KOSTNIENIE ENDOCHONDRALNE: HISTOLOGIA I PROCES - ANATOMIA I FIZJOLOGIA - 2026

Wewnątrzchrząstkowego kostnienia i intramembranous kostnienie dwa mechanizmy tworzenia kości, podczas rozwoju embrionalnego. Oba mechanizmy powodują powstanie histologicznie identycznej tkanki kostnej.

Kostnienie endochondralne wymaga odlewania chrząstki i jest mechanizmem kostnienia większości długich i krótkich kości w organizmie. Ten proces tworzenia się kości przebiega w dwóch etapach: 1) powstaje miniaturowy model chrząstki szklistej; 2) chrząstka nadal rośnie i służy jako szkielet strukturalny do tworzenia kości. Chrząstka jest ponownie wchłaniana, gdy jest zastępowana przez kość.

Graficzne przedstawienie struktury chrząstki szklistej (źródło: Kassidy Veasaw za pośrednictwem Wikimedia Commons)

Nazywa się to endochondralnym, ponieważ kostnienie zachodzi od wewnątrz na zewnątrz, aby odróżnić je od kostnienia okołochrzęstnego, które występuje na zewnątrz (od okołochrzęstnego) do wewnątrz.

Kostnienie oznacza tworzenie się kości. To tworzenie kości jest spowodowane działaniem osteoblastów, które syntetyzują i wydzielają macierz kostną, która jest następnie mineralizowana.

Kostnienie zaczyna się w miejscu chrząstki zwanym centrum kostnienia lub jądrem kostnym. Może istnieć kilka takich ośrodków, które szybko łączą się, tworząc pierwotne centrum kostnienia, z którego rozwinie się kość.

Histologia

U płodu, w okolicy, w której ma powstać kość, rozwija się model chrząstki szklistej. Chrząstka szklista powstaje w wyniku różnicowania komórek mezenchymalnych. Zawiera kolagen typu II i jest najbardziej obfity w organizmie. Z tej chrząstki dochodzi do kostnienia.

Tworzenie chrząstki

W regionach, w których ma powstać chrząstka, komórki mezenchymalne są grupowane i modyfikowane, tracąc swoje rozszerzenia i zaokrąglając się. Tak powstają centra chondryfikacji. Komórki te przekształcają się w chondroblasty, wydzielają macierz i zostają uwięzione, tworząc tzw. „Luki”.

Chondroblasty otoczone macierzą, które tworzą luki, nazywane są chondrocytami. Komórki te dzielą się i wydzielając macierz oddzielają się, tworząc nowe luki, aw konsekwencji generując wzrost chrząstki.

Ten rodzaj wzrostu zachodzi od wewnątrz na zewnątrz i nazywa się wzrostem śródmiąższowym. Komórki mezenchymalne otaczające chrząstkę różnicują się w fibroblasty i tworzą okołochondrium, które otacza chrzęstny szkielet.

Tworzenie kości

Początkowo chrząstka rośnie, ale następnie chondrocyty w centrum ulegają hipertrofii, gromadzą glikogen i tworzą wakuole. Zjawisko to zmniejsza przegrody macierzy, które z kolei ulegają zwapnieniu.

W ten sposób proces tworzenia się kości rozpoczyna się od pierwotnego ośrodka kostnienia, który poprzez sekwencyjny proces zastępuje ponownie wchłanianą chrząstkę i tworzy się kość.

Wtórne centra kostnienia tworzą się na końcach nasad kostnych w mechanizmie podobnym do kostnienia trzonów, ale nie tworzą kostnego kołnierza.

W tym przypadku komórki osteoprogenitorowe, które atakują chrząstkę nasady, przekształcają się w osteoblasty i zaczynają wydzielać macierz, co ostatecznie kończy się zastąpieniem chrząstki nasady kością.

Proces kostnienia wewnątrzwydzielniczego

- Główne procesy

Kostnienie śródchrzęstne zachodzi w siedmiu procesach opisanych poniżej.

Tworzenie chrząstki szklistej

Powstaje model chrząstki szklistej pokrytej okołochrzęstem. Dzieje się to w zarodku, w obszarze, w którym kość później się rozwinie. Niektóre chondrocyty ulegają przerostowi, a następnie umierają, a macierz chrząstki ulega zwapnieniu.

