Костная ткань: состав, возрастные изменения, причины снижения плотности

2. Костная ткань: состав, возрастные изменения, причины снижения плотности


Кость представляет собой плотную специализированную соединительную ткань, характерные признаки которой: твердое, пропитанное минеральными солями волокнистое межклеточное вещество и звездчатые, снабженные многочисленными отростками клеточки. Кость взрослого человека на 60-70 % веса состоит из минеральных веществ: магния, бора, ванадия, йода, кремния, марганца, меди, молибдена, фтора, хрома, главным образом из кальция в виде гидроксиапатита или карбонатапатита.

Роль таких микроэлементов, как цинк, медь, марганец, фтор, бор и кремний важна для построения костной ткани. Цинк необходим для поддержания активности остеобластов, синтеза коллагена и активности щелочной фосфатазы; медь - для синтеза коллагена и эластина; марганец - для биосинтеза мукополисахаридов в костной матрице; фтор - для повышения активности остеобластов; бор и кремний - для нормального формирования костной ткани. Важнейшей органической составляющей костной ткани являются коллаген (I-го типа) и протеогликаны. Эти соединения образуют межклеточный матрикс, в который встраиваются апатитовые структуры. В этом процессе образования костной ткани принимают участие ряд специфических белков-ферментов.

Кость - это живая ткань, пронизанная кровеносными сосудами и нервными окончаниями, активно участвующая в обменных процессах организма. Это постоянно развивающаяся и обновляющаяся система, в ней непрерывно идут процессы синтеза и распада.

В молодости преобладают процессы синтеза. Происходит наращивание костной массы, ее интенсивная минерализация. Своей максимальной величины минерализация костной ткани достигает к 25-30 годам. А затем плотность костной ткани начинает постепенно снижаться. После 40 лет убыль костной ткани достигает 1 % в год у женщин и 0,5 % у мужчин. Это естественный процесс, связанный с постепенным снижением скорости обменных процессов, двигательной активности. Снижение минеральной плотности костной ткани у здоровых, физически активных людей протекает очень медленно и малозаметно. Но некоторые неблагоприятные факторы могут резко ускорить этот процесс и привести к преждевременному старению костно-хрящевой ткани и развитию ряда дегенеративных заболеваний.


Причины снижения минеральной плотности костной ткани:

