benvävnader aktivt involverade i regleringen av mineralmetabolism. Särskilda interaktioner utvecklas mellan ben och hematopoetisk vävnad, vilket ger en gynnsam mikromiljö för spridning och differentiering av blodceller.

Enligt ordningsgraden i arrangemanget av kollagenfibrer, som kallas ossein i benvävnad, särskiljs retikulofiber (grovfibrös) och lamellär benvävnad. Dessutom finns det dentinoid benvävnad (tanddentin) såväl som tandcement.

Benvävnadshistogenes (osteohistogenes). Källan till utvecklingen av benvävnader i det mänskliga skelettet är skenotomens mesenkym. Benvävnaden i skallen utvecklas från ektomesenkymet. Det finns två sätt att utveckla benvävnad: osteohistogenes, som går direkt i mesenkymet och osteohistogenes, vars källa också är mesenkymet, men det fortsätter på platsen för brosk. Skillnaderna mellan dessa histogenes är inte grundläggande..

Osteohistogenes börjar med uppträdandet i mesenkymet i skelettregioner med ett tätare arrangemang av celler, bland vilka det finns stamceller som differentierar till mitotiskt delande preosteoblaster. Den senare börjar producera intercellulär substans. Då differentieras preosteoblaster till osteoblaster, som gradvis förlorar förmågan att dela mitos.

Osteoblaster är celler som producerar intercellulär bensubstans. Deras form beror på funktionstillståndet och kan vara kubisk, cylindrisk eller process. Diameter 15-20 mikron. Kärnan är rund eller oval. I cytoplasman är det granulära endoplasmatiska retikulumet väl utvecklat, vilket är associerat med den intensiva produktionen av proteiner av dessa celler. Golgi-komplexet är också väl utvecklat, där glykosaminoglykaner syntetiseras. I cytoplasman hos osteoblaster bestäms ett högt innehåll av alkaliskt fosfatas. Allt detta vittnar om osteoblasternas höga syntetiska aktivitet och produktionen av en organisk matris - osteoid.

Mekanismen för intracellulär transport och utsöndring av proteinmakromolekyler i osteoblaster är i grunden lik den i fibroblaster och kondroblaster. Generellt sett fortsätter de första faserna av fibrillogenes på samma sätt. Den relativa mängden ossein (kollagen) fibriller i den intercellulära substansen i benvävnad är densamma som i broskvävnad och uppgår till cirka 30% av den torra massan. Osseinfibriller kännetecknas av ett högt innehåll av organiskt fosfat, vilket bidrar till processerna för benmineralisering. Den huvudsakliga amorfa substansen i benvävnad - osseomukoid - innehåller kondroitinsulfater, som spelar rollen som aktiva ackumulatorer och bärare av kalciumjoner, liksom proteiner av icke-kollagen karaktär (osteokalcin, osteopontin, morfogenetiska benproteiner, osteonektin, etc.). De har egenskaperna hos mineraliseringsregulatorer, tillväxtfaktorer, osteoinduktiva ämnen, mitogena faktorer, regulatorer av bildningshastigheten av kollagenfibriller. Det främjar också benmineralisering.

Benmineraliseringsprocessen börjar omedelbart efter ackumulering av en stor mängd alkaliskt fosfatas av osteoblaster. Under verkan av detta enzym bryts blodglycerofosfater ned i kolhydrater och fosforsyra. Fosforsyra kombineras med kalciumjoner för att bilda kalciumfosfat, som tillsammans med kalciumkarbonat bildar hydroxiapatitkristaller. Kristallstorlek: från 20-40 nm till 150 nm i längd och från 1,5 till 75 nm i tjocklek. Nål- och lamellkristaller av apatit finns både inuti osseinfibriller, upprepar deras periodiska strimling, och mellan osseinfibriller.

Den intercellulära substansen i benvävnad impregnerad med mineralsalter har formen av benkors. Osteoblaster finns vanligtvis på ytan. Vissa osteoblaster, när de växer och ökar massan av benvävnad, visar sig vara inbäddade i benstängernas tjocklek. Här omvandlas osteoblaster till mogna, mycket differentierade benvävnadsceller - osteocyter. De senare har en processliknande form, en mörk kompakt kärna och en svagt basofil cytoplasma. Osteocyter är en heteromorf population av celler. Några av osteocyterna har utvecklat membranstrukturer i cytoplasman, medan andra befinner sig i olika destruktionsstadier. Osteocyter finns i benhåligheter eller lakuner. Tunna processer av osteocyter passerar i benrören som tränger igenom den intercellulära substansen. Med hjälp av dessa tubuli sker utbytet av ämnen mellan osteocyter och blod..