Powstaje pierwotne centrum kostnienia

Środkowa błona trzonu jest unaczyniona w okolicy okołochrzęstnej. W tym procesie okostna staje się okostną, a komórki chondrogenne - komórkami osteoprogenitorowymi.

Tworzenie kołnierza kostnego

Nowo utworzone osteoblasty syntetyzują macierz i tworzą kościsty kołnierz tuż poniżej okostnej. Kołnierz ten zapobiega dyfuzji składników odżywczych do chondrocytów.

Tworzenie jam szpikowych

Chondrocyty w centrum trzonu, które uległy przerostowi, nie przyjmując składników odżywczych, umierają i ulegają degeneracji. Powoduje to pozostawienie zlewających się pustych wakuoli w środkowej części trzonu, które następnie tworzą jamy szpikowe kości.

Pączek osteogenny i początek zwapnienia

Osteoklasty zaczynają formować „dziury” w podokostnej kołnierzu kostnym, przez które wchodzi tak zwany pączek osteogenny. Ten ostatni składa się z komórek osteoprogenitorowych, komórek hematopoetycznych i naczyń krwionośnych. To rozpoczyna zwapnienie i produkcję kości.

Powstanie kompleksu składającego się z chrząstki i zwapniałej kości

Histologicznie, zwapniona chrząstka zabarwia się na niebiesko (bazofilowo), a zwapniałe kości na czerwono (acidophilus). Z komórek osteoprogenitorowych powstają osteoblasty.

Proces wzrostu kości (Źródło: praca pochodna: Chaldor (dyskusja) Illu_bone_growth.jpg: Fuelbottle via Wikimedia Commons)

Te osteoblasty tworzą macierz kostną, która jest odkładana w zwapnionej chrząstce, następnie ta nowo utworzona macierz ulega zwapnieniu i w tym czasie powstaje kompleks zwapniałej chrząstki i kości.

Proces resorpcji

Osteoklasty zaczynają resorbować zwapniony zespół chrząstki i kości w miarę pogrubiania się kości podokostnej, rosnącej we wszystkich kierunkach w trzonie. Ten proces resorpcji zwiększa rozmiar kanału szpikowego.

Pogrubienie podokostnej kołnierza kostnego narasta w kierunku nasad nasadowych i stopniowo chrząstka trzonu jest całkowicie zastępowana przez kość, pozostawiając chrząstkę tylko w nasadach.

- Wtórne centra kostnienia

1- Tutaj zaczyna się kostnienie nasad. Dzieje się to w taki sam sposób, jak w pierwotnym centrum kostnienia, ale bez tworzenia podokostnego pierścienia kostnego. Osteoblasty odkładają macierz na zwapnionej chrząstce.

2- Kość rośnie w płytce nasadowej. Powierzchnia stawowa kości pozostaje chrzęstna. Kość rośnie na nasadowym końcu płytki, a kość jest dodawana na trzonowym końcu płytki. Pozostaje chrząstkowa płytka nasadowa.

3- Kiedy kończy się wzrost kości, chrząstka nasadki nie rozmnaża się. Wzrost trwa do momentu zjednoczenia nasady i trzonu kości ze skonsolidowaną kością, zastępując chrząstkę nasady kością.

Ten proces wzrostu trwa kilka lat, zanim się zakończy, aw trakcie tego procesu kość jest stale przebudowywana.

Bibliografia

1. Eroschenko, wiceprezes i Di Fiore, MS (2013). Atlas histologiczny DiFiore'a z korelacjami funkcjonalnymi. Lippincott Williams & Wilkins.
2. Gartner, LP i Hiatt, JL (2010). Zwięzła książka histologiczna. Elsevier Health Sciences.
3. Hiatt, JL (2006). Atlas histologii kolorów. Lippincott Williams & Wilkins.
4. Mackie, E., Ahmed, YA, Tatarczuch, L., Chen, KS, & Mirams, M. (2008). Kostnienie endochondralne: jak chrząstka jest przekształcana w kość w rozwijającym się szkielecie. The International Journal of biochemistry & cell biology, 40 (1), 46-62.
5. Nathalie Ortega, Danielle J. Behonick i Zena Werb. (2004) Przebudowa macierzy podczas kostnienia śródchrzęstnego. Trends Cell Biol .; 14 (2): 86–93.