Волокна Шарпея — это набор коллагеновых расширений, которые образуют прочную сеть. О них также можно сказать, что они представляют собой слабоминерализованную кость, которая прочно прикреплена к мышцам и связкам. Они также находятся на внешней поверхности кости, где отвечают за прикрепление кости к надкостнице. Эти волокна были предметом изучения на протяжении многих лет, поскольку их функция и механизм адаптации к костной среде были недостаточно хорошо изучены. На основе экспериментов на грызунах были лучше изучены его структура, функции и развитие. В зубах волокна Шарпи являются терминальными ветвями периодонтальной связки, которая прорезает цемент зуба и соединяет зуб с надкостницей альвеолярной кости челюстей.
Волокна Шарпи что это такое
Долгое время считалось, что волокна Шарпея инертны и неизменны во время фаз резорбции и обновления кости, однако в настоящее время существуют доказательства того, что они способны изменять свой размер и диаметр для адаптации к метаболизму кости. Волокна Шарпи — это нити из коллагена и других элементов, которые поддерживают скелетную систему с надкостницей, мышцами и связками. Кости имеют внешнюю поверхность, которая покрыта волокнистым листом, называемым надкостницей. Эта мембрана богата кровеносными сосудами и неврологическими окончаниями и обеспечивает большую часть внешней васкуляризации кости. В издании журнала «Элементы анатомии» за 1867 год доктор Уильям Шарпи описал существование сложной фиброэластичной сети коллагена, которая перфорирует кость и достигает надкостницы, прочно объединяя эти структуры. Эти же волокна присутствуют в креплении костей к мышцам и связкам. В 1923 году эти коллагеновые ветви уже были известны как волокна Шарпи. В том же году их присутствие было отмечено на костной поверхности зубов. В 1972 году доктор Кон изучил внутренний состав зуба с акцентом на волокна Шарпи, описав их путь от цемента зуба до альвеолярной кости челюсти. Более того, речь идет не только о волокнах зубов Шарпея, поскольку они также присутствуют между костями черепа и образуют твердую и эластичную текстуру. Большинство известных исследований волокон Шарпея было сосредоточено на изучении тех, которые являются частью денто-альвеолярной организации.
Волокна Шарпи: структура и функция
Ранее считалось, что эти перфорирующие волокна представляют собой подвесную сеть, состоящую только из коллагена, но эта теория была отброшена, поскольку иммуногистохимические исследования показали, что их структура гораздо сложнее. Также поражает то, как эта матрица сохранила свою волокнистую консистенцию, избежав кальцификации, вызванной минеральными элементами кости. В настоящее время известно, что волокна Шарпи состоят из коллагена III и VI типов, эластина и гликопротеинов тенасцина и фибронектина. Связь коллагена III типа с коллагеном VI типа обеспечивает большую стабильность сети волокон Шарпея, что объясняет ее прочность во время ремоделирования кости. Исследования, проведенные на волокнах, расположенных в зубах, позволили выделить два типа волокон в зависимости от их толщины: толстые и тонкие. Толстые измеряются в пределах 8-25 мкм, а тонкие — менее 8 мкм. Что касается функции, то волокна Шарпея отвечают за создание прочных связей между поверхностью кости и надкостницей, мышцами и связками. Однако известно, что помимо этой функции, его сложная белковая структура играет ключевую роль в формировании костей на стадии плода, в увеличении прочности костей у спортсменов и в восстановлении костей в случае травмы или повреждения.
Физиологические изменения в волокнах Шарпея
В момент формирования костей, во время беременности, вокруг примитивных костей образуется сеть волокон Шарпи. Коллагеновые волокна с эластином и глиупротеинами тенасцином и фибронектином организуются, подавая сигналы для миграции клеток и дифференциации костных клеток. При наличии проблем в структуре волокон Шарпея наблюдаются нарушения формирования костей, такие как фиброзная дисплазия, при которой примитивные кости не завершают кальцификацию должным образом. У пациентов в постменопаузе происходит снижение минерализации костной ткани, что приводит к потере кальция и остеопорозу. Что касается волокон Шарпи, то на их организацию влияет гормональный спад, который вызывает их уменьшение в определенных участках кости. Такая ситуация делает эти области более восприимчивыми к потере минералов и, следовательно, к остеопорозу. Аналогично, прогрессирующая атрофия мышц, наблюдаемая у таких пациентов, как полагают, частично связана с уменьшением популяции волокон Шарпея, которые удерживают кость в мышце. Кроме того, гормональные сигналы, которые активируются при повреждении кости и запускают пути восстановления костных клеток, также активируют адаптивный механизм в волокнах Шарпея.
