Kemik Doku Prof.Dr.Ümit Türkoğlu 1
Kemik Dokusu İskelet sistemi başlıca işlevleri: Mekanik destek Hareket için kasların yapışma yerlerini sağlama Medüllasında yer alan, hemapoetik sistem elemanı kemik iliğini çevreleyerek koruma Metabolik işlev; Vücut Ca +2 ve Fosfor deposu Vücut Ca unun yaklaşık % 99 u kemikte bulunur. 2
Kemik dokusu; inorganik (%60-70), su (%5-8) ve organik materyalden (geri kalan) yapılmıştır. İnorganik materyal (mineraller) Hidroksiapatit kristalleri; Ca 10 [PO4] 6 [OH] 2 Ca +2,OH ve fosfat iyonlarından oluşan yapı Na, Mg, Karbonat, ve Florid dir. Organik materyal başlıca: proteindir Tip I kollagen %90 (*OI) Nonkollagen protinler 3
Başlıca bileşeni: OH-apatit kristali Ca +2 un %99 kemikte Kemik Matriks Yapısı Anorganik Faz Fizyolojik rol için gerekli sağlık ve esneklik Diğer; Na, Mg,F, karbonat 4
Organik faz ESM in organik fazı kemiğin yapısal, biyokimyasal ve mekanik özelliklerini belirler. Organik matriksin %90 ı tip I kollajen Kollajen fibrilleri arasındaki gap lerde, diğer kemik proteinleri ve mineraller bulunur. 5
Protein Kollajen Tip I Tip IV İçerik %90 Minor içerik Non-Kollajen Osteonektin Osteokalsin (Kemik Gla prot.) Matriks Gla. Prot (MCP) Osteopontin Kemik sialoprotein Proteoglikanlar Agrekan Dekorin Biglikan Ca +2 bağlar, mineral-kollajen Hidroksiapatite bağlanan, g-karboksi glutamat içerir Mineral çökmesini düzenler Hücreleri bağlar Hücreleri bağlar Mineralizasyonu inh. eder Kollagende fibrilogenezi düzenler Mineralizasyonu düzenler 6
Non-kollajen proteinler Osteokalsin: Kemik Gla prot. 3 g-karboksi glutamik asit kalıntısı içerir 5.8 kd Non-kollajen prot. %10-20 Ca +2 ve mineral bağlar Osteoblastlarca sentezlenir Mineralizasyonun olgunlaşmasını düzenler. D3 vit. sentezi arttırır PTH inh.eder 7
Osteonektin: Osteoblast ve trombositler Mineral organizasyonu Ca +2, Kollajen ve Cu bağlayan bölgeleri var Osteopontin, Kemik sialo prot ve fibronektin gibi diğer kemik matriks prot RGD* dizisini içerir. Kemik hüc. nin ESM tutulumu 8
Kemik hücreleri Osteoklast: Kemik yıkımından sorumlu hücreler Osteoblast: Kemik yapımından sorumlu hücreler Osteosit: Sert matrikse gömülen osteoblast. Bölünme fonksiyonunu kaybeder, enzim, mineralizasyonun sürekliliği sağlıklı kemik yapısında bulunurlar Kemik öncülleri; (osteogenik) diğer 3 hücre tipine farklılaşabilen, mezenkim hücreleri 9
osteoblastlar ; kemik yapımından sorumlu hücreler Mononukleer hücreler; Tip I kollagen sentezi Nonkollagen matrix protein sentezi Matriksin mineralizasyonu ndan sorumludur. 10
Osteoklastlar; Vücut Ca+ homeostazının sağlanması için kemik dokusu sürekli yenilenmektedir. Yenilenme matriksin yıkımı ile gerçekleşir Yıkım hücreleri osteoklastlar kemik matrikse: Çeşitli enzimleri sekrete ederek; ACP (tartarat rezistans), lizozim, kollagenaz, sistein proteaz, organik matriks bileşenlerini hidroliz ederler Yine osteoklastlarca sekrete edilen asitler; hidroksiapatit kristallerinin çözünmesine yol açarak kemik rezorbsiyonunu gerçekleştirirler. 11
Kemik rezorbsiyonu Kemik dinamik bir yapı gösterir. Yapım ve yıkım devamlıdır yapım ve yıkım işlemi net bir denge içerisinde sürekli olarak gerçekleşmektedir. 12
Osteoklast Kemik Rezorpsiyonu Kemik matriksinin (osteoid) rezorpsiyonu Mineral çözünmesi Asid ortamda lizozomal enzimler Kollajen yıkımı Osteoklastların sentezlediği lizozomal enzimler (özellikle TRAP) ve sisteinproteinazlar (Katepsin K) 13
Kemik resorbsiyonu ve yeniden yapılanması başlıca; Paratiroid hormon Kalsitonin 1,25-dihidrokolekalsiferol Ayrıca; Seks steroid hormonları Glukokortikoitler Sitokinler 14
Kemik Belirteçleri İskelet matriksin hücre ve ekstrasellüler bileşenleri kemik yeniden yapılanma sürecinde kana ve idrar geçerken, Osteoblast veya osteoklast aktivitesi ile orantılı olarak da enzimatik aktivitelerde değişiklik olacaktır.
Kemik yapım göstergeleri alkaline phosphatase (kemik izoformu) osteokalsin tip 1 kollajen propeptitler (prokollajen propeptitler: P1NP, P1CP)
Kemik yıkım göstergeleri pyridinium çapraz bağları (PYD, DPD) Tip-1 kollajen telopeptit çapraz bağları (CTx, NTx) tartarate resistant asit phosphatase (TRAP) galactosyl-hydroxylysine, hydroxyproline,