Hyvänlaatuisten kasvainten hoitotyö. Syöpäpotilaiden hoitotyön järjestäminen

Jokaisen aikuisen luuston rakenne sisältää 206 erilaista luuta, jotka kaikki ovat rakenteeltaan ja rooliltaan erilaisia. Ensi silmäyksellä ne näyttävät kovilta, joustamattomilta ja elottomilta. Mutta tämä on virheellinen vaikutelma, niissä tapahtuu jatkuvasti erilaisia ​​​​aineenvaihduntaprosesseja, tuhoa ja uudistumista. Ne muodostavat yhdessä lihasten ja nivelsiteiden kanssa erityisen järjestelmän, jota kutsutaan "tuki- ja liikuntaelinkudokseksi", jonka päätehtävä on tuki- ja liikuntaelimistö. Se muodostuu useista erikoissoluista, jotka eroavat rakenteeltaan, toiminnallisilta ominaisuuksiltaan ja merkitykseltään. Luusoluja, niiden rakennetta ja toimintoja käsitellään edelleen.

Luukudoksen rakenne

Lamelaarisen luukudoksen ominaisuudet

Se muodostuu luulevyistä, joiden paksuus on 4-15 mikronia. Ne puolestaan ​​koostuvat kolmesta komponentista: osteosyyteistä, jauhetusta aineesta ja kollageeniohuista kuiduista. Kaikki aikuisen ihmisen luut muodostuvat tästä kudoksesta. Ensimmäisen tyypin kollageenikuidut sijaitsevat yhdensuuntaisesti toistensa kanssa ja ovat tiettyyn suuntaan, kun taas vierekkäisissä luulevyissä ne ovat suunnattu vastakkaiseen suuntaan ja risteävät melkein suorassa kulmassa. Niiden välissä on osteosyyttien ruumiit aukoissa. Tämä luukudoksen rakenne antaa sille suurimman lujuuden.

Pehmeä luu

Siellä on myös nimi "trabekulaarinen aine". Jos piirretään analogia, rakenne on verrattavissa tavalliseen sieneen, joka on rakennettu luulevyistä, joiden välissä on soluja. Ne on järjestetty järjestykseen jakautuneen toimintakuorman mukaisesti. Sienimäisestä aineesta rakentuvat pääosin pitkien luiden epifyysit, osa on sekoitettuja ja litteitä, ja kaikki ovat lyhyitä. Voidaan nähdä, että nämä ovat pääosin kevyitä ja samalla vahvoja ihmisen luurangon osia, joita kuormitetaan eri suuntiin. Luukudoksen toiminnot liittyvät suoraan sen rakenteeseen, joka tässä tapauksessa tarjoaa suuren alueen siinä suoritetuille aineenvaihduntaprosesseille, antaa suuren lujuuden yhdessä pienen massan kanssa.

Tiheä (tiivis) luuaine: mitä se on?

Putkiluiden diafyysit koostuvat tiiviistä aineesta, minkä lisäksi se peittää niiden epifyysit ulkopuolelta ohuella levyllä. Sen lävistävät kapeat kanavat, joiden läpi hermokuidut ja verisuonet kulkevat. Jotkut niistä sijaitsevat yhdensuuntaisesti luun pinnan kanssa (keski- tai hassian). Toiset tulevat luun pinnalle (syöttöaukot), joiden kautta valtimot ja hermot tunkeutuvat sisäänpäin ja suonet ulospäin. Keskuskanava yhdessä ympäröivien luulevyjen kanssa muodostaa ns. Haversin järjestelmän (osteonin). Tämä on tiiviin aineen pääsisältö ja niitä pidetään sen morfofunktionaalisena yksikkönä.

Osteon - luukudoksen rakenneyksikkö

Sen toinen nimi on Haversin järjestelmä. Tämä on kokoelma luulevyjä, jotka näyttävät toisiinsa työnnetyiltä sylintereiltä, ​​ja niiden välinen tila on täynnä osteosyyttejä. Keskellä on Haversin kanava, jonka läpi kulkevat verisuonet, jotka tarjoavat aineenvaihduntaa luusoluissa. Vierekkäisten rakenneyksiköiden välissä on interstitiaalisia (interstitiaalisia) levyjä. Itse asiassa ne ovat jäänteitä osteoneista, jotka olivat olemassa aiemmin ja jotka romahtivat sillä hetkellä, kun luukudoksessa oli käynnissä uudelleenjärjestely. On myös yleisiä ja ympäröiviä levyjä, jotka muodostavat tiiviin luuaineen sisimmän ja uloimman kerroksen.

Perosteum: rakenne ja merkitys

Nimen perusteella voidaan päätellä, että se peittää luut ulkopuolelta. Se on kiinnitetty niihin kollageenikuitujen avulla, jotka on kerätty paksuihin nippuihin, jotka tunkeutuvat ja kietoutuvat luulevyjen ulkokerroksen kanssa. Siinä on kaksi selkeää kerrosta:

• ulkoinen (se muodostuu tiheästä kuituisesta, muodostamattomasta sidekudoksesta, sitä hallitsevat kuidut, jotka sijaitsevat yhdensuuntaisesti luun pinnan kanssa);
• sisäkerros ilmentyy hyvin lapsilla ja vähemmän havaittavissa aikuisilla (sen muodostaa löysä kuitumainen sidekudos, jossa on karan muotoisia litteitä soluja - inaktiivisia osteoblasteja ja niiden esiasteita).

Perosteumilla on useita tärkeitä tehtäviä. Ensinnäkin se on troofinen, eli se tarjoaa ravintoa luulle, koska sen pinnalla on suonia, jotka tunkeutuvat sisään hermojen mukana erityisten ravitsemusaukkojen kautta. Nämä kanavat ruokkivat luuydintä. Toiseksi regeneroiva. Se selittyy osteogeenisten solujen läsnäololla, jotka stimuloituina muuttuvat aktiivisiksi osteoblasteiksi, jotka tuottavat matriisia ja aiheuttavat luukudoksen muodostumista varmistaen sen uusiutumisen. Kolmanneksi mekaaninen tai tukitoiminto. Eli varmistetaan luun mekaaninen yhteys muihin siihen kiinnittyneisiin rakenteisiin (jänteet, lihakset ja nivelsiteet).

Luukudoksen toiminnot

Päätoimintojen joukossa ovat seuraavat:

1. Moottori, tuki (biomekaaninen).
2. Suojaava. Luut suojaavat aivoja, verisuonia ja hermoja, sisäelimiä jne. vaurioilta.
3. Hematopoieettinen: luuytimessä tapahtuu hemo- ja lymfopoieesia.
4. Aineenvaihdunta (osallistuminen aineenvaihduntaan).
5. Korjaava ja regeneratiivinen, joka koostuu luukudoksen palauttamisesta ja uudistamisesta.
6. morfogeneesin rooli.
7. Luukudos on eräänlainen mineraalien ja kasvutekijöiden varasto.

LUUKUDOKSET

Rakenne: solut ja solujen välinen aine.

Luukudostyypit: 1) retikulofibrous, 2) lamellaarinen.

Luukudoksiin kuuluvat myös hampaille spesifiset kudokset: dentiini, sementti.

luukudoksessa 2 erilaista solua 1) osteosyytti ja sen esiasteet, 2) osteoklasti.

Erilainen osteosyytti : kanta- ja puolikantasolut, osteogeeniset solut, osteoblastit, osteosyytit.

Solut muodostuvat huonosti erilaistuneista mesenkymaalisista soluista; aikuisilla kanta- ja puolikantasolut löytyvät periosteumin sisäkerroksesta, luun muodostumisen aikana ne sijaitsevat sen pinnalla ja luuston sisäisten verisuonten ympärillä.

osteoblastit jakautumiskykyiset, ryhmittyneet, niillä on epätasainen pinta ja lyhyet prosessit, jotka yhdistävät ne viereisiin soluihin. Synteettinen laite on hyvin kehittynyt soluissa, koska osteoblastit osallistuvat solujen välisen aineen muodostumiseen: ne syntetisoivat matriisiproteiineja (osteonektiini, sialoproteiini, osteokalsiini), kollageenikuituja, entsyymejä (alkalinen fosfataasi jne.).

Osteoblastien toiminta: solujen välisen aineen synteesi, mineralisaation tarjoaminen.

Tärkeimmät osteoblasteja aktivoivat tekijät ovat: kalsitoniini, tyroksiini (kilpirauhashormonit); estrogeenit (munasarjahormonit); vitamiinit C, D; pietsoefektit, joita esiintyy luussa puristettaessa.

Osteosyytit - mineralisoituneeseen solujenväliseen aineeseen imeytyneet osteoblastit. Solut sijaitsevat rakoissa - solujen välisen aineen onteloissa. Osteosyytit ovat prosesseillaan kosketuksissa keskenään, solujen ympärillä on solujen välistä nestettä aukoissa. Synteettinen laite on vähemmän kehittynyt kuin osteoblasteissa.

Osteosyyttien toiminta: homeostaasin ylläpitäminen luukudoksessa.

Osteoklastit. Erilaiset osteoklastit sisältää monosyyttidifferonin (kehittyy punaiseen luuytimeen), sitten monosyytti poistuu verenkierrosta ja muuttuu makrofagiksi. Useat makrofagit sulautuvat yhteen muodostaen moniytimeisen symplastin osteoklasti. Osteoklasti sisältää monia ytimiä ja suuren määrän sytoplasmaa. Napaisuus on ominaista (toiminnallisesti epätasa-arvoisten pintojen läsnäolo): luun pinnan vieressä olevaa sytoplasmista vyöhykettä kutsutaan poimutetuksi rajaksi, sytoplasmisia kasvaimia ja lysosomeja on monia.

Osteoklastien toiminnot: kuitujen ja amorfisen luuaineen tuhoutuminen.

Luun resorptio osteoklastit: ensimmäinen vaihe on kiinnittyminen luuhun proteiinien (integriinit, vitronektiinit jne.) avulla tiivistyksen varmistamiseksi; toinen vaihe on mineraalien happamoittaminen ja liukeneminen tuhoutumisalueella pumppaamalla vetyioneja aallotetun reunan kalvojen ATPaasien kanssa; kolmas vaihe on luun orgaanisen substraatin liukeneminen lysosomientsyymien (hydrolaasit, kollagenaasit jne.) avulla, jotka osteoklastit poistavat eksosytoosin avulla tuhovyöhykkeelle.

Osteoklasteja aktivoivat tekijät: lisäkilpirauhashormoni paratyriini; pietsoefektit, joita esiintyy luussa, kun sitä venytetään; painottomuus; fyysisen toiminnan puute (immobilisaatio) jne.

Osteoklasteja estävät tekijät: kilpirauhashormoni kalsiotoniini, munasarjahormonit estrogeeni.

luun solujen välinen aine koostuu kollageenikuiduista (kollageeni I, V tyypit) ja pääaineesta (amorfisesta), joka koostuu 30 % orgaanisista ja 70 % epäorgaanisista aineista. Orgaaniset luuaineet: glykosaminoglykaanit, proteoglykaanit; epäorgaaniset aineet: kalsiumfosfaatti, pääasiassa hydroksiapatiittikiteiden muodossa.

Suurin tilavuus aikuisella on lamellaarista luukudosta, joka on tiivistä ja sienimäistä. Lamellaruiden pinnalla jänteiden kiinnitysalueella sekä kallon ompeleissa on retikulofibrous luukudosta.

Luu elimenä koostuu useista kudoksista: 1) luukudos, 2) periosteum: 2a) ulkokerros - PVNST, 2b) sisäkerros - RVST, jossa on verisuonia ja hermoja sekä kanta- ja puolikantasoluja.

1. RETIKULOFIBROOSI (Karkea kuitu) LUUKUDOS

Tämä kudos muodostuu ihmisen sikiöissä luiden perustaksi. Aikuisilla se on hieman edustettuna ja sijaitsee kallon ompeleissa jänteiden kiinnityspisteissä luihin.

Rakenne: osteosyytit ja solujen välinen aine, jossa kollageenimineralisoituneiden kuitujen nippuja on järjestetty satunnaisesti. Osteosyyttejä löytyy luuonteloista. Pinnasta luun osia peittää perioste, josta retikulofibrous luukudos saa ravinteita diffuusiona.

LAMINAATTI (HIENO) LUUKUDOS – pääasiallinen luukudostyyppi aikuisen kehossa. Rakenne: osteosyytit ja solujen välinen aine, joka koostuu kuiduista (kollageeni tai osseiini) ja amorfisesta aineesta. Solujen välistä ainetta edustavat levyt, joiden paksuus on 3-10 mikronia. Levyssä kuidut on järjestetty yhdensuuntaisesti toistensa kanssa, vierekkäisten levyjen kuidut ovat kulmassa toisiinsa nähden. Levyjen välissä on osteosyyttien rungot aukoissa, ja luutubulukset, joissa on osteosyyttiprosesseja, tunkeutuvat levyihin suorassa kulmassa.

Lamelaarisen luukudoksen tyypit. Valmistettu lamellisesta luukudoksesta kompakti ja sienimäinen aine useimmat litteät ja putkimaiset luut.

sienimäisessä aineessa luulevyt ovat suoria, ovat osa trabekuleja - 2-3 yhdensuuntaisen levyn kompleksia. Trabeculae rajaa punaisella luuytimellä täytettyjä onteloita.

AT tiivis luu suorien levyjen lisäksi muodostuu samankeskisiä levyjä osteonit.

Putkiluun histologinen rakenne elimenä. Putkimainen luu koostuu diafyysistä - ontosta putkesta, joka koostuu vahvasta kompaktista luusta, ja epifyyseista - tämän putken laajenevista päistä, jotka on rakennettu sienimäisestä aineesta.

