PHYSIOLOGY OF BONE AND CARTILAGE.pdfPHYSIOLOGY OF BONE AND CARTILAGE.pdf

PHYSIOLOGY OF BONE AND CARTILAGE.pdf

1. PHYSIOLOGY OF BONE AND CARTILAGE
สรีระวิทยาของกระดูกอ0อนและกระดูก
y Chondrogenesis and cartilage growth
y Bone development and Bone growth
y Bone remodeling
y Healing process of bone and articular cartilage
y Effect of PTH and Calcitonin on bone growth

Ø Introduction
การเจริญพัฒนาของกระดูกและกระดูกอ4อน
- โดยพื้นฐานกระดูกทุกชนิดพัฒนามาจากกระดูกอ4อน
ยกเวAนกระดูกบริเวณกะโหลก
- Extracranial bone : เซลลS Mesenchymal cell จากชั้น Mesoderm จะเกิดการเคลื่อนที่ไปในตำแหน4งที่จะเปbนกระดูก
: การพัฒนาของเซลลS Mesenchymal cell à Chondrocyte à Osteocyte
- Craniofacial bone : เซลลS Cranial neural crest cell พัฒนาเปbน à Osteocyte ไดAโดยตรง, หรือ พัฒนาเปbน à Mesenchymal cell ไดA

Ø Chondrogenesis and cartilage growth
การเจริญพัฒนาของกระดูกอ4อน เปbนแบบ Extracranial bone
อาศัยการกระตุAนและการทำงานของ Growth factor และ Transcription factor
- ยังไม4พบชั้น Perichondrium เพราะเซลลSจะพัฒนามาจากกลุ4มเซลลS Mesenchymal cell
- เซลลS Mesenchymal cell พัฒนาเปbน Chondroprogenitor cell เพื่อสรAาง Matrix ออกไปห4อหุAมเซลลSตนเอง และกลายเปbน chondrocyte
เซลลSบริเวณดAานนอกจะพัฒนาเปbนชั้น Perichondrium
u การเจริญพัฒนาของกระดูกโดยอิทธิพลของ Growth factor และ Transcription factor แบบ Intramembranous ossification
1. เกิดการรวมตัวกันของ Mesenchymal cell โดยอาศัย BMPs และ SOX-9 (Bone morphogenetic proteins ซึ่งเปbน Growth factor
และ SRY-box transcription factor 9) เปbนตัวกระตุAน ณ ตำแหน4งที่จะพัฒนาเปbนกระดูก เรียกการรวมตัวนี้ว4า condensing
mesenchyme
2. ที่จุดกึ่งกลางของ condensing mesenchyme จะเรียกว4า center of chondrogenesis และถูก BMPs และ SOX trio (SOX-5,-6 และ -9)
กระตุAนใหA Mesenchymal cell เกิดการพัฒนาเปbน Chondroprogenitor cell และ Chondroblast ตามลำดับ
3. เซลลS Chondroblast แบ4งตัวและเริ่มสรAาง cartilage matrix จากดAานในของกลุ4มเซลลS (Interstitial growth) ทำใหA Chondroblast ถูกขัง
อยู4ใน lacuna จะพัฒนาต4อไปเปbน Chondrocyte (ผลิต matrix ต4อไป)
4. สำหรับเซลลS Mesenchymal cell ที่เหลืออยู4รอบนอก จะเจริญพัฒนาเปbนชั้น perichondrium
ที่ชั้น Inner chondrogenic layer จะพบเซลลS Chondroprogenitor cell และ Chondroblast
5. หลังจากนั้นเซลลS chondroblast ที่ perichondrium จะยังมีการสรAาง cartilage matrix มีการแบ4งตัวและ พัฒนาต4อไปเปbน chondrocyte
เรียกว4า Appositional growth
ลักษณะการเจริญพัฒนาของกระดูกอ4อน
- Interstitial growth การเจริญของเซลลS ณ จุดกึ่งกลางแลAวออกสู4ดAานนอก
Chondroblast แบ4งตัวแบบ mitosis จากภายใน center of chondrogenesis (embryo)
- Appositional growth การเจริญของเซลลS ณ บริเวณขอบของกระดูกและแผ4ออกแนวบน-ล4าง
Chondroblast แบ4งตัวที่ชั้น Inner chondrogenic layer ที่ขยายออกดAานขAางและลงมาในชั้น cartilage
พบการเจริญลักษณะนี้ในการสรAางกระดูกแข็งแบบ Endochondral ossification เช4นกัน

2. Ø Bone development and Bone growth

u รูปแบบการเจริญพัฒนาของกระดูก (Ossification/osteogenesis)
1. Intramembranous ossification
เปbนการสรAางกระดูกจาก osteoprogenitor cell โดยตรง ซึ่งพัฒนามาจาก Neural crest cell
Mesenchymal cell aggregation เจริญมาจาก neural crest cell
เซลลSกระดูกพัฒนาจาก Osteoprogenitor cell โดยตรง
เปbนการสรAาง กระดูกแผ4นเยื่อ (membranous bone)
เช4น กระดูกส4วนบนของกะโหลก Desmocranium - Frontal bone, Facial bone, Clavicle, Dentary of mandible(เป?าฟ?น)
2. Endochondral ossification
เปbนการสรAางกระดูกโดยแทนที่ Chondrocyte ดAวย Osteoblast/cyte ซึ่งพัฒนามาจาก Mesenchymal cell
Mesenchymal cell aggregation เจริญมาจาก mesoderm
เซลลSกระดูกพัฒนาจาก Chondroprogenitor cell ก4อน
เซลลS osteoblast/cyte จะเขAาแทนที่เซลลSกระดูกอ4อน Initial hyaline cartilage หรือ Chondrogenic nodule
เรียก osteoblast/cyte จะเขAาแทนที่เซลลSกระดูกอ4อน ว4า กระดูกคลAายกระดูกอ4อน (cartilaginous bone)
เช4น Skull และ Long bone; Occipital, Sphenoid, Ethmoid, Mandible, humerus, femur, radius, tibia, ribs, vertebrae

• Intramembranous ossification
: Formation of ossification center, Calcification, Formation of trabeculae และ Development of periosteum
Step 1 Formation of ossification center
Mesenchymal cell aggregation เจริญมาจาก neural crest cell แลAวเกิดการรวมกลุ4มบริเวณที่จะกลายเปbนกระดูก
เซลลS Mesenchymal cell บริเวณตรงกลางจะพัฒนาเปbน Osteoprogenitor cells และกลายเปbน Osteoblast & Osteocyte
Step 2 Calcification
เซลลS Osteoblast จะหลังสาร Osteoid ออกมาลAอมเซลลSและจะเกิดการสะสม Ca กลายเปbน Calcified matrix เพื่อสรAาง Lacuna
เกิดการพัฒนาของ Osteoblast เปbน Osteocyte ภายใน Lacuna
Step 3 Formation of trabeculae
มีเสAนเลือด blood vessels แทงมายังเนื้อกระดูก และนำเซลลS Hematoprogenetor มายังกระดูก
เกิดการเริ่มพัฒนาเปbน Woven bone คือเซลลSกระดูกที่เรียงตัวอย4างไม4เปbนระเบียบในระยะเริ่มตAน
Step 4 Development of periosteum
เกิดช4องว4างภายในกระดูกเรียกว4า marrow cavity ซึ่งจะถูกแทนที่ดAวยเซลลSเม็ดเล็ดและไขกระดูก
เกิดการพัฒนากระดูกเปbน Lamellar bone คือเซลลSกระดูกเรียงตัวสวยงาม
• Endochondral ossification
: Development of cartilage model, Growth of cartilage model, Primary and Secondary ossification center
และ Development of periosteum
Step 1 Development of cartilage model
เซลลS Mesenchymal cell เกิดการรวมตัวกัน และพัฒนาเปbน Chondroprogenitor cell
Chondroprogenitor cell พัฒนาเปbน Chondroblast และ Chondrocyte กลายเปbน hyaline cartilage
เรียกโครงสรAาง Hyaline cartilage ว4า Nodule model
Step 2 Growth of cartilage model
เกิดการเจริญของ cartilage model แบบ Interstitial และ Appositional growth
Hypertrophic chondrocyte = เกิดการขยายขนาดของเซลลSกระดูกอ4อน จุดเกิด Chondrocyte Apoptosis
เซลลS Perichondrium cells จะกลายเปbน Osteoprogenitor cells à Osteoblast บริเวณกลาง(Diaphysis)
เรียกโครงสรAางของ Osteoblast ที่สะสม Ca บริเวณ Diaphysis นี้ว4า bony collar
จึงอาจเรียกขั้นตอนนี้อีกย4างว4า perichondral ossification เพราะ สรAาง Matrix ออกมาสะสม Ca บริเวณ Perichondrium

3. Step 3 Primary ossification center
เกิดบริเวณ Diaphysis ซึ่งจะเกิด periosteal bud หรือการแทรกเขAาไปของ Blood vessels บริเวณ Diaphysis
นำ Hematopoietic stem cells(osteoclast) และ Osteoprogenitor cells มายัง bony collar
เกิด Trabeculae formation เปbน Woven bone คือโครงสรAางกระดูกแรกเริ่ม
Step 4 Secondary ossification center
เกิดขึ้นที่ Epiphysis ดAาน proximal ก4อน distal
เซลลS Hypertrophic chondrocyte จะเกิด apoptosis และเกิด periosteal bud ของ Blood vessels เขAามาบริเวณ Epiphysis
เหลือ Epiphyseal plate (Growth plate) เพื่อใหA chondrocyte แบ4งเซลลSเพื่อยืดยาวกระดูก
Step 5 Development of periosteum

u Epiphyseal plate
Cartilage cells Zone of multiplication พบเซลลS Chondroblast/cyte รูปทรงแบน ที่รอการเจริญเติบโต
ß ß ß Zone of reserve cartilage
Zone of hypertrophy
พบการแบ4งเซลลSของ Chondrocyte และสรAาง Matrix เพื่อเพิ่มพื้นที่
พบการ Apoptosis ของ hypertrophic chondrocyte
Ý Ý Ý Zone of calcification พบ matrix ที่สะสม Ca
Bone cells Zone of ossification เกิดการแทรกเขAาไปของ Blood vessels และมีเซลลS Osteoprogenitor cells เขAามา

การเจริญในแนวยาวและการขยายความกวAางของกระดูก
1. Longitudinal growth (Interstitial growth) เกิดที่ Epiphyseal plate (ทุก Zone ยกเวAน Zone of reserve cartilage)
กระดูกแต4ละชิ้นมีช4วงเวลาการป?ด epiphyseal plate ที่ต4างกัน
เช4น Humerus และ Femur ของสุนัข
เกิด Epiphyseal plate closure เมื่อ 8-15 เดือน (distal ก4อน proximal)
เมื่อ Epiphyseal plate closure จะกลายเปbน Epiphyseal line
2. Latitudinal growth (Appositional growth) เกิดการสรAางเนื้อกระดูกบริเวณ bony collar (periosteum)
สรAางเนื้อกระดูกจาก Woven bone (trabecular bone) กลายเปbน Lamellar bone
มีการสลายกระดูกจากดAานใน endosteum เรียกว4า endosteal resorption
การสรAางเนื้อกระดูกดAานนอกจะมีอัตราการสรAางที่เร็วกว4าการสลายกระดูกจากดAานใน
u การเจริญพัฒนาของกระดูกโดยอิทธิพลของ Growth factor และ Transcription factor แบบ Endochondral ossification
1. กระตุAนใหA Mesenchymal cell โดยอาศัย BMPs(BMP-2,-4 และ -7) และ SOX trio (SOX-5,-6 และ -9) พัฒนาเปbน Chondrocyte
2. SOX-9 จะยับยังเซลลS Proliferating chondrocyte ไม4ใชAเกิดการขยายขนาด
3. BMPs(BMP-2,-3,-4 และ-7) และ Runx2(Runt-related transcription factor 2) จะตุAนใหAเซลลS Chondrocyte เกิดการแบ4งตัวและขยาย
ขนาด(Hypertrophic chondrocyte) จนเกิดการ Apoptosis
4. Runx2 จะกระตุAนใหAเกิด Periosteal bud เพื่อใหA Blood vessels แทรกเขAาและนำ Hematopoietic stem cells(osteoclast) และ
Osteoprogenitor cells มาเพื่อสรAางเปbนเนื้อกระดูก
B
u The center of ossification

4. u The center of ossification
> โปรตีนอื่น ที่เกี่ยวขAองกับ Bone development และ bone growth
Transforming Growth Factor–β (TGFβ)
มีผลต4อการสรAางกระดูกและสลายกระดูก
กระตุAนใหAเซลลS osteoprogenitor cells เกิดการใหAแบ4งตัว
กระตุAนใหAเซลลS osteoblast เกิดการสะสม collagen
ลดการเกิด bone resorption
Insulin-Like Growth Factor (IGF)
- IGF-I กระตุAนใหAเซลลS chondrocyte เกิดการแบ4งตัวที่ zone of multiplication
กระตุAนใหAเซลลS osteoprogenitor cell เกิดการพัฒนาและเปลี่ยนแปลง
- IGF-II กระตุAนใหAเซลลS osteoblast สรAางและหลั่ง matrix ที่ zone of ossification
Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF)
มีผลต4อการสรAางเสAนเลือดที่ Epiphysis และ บริเวณที่มีการแตกหักเพื่อปรับแต4งกระดูก
กระตุAนการเกิด endotheliogenesis หรือการสรAางเสAนเลือดที่ epiphyseal plate หรือ ตำแหน4งที่แตกหัก
Fibroblast Growth Factors (FGFs)
กระตุAนใหAเกิดการพัฒนา Chondrocyte และ osteoblast
กระตุAนใหAเกิดการสะสม collagen
กระตุAนใหAเกิด endotheliogenesis

> Cytokine
คือ โปรตีนขนาดเล็กที่หลั่งมาจากเซลลSต4าง ๆ ซึ่งเกี่ยวขAองกับกระบวนการอักเสบและบางชนิดมีผลต4อกระดูกอ4อนและกระดูกแข็ง
Cytokineมีผลต4อกระดูกอ4อนและกระดูกแข็ง
Prostaglandins: PGE2
กระตุAนการเกิด bone remodeling เพื่อการปรับแต4งกระดูก
Interleukins (ILs):
- ILs1, ILs6กระตุAนใหAเซลลS osteoclast เกิดการรวมตัว(aggregations) เพื่อจับกินเซลลSกระดูกอ4อน
- ILs6 กระตุAนการเกิด osteoblastogenesis หรือกระตุAนการเจริญของเซลลS Osteoblast
Tumor necrosis factors (TNFs):
- TNFs-α กระตุAน osteoclast เกิดการรวมตัว(aggregations) เพื่อจับกินเซลลSกระดูกอ4อน


Ø Bone remodeling
เปbนการทำงานร4วมกันของเซลลS Osteoclast และ Osteoblast เพื่อการปรับโครงสรAางกระดูกใหAเหมาะสม
เกิดขึ้นไดAตลอดช4วงอายุ
รูปแบบของการเปลี่ยนเนื้อกระดูกเก4าแทนที่ดAวยเนื้อกระดูกใหม4
Reshaping bone เปbนการเปลี่ยนแปลงรูปร4างของกระดูกเมื่อเกิดการแตกหักของกระดูก
Repairing micro-cracks เปbนการซ4อมแซมกระดูกที่เกิดการแตกหักขนาดเล็ก ๆ (micro-cracks)
การปรับแต4งกระดูกแบ4งเปbน 2 บริเวณ เรียกว4า 2 remodeling units
1. Resorption unit
Cutting cone เซลลS Osteoclast จะจัดกิน ดูดซึม ทำลายเนื้อกระดูก
2. Reformation unit
Closing cone เซลลS Osteoblast จะหลัง osteoid ทำใหAเกิดการสะสม Ca อีกครั้ง (Bone mineralization)

5. • Osteoclast differentiation
การกำเนิดและการพัฒนาจนกระทั้งเปbนเซลลS Osteoclast
Osteoclast differentiation
1. Hematopoietic stem cell (HSC) à Common myeloid progenitor à gronulocyte/monocyte progenitor และเกิดการรวมกลุ4ม
2. เซลลS gronulocyte/monocyte progenitor จะรวมกันประมาณ 15 เซลลS เกิดเปbน Osteoclast precursor ที่มีหลาย Nucleus ในเซลลS
3. เซลลS Bone marrow stromal stem cell (BMSC) ปล4อยสารกระตุAนใหAกลายเปbน osteoclast precursor à Osteoclast
M-CSF; Macrophage colony- stimulating factor
TNF- α , ILs-1, 6
และ * RNAKL; Receptor activator of nuclear factor-KB Ligand molecule
4. เซลลS osteoclast precursor มี Transcription factors (c-fos และ NF-KB) ซึ่งจะถูก activated โดย RANK receptor ที่รอจับ RANKL
NF-KB; Receptor Activator of Nuclear factor-KappaB
5. RANKL มาจากบนผิวของ stromal cell และอยู4ในรูป soluble RANKL ที่หลั่งออกมาจากเซลลS T-cell
6. เซลลS osteoclast precursor ถูก activator โดย RANKL กลายเปbน active Osteoclast
xXx เซลลS Osteoblast สามารถหลั่ง Osteoprotegerin (OPG) ซึ่งเปbน inactivator ของ RANKL
ดังนั้นบริเวณที่มี osteoblast อยู4มาก (หรือบริเวณที่กําลังสรAางเนื้อกระดูกใหม4) มักจะพบ osteoclast อยู4นAอย

u การจับกินกระดูก(Bone resorption) ของเซลลS Osteoclast
a. เซลลS Osteoclast เกาะกับ bone matrix โดยใชA adhesion molecule(Actin, Vinculin, Talin) ที่พบใน clear zone
b. เมื่อเซลลS Osteoclast ยืดกับ bone matrix โดย adhesion molecule เพื่อป?องกันการรั่วแลAว
- ปล4อย proton (H
+
) เพื่อสรAางสภาวะกรด และย4อย non collagen (hydroxyapatite crystals)
- ปล4อย enzyme
สลาย protein Tartrate- resistant acid phosphatase (TRAP) ซึ่งใชAเปbน marker ต4อการทำงานของ osteoclast
สลาย collagen และโปรตีน Cathepsin K และ matrix metalloproteinases 9 (MMPs-9: ใชAเปbน marker เช4นเดียวกัน)
ในสัตวSไม4นิยมตรวจหา TRAP และ MMPs-9

• Osteocytic remodeling
การทำงานของเซลลS osteocyte
เซลลS osteocyte จัดเปbน Mechanosensory cell of bone คือเซลลSที่รับรูAแรงกระทำกชต4อกระดูก
เซลลS osteocyte มีหนAาที่ในการควบคุมสมดุลของ bone matrix
1. Formative osteocyte กระบวนการสรAางกระดูก
เซลลS osteocyte สรAางและหลัง osteoid เมื่อมี mechanical stimuli เช4น ออกกําลังกาย
การหลั่ง osteoid มาเพื่อจับกับ Ca แต4จะหลั่งออกมานAอยเมื่อเทียบกับ osteoblast
2. Resorptive osteocyte กระบวนการสลายกระดูก
เซลลS osteocyte จะหลั่ง enzyme : matrix metalloproteinases (MMPs-13)
Osteocytic osteolysis เปbนกระบวนการจับกินกระดูก แต4มีประสิทธิภาพต่ำว4า Osteoclast
มีความสําคัญต4อการรักษาสมดุล Calcium และ phosphate ion ในเลือด

• Bone formation/reformation by osteoblast
การสรAางกระดูกโดยเซลลS osteoblast
เซลลS osteoblast จะหลั่ง Osteoid (unmineralized bone) เพื่อจับกับ Ca ซึ่งถูกกระตุAนดAวย TGFβ และ IGF-1, 2
Collagen type I & Proteoglycans
Bone matrix protein – ใชAเปbน marker ต4อการทำงานของ osteoblast
Osteocalcin และ Osteonectin
Bone sialoproteins (BSP1,2)
Alkaline phosphatase (ALP)

6. u Bone mineralization
การสรAางเนื้อกระดูกโดยการสะสม Ca และ PO4 โดย Osteoid จากเซลลS osteoblast
- เมื่อมีปริมาณ Ca และ PO4 ion ที่มากพอ Ca จะถูกตรึงไวAโดย Calcium binding protein
Osteocalcin, Osteonectin และ Bone sialoproteins (BSP1,2)
- Ca ที่มากพอ จะกระตุAนใหA Osteoblast หลั่งสาร Alkaline phosphatase (ALP) ทำใหAเกิดการดึง PO4 เขAามาที่ osteoid เพิ่มขึ้น
และดึง Ca เขAามาเพิ่มมากขึ้นอีก
- ALP ช4วยทำใหAเกิด crystallization ของ CaPO4 ที่เรียกว4า hydroxyapatite crystals; Ca10(PO4)6(OH)2 และเกิดเปbนเนื้อกระดูก

Ø Healing process of bone and articular cartilage
y Healing process of bone

uรูปแบบของการเกิด Bone healing มีดAวยกัน 2 รูปแบบ
> Primary bone healing เปbนกระบวนการที่ไม4ไดAเกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ มีการใชAเครื่องมือ เช4น plate screws
เปbนการจัดกระดูกใหAเขAารูปร4างเดิมโดยมีแรง กด และการสัมผัสกันของหนAาตัดกระดูก
ไม4เกิด callus
> Secondary bone healing เปbนกระบวนการที่เกิดขึ้นเองตามตามธรรมชาติ หรือ จากการพันดามภายนอก (cast reduction)
เกิด callus

• ขั้นตอนการซ4อมแซมกระดูก 1. Inflammation
2. Bone formation
(3. Bone remodeling)
1. Inflammation; ขั้นตอนของการอักเสบ
- ใชAเวลาประมาณ 1 สัปดาหS
- เมื่อเกิดการหักของกระดูกเซลลSจะเกิด Bone necrosis โดยเฉพาะ เสAนเลือด และ Periosteum
- ระยะ Fracture hematoma
เสAนเลือด และ Periosteum จะหลั่ง TNF-α, ILs-1, ILs-6, VEGF, M-CSF, RANKL เพื่อเรียก Osteoclast มาจับกินเซลลSกระดูก
- ระยะทAาย Granulation tissue
เกิดชั้นบางๆ ของ Loose connective tissue มาหุAมบริเวณที่หัก
Periosteum ชั้นนอกจะมี fibroblast สำหรับสรAาง connective tissue
ชั้นในมี progenitor cell ที่เปลี่ยนเปbน osteo/chondroblast ไดA
2. Bone formation; ขั้นตอนการสรAางกระดูก
Periosteum à Chondroblast à Chondrocyte หลัง Matrix à Fibroblast
- ระยะแรก Soft callus (fibrocartilaginous callus)
ใชAระยะเวลา 2-3 สัปดาหS
เกิด Dense fibrous connective tissue เช4น collagen, grand substance
เซลลS chondroblast สรAางกระดูกออก(cartilage)เขAามาแทนที่
- ระยะหลัง Hard callus (bony callus)
ใชAระยะเวลา 3-4 เดือน
เกิดการ Apoptosis ของเซลลS Hypertrophic chondrocyte
เซลลS Osteoblast หลั่ง osteoid เพื่อสรAางเปbน spongy bone รูปร4างไม4เปbนระเบียบ(Woven bone)
3. Bone remodeling
- ใชAระยะเวลา 1 – 3 ป?
- เปbนการทำงานของ Osteoclast และ osteoblast

7. y Healing process of articular cartilage
การซ4อมแซมกระดูกอ4อนผิวขAอ
หลังการซ4อมแซมจะไม4มีชั้น Superficial และ ชั้น Intermediate(Transitional)
ขAอจำกัดของการซ4อมแซมกระดูกอ4อนผิวขAอ
- กระดูกอ4อนผิวไม4มีเสAนเลือดมาเลี้ยง (Nonvascular) จึงทำใหAการซ4อมแซมเกิดขึ้นไดAชAา
- เซลลSที่กระดูกอ4อนผิวขAอเปbน เซลลS mature chondrocytes ที่แบ4งตัวไม4ไดA
- หากรอยแตกลึกไปถึงชั้น subchondral bone จะมี healing เกิดขึ้น แต4 Cartilage ที่สรAางใหม4 จะเปbน fibrocartilage (collagen fiber
type I) ไม4ใช4 Hyalin cartilage(collagen fiber type II) แบบเดิม
รักษาแบบ Autologous chondrocyte implantation คือจะทำการปลูกถ4าย Hyalin cartilage จากตำแหน4งอื่นเขAามา
จะทำใหAไดA collagen fiber type II (hyalin-like cartilage)

Ø Effect of PTH and Calcitonin on bone growth
• Parathyroid hormone (PTH) เพิ่ม blood Ca
2+
level ใหAกลับมาในระดับปกติ ซึ่งมีผลต4ออวัยวะ ไต และลําไสAเล็ก ดAวย
PTH กระตุAนใหAเกิด Osteocytic osteolysis (osteocyte สลาย bone matrix)
การมีระดับของ PTH สูงในระยะยาว จะกระตุAน Osteoclast ใหAสลายกระดูกผ4าน RANK-RANKL signaling
การใหA PTH ในระดับต่ำและไม4คงที่(Intermittent low level) จะไปกระตุAน Osteoblast ใหAสรAางกระดูก
• Calcitonin ลด blood Ca
2+
level ใหAกลับมาในระดับปกติ (ไต ลําไสAเล็ก)
ยับยั้งการทำงานของ Osteoclast โดยตรง
ยับยั้งการทำงานของ PTH
• Growth hormone
• Insulin-Like Growth Factor (IGF)
IGF-I กระตุAน chondrocyte ใหAแบ4งตัวที่ zone of multiplication
กระตุAนการพัฒนาของ osteoprogenitor cell differentiate
IGF-II กระตุAนใหA osteoblast ใหAสรAาง matrix ที่ zone of ossification
• Estrogen
กระตุAนการสรAาง Osteoprotegerin (inhibitor of RANKL) เพิ่มไปยับยั้งการสลายกระดูก
กระตุAนการหลั่ง Transforming Growth Factor–β (TGFβ)
ใหA osteoprogenitor cells ใหAแบ4งตัว และกระตุAน osteoblast และ collagen
ยังยั้งการเกิด bone resorption
• การขาด Vitamin D
มีผลต4อลูกสัตวSที่ตำแหน4ง Zone of hypertrophy ของ Epiphyseal plate
ลดการ apoptosis ของ hypertrophic chondrocyte
ลดการเกิด Calcification ที่กระดูกและกระดูกอ4อน
ลดการทำงานของ Chondro/osteoclast (MMP-9) โดยลดการผลิต RANKL ทำใหA Chondro/osteoclast มีนAอยลงและไม4ทำงาน
เสAนเลือดใหม4มาที่ epiphyseal plate ไดAนAอยลง