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第四节 骨的钙化
骨的钙化是极为复杂而微妙的过程,主要是指在有机质内有秩序地沉积无机盐的过程,它涉及细胞内、外生物化学和生物物理学的过程,即产生凝结现象,使钙磷结合形成羟磷灰石[Ca10(PO4)6 (OH)2],最初构成非晶体状磷酸钙盐,然后逐渐形成晶体形式。羟磷灰石结晶呈针状或板状。钙和磷酸盐离子在非晶体和晶体的磷酸钙盐中是平衡的,这种平衡要受局部pH、降钙素、成骨细胞等因素的调节与控制。
骨的钙化,主要围绕着骨基质内发生钙化,而与骨基质极为相似的结缔组织中却不发生钙化。影响骨钙化的因素有:
一、胶原
骨胶原含有丝氨酸和甘氨酸,大量的丝氨酸以磷酸丝氨酸盐的形式存在,在胶原基质的纤维上、纤维内与钙离子结合或与磷离子结合,形成羟磷灰石结晶。
二、黏多糖类
黏多糖是大分子的蛋白多糖类物质,这种蛋白多糖复合物与钙化作用有关。软骨开始钙化时,蛋白多糖的浓度有所增加,当钙化进行时,浓度则明显下降。酸性蛋白多糖的游离阴离子可选择性结合钙离子,减少羟磷灰石结晶的形成,从而抑制钙化作用。当蛋白多糖被酶分解后,就解除了这种抑制作用。
三、基质小泡
基质小泡内有高脂质并含有一些酶,如碱性磷酸酶、焦磷酸酶等。参与钙化作用的主要脂质成分是磷脂、丝氨酸和肌苷磷酸,基质小泡出现时,可增加磷酸钙的沉淀。磷酸丝氨酸在有磷存在时对钙具有强大的亲和力,使钙在小泡或膜上蓄积。基质小泡中所含的各种酶可通过下列途径促进软骨钙化:
1.水解焦磷酸盐,减低其浓度 焦磷酸盐有抑制钙化的作用,被水解后就为钙盐结晶沉积创造了有利条件。
2.增加局部正磷酸盐的浓度,从而促进钙化。
3.参与输送钙与磷酸盐。
4.水解三磷酸腺苷,为钙及磷酸盐的摄入提供能量。
(吴韬光 吴克俭)