Luu elimenä koostuu lamellisesta luukudoksesta, luuydinontelon ulkopuolelta ja sivulta se on peitetty sidekudoskalvoilla (periosteum, endosteum). Luuontelo sisältää punaista ja keltaista luuydintä, verta ja imusuonet sekä hermoja.

Luissa erotetaan kompakti (kortikaalinen) aine luut ja sienimäinen (trabekulaarinen) aine, jotka muodostuvat lamellisesta luukudoksesta. Perosteum, tai periosteum, koostuu ulkokerroksesta (PVNST tai PVOST) ja sisäkerroksesta (RVST). Sisäkerros sisältää osteogeenisiä kambiasoluja, preosteoblasteja ja osteoblasteja. Perosteum osallistuu luukudoksen trofiaan, kehitykseen, kasvuun ja uusiutumiseen. Endost- luuytimen puolelta luuta peittävän kalvon muodostaa löysä kuitumainen sidekudos, jossa on osteoblasteja ja osteoklasteja sekä muita PBST-soluja. Epifyysien nivelpinnoilla ei ole periosteumia ja perikondriumia. Ne on peitetty hyaliinirustotyypillä, jota kutsutaan nivelrustokseksi.

Diafyysin rakenne . Diafyysi koostuu kompaktista aineesta (kortikaalisesta luusta), jossa erotetaan kolme kerrosta: 1) yhteisten levyjen ulkokerros; 2) keskikerros on osteoni; 3) yhteisten levyjen sisäkerros.

Ulko- ja sisälevyt ovat suoria levyjä, joissa osteosyytit saavat ravintoa periosteumista ja endosteumista. Uloimmissa yhteisissä levyissä on reiälliset (Volkmann) kanavat, joiden kautta suonet tulevat luuhun periosteumista luuhun. Keskikerroksessa suurin osa luulevyistä sijaitsee osteoneissa ja osteonien välissä aseta levyt- vanhojen osteonien jäänteet luun uudelleenmuotoilun jälkeen.

Osteonit ovat putkimaisen luun tiiviin aineen rakenneyksiköitä. Ne ovat sylinterimäisiä muodostelmia, jotka koostuvat samankeskisistä luulevyistä, ikään kuin ne olisi asetettu toisiinsa. Luulevyissä ja niiden välissä ovat luusolujen rungot ja niiden prosessit, jotka kulkevat solujen välisessä aineessa. Jokainen osteoni on rajattu viereisestä osteonista jauhetun aineen muodostamalla katkaisuviivalla. Jokaisen osteonin keskellä on kanava (hassian kanava), jossa verisuonet, joissa on RVST:tä ja osteogeenisia soluja, kulkevat. Osteonkanavien verisuonet ovat yhteydessä toisiinsa sekä luuytimen ja periosteumin verisuonten kanssa. Diafyysin sisäpinnalla, ydinontelon rajalla, on hohkoluun luiset poikkipalkit.

Epifyysin rakenne. Epifyysi koostuu sienimäisestä aineesta, jonka luun trabekulaatit (palkit) ovat suuntautuneita voimalinjoja pitkin antaen lujuutta epifyysille. Palkkien väliset tilat sisältävät punaista luuydintä.

Luun vaskularisaatio . Verisuonet muodostavat tiheän verkon periosteumin sisäkerroksessa. Sieltä syntyy ohuita valtimohaaroja, jotka toimittavat osteoneja verellä, tunkeutuvat luuytimeen ravinnereikien kautta ja muodostavat osteonien läpi kulkevien kapillaarien syöttöverkoston.

luukudoksen hermotus . Luukalvossa myelinisoituneet ja myelinisoimattomat hermosäikeet muodostavat punoksia. Osa kuiduista kulkee verisuonten mukana ja tunkeutuu niiden mukana ravinneaukkojen kautta osteonikanaviin ja saavuttaa sitten luuytimeen.

Luun uudistaminen ja uudistaminen . Koko ihmisen elämän aikana tapahtuu luukudoksen rakennemuutoksia ja uusiutumista. Primaariset osteonit tuhoutuvat ja samalla ilmaantuu uusia, sekä vanhojen osteonien tilalle että periosteumin sivulta. Osteoklastien vaikutuksen alaisena osteonin luulevyt tuhoutuvat, ja tähän paikkaan muodostuu ontelo. Tätä prosessia kutsutaan resorptio luukudosta. Jäljellä olevan suonen ympärillä olevaan onteloon ilmestyy osteoblasteja, jotka alkavat rakentaa uusia levyjä, kerrostuvat samankeskisesti toistensa päälle. Näin syntyy osteonien toisen sukupolven. Osteonien välissä on aikaisempien sukupolvien tuhoutuneiden osteonien jäännökset - aseta levyt.

On huomattava, että painottomuudessa (painovoiman ja Maan painovoiman puuttuessa) osteoklastit tuhoavat luukudosta, minkä estävät astronauttien fyysiset harjoitukset.

Ikämuutokset . Iän myötä sidekudosmuodostelmien kokonaismassa kasvaa, kollageenityyppien suhde, glykosaminoglykaanit muuttuvat ja sulfatoituneiden yhdisteiden määrä lisääntyy. Ikääntyvän luun endosteumissa osteoblastien määrä vähenee, mutta osteoklastien aktiivisuus lisääntyy, mikä johtaa tiiviin kerroksen ohenemiseen ja hohkoluun rakennemuutokseen.

Aikuisilla luumuodostelmien täydellinen muutos riippuu sen koosta ja lonkan kohdalla se on 7-12 vuotta, kylkiluussa 1 vuosi. Vanhuksilla, vaihdevuosien naisilla, esiintyy voimakasta luiden kalkinpoistoa - osteoporoosia.

Luukudoksen kehitys alkion synnyssä ja synnytyksen jälkeisellä kaudella

Ihmisalkiolla ei ole luukudosta organogeneesin alkaessa (3-5 viikkoa). Tulevien luiden tilalla ovat osteogeeniset solut tai rustomuodostelmat (hyaliinirusto). Alkion 6. viikolla luodaan tarvittavat olosuhteet (koorionin aktiivinen kehitys - tuleva istukka ja verisuonten itäminen hapen kanssa), ja luukudoksen kehittyminen alkaa alkion synnyssä ja sitten syntymän jälkeen (postembryonaalinen kehitys). ).

Luukudoksen kehitys alkiossa tapahtuu kahdella tavalla: 1) suora osteogeneesi- suoraan mesenkyymistä; ja 2) epäsuora osteogeneesi- aiemmin mesenkyymistä kehitetyn rustoluun mallin tilalle. Luukudoksen postembryonaalinen kehitys tapahtuu fysiologisen regeneraation aikana.

suora osteogeneesi ominaista litteiden luiden muodostumiselle (esimerkiksi kallon luut). Se havaitaan jo alkion ensimmäisellä kuukaudella ja sisältää kolme päävaihetta: 1) osteogeenisten saarekkeiden muodostuminen lisääntyvistä mesenkymaalisista soluista; 2) osteogeenisten saarekkeiden solujen erilaistuminen osteoblasteiksi ja orgaanisen luumatriisin (osteoidin) muodostuminen, kun taas osa osteoblasteista muuttuu osteosyyteiksi; toinen osa osteoblasteista ei ole solujen välisen aineen pinta, ts. luun pinnalla näistä osteoblasteista tulee osa periosteumia; 3) osteoidin kalkkeutuminen (kalkkiutuminen) - solujen välinen aine on kyllästetty kalsiumsuoloilla; muodostuu retikulofibrous luukudosta; 4) luun rakennemuutos ja kasvu - vanhat karkean kuituisen luun alueet tuhoutuvat vähitellen ja niiden tilalle muodostuu uusia lamelliluun alueita; periosteumin vuoksi muodostuu yhteisiä luulevyjä, luun verisuonten adventitiassa sijaitsevien osteogeenisten solujen vuoksi muodostuu osteoneja.

Luun kehitys aiemmin muodostuneen rustomallin tilalle (epäsuora osteogeneesi). Tämän tyyppinen luun kehitys on ominaista useimmille ihmisen luuston luille (pitkät ja lyhyet putkimaiset luut, nikamat, lantion luut). Aluksi muodostuu tulevan luun rustomainen malli, joka toimii sen kehityksen perustana, ja myöhemmin rusto tuhoutuu ja korvataan luukudoksella.

Epäsuora osteogeneesi alkaa alkion kehityksen toisella kuukaudella, päättyy 18-25 vuoden iässä ja sisältää seuraavat vaiheet:

1) koulutus rustoluun malli mesenkyymistä ruston histogeneesin mallien mukaisesti;

2) koulutus perikondraalinen luumansetti: perikondriumin sisäkerroksessa osteoblastit erilaistuvat, jotka alkavat muodostaa luukudosta; perikondrium korvataan periosteilla;

3) koulutus endokondraalinen luu diafyysissä: perikondraalinen luu häiritsee ruston ravintoa, minkä seurauksena diafyysissä esiintyy osteogeenisia saaria täällä kasvavasta mesenkyymistä verisuonten kanssa. Samanaikaisesti osteoklastit tuhoavat luun muodostamalla luuydinontelon;

4) koulutus endokondraalinen luu epifyysissä;

5) muodostuminen epifyysilevy ruston kasvu (metaepifyysirusto): epifyysin ja diafyysin rajalla kondrosyytit kerääntyvät pylväiksi, kun muuttumattoman distaalisen ruston kasvu jatkuu. Rustosolujen sarakkeessa on kaksi vastakkaisesti suunnattua prosessia: toisaalta kondrosyyttien lisääntyminen ja ruston kasvu ( sarakesolut) sen distaalisessa osassa ja periosseoosialueella dystrofisia muutoksia ( vesikulaariset kondrosyytit).

6) retikulofibrous-luukudoksen rakennemuutos lamellaariseksi: luun vanhat osat tuhoutuvat vähitellen ja niiden tilalle muodostuu uusia; periosteumin vuoksi muodostuu yhteisiä luulevyjä, luun verisuonten adventitiassa sijaitsevien osteogeenisten solujen vuoksi muodostuu osteoneja.

Ajan myötä ruston metaepifyysilevyssä solutuhoprosessit alkavat voittaa kasvainprosessin; rustolevy ohenee ja katoaa: luun pituus lakkaa kasvamasta. Perosteum varmistaa putkimaisten luiden paksuuden kasvun houkuttelevaa kasvua. Synnytyksen jälkeen osteonien määrä on pieni, mutta 25-vuotiaana niiden määrä lisääntyy merkittävästi.

Luun uudistaminen. Luukudosten fysiologinen uusiutuminen ja uusiutuminen tapahtuvat hitaasti periosteumin osteogeenisten solujen ja luukanavan osteogeenisten solujen vuoksi. Posttraumaattinen regeneraatio (korjaava) on nopeampaa. Regeneraatiosekvenssi vastaa osteogeneesin kaaviota. Luun mineralisaatioprosessia edeltää orgaanisen substraatin (osteoidin) muodostuminen, jonka paksuuteen voi muodostua rustosäteitä (heikentyneen verenkierron tapauksessa). Luutuminen seuraa tässä tapauksessa epäsuoran osteogeneesin tyyppiä (katso epäsuoran osteogeneesin kaavio).

Luilla on neljä päätehtävää:

1. Ne antavat voimaa raajoille ja kehon onteloille, joissa on elintärkeitä elimiä. Tauteissa, jotka heikentävät tai häiritsevät luuston rakennetta, on mahdotonta ylläpitää suoraa asentoa ja esiintyy sisäelinten häiriöitä. Esimerkkinä on kardiopulmonaalinen vajaatoiminta, joka kehittyy potilailla, joilla on vaikea kyfoosi nikamien puristusmurtumien vuoksi.
2. Luut ovat välttämättömiä liikkeelle, koska ne muodostavat tehokkaita vipuja ja kiinnityspisteitä lihaksille. Luiden muodonmuutos "pilaa" nämä vivut, mikä johtaa vakaviin kävelyhäiriöihin.
3. Luut toimivat suurena ionivarastona, josta elimistö saa elämälle tarpeellista kalsiumia, fosforia, magnesiumia ja natriumia, kun niitä ei ole mahdollista saada ulkopuolelta.
4. Luut sisältävät hematopoieettisen järjestelmän. Yhä useammat todisteet osoittavat troofisia suhteita luun stroomasolujen ja hematopoieettisten elementtien välillä.

Luun rakenne

Luun rakenne tarjoaa ihanteellisen tasapainon sen kovuuden ja elastisuuden välillä. Luu on tarpeeksi kova kestämään ulkoisia voimia, vaikka huonosti mineralisoitunut luu on hauras ja taipuvainen murtumaan. Samalla luun tulee olla riittävän kevyt liikkuakseen lihasten supistuessa. Pitkät luut rakennetaan ensisijaisesti tiiviistä aineesta (tiheästi pakattuista mineralisoituneen kollageenin kerroksista), joka antaa kudokselle sen kovuuden. Trabekulaariset luut näyttävät poikkileikkaukseltaan sienimäisiltä, ​​mikä antaa niille lujuutta ja joustavuutta. Sikonmainen aine muodostaa selkärangan pääosan. Sairaudet, joihin liittyy luun tiiviin aineen rakenteen rikkoutuminen tai massan väheneminen, johtavat pitkien luiden murtumiin, ja ne, joissa sienimäinen aine kärsii - nikamien murtumiin. Pitkien luiden murtumat ovat mahdollisia myös sienimäisen aineen vioissa.
Kaksi kolmasosaa luun painosta on mineraalia ja loput vettä ja tyypin I kollageenia. Ei-kollageenisia luumatriksiproteiineja ovat proteoglykaanit, y-karboksiglutamaattia sisältävät proteiinit, osteonektiiniglykoproteiini, osteopontiinifosfoproteiini ja kasvutekijät. Luukudoksessa on myös pieni määrä lipidejä.

