Osteogenez PDF

OSTEOGENEZ Dr. Öğr. Üyesi Burcu BİLTEKİN İstanbul Atlas Üniversitesi Tıp Fakültesi Histoloji Embriyoloji Anabilim Dalı Kemik dokusunun yeniden şekillenmesi 1. Kompakt kemiğin yeniden şekillenmesi. 2. Trabeküler kemiğin yeniden şekillenmesi. Kompakt kemik yeniden modellemesi, eski bir havers sistemin...

OSTEOGENEZ Dr. Öğr. Üyesi Burcu BİLTEKİN İstanbul Atlas Üniversitesi Tıp Fakültesi Histoloji Embriyoloji Anabilim Dalı Kemik dokusunun yeniden şekillenmesi 1. Kompakt kemiğin yeniden şekillenmesi. 2. Trabeküler kemiğin yeniden şekillenmesi. Kompakt kemik yeniden modellemesi, eski bir havers sisteminin rezorpsiyonu ve ardından yeni bir havers sisteminin organizasyonu şeklinde gerçekleşir. Trabeküler kemiğin yeniden şekillenmesi, bir osteonun içinde meydana gelen kortikal kemiğin yeniden şekillenmesinin aksine, endosteal kemik yüzeyinde meydana gelir. Kompakt ve trabeküler kemiğin yeniden modellenmesi arasında önemli bir fark bulunur: yeniden modellenen trabeküler kemik, lamelli kalır ancak havers kanalı yoktur. Embriyoda kemik oluşumu 2 şekilde gerçekleşir: 1- Endokondral kemikleşme 2- İntramembranöz kemikleşme Her iki kemikleşme sürecinde kemik matriksi oluşum mekanizması aynıdır. Önce primer bir trabeküler ağ veya primer süngerimsi kemik oluşur sonra olgun kemiğe dönüşür. KEMİK YAPIMINDA DENGE - Büyüme çağında yapım, yıkımdan daha fazla olduğundan kemikler uzar, genişler ve kalınlaşır - Orta yaşlarda yapım ve yıkım bir denge halindedir - İleri yaşlarda ise yıkım yapımdan daha fazladır; bunun sonucunda kemiklerin kolaylıkla kırılabildiği osteoporozis denilen hastalığı oluşur. Endokondral kemikleşme: kemiğin gelişeceği yerde önce hiyalin kıkırdaktan ufak bir model şekillenir sonrasında bu kıkırdak modelin yerini kemik doku alır. 1.Epifiz kıkırdağı 2.Rezerv bölgesi 3.Proliferasyon bölgesi 4.Hipertrofik bölge 5. Vasküler invazyon bölgesi Ekstremite kemikleri, omurga vertebraları ve pelvis kemikleri kıkırdak modelden gelişir. Kıkırdak modelin diyafiz bölgesinde, perikondriyumun iç katındaki mezenkim hücreleri bölünerek osteoprogenitör hücrelere, onlar da osteoblastlara farklılaşırlar. Osteoblastlar burada kemik matriksi sentezleyip etraflarına salgılar, kendileri de matriks içinde gömülü kalıp osteositlere dönüşürler. Böylece kıkırdak modelin diyafizinde, intramembranöz kemikleşme ile silindir biçiminde bir kemik manşet oluşur. Kemik manşeti saran zar da artık, periosteum olarak adlandırılır. Kemik manşetin çevrelediği alandaki kıkırdak hücreleri beslenemeyip bozulmaya başlar. Bu hücreler önce irileşir (hipertrofi), ardından dejenere olmaya başlar Hücreler dejenere olup yıkıldıktan sonra geriye sadece hücreler arasındaki kıkırdak matriksi (kıkırdak spikülleri) kalır. Bu sırada periosteumda osteoklastlar belirir ve bunlar kemik manşeti yer yer delerek foramen nutrisyumları açarlar. Periosteumdaki kan damarlarının bir kısmı bu deliklerden girip, kıkırdak spiküllerinin arasında kalan boşluklara filizlenir. Bu damarlardan çıkan kalsiyum ve fosfor iyonları, kondrositlerden açığa çıkan alkalen fosfataz enziminin aracılığı ile birleşerek kıkırdak spiküllerini oluşturan matrikse çöker ve onu kalsifiye hale getirir. Primer kemikleşme merkezinin büyümesi, periostal kemik manşetin epifizlere doğru büyüyüp ilerlemesi sonucunda aynı olayların tekrar etmesiyle gerçekleşir Spiküller arasındaki kondrositlerin dejenere olup ölmesiyle ortaya çıkan boşluklara, kan damarlarıyla birlikte mezenkim hücreleri girer. Bu sırada osteoklastlar aktif haldedir, kemikleşmenin başlangıcından itibaren kemik spiküllerini merkezden başlayarak rezorbe ederler, böylece kemik iliği boşluğunu meydana getirirler. Mezenkim hücrelerinden farklılaşan osteoblastlar, kalsifiye olmuş kıkırdak spiküllerinin üzerine tek sıra halinde dizilerek primer kemik dokusunu oluşturmaya başlar. Bu boşluk, kıkırdak modelin kemikleşmesi ve uzaması tamamlanıncaya kadar epifizlere doğru büyür Böylece primer kemikleşme merkezi şekillenir. Dejenere olarak ölen ve yerinde kemik dokusu gelişen kıkırdak hücrelerinin kaybı, modelin epifizleri ile diyafizi arasındaki kondrositlerin hızlı mitoz bölünmeleriyle telafi edilmeye çalışılır. Mitozla çoğalıp alt alta dizilen kondrositler birbirine paralel seyreden hücre kordonları (izogen gruplar) oluştururlar Bu çoğalmalara bağlı olarak kıkırdak taslağın boyu devamlı uzar