Bone Matrix Samenstelling en -functie

De Botmatrix Het is de gemineraliseerde stof waarin de verschillende cellen die de botten vormen zijn ingebed. Het wordt meer specifiek gedefinieerd als de intercellulaire stof van het botweefsel, die het grootste deel van de massa van hetzelfde vertegenwoordigt en dat bestaat uit twee fracties, een organische en een andere anorganisch.

Botweefsel is er een die de botten vormt van het skelet van sommige dieren en bestaat uit verschillende soorten cellen, elk met specifieke functies. Het is een extreem resistent en hard weefsel, maar tegelijkertijd zeer dynamisch en veranderen, omdat het zich in een permanente balans van vorming en resorptie (botremodellering) bevindt, waarvan de verschillende soorten cellen die het vormen verantwoordelijk zijn.

B.Org/licenties/by-sa/3.0) Via Wikimedia Commons)

Over het algemeen wordt dit gespecialiseerde bindweefsel gevormd door zijn cellen en botmatrix met zijn organische en anorganische breuken. De mineralisatie van die componenten die extern zijn voor de cellen (extracellulair of intercellulair) is degene die de sterkte en weerstand tegen de botten geeft.

De soorten botcellen zijn 4: osteoprogen of osteogene cellen, osteoblasten, osteocyten en osteoclasten. Osteocyten zijn volwassen botcellen en zijn de belangrijkste verantwoordelijk voor de secretie van de organische fractie van de botmatrix.

Deze cellen worden gehouden in enkele "lagunes" geproduceerd door de mineralisatie van de matrix die ze hebben uitgescheiden, ze hebben niet het vermogen om later te verdelen en af ​​te leiden van de osteoblasten.

[TOC]

Botmatrixcompositie

Zoals hierboven vermeld, is botmatrix een complexe stof, omdat het wordt gevormd door een organische en een anorganische fractie.

Ongeveer 30% van het gewicht van het botweefsel komt overeen met de organische fractie van de botmatrix, die voornamelijk bestaat uit vezels van een eiwit dat bekend staat als collageen en andere verschillende eiwitelementen zoals verschillende soorten proteoglycanen die de zo -aangedreven "fundamentele substantie" vormen (een soort homogene gel).

Kan u van dienst zijn: Embryonale en foetale ontwikkeling: fasen en kenmerken week na week

De andere 70% komt overeen met de minerale fractie, die voornamelijk wordt gevormd door hydroxyapatiet, een kristallijn complex van calciumfosfaat, en het is om deze reden dat wordt gezegd dat botweefsel erg belangrijk is voor calciumhomeostase in het menselijk lichaam en daarin en daarin van andere dieren.

Organische breuk

De organische fractie van de botmatrix is ​​voornamelijk collageen, een van de meest voorkomende eiwitten van het menselijk lichaam. Collageen is een multimeer vezelachtig eiwit, waarvan de structuur vergelijkbaar is met een touw of touw, omdat het bestaat uit verschillende subeenheden of fibrillen.

Meer dan 30 genen in het menselijke genoom coderen voor collageeneiwitten en er zijn meer dan 20 verschillende soorten collagenen verdeeld in de verschillende lichaamsweefsels. De botmatrix is ​​rijk aan type I collageen (meer dan 90%), maar heeft ook lagere verhoudingen van collageen III, V, X en XII.

Elke collageenvezel wordt gevormd door de groepering van andere "procollagen" fibrillen, die zijn samengesteld uit drie alfa-helicooïdale ketens van meer dan 1.000 aminozuurafval en hebben ongeveer 300 nanometer lang.

Belang

Collageen geeft botten een bepaalde flexibiliteit, terwijl de mineralen van de anorganische fractie hen stijfheid en sterkte geven.

Zonder de anorganische fractie zouden de botten volledig flexibel zijn, maar zonder collageen zouden ze fragiel zijn als een schoolbordkalk, dus de variaties tussen de verhoudingen en verdeling van beide breuken geven botten de mogelijkheid om een ​​"balans" flexibiliteit en rigiditeitsvereisten te behouden.

Sommige genetische mutaties van de genen die coderen voor de verschillende soorten collagenen in het lichaam, of voor de eiwitten die deelnemen aan hun assemblage, produceren anatomische afwijkingen die de integriteit van het botweefsel en daarom de fysieke gezondheid van wie kunnen presenteert ze.