Luun mineraalit
Luu sisältää mineraaleja kahdessa muodossa. Päämuoto on eri kypsyysasteisia hydroksiapatiittikiteitä. Loput ovat amorfisia kalsiumfosfaattisuoloja, joissa on pienempi kalsiumin suhde fosfaattiin kuin puhtaassa hydroksiapatiitissa. Nämä suolat sijaitsevat aktiivisen luukudoksen muodostumisen alueilla ja niitä on suurempia määriä nuoressa luussa.

luusolut
Luu koostuu kolmen tyyppisistä soluista: osteoblasteista, osteosyyteistä ja osteoklasteista.

osteoblastit
Osteoblastit ovat tärkeimmät luuta muodostavat solut. Niiden esiasteita ovat luuytimen mesenkymaaliset solut, jotka erilaistumisprosessissa alkavat ilmentää PTH- ja D-vitamiinireseptoreita, alkalista fosfataasia (vapautuu solunulkoiseen ympäristöön) sekä luumatriksiproteiineja (tyypin I kollageeni, osteokalsiini, osteopontiini jne.). ). Kypsät osteoblastit siirtyvät luun pinnalle, missä ne reunustavat luukudoksen kasvaimen alueita, jotka sijaitsevat luumatriisin (osteoidin) alla ja aiheuttavat sen mineralisaatiota - hydroksiapatiittikiteiden laskeutumista kollageenikerroksille. Tämän seurauksena muodostuu lamellaarinen luukudos. Mineralisaatio edellyttää riittävän kalsiumin ja fosfaatin läsnäoloa solunulkoisessa nesteessä sekä alkalista fosfataasia, jota aktiiviset osteoblastit erittävät. Jotkut "ikääntyvät" osteoblastit litistyvät ja muuttuvat inaktiivisiksi soluiksi, jotka vuoraavat trabekulien pintaa, toiset uppoavat tiiviiseen luuainekseen muuttuen osteosyyteiksi ja toiset läpikäyvät apoptoosin.

(moduuli suora4)

Osteosyytit
Kompaktissa luussa sen uusiutumisen aikana jäävät osteoblastit muuttuvat osteosyyteiksi. Niiden kyky syntetisoida proteiineja laskee jyrkästi, mutta soluissa ilmaantuu monia prosesseja (tubuluksia), jotka ulottuvat resorptioontelon (aukkojen) ulkopuolelle ja yhdistyvät kapillaareihin, tämän luuyksikön muiden osteosyyttien prosesseihin (osteon) ja pinnallisten osteoblastien prosesseihin. Uskotaan, että osteosyytit muodostavat syncytiumia, joka varmistaa mineraalien liikkumisen luun pinnalta, ja lisäksi toimivat mekaanisina kuormitusantureina, jotka muodostavat pääsignaalin luukudoksen muodostumiselle ja uusiutumiselle.

osteoklastit
Osteoklastit ovat jättimäisiä monitumaisia ​​soluja, jotka ovat erikoistuneet luun resorptioon. Ne tulevat hematopoieettisista soluista eivätkä enää jakautu. Osteoklastien muodostumista stimuloivat osteoblastit, jotka ovat vuorovaikutuksessa pintamolekyylinsä RANKL:n kanssa prekursorien ja kypsien osteoklastien pinnalla olevan ydintekijä-kappa-B:tä aktivoivan reseptorin (RANK) kanssa. Osteoblastit erittävät myös makrofagipesäkkeitä stimuloivaa tekijää 1 (M-CSF-1), mikä tehostaa RANKL:n vaikutusta osteoklastogeneesiin. Lisäksi osteoblastit ja muut solut tuottavat hou(OPG), joka sitoutuu RANKL:iin ja estää sen toiminnan. PTH ja 1,25(OH) 2D (sekä sytokiinit IL-1, IL-6 ja IL-11) stimuloivat RANKL-synteesiä osteoblasteissa. TNF voimistaa RANKL:n stimuloivaa vaikutusta osteoklastogeneesiin, kun taas IFNy estää tämän prosessin vaikuttamalla suoraan osteoklasteihin.
Liikkuvat osteoklastit ympäröivät luun pinnan alueen tiheällä renkaalla, ja niiden luun vieressä oleva kalvo taittuu erityisrakenteeksi, jota kutsutaan aallotetuksi reunaksi. Poimutettu reuna on erillinen organelli, mutta se toimii jättimäisenä lysosomina, joka liuottaa ja hajottaa luumatriisin erittämällä happoa ja proteaaseja (pääasiassa katepsiini K:tä). Luun resorption seurauksena muodostuneet kollageenipeptidit sisältävät pyridinoliinirakenteita, joiden pitoisuuden perusteella virtsassa voidaan arvioida luun resorption voimakkuutta. Siten luun resorptio riippuu osteoklastien kypsymisnopeudesta ja niiden kypsien muotojen aktiivisuudesta. Kypsillä osteoklasteilla on reseptoreita kalsitoniinille, mutta ei PTH:lle tai D-vitamiinille.

Luun päivitys

Luun uusiutuminen on jatkuva luukudoksen tuhoutumis- ja muodostumisprosessi, joka jatkuu läpi elämän. Lapsuudessa ja nuoruudessa luun uusiutuminen etenee nopeasti, mutta luun muodostumisprosessi ja luumassan lisääntyminen ovat kvantitatiivisesti hallitsevia. Kun luumassa saavuttaa maksiminsa, prosessit, jotka määräävät luumassan dynamiikkaa koko loppuelämän, alkavat hallita. Uusiutumista tapahtuu luun pinnan eri alueilla koko luuston läpi. Normaalisti noin 90 % luun pinnasta on levossa, ja se on peitetty ohuella solukerroksella. Vasteena fysikaalisille tai biokemiallisille signaaleille luuytimen esisolut siirtyvät tiettyihin kohtiin luun pinnalla, missä ne sulautuvat muodostaen monitumaisia ​​osteoklasteja, jotka "syövät pois" luun ontelon.
Tiivis luuaineen uusiutuminen alkaa kartiomaisen ontelon sisältä, joka jatkuu tunneliin. Osteoblastit ryömivät tähän tunneliin muodostaen sylinterin uudesta luusta ja kapenevat vähitellen tunnelia, kunnes jäljelle jää kapea Haversin kanava, jonka kautta osteosyyttien muodossa jäljellä olevat solut syövät. Luuta, joka muodostuu yhteen kartiomaiseen onteloon, kutsutaan osteoniksi.
Sienimäisen aineen resorption aikana luun pintaan muodostuu rosoinen alue, jota kutsutaan gauship lacunaksi. 2-3 kuukauden kuluttua resorptiovaihe päättyy jättäen jälkeensä noin 60 µm syvän ontelon, jonka pohjaan kasvaa luuytimen stroomasta osteoblastien esiasteita. Nämä solut hankkivat osteoblastifenotyypin, eli ne alkavat erittää luuproteiineja, kuten alkalista fosfataasia, osteopontiinia ja osteokalsiinia, ja korvaavat vähitellen resorboituneen luun uudella luumatriisilla. Kun vasta muodostunut osteoidi saavuttaa noin 20 µm:n paksuuden, mineralisaatio alkaa. Koko luun uusiutumisen sykli kestää normaalisti noin 6 kuukautta.
Tämä prosessi ei vaadi hormonaalisia vaikutuksia, paitsi että 1,25(OH) 2 D tukee kivennäisaineiden imeytymistä suolistossa ja tarjoaa siten uusiutuvalle luulle kalsiumia ja fosforia. Esimerkiksi hypoparatyreoosissa luukudokselle ei tapahdu mitään, paitsi sen aineenvaihdunnan hidastuminen. Kuitenkin systeemiset hormonit käyttävät luita kivennäisaineiden lähteenä ylläpitämään jatkuvaa solunulkoista kalsiumtasoa. Samalla luumassaa täydennetään. Esimerkiksi kun PTH aktivoi luun resorptiota (hypokalsemian korjaamiseksi), myös uuden luukudoksen muodostumisprosessit tehostuvat sen massan täydentämiseksi. Osteoblastien roolia osteoklastien toiminnan säätelyssä on tutkittu melko yksityiskohtaisesti, mutta mekanismi osteoblastien "houkuttamiseksi" luun resorptiopesäkkeisiin on edelleen epäselvä. Yksi mahdollisuus on, että luun resorption aikana IGF-1 vapautuu luumatriisista, mikä stimuloi osteoblastien lisääntymistä ja erilaistumista.
Resorboitunut luu ei korvaudu kokonaan, ja jokaisen uusiutumissyklin lopussa luumassan vajaus jää jäljelle. Elämän aikana alijäämä kasvaa, mikä määrittää hyvin tunnetun ikääntymiseen liittyvän luumassan vähenemisen ilmiön. Tämä prosessi alkaa pian kehon kasvun lopettamisen jälkeen. Erilaiset vaikutukset (aliravitsemus, hormonit ja lääkeaineet) vaikuttavat luun aineenvaihduntaan yhteisellä tavalla - luukudoksen uusiutumisnopeuden muutoksen kautta, mutta eri mekanismein. Muutokset hormonaalisessa ympäristössä (kilpirauhasen liikatoiminta, lisäkilpirauhasen vajaatoiminta, hypervitaminoosi D) lisäävät yleensä uusiutumispesäkkeiden määrää. Muut tekijät (suuret glukokortikoidien tai etanolin annokset) heikentävät osteoblastien toimintaa. Estrogeenit tai androgeenin puute lisää osteoklastien aktiivisuutta. Milloin tahansa luumassasta on ohimenevää puutetta, jota kutsutaan "uusiutumistilaksi". vielä täyttämätön luun resorptioalue. Reaktiona kaikkiin ärsykkeisiin, jotka muuttavat uusimispaikkojen ("uudistusyksiköiden") alkuperäistä määrää, uusiutumistila joko kasvaa tai pienenee, kunnes uusi tasapaino saavutetaan. Tämä ilmenee luumassan lisääntymisenä tai vähenemisenä.

Luukudos muodostaa luuston perustan. Se vastaa sisäelinten suojasta, liikkumisesta ja osallistuu aineenvaihduntaan. Luukudokseen kuuluu myös hammaskudos. Luu on kova ja joustava elin. Sen ominaisuuksia tutkitaan edelleen. Ihmiskehossa on yli 270 luuta, joista jokainen suorittaa oman tehtävänsä.

Luukudos on eräänlainen sidekudos. Yksi on sekä sitkeä että muodonmuutoksia kestävä, kestävä.

Luukudosta on 2 päätyyppiä sen rakenteesta riippuen:

1. Karkea kuitu. Tämä on tiheämpää, mutta vähemmän elastista luukudosta. Aikuisen kehossa se on hyvin pieni. Sitä esiintyy pääasiassa luun ja ruston risteyksessä, kallon ompeleiden liitoskohdassa sekä murtumien fuusiokohdassa. Karkeakuituista luukudosta löytyy suuria määriä ihmisen alkionkehityksen aikana. Se toimii luurangon alkukappaleena ja rappeutuu sitten vähitellen lamelliseksi. Tämän tyyppisen kudoksen erikoisuus on, että sen solut on järjestetty satunnaisesti, mikä tekee siitä tiheämmän.
2. Lamellar. Lamellar luukudos on tärkein ihmisen luuranko. Se on osa kaikkia ihmiskehon luita. Tämän kudoksen ominaisuus on solujen järjestely. Ne muodostavat kuituja, jotka puolestaan ​​muodostavat levyjä. Levyt muodostavat kuidut voivat sijaita eri kulmissa, mikä tekee kankaasta yhtä aikaa vahvan ja joustavan, mutta itse levyt ovat samansuuntaisia ​​keskenään.

Lamellar luukudos puolestaan ​​​​jaetaan kahteen tyyppiin - sienimäiseen ja kompaktiin. Sienimainen kudos näyttää solulta ja on löysää. Huolimatta heikentyneestä lujuudesta, sienimäinen kudos on kuitenkin tilavampaa, kevyempää ja vähemmän tiheää.

Se on sienimäinen kudos, joka sisältää luuytimen, joka osallistuu hematopoieettiseen prosessiin.

Kompakti luukudos suorittaa suojaavaa tehtävää, joten se on tiheämpää, vahvempaa ja raskaampaa. Useimmiten tämä kudos sijaitsee luun ulkopuolella, peittäen ja suojaten sitä vaurioilta, halkeamia ja murtumia vastaan. Tiivis luukudos muodostaa suurimman osan luurangosta (noin 80 %).

Lamellarisen luukudoksen rakenne ja toiminta

Lamellar luukudos on yleisin luukudostyyppi ihmiskehossa.

Lamellarisen luukudoksen toiminnot ovat erittäin tärkeitä keholle. Se suojaa sisäelimiä vaurioilta (keuhkot rinnassa, aivot sisällä, lantioelimet jne.) ja mahdollistaa myös henkilön liikkumisen kantaen muiden kudosten painoa.

Luukudos kestää muodonmuutoksia, kestää paljon painoa ja pystyy myös uusiutumaan ja kasvamaan yhdessä murtumien sattuessa.

Luukudos koostuu solujen välisestä aineesta sekä 3 tyyppisistä luusoluista:

1. osteoblastit. Nämä ovat luukudoksen nuorimpia, usein soikeita soluja, joiden halkaisija on enintään 20 mikronia. Juuri nämä solut syntetisoivat aineen, joka täyttää luukudoksen solujen välisen tilan. Tämä on solujen päätehtävä. Kun tätä ainetta muodostuu riittävä määrä, osteoblastit kasvavat sen kanssa ja niistä tulee osteosyyttejä. Osteoblastit pystyvät jakautumaan, ja niillä on myös epätasainen pinta pienillä prosesseilla, joilla ne kiinnittyvät viereisiin soluihin. On myös inaktiivisia osteoblasteja, ne sijaitsevat usein luun tiheimmissä osissa ja niissä on pieni määrä organelleja.
2. Osteosyytit. Nämä ovat kantasoluja, joita voi usein löytää periosteumin kudoksissa (luun ylempi, vahva kerros, joka suojaa sitä ja mahdollistaa sen nopean paranemisen vaurioituessaan). Kun osteoblastit kasvavat solujenvälisellä aineella, ne muuttuvat osteosyyteiksi ja sijoittuvat solujen väliseen tilaan. Niiden synteesikyky on jonkin verran alempi kuin osteoblastien.
3. Osteoklastit. Suurimmat monitumaiset luukudossolut, joita löytyy vain selkärankaisista. Niiden päätehtävä on vanhan luukudoksen säätely ja tuhoaminen. Osteoblastit luovat uusia luusoluja, kun taas osteoklastit hajottavat vanhoja. Jokainen tällainen solu sisältää jopa 20 ydintä.

Voit selvittää luukudoksen tilan avulla. Lamellarisella luukudoksella on tärkeä rooli elimistössä, mutta se voi tuhoutua, kulua kalsiumin puutteen ja myös infektioiden vuoksi.

Lamellarisen luukudoksen sairaudet:

• Kasvaimet. On olemassa "luusyövän" käsite, mutta useimmiten kasvain kasvaa luuhun muista kudoksista, eikä ole peräisin siitä. Kasvain voi olla peräisin luuytimen soluista, mutta ei itse luusta. Sarkooma (primaarinen luusyöpä) on melko harvinainen. Tähän sairauteen liittyy voimakasta luukipua, pehmytkudosten turvotusta, rajoitettua liikkuvuutta, turvotusta ja nivelten epämuodostumia.
• Osteoporoosi. Tämä on yleisin luusairaus, johon liittyy luukudoksen määrän väheneminen ja luiden oheneminen. Tämä on monimutkainen sairaus, joka on pitkään oireeton. Sienimäinen kudos alkaa kärsiä ensin. Siinä olevat levyt alkavat tyhjentyä, ja itse kudos vaurioituu päivittäisestä stressistä.
• Osteonekroosi. Osa luusta kuolee verenkierron heikkenemisen vuoksi. Osteosyytit alkavat kuolla, mikä johtaa nekroosiin. Osteonekroosi vaikuttaa yleisimmin lonkkaluihin. Tromboosi ja bakteeri-infektiot johtavat tähän sairauteen.
• Pagetin tauti. Tämä sairaus on yleisempi vanhuksilla. Pagetin taudille on ominaista luun epämuodostuma ja voimakas kipu. Normaali luukudoksen korjausprosessi häiriintyy. Tämän taudin syitä ei tunneta. Vaurioituneilla alueilla luu paksuuntuu, muotoutuu ja muuttuu erittäin hauraaksi.

Voit oppia lisää osteoporoosista videosta.

Luukudos on eräänlainen sidekudos ja koostuu soluista ja solujen välisestä aineesta, joka sisältää suuren määrän mineraalisuoloja, pääasiassa kalsiumfosfaattia. Mineraalit muodostavat 70% luukudoksesta, orgaaniset - 30%.

Luukudoksen toiminnot

mekaaninen;

suojaava;

osallistuminen kehon mineraaliaineenvaihduntaan - kalsiumin ja fosforin varastoon.

luusolut: osteoblastit, osteosyytit, osteoklastit.

Muodostuneen luukudoksen pääsolut ovat osteosyytit.

osteoblastit

osteoblastit esiintyy vain kehittyvässä luukudoksessa. Ne puuttuvat muodostuneesta luukudoksesta, mutta ne sisältyvät yleensä inaktiivisessa muodossa periosteumiin. Kehittäessään luukudosta ne peittävät jokaisen luulevyn reunaa pitkin, kiinnittyen tiukasti toisiinsa muodostaen eräänlaisen epiteelikerroksen. Tällaisten aktiivisesti toimivien solujen muoto voi olla kuutiomainen, prismaattinen, kulmikas.

Oteoklastit

Muodostuneessa luukudoksessa ei ole luuta tuhoavia soluja. Mutta niitä on periosteumissa ja luukudoksen tuhoutumis- ja rakennemuutospaikoissa. Koska ontogeneesissä tapahtuu jatkuvasti paikallisia luukudoksen uudelleenjärjestelyprosesseja, näissä paikoissa on välttämättä osteoklasteja. Näillä soluilla on tärkeä rooli alkion osteogeneesissä, ja niitä löytyy suuria määriä.

solujen välinen aine luukudosta

koostuu pääaineesta ja kuiduista, jotka sisältävät kalsiumsuoloja. Säidut koostuvat tyypin I kollageenista ja ovat laskostuneet rinnakkain (järjestettyinä) tai epäjärjestyksiin nipuiksi, joiden perusteella rakennetaan luukudosten histologinen luokittelu. Luukudoksen pääaine, kuten muun tyyppisten sidekudosten, koostuu glykosaminoglykaaneista ja proteoglykaaneista, mutta näiden aineiden kemiallinen koostumus on erilainen. Erityisesti luukudos sisältää vähemmän kondroitiinirikkihappoja, mutta enemmän sitruuna- ja muita happoja, jotka muodostavat komplekseja kalsiumsuolan kanssa. Luukudoksen kehitysprosessissa muodostuu ensin orgaaninen matriisi, pääaine ja kollageeni (osseiini, tyypin II kollageeni) kuidut, ja sitten niihin kerrostuu kalsiumsuoloja (pääasiassa fosfaattia). Kalsiumsuolat muodostavat hydroksiapatiittikiteitä, jotka kerrostuvat sekä amorfiseen aineeseen että kuituihin, mutta pieni osa suoloista kerrostuu amorfisesti. Kalsiumfosfaattisuolat tarjoavat luuston vahvuutta ja ovat samanaikaisesti kalsiumin ja fosforin varastoa elimistössä. Siksi luukudos osallistuu mineraaliaineenvaihduntaan.

Luukudoksen luokitus

Luukudosta on kahta tyyppiä:

retikulofibrous (karkeakuituinen);

lamellaarinen (rinnakkaiskuituinen).

AT retikulofibrous luukudosta kollageenisäikeet ovat paksuja, mutkaisia ​​ja sattumanvaraisesti järjestettyjä. Mineralisoituneessa solujenvälisessä aineessa osteosyytit sijaitsevat satunnaisesti aukoissa. lamellaarinen luukudos koostuu luulevyistä, joissa kollageenikuidut tai niiden kimput ovat yhdensuuntaisia ​​kussakin levyssä, mutta suorassa kulmassa viereisten levyjen kuitujen kulkuun nähden. Aukoissa olevien levyjen välissä on osteosyytit, kun taas niiden prosessit kulkevat tubulusten läpi levyjen läpi.

Ihmiskehossa luukudosta edustaa lähes yksinomaan lamellimuoto. Retikulofibrous luukudos esiintyy vain vaiheena joidenkin luiden (parietaali-, etuluu) kehityksessä. Aikuisilla ne sijaitsevat alueella, jossa jänteet kiinnittyvät luihin, sekä kallon luustuneiden ompeleiden (etuluun asteikkojen sagitaalinen ompele) tilalla.

Luukudosta tutkittaessa on tarpeen erottaa luukudoksen ja luun käsitteet.

Luu

Luu on anatominen elin, jonka päärakennekomponentti on luuta. Luu elimenä koostuu seuraavat kohteet:

luu;

periosteum;

luuydin (punainen, keltainen);

verisuonet ja hermot.

Perosteum

(periosteum) ympäröi luukudosta reunaa pitkin (lukuun ottamatta nivelpintoja) ja sen rakenne on samanlainen kuin perikondrium. Perosteumissa ulompi kuitu- ja sisäinen solu- tai kammiaalinen kerros on eristetty. Sisäkerros sisältää osteoblasteja ja osteoklasteja. Selkeä verisuoniverkko on paikantunut periosteumiin, josta pienet suonet tunkeutuvat luukudokseen rei'itettävien kanavien kautta. Punaista luuydintä pidetään itsenäisenä elimenä ja se kuuluu hematopoieesin ja immunogeneesin elimiin.

Luuranko edustaa runkoa, joka auttaa kehoa säilyttämään muotonsa, suojaamaan elimiä, liikkumaan avaruudessa ja paljon muuta. Yleensä luusolujen rakenne, kuten mikä tahansa kudos, on hyvin erikoistunut, minkä vuoksi mekaaniselle rasitukselle on lujuutta ja sen mukana plastisuutta, samanaikaisesti tämän kanssa tapahtuu regeneraatioprosesseja. Lisäksi solut ovat tiukasti määritellyssä keskinäisessä järjestelyssä, jonka ansiosta luu, ei muu kudos, on paljon vahvempi kuin sidekudos. Luukudoksen pääkomponentit ovat osteoblastit, osteoklastit ja osteosyytit.

Nämä solut ylläpitävät kudoksen ominaisuuksia ja tarjoavat sen histologisen rakenteen. Mikä on näiden kolmen solun salaisuus, jotka luulla on koostumuksessaan ja jotka määräävät monia toimintoja. Loppujen lopuksi vain hampaat, jotka sisältävät leuan alveolit, ovat vahvempia kuin luut. Suonet ja hermot kulkevat luiden läpi, kuten kallossa, ne sisältävät aivot, jotka ovat hematopoieesin lähde, ja suojaavat sisäelimiä. Päällä rustokerroksella peitettyinä ne tarjoavat normaalin liikkeen.

Mikä on osteoblasti

Tämän solun rakenne on spesifinen, se on mikroskoopilla näkyvä soikea tai kuutiomainen muodostuma. Laboratoriolaitteet osoittivat, että sytoplasman sisällä osteoblastin ydin on suuri, vaaleanvärinen, ei sijaitse keskellä, vaan hieman reunaa kohti. Lähistöllä on pari nukleolia, mikä osoittaa, että solu pystyy syntetisoimaan monia aineita. Siinä on myös monia ribosomeja, organelleja, joiden ansiosta aineiden synteesi tapahtuu. Tässä prosessissa on mukana myös rakeinen endoplasminen verkkokalvo, Golgi-kompleksi, joka tuo synteesituotteet ulos.

Lukuisat mitokondriot ovat vastuussa energiansaannista. Heillä on paljon työtä tehtävänä, suuri osa niistä on lihaskudoksessa. Mutta rustoisessa, karkeassa sidekudoksessa, toisin kuin lihaksessa, mitokondrioita on paljon vähemmän.

Solun toiminnot

Solun päätehtävä on tuottaa solujen välistä ainetta. Ne tarjoavat myös luukudoksen mineralisaatiota, minkä vuoksi sillä on erityinen vahvuus. Lisäksi solut osallistuvat monien tärkeiden luukudoksen entsyymien synteesiin, joista pääasiallinen on alkalinen fosfataasi, erityisen vahvoja kollageenikuituja ja paljon muuta. Entsyymit, jotka poistuvat solusta, tarjoavat luun mineralisaatiota.

Osteoblastien lajikkeet

Sen lisäksi, että solujen rakenne on spesifinen, ne ovat toiminnallisesti aktiivisia vaihtelevasti. Aktiivisilla on korkea synteettinen kyky, mutta inaktiiviset sijaitsevat luun reunaosassa. Jälkimmäiset sijaitsevat lähellä luukanavaa, ovat osa periosteumia, luun peittävää kalvoa. Niiden rakenne on pelkistynyt pieneen määrään organelleja.

Osteosyytti, sen rakenne

Tämä luukudossolu on erilaistuneempi kuin edellinen. Osteosyytissä on prosesseja, jotka sijaitsevat luun mineralisoituneen matriisin läpi kulkevissa tubuluksissa, niiden suunta on erilainen. Litteä runko sijaitsee syvennyksessä - aukoissa, jota ympäröi kaikilta puolilta mineralisoitunut komponentti. Sytoplasmassa on soikea tuma, joka vie lähes koko tilavuutensa.

Organellit ovat huonosti kehittyneitä, pieni määrä ribosomeja, endoplasmisen retikulumin kanavat ovat lyhyitä, mitokondriot, toisin kuin lihas, rustokudos, on vähän. Kanavien kautta, joissa on aukkoja, solut voivat olla vuorovaikutuksessa toistensa kanssa. Solua ympäröivässä mikroskooppisessa tilassa on vähän kudosnestettä. Se sisältää kalsiumioneja, jäämiä, fosforia, kollageenikuituja (mineralisoitua tai ei).

Toiminto

Solun tehtävänä on säädellä luukudoksen eheyttä, osallistua mineralisaatioon. Lisäksi solun tehtävänä on reagoida nousevaan kuormaan.

Viime aikoina se tosiasia, että solut osallistuvat luukudoksen aineenvaihduntaprosesseihin, leuka mukaan lukien, on tullut yhä suositummaksi. Oletetaan, että solun tehtävänä on lisäksi säädellä kehon ionitasapainoa.

Osteosyyttien toiminta riippuu monella tapaa elinkaaren vaiheesta, kuten rustosta, lihaskudoksesta sekä hormonien vaikutuksista niihin.

Osteoklasti, sen salaisuus

Nämä solut ovat huomattavan kokoisia, sisältävät monia ytimiä ja ovat pohjimmiltaan veren monosyyttien johdannaisia. Kennolla on aallotettu harjareunus. Solun sytoplasmassa on monia ribosomeja, mitokondrioita, endoplasmisen retikulumin tubuluksia sekä Golgi-kompleksia. Lisäksi solu sisältää suuren määrän lysosomeja, fagosyyttisiä organelleja, kaikenlaisia ​​vakuoleja, rakkuloita.

Tehtävät

Tällä solulla on omat tehtävänsä, se voi luoda hapan ympäristön ympärilleen luukudoksen biokemiallisten reaktioiden seurauksena. Tämän seurauksena mineraalisuolat liukenevat, minkä jälkeen vanhat tai kuolleet solut liukenevat ja pilkkoutuvat entsyymien ja lysosomien toimesta.

Solun tehtävänä on siis vähitellen tuhota vanhentunutta kudosta, mutta samalla luukudoksen rakenne päivittyy. Tämän seurauksena tilalle ilmestyy uusi, jonka ansiosta luurakenne päivittyy.

Muut komponentit

Vahvuudestaan ​​huolimatta (kuten reidessä tai alaleuassa) luussa on orgaanisia aineita, joita täydentävät epäorgaaniset. Orgaanista komponenttia edustavat 95% kollageeniproteiineja, loput miehittää ei-kollageeni, samoin kuin glykosminoglykaanit, proteoglykaanit.

Luukudoksen epäorgaaninen komponentti on hydroksiapatiitti-nimisen aineen kiteitä, joka sisältää suuria määriä kalsium- ja fosfori-ioneja. Vähemmän luun lamellirakenteessa on magnesium-, kalium-, fluoridien, bikarbonaattien suoloja. Solua ympäröivä lamellirakenne, solujen välinen aine, uusiutuu jatkuvasti.

Lajikkeet

Kaiken kaikkiaan luukudosta on kahta tyyppiä, kaikki riippuu sen mikroskooppisesta rakenteesta. Ensimmäistä kutsutaan retikulofibroiseksi tai karkeakuituiseksi, toista on lamellaarinen. Tarkastellaan jokaista erikseen.

Alkiossa, vastasyntynyt

Reticulofibrous on laajalti edustettuna alkiossa, lapsessa syntymän jälkeen. Aikuisella ihmisellä on paljon sidekudosta, ja tämä lajike löytyy vain kohdasta, jossa jänne on kiinnittynyt luuhun, kallon ompeleiden risteyksessä, murtumaviivalla. Vähitellen retikulofibrous kudos korvataan lamellaarisella kudoksella.

Tällä luukudoksella on erityinen rakenne, sen solut sijaitsevat satunnaisesti solujenvälisessä aineessa. Kollageenikuidut, jotka ovat eräänlainen sidekudos, ovat voimakkaita, huonosti mineralisoituneita ja niillä on erilainen suunta. Retikulokuituinen luu on tiheää, mutta solut eivät ole suuntautuneet kollageenisäikeiden sidekudosta pitkin.

Aikuisessa

Vauvan kasvaessa sen luu sisältää enimmäkseen lamellaarista luuta. Tämä lajike on mielenkiintoinen siinä mielessä, että luulevyt muodostuvat mineralisoidusta solujen välisestä aineesta, jonka paksuus on 5-7 mikronia. Mikä tahansa levy koostuu sidekudoksen kollageenikuiduista, jotka sijaitsevat rinnakkain, mahdollisimman lähellä, sekä kyllästetty erityisen mineraalin - hydroksiapatiitti -kiteillä.

Viereisissä levyissä sidekudoksen kuidut kulkevat eri kulmissa, mikä antaa voimaa esimerkiksi reidessä tai leuassa. Lakunat tai alveolit ​​levyjen välillä järjestyksessä sisältävät luusoluja - osteosyyttejä. Niiden prosessit tubulusten läpi tunkeutuvat vierekkäisiin levyihin, minkä seurauksena naapurisolujen solujen väliset kontaktit muodostuvat.

On olemassa joitain tietuejärjestelmiä:

• ympäröivä (ulkoinen tai sisältä);
• samankeskinen (sisältyy osteonin rakenteeseen);
• intercalary (murtuvan osteonin jäännös).

Kortikaalisen, sienimäisen kerroksen rakenne

Tämän kerroksen ytimessä ovat mineraalisuolat, leuassa implantit implantoidaan alveolien läpi. Pohjakerros sijaitsee syvimmällä, on kestävin, leuassa on monia väliseiniä, joihin kapillaarit tunkeutuvat, mutta niitä on vähän.

Keskiosassa on sienimäistä ainetta, jonka rakenteessa on joitain hienouksia. Se on rakennettu väliseinistä, kapillaareista. Väliseinien ansiosta luulla on tiheys, ja se vastaanottaa verta kapillaarien kautta. Niiden tehtävänä leuassa on ravita hampaita, hapettaa.

Kehon luissa, myös leuassa, joka sisältää keuhkorakkuloita, on tiivis ja sen jälkeen sienimäinen aine. Näillä molemmilla komponenteilla on hieman erilainen rakenne, mutta ne muodostuvat lamellityyppisestä kudoksesta. Kompakti aine sijaitsee ulkopuolella, siihen on kiinnittynyt lihas, rusto tai sidekudos. Sen tehtävänä on antaa luutiheyttä, kuten esimerkiksi leuassa, jonka alveolit ​​kantavat ruoan pureskelun aiheuttamaa kuormitusta.

Sienimainen aine sijaitsee minkä tahansa luun sisällä, myös leuassa, alaosassa se sisältää alveoleja. Sen toiminnot rajoittuvat luun lisävahvistukseen, mikä antaa sille plastisuutta, tämä osa on luuytimen säiliö, joka tuottaa verisoluja.

Muutama fakta

Kaiken kaikkiaan ihminen sisältää 208 - 214 luuta, jotka koostuvat puolesta epäorgaanisesta komponentista, neljännes on orgaanista ainetta ja toinen neljännes vettä. Kaiken tämän yhdistävät sidekudos, kollageenisäikeet ja proteoglykaanit.

Luun koostumuksessa on orgaanista komponenttia, kuten lihas-, side- tai rustokudoksessa, yhteensä 20-40 %. Epäorgaanisten mineraalien osuus on 50-70%, soluelementit sisältävät 5-10% ja rasvat - 3%.

Ihmisen luuston paino on keskimäärin 5 kg, mikä riippuu paljon iästä, sukupuolesta, sidekudoksen määrästä, kehon rakenteesta ja kasvunopeudesta. Kortikaalisen luun määrä on keskimäärin 4 kg, mikä on 80 %. Putkiluiden, leukojen ja muiden sienimäinen aine painaa noin kilon, mikä on 20%. Rungon tilavuus on 1,4 litraa.

Ihmisen luuston luu on erillinen elin, jolla voi olla omat erityisongelmansa. Luissa esiintyy usein vammoja, joiden paranemisajat vaihtelevat tyypistä riippuen. Jos katsot luuta paljaalla silmällä, käy selväksi, että jokainen niistä eroaa muodoltaan. Tämä johtuu siitä, mitä toimintoja se suorittaa, mihin kuormaan se vaikuttaa, kuinka monta lihasta on kiinnitetty.

Luut antavat ihmisen liikkua avaruudessa, ne suojaavat sisäelimiä. Ja mitä tärkeämpi elin, sitä enemmän sitä ympäröivät luut. Iän myötä toipumiskyky heikkenee ja murtuma paranee hitaammin, solut menettävät kykynsä jakautua nopeasti. Tämän todistavat mikroskooppiset tutkimukset sekä luukudoksen ominaisuudet. Kollageenikuitujen mineralisaatioaste laskee, joten vammat kestävät pidempään.

Se on luuston eli luuston tärkein tukikudos ja rakennemateriaali. Täysin erilaistunut luu on kehon vahvin materiaali hammaskiillettä lukuun ottamatta. Se kestää erittäin hyvin puristusta ja venytystä ja kestää poikkeuksellisen muodonmuutoksia. Luun pinta (lukuun ottamatta nivelpintoja) on peitetty kalvolla (periosteumi), joka parantaa luuta murtumien jälkeen.

Luusolut ja solujen välinen aine

Luusolut (osteosyytit) liittyvät toisiinsa pitkien prosessien kautta, ja niitä ympäröi joka puolelta luun pääaine (solunulkoinen matriisi). Luun perusaineen koostumus ja rakenne on erikoinen. Solunulkoinen matriisi on täytetty kollageenikuiduilla, jotka sijaitsevat jauhetussa aineessa, jossa on runsaasti epäorgaanisia suoloja (kalsiumsuoloja, pääasiassa fosfaattia ja karbonaattia).

Se sisältää 20-25 % vettä, 25-30 % orgaanista ainetta ja 50 % erilaisia ​​epäorgaanisia yhdisteitä. Luun mineraalit ovat kiteisessä muodossa, mikä takaa sen korkean mekaanisen lujuuden.

Hyvän verenkierron ansiosta, mikä edistää aineenvaihduntaa, luulla on biologista plastisuutta. Jäykkä ja erittäin kestävä luumateriaali on elävää kudosta, joka mukautuu helposti staattisen kuormituksen muutoksiin, myös niiden suunnan muutoksiin. Luun orgaanisten ja mineraalikomponenttien välillä ei ole selkeitä rajoja, joten niiden läsnäolo voidaan todeta vain mikroskooppisella tutkimuksella. Palaessaan luu säilyttää vain mineraalipohjansa ja muuttuu hauraaksi. Jos luu asetetaan happoon, vain orgaaniset aineet jäävät jäljelle ja siitä tulee joustava, kuten kumi.

Putkiluun rakenne

Luun rakenne näkyy erityisen selvästi pitkän luun pitkittäisleikkauksessa. Erottaa paksu ulkokerros (substantia compacta, tiivisteet, tiivistysaine) ja sisäinen (sienimäinen) kerros (substancia spongiosa, spongiosa). Kun tiheä ulkokerros on ominaista pitkille luille ja on erityisen havaittavissa luun rungossa (diafyysi), sienimäinen kerros löytyy pääasiassa sen päiden (epifyysien) sisäpuolelta.

Tämä "kevyt muotoilu" tarjoaa luun lujuuden minimaalisella materiaalinkulutuksella. Luu mukautuu syntyviin kuormituksiin luisten poikkipalkkien (trabeculien) suunnan kautta. Trabekulaat sijaitsevat kuormituksen aikana tapahtuvien puristus- ja jännityslinjojen mukaisesti. Sienimäisten luiden trabekulien välinen tila on täytetty punaisella luuytimellä, joka tarjoaa hematopoieesia. Valkoinen luuydin (rasvaydin) sijaitsee pääasiassa diafyysin ontelossa.

Pitkissä luissa ulkokerroksella on lamellimainen (lamellimainen) rakenne. Siksi luita kutsutaan myös lamelliksi. Lamelliverkon arkkitehtuuri (osteon tai Haversin järjestelmä) näkyy selvästi leikkauksissa. Jokaisen osteonin keskellä on verisuoni, jonka kautta ravintoaineet toimitetaan verestä luuhun.

Osteosyytit ja solunulkoinen matriisi on ryhmitelty sen ympärille. Osteosyytit sijaitsevat aina levyjen välissä, jotka sisältävät spiraalimaisia ​​kollageenifibrillejä. Solut yhdistetään toisiinsa pienimpien luutubulusten (kanalikulien) läpi kulkevien prosessien avulla. Ravinteet virtaavat sisäisistä verisuonista näiden tubulusten kautta. Osteonin kehittyessä luuta muodostavia soluja (osteoblasteja) alkaa tulla suuria määriä luun sisältä muodostaen osteonin ulkolevyn. Tämän levyn päälle on asetettu kollageenifibrillejä, jotka kiertyvät. Epäorgaanisten suolojen kiteet on järjestetty fibrillien väliin.

Sitten sisäpuolelta muodostetaan seuraava levy, jossa kollageenifibrillit sijaitsevat kohtisuorassa ensimmäisen levyn fibrilleihin nähden. Prosessi jatkuu, kunnes keskustassa on tilaa vain ns. Haversin kanavalle, jonka läpi verisuoni kulkee. Kanavassa on myös pieni määrä sidekudosta. Kypsä osteoni on noin 1 cm pitkä ja koostuu 10-20 lieriömäisestä levystä, jotka on asetettu toisiinsa. Luusolut ovat ikään kuin seinät levyjen väliin ja ne on liitetty viereisiin soluihin pitkien ohuiden prosessien kautta. Osteonit ovat yhteydessä toisiinsa kanavilla (Volkmann-kanavat), joiden kautta verisuonten haarat kulkevat Haversin kanaviin.

Sienimäisillä luilla on myös lamellirakenne, mutta tässä tapauksessa levyt on järjestetty kerroksittain, kuten vanerilevyssä. Koska myös hohkosoluilla on korkea aineenvaihduntaaktiivisuus ja ne tarvitsevat ravinteita, ovat lamellit tässä tapauksessa ohuita (noin 0,5 mm). Tämä johtuu siitä, että ravinteiden vaihto solujen ja luuytimen välillä tapahtuu yksinomaan diffuusion ansiosta.

Tiheän kerroksen osteonit ja sienimäisten luiden levyt voivat sopeutua hyvin staattisen kuormituksen muutoksiin (esim. murtumiin) koko organismin elinkaaren ajan. Samaan aikaan tiheässä ja sienimäisessä aineessa vanhat lamellirakenteet tuhoutuvat ja uusia syntyy. Levyt tuhoavat erityiset solut, joita kutsutaan osteoklasteiksi, ja uusiutumisprosessissa olevia osteoneja kutsutaan interstitiaaleiksi levyiksi.

