возникающей по причине дефицита кальция, кости становятся мягкими и деформируются, утрачивая способность служить опорой для скелета. Когда в лабораторных экспериментах из здоровой костной ткани удаляют белок, кости крошатся, как мел.
Тут тоже есть свои нюансы. Метаболический процесс должен протекать с определенной скоростью. Жизненный цикл белка имеет свой временной период – как закалка стали. Если процесс ускоряется, в организме начинаются патологические изменения, например редкое заболевание под названием «паратиреоидная остеодистрофия», при которой кости становятся волокнистыми. У детей неспособность костей усваивать достаточное количество минералов из пищи или кровотока приводит к рахиту и кости начинают прогибаться от обычных повседневных нагрузок.
Как уже было сказано, у взрослых, кости которых теряют минералы, развивается остеомаляция – декальцинация костной ткани. Однако избыток кальция, приводящий к остеопетрозу, тоже вредит здоровью: костномозговые полости, где образуются кровяные тельца, сужаются и в конечном итоге полностью закрываются, что чревато анемией, а она может привести к смертельному исходу.
Рисунок 7. Кристаллы гидроксиапатита выполняют в кости ту же функцию, что и металлическая арматура в бетоне. Водная оболочка, покрывающая кристаллы кальция и фосфорнокислых радикалов, позволяет им свободно перемещаться в кровоток и из него.
Рисунок 8. Кортикальный слой и губчатое вещество кости
Дефицит белка и минералов в составе кости имеет последствия, схожие с остеопорозом: повышается риск перелома. Но ни одно из вышеописанных заболеваний не идентично остеопорозу, при котором пропорциональное соотношение белка и минералов в костной ткани остается нормальным, но самих этих веществ становится меньше. Однако прочность костей определяется не только их составом. Важна также их структура.
Структура кости
Мы знаем, что остеоид и минералы составляют основное вещество кости, но какую форму принимают эти компоненты? Мы знаем, из чего состоят кости, но пока не знаем, как они устроены. Кость можно условно разделить на две части. Непосредственно под ее поверхностью находится твердая оболочка – кортикальный слой, а немного глубже залегает губчатое вещество. Прочность каждого участка варьируется в зависимости от пропорционального соотношения двух основных компонентов: 1) белковых отростков, образующих матрикс; 2) кальция и других минералов, закрепляющихся на матриксе и укрепляющих его. Обе части состоят из одинакового остеоидного матрикса и гидроксиапатитного ядра, но при этом отличаются друг от друга.
Кортикальный слой кости образует твердое внешнее кольцо и по большей части определяет прочность любой кости. При наличии некоторых различий в минеральном составе кортикального слоя он имеет более или менее одинаковую толщину и форму у всех людей.
Конечно, состав и прочность кортикального слоя кости имеют некоторые различия, но губчатое вещество имеет намного