חידוש עצם

תחלופת עצמות: חשיבות ובסיס ביולוגי

למרות קשיות וחוזק אופייניים, עצם אינה רקמה סטטית, אלא משתנה ללא הרף ומתקנת את עצמה.תהליך זה נקרא "שיפוץ עצם".

זכור:

מחזור או שיפוץ עצמות מוגדר כתהליך המחזורי בו מסירים עצם ישנה יותר להחלפה ברקמה צעירה אחרת.
אנו מדברים על אוסטאוגנזה כדי להצביע על היווצרות רקמת עצם; של ספיגה מחדש כדי להצביע על התפרקותה.
כ -10% ממסת העצם הכוללת שלנו מתחדשת מדי שנה.

תחת שליטה אנדוקרינית עדינה, תהליכי השיפוץ עוקבים זה אחר זה על ידי שינוי מבנה רקמת העצם בהתאם לבקשות.

האחראים לחידוש העצם הם שני סוגי תאים, המכונים בהתאמה אוסטאוקלסטים ואוסטאובלסטים. הראשונים, רב גרעיניים ועשירים במיקרווילי, מפרישים חומצות פרוטוליטיות ואנזימים אשר, על ידי הרס מטריצת העצם, משחררים את המינרלים שהיא מכילה.

הפעולה השחיקה של האוסטאוקלסט באה לידי ביטוי בהיווצרות הליקונה של Howship. האוסטאוקלסט, שנוצר פער ראשון, מתנתק מהמטריצה, נע בתנועה אמבודית על חלק מעצם צמוד לזה שנספג מחדש. כאן הוא נדבק אליו שוב ויוצר את הפער המינימלי.

הודות לתהליך זה, כ -500 מ"ג סידן מוסרים מדי יום מהעצם (0.05% מסך הסידן). יתר על כן, בעת הצורך אוכלוסיות שונות של אוסטאוקלסטים מסוגלות לספוג מחדש אפילו חלקים גדולים של עצם תוך זמן קצר יחסית..

בעקבות תהליך שחיקת העצם, אוסטאובלסטים, תאים בעלי פונקציות הפוכות באופן דימקטרי, מתערבים. למעשה, הם מבטיחים היווצרות ותצהיר של המטריצה האורגנית בחללים הנוצרים מהפעולה הקטבולית של האוסטאוקלסטים.

ברגע שמטריצה זו מגיעה לעובי מספיק, היא מינרלית בקלות, הודות לאינפורמציה של סידן. תהליך מינרליזציה זה נמשך חודשים, שבמהלכו צפיפות העצם החדשה עולה בהדרגה.

אוסטאוגנזה, אם כן, מתרחשת בשני שלבים:

היווצרות המטריצה (אוסטיאואיד);
מינרליזציה של המטריצה.

מדוע תחלופת העצמות חשובה?

לתיקון מיקרו -שברי מאמץ הנגרמים על ידי מאמץ גופני רגיל
לחיזוק רקמת העצם בתגובה לגירויים מתאימים
לווסת את רמות הפלזמה של סידן וזרחן

מה מסדיר את הפעילות של תאים אלה, המעודד פעולה אוסטאובלסטית או אוסטאוקלסטית?

התהליך הוא די מורכב והבנתו ביסודיות פירושו שיש לו בסיס מוצק שממנו ניתן להתחיל להכיר ולטפל במחלות בהן יש אובדן שיווי משקל בין הפעולה האוסטאובלסטית לאוסטיאוקלסטית, כמו באוסטאופורוזיס וגרורות בעצמות.

תרופות העתיד יפעלו על ידי ויסות התעתיק של גנים מסוימים לטובת פעילות האוסטאובלסטים והאפופטוזיס (מוות תאי) של אוסטאוקלאסטים.

הגורמים הרגולטוריים העיקריים כוללים:

a- רמת הסידן בדם
b- העומס המכני עקב כוח הכבידה ומתחים מכניים שרירים

השלד מגיב לפעילות גופנית, לגירוי שרירים ולכבידה על ידי חיזוק עצמו; להיפך, הוא נחלש.

השפעה הורמונלית וגורמים נוספים

למרות שאורך העצם נשאר קבוע בבגרותו, העצם ממשיכה לארח אוכלוסיית תאים פעילה, ששומרת עליה במצב של שיווי משקל דינאמי. הורמונים שונים משפיעים על יצירת העצם, צמיחתם ושיפוצם על ידי גירוי אוסטאובלסטים או אוסטאוקלאסטים.

הורמוני סידן: מווסתים באופן ספציפי הומיאוסטזיס של סידן פאראטורמון מפחית את כוח העצם (מעורר ספיגה אוסטאוקלסטית) קלציטונין מגביר את חוזק העצם (מעכב ספיגה אוסטאוקלסטית) ויטמין די:

לאחר הפעלה בכבד ובכליות, הוא מגביר את ספיגת הסידן והזרחן במעי ומפחית את הפרשתו בשתן

הורמונים פעילים מערכתית: הם משפיעים על חילוף החומרים בעצמות אנדרוגנים: הם מגדילים אותו אסטרוגנים:

הם מגדילים את זה (בגלל זה נשים נוטות יותר לאוסטיאופורוזיס לאחר גיל המעבר)

הורמוני תירואיד

הם מגדילים אותו, בסינרגיה עם GH, אך אם הם קיימים בעודף הם מפחיתים אותו

GH:

הוא מעדיף צמיחת שלד בילדות ובגיל ההתבגרות; עודף בגיל הנעורים גורם לג'ינטיזם (פגם בגמד), בעוד שבבגרותו הוא גורם לאקרומגליה (הגדלת העצם ניכרת בעיקר בגפיים ובפנים).

IGF-1 ו- IGF-2

גורמי גדילה אשר יחד עם אינסולין ובסינרגיה עם GH מגבירים את צפיפות העצם ואת הצמיחה הסטטוס

פרולקטין:

מגביר את הסינתזה של ויטמין D פעיל, מעודד ספיגה במעי של סידן ובכך מגביר את כמות המינרלים הזמינים לייצור חלב

גלוקוקורטיקואידים הם הורסים את מטריצת העצם המשרה אוסטאופניה

בנוסף לאותות ממוצא אנדוקריני, עצמות רגישות גם לגירויים מכניים. הבד המרכיב אותם מגיב בחיוב לגירויים הנגרמים כתוצאה מפעילות העמסה (עבודה וספורט המעוררים לחצים דוחסים על העצם, כגון כדורגל, ריקודים, ריצות, הרבה פחות רכיבה על אופניים ושחייה).

להיפך, אימוביליזציה ממושכת (למשל בעקבות שבר), מלווה בחוסר נדירות של רקמת העצם. זה מסביר מדוע ענפי ספורט מסוימים, כולל ריקודים, מונעים הופעת אוסטאופורוזיס אצל קשישים.

ישנם גם גירויים מקומיים המופקדים על שליחים מסוימים, כגון גורם הגדילה המתהפך (TGF-ß) וגורמי הגדילה דמויי אינסולין (IGF), המיוצרים על ידי אוסטאובלסטים וממריצים את פעילותם.

שים לב, בתמונה, החץ העבה יותר מתחת לגורמים הגנטיים, המדגיש את המשקל הגדול יותר של אלמנט זה על האחרים.תפקיד הגנטיקה בשונות של מסת המינרל העצם (BMD) בין פרטים הוא ניתן לכימות סביב 60-70%.