Luun kehitys

Ihmisen luun erilaistumisen ensimmäisessä vaiheessa lamellikudosta ei muodostu. Sen sijaan kehittyy retikulofibrous (karkeakuituinen) luu. Tämä tapahtuu alkiokaudella sekä murtumien paranemisen aikana. Karkeassa kuituisessa luussa verisuonet ja kollageenisäikeet ovat sattumanvaraisesti sijoittuneet, minkä vuoksi se muistuttaa vahvaa, kuiturikasta sidekudosta. Karkea kuituinen luu voidaan muodostaa kahdella tavalla.

1. Kalvoluun kehittyy suoraan mesenkyymistä. Tämän tyyppistä luutumista kutsutaan kalvonsisäinen luutuminen tai desmaalinen luutuminen(suoraan suuntaan).

2. Ensin mesenkyymiin muodostuu rustoinen alkuaine, joka sitten muuttuu luuksi (endokondraaliluuksi). Prosessi on ns endokondraalinen tai epäsuora luutuminen.

Sopeutuessaan kasvavan organismin tarpeisiin kehittyvät luut muuttavat muotoaan jatkuvasti. Myös lamelliluut muuttuvat toiminnallisen kuormituksen mukaan esimerkiksi painon noustessa.

Pitkien luiden kehittyminen

Useimmat luut kehittyvät rustoisesta primordiumista epäsuoraa reittiä pitkin. Vain osa luista (kallot ja solisluut) muodostuu kalvonsisäisen luutumisen seurauksena. Pitkien luiden osia voi kuitenkin muodostua suoraan, vaikka rusto olisi jo laskeutunut, esimerkiksi perikondraalisen luumansetin muodossa, minkä seurauksena luu paksunee (perikondraalinen luutuminen).

Luun sisällä kudos asettuu epäsuoraa polkua pitkin, jolloin rustosolut poistavat ensin rustosolut ja korvaavat sitten kondraalisen luutumisen. Diafyysin ja epifyysin rajalle kehittyy epifyysilevy (rusto). Tässä paikassa luu alkaa kasvaa pituudeltaan rustosolujen jakautumisen vuoksi. Jako jatkuu, kunnes kasvu pysähtyy. Koska epifyysinen rustolevy ei sisällä kalsiumia, se ei näy röntgenkuvassa. Luun kasvu epifyysseissä (luutumiskeskuksissa) alkaa vasta syntymästä lähtien. Monet luutumiskeskukset kehittyvät vasta ensimmäisinä elinvuosina. Paikkoihin, joissa lihakset kiinnittyvät luihin (apofyyssejä), muodostuu erityisiä luutumiskeskuksia.

Erot luun ja ruston välillä

Avaskulaariset luusolut muodostavat tiheän aineen, joka suorittaa kuljetustoimintoja. Tällainen luu uusiutuu hyvin ja mukautuu jatkuvasti muuttuviin staattisiin olosuhteisiin. Avaskulaarisessa rustossa solut eristetään toisistaan ​​ja ravintolähteistä. Luuhun verrattuna rusto ei kykene uusiutumaan ja sillä on vähän sopeutumiskykyä.

Luukudos on erikoistunut sidekudoksen tyyppi, jonka orgaaninen solujen välinen aine sisältää jopa 70 % epäorgaanisia yhdisteitä - kalsium- ja fosforisuoloja sekä yli 30 hivenaineyhdistettä. Orgaanisen matriisin koostumus sisältää kollageenityyppisiä proteiineja (osseiinia), lipidejä kondroitiinisulfaatteja. Lisäksi se sisältää sitruunahappoa ja muita happoja, jotka muodostavat monimutkaisia ​​yhdisteitä kalsiumin kanssa, jotka kyllästävät solujen välisen aineen.

Luukudosta on 2 tyyppiä: karkea kuitumainen (verkkokuituinen) ja lamellaarinen.

Luukudoksen solujen välinen aine sisältää Solulliset elementit : osteogeeniset solut, osteoblastit ja osteosyytit, jotka muodostuvat mesenkyymistä ja edustavat luun differentonia. Toinen solupopulaatio on osteoklastit.

osteogeeniset solut ovat luukudoksen kantasoluja, jotka eroavat mesenkyymistä osteogeneesin varhaisessa vaiheessa. Ne pystyvät tuottamaan kasvutekijöitä, jotka indusoivat hematopoieesia. Erilaistumisprosessissa ne muuttuvat osteoblasteiksi.

osteoblastit lokalisoituvat periosteumin sisäkerrokseen, luun muodostumisen aikana ovat sen pinnalla ja luuhun sisäisten verisuonten ympärillä; solut ovat kuution muotoisia, pyramidin muotoisia, kulmikkaita, ja niissä on hyvin kehittynyt HES ja muut synteesiorganellit. Ne tuottavat kollageeniproteiineja ja amorfisen matriisin komponentteja, jakautuvat aktiivisesti.

Osteosyytit - muodostuvat osteoblasteista, jotka sijaitsevat luun sisällä eräänlaisina luuaukkoina, ovat prosessimuotoisia. He menettävät kykynsä jakautua. Luun solujen välisen aineen eritys niissä ilmentyy heikosti.

osteoklastit - luukudoksen polynukleaariset makrofagit muodostuvat veren monosyyteistä. Voi sisältää jopa 40 tai enemmän ydintä. Sytoplasman tilavuus on suuri; luun pinnan viereinen sytoplasminen vyöhyke muodostaa sytoplasmisten kasvainten muodostaman poimutetun rajan, joka sisältää monia lysosomeja.

Toiminnot - kuitujen ja amorfisen luuaineen tuhoaminen.

solujen välinen aine jota edustavat kollageenisäikeet (kollageenityypit I, V) ja amorfinen komponentti, joka sisältää kalsiumfosfaattia (pääasiassa hydroksiapatiittikiteinä ja vähän amorfisessa tilassa), pienen määrän magnesiumfosfaattia ja hyvin vähän glykosaminoglykaaneja ja proteoglykaaneja.

Karkeakuituiselle (verkkokuituiselle) luukudokselle on ominaista osseiinikuitujen epäjärjestynyt järjestys. Lamellarisessa (kypsässä) luukudoksessa luulevyjen osseiinikuidut ovat tiukasti järjestyksessä. Lisäksi kussakin luulevyssä kuidut ovat samansuuntaisia, ja viereisessä luulevyssä ne ovat suorassa kulmassa edelliseen nähden. Luulevyjen väliset solut sijoittuvat erityisiin aukkoihin, ne voivat olla umpeutuneita solujen väliseen aineeseen tai sijaita luun pinnalla ja luuhun tunkeutuvien verisuonten ympärillä.

Luu elimenä histologisesti se koostuu kolmesta kerroksesta: periosteumista, kompaktista aineesta ja endosteumista.

Perosteum Sen rakenne on samanlainen kuin perikondrium, eli se koostuu kahdesta samanlaisesta kerroksesta, joiden sisempi, osteogeeninen, muodostuu löysästä sidekudoksesta, jossa on monia osteoblasteja, osteoklasteja ja monia suonia.

Endost linjaa ydinkanavaa. Sen muodostaa löysä kuitumainen sidekudos, jossa on osteoblasteja ja osteoklasteja sekä muita löysän sidekudoksen soluja.

Luukalvon ja endosteumin toiminnot: luun trofismi, luun paksuuden kasvu, luun uusiutuminen.

Kompakti asia Luu koostuu 3 kerroksesta. Ulompi ja sisempi ovat yleiset (yleiset) luulevyt ja niiden välissä on osteonikerros.

Luun rakenteellinen ja toiminnallinen yksikkö elimenä on Osteon , joka on ontelomuodostelma, joka koostuu samankeskisesti kerrostetuista luulevyistä useiden sylinterien muodossa, jotka on asetettu toisiinsa. Luulevyjen välissä on aukkoja, joissa osteosyytit sijaitsevat. Verisuoni kulkee osteonin ontelon läpi. Luista kanavaa, jossa verisuoni sijaitsee, kutsutaan osteonikanavaksi tai Haversian kanavaksi. Interkaloidut luulevyt (murtuvien osteonien jäänteet) sijaitsevat osteonien välissä.

Luukudoksen histogeneesi. Luukudoksen kehityksen lähde ovat sklerotoomeista siirtyvät mesenkymaaliset solut. Samanaikaisesti sen histogeneesi suoritetaan kahdella tavalla: suoraan mesenkyymistä (suora osteohistogeneesi) tai mesenkyymistä aiemmin muodostuneen hyaliiniruston paikassa (epäsuora osteohistogeneesi).

Suora osteogeneesi. Mesenkyymistä muodostuu suoraan karkea kuituinen (retikulokuituinen) luukudos, joka korvataan myöhemmin lamellisella luukudoksella. Suorassa osteogeneesissä on 4 vaihetta:

1. osteogeenisen saaren eristäminen - luukudoksen muodostumisen alueella mesenkymaaliset solut jakautuvat aktiivisesti ja muuttuvat osteogeenisiksi soluiksi ja osteoblasteiksi, verisuonia muodostuu tänne;

2. osteoidivaihe - osteoblastit alkavat muodostaa luukudoksen solujen välistä ainetta, kun taas osa osteoblasteista on solujen välisen aineen sisällä, nämä osteoblastit muuttuvat osteosyyteiksi; toinen osa osteoblasteista on solujen välisen aineen pinnalla, eli muodostuneen luukudoksen pinnalla, näistä osteoblasteista tulee osa periosteumia;

3. solujen välisen aineen mineralisaatio (kyllästys kalsiumsuoloilla). Mineralisaatio tapahtuu kalsiumglyserofosfaatin saannin vuoksi verestä, joka emäksisen fosfataasin vaikutuksesta jakautuu glyseroliksi ja fosforihappojäännökseksi, joka reagoi kalsiumkloridin kanssa, jolloin muodostuu kalsiumfosfaattia; jälkimmäinen muuttuu hydroapatiitiksi;

4. luun rakennemuutos ja kasvu - vanhat karkean kuituisen luun alueet tuhoutuvat vähitellen ja niiden tilalle muodostuu uusia lamelliluun alueita; periosteumin vuoksi muodostuu yhteisiä luulevyjä, luun verisuonten adventitiassa sijaitsevien osteogeenisten solujen vuoksi muodostuu osteoneja.

epäsuora osteohistogeneesi suoritetaan ruston tilalle. Tässä tapauksessa lamellaarinen luukudos muodostuu välittömästi. Tässä tapauksessa voidaan myös erottaa 4 vaihetta:

1. tulevan luun rustomallin muodostuminen;

2. Tämän mallin diafyysin alueella tapahtuu perikondraalista luutumista, kun taas perikondrium muuttuu luukalvoksi, jossa kantasolut (osteogeeniset) solut erilaistuvat osteoblasteiksi; osteoblastit aloittavat luukudoksen muodostumisen yhteisten levyjen muodossa, jotka muodostavat luumansetin;

3. rinnakkain tämän kanssa havaitaan myös endokondraalista luutumista, joka tapahtuu sekä diafyysin että epifyysin alueella; epifyysin luutuminen tapahtuu vain endokondraalisella luutumisella; verisuonet kasvavat rustoon, jonka adventitiassa on osteogeenisiä soluja, jotka muuttuvat osteoblasteiksi. Osteoblastit, jotka tuottavat solujen välistä ainetta, muodostavat luulevyjä verisuonten ympärille osteonien muodossa; samanaikaisesti luun muodostumisen kanssa rusto tuhoutuu rustolastien toimesta;

4. luun rakennemuutos ja kasvu - luun vanhat osat tuhoutuvat vähitellen ja niiden tilalle muodostuu uusia; periosteumin vuoksi muodostuu yhteisiä luulevyjä, luun verisuonten adventitiassa sijaitsevien osteogeenisten solujen vuoksi muodostuu osteoneja.

Luukudoksessa koko elämän ajan sekä luomis- että tuhoutumisprosessit tapahtuvat jatkuvasti. Normaalisti ne tasapainottavat toisiaan. Luukudoksen tuhoaminen (resorptio) suoritetaan osteoklastien toimesta, ja tuhoutuneiden alueiden tilalle muodostuu vasta rakennettu luukudos, jonka muodostumiseen osteoblastit osallistuvat. Näiden prosessien säätely tapahtuu kilpirauhasen, lisäkilpirauhasen ja muiden umpieritysrauhasten tuottamien hormonien kanssa. A-, D- ja C-vitamiinit vaikuttavat luukudoksen rakenteeseen. D-vitamiinin riittämätön saanti varhaisessa postnataalisessa jaksossa johtaa taudin kehittymiseen Riisitauti.

• mekaaninen - luut, rustot ja lihakset muodostavat tuki- ja liikuntaelimistön. Luuston vahvuus on tämän toiminnon edellytys.
• suojaava - luut muodostavat kehyksen tärkeille sisäelimille. Lisäksi luu itsessään on säiliö luuytimelle, joka suorittaa hematopoieettisia ja immuunitoimintoja.
• metabolinen - luukudos on kalsiumin ja fosforin varasto kehossa ja sillä on tärkeä rooli näiden alkuaineiden jatkuvan pitoisuuden ylläpitämisessä veressä

1. litteät luut(kallo luut, lapaluu, alaleuka, iluluu)
2. putkimaiset luut(pitkä ja lyhyt) (reisiluu, olkaluu, säären ja kyynärvarren luut)

   Pitkissä luissa erotetaan kaksi leveää päätä (epifyysejä), enemmän tai vähemmän lieriömäinen keskiosa (diafyysi) ja osa luusta, jossa diafyysi siirtyy epifyyseihin (metaphysis). Pitkien luiden metafyysi ja epifyysi erotetaan rustokerroksella - epifyysisellä rustolla (ns. kasvutyynyillä).