Sekonder kemikleşme merkezlerindeki kemikleşme, diyafizdekinden farklı olarak ışınsal yönde bir büyüme gösterir; bu yüzden epifizler şişkin bir biçim alırlar Uzun ve kısa kemiklerin epifizlerindeki kemikleşme eklem yüzeylerine kadar devam etmez, burada kıkırdak bir bölge kalır ve büyüme tamamlandıktan sonra eklem kıkırdağı olarak varlığını sürdürür. Sox genleri, embriyonal gelişimin farklı aşamalarında rol oynar. Örneğin, Sox9 proteini gonadal çıkıntılarda salgılanır ve erkekte daha çok, dişide daha az salgılanarak gonadların gelişimini yönlendirir. Sox9 ayrıca kondroblastlarda tip II kollajen salgılayarak kondrogenezi ve osteogenezi düzenler. Sox9 gen mutasyonları, iskelet kusurlarına (kampomelik displazi) ve cinsiyetin tersine çevrilmesine (XY dişileri) neden olur. Leptin; Hipotalamustaki reseptörlere bağlanarak kemik büyümesini azaltır. Yağ hücrelerinden salgılanan leptinin yokluğunda kemik kütlesinde artış olur. İntramembranöz kemikleşme; mezenkimal kök hücrelerin ostoblastlara doğrudan farklılaşmasıyla meydana gelen kemikleşme şeklidir. Kafatasının yassı kemikleri, mandibula ve maksillanın bazı kısımları, ayrıca, kısa ve uzun kemiklerin kompakt kısımları bu şekilde gelişir. İntramembranöz (desmal) kemikleşme Mezenkimal doku yoğunlaşmasının içinde kemikleşmenin başladığı ilk noktaya primer kemikleşme merkezi denir. Bu yolla kemik oluşacak alanlardaki mezenkim hücreleri uzantılarını çekip hızlı bir bölünme göstererek osteoprogenitör hücrelere farklılaşırlar. Bu hücreler de osteoblastlara dönüşerek kemik matriksinin kollajen liflerini ve şekilsiz temel maddesini sentezler. Osteoblastlar, salgıladıkları matriks içinde gömülü kalırlar. Mezenkim dokusu içinde osteoid odakları meydana gelir Osteoid odaklarının arasında kalan mezenkim dokusunun içine kapiller damarlar girerek filizlenir. Bu damarlardan çıkıp osteoid dokuya giren kalsiyum ve fosfor iyonları, osteoblastların salgıladığı alkalen fosfataz enziminin aracılığı ile kalsiyumfosfat molekülleri şeklinde matrikse çöker. Böylece osteoid kireçleşerek primer kemik dokusu halini alır, osteoblastlar da primer kemik dokusu içindeki kendilerine ait lakünalar içinde osteositlere dönüşür. Oluşan değişik şekil ve büyüklükteki kemik parçacıklarına kemik trabekülleri veya kemik spikülleri denir. Birbirinden ayrı oluşan kemik trabekülleri uzayıp birbirleriyle birleşerek süngerimsi yapıyı meydana getirir. Osteogenez üzerine etkisi olan hormonlar Vücudun kalsiyum ihtiyacı arttığında veya kan kalsiyum düzeyi düştüğünde, gerekli kalsiyum kemiklerden sağlanır. Bunun için parathormon, osteoklastik faaliyeti uyarıp kemik rezorbsiyonunu artırarak kan kalsiyum seviyesini yükseltmeye çalışır. Kan kalsiyum düzeyi arttığında ise fazla kalsiyum kemiklerde depolanır. Bunun için de tiroid bezi parafoliküler hücrelerinden salgılanan kalsitonin hormonu, kandaki fazla kalsiyumun kemiklerde depolanmasını sağlar. Hipofiz ön lobundan salgılanan büyüme hormonu (growth hormon, somatotropin) özellikle epifiz kıkırdaklarını uyararak kemiğin uzamasına hizmet eder. Büyüme çağında bu hormonun eksikliği hipofizer cücelik, fazlası ise uzun kemiklerin aşırı büyümesi sonucu gigantism (devlik) nedenidir. Yetişkinlerde büyüme hormonu fazlalığı, kemiklerin genellikle uç kısımlarının kalınlaşıp büyümesiyle ortaya çıkan akromegaliye neden olur. Kemik kırığı ve onarımı: Bir kemik kırılmasından sonra sırasıyla aşağıdaki aşamalar gelişir: 1.Hematom/inflamatuar faz 2.Onarım (yumuşak kallus oluşum aşaması) 3.Onarım (sert kallus oluşum aşaması) 4.Yeniden şekillenme aşaması Intramembranöz (a) ve Kondral kemikleşme (b) a b Kompakt kemikte Osteon 1. Lakuna 2. Havers kanalı 3. özelleşmiş lameller 1 3 2 Intramembranöz kemikleşme 1. kemik iliği 2. trabekül içindeki lakunada yerleşmiş osteosit 3. kemik yapıcı osteoblast hücresi 1 2 3 Klinik Bağlantı: Artrit, eklem kıkırdağının yaralanması sonucu ortaya çıkabilir. Basit bir travma eklem kıkırdağının bütünlüğünü bozar, kıkırdakta kemikleşme görülür ve eklemler kaynaşır. Bu durum Ankiloz olarak adlandırılır. Gut artriti veya gut hastalığı: Eklemlerde, özellikle ayak parmaklarında ve parmak eklemlerinde ürik asit birikmesi nedeniyle oluşan eklem kıkırdak bozukluğu hastalığıdır. Hipertansiyon tedavisinde tiazid diüretiklerin aşırı kullanımı sonucu gelişir. Gut, şiddetli ve dayanılmaz eklem ağrılarına neden olur. TEŞEKKÜR EDERİM …