• vigyázz
  • Párbeszédek
  • Profilok
  • Betűk
  • Sci & Co
  • Határok nélkül
  • Születés
  • PlayScience
  • Válaszok

Hogyan regenerálódnak az emberi test csontjai?

A csontok nem csak akkor törnek fel, ha törés van, hanem az egész életen át tartó folyamat, amely két koncepcióra épül: osteogenezis, amely új szövet létrehozása az oszteoblasztok vagy sejtek révén, amelyek felelősek annak előállításáért, javításáért és fenntartásáért; és a csontfelszívódás, az oszteoklasztok által kifejlesztett eljárás, amelynek feladata ebben az esetben a legsérültebb részek megsemmisítése a regeneráció elősegítése érdekében.

emberi

Tudományos tanács: Leonor Santos.

A csontváz az emberi test támasza. Olyan szerkezet, amely a test teljes súlyát elviseli és képes regenerálódni nemcsak kedvezőtlen körülmények között, például törés esetén, hanem egy állandó megújulási folyamatban is, amely napról napra folytatódik, és amelyben egészséges életmódbeli szokások, például mérsékelt fizikai aktivitás vagy kiegyensúlyozott étrend alapvető tényezők.

Az emberi test 206 csontból áll. Kemény és ellenálló darabok, amelyek a csontvázat alkotják, és amelyek sejtekből, kötetlen szövetekből, kalcifikált extracelluláris komponensekből, valamint erekből, idegekből és egyes esetekben csontvelőből állnak. Hasonlóképpen képesek megújulni, így fontos funkciókat töltenek be a létfontosságú szervek - például az agy vagy a szív - védelmében, és támogatják a test mozgását, mint a mozgásszervek szerkezetét.

Az emberi combcsont belseje

Pontosabban, a testben 35 millió többsejtű alapegység van, és évente három és négy millió között aktiválódnak, így a csontszerkezet 10 évente teljesen megújul. "Ezek munkacsoportként működnek, az oszteoklasztok újra felszívják a sérült csontot, és az oszteoblasztok később beavatkoznak, hogy új csontot készítsenek" - magyarázza Leonor Santos Ruiz, a Hálózat Biomedical Research Center kutatója. Ily módon a szakember rámutat, hogy két célt érnek el: "Kalcium és foszfor felszabadítása a vérbe és a csontváz folyamatos átalakítása".

"A csont egy szövet, amelynek fontossága benne rejlik" - lép előre Santos Ruiz. És hozzáteszi: "Fejlesztési folyamata az azt alkotó sejtekben kezdődik, körülötte létrehozva egy extracelluláris mátrixot, amelyet egymással kölcsönhatásban lévő fehérjék alkotnak, és létrehozzák a növekedést meghatározó tényezőket".

A csont pedig egy dinamikus és metabolikusan aktív szövet, amely folyamatos átalakulási folyamaton megy keresztül, megadva a csontváznak regenerációs képességét és funkcionális alkalmazkodását. "Ez a folyamat minden nap bekövetkezik, mivel a tartalom egy részét ki kell engedniük, hogy a sejtek kalciumot kapjanak - ami elengedhetetlen például az izmok mozgásához - és a foszfor - kulcs az agy működésében és az adenozin előállításában. trifoszfát, ATP, az energiacsere pénzneme - mondja a kutató.

Javítsa a töréseket

A szervezet mindig éber. Szünet bekövetkezésekor is, ekkor különféle javítási folyamatok indulnak el, amelyek megváltoztatják a csont normál dinamikáját, kezdve egy instabil vagy rugalmas konszolidációval, amelyet kallusznak hívnak, amely a törésdarabok rostos szövetekkel való összekapcsolásából áll; gyulladás, hematoma és váladék követi a törés fókuszát körülvevő erek megrepedése miatt. "Ugyanakkor a törött frakciók végeinek nekrotikus vagy elhalt részének újrafelszívódását az oszteoklasztok végzik" - mondja Santos.

Körülbelül két vagy három hét elteltével a szakértők rámutatnak, hogy a rostos szövetek előidézték a lágy kalluszt, egy fibrocartilaginos szövetet, amely elegendő stabilitást biztosít a csont megrövidülésének megelőzéséhez, de a szögellést nem. "Ezért fontos, hogy hegesztés közben egyenes és egyenes legyen, és ezért gipszöntvények vagy akár titánrudak használata" - mondja Leonor Santos, a Malagai Egyetem docense is.

Leonor Santos csapatának tagjaival

Ez a puha kallusz a harmadik és a negyedik héttől mineralizálódik, keményedik, de teljesen merevvé válik csak három vagy négy hónappal később, amikor az úgynevezett kemény kallusz kialakulása felértékelődik. "A beteg általában kemény csomóként érzékeli, az eredeti csontnál vastagabb helyen, ahol a törés korábban volt" - mondja.

Végül átalakításra kerül sor, amely hónapokig vagy évekig is eltarthat. "Ez egy olyan folyamat, amelyben a csont visszanyeri eredeti alakját, attól függően, hogy milyen tevékenységet végez a beteg, ezért fontos, hogy a beteg fokozatosan helyreállítsa a törött végtagban" - mondja a szakember.

Valójában pontosan ez a tevékenység felelős a sejtek irányításáért, azoknak az alakra és erősségre való oktatására, amelyekre az újjáépülő csontnak rendelkeznie kell. Ez az úgynevezett „Wolff-törvény”, miután az azt kimondó sebész, Julius Wolff azt mondta: „A csontok alakja és szerkezete attól függ, hogy milyen stressznek és megterhelésnek vannak kitéve”.

Fizikai aktivitás, a regeneráció motorja

A csont átalakulási folyamata szorosan kapcsolódik a fizikai aktivitáshoz. „Ha az ember normális körülmények között nagyon aktív, akkor a csontjai nagyobb sebességgel újulnak meg, míg egy mozgásszegényebb személy nem terheli meg őket, és újra felszívódni kezdenek. Ez történik az űrhajósokkal, amikor kimennek az űrbe, és például hosszú nulla gravitációval töltenek ”- árulja el.

A szakértők számára a csontok regenerálódása az egész életen át bekövetkezik, azonban van egy fordulópont, ahol a csontok gyengülni kezdenek: "Egy bizonyos ponton, amely általában egybeesik az érettséggel, az egyensúly akkor marad el, ha pozitív, vagyis az újrafelszívódás túlsúlyban van az edzéssel szemben, ”Mondja Santos.

Ily módon a növekedési periódus alatt a csontok különböznek, kevésbé mineralizálódtak, sőt bizonyos részeikben egyáltalán nem, azokban, amelyeken növekednek. „23 éves kortól a folyamat stabilizálódik. Miután elértük az 50-et, az öregedni kezd. A nők esetében a menopauza ebben a tekintetben kulcsfontosságú, mivel bizonyos, a kalcium felszívódását elősegítő hormonok hiánya elősegíti az öregedést ”- emlékeztet Santos.

A fizikai aktivitás ebben a korban, 50 évnél fontosabb, mint bizonyos ételek kalcium-kiegészítőkkel történő bevétele. „Nem arról van szó, hogy szuper sportolók lesznek, hanem arról, hogy aktív emberek legyünk, például 45 perc sétákat tegyünk minden nap. Mérsékelt és napi tevékenységet ajánlunk ”- mondja a szakember.

Valójában az agresszívebb és mégis növekvő tevékenységek, például a futás a csonttömeg jelentős romlásához vezethet. "Általánosságban elmondható, hogy egyetlen olyan sport sem jó, amely hatással lenne a csontokra" - mondja egyenesen Leonor Santos. „Minden olyan gyakorlat, amely nem jelenti az ízület ütközését, jobb. Amikor ugrunk, megterheljük a porcot, ami degenerációt okoz ”- teszi hozzá. Ezért a szakértő szerint az olyan cselekedetek, mint a séta, az úszás, a tánc, pozitívak, mivel kevésbé erőszakosak, és elősegítik a csontszerkezet mozgását és regenerálódását.

Egészséges étrend és C-vitamin

A kiegyensúlyozott étrend ugyanúgy elengedhetetlen a csont megújulásának természetes folyamatának elősegítéséhez. A szakemberek azonban rámutatnak arra, hogy az egészséges irányelveken túl nincsenek olyan konkrét ételek vagy étrend-típusok, amelyek meghatározóak lennének ebben a folyamatban.

„Nincs olyan étrend, amely serkentené a csontképződést. Egészségük megőrzéséhez tejterméket kell fogyasztani, anélkül, hogy megszállná a dolgot, mert ha a szervezet nem követeli meg, akkor nem számít, mennyit ad. És ahhoz, hogy megkérhesd, testmozgásra van szükséged "- mondja Santos Ruiz.

Igen, van még egy utolsó alapkérdés. "Nagyon fontos a vitaminok fogyasztása gyümölcsök, különösen a C-vitamin fogyasztásával, ami elengedhetetlen a kollagénmátrix kialakulásához, amelyen a csont ásványi anyagokat tartalmaz" - teszi hozzá Santos.

Csontregeneráló protézisek

A csontrekonstrukciót igénylő műtét során az oszteoporózis, a súlyos trauma vagy a tumor eltávolítása a leggyakoribb esetek, általában protetikával. Malaga, Madrid, Cáceres és Las Palmas de Gran Canaria 8 különböző intézményének 15 kutatója egyesülése lehetővé tette egy olyan implantátum megtervezését, amely új koncepciót képvisel a csontregenerációban.