3. tilavat luut(pitkä, lyhyt, seesamoid)
4. sekalaiset luut

Luun rakenneyksikkö on osteoni eli Haversin järjestelmä, ts. 20 tai useamman samankeskisesti järjestetyn luulevyn järjestelmä keskuskanavan ympärillä, jossa kulkevat mikroverisuonten verisuonet, myelinisoimattomat hermosäikeet, lymfaattiset kapillaarit, mukana irtonaisen sidekudoksen elementtejä, jotka sisältävät osteogeenisia soluja, perivaskulaarisia soluja, osteoblasteja ja makrofageja. Osteonit eivät kiinnity tiukasti toisiinsa, niiden välissä on solujen välinen aine, jonka kanssa osteonit muodostavat pääasiallisen luuaineen keskikerroksen, jonka sisältä peittää endosteum. Endosteum on dynaaminen rakenne, jonka muodostaa ohut sidekudoskerros, joka sisältää luuta peittäviä soluja, osteogeenisia soluja ja osteoklasteja. Aktiivisen osteogeneesin paikoissa osteoblastikerroksen alla on ohut kerros mineralisoimatonta matriisia - osteoidia. Endosteumia ympäröi ontelo, joka sisältää luuytimen.

Ulkopuolella luuaine on peitetty periosteumilla (periosteumi), joka koostuu kahdesta kerroksesta: ulompi - kuitumainen ja sisäinen, luun pinnan vieressä - osteogeeninen tai kambaalinen, joka on solujen lähde luun fysiologisen ja korjaavan regeneraation aikana kudosta. Perosteum on läpäissyt verisuonet, jotka menevät siitä luuainekseen erityisissä Volkmannin kanavissa. Näiden kanavien alku näkyy maseroidussa luussa lukuisten verisuonten aukkojen muodossa. Haversian- ja Volkmann-kanavien suonet tarjoavat aineenvaihduntaa luussa.

Luukudos voi olla kypsää - lamellarista ja epäkypsää - retikulofibrous. Retikulokuituinen luukudos on edustettuna pääasiassa sikiön luurangossa; aikuisilla - paikoissa, joissa jänteet kiinnittyvät luihin, kallon luiden umpeen kasvaneisiin ompeleisiin sekä luun uusiutuminen murtumien lujittumisen aikana.

Lamellarinen kudos muodostaa tiiviin tai sienimäisen (trabekulaarisen) luuaineen. Kompaktista aineesta rakennetaan esimerkiksi putkiluiden diafyysejä. Trabekulaarinen aine muodostaa putkiluiden epifyysejä, täyttää litteitä, sekalaisia ​​ja tilavia luita. Näitä trabekuleja ympäröivät tilat ovat täynnä luuytimet, samoin kuin diafyysin ontelot.

Sekä kompaktilla että sienimäisellä aineella on osteonirakenne. Ero on osteoniorganisaatiossa.

Morfologisesti luukudoksen koostumus sisältää soluelementtejä ja solujen välistä ainetta (luumatriisia). Soluelementit vievät pienen tilavuuden.

osteoblastit ovat suuria soluja, joissa on basofiilinen sytoplasma. Aktiivisesti syntetisoivat osteoblastit ovat kuutio- tai sylinterimäisiä soluja, joissa on ohuita prosesseja. Osteoblastien pääentsyymi on alkalinen fosfataasi (AP). Aktiiviset osteoblastit peittävät 2-8% luun pinnasta, inaktiiviset (lepäävät solut) - 80-92%, muodostaen jatkuvan solukerroksen lähellä ydinkanavan sinusta. Osteoblastien päätehtävä on proteiinisynteesi. Ne muodostavat osteoidilevyjä keräämällä kollageenikuituja ja proteoglykaaneja. 1-2 mikronia osteoidia (äskettäin muodostunutta kalkkiutumatonta luukudosta) kerrostuu päivittäin. 8-9 päivän kuluttua tämän kerroksen lopullinen paksuus saavuttaa 12 mikronia. Kymmenen päivän kypsymisen jälkeen mineralisaatio alkaa osteoblastia vastakkaiselta puolelta, mineralisaatiorintama siirtyy osteoblastin suuntaan. Jakson lopussa joka kymmenes osteoblasti immuroituu osteosyyttina. Loput osteoblastit pysyvät pinnalla inaktiivisina. Ne osallistuvat luun aineenvaihduntaan.

osteoklastit- jättimäiset monitumaiset solut (4-20 ydintä). Ne ovat yleensä kosketuksissa kalkkiutuneiden luupintojen kanssa ja gauspinaalisissa aukoissa, jotka johtuvat heidän omasta resorptioaktiivisuudestaan. Pääentsyymi on hapan fosfataasi. Osteoklastit ovat liikkuvia soluja. Ne ympäröivät sitä luun osaa, joka on resorboitava. Niiden elinajanodote on 2-20 päivää. Osteoklastien päätehtävä on luukudoksen resorptio lysosomaalisten entsyymien vaikutuksesta harjan reuna-alueella.

Osteosyytit- metabolisesti inaktiiviset luusolut. Niitä löytyy pienistä osteosyyttisista aukoista syvälle luuhun. Osteosyytit ovat peräisin osteoblasteista, jotka ovat kiinnittyneet omaan luumatriisiinsa, joka myöhemmin kalkkiutuu. Näillä soluilla on lukuisia pitkiä prosesseja saadakseen yhteyttä muiden osteosyyttien soluprosesseihin. Ne muodostavat ohuiden tubulusten verkoston, joka ulottuu koko luumatriisiin. Osteosyyttien päätehtävä on solunsisäinen ja solunulkoinen ravinteiden ja kivennäisaineiden kuljetus.

19 kollageeniproteiinityyppiä on tunnistettu (Kadurina T.I., 2000). Kollageenin isomuodot eroavat aminohappokoostumuksesta, immunologisista, kromatografisista ominaisuuksista, makromolekyyliorganisaatiosta ja jakautumisesta kudoksiin. Morfofunktionaalisesti kaikki isomuodot on jaettu interstitiaalisiin kollageeneihin (tyypit I, II, III, V), jotka muodostavat suuria fibrillejä; ei-fibrillaariset (vähäiset) kollageenit (IV, VI-XIX tyypit), jotka muodostavat pieniä fibrillejä ja vuoraavat tyvikalvoja. Kollageenityyppejä I ja V kutsutaan perisoluiksi. Ne kerrostuvat solujen ympärille muodostaen tukirakenteita. Luukudokselle tyypillisin on tyypin I kollageeni.

Kollageenimolekyyli koostuu kolmesta alfaketjusta, jotka on kietoutunut toistensa ympärille ja muodostavat oikealle kiertävän kierteen. Alfaketjut rakennetaan usein toistuvista fragmenteista, joilla on tyypillinen triplettisekvenssi -Gly-X-Y. X-asemassa on usein proliini (Pro) tai 4-hydroksiproliini (4Hyp), Y:ssä hydroksilysiini ja kolmannessa asemassa on aina glysiini, mikä varmistaa kolmen polypeptidiketjun tiheän pakkauksen fibrilliin.

Alfaketjujen terminaaliset osat molekyylien N- ja C-päässä ovat telopeptidejä (PINP ja PICP, vastaavasti). Glysiinin järjestely on tässä epäjärjestynyt, minkä seurauksena tässä molekyylin osassa ei ole tiiviisti pakattua kolmoiskierrettä.

Telopeptidit ovat mukana mekanismissa, jossa molekyylit polymeroituvat fibrilleiksi, muodostuvat molekyylien väliset ristisidokset, jotka ovat kolmiarvoisia pyridinoliineja, jotka vapautuvat luun resorption aikana, sekä kollageenin antigeenisten ominaisuuksien ilmentymiseen.

Vapautuneiden PINP- ja PICP-tasojen perusteella voidaan epäsuorasti arvioida osteoblastien kykyä syntetisoida tyypin I kollageenia, koska yhdestä prokollageenimolekyylistä muodostuu yksi kollageenimolekyyli ja yksi N- ja C-terminaalinen telopeptidi. PINP:n ja PICP:n kvantitatiivista määritystä varten on kehitetty radioimmunomääritys- ja entsyymi-immunomääritysmenetelmiä (Taubman M.B., Goldberg B., Sherr C., 1974; Pedersen B.J., Bonde M., 1994). Näiden indikaattoreiden kliinistä merkitystä käsitellään (Linkhart S.G., et ai., 1993; Mellko J., et ai., 1990; Mellko J., et ai., 1996).

Kollageenin muodostuminen sisältää kaksi vaihetta.

1. Ensimmäisessä vaiheessa tapahtuu kollageeniprekursorin, prokollageenin, solunsisäinen synteesi osteoblastien toimesta. Syntetisoitu prokollageeniketju käy läpi solunsisäisen translaation jälkeisen modifikaation proliinin ja lysiinin hydroksylaatiolla ja kollageenirakenteessa olevien hydroksylysiinitähteiden glykosylaatiolla. Kolme prokollageeniketjua muodostavat prokollageenimolekyylin. Prokollageenin kokoaminen tapahtuu disulfidisidosten muodostuessa C-terminaalisille alueille, minkä jälkeen muodostuu kolmiketjuinen rakenne, joka on kierretty yhteen spiraaliksi. Osteoblastit erittävät tällaisen molekyylin solunulkoiseen tilaan.
2. Erityksen jälkeen tropokollageeni, kollageenin monomeeri, kootaan solunulkoiseen tilaan. Samaan aikaan solunulkoisen lysiinioksidaasin vaikutuksesta muodostuu kypsälle kollageenille tyypillisiä fibrillaarisia ristisidoksia - pyridinoliinisiltoja, mikä johtaa kollageenifibrillien muodostumiseen.

Loput luumatriisin orgaanisesta osasta voidaan luokitella:

• ei-kollageeniproteiinit, jotka suorittavat soluadheesiota (fibronektiini, trombospondiini, osteopontiini, luun sialoproteiini). Samat proteiinit pystyvät sitoutumaan intensiivisesti kalsiumin kanssa ja osallistumaan luukudoksen mineralisaatioon;
• glykoproteiinit (alkalinen fosfataasi, osteonektiini);
• proteoglykaanit (happopolysakkaridit ja glykosaminoglykaanit - kondroitiinisulfaatti ja heparaanisulfaatti);
• ei-kollageenin gammakarboksyloidut (Gla) proteiinit (osteokalsiini, Gla-matriisiproteiini (MGP));
• kasvutekijät (fibroblastikasvutekijä, muuntuvat kasvutekijät, luun morfogeneettiset proteiinit) - luukudoksen ja verisolujen erittämät sytokiinit, jotka säätelevät paikallisesti osteogeneesiä.

Alkalinen fosfataasi (AP). Tämän proteiinin synteesiä pidetään yhtenä osteoblastisten solujen tunnusomaisimmista ominaisuuksista. On kuitenkin pidettävä mielessä, että tällä entsyymillä on useita isoformeja (luun, maksan, suoliston, istukan). Alkalisen fosfataasin tarkkaa vaikutusmekanismia ei ole varmistettu. Oletetaan, että tämä entsyymi katkaisee fosfaattiryhmiä muista proteiineista, mikä lisää paikallista fosforin pitoisuutta; Häntä pidetään myös mineralisaation estäjän, pyrofosfaatin, tuhoamisesta. Puoliintumisaika veressä on 1-2 päivää, ja se erittyy munuaisten kautta (Coleman J.E., 1992). ALP:n luufraktion aktiivisuuden määrittäminen on tarkempaa kuin veren kokonais-ALP:n aktiivisuuden määrittäminen, koska jälkimmäisen lisääntyminen voi liittyä muiden isoentsyymien määrän lisääntymiseen. Luun ALP:n määrän merkittävää lisääntymistä seerumissa/plasmassa havaitaan luun kasvun, Pagetin taudin, hyperparatyreoosin ja osteomalasian yhteydessä, ja se liittyy osteogeneesin korkeaan intensiteettiin (Defton L.J., Wolfert R.L., Hill C.S., 1990; Moss D.W., 1992). ). Sopivimmat menetelmät luun ALP:n aktiivisuuden määrittämiseen ovat entsyymi-immunomääritys ja -kromatografia (Hill C.S., Grafstein E., Rao S., Wolfert R.L., 1991; Gomez B. Jr., et ai., 1995; Hata K., et ai. ai., 1996).

Osteonektiini- luun ja dentiinin glykoproteiini, jolla on korkea affiniteetti tyypin I kollageeniin ja hydroksiapatiittiin, sisältää Ca-sitovia domeeneja. Se ylläpitää Ca:n ja P:n pitoisuutta kollageenin läsnä ollessa.. Proteiinin oletetaan osallistuvan solun ja matriisin vuorovaikutukseen.

osteopontiini- fosforyloitu sialoproteiini. Sen määrittämistä IHC-menetelmillä voidaan käyttää karakterisoimaan matriisin proteiinikoostumusta, erityisesti rajapintoja, joissa se on pääkomponentti ja kerääntyy tiheän peitteen muodossa, jota kutsutaan sementointiviivoiksi (lamina limitans). Fysikaalis-kemiallisista ominaisuuksistaan ​​johtuen se säätelee matriisin kalkkeutumista, osallistuu erityisesti solujen kiinnittymiseen matriisiin tai matriisiin matriisiin. Osteopontiinin tuotanto on yksi osteoblastitoiminnan varhaisimmista ilmenemismuodoista.

