Compoziția și funcția matricei osoase

matricea osoasă Este substanța mineralizată în care sunt încorporate diferitele celule care alcătuiesc oasele. Este definit mai specific ca substanța intercelulară a țesutului osos, care reprezintă cea mai mare parte a masei sale și care este compusă din două fracții, una organică și cealaltă anorganică..

Țesutul osos este cel care formează oasele scheletului unor animale și este alcătuit din diferite tipuri de celule, fiecare cu funcții specifice. Este un țesut extrem de rezistent și dur, dar în același timp foarte dinamic și schimbător, deoarece se află într-un echilibru permanent de formare și resorbție (remodelare osoasă), de care sunt responsabile diferitele tipuri de celule care îl formează..

În general vorbind, acest țesut conjunctiv specializat este alcătuit din celulele sale și din matricea osoasă cu fracțiunile sale organice și anorganice. Mineralizarea acelor componente care sunt externe celulelor (extracelulare sau intercelulare) este ceea ce conferă oaselor rezistență și rezistență..

Există 4 tipuri de celule osoase: celule osteoprogenitoare sau osteogene, osteoblaste, osteocite și osteoclaste. Osteocitele sunt celule osoase mature și sunt responsabile în principal de secreția fracției organice a matricei osoase.

Aceste celule sunt limitate în interiorul unor "goluri" produse de mineralizarea matricei pe care le-au secretat, nu au capacitatea de a se diviza mai târziu și sunt derivate din osteoblaste.

Indice articol

• 1 Compoziția matricei osoase
  • 1.1 Fracția organică
  • 1.2 Fracția anorganică
  • 1.3 Osteoid
• 2 Funcția matricei osoase
• 3 Referințe

Compoziția matricei osoase

După cum am menționat mai devreme, matricea osoasă este o substanță complexă, deoarece este alcătuită dintr-o fracțiune organică și o anorganică..

Aproximativ 30% din greutatea țesutului osos corespunde fracției organice a matricei osoase, care constă în principal din fibre ale unei proteine ​​cunoscute sub numele de colagen și alte elemente proteice diferite, cum ar fi, de exemplu, diferite clase de proteoglicani care formează așa-numita „substanță macinată” (un fel de gel omogen).

Celelalte 70% corespund fracțiunii minerale, care este formată în principal din hidroxiapatită, un complex cristalin de fosfat de calciu și din acest motiv se spune că țesutul osos este foarte important pentru homeostazia calciului în corpul uman și în cel al altor animale.

Fracția organică

Fracția organică a matricei osoase este în principal colagen, una dintre cele mai abundente proteine ​​din corpul uman. Colagenul este o proteină fibroasă multimerică, a cărei structură este similară cu o frânghie sau frânghie, deoarece este compusă din mai multe subunități sau fibrile.

Peste 30 de gene din codul genomului uman pentru proteine ​​asemănătoare colagenului și există mai mult de 20 de tipuri diferite de colageni distribuiți în diferitele țesuturi ale corpului. Matricea osoasă este bogată în colagen de tip I (peste 90%), dar are și proporții mai mici de colagen III, V, X și XII.

Fiecare fibră de colagen este formată din gruparea altor fibrile „procolagene”, care sunt compuse din trei lanțuri alfa-elicoidale cu mai mult de 1.000 de reziduuri de aminoacizi și au o lungime de aproximativ 300 nanometri..

Importanţă

Colagenul oferă oaselor o oarecare flexibilitate, în timp ce mineralele din fracția anorganică le conferă rigiditate și rezistență.

Fără fracțiunea anorganică oasele ar fi complet flexibile, dar fără colagen ar fi fragile ca creta de tablă, astfel încât variațiile dintre proporțiile și distribuția ambelor fracțiuni conferă oaselor capacitatea de a menține un „echilibru” în ceea ce privește flexibilitatea și cerințe de rigiditate.

