Biomineralizacja Flashcards
Do czego prowadzi biomineralizacja?
do powstawania form krystalicznych minerałów
Obecności czego wymaga proces biomineralizacji?
odpowiedniego lokalnego stężenia jonów tworzących złogi mineralne
Od czego się rozpoczyna proces biomineralizacji?
od nukleacji, potem następuje wzrost kryształów, które mogą łączyć się ze sobą
co to jest nukleacja?
tworzenie licznych „punktów krystalizacji” na matrycy organicznej
Co reguluje proces biomineralizacji?
- Powszechne prawa fizyko-chemiczne
- Kontrola genetyczna realizowana poprzez produkcję substancji organicznych (białek strukturalnych i czynnościowych oraz innych makrocząsteczek), które modyfikują ogólne i lokalne stężenia jonów mających tworzyć kryształy oraz regulują proces nukleacji i wzrostu kryształów
Jakie wyróżniamy typy mineralizacji?
- mineralizacja fizjologiczna
- mineralizacja patologiczna (ektopowa)
Jakie struktury podlegają mineralizacji fizjologicznej?
kość, zmineralizowane tkanki zęba (szkliwo, zębina, cement)
Jakie struktury mogą zostać zmineralizowane patologicznie?
naczynia krwionośne, zastawki serca, kamień nazębny
Jakie wyróżniamy typy mineralizacji patologicznej?
- z normokalcemią - zależy od lokalnych zmian matrycy organicznej
- z hyperkalcemią - zależy od wzrostu poziomu Ca
Jakie struktury cytoplazmatyczne uczestniczą w kontroli mineralizacji?
- wewnątrzkomórkowe zbiorniki jonów Ca (kalciosomy)
- pęcherzyki macierzy
Jakie wyróżniamy składniki substancji pozakomórkowej zdolne do wiązania jonów Ca (często w sposób przypominający układ sieci krystalicznej) lub pośrednio wpływające na proces mineralizacj?
- sialoproteina kości
- białka zębiny: fosfoforyna (DPP) i sialoproteina zębiny (DSP), białko macierzy zębiny DMP-1
- białka szkliwa: amelogeniny, enameliny
- kolagen
- białka niekolagenowe kości: osteonektyna, osteokalcyna, osteopontyna (SP-1) i inne
- białka adhezyjne: fibronektyna, trombospondyna
- proteo/glikozoaminoglikany: dekoryna, biglikan
- enzymy: metaloproteinazy i ich inhibitory (TIMP) modyfikujące gęstość i układ makrocząsteczek substancji pozakomórkowej
Do jakiej organelli należą kalciosomy?
do gładkiej siateczki śródplazmatycznej
Co zawierają kalciosomy?
białko wiążące wapń
Za pomocą jakich struktur blona komórkowa kalciosomów reguluje poziom wapnia?
- pompa wapniowa (gromadzenie jonów Ca)
- kanały wapniowe (uwalnianie jonów Ca)
Co zawierają pęcherzyki macierzy?
- fosfatazy (zasadowa, pirofosfataza, ATP-aza)
- lipidy (cholesterol, fosfatydyloseryna)
- aneksyny (białka wiążące Ca i fosfolipidy)
W jaki sposób działają aneksyny?
- formowanie kompleksów Ca-fosforan-lipid
- tworzenie w błonie pęcherzyka kanałów dla Ca
- wiązanie pęcherzyka z kolagenem
Jakie wyróżniamy fazy mineralizacji przy pomocy pęcherzyków macierzy?
faza pęcherzykowa i włóknista
Jak przebiega faza pęcherzykowa mineralizacji przy pomocy pęcherzyków macierzy?
- błona pęcherzyków wiąże proteoglikany które wiążą i zatrzymują jony Ca
- komórka wydziela metaloproteinazy trawiące proteoglikany, co uwalnia jony Ca
- jony Ca są transportowane do wnętrza pęcherzyków przez kanały (aneksyny)
- fosfataza zasadowa i pirofosfataza odszczepiają od ufosforylowanych substratów reszty fosforanowe • wewnątrz pęcherzyków dochodzi do powstawania fosforanów wapnia (nukleacja),
- pierwsze złogi mineralne są bezstrukturalne lub mają niedoskonałą strukturę krystaliczną i dopiero później ulegają przebudowie do bardziej stabilnych kryształów hydroksyapatytowych.
W jaki sposób przebiega faza włóknista mineralizacji przy pomocy pęcherzyków macierzy?
- wzrost kryształów prowadzi do rozerwania pęcherzyków i rozprzestrzeniania się kryształów w istocie międzykomórkowej
- proces ten wspomagany jest przez nukleatory – składniki istoty międzykomórkowej wiążące jony w ten sposób, że ich zagęszczenie i układ zbliżone są do mającej powstać sieci krystalicznej
- proces postępuje wzdłuż włókien kolagenowych
Jakie tkanki zęba są mineralizowane przy pomocy pęcherzyków macierzy?
cement i pierwsze pokłady zębiny (które staną się zębiną okrywową)
W jaki sposób są mineralizowane tkanki zęba poza cementem i zębiną okrywową?
bezpośrednio na matrycy organicznej
Które kolageny i w jaki sposób działają na proces mineralizacji zębiny?
typ I, III, V: ukierunkowują mineralizację (wzdłuż włókien kolagenowych)
Jak działa DSPP na mineralizację zębiny?
hamuje mineralizację
Jak i gdzie powstaje DPP i DSP?
w przestrzeni pozakomórkowej w wyniku cięcia DSPP przez metaloproteinazy