Osteokalsiini- pieni proteiini on laajimmin edustettuna luumatriisissa. Osallistuu kalkkiutumisprosessiin, toimii markkerina luukudoksen aineenvaihdunnan aktiivisuuden arvioinnissa, osuus on 15 % uutettavissa olevista ei-kollageeniproteiineista. Koostuu 49 aminohappotähteestä, joista kolme on kalsiumia sitovaa. Syntetisoi ja eritti osteokalsiinia osteoblasteihin. Sen synteesi transkription tasolla säätelee kalsitriolia (1,25 - dihydroksikolekalsiferoli), lisäksi osteoblastien "kypsymisprosessissa" tapahtuu kolmen glutamiinihappotähteen K-vitamiinista riippuvainen karboksylaatio. Osteokalsiinin kaltainen proteiini, luun gla-proteiini (BGP), sisältää 5 glutamiinihappotähdettä. Solunulkoisessa matriisissa karboksyloidut karboksiglutamiinihappotähteet pystyvät sitomaan ionisoitua Ca2+:aa ja siten osteokalsiini liittyy vahvasti hydroksiapatiittiin (Price P.A., Williamson M.K., Lothringer J.W., 1981). 90 % proteiinista on sitoutunut. 10 % vasta syntetisoidusta osteokalsiinista diffundoituu välittömästi vereen, josta se voidaan havaita. Perifeerisessä veressä kiertävä osteokalsiini on herkkä luun aineenvaihdunnan merkkiaine, ja sen määrityksellä on diagnostista arvoa osteoporoosissa, lisäkilpirauhasen vajaatoiminnassa ja osteodystrofiassa (Charhon S.A. et ai., 1986; Edelson G.W., Kleevehoper M., 1998). Osteoklastisen resorption aikana osteokalsiinia vapautuu luumatriisista vereen polypeptidifragmenttien muodossa. Tämän seurauksena virtsaan ilmaantuu α-karboksiglutamiinihapon metaboliitteja. Siten seerumin osteokalsiinin kokonaispitoisuuden nousu heijastaa osteogeneesin aktivaatiota.

Luun morfogeneettiset proteiinit (BMP:t)- transformoivien kasvutekijöiden pääalaluokkaan kuuluvat sytokiinit. Tiedetään, että ne pystyvät indusoimaan luukudoksen kasvua, nimittäin vaikuttamaan neljän tyyppisten solujen - osteoblastien, osteoklastien, kondroblastien ja kondrosyyttien - lisääntymiseen ja erilaistumiseen. Lisäksi morfogeneettiset proteiinit estävät myogeneesin ja adipogeneesin. On osoitettu, että osteoblastit ja luuytimen stroomasolut ilmentävät BMP-tyypin I ja II reseptoreita. Niiden BMP:n hoito 4 viikon ajan aiheuttaa matriisin mineralisaatiota, alkalisen fosfataasin aktiivisuuden ja mRNA-konsentraation lisääntymisen. On osoitettu, että BMP on jakautunut pitkin luukudoksen kollageenikuituja periosteumin osteogeenisen kerroksen soluissa; kohtalaisia ​​määriä sitä on lamelliluun soluissa ja ylimäärin hampaan kudoksissa.

Proteoglykaanit- tämä on luokka makromolekyylejä, joiden molekyylipaino on 70-80 kDa ja joka koostuu ydinproteiinista, johon glykosaminoglykaanien (GAG) ketjut on kytketty kovalenttisesti, jälkimmäiset koostuvat toistuvista disakkaridialayksiköistä: kondroitiini, dermataani, kerataani, heparaani (Kuva 9). GAG:t jaetaan kahteen ryhmään - sulfatoitumattomiin (hyaluronihappo, kondroitiini) ja sulfatoituihin (heparaanisulfaatti, dermataanisulfaatti, kerataanisulfaatti).

Luumatriisi muodostuu yhteen suuntaan suuntautuneista kollageenifibrilleistä. Ne muodostavat 90 % kaikista luun proteiineista. Fusiformisia ja lamellaarisia hydroksiapatiittikiteitä löytyy kollageenikuiduista, niiden sisältä ja ympäröivästä tilasta. Yleensä ne on suunnattu samaan suuntaan kuin kollageenisäikeet. Pohjaaine koostuu glykoproteiineista ja proteoglykaaneista. Näillä erittäin ionisoituneilla komplekseilla on selvä ionisitoutumiskyky ja siksi niillä on tärkeä rooli hydroksiapatiittikiteiden kalkkeutumisessa ja kiinnittymisessä kollageenikuituihin. Luun kollageenia edustaa tyypin 1 kollageeni, ja tyypin II, V, XI kollageenia löytyy vain pieniä määriä. Luumatriisissa on myös lukuisia ei-kollageeniproteiineja. Suurin osa niistä syntetisoidaan luuta muodostavissa soluissa. Niiden toiminta ei ole riittävän selkeä, mutta on todettu, että näiden proteiinien taso laskee matriisin kypsyessä.

Kalsium. Kalsium pääsee kehoon ruoan mukana. Sen kulutus on 0,9 (naisilla) - 1,1 (miehillä) g / vrk, ja imeytyminen on 0,12 - 0,67 g / vrk. Yli 90 % kehon kalsiumista löytyy luukudoksesta. Plasman kalsiumpitoisuus on noin 10 mg/100 ml. Päivittäiset vaihtelut eivät ylitä 3 %. Noin 40 % liittyy proteiiniin ja vain puolet on ionisoidussa muodossa. Kalsiumionit ovat solujen aineenvaihdunnan avainsäätelijä, joten ionisoidun kalsiumin tasoa valvotaan tiukasti ja sitä pidetään fysiologisena vakiona (Brikman A., 1999). Joka päivä 10 mmol (0,4 g) kalsiumia pääsee luustoon ja sama määrä poistuu luustosta, mikä ylläpitää vakaata kalsiumtasoa veressä. Tämän prosessin säätely tapahtuu kolmella elimellä - suolet, munuaiset, luut ja kolme päähormonia - lisäkilpirauhanen, kalsitrioli, kalsitoniini.

Ruokavalion kalsium imeytyy ohutsuolessa kahden itsenäisen prosessin kautta. Ensimmäinen on kyllästyvä (transsellulaarinen) reitti, jota säätelee D-vitamiini ja jota esiintyy pääasiassa ohutsuolen alkuosassa (Heath D., Marx S.J., 1982). Toinen prosessi - tyydyttymätön - on kalsiumin passiivinen diffuusio suoliston luumenista vereen ja imusolmukkeeseen. Tällä tavalla imeytyvä määrä riippuu lineaarisesti suolistossa liuenneen kalsiumin määrästä. Tämä prosessi ei ole suoran endokriinisen säätelyn alainen. Näiden kahden mekanismin yhteisvaikutus lisää kalsiumin tehokasta imeytymistä korkean fysiologisen tarpeen aikana, kun tuotteiden kalsiumpitoisuus on alhainen. Lisäksi kalsiumin imeytyminen riippuu iästä (Brazier M., 1995). Synnytyksen jälkeisinä ensimmäisinä päivinä lähes kaikki saatu kalsium imeytyy ja kalsiumin imeytyminen pysyy korkeana kasvukauden aikana. Kalsiumin imeytyminen heikkenee huomattavasti 60 vuoden iän jälkeen. Saatavilla olevan kalsiumin määrä riippuu myös ruokavaliosta, sillä fosfaatit, oksalaatit ja rasvat sitovat kalsiumia. Liukenemattomia suoloja kalsiumin kanssa muodostaa fytiinihappo, josta suuri määrä löytyy vehnäjauhoista. Kalsiumin imeytymistä lisää korkeakalorinen proteiiniruokavalio ja kasvuhormoni. Tyreotoksikoosilla voidaan havaita negatiivinen kalsiumtase. Kalsiumin huono imeytyminen edistää akuuttia ja kroonista munuaissairauksia, mahalaukun poistoa, ohutsuolen suurten osien resektiota ja suolistosairautta.

Munuaisilla on tärkein rooli tämän kationin aineenvaihdunnassa. Suodatetusta kalsiumista 97-99 % imeytyy takaisin ja enintään 5 mmol/vrk (0,2 g/vrk) erittyy virtsaan. Natriumtasapaino vaikuttaa myös kalsiumin erittymiseen munuaisten kautta. Natriumkloridi-infuusio tai lisääntynyt natriumin saanti ruokavaliosta lisää kalsiumin erittymistä virtsaan (Nordin B.E.C., 1984).

Fosfori. Noin 80 % ihmiskehon fosforista liittyy kalsiumiin ja muodostaa luiden epäorgaanisen perustan ja toimii fosforin säiliönä (Dolgov V.V., Ermakova I.P., 1998). Solunsisäistä fosforia edustavat korkeaenergiset yhdisteet, se on happoliukoista fosforia. Fosfori on myös olennainen osa fosfolipidejä - kalvojen tärkeimpiä rakenneosia.

Päivittäinen fosforin saanti on 0,6-2,8 g (Moskalev Yu.I., 1985). Yleensä noin 70 % ravinnon fosforista imeytyy, ja tämä prosessi riippuu elintarvikkeiden kalsiumpitoisuudesta ja liukenemattomien suolojen muodostumisesta. Fosfori ja kalsium muodostavat huonosti liukenevia yhdisteitä, joten niiden kokonaispitoisuus ei ylitä tiettyä tasoa ja toisen nousuun liittyy yleensä toisen väheneminen (Pak C.Y.C., 1992). Ruoan korkea magnesiumin, raudan ja alumiinin pitoisuus vähentää myös fosforin imeytymistä. D-vitamiini ja lipidit päinvastoin edistävät fosforin imeytymistä.

Plasmassa epäorgaaninen fosfori on HPO4-2- ja H2PO4-anionien muodossa, niiden kokonaismäärä on 1-2 mM. Noin 95 % on vapaita anioneja, 5 % on sitoutunut proteiineihin.

Munuaisten vajaatoiminnassa glomerulussuodatuksen väheneminen 20 % normaaliin verrattuna aiheuttaa hyperfosfatemiaa. Tämän seurauksena kalsitriolin synteesi ja kalsiumin imeytyminen suolistossa vähenevät (Rowe P.S., 1994). Kudosten katabolia on yleinen hyperfosfatemian syy potilailla, joilla on diabeettinen ketoasidoosi. Hypofosfatemian syitä ovat D-vitamiinin puutos, imeytymishäiriö, primaarinen ja sekundaarinen lisäkilpirauhasen vajaatoiminta, diabeettinen ketoasidoosi (toipumisvaihe), munuaisten tubulusten vajaatoiminta, munuaistiehyiden vajaatoiminta, munuaistiehyiden vajaatoiminta, alkoholidelirium, alkaloosi, hypomagnesemia. Normaali tubulaarinen reabsorptio on 83-95 %. Fosfaatin tubulaarisen reabsorption väheneminen johtuu PTH-tason noususta tai fosfaatin reabsorption ensisijaisesta puutteesta munuaistiehyissä.

Magnesium. Noin puolet kehon magnesiumista löytyy luista. On osoitettu, että Mg-ATP-kompleksi on välttämätön Ca-pumpun toiminnalle, joka määrittää solujen impulssitason, jolla on automaatioominaisuus (Moskalev Yu.I., 1985; Ryan M.F., 1991). Plasmassa magnesium jakautuu kolmeen fraktioon: vapaa (ionisoitu) - noin 70-80 %; liittyy (albumiiniin ja muihin proteiineihin) - 20-30%; täysin kytketty (monimutkainen) - 1-2%. Fysiologisesti aktiivinen on ionisoitu magnesium. Magnesiumin pitoisuuden kasvu suppressoi PTH:n eritystä (Brown E.M., Chen C.J., 1989).

Hypomagnesemia on yleisin hypokalsemian syy (Mundy G.R., 1990). Kun magnesiumia täydennetään, kalsiumtasot normalisoituvat nopeasti. Magnesiumin puutos voi kehittyä perinnöllisillä imeytymishäiriöillä, alkoholismilla ja aliravitsemuksella, munuaisten vajaatoiminnalla, gentamysiini-, tobramysiin-, amikasiini-, syklosporiini-, aliravitsemushoidolla. Magnesiumin puutteessa hypokalsemia kehittyy johtuen PTH:n erityksen vähenemisestä ja luukudoksen ja munuaisten resistenssin kehittymisestä PTH:lle (Ryan M.F., 1991). Magnesiumin erittyminen virtsaan lisääntyy ekstrasellulaarisen nesteen ylimäärän, hyperkalsemian, hypermagnesemian myötä ja vähenee vastakkaisissa tilanteissa.

Magnesiumin kokonaispitoisuus mitataan fotometrisesti, ionisoituna - käyttämällä ioniselektiivisiä elektrodeja. Ionisoidun magnesiumin arvot riippuvat pH:sta (Ryan M.F., 1991).

Luiden pituuden kasvu johtuu metaepifyysisen rustokasvulevyn läsnäolosta diafyysin ja epifyysin välisessä siirtymäosassa. Siinä on neljä vyöhykettä. Epifyysistä päin olevaa pintaa kutsutaan varavyöhykkeeksi. Sen jälkeen muodostuneet solut muodostavat proliferaatiovyöhykkeen, täällä sijaitsevat kondroblastit ja kondrosyytit jakautuvat jatkuvasti. Tämän alueen syvissä kerroksissa olevien hypoksisten olosuhteiden vuoksi solut kokevat hapen nälänhätää ja hypertrofiaa. Tällaisten kondrosyyttien kokonaisuus muodostaa kolmannen vyöhykkeen - hypertrofoituneiden kondrosyyttien vyöhykkeen. Lopuksi aineenvaihduntahäiriöt johtavat solukuolemaan. Kalkkeutuneen ruston alueella havaitaan kuolleita kondrosyyttejä, joissa on mineralisoitunut matriisi. Diafyysin puolelta täällä kasvaa suuri määrä suonia. Hyvän hapetuksen olosuhteissa verisuonten lähellä sijaitsevat osteogeeniset solut erilaistuvat osteoblasteiksi ja muodostavat luun trabekuleja. Koska tällainen prosessi tapahtuu elimen molemmissa päissä, luu pitenee suhteessa.