Benmatrisesammensetning og funksjon

1525
Egbert Haynes

De beinmatrise Det er det mineraliserte stoffet der de forskjellige cellene som utgjør beinene er innebygd. Det er definert mer spesifikt som det intercellulære stoffet i beinvev, som representerer det meste av massen og som består av to fraksjoner, den ene organiske og den andre uorganisk..

Benvev er det som danner skjelettbenet til noen dyr og består av forskjellige typer celler, hver med spesifikke funksjoner. Det er et ekstremt motstandsdyktig og hardt vev, men samtidig veldig dynamisk og skiftende, da det er i en permanent balanse mellom dannelse og resorpsjon (benomdannelse), som de forskjellige celletyper som danner det er ansvarlige for..

Celletyper i bein (Kilde: OpenStax College / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) via Wikimedia Commons)

Generelt sett består dette spesialiserte bindevevet av cellene og benmatrisen med organiske og uorganiske fraksjoner. Mineraliseringen av komponentene som er utenfor cellene (ekstracellulær eller intercellular) er det som gir bein styrke og motstand..

Det er 4 typer benceller: osteoprogenitor eller osteogene celler, osteoblaster, osteocytter og osteoklaster. Osteocytter er modne beinceller og er hovedsakelig ansvarlige for utskillelsen av den organiske fraksjonen av beinmatrisen.

Disse cellene er begrenset i noen "hull" produsert av mineraliseringen av matrisen de har utskilt, de har ikke kapasitet til å dele seg senere og er avledet fra osteoblaster.

Artikkelindeks

  • 1 Sammensetning av beinmatrisen
    • 1.1 Organisk brøkdel
    • 1.2 Uorganisk brøkdel
    • 1.3 Osteoid
  • 2 Funksjonen til beinmatrisen
  • 3 Referanser

Sammensetning av beinmatrisen

Som vi nevnte tidligere, er benmatrisen en kompleks substans, siden den består av en organisk og en uorganisk fraksjon..

Omtrent 30% av vekten av beinvev tilsvarer den organiske fraksjonen av beinmatrisen, som hovedsakelig består av fibre av et protein kjent som kollagen og andre forskjellige proteinelementer som for eksempel forskjellige klasser av proteoglykaner som danner det såkalte "grunnstoffet" (en slags homogen gel).

De øvrige 70% tilsvarer mineralfraksjonen, som hovedsakelig dannes av hydroksyapatitt, et krystallinsk kalsiumfosfatkompleks, og det er av denne grunn at benvev sies å være veldig viktig for kalsiumhomeostase i menneskekroppen og hos andre. dyr.

Organisk brøkdel

Den organiske fraksjonen av beinmatrisen er hovedsakelig kollagen, et av de rikeste proteinene i menneskekroppen. Kollagen er et multimerisk fibrøst protein, hvis struktur ligner et tau eller tau, siden det består av flere underenheter eller fibriller.

Mer enn 30 gener i det menneskelige genomet koder for kollagenlignende proteiner, og det er mer enn 20 forskjellige typer kollagener fordelt i kroppens forskjellige vev. Benmatriksen er rik på kollagen type I (mer enn 90%), men den har også lavere proporsjoner kollagen III, V, X og XII.

Hver kollagenfiber dannes ved å gruppere andre "procollagen" fibriller, som består av tre alfa-spiralformede kjeder med mer enn 1000 aminosyrerester og er rundt 300 nanometer lange..

Betydning

Kollagen gir bein en viss fleksibilitet, mens mineraler i den uorganiske fraksjonen gir dem stivhet og styrke.

Uten den uorganiske fraksjonen ville beinene være helt fleksible, men uten kollagen ville de være skjøre som tavlekritt, så variasjonene mellom proporsjoner og fordeling av begge fraksjoner gir beinene muligheten til å opprettholde en "balanse" med hensyn til fleksibilitet og stivhetskrav.

Noen genetiske mutasjoner av gener som koder for forskjellige typer kollagener i kroppen, eller for proteinene som deltar i deres samling, produserer anatomiske abnormiteter som alvorlig kan kompromittere integriteten til beinvevet og dermed den fysiske helsen til hvem presenterer dem.

