Kostnienie śródbłonkowe - Intramembranous ossification

Kostnienie śródbłonkowe jest jednym z dwóch zasadniczych procesów zachodzących podczas płodowego rozwoju układu kostnego gnathostomu (z wyjątkiem chrzęstnoszkieletów, takich jak rekiny ) , w którym wytwarzana jest prymitywna tkanka kostna . Intramembranous kostnienie jest istotnym procesem w naturalnego gojenia złamań kości i tworzeniu szczątkowej w kości na głowę .

W przeciwieństwie do kostnienia śródbłonkowego , które jest drugim procesem tworzenia tkanki kostnej podczas rozwoju płodu, chrząstka nie jest obecna podczas kostnienia śródbłonkowego.

Tworzenie tkanej kości

Mezenchymalne komórki macierzyste w obrębie mezenchymu lub jamy szpikowej złamania kości inicjują proces kostnienia śródbłonkowego. Mezenchymalna komórka macierzysta (MSC) to niespecjalizowana komórka, która może przekształcić się w osteoblast . Zanim zacznie się rozwijać, cechy morfologiczne MSC są następujące: Małe ciało komórkowe z kilkoma wyrostkami komórkowymi, które są długie i cienkie; duże, okrągłe jądro z wydatnym jąderkiem otoczonym przez drobno zdyspergowane cząsteczki chromatyny , nadające jądru wyraźny wygląd; oraz niewielka ilość aparatu Golgiego , szorstkiej retikulum endoplazmatycznego , mitochondriów i poliryboosomów . Ponadto mezenchymalne komórki macierzyste są szeroko rozproszone w macierzy zewnątrzkomórkowej pozbawionej każdego rodzaju kolagenu , z wyjątkiem kilku włókien siatkowatych .

Mikrografia w świetle nidusu składającego się z komórek osteoprogenitorowych , na których widoczny jest aparat Golgiego .

Proces kostnienia śródbłonkowego rozpoczyna się, gdy mała grupa sąsiednich MSC zaczyna się replikować i tworzyć małe, gęste skupisko komórek zwane nidus . Gdy nidus zostanie utworzony, MSC w nim przestają się replikować. W tym momencie zaczynają zachodzić zmiany morfologiczne w MSC: Ciało komórki jest teraz większe i bardziej okrągłe; nie ma już długich, cienkich procesów komórkowych; i zwiększa się ilość aparatu Golgiego i szorstkiej retikulum endoplazmatycznego. Ostatecznie wszystkie komórki w nidus rozwijają się w komórkę osteoprogenitorową i wykazują cechy morfologiczne .

Mikrografia świetlna nidusu składającego się z osteoblastów , wiele z nich przedstawia wybitny aparat Golgiego , który stworzył osteoid w swoim centrum.

Na tym etapie rozwoju zachodzą zmiany w morfologii komórek osteoprogenitorowych: ich kształt staje się bardziej kolumnowy, wzrasta ilość aparatu Golgiego i szorstkiej retikulum endoplazmatycznego. Ostatecznie wszystkie komórki w nidus rozwijają się w osteoblast i wykazują cechy morfologiczne . Następnie osteoblasty tworzą macierz zewnątrzkomórkową zawierającą włókienka kolagenu typu I , czyli osteoid . Osteoblasty, podczas wyściełania obrzeża nidus, nadal tworzą osteoidy w środku nidus. Niektóre osteoblasty zostają włączone do osteoidu i stają się osteocytami .

Mikrografia świetlna nieodwapnionego nidusu składającego się z prymitywnej tkanki kostnej wyścielonej licznymi osteoblastami .

W tym momencie osteoid ulega mineralizacji, w wyniku czego powstaje nidus składający się ze zmineralizowanych osteoidów, który zawiera osteocyty i jest wyłożony aktywnymi osteoblastami. Nidus, który powstał jako rozproszony zbiór MSC, rozwinął się w tkaną kość, najbardziej podstawową tkankę kostną .

Tworzenie kości

Pierwszym krokiem w tym procesie jest tworzenie drzazg kostnych, które ostatecznie łączą się ze sobą i stają się beleczkami . Okostnej jest uformowany dalej i wzrostu kości na powierzchni beleczek. Podobnie jak drzazgi, rosnący wzrost beleczek powoduje wzajemne połączenia, a ta sieć nazywana jest tkaną kością . Ostatecznie tkana kość zostaje zastąpiona kością blaszkowatą .

Tworzenie drzazg kostnych

Embriologiczne komórki mezenchymalne (MSC) kondensują się w warstwy unaczynionej prymitywnej tkanki łącznej . Pewne komórki mezenchymalne grupują się razem, zwykle w pobliżu lub wokół naczyń krwionośnych i różnicują się w komórki osteogenne, które konstytutywnie odkładają macierz kostną . Te agregaty macierzy kostnej nazywane są drzazgami kostnymi. Oddzielne komórki mezenchymalne różnicują się w osteoblasty , które ustawiają się wzdłuż powierzchni kolca i wydzielają więcej osteoidu , co zwiększa jego rozmiar.

Tworzenie kości beleczkowej

W miarę wzrostu drzazgi łączą się z sąsiednimi drzazgami, co powoduje tworzenie się beleczek . Kiedy osteoblasty zostają uwięzione w wydzielanej przez siebie macierzy, różnicują się w osteocyty . Osteoblasty nadal ustawiają się w linii na powierzchni, co zwiększa rozmiar. Wraz z postępującym wzrostem beleczki łączą się ze sobą i tworzy się kość beleczkowa . Termin pierwotna spongiosa jest również używany w odniesieniu do początkowej sieci beleczkowej.

Pierwotne centrum kostnienia

Okostnej jest utworzona wokół beleczek przez różnicowanie komórek mezenchymalnych. Głównym ośrodkiem kostnienia jest obszar, w którym następuje wzrost kości między okostną a kością. Komórki osteogenne, które pochodzą z okostnej, zwiększają wzrost apozycyjny i tworzy się kołnierz kostny . Ostatecznie kołnierz kostny ulega mineralizacji i tworzy się kość blaszkowata .

Tworzenie osteonu

Osteony są składnikami lub głównymi strukturami zbitej kości. Podczas tworzenia drzazg kostnych procesy cytoplazmatyczne osteoblastów łączą się ze sobą. To staje się kanalikami osteonów. Ponieważ drzazgi kostne mają tendencję do tworzenia się wokół naczyń krwionośnych , przestrzeń okołonaczyniowa jest znacznie zmniejszona w miarę wzrostu kości. Kiedy następuje zastąpienie kości zbitej, to naczynie krwionośne staje się centralnym kanałem osteonu.

Przykłady w organizmie człowieka

Następujące kości rozwijają się u ludzi poprzez śródbłoniaste kostnienie :

Zobacz też

Przypisy

Bibliografia

  • Martin, RB; Burr, DB; Sharkey, NA (1998). Mechanika tkanki szkieletowej . Springer-Verlag. Rozdział 2.