Костный матрикс

Зрелый костный матрикс составляет 50% сухого веса кости и состоит из неорганической (50%) и органической (25%) частей и воды (25%).

Органическая часть. Органические вещества костного матрикса синтезируют остеобласты. Макромолекулы - коллагены (коллаген типа I — 90–95% и коллаген типа V) и неколлагеновые белки (остеонектин, остеокальцин, протеогликаны, сиалопротеины, морфогенетические белки, протеолипиды, фосфопротеины), а также гликозаминогликаны (хондроитинсульфат, кератансульфат).

Рис. 18. Анатомия кости.

Рис. 20. Схема коллагеновых поперечных связей в кости. Адаптировано из Eyre D.R., 1996.

Остеонектин, относящийся к Ca²⁺-связывающим белкам, поддерживает в присутствии коллагена осаждение Ca²⁺ и PO₄^3– и соединён одним своим концом с кристаллом гидроксиапатита, а другим с молекулой коллагена типа I.

Остеокальцин участвует в процессе кальцификации, связываясь с кристаллами гидроксиапатита ‑карбоксиглутаминовой кислоты.при помощи остатков

Морфогенетические белки кости (семейство трансформирующих факторов роста) — регуляторные (в частности, они индуцируют развитие кости на месте хряща (энхондральный остеогенез).

Неорганическая часть в значительном количестве содержит два химических элемента — кальций (35%) и фосфор (50%), образующие кристаллы гидроксиапатита — [Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂H₂O]. В состав неорганической части кости также входят бикарбонаты, цитраты, фториды, соли Mg²⁺, K⁺, Na⁺.

Кристаллы гидроксиапатита соединяются с молекулами коллагена через остеонектин. Такая связка делает кости исключительно устойчивыми к растяжению и сжатию.

В организме взрослого человека содержится около 1000 г кальция. 99% всего кальция находится в костях. Около 99% кальция костей входит в состав кристаллов гидроксиапатита. Лишь 1% кальция костей находится в виде фосфатных солей, именно эти соли легко обмениваются между костью и кровью и играют роль буфера («обменный кальций») при изменениях концентрации кальция в плазме крови.