Φυσιολογία οστού

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑΣ

ΤΟΜΕΑΣ ΒΑΣΙΚΩΝ ΙΑΤΡΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ

DEPARTMENT OF EXPERIMENTAL PHYSIOLOGY, MEDICAL SCHOOL,

UNIVERSITY OF ATHENS

http://www.cc.uoa.gr/health/aretaieion/images/athina2.jpg



ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΟΣΤΙΤΗ ΙΣΤΟΥ




Αύξηση της πυκνότητας οστικής μάζας στη σπονδυλικά στήλη (Α) και σε

ολόκληρο το σώμα (Β) με την πάροδο των ετών σε άνδρες και γυναίκες από

την παιδική ηλικία έως την ενήλικο ζωή

άνδρες

γυναίκες

άνδρες

γυναίκες




ΑΙΤΙΕΣ ΧΑΜΗΛΗΣ ΚΟΡΥΦΑΙΑΣ ΟΣΤΙΚΗΣ ΜΑΖΑΣ

ΓΕΝΕΤΙΚΗΣ ΑΙΤΙΟΛΟΓΙΑΣ

ΔΙΑΤΡΟΦΗΣ

ΑΣΚΗΣΗ - ΒΑΡΥΤΗΤΑ

ΥΠΟΓΟΝΑΔΙΣΜΟΣ

ΧΕΙΡΟΥΡΓΙΚΑ ΑΙΤΙΑ

ΙΔΙΟΠΑΘΗ

ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΚΗ

ΕΜΜΗΝΟΠΑΥΣΗ

ΑΥΞΗΜΕΝΗ ΟΣΤΙΚΗ

ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗ

ΑΠΟ

ΠΑΘΟΛΟΓΙΚΑ ΑΙΤΙΑ

ΟΥΔΟΣ

ΕΥΘΡΑΣΤΟΤΗΤΟΣ

ΟΣΤΙΚΗ ΜΑΖΑ

ΚΟΡΥΦΑΙΑ ΟΣΤΙΚΗ ΜΑΖΑ:

Ιδιαίτερη σημασία για την απόκτηση της επιθυμητής κορυφαίας

οστικής μάζας έχουν η άσκηση, κίνηση, διατροφή και ποιότητα ζωής

καθώς επίσης η αποφυγή καπνίσματος, ποτού και του στρές.




Ώριμο οστό σε ηρεμία




Κολλαγόνο τύπος Ι

Cross-linked C-τελοπεπτίδια

Cross-linked N-τελοπεπτίδια

Οι οργανικές ουσίες του οστίτη ιστού

αποτελούνται κυρίως από τύπο Ι κολλαγόνο

(2 a1 + 1 a2 αλυσίδες)




Διαμόρφωση & Αναδιαμόρφωση των Οστών

Modeling & Remodeling




Συμμετοχή μίας μόνο ομάδας παραγόντων (TGFβs) στη διαμόρφωση των οστών

ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗ ΤΩΝ ΟΣΤΩΝ - MODELING


• Φλοιώδες Οστούν

– 80% του σκελετού

– 20% ενεργό σε κύκλο

αναδιαμόρφωση

– Αντιστέκεται σε στρέψη και

καμπύλωση

– Μακριά οστά

• Σπογγώδες Οστούν

– 20% του σκελετού

– 80% ενεργό σε κύκλο


– Δυνάμεις συμπίεσης

Δομή των Οστών






σπογγώδες

φλοιώδες

σπογγώδες

φλοιώδες

σπογγώδες

σπογγώδες

σπογγώδες

φλοιώδες

φλοιώδες

Διαφορική δομή των οστών και ανάλογα με την περιοχών του ίδιου του οστού


Οστεοκλάστες

Είναι πλήρως

διαμορφωμένα

πολυπύρηνα κύτταρα

που προκαλούν

οστική απορρόφηση

[διαλύουν το ανόργανο τμήμα

και την θεμέλια ουσία των

οστών].




Οστεοβλάστες

Λειτουργική τους

αποστολή είναι ο

σχηματισμός και η

επιμετάλλωση του

οστού.




ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΣ ΟΣΤΙΚΗΣ ΑΝΑΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗΣ

BONE REMODELING



ΗΡΕΜΙΑΣ ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗΣ ΑΝΤΙΣΤΡΟΦΗΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΩΡΙΜΑΝΣΗΣ

Φάσεις & Γεγονότα που συμμετέχουν στην «Αναδιαμόρφωση των Οστών»




Κυτταρικά γεγονότα & χρονική διάρκεια «αναδιαμόρφωσης οστών»



BONE REMODELLING





Quiescence

“Lining cell”

MINERALIZED BONE

Osteocytes



ΦΑΣΗ ΤΗΣ ΗΡΕΜΙΑΣ

Καλυπτήρια κύτταρα – οστεοβλάστες τελικής διαφοροποίησης

Επιμεταλλωμένο οστό

Οστεοκύτταρα - οστεοβλάστες τελικής διαφοροποίησης




Μηχανισμός οστεοκλαστογέννεσης:

προσέλευση, πρόσφυση, σύντηξη, λειτουργική απαρτίωση


Osteoblasts OPG

Pre-osteoclasts Osteoclasts

RANK

RANKL

c

aPKC

NF-kB

p62ZIP

JNK



Hofbauer L & Heufelder A. J Clin Endocrinol Metab 85: 2355-2363, 2000.

ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΣ ΟΣΤΕΟΚΛΑΣΤΟΓΕΝΕΣΗΣ




ΣΗΜΑΤΟΔΩΤΗΣΗ ΤΗΣ ΣΥΝΔΕΣΗΣ RANK - RANKL

ΟΣΤΕΟΒΛΑΣΤΕΣ

ΟΣΤΕΟΚΛΑΣΤΕΣ

επιβίωση

Οργάνωση κυτταροσκελετού Σύντηξη και λειτουργική

απαρτίωση


Quiescence

“Lining cell”

MINERALIZED BONE

Osteocytes



ΦΑΣΗ ΤΗΣ ΗΡΕΜΙΑΣ

Καλυπτήρια κύτταρα – οστεοβλάστες τελικής διαφοροποίησης

Επιμεταλλωμένο οστό



“Lining cell”

MINERALIZED BONE

Osteocytes



Αρχέγονα κύτταρα μυελικής σειρά Στράτευση Σύντηξη Οστική απορρόφηση

ΕΝΕΡΓΟΠΟΙΗΣΗ TOY ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΥ «ΑΝΑΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗΣ ΤΩΝ ΟΣΤΩΝ»

RANK

RANKL




Ενεργοποίηση «Οστικής αναδιαμόρφωσης» -

Οστεοκλαστογένεση


Ross F.P.. J Clin Invest, March 2000, Volume 105, Number 5, 555-558



ΟΡΜΟΝΕΣ &

ΑΛΛΟΙ ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ

Καλυπτήρια κύτταρα - Οστεοβλάστες Μονοκύτταρα

http://www.bonekey-ibms.org/sub-journals/jci/html/content/vol105/issue5/images/large/JCI0009557.f1.jpeg


END OF RESORPTION



ΤΕΛΟΣ ΦΑΣΗΣ ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗΣ - ΠΟΙΟΣ ΚΑΙ ΠΩΣ ΤΟ ΑΠΟΦΑΣΙΖΕΙ ???




ΣΗΜΑΤΟΔΩΤΗΣΗ ΤΗΣ ΣΥΝΔΕΣΗΣ RANK - RANKL

ΟΣΤΕΟΒΛΑΣΤΕΣ

ΟΣΤΕΟΚΛΑΣΤΕΣ

επιβίωση

Οργάνωση κυτταροσκελετού Σύντηξη και λειτουργική

απαρτίωση


Hofbauer L & Heufelder A. J Clin Endocrinol Metab 85: 2355-2363, 2000.



ΕΠΑΓΩΓΗ ΤΗΣ ΕΚΦΡΑΣΗΣ ΤΗΣ OPG

http://www.bonekey-ibms.org/sub-journals/jcem/html/content/vol85/issue7/images/large/eg0706702001.jpeg



BONE REMODELLING





Φάση Αντιστροφής

osteocytes

Pre-osteoblasts

macrophages

Lining cells



Άωροι οστεοβλάστες Καλυπτήρια κύτταρα – οστεοβλάστες τελικής διαφοροποίησης





ΜΙΤΟΤΙΚΗ ΔΡΑΣΗ ΑΝΑΣΤΟΛΗ ΔΡΑΣΗΣ

ΕΝΔΟΚΥΤΤΑΡΙΟΣ ΧΩΡΟΣ

ΕΞΩΚΥΤΤΑΡΙΟΣ ΧΩΡΟΣ

Ο ΕΞΩΚΥΤΤΑΡΙΟΣ ΧΩΡΟΣ ΕΙΝΑΙ ΕΝΑΣ ΧΩΡΟΣ ΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗΣ

ΒΙΟΔΡΑΣΤΙΚΩΝ ΟΥΣΙΩΝ ΟΙ ΟΠΟΙΕΣ ΒΡΙΣΚΟΝΤΑΙ ΣΕ ΔΕΣΜΕΥΣΗ ΜΕ ΕΙΔΙΚΕΣ

ΠΡΩΤΕΪΝΕΣ ΤΟΥ ΕΞΩΚΥΤΤΑΡΙΟΥ ΧΩΡΟΥ (ΑΝΕΝΕΡΓΕΣ) ΚΑΙ ΟΙ ΟΠΟΙΕΣ

ΑΠΕΛΕΥΘΕΡΩΝΟΝΤΑΙ (ΕΝΕΡΓΟΠΟΙΟΥΝΤΑΙ) ΜΕ ΠΡΩΤΕΟΛΥΤΙΚΕΣ

ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΕΣ ΟΤΑΝ ΥΠΑΡΧΕΙ ΑΝΑΓΚΗ

ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΣ ΣΥΖΕΥΞΗΣ ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗΣ & ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΟΣΤΟΥ




Φάση απορρόφησης

Πρωτεϊνολυτική

παραγωγή οστεοβλαστογένεση

Παραγωγική φάση

Ο εξωκυττάριος χώρος αποτελεί χώρο αποθήκευσης πολλών βιοδραστικών

παραγόντων, οι οποίοι ενεργοποιούνται από πρωτεϊνάσες κατά την φάση της

οστικής απορρόφησης και οι οποίοι προάγουν τη προσέλκυση και ωρίμανση

των άωρων οστεοβλαστών τοπικά.

Ο μηχανισμός αναφέρεται και « μηχανισμός σύζευξης – coupling »


Formation

osteoblasts

osteoid



Φάση Οστικής Παραγωγής

οστεοβλάστες




Διαφοροποίηση μεσενγχυματικά κυττάρων:

Αρχέγονα μεσεγχυματικά κύτταρα διαφοροποιούνται σε οστεοβλάστες,

ινοβλάστες, λιποκύτταρα, χονδροκύτταρα, μυοβλάστες και τα οποία

πιθανόν να μπορούν να δια - διαφοροποιηθούν

Μηχανισμός οστεοβλαστογένεσης:

προέλευση, χημειοτακτισμός & λειτουργική απαρτίωση


Mineralization

Οστεοβλάστες - οστεοκύτταρα



ΕΠΙΜΕΤΑΛΛΩΣΗ – ΕΝΑΠΟΘΕΣΗ ΚΡΣΤΑΛΛΩΝ ΥΔΡΟΞΥΑΠΑΤΙΤΟΥ

& ΤΕΛΙΚΗ ΔΙΑΦΟΡΟΠΟΙΗΣΗ ΟΣΤΕΟΒΛΑΣΤΩΝ

Οστεοβλάστες – καλυπτήρια κύτταρα




ΣΤΑΔΙΑ ΔΙΑΦΟΡΟΠΟΙΗΣΗΣ ΟΣΤΕΟΒΛΑΣΤΩΝ – ΔΕΙΚΤΕΣ ΔΙΑΦΟΡΟΠΟΙΗΣΗΣ


ΟΣΤΙΚΗ ΑΝΑΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗ & ΜΕΤΑΒΟΛΙΚΑ

ΝΟΣΗΜΑΤΑ ΤΩΝ ΟΣΤΩΝ






ΚΑΘΟΡΙΣΜΟΣ ΤΗΣ ΥΠΕΡΩΡΙΜΟΤΗΤΑΣ ΤΩΝ ΟΣΤΩΝ - ΓΗΡΑΝΣΗ


ΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΔΥΝΑΜΕΙΣ

stress

Increased fructure

risk






ΑΠΑΡΤΙΩΜΕΝΗ ΠΡΟΤΑΣΗ ΓΙΑ ΤΟΝ ΡΟΛΟ ΤΗΣ ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΦΟΡΤΙΣΗΣ

ΣΤΗΝ ΟΣΤΙΚΗ ΑΝΑΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗ




ΠΑΡΟΥΣΙΑ ΟΣΤΕΟΚΥΤΤΑΡΩΝ ΣΕ ΑΠΟΠΤΩΣΗ

ΣΤΗΝ ΥΠΕΡΩΡΙΜΗ ΟΣΤΙΚΗ ΠΕΡΙΟΧΗ




ΕΚΦΡΑΣΗ ΤΗΣ ΣΚΛΕΡΟΣΤΙΝΗΣ (SCLEROSTIN)

ΚΑΤΆ ΤΗΝ ΟΣΤΙΚΗ ΑΝΑΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗ


ΜΕΤΑΒΟΛΙΚΑ ΝΟΣΗΜΑΤΑ ΤΩΝ ΟΣΤΩΝ ΩΣ ΝΟΣΟΙ ΤΟΥ

ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΥ «ΑΝΑΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗΣ ΟΣΤΩΝ»

Οστική αναδιαμόρφωση

Αυξημένη συχνότητα αναδιαμόρφωσης

αλλά συζευγμένη οστική


Αύξηση της

συχνότητας

ενεργοποίησης

κύκλων

αναδιαμόρφωσης

Αυξημένη φάση

απορρόφησης ή και

μειωμένη φάση

παραγωγής στην

οστική




Αυξημένη συχνότητα αναδιαμόρφωσης

αλλά άζευκτη οστική αναδιαμόρφωση


Ποιοτική - αρχιτεκτονική δομή των οστών -

woven bone

Lamellaire

Tissé




Élargissements et difformités




4 cm

3 LD

8 cm

12 cm

3 cm





BONE REMODELLING







Τι μάθαμε σήμερα ???


Φυσιολογία οστού

Documents

Transcript of Φυσιολογία οστού