ВЗАИМОСВЯЗЬ МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ИЗМЕНЕНИЙ НА РАЗНЫХ УРОВНЯХ ИЕРАРХИЧЕСКОЙ ОРГАНИЗАЦИИ КОРТИКАЛЬНОЙ КОСТИ ПРИ СТАРЕНИИ



Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Авторы выделили две группы уровней иерархической организации скелета. Первая (молекулярный, надмолекулярный и тканевый), характеризуется зависимым от возраста изменением связей и геометрии коллагеновых волокон, отклонением ориентации и взаимодействия между коллагеном и минералами, увеличением кристалличности и размеров последних, приводящие к гиперминерализации матрикса. В результате вытесняются водная и органическая фракции и уменьшаются межмолекулярные пространства, что приводит к снижению величины деформаций матрикса под влиянием механических нагрузок. На следующих 3 уровнях (структурно-функциональный, органообразующих структур, органный) адаптивные процессы обеспечивают увеличение деформаций путем прироста объема системы полостей (каналов остеонов и костномозговой полости диафиза длинных трубчатых костей). Эти изменения связаны с тем, что клетки костной ткани имеют нижний и верхний порог восприятия деформаций и путем моделирования/ремоделирования обеспечивают миграцию внеклеточного матрикса в направлении, ограниченном этими порогами. Изменение геометрии кости, приводящее к потере костной массы, вызвано также зависимым от возраста увеличением нижнего порога чувствительности к механическим сигналам и снижением функциональной активности мышц. Профилактика этих сдвигов требует разработки новых патогенетически обоснованных путей медикаментозной терапии, в том числе: 1) снижения минерализации костной ткани с помощью регуляторов остеоцитарного насоса для обеспечения преимущественного вымывания Са2+ из костной ткани; 2) снижения порога инициации электрических импульсов, возникающих в остеоцитарной сети при механических деформациях

Об авторах

А С АВРУНИН

Российский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии им. Р.Р. Вредена, Санкт-Петербург; Санкт-Петербургский государственный политехнический университет

Российский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии им. Р.Р. Вредена, Санкт-Петербург; Санкт-Петербургский государственный политехнический университет

Л К ПАРШИН

Российский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии им. Р.Р. Вредена, Санкт-Петербург; Санкт-Петербургский государственный политехнический университет

Российский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии им. Р.Р. Вредена, Санкт-Петербург; Санкт-Петербургский государственный политехнический университет

А Б АБОЛИН

Российский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии им. Р.Р. Вредена, Санкт-Петербург; Санкт-Петербургский государственный политехнический университет

Российский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии им. Р.Р. Вредена, Санкт-Петербург; Санкт-Петербургский государственный политехнический университет