Az érés után az abszorpciós folyamat nagyobb, mint a regenerációs folyamat, ami nagyobb porozitást okoz a csontszövetben és a csont jelentős gyengülését eredményezi. A protézisek beültetése a leginkább érintett helyekre, általában a térdre, a csípőre és a vállakra akkor szükséges, ha a csont már nem képes megfelelő módon ellátni a mozgástámogató és mozgást segítő funkcióját.

A sérült csont mesterséges elemmel való helyettesítésének első kísérletei óta számos anyagot használtak kisebb-nagyobb sikerrel az ortopédiai műtétek történetében. A 20. század folyamán különböző implantológiai technikákat próbáltak ki. Anyagokat tekintve a rozsdamentes acélból a króm-kobaltötvözetekké vált, és ezekből a titánig, amely ellenállóbb és biokompatibilis. Ezenkívül jelenleg gyakori olyan kerámia bevonatok használata, amelyek hozzájárulnak a terhelés jobb eloszlásához és a protézis kevesebb kopásához.

A felhasznált anyagok fejlődésének ellenére továbbra is szükséges a protézist a csonthoz cementtel kötni, hogy az jól rögzüljön. Ez azt jelenti, hogy körülbelül tízévente revíziós műtétre van szükség a protézis visszahelyezéséhez vagy cseréjéhez.

A kutatás, amelyben a BIONAND részt vett, célja annak elérése, hogy a csont természetes módon regenerálódjon, serkentve az oszteoblasztokat a protézisen és környékén történő csontképzésre, így az implantátumok cseréje már nem szükséges. Így ebben a munkában sikerült egyesíteniük a különféle kutatócsoportok tudását és tapasztalatait, hogy megalapozzák a jövő csontimplantológiai anyagát.

A jövő implantátuma

„Amikor megkaptuk azokat a mintákat, amelyeket elemeznünk kellett, nem tudtuk, melyik lenne a legalkalmasabb beültetésre. Vak vizsgálatot végeztünk. ”- mondja Leonor Santos, a malagai egyetem kutatója és a kutatás eredményeit bemutató cikk egyik szerzője, amelyet az Acta Biomaterialia publikált. A szakember négy különböző típusú juhon készített implantátummintát kapott. Az egyik a legalkalmasabbnak bizonyult a csontok regenerálódására, ami megerősítette, hogy a különböző kutatócsoportokban elvégzett vizsgálatok elterjedtek az egész spanyol földrajzon.

Leonor Santos Ruíz, az andalúziai nanogyógyászati ​​és biotechnológiai központ (BIONAND) kutatója.

Ez a munka egyrészt hozzáadta María Vallet és csoportjának tapasztalatait a madridi Complutense Egyetemről a kerámia biomanyagok területén, traumával, fogászattal, szövetmérnöveléssel és gyógyszeradagolással. A kiinduló ötlet egy kerámia bevonat létrehozása volt a fémprotézisek számára, amely egyszerre szolgál a csontokkal való kölcsönhatás megkönnyítésére, a kompozícióhoz hasonlóbb, mint a kerámia, mint a fém, és egy olyan molekula szállítása, amely serkenti a vaszkularizációt, mivel erek nélkül a csont nem megjavítva. A választott anyag egy szilíciummal adalékolt hidroxi-apatit volt, a "tervező" kerámia, amelyet a Complutense csoport fejlesztett ki.

A vaszkularizációt kiváltó molekula vaszkuláris növekedési faktor (VEGF, a Vascular Endothelial Growth Factor esetében) volt, amely jelátviteli fehérje szerepet játszik az embrió keringési rendszerének kialakulásában és az új erek növekedésében felnőtteknél. A munkában ismeretek voltak a csoport biomateriális szövetei közötti kölcsönhatásokról is a malagai egyetem.

A Cáceres-i Minimálisan Invazív Sebészeti Központ hozzájárult létesítményeihez és kiterjedt orvosi és állatorvosi ismereteihez az anatómia, a sebészet és különösen az ortopéd sebészet területén. A Kanári-szigetek ITC-jében létrehozott implantátumok titánt használnak alapanyagként, de a jelenleg használt protézisektől eltérően nem szilárd, hanem porózus, ami megkönnyíti az erek belsejében történő létrehozását. Ezenkívül a 3D nyomtatásának köszönhetően személyre szabottan, minden egyes igényre elkészíthető, jelentősen csökkentve a költségeket.

A munka eredménye egy kerámiával borított porózus fémimplantátum, amely hídként funkcionál a fém és a csont között, és amely egy olyan molekulát is hordoz, amely az erek képződésének serkentésével megkönnyíti az új csont képződését. Ily módon a csontszövet kémiailag kötődik a hidroxi-apatithoz, ami az implantátum cement nélküli rögzítését okozza, míg a VEGF jól vaszkularizálja a protézist, ami a csont természetes növekedését okozza.