Osteocyter delar sig inte, men är involverade i metaboliska processer, förnyelse av intercellulära strukturer och upprätthållande av jonbalansen i kroppen på en viss nivå. För kroppens joniska homeostas är faktum viktigt att den totala kontaktytan av vävnadsvätskan med den intercellulära substansen i benen impregnerad med mineralsalter hos människor når 5000 m2. Osteocyternas funktion, som inte längre kan producera intercellulär bensubstans, reduceras till deltagande i metaboliska och transportprocesser, reglering av mineralkompositionen i benvävnad.

Vad är osteoblast

Benvävnad är en typ av bindväv och består av celler och intercellulär substans, som innehåller en stor mängd mineralsalter, främst kalciumfosfat. Mineralämnen utgör 70% av benvävnaden, organisk - 30%.

Benvävnadsfunktioner:

• deltagande i kroppens mineralmetabolism - en depå av kalcium och fosfor.

Benklassificering

Det finns två typer av benvävnad:

• lamellär (parallell med fibrös).

I retikulofiberhaltig benvävnad är buntarna av kollagenfibrer tjocka, lutande och störda. I den mineraliserade intercellulära substansen är osteocyter slumpmässigt belägna i lakunerna. Lamellär benvävnad består av benplattor i vilka kollagenfibrer eller deras buntar är placerade parallellt i varje platta, men i rät vinkel mot förloppet av fibrer i intilliggande plattor. Osteocyter är placerade mellan plattorna i lakunerna, medan deras processer passerar i tubuli genom plattorna.

I människokroppen är benvävnad nästan uteslutande en lamellär form. Retikulofiberbenvävnad förekommer endast som ett stadium i utvecklingen av vissa ben (parietal, frontal). Hos vuxna är de belägna i området för fastsättning av senor till benen, såväl som på platsen för de förbenade suturerna i skallen (sagittal sutur av skalan i frontbenet).

Benceller: osteoblaster, osteocyter, osteoklaster. Huvudcellerna i den bildade benvävnaden är osteocyter. Dessa är processceller med en stor kärna och en svagt uttryckt cytoplasma (celler av nukleär typ). Cellkroppar är lokaliserade i benhåligheter - lakuner och processer - i benrör. Många benrör, anastomoserade med varandra, tränger igenom hela benvävnaden, kommunicerar med de perivaskulära utrymmena och bildar ett dräneringssystem av benvävnad. Detta dräneringssystem innehåller vävnadsvätska, genom vilket utbyte av ämnen tillhandahålls inte bara mellan celler och vävnadsvätska utan också mellan det intercellulära ämnet. Den ultrastrukturella organisationen av osteocyter kännetecknas av närvaron i cytoplasman av ett svagt uttryckt granulärt endoplasmatiskt retikulum, ett litet antal mitokondrier och lysosomer och inga centrioler. Heterokromatin dominerar i kärnan. Alla dessa data indikerar att osteocyter har obetydlig funktionell aktivitet, vilket består i att upprätthålla metabolismen mellan celler och den intercellulära substansen. Osteocyter är definitiva former av celler och delar sig inte. De bildas av osteoblaster.