Kan u van dienst zijn: endostio

Andere organische fractie -eiwitten

Ongeveer 10% van de organische fractie van de botmatrix bestaat uit andere niet-collageense eiwitten waaronder:

- Fibronectine

- Osteopontina

- Osteocalcina

- Bone Sialoproteïne

- Decorina (Proteoglycan)

- Biglican (Proteoglycan)

Van deze groep zijn de meest voorkomende eiwitten botsialoproteïne en osteopontine, hoewel dit afhangt van verschillende factoren.

Hoewel deze niet-collageense eiwitten slechts een klein deel van de organische fractie vertegenwoordigen, hebben ze belangrijke functies in botweefsel, met name gerelateerd aan de differentiatie van osteoblasten, mineralisatie, celadhesie en bothermodellering.

Anorganische fractie

De anorganische fractie vertegenwoordigt een aanzienlijk deel van de botmatrixcomponenten (tussen 60 en 80%, afhankelijk van het bottype). Dit is de fractie, zoals we al hebben vermeld, die hen de stijfheid en weerstandskarakteristiek geeft voor de botten van het lichaam.

Botweefsel, dankzij de samenstelling van de anorganische fractie van zijn matrix, is het belangrijkste reservoir van ionen zoals calcium (bijna 99%), fosfor (85%), natrium en magnesium (tussen 40%en 60%), die zich vormen Kristallen rond en tussen de collageenvezels van de organische fractie.

De belangrijkste kristallijne verbinding gevormd door sommige van de beschreven ionen is calciumhydroxyapatiet die, met veel, de meest voorkomende verbinding is van de anorganische fractie van de botmatrix. Hydroxiapatiet is een verbinding van calciumfosfaat (CA10PO4OH2) waarvan de kristallen ongeveer 200 Å hebben.

Osteoid

Micrografie van een osteoïde. Bron: Robert M. HUNT/CC BY-SA (https: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/3.0)

Het is belangrijk om te zeggen dat, hoewel een grote hoeveelheid van de botmatrix is ​​verkalkt, dat wil zeggen gemineraliseerd (gehard), er een dunne niet -gecalcificeerde botmatrixlaag is die osteoblasten en osteocyten omringt en een soort interface vormt tussen de cellen en de verkalkte matrix.

Kan u van dienst zijn: Henle Handle: structuur, kenmerken en functie

Deze dunne laag is bekend op het gebied van osteologie en geneeskunde als osteoid En het heeft verschillende functies. Bovendien kan dit enzymeatisch worden verwijderd of afgebroken om te beginnen.

Botmatrixfunctie

De botmatrix is ​​verantwoordelijk voor de stijfheid en sterkte van de botten, dus speelt het een fundamentele rol met betrekking tot de belangrijkste functies van dit weefsel als mechanische ondersteuning voor het lichaam, naast bescherming en ondersteuning van lichaamsstructuren tegen de kracht van de zwaartekracht.

Human Skeleton (Bron> Ladyofhats / Public Domain, via Wikimedia Commons)

Aan de andere kant, dankzij de aanwezigheid van deze stof in de structuur van elk bot, dient het skelet als de fixeerplaats van de spieren die voortbeweging en andere bewegingen van het grootste belang voor het leven van dieren en natuurlijk de mens toestaan.

Referenties

1. Fuchs, r. K., Thompson, W. R., & Warden, s. J. (2019). Botbiologie. In botherstel biomaterialen (PP. 15-52). Woodhead Publishing.
2. Gartner, l., & Hiatt, J. (2002). Histologie Atlas Tekst (2e ed.)). Mexico D.F.: McGraw-Hill Inter-Amerikaanse editors.
3. Gorski, J. P., & Hankenson, K. D. (2020). Geheime niet -collageneuze boteiwitten. In principes van botbiologie (PP. 359-378). Academische pers.
4. Johnson, K. (1991). Histologie en celbiologie (2e ed.)). Baltimore, Marylnand: The National Medical Series for Independent Study.
5. Ross, m., & Pawlina, W. (2006). Histologie. Een tekst en atlas met gecorreleerde cel- en moleculaire biologie (5e ed.)). Lippinott Williams & Wilkins.
6. Jong, m. F. (2003). Botmatrixeiwitten: hun functie, regulatie en relatie met osteoporose. Osteoporose International, 14 (3), 35-42.