Kemik Doku PDF

KEMİK DOKU Dr. Öğr. Üyesi Burcu BİLTEKİN İstanbul Atlas Üniversitesi Tıp Fakültesi Histoloji Embriyoloji Anabilim Dalı KEMİK DOKU Kemik, ECM'nin mineralizasyon denen işlemle kalsiyum ve fosfat tuzları ile doygunlaştırıldığı sert, esnek olmayan bir bağ dokusudur. Kemik metabolik olarak çok aktiftir v...

KEMİK DOKU Dr. Öğr. Üyesi Burcu BİLTEKİN İstanbul Atlas Üniversitesi Tıp Fakültesi Histoloji Embriyoloji Anabilim Dalı KEMİK DOKU Kemik, ECM'nin mineralizasyon denen işlemle kalsiyum ve fosfat tuzları ile doygunlaştırıldığı sert, esnek olmayan bir bağ dokusudur. Kemik metabolik olarak çok aktiftir ve oldukça iyi damarlanmıştır. Kemiğin görevleri şunlardır: 1. Vücudun ve organlarının desteklenmesi ve korunması. 2. Kalsiyum ve fosfat iyonları için bir depo vazifesi görür. Olgun kemiğin makroskopik yapısı Kaba görünüme göre iki kemik şekli ayırt edilebilir: 1. Kompakt veya yoğun kemik. 2. Süngerimsi veya trabeküler kemik. Epifiz, hiyalin kıkırdak içeren uzun kemiklerin son kısmıdır. Metafiz, epifizi diyafiz ile birleştiren süngerimsi ve trabeküler kısımdır. Bu bölge epifiz ile birlikte kemiğin uzamasından sorumlu bölgeyi oluşturur. Diyafiz kemiklerin orta kısmını oluşturur, bu bölge kompakt kemik yapısındadır. Kemik Doku Terminolojisi Kompakt kemik Süngerimsi (trabeküler) kemik Lamellar kemik Lakuna Kemik matrix Kanalikuli Osteon- havers sistemi Havers kanalı Volkman kanalı Osteoprogenitor hücre Periosteum Endosteum osteoblast osteosit osteoklast osteoid osteogenez İntramembranöz kemikleşme Endokondral kemikleşme Sharpey’s lifleri Sox9 Runx2 Runx2/Osterix(Osx) Fonksiyonları Vücudu ve organları desteklemek Koruma Kalsiyum ve fosfat iyonlarının depolanması Kemik iliğini barındırarak kan yapımını sağlar Kemik doku tipleri; Kemik gelişim özelliklerine göre iki alt gruba ayrılır. 1- Primer kemik doku 2- Sekonder kemik doku Primer Kemik Doku; İntrauterin hayatta oluşan ilk kemik dokusudur. Ayrıca olgunlaşmamış kemik dokusu denir. Kolajen lifleri düzensiz bir şekilde yerleşmiştir. Matriks yeterince sertleşmemiştir. Osteositler bol miktarda bulunur. Sekonder Kemik Doku; olgun kemik dokusudur. Kolajen lifleri katmanlı yapıda düzenlenmiştir. Matriks oldukça sertleşmiştir. Osteosit lakünleri çok düzdür. Yetişkinlerde bulunan Sekonder kemik dokusu 1. Süngerimsi 2. Kompakt olarak ayrılmıştır. Kemik matriks bileşenleri A- Organik bileşikler (%35) - Tip I kolajen lifleri (%90) - Proteoglikanlar; kondroitin sülfat, keratan sülfat, hyaluronik asit. - Kollajen olmayan proteinler osteokalsin, osteopontin, osteonektin. B- İnorganik bileşikler (%65) kalsiyum fosfat, Hidroksiapatit kristallerine dönüşür. Lamelli kemik: Bol miktarda kemik matriksi içeren lamellerden oluşur Lamelli kemik dört farklı yapı düzeni gösterir: 1. Osteonlar veya havers sistemi, Havers kanalının çevresinde yaklaşık 4 ila 20 lamel konsantrik olarak düzenlenmiştir. 2. Osteonlar arasında gözlenen sement çizgisi ile osteonlardan ayrılan interstisