Кости начинают формироваться задолго до появления ребенка на свет и продолжают удлиняться примерно до 17 лет, а укрепляться до 25–30 лет. Хотя после 30 лет длина костей существенно не меняется, их прочность уменьшается по причине изменения гормонального фона к среднему возрасту, и после 65 лет этот процесс постепенно сходит на нет. Несмотря на то что после 65 лет разрушение костей начинает замедляться, за большинство случаев остеопороза отвечает совокупная потеря костной массы.

Во всех костях (коротких и длинных, круглых и плоских, у женщин и у мужчин) постоянно происходят два процесса: увеличение костной массы и прочности, уменьшение костной массы. Как практически в любой живой ткани, идет нескончаемый процесс метаболизма – постоянное обновление элементов кости.

Клетки под названием «остеобласты», формирующиеся из клеток хрящевой ткани, хондроцитов, секретируют коллаген, протеогликаны и гликопротеины, из которых образуется органический белковый матрикс – упоминавшийся ранее остеоид. Затем матрикс притягивает к себе кальций и фосфаты для образования молекулы гидроксиапатита (см. рис. 7). Некоторые плоские кости образуются непосредственно из секретов остеобластов; длинные кости рук и ног сначала представляют собой небольшие хрящевые образования, которые впоследствии окостеневают.

Остеобласты образуют тонкую оболочку вокруг кости и постепенно интегрируются с ней, превращаясь в остеоциты. Их форма меняется с прямоугольной на звездообразную, длинные тонкие отростки соединяются с другими остеоцитами. В конечном итоге первые клетки этой цепочки подсоединяются к кровеносному сосуду – одному из крошечных капилляров – для обмена питательными веществами и продуктами метаболизма. Считается, что цепочка из 15 остеоцитов способна эффективно транспортировать химические элементы между центральным каналом, содержащим кровеносный сосуд и нерв, и дальней клеткой цепочки.

Сами остеобласты, их предшественники (хондроциты) и образующиеся из них остеоциты чувствительны к гормональным изменениям в организме: прогестерон, эстроген, тестостерон, гормон роста, гормоны щитовидной железы и паратиреоидный гормон – все они способны сыграть свою роль. Вскоре мы до них дойдем. В этом превращении есть еще один важный участник – остеокласты, отвечающие за другой, антагонистический процесс.

Остеокласты – независимые гигантские клетки, производные костного мозга, количество ядер которых может достигать пятидесяти. Они в буквальном смысле переваривают костную ткань, возвращая в кровоток поглощенный белок и минералы. Они устремляются в участки поврежденной и старой костной ткани, а также туда, где погибли остеоциты. Благодаря своему гофрированному краю остеокласты надежно прикрепляются к пораженному участку кости и через этот край выделяют в нее гидролитические ферменты. Кислый ферментный коктейль разрушает кость. Абсорбируясь в остеокласт, белок продолжает расщепляться, после чего его компоненты вместе с минералами снова попадают в общий кровоток.

Поведение остеокластов обусловливается многими факторами. Кальцитонин (гормон щитовидной железы) оказывает на них ингибирующее действие. Паратиреоидный гормон производит противоречивый эффект: он стимулирует остеоциты (соперников остеокластов) и заставляет их продуцировать больше белка и выделять специальную молекулу, которая, в свою очередь, активизирует остеокласты. Таким образом, паратиреоидный гормон прямо стимулирует остеоциты и косвенно – остеокласты: получается своего рода межклеточная система сдержек и противовесов.