Список литературы

  1. Аврунин А.С., Корнилов Н.В. и Аболин А.Б. Остеоцитарное ремоделирование - новая мишень для разработки методов фармакотерапии остеопороза В кн.: Тезисы Российского конгресса по остеопорозу. Ярославль, Литера, 2003, с. 36.
  2. Аврунин А.С., Корнилов Н.В. и Иоффе И.Д. Адаптационные механизмы костной ткани и регуляторно-метебалический профиль организма. Морфология, 2001, т. 120, вып. 6, с. 7-12.
  3. Аврунин А.С., Корнилов Н.В. и Марин Ю.Б. Гипотеза о роли клеток остеоцитарного ряда в формировании стабильной морфологической структуры минералов костного матрикса. Морфология, 2002, т. 122, вып. 6, с. 74-77.
  4. Аврунин А.С., Корнилов Н.В., Суханов А.В. и Емельянов В.Г. Формирование остеопоротических сдвигов в структуре костной ткани (костные органы, структура костной ткани и ее ремоделирование, концепция патогенеза остеопороза, его диагностики и лечения). СПб., Ольга, 1998.
  5. Аврунин А.С., Тихилов Р.М., Аболин А.Б. и Щербак И.Г. Уровни организации минерального матрикса костной ткани и механизмы, определяющие параметры их формирования. Морфология, 2005, т. 127, вып. 2, с. 78-82.
  6. Беляев Н.М. Сопротивление материалов. М., Наука, 1976.
  7. Гомеостаз. Под ред. П.Д. Горизонтова. М., Медицина, 1976.
  8. Давыдовский И.В. Общая патология человека. М., Медицина, 1969.
  9. Dawson-Hughes B. Профилактика. Остеопороз этиология, диагностика, лечение. В кн.: Остеопороз. Этиология, диагностика лечение. СПб., Изд-во БИНОМ «Невский диалект», 2000, с. 363-380.
  10. Dempster D.W. Ремоделирование кости. В кн.: Остеопороз. Этиология, диагностика лечение. СПб., Изд-во БИНОМ «Невский диалект», 2000, с. 85-108.
  11. Денисов-Никольский Ю.И., Жилкин Б.А., Докторов А.А. и Матвейчук И.В. Ультраструктурная организация минерального компонента пластинчатой костной ткани у людей зрелого и старческого возраста. Морфология, 2002, т. 122, вып. 5, с. 79-83.
  12. Дильман В.М. Четыре модели медицины. Л., Медицина, 1987.
  13. Доклад рабочей группы комитета II международной комиссии по радиологической защите. Человек - медико-биологические данные. 1977, Изд. ВОЗ, 247 с.
  14. Докторов А.А. Структурная организация минеральной фазы костной ткани. В кн.: Биомедицинские технологии. Труды науч.-исслед. и учебно-метод. центра биомед. технологий ВИЛАР. М., 1999, вып. 12, с. 42-52.
  15. Козлов А.В., Капитонова З.Д. и Карягина И.Ю. Актуальные методы исследования системы гемостаза. СПб., изд. МАПО, 1993.
  16. Корнилов Н.В. и Аврунин А.С. Адаптационные процессы в органах скелета. СПб., МОРСАР АВ, 2001.
  17. Корнилов Н.В., Аврунин А.С. и Аболин А.Б. Некоторые патогенетические взаимосвязи метаболической активности и структуры костной ткани при диагностике и лечении остеопороза. Мед. академ. журн., 2004, № 2, с. 67-79.
  18. Матвейчук И.В., Денисов-Никольский Ю.И. и Докторов А.А. Изучение особенностей морфогенеза в условиях изменений функциональной нагрузки и его прикладное значение. В кн.: Биомедицинские технологии. Труды Науч.-исслед. и учебно-метод. центра биомед. технологий ВИЛАР. М., 1999, вып. 12, с. 56-70.
  19. Ньюман У. и Ньюман М. Минеральный обмен кости. М., Иностранная литература, 1961.
  20. Риггз Б.Л. и Мелтпон III Л.Д. Предисловие. В кн.: Остеопороз. Этиология, диагностика лечение. СПб., Изд-во БИНОМ «Невский диалект», 2000, с. 3-5.
  21. Sinaki M. Реабилитация скелетно-мышечной системы. Остеопороз этиология, диагностика, лечение. В кн.: Остеопороз. Этиология, диагностика лечение. СПб., Изд-во БИНОМ «Невский диалект», 2000, с. 471-470.
  22. Тиц Н.У. Энциклопедия клинических лабораторных тестов. М., Лабинформ, 1997.
  23. Akkus O., Adar F. and Schaffler M.B. Age-related changes in physicochemical properties of mineral crystals are related to impaired mechanical function of cortical bone. Bone, 2004, v. 34, p. 443-453.
  24. Akkus O., Yeni Y.N. and Wasserman N. Fracture mechanics of cortical bone tissue: a hierarchical perspective. Biomed. Engineering, 2004, v. 32, № 5-6, p. 379-425.
  25. Buhl K.M., Jacobs C.R., Turner R.T. et al. Parallel changes in extracellular matrix protein gene expression, bone formation and biomechanical properties in aging rat bone. J. Musculoskel. Res., 2002, v. 6, № 3-4, p. 157-169.
  26. Copeland J.L. Anabolic hormones in aging women: effects of supplementation vs. physical activity. Can. J. Appl. Physiol., 2004, v. 29, № 1, р. 76-89.
  27. Currey J.D. Mechanical properties of vertebrate hard tissues. Proc. Inst. Mech. Engrs., 1998, v. 212, Part H, p. 399-411.
  28. Frost H. Mathematicial elements of lamellar bone remodelling. Springfield, Thomas books, 1964.
  29. Frost H. The biology of fracture healing (part I). Clin. Orthop., 1989, № 248. p. 283-293.
  30. Frost H. M. From Wolff's law to the Utah paradigm: insights about bone physiology and its clinical applications. Anat. Rec., 2001, v. 262, № 4, p. 398-419.
  31. Frost H. M. A 2003 update of bone physiology and Wolff's law for clinicians. Angle Orthod., 2004, v. 74, № 1, p. 3-15.
  32. Jowsey J. Age changes in human bone. Clin. Orthop., 1960, № 17, p. 210-217.
  33. Kamel H. K. Sarcopenia and aging. Nutr. Rev., 2003, v. 61, № 5, Pt. 1, p. 157-167.
  34. Meema H. E. Menopausal and aging changes in muscle mass and bone mineral content. J. Bone Jt. Surgery, 1964, v. 48-A, № 6, p. 1138-1143.
  35. Okada S., Yoshida S., Ashrafi S.H. and Schraufnagel D.E. The canalicular structure of compact bone in the rat at different ages. Microsc. Microanal., 2002, v. 8, № 2, p. 104-115.
  36. Robinson R.A. and Elliott S.R. The water content of bone. J. Bone Jt. Surgery, 1957, v. 39-A, № 1, p. 167-188.
  37. Smith J.W. Age сhanges in the organic fraction of bone. J. Bone Jt. Surgery, 1963, v. 45-B, № 4, p. 761-769.
  38. Smith J.W. Observation on the water content of bone. J. Bone Jt. Surgery, 1964, v. 46-B, № 3, p. 553-562.
  39. Turner C.H. and Pavalko F.M. Mechanotransduction and functional response of the skeleton to physical stress: the mechanisms and mechanics of bone adaptation J. Orthop. Sci., 1998, v. 3, № 6, p. 346-355.
  40. Turner C.H., Takano Y. and Owan I. Aging changes mechanical loading thresholds for bone formation in rats. J. Bone Miner. Res., 1995, v. 10, № 10, p.1544-1549.
  41. Wang X., Li X., Shen X. and Agrawal CM. Age-related changes of noncalcified collagen in human cortical bone. Ann. Biomed. Engineering, 2003, v. 31, № 1, p. 1-7.
  42. Wang X. and Puram S. The toughness of cortical bone and its relationship with age. Ann. Biomed. Engineering, 2004, v. 32, № 1, p. 123-135.
  43. Zioupos P. and Currey J.D. Changes in the stiffness, strength, and toughness of human cortical bone with age. Bone, 1998, v. 22, № 1, p. 57-66.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Эко-Вектор, 2006


СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: № 0110212 от 08.02.1993.

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах