Матриксные везикулы и кальцификация

Матриксные везикулы (МВ) — это внеклеточные частицы диаметром 100 нм, окружённые мембраной и избирательно локализующиеся в местах начальной кальцификации в хряще, кости и предентине. Первые кристаллы апатитного костного минерала формируются внутри МВ вблизи внутренней поверхности их мембран.

Биогенез матриксных везикул происходит путём поляризованного почкования и отделения везикул от определённых участков наружной плазматической мембраны дифференцирующихся хондроцитов ростковой пластинки, остеобластов и одонтобластов. Поляризованное высвобождение МВ в отдельные участки формирующегося матрикса определяет неслучайное распределение кальцификации.

Инициация первых минеральных кристаллов внутри МВ (фаза 1) усиливается за счёт активности фосфатаз МВ (например, щелочной фосфатазы, аденозинтрифосфатазы и пирофосфатазы), а также кальций-связывающих молекул (например, аннексина I и фосфатидилсерина), которые концентрируются в мембране МВ или вблизи неё. Фаза 2 биологической минерализации начинается с высвобождения кристаллов через мембрану МВ, в результате чего заранее сформированные кристаллы гидроксиапатита оказываются в внеклеточной жидкости.

Внеклеточная жидкость обычно содержит достаточные количества Ca2+ и PO4(3−) для непрерывного роста кристаллов; при этом заранее сформированные кристаллы служат ядрами для образования новых кристаллов в процессе гомологической нуклеации. При таких заболеваниях, как остеоартрит, кристаллический артрит и атеросклероз, МВ запускают патологическую кальцификацию, которая, в свою очередь, ускоряет прогрессирование заболевания.