Andre proteiner i den organiske fraksjonen

Omtrent 10% av den organiske fraksjonen av beinmatrisen består av andre ikke-kollagene proteiner, blant annet:

- Fibronektin

- Osteopontin

- Osteocalcin

- Ben sialoprotein

- Dekorin (proteoglykan)

- Biglycan (proteoglycan)

Av denne gruppen er de rikeligste proteinene bein sialoprotein og osteopontin, selv om dette avhenger av forskjellige faktorer.

Selv om disse ikke-kollagene proteinene bare representerer en liten del av den organiske fraksjonen, har de viktige funksjoner i beinvev, spesielt relatert til osteoblastdifferensiering, mineralisering, celleheft og benomdannelse..

Uorganisk brøkdel

Den uorganiske fraksjonen representerer en betydelig del av komponentene i beinmatriksen (mellom 60 og 80%, avhengig av bentypen). Dette er den fraksjonen, som vi allerede har nevnt, som gir den karakteristiske stivheten og motstanden mot kroppens bein..

Benvev, takket være sammensetningen av den uorganiske fraksjonen av matrisen, er det viktigste reservoaret av ioner som kalsium (nesten 99%), fosfor (85%), natrium og magnesium (mellom 40% og 60%).%) , som danner krystaller rundt og mellom kollagenfibrene i den organiske fraksjonen.

Den viktigste krystallinske forbindelsen dannet av noen av de beskrevne ionene er kalsiumhydroksyapatitt, som er den klart mest forekommende forbindelsen i den uorganiske fraksjonen av benmatrisen. Hydroxyapatite er en kalsiumfosfatforbindelse (Ca10PO4OH2) med krystaller rundt 200 Å.

Osteoid

Mikrografi av en osteoid. Kilde: Robert M. Hunt / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

Det er viktig å merke seg at selv om en stor mengde benmatriks er forkalket, det vil si mineralisert (herdet), er det et tynt lag av ikke-forkalket beinmatriks som omgir osteoblaster og osteocytter, og som danner et slags grensesnitt mellom celler og den forkalkede matrisen.

Dette tynne laget er kjent innen osteologi og medisin som osteoid og den har forskjellige funksjoner. I tillegg kan det fjernes eller nedbrytes enzymatisk for å starte benresorpsjon og ombygging..

Benmatrisefunksjon

Benmatrisen er ansvarlig for stivheten og styrken til beinene, og det er derfor den spiller en grunnleggende rolle med hensyn til hovedfunksjonene til dette vevet som mekanisk støtte for kroppen, samt beskyttelse og støtte av kroppsstrukturene mot tyngdekraften.

Menneskelig skjelett (Kilde> LadyofHats / Public domain, via Wikimedia Commons)

På den annen side, takket være tilstedeværelsen av dette stoffet i strukturen til hvert bein, tjener skjelettet som et festeområde for musklene som tillater bevegelse og andre bevegelser av stor betydning for dyrelivet og selvfølgelig menneskelivet..

Referanser

  1. Fuchs, R. K., Thompson, W. R., & Warden, S. J. (2019). Benbiologi. I Bone Repair Biomaterials (s. 15-52). Woodhead Publishing.
  2. Gartner, L., & Hiatt, J. (2002). Text Atlas of Histology (2. utg.). México D.F.: McGraw-Hill Interamericana Editores.
  3. Gorski, J. P., og Hankenson, K. D. (2020). Sekreterte ikke-kollagenøse proteiner av bein I Principles of Bone Biology (s. 359-378). Akademisk presse.
  4. Johnson, K. (1991). Histologi og cellebiologi (2. utg.). Baltimore, Marylnand: The National medical series for independent study.
  5. Ross, M., og Pawlina, W. (2006). Histologi. En tekst og atlas med korrelert celle- og molekylærbiologi (5. utg.). Lippincott Williams & Wilkins.
  6. Young, M. F. (2003). Benmatriseproteiner: deres funksjon, regulering og forhold til osteoporose. Osteoporosis International, 14 (3), 35-42.

Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.