  • Недостаток минералов в рационе, плохое усвоение - в составе пищевых продуктов минералы могут находиться в виде плохо усваиваемых соединений. Кроме того, при воспалительных процессах кишечника минералы усваиваются значительно хуже.
  • Гормональный дисбаланс, менопауза - минеральная плотность костной ткани находится под контролем половых гормонов - эстрогенов и тестостеронов. Их рецепторы располагаются на поверхности костных клеток (остеобластов и остеокластов) как женщин, так и мужчин. Эстрогены поддерживают равновесие между клетками-разрушителями и клетками-строителями. Кроме того, они препятствуют рассасыванию костной ткани и ломкости костей. Мужской гормон тестостерон усиливает выработку белка в этих тканях. С возрастом происходит постепенное снижение уровня половых гормонов в организме как женщин, так и мужчин. Но в женском организме эти изменения носят более выраженный характер. После 40 лет у женщин уменьшается число женских половых гормонов, регулируемое бором, марганцем и медью.
  • Нарушение кислотно-основного равновесия. Для нормальной жизнедеятельности организма требуется постоянство внутренней среды и прежде всего кислотно-щелочного равновесия. Характер питания и преобладание в нем кислотных или щелочных соединений влияют на этот баланс. При его сдвиге в сторону закисления (например, при избыточном потреблении с пищей животных белков) происходит переход ионов кальция из костной ткани в кровь с последующим выведением их из организма. В результате наступает деминерализация (разрежение) костной ткани.
  • Гиподинамия - одной из главных причин снижения минеральной плотности костной ткани является малоподвижный образ жизни. Движение является основным фактором, предопределяющим плотность и прочность костей. Длительная неподвижность приводит к развитию остеопороза. Человек, прикованный к постели, теряет около 1% костной массы в неделю, однако возобновление обычной физической активности постепенно восстанавливает нормальное состояние костей. Именно поэтому люди, занимающиеся спортом и ведущие активный образ жизни, гораздо меньше подвержены остеопорозу, чем те, кого трудно сдвинуть с места.
  • Недостаток витаминов. Например, витамин D регулирует синтез в желудочно-кишечном тракте белка-переносчика кальция, с помощью которого происходит усвоение этого элемента кишечными клетками энтероцитами.
  • Наличие в пище веществ, препятствующих всасыванию минералов - это алкоголь, большое количество жиров, сахара, фитиновых кислот (содержатся в зернах злаковых культур, семенах, орехах, овощах). Содержащиеся в кофе фенольные соединения препятствуют усвоению кальция в кишечнике. Никотин сужает просвет сосудов и капилляров, пронизывающих костную и близлежащие ткани, что снижает обмен веществ в костно-хрящевой ткани и лишает ее полноценного питания. Никотин препятствует нормальному образованию половых гормонов, женский гормон эстроген у курящих женщин быстро переходит в неактивную форму. Также доказано, что в организме курильщиков происходит накопление тяжелого металла кадмия, способствующего обширному разрежению костной ткани. Курение повышает риск возникновения переломов бедренной кости в три раза. Алкоголь выводит из организма магний и калий, что в свою очередь нарушает всасываемость кальция и водно-солевой баланс организма. Курение и чрезмерное употребление алкоголя приводит к снижению костной массы до 25 %.
  • У больных ожирением вероятность остеопороза может достигать 70 %. Патологическое увеличение массы тела создает дополнительную нагрузку на опорно-двигательный аппарат, особенно на поясничный отдел позвоночника и бедренные кости.
  • Чрезмерные физические нагрузки. При интенсивных физических занятиях человек с потом теряет много минеральных солей. Кроме того, интенсивные физические нагрузки ведут к сдвигу кислотно-щелочного баланса организма в кислую сторону. Если потеря минералов превышает их поступление в организм, возникает дефицит, снижение минеральной плотности костей и, как следствие, риск переломов возрастает.
  • В подростковом периоде на фоне интенсивного роста часто возникает несоответствие между темпами роста костей и уровнем обеспеченности минералами. Это приводит к развитию так называемого ювенильного остеопороза, который рассматривают как временное физиологическое явление. Частота снижения минеральной плотности костной ткани у детей 11-16 лет колеблется от 5 до 44 %. Максимум переломов в детском возрасте приходится на 13-14 лет. Костное здоровье формируется в детстве и юношестве. Сколько в возрасте 8-20 лет нарастет костной массы, с такой человек и будет жить, нисколько больше не прибавляя.
  • Беременность и лактация. Во время беременности организм будущей матери испытывает повышенную потребность в витаминах и минеральных веществах, и прежде всего в кальции, железе и цинке. Кальций необходим для формирования костей и зубов ребенка. За время беременности и лактации женщина теряет около 50 г кальция. Во время беременности в организме женщины значительно увеличивается объем крови. А для синтеза гемоглобина требуется железо. Его недостаток может привести к развитию анемии беременных. Цинк участвует в формировании костей плода. Йод обеспечивает правильное развитие и функцию щитовидной железы у плода. Дефицит магния увеличивает вероятность преждевременных родов. При недостаточном поступлении этих минералов организм матери вынужден восполнять их недостаток за счет деминерализации костной и зубной ткани. Длительный недостаток минералов во время беременности и в период лактации может привести к остеопении, выпадению волос, снижению эластичности кожи. В тяжелых случаях может даже произойти разрежение костей таза, поясничного, крестцового отдела, верхних отделов бедренных костей.