เครื่องหมายของการสร้างและสลายของกระดูก

เนื้อเยื่อกระดูกทำหน้าที่สร้าง "แหล่งเก็บ" แคลเซียม ฟอสฟอรัส แมกนีเซียม และสารประกอบอื่นๆ ที่จำเป็นต่อการรักษาสมดุลของกระบวนการเผาผลาญแร่ธาตุ กระดูกประกอบด้วยส่วนประกอบ 3 ส่วน ได้แก่ เซลล์ เมทริกซ์อินทรีย์ และแร่ธาตุ เซลล์คิดเป็นเพียง 3% ของปริมาตรเนื้อเยื่อกระดูก

เนื้อเยื่อกระดูกถูกสร้างขึ้นโดยเซลล์สร้างกระดูก หน้าที่หลักของเซลล์สร้างกระดูกคือการสังเคราะห์ออสทีโออิด (เมทริกซ์โปรตีน) ซึ่งประกอบด้วยคอลลาเจน 90-95% มิวโคโพลีแซ็กคาไรด์จำนวนเล็กน้อย และโปรตีนที่ไม่ใช่คอลลาเจน (ออสทีโอแคลซิน ออสทีโอพอนติน) จากนั้นจึงถูกทำให้เป็นแคลเซียมและฟอสเฟตจากของเหลวนอกเซลล์ เซลล์สร้างกระดูกตั้งอยู่บนพื้นผิวกระดูกและสัมผัสใกล้ชิดกับออสทีโออิด เซลล์เหล่านี้ประกอบด้วยฟอสฟาเตสที่เป็นด่าง มีตัวรับฮอร์โมนพาราไทรอยด์และแคลซิไตรออลและมีความสามารถในการแบ่งตัว เซลล์สร้างกระดูกซึ่งล้อมรอบด้วยเมทริกซ์อินทรีย์ที่มีแร่ธาตุ จะกลายเป็นเซลล์สร้างกระดูก (เซลล์โตเต็มที่ที่ไม่แบ่งตัว ซึ่งตั้งอยู่ในช่องว่างระหว่างชั้นของกระดูกที่เพิ่งสร้างใหม่)

การสลายตัวของเนื้อเยื่อกระดูกเกิดขึ้นโดยเซลล์สลายกระดูก โดยการหลั่งเอนไซม์โปรตีโอไลติกและฟอสฟาเตสกรดเซลล์สลายกระดูกจะทำให้เกิดการสลายของคอลลาเจน การทำลายไฮดรอกซีอะพาไทต์ และการกำจัดแร่ธาตุออกจากเมทริกซ์ เนื้อเยื่อกระดูกที่สร้างขึ้นใหม่และมีแร่ธาตุน้อย (ออสเตออยด์) จะต้านทานการสลายของกระดูก

คอลลาเจนชนิด I เป็นโปรตีนหลักที่ประกอบเป็น 90% ของเมทริกซ์อินทรีย์ของกระดูก คอลลาเจนชนิดนี้สังเคราะห์โดยเซลล์สร้างกระดูกเป็นสารตั้งต้น โปรคอลลาเจนชนิด I เป็นโมเลกุลขนาดใหญ่ที่มีโปรเปปไทด์ปลายคาร์บอกซีและปลายอะมิโน (โปรเปปไทด์ปลาย N และ C ของคอลลาเจนชนิด I) โปรเปปไทด์เหล่านี้จะถูกแยกออกจากโมเลกุลหลักด้วยเปปไทเดสเฉพาะหลังจากที่โปรคอลลาเจนถูกปล่อยออกจากเซลล์

โปรตีนที่ไม่ใช่คอลลาเจนคิดเป็นประมาณ 10% ของเมทริกซ์กระดูกอินทรีย์ โปรตีนเหล่านี้ทำให้เมทริกซ์กระดูกมีโครงสร้างเฉพาะตัว การสะสมของไฮดรอกซีอะพาไทต์ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับอัตราส่วนที่ถูกต้องของโปรตีนเมทริกซ์ ซึ่งการสังเคราะห์จะดำเนินการโดยเซลล์สร้างกระดูก

ส่วนแร่ธาตุของกระดูกประกอบด้วยไฮดรอกซีอะพาไทต์ [Ca ₁₀ (PO ₄ ) ₆ (OH) ₂ ] และแคลเซียมฟอสเฟตแบบอะมอร์ฟัส ซึ่งไม่จับกับโปรตีนของเมทริกซ์อินทรีย์แบบโควาเลนต์ การวางแนวของผลึกไฮดรอกซีอะพาไทต์ถูกกำหนดโดยการวางแนวของเส้นใยคอลลาเจนของเมทริกซ์เป็นหลัก

กิจกรรมที่สำคัญของระบบโครงกระดูกประกอบด้วยกระบวนการ 2 ประการที่เชื่อมโยงกันและทดแทนซึ่งกันและกัน ได้แก่ กระบวนการสร้างกระดูกใหม่และกระบวนการทำลายกระดูก ซึ่งก็คือการสลายกระดูกเก่า โดยปกติ การสร้างและสลายเนื้อเยื่อกระดูก (การสร้างกระดูกใหม่) จะเกิดขึ้นอย่างสมดุล

เซลล์สลายกระดูกจะดูดซับเนื้อเยื่อกระดูกเก่าอย่างต่อเนื่อง และเซลล์สร้างกระดูกจะสร้างกระดูกใหม่โดยสังเคราะห์ออสทีออยด์ (เมทริกซ์โปรตีน) ซึ่งต่อมาจะถูกทำให้เป็นแคลเซียมและฟอสเฟตจากของเหลวนอกเซลล์ คอมเพล็กซ์ของเซลล์เหล่านี้ที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการสลายและสร้างกระดูกในบริเวณนั้นเรียกว่าหน่วยสร้างกระดูกใหม่หลายเซลล์พื้นฐาน

ความผิดปกติของบริเวณที่กระดูกสร้างใหม่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงสมดุลระหว่างกระบวนการสร้างและสลายตัวของกระดูกจนทำให้กระดูกเกิดการเสื่อมสภาพ ซึ่งนำไปสู่การสูญเสียมวลกระดูก ความรุนแรงและความรุนแรงของการสูญเสียมวลกระดูกขึ้นอยู่กับอัตราการ "เปลี่ยนรูปร่างของกระดูก" กระบวนการสร้างเนื้อเยื่อกระดูกและการสะสมของแคลเซียมที่เพิ่มขึ้นทำให้มวลกระดูกและความหนาแน่นของกระดูกเพิ่มขึ้น เรียกว่า ภาวะกระดูกแข็ง

เพื่อระบุอาการทางคลินิก ห้องปฏิบัติการ และทางรังสีวิทยาของการสูญเสียมวลกระดูก จะใช้คำรวมว่า กระดูกพรุน สาเหตุของกระดูกพรุน ได้แก่กระดูกพรุนกระดูกอ่อน ภาวะต่อม พาราไทรอยด์ทำงาน มากเกินไป มะเร็งไมอีโลม่า ภาวะ มาสโทไซต์และภาวะกระดูกเสื่อมของไต

การเพิ่มขึ้นของมวลกระดูกและความหนาแน่นเรียกว่าภาวะกระดูกแข็ง ภาวะกระดูกแข็งเกิดจากการก่อตัวของเมทริกซ์อินทรีย์เพิ่มขึ้น ซึ่งต่อมามีแคลเซียมเกาะ ส่งผลให้มวลกระดูกและความหนาแน่นเพิ่มขึ้น ภาวะกระดูกแข็งมักเกิดขึ้นในระยะท้ายของภาวะไตวายเรื้อรัง

เครื่องหมายของการเผาผลาญเนื้อเยื่อกระดูก (เครื่องหมายของการสร้างเนื้อเยื่อกระดูก) ได้แก่ ไอโซเอ็นไซม์ของฟอสฟาเตสอัลคาไลน์ของ กระดูก ออสเตโอแคลซินและโพรเปปไทด์ปลาย C ของคอลลาเจนชนิด I

พารามิเตอร์ทางชีวเคมีหลักที่ใช้ในทางคลินิกเป็นเกณฑ์ในการสลายกระดูก ได้แก่การขับแคลเซียมทางปัสสาวะโพรเปปไทด์ปลาย N ของคอลลาเจนชนิด I และพันธะไพริดีนของคอลลาเจน

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