Unele mutații genetice ale genelor care codifică diferitele tipuri de colageni din organism sau pentru proteinele care participă la asamblarea lor, produc anomalii anatomice care pot compromite serios integritatea țesutului osos și, prin urmare, sănătatea fizică a le prezintă.

Alte proteine ​​ale fracției organice

Aproximativ 10% din fracția organică a matricei osoase este alcătuită din alte proteine ​​necolagene, printre care:

- Fibronectina

- Osteopontin

- Osteocalcina

- Sialoproteina osoasă

- Decorină (proteoglican)

- Biglycan (proteoglican)

Din acest grup, cele mai abundente proteine ​​sunt sialoproteinele osoase și osteopontina, deși acest lucru depinde de diferiți factori.

Deși aceste proteine ​​necolagene reprezintă doar o mică parte din fracțiunea organică, ele au funcții importante în țesutul osos, în special legate de diferențierea osteoblastelor, mineralizarea, aderența celulară și remodelarea osoasă..

Fracția anorganică

Fracția anorganică reprezintă o porțiune substanțială a componentelor matricei osoase (între 60 și 80%, în funcție de tipul osului). Aceasta este fracțiunea, așa cum am menționat deja, care oferă rigiditatea și rezistența caracteristică oaselor corpului..

Țesutul osos, datorită compoziției fracției anorganice a matricei sale, este principalul rezervor de ioni precum calciu (aproape 99%), fosfor (85%), sodiu și magneziu (între 40% și 60%).%) , care formează cristale în jurul și între fibrele de colagen ale fracției organice.

Principalul compus cristalin format din unii dintre ionii descriși este hidroxiapatita de calciu, care este de departe cel mai abundent compus din fracția anorganică a matricei osoase. Hidroxiapatita este un compus de fosfat de calciu (Ca10PO4OH2) ale cărui cristale sunt în jur de 200 Å.

Osteoid

Este important de reținut că, deși o cantitate mare de matrice osoasă este calcificată, adică mineralizată (întărită), există un strat subțire de matrice osoasă necalcificată care înconjoară osteoblasti și osteocite și care formează un fel de interfață între celule și matricea calcificată.

Acest strat subțire este cunoscut în domeniul osteologiei și medicinei sub numele de osteoid și are funcții diferite. În plus, poate fi îndepărtat sau degradat enzimatic pentru a începe procesele de resorbție și remodelare osoasă..

Funcția matrice osoasă

Matricea osoasă este responsabilă de rigiditatea și rezistența oaselor, motiv pentru care joacă un rol fundamental în ceea ce privește principalele funcții ale acestui țesut ca suport mecanic pentru corp, precum și protecție și susținere a structurilor corpului. împotriva forței gravitaționale.

Pe de altă parte, datorită prezenței acestei substanțe în structura fiecărui os, scheletul servește ca loc de atașare a mușchilor care permit locomoția și alte mișcări de mare importanță pentru viața animalelor și, bineînțeles, pentru viața umană..

Referințe

1. Fuchs, R. K., Thompson, W. R. și Warden, S. J. (2019). Biologia oaselor. În Bone Repair Biomaterials (pp. 15-52). Editura Woodhead.
2. Gartner, L. și Hiatt, J. (2002). Text Atlas of Histology (ediția a II-a). México D.F.: McGraw-Hill Interamericana Editores.
3. Gorski, J. P. și Hankenson, K. D. (2020). Proteinate secrete necolagene ale osului. În Principiile biologiei osoase (pp. 359-378). Academic Press.
4. Johnson, K. (1991). Histologie și biologie celulară (Ed. A 2-a). Baltimore, Marylnand: Seria medicală națională pentru studiu independent.
5. Ross, M. și Pawlina, W. (2006). Histologie. Un text și un atlas cu celule corelate și biologie moleculară (Ed. A 5-a). Lippincott Williams și Wilkins.
6. Young, M. F. (2003). Proteinele matrice osoase: funcția, reglarea și relația lor cu osteoporoza. Osteoporosis International, 14 (3), 35-42.