Углеводы могут быть разделены на кристаллические вещества (глюкоза и фруктоза) и полисахариды. В костной ткани содержится 6—8 мг полисахаридов на 100 г этой ткани. В состав мукополисахаридов, помимо углевода, водорода и кислорода, входят азот и сера. При разрушении костной ткани выделяются протеогликаноподобные соединения и мукополисахариды или гликозаминогликаны, играющие большую роль в процессе коллагенообразования. Они выполняют цементирующую роль в укреплении волокнистых структур за счет минерализации костной ткани.
Существенная роль в синтезе клеточных белков принадлежит нуклеиновым кислотам. Они передают и обеспечивают хранение в ядре клетки генетической информации, участвуют в механизмах ее передачи. Нуклеиновые кислоты включают углевод рибозу (рибонуклеиновую кислоту — РНК) и дезоксирибозу (вид сахара, входящего в состав дезоксирибонуклеиновой кислоты). Кроме того, каждая молекула нуклеиновой кислоты включает неодинаковое количество нуклеотидов, в которых сочетаются азотистые пуриновые или пиримидиновые основания, углерод и фосфорная кислота. Рибоза или дезоксирибоза соединяется с азотистыми основаниями и образует нуклеозиды. Последние соединяются с фосфорной кислотой и создают нуклеотиды. В молекулу РНК входит 5 тыс., а в молекулу ДНК — до 25 тыс. нуклеотидов. В костной ткани обнаружены и ДНК и РНК, причем последней в 2 раза больше, чем первой. В губчатом веществе РНК в 2 раза больше, чем в компактной части кости. Это свидетельствует о том, что в остеобластах достаточно выражена метаболическая и синтетическая деятельность.
Выше указано, что минерализация кости — процесс сложный. Он протекает на основании определенных закономерностей, в нем участвуют кальций и фосфор. Кстати, почти 99% тканевого кальция, 87% фосфора и 58% магния содержатся в костном скелете, причем самые мелкие кристаллы минералов кости принимают наиболее активное участие в кальциевом и фосфорном обмене. Важную функцию в этом обмене выполняют микроэлементы, и прежде всего медь, цинк, алюминий, стронций, фтор, бериллий и др. Они приобретают существенное значение в метаболических процессах, в которых участвуют такие ферменты костной ткани, как щелочная фосфатаза, каталаза, цитохромоксидаза.
Цинк является ингибитором цитохромоксидазы и каталазы, а также активатором щелочной фосфатазы. Стронций и ванадий принимают участие в процессе обызвествления (отложения солей), а цинк, галлий и барий — в сложном процессе декальцинации (вымывания из кости кальция). Обмен стронция тесно связан с обменом кальция. Первый как бы конкурирует за место в кристаллической решетке кости (гидрооксипатит) со вторым. Важная роль в растворении минеральных веществ кости принадлежит лимонной кислоте. Ее концентрация в кости в 230 раз выше, чем в печени; 3/4 общего количества лимонной кислоты организма находится в скелете. Она откладывается в компактной части кости, а в губчатой части активно участвует в окислительно-восстановительных, метаболических процессах.
Цикл лимонной кислоты, или цикл Кребса, является основой, определяющей процесс сгорания углеводов. Эта кислота также участвует в процессе регуляции кальциевого обмена и содержания кальция в сыворотке крови. Большую роль в регуляции этих процессов выполняют гормоны паращитовидных желез. Известно, что белки постепенно распадаются на аминокислоты, жиры — на жирные кислоты и глицерин, углеводы — на простые сахара. Однако указанные процессы в организме протекают медленно, и только ферменты способствуют их ускорению. С помощью различных ферментов наступают расщепление субстрата, перераспределение внутримолекулярной энергии и снижение прочности внутримолекулярных связей. При этом образовавшиеся комплексы распадаются, ферменты освобождаются и сам субстрат превращается в более простое вещество. Под влиянием различных ферментов процессы расщепления вещества протекают в сотни тысяч и миллионы раз интенсивнее, чем без ферментов. Это доказано в эксперименте. Ферменты способны расщепляв значительно больше вещества, чем они составляют сами по своей массе, при этом они действуют строго специфично, т. е. фермент, который расщепляет углеводы, например, не может действовать на жиры или белки, и наоборот, ферменты, расщепляющие белки, не могут расщеплять углеводы. Наконец, скорость синтеза ферментов и их активность находятся под генетическим контролем.