Osteoblaster finns bara i utvecklingen av benvävnad. De är frånvarande i den bildade benvävnaden, men de finns vanligtvis i en inaktiv form i periosteum. I den utvecklande benvävnaden täcker de varje benplatta längs periferin, vidhäftar tätt till varandra och bildar en sken av ett epitelskikt. Formen på sådana aktivt fungerande celler kan vara kubisk, prismatisk, vinklad. Cytoplasman hos osteoblaster innehåller ett välutvecklat granulärt endoplasmatiskt retikulum och det lamellära Golgi-komplexet och många mitokondrier. Denna ultrastrukturella organisation antyder att dessa celler syntetiseras och utsöndras. Faktum är att osteoblaster syntetiserar proteinkollagen och glykosaminoglykaner, som sedan utsöndras i det extracellulära utrymmet. På grund av dessa komponenter bildas en organisk matris av benvävnad. Då ger samma celler mineralisering av det intercellulära ämnet genom frisättning av kalciumsalter. Gradvis, när de frigör den intercellulära substansen, verkar de vara murade och förvandlas till osteocyter. Samtidigt minskar de intracellulära organellerna i stor utsträckning, syntetisk och sekretorisk aktivitet minskar och den funktionella aktiviteten i osteocyter kvarstår. Osteoblaster lokaliserade i periosteums kambialskikt är inaktiva, syntetiska och transportorganeller är dåligt utvecklade. När dessa celler är irriterade (vid skador, benfrakturer etc.) utvecklas ett granulärt endoplasmatiskt retikulum och ett lamellkomplex i cytoplasman, aktiv syntes och frisättning av kollagen och glykosoaminoglykaner, bildandet av en organisk matris (kallus) och sedan bildandet av definitiv benvävnad... På detta sätt, på grund av aktiviteten hos osteoblaster i periosteum, uppstår benregenerering när de skadas..

Oteoklaster - benförstörande celler saknas i den bildade benvävnaden. Men de finns i periosteum och på platser för förstörelse och omstrukturering av benvävnad. Eftersom lokala processer för omstrukturering av benvävnad kontinuerligt utförs i ontogenes, är osteoklaster nödvändigtvis närvarande på dessa platser. I processen för embryonal osteohistogenes spelar dessa celler en viktig roll och bestäms i stort antal. Osteoklaster har en karakteristisk morfologi: för det första är dessa celler multikärnade (3-5 eller flera kärnor), för det andra är de ganska stora celler (cirka 90 mikrometer i diameter) och för det tredje har de en karakteristisk form - cellen har en oval form, men den del av den intill benvävnaden är platt. Samtidigt skiljer sig två zoner i den plana delen:

• den centrala delen - korrugerad innehåller många veck och öar;

• den perifera (transparenta) delen är i nära kontakt med benvävnaden.

I cellens cytoplasma, under kärnorna, finns det många lysosomer och vakuoler i olika storlekar. Osteoklastens funktionella aktivitet manifesteras enligt följande: kolsyra och proteolytiska enzymer frigörs från cytoplasman i den centrala (korrugerade) zonen i cellbasen. Släppt kolsyra orsakar demineralisering av benvävnad och proteolytiska enzymer förstör den intercellulära substansens organiska matris. Fragment av kollagenfibrer fagocyteras av osteoklaster och förstörs intracellulärt. Resorption (förstörelse) av benvävnad sker genom dessa mekanismer, och därför är osteoklaster vanligtvis lokaliserade i försvagningarna av benvävnaden. Efter förstörelse av benvävnad på grund av aktiviteten hos osteoblaster, som förflyttas från kärlens bindväv, byggs ny benvävnad.

Den intercellulära substansen i benvävnad består av en basisk substans och fibrer som innehåller kalciumsalter. Fibrer består av kollagen av typ I och vikas i buntar som kan ordnas parallellt (ordnade) eller störda, på grundval av vilka en histologisk klassificering av benvävnader byggs. Den huvudsakliga substansen i benvävnad, liksom andra typer av bindväv, består av glykosaminoglykaner och proteoglykaner, men den kemiska sammansättningen av dessa ämnen är annorlunda. I synnerhet innehåller benvävnad mindre kondroitinsvavelsyror, men mer citronsyra och andra syror som bildar komplex med kalciumsalter. Under utvecklingen av benvävnad bildas först en organisk matrisbaserad substans och kollagenfibrer (ossein, kollagen typ II) och sedan avsätts kalciumsalter (huvudsakligen fosfat) i dem. Kalciumsalter bildar hydroxiapatitkristaller som avsätts både i den amorfa substansen och i fibrerna, men en liten del av salterna deponeras amorft. Kalciumfosfatsalter ger styrka till ben, samtidigt som de är en depå av kalcium och fosfor i kroppen. Benvävnad deltar därför i mineralmetabolismen..

När man studerar benvävnad bör begreppen benvävnad och ben differentieras.

