Тело человека состоит из множества клеток. Все они имеют разную структуру и выполняют разные функции. Но есть нечто, объединяющее все их разнообразие – это постоянный процесс обновления. Его можно рассмотреть на примере костных структур. Клетки остеокласты и остеобласты подобны бригадам по укладке асфальта: одни снимают старый асфальт, другие укладывают новый. Костная ткань непрерывно обновляется, и мозг контролирует эту работу.
Когда возникает сбой, всегда есть причина: или мозг дал не ту команду, или строительного материала не хватило, или остеобласты (клетки, строящие ткань) уменьшились в количестве. А остеокласты (разрушители) остались в прежнем числе. Это приводит к различным болезням, в частности, остеопорозу.
Как устроена костная ткань
Кость – это орган тела, который постоянно обновляется. Он состоит из нескольких видов тканей, важнейшей из которых является костная. В развитом межклеточном веществе кости, богатом солями, работает три вида клеток:
- Остеоциты.
- Остеобласты.
- Остеокласты.
Если охарактеризовать их коротко, это хранители, созидатели и разрушители.
Остеобласты
Название этих клеток произошло от древнегреческих слов «кость» и «росток». Это молодые клетки, которые формируют костную ткань. Сначала они создают матрикс, сетку межклеточного вещества. После этого этапа остеобласты производят кальцификацию матрикса, сами при этом превращаясь в остеоциты.
Остеобласты имеют кубическую или пирамидальную форму. В них развита гранулярная эндоплазматическая сеть, синтезирующая белки. Комплекс Гольджи выводит их в строящуюся кость. Митохондрии обеспечивают нормальную жизнедеятельность клетки, обеспечивая ее энергией. Остеобласты могут делиться митозом.
Главная задача остеобластов — образование белков матрикса, к которым относятся коллаген, остеокальцин и остеопонтин. После их синтеза начинается откладывание в матриксе минеральных веществ. Также они выделяют оссеин, который склеивает соли кальция. В результате кость становится минерально-органической структурой.
Остеобласты помогают транспортировке кальция и фосфатов, что помогает в ощелачивании организма. При формировании кости они находятся на всей поверхности костных балок, а после – в местах разрушения и регенерации после травмы, а также в надкостнице.
Остеоциты
Остеоцит называют клеткой зрелой костной ткани. Это дефинитивная клетка, то есть пришедшая к конечной форме. Она не имеет способности делиться путем митоза. Когда структура матрикса полностью заполнена минеральным веществом, остеобласт прекращает работу и клетка становится остеоцитом. Функция остеоцитов – обеспечить поддержание и регенерацию костей, а также регулирование минерального состава.
В структуре кости есть лакуны, в которых и находятся остеоциты. В процессе замуровывания остеобласты создают длинные отростки остеоцитов, которые соприкасаются друг с другом нексусами. Находящиеся около сосуда отростки получают питание и кислород от него. Количество таких отростков может быть очень большое, до нескольких сотен. Остеоцит имеет форму звезды из-за множества отростков, которые находятся в костных канальцах. После старения и апоптоза (самоуничтожения) канальцы пустеют.
Клетки остеокласты
Остеокласты представляют собой гигантские (диаметром 40 мкм) многоядерные клетки. Они разрушают кость путем растворения минеральных солей и разрушения коллагенового матрикса. Они имеют несколько ядер (от 5 до 20), много комплексов Гольджи, митохондрий и лизосом. Из лизосом выделяются ферменты, которые инициируют резорбцию кости.
Иначе говоря, остеокласт – это костный макрофаг. Он подходит к кости, прикрепляется к ней гофрированной каемкой и формирует мембрану, которая защищает окружение остеокласта от действия гормонов. Затем он продуцирует кислую среду, которая растворяет минеральные соли. После с помощью ферментов лизосом старые клетки перевариваются. Часть веществ уходит в кровь, остальная используется для поддержания процесса уничтожения кости.
Работа в тандеме
Остеокласты работают группой. Они въедаются в старую кость и прокладывают в ней туннель. Ежедневный проход такой группы – 50 мкм. После прохода первой группы начинает движение вторая, состоящая из остеобластов. Они располагаются по стенкам туннеля и заполняют их поверхность. После этого они начинают синтезировать матрикс со скоростью 1 мкм в день. Одновременно с этим по оси тоннеля начинают прорастать капилляры.
Выстроив матрикс, остеобласты начинают замуровываться, создавая минерально-белковую структуру вокруг себя. По достижении цели, когда кость уже выстроена, в лакунах остаются остеоциты. Они живут некоторое время, после чего кончают жизнь самоуничтожением (апоптозом).
Процесс работы в тандеме двух видов костных клеток называется ремоделированием. Регулируется он гормонами паратиреоидных желез, активирующих остеокласты. Это паратиреоидный гормон. Щитовидая железа вырабатывает кальцитонин, который стимулирует образование костей. Кроме этих, в ремоделировании участвуют много других гормонов, которые вырабатывают половые железы, гипофиз и поджелудочная железа.
При нарушении работы гормонов может наблюдаться недостаток остеобластов или их угнетение. Вместе с активностью остеокластов это может привести к болезням. Например, остеопорозу и его последствиям: переломам и повреждениям суставов.
Заключение
Для жизни необходима правильная работа всех частей организма, даже таких маленьких структур, как остеокласты. Это позволяет всем органам тела человека, от щитовидной железы до костей, взаимодействовать друг с другом. Вот почему нужны знания о здоровом образе жизни, правильном питании и сохранении здоровья. Тогда преждевременный остеопороз будет не страшен.
