Микроструктура кости

Кость состоит из клеток и внеклеточного матрикса.

Три основных типа клеток костной ткани: остеобласты, остеоциты и остеокласты.

• Остеобласты - одноядерные клетки, выстилающие внутреннюю поверхность костных трабекул (эндост), поверхность гаверсовых каналов и внутренний слой надкостницы. Происходят из стромальной стволовой клетки костного мозга. Выделяют активные и неактивные остеобласты. Активные остеобласты представлены непрерывным слоем пухлых клеток с крупными ядрами, располагающимися в участках активного остеогенеза (покрывают 2–8% поверхности кости); часть периферической мембраны этих клеток контактирует с краем остеоида - новообразованной некальцифицированной костной тканью. Неактивные остеобласты - слой распластанных вытянутых клеток, покрывающих зрелую кость; покрывают 70–80% поверхности кости без подлежащего остеоида и 4–8% с подлежащим остеоидом (неактивный остеоид). Остеобласты ответственны за синтез коллагена и других белков, входящих в состав органического матрикса кости, отложение и обмен кальция и других ионов.
• Остеоциты - плоские одноядерные клетки, располагающиеся в костных лакунах внутри кости, контактирующие с соседними клетками и неактивными остеобластами на поверхности кости через костные канальцы (до 400). Основная функция - сохранение костного матрикса и его минерального состава.
• Остеокласты - многоядерные клетки (самые большие клетки организма, с поверхностью равной 1200–4000 мкм2), ответственные за резорбцию кости, обычно располагающиеся в лакунах резорбции.

Костный матрикс состоит из органического (35%) и неорганического (65%) компонентов. Неорганический компонент представлен солями кальция, преимущественно в виде гидроксиапатита, откладывающегося на органическом матриксе кости. Органический компонент состоит преимущественно из коллагена и из неколлагеновых белков.

Коллаген типа I составляет приблизительно 90%, III, IV и V типов - 5%. Минерализация остеоида осуществляется только вдоль фибрилл коллагена I типа. При этом фибриллы коллагена I типа служат матрицей для отложения солей кальция. Неколлагеновые белки подразделяются на синтезируемые в остеобластах и поступающие из плазмы крови. В остеобластах синтезируются остеокальцин (1,3%), костный сиалопротеин, костный морфогенетический белок, остеонектин, фосфопротеины, протеолипиды, костный протеогликан.

Из сыворотки крови поступают α2-гликопротеин и другие сывороточные белки.

Остеокальцин (матричный GLA -белок) способствует рассасыванию кости и ингибирует образование гидроксиапатита; костный сиалопротеин и остеонектин способствуют кальцификации, регулирует рост кристаллов; костные морфогенетические белки BMP - обладают остеоиндуктивными свойствами; фосфопротеины (фосфорины) стимулируют минерализацию кости и рост кристаллов; костные низкомолекулярные протеогликаны способствуют образованию фибрилл коллагена типа I.