การปรับโครงสร้างกระดูก

ในวิชาออสทีโอโลยีการปรับโครงสร้างกระดูกหรือการเผาผลาญกระดูกเป็นกระบวนการตลอดชีวิต โดยเนื้อเยื่อกระดูก ที่เจริญเต็มที่แล้ว จะถูกกำจัดออกจากโครงกระดูก (กระบวนการที่เรียกว่าการดูดซึมกระดูก ) และเนื้อเยื่อกระดูกใหม่จะถูกสร้างขึ้น (กระบวนการที่เรียกว่าการสร้างกระดูกหรือการสร้างกระดูกใหม่ ) การวิจัยล่าสุดได้ระบุกลุ่มย่อยของหลอดเลือดที่เฉพาะเจาะจง ซึ่งเรียกว่าเซลล์บุผนังหลอดเลือดชนิด R ในสภาพแวดล้อมจุลภาคของกระดูก[ 1 ]หลอดเลือดเหล่านี้มีบทบาทสำคัญในการปรับโครงสร้างกระดูกในผู้ใหญ่โดยเป็นตัวกลางในการปฏิสัมพันธ์ระหว่างออสทีโอคลาสต์ที่ดูดซึมกระดูกและออสทีโอบลาสต์ที่สร้างกระดูก หลอดเลือดชนิด R มีลักษณะเฉพาะคือการเชื่อมโยงกับเส้นเลือดฝอยหลังหลอดเลือดแดงและแสดงคุณสมบัติการปรับโครงสร้างที่เป็นเอกลักษณ์ซึ่งมีความสำคัญต่อภาวะสมดุลของกระดูก[ 1 ]กระบวนการเหล่านี้ยังควบคุมการปรับรูปร่างหรือการทดแทนกระดูกหลังจากการบาดเจ็บ เช่นกระดูกหักแต่ยังรวมถึงความเสียหายเล็กน้อยที่เกิดขึ้นระหว่างกิจกรรมปกติ การปรับโครงสร้างยังตอบสนองต่อความต้องการเชิงฟังก์ชันของการรับน้ำหนักทางกลด้วย
ในปีแรกของชีวิต โครงกระดูกเกือบ 100% จะถูกแทนที่ ในผู้ใหญ่ การปรับโครงสร้างใหม่จะดำเนินไปประมาณ 10% ต่อปี[ 2 ]
ความไม่สมดุลในการควบคุมกระบวนการย่อยสองอย่างของการปรับโครงสร้างกระดูก ได้แก่ การสลายกระดูกและการสร้างกระดูก ส่งผลให้เกิดโรคกระดูกเมตาบอลิกหลายชนิด เช่นโรคกระดูกพรุน[ 3 ]
สรีรวิทยา
การรักษาสมดุล ของ กระดูกเกี่ยวข้องกับเหตุการณ์ระดับเซลล์และโมเลกุลหลายอย่างที่ประสานงานกัน[ 4 ]เซลล์หลักสองประเภทมีหน้าที่ในการเผาผลาญกระดูก ได้แก่ออสทีโอบลาสต์ (ซึ่งหลั่งกระดูกใหม่) และออสทีโอคลาสต์ (ซึ่งสลายกระดูก) โครงสร้างของกระดูกรวมถึงการจัดหาแคลเซียม ที่เพียงพอ ต้องอาศัยความร่วมมืออย่างใกล้ชิดระหว่างเซลล์ทั้งสองประเภทนี้และประชากรเซลล์อื่นๆ ที่มีอยู่ในบริเวณการปรับโครงสร้างกระดูก (เช่น เซลล์ภูมิคุ้มกัน) [ 5 ]การเผาผลาญกระดูกอาศัยเส้นทางการส่งสัญญาณที่ซับซ้อนและกลไกการควบคุมเพื่อให้ได้อัตราการเจริญเติบโตและการเปลี่ยนแปลงที่เหมาะสม การควบคุมเหล่านี้รวมถึงการทำงานของฮอร์โมนหลายชนิด ได้แก่ฮอร์โมนพาราไทรอยด์ (PTH) วิตามินดีฮอร์โมนการเจริญเติบโตสเตียรอยด์และแคลซิโทนินรวมถึงไซโตไค น์ และปัจจัยการเจริญเติบโต หลายชนิดที่ได้จากไขกระดูกทั้งแบบ เยื่อหุ้มเซลล์และแบบละลายได้(เช่นM-CSF , RANKL , VEGFและตระกูลIL-6 ) [ 6 ]ด้วยวิธีนี้ ร่างกายจึงสามารถรักษาระดับแคลเซียม ที่เหมาะสม สำหรับกระบวนการทางสรีรวิทยาได้ ดังนั้น การปรับโครงสร้างกระดูกจึงไม่ใช่แค่การ "ซ่อมแซมความเสียหายของกระดูก" เป็นครั้งคราว แต่เป็นกระบวนการที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องและสม่ำเสมอในร่างกายที่แข็งแรง
หลังจากมีการส่งสัญญาณที่เหมาะสมแล้ว ออสทีโอคลาสต์จะเคลื่อนที่ไปสลายผิวของกระดูก ตามด้วยการสร้างกระดูกใหม่โดยออสทีโอบลาสต์ เซลล์ที่รับผิดชอบในการปรับโครงสร้างกระดูกทั้งหมดเรียกว่าหน่วยเซลล์พื้นฐาน (BMU) และระยะเวลา (เช่น อายุขัย) ของ BMU เรียกว่าช่วงเวลาการปรับโครงสร้างกระดูก [ 7 ]
แกลเลอรี่
- เซลล์สร้างกระดูก (Osteoblasts) กำลังสังเคราะห์ เนื้อเยื่อกระดูกอ่อน (Osteoid ) อย่างแข็งขัน โดยมี เซลล์กระดูก (Osteocytes ) สอง เซลล์อยู่ภายใน
- ภาพประกอบแสดงวงจรการปรับโครงสร้างกระดูก
- เซลล์ออสทีโอคลาสต์ โดยมีกระดูกอยู่ด้านล่าง แสดงลักษณะเด่นที่เฉพาะเจาะจง คือ เซลล์ขนาดใหญ่ที่มีนิวเคลียสหลายอัน และไซโตซอลที่มีลักษณะเป็น "ฟอง"
ดูเพิ่มเติม
- กระบวนการสร้างแร่ชีวภาพ (Biomineralization ) คือกลุ่มทั่วไปของการสร้างและการบำรุงรักษาเนื้อเยื่อที่มีแร่ธาตุ
- การปรับโครงสร้างเนื้อเยื่อ
- กฎของวูล์ฟ