3. Ben är ett anatomiskt organ, vars huvudsakliga strukturella komponent är benvävnad. Ben som ett organ består av följande element:

• benmärg (röd, gul);

Periosteum (periosteum) omger benvävnad längs periferin (med undantag för ledytorna) och har en struktur som liknar perikondrium. I periosteum isoleras de yttre fibrösa och inre cellulära eller kambiala skikten. Det inre skiktet innehåller osteoblaster och osteoklaster. Ett uttalat kärlnätverk är lokaliserat i periosteum, från vilket små kärl tränger in i benvävnaden genom perforeringskanalerna. Röd benmärg betraktas som ett oberoende organ och tillhör organen för hematopoies och immunogenes.

Benvävnad i formade ben presenteras endast i lamellform, men i olika ben, i en annan del av ett ben, har den en annan struktur. I platta ben och epifyser av rörformiga ben bildar benplattorna tvärbalkar (trabeculae) som utgör det cancerformiga benet. Vid diafysen av rörformiga ben är plattorna intill varandra och bildar en kompakt substans. Men även i en kompakt substans bildar vissa plattor osteoner, andra plattor är vanliga.

Strukturen för diafysen av det rörformiga benet

På den tvärgående sektionen av diafysen av det rörformiga benet skiljer sig följande skikt:

• yttre skikt av allmänna eller allmänna plattor;

• inre skikt av allmänna eller allmänna plattor;

• inre fiberplatta.

De yttre gemensamma plattorna är placerade under periosteum i flera lager, men bildar dock inte kompletta ringar. Osteocyter finns mellan plattorna i lakunerna. Genom de yttre plattorna passerar genomträngande kanaler genom vilka genomträngande fibrer och kärl tränger in från periosteum in i benvävnaden. Med hjälp av perforerande kärl i benvävnaden tillhandahålls trofism och perforeringsfibrerna förbinder periosteum med benvävnaden.

Osteonlagret består av två komponenter: osteonerna och insättningsplattorna mellan dem. Osteon är en strukturell enhet av den kompakta substansen i det rörformiga benet. Varje osteon består av:

• 5-20 koncentriskt skiktade plattor;

• osteonkanal, där kärl passerar (arterioler, kapillärer, venuler).

Det finns anastomoser mellan kanalerna i angränsande osteoner. Osteoner utgör huvuddelen av benvävnaden i det rörformiga benets diafys. De är placerade i längdriktningen längs det rörformiga benet respektive kraftlinjerna och tyngdkraften och ger en stödfunktion. När riktningen på kraftlinjerna ändras till följd av en fraktur eller krökning av benen förstörs de icke-bärande osteonerna av osteoklaster. Sådana osteoner förstörs dock inte helt, och en del av osteonens benplattor längs dess längd bevaras och sådana återstående delar av osteonerna kallas insättningsplattor. Under postnatal ontogenes omstruktureras benvävnaden ständigt - vissa osteoner förstörs (resorberas), andra bildas och därför finns det alltid insättningsplattor mellan osteonerna, som resterna av tidigare osteoner.

Det inre skiktet på de vanliga plattorna har en struktur som liknar den yttre, men den är mindre uttalad, och i området för övergången av diafysen till tallkottkörtlarna fortsätter de vanliga plattorna in i trabeculae.

Endost - tunn bindvävplatta som kantar håligheten i diafyskanalen. Skikten i endosteum uttrycks inte tydligt, men bland de cellulära elementen finns osteoblaster och osteoklaster.

Osteoblast

  • Osteoblaster (från forntida grekiska ὀστέον - "ben" + forntida grekiska βλάστη - "spira, avkomma, skott") - unga benvävnadsceller (15-20 mikron i diameter) som syntetiserar den intercellulära substansen - matris. När den intercellulära substansen ackumuleras vägges osteoblaster upp i den och blir osteocyter. Osteoblaster är rika på element i det granulära endoplasmiska retikulumet, ribosomerna och har ett välutvecklat Golgi-komplex. Deras många processer är i kontakt med varandra och med osteocyter. En hjälpfunktion hos osteoblaster är deltagande i processen för avsättning av kalciumsalter i den intercellulära substansen (förkalkning av matrisen) på grund av det höga innehållet av alkaliskt fosfatas, vilket indikerar en hög syntetisk aktivitet av osteoblaster. I detta fall uppstår bildandet av håligheter (lacunae), där de ligger och förvandlas till osteocyter.

Osteoblaster uppstår från mesenkymala stamceller. Osteoblaster är indelade i tre grupper efter form: kubisk, pyramidal och vinkel (polygonal).

I det formade benet finns osteoblaster endast på platser för förstörelse och återställning av benvävnad, medan de i det utvecklande benet täcker nästan hela ytan av det framväxande benvägarna i ett kontinuerligt skikt. Osteoblaster finns runt de primära benstängerna som bildas av kollagenfibrer. Fångade mellan dem, många osteoblaster är murade upp i den intercellulära substansen och blir osteocyter. Så här uppträder benvävnad.

Osteoblaster finns också i stort antal i periosteum och i endosteum..

Osteoblaster separerar benet från den extracellulära vätskan. Fosfat och kalcium från benvävnaden och in i det kan inte röra sig genom passiv diffusion, eftersom täta osteoblastiska leder isolerar benets inre utrymme. Kalcium transporteras genom osteoblaster med passiv transport (det vill säga transportörer som inte pumpar kalcium mot lutningen). Däremot transporteras fosfat aktivt genom en kombination av utsöndring av fosfatinnehållande föreningar, inklusive ATP från fosfatnedbrytning genom fosfataser vid mineraliseringsfronten. Alkaliskt fosfatas är ett membranprotein som är en karakteristisk markör för osteoblaster, det finns i stora mängder på den apikala (sekretoriska) ytan av aktiva osteoblaster..

I ett slutet system ackumuleras fosforsyra under mineralisering, vilket sänker pH snabbt och stoppar ytterligare nederbörd. Brosket hindrar inte diffusion, så syran försvinner och låter sedimentet falla ut. I en osteon, där matrisen separeras från den extracellulära vätskan genom täta korsningar, händer detta inte. I ett kontrollerat slutet fack resulterar H + -avlägsnande i utfällning över ett stort antal extracellulära förhållanden om kalcium och fosfat finns i matrisfacket. Osteoblaster har förmågan att utbyta Na + / H + genom Na / H-, NHE1- och NHE6-växlarna. Detta utbyte av H + är den huvudsakliga vägen för syraavlägsnande, även om mekanismen genom vilken H + överförs från matrisutrymmet till barriärosteobladen är okänd..

Osteoblaster är också förbundna med gapkorsningar, vilket gör att celler i samma kohort kan fungera tillsammans. Detta har demonstrerats genom att införa fluorescerande färgämnen med låg molekylvikt i osteoblaster; det visades att färgämnet diffunderar i de omgivande och djupare cellerna i benblocken. Desmosomer ansluter också de djupare lagren av celler till ytskiktet. Ben består av många av dessa block, som är åtskilda av ogenomträngliga områden utan cellulära korsningar som kallas cementlinjer.

Relaterade begrepp

Tanden består främst av dentin med ett hålrum, täckt med emalj på utsidan. Tanden har en karakteristisk form och struktur, upptar en viss position i tandvården, är byggd av speciella vävnader, har sin egen nervapparat, blod och lymfkärl. Inuti tanden är lös bindväv, trängt in av nerver och blodkärl (massa).

Referenser i litteraturen

Relaterade begrepp (forts.)

Bakteriecellen är vanligtvis den enklaste strukturen jämfört med cellerna i andra levande organismer. Bakterieceller omges ofta av en kapsel, som fungerar som skydd mot den yttre miljön. Många fritt levande bakterier kännetecknas av närvaron av flageller för rörelse, såväl som villi.

Artikeln ägnas åt H + / K + -ATPas i magslemhinnan. Väte-kalium adenosintrifosfatas (andra namn: H + / K + -ATPhas, H + / K + -adenosintrifosfat, kaliumväte adenosintrifosfat (3,6. 10 klass) - ). I gastroenterologi och läkemedel, fokuserade på matsmältningsorganen, istället för väte-kaliumadenosintrifosfatas används vanligtvis synonymer: protonpump, protonpump, protonpump eller protonpump (särskilt ofta i fraser.

Biologiska destruktiva processer är förstörelse av celler och vävnader under organismen eller efter dess död. Dessa förändringar är utbredda och förekommer under både normala och patologiska förhållanden. Biologisk förstörelse, tillsammans med degenerativa (dystrofiska) förändringar, avser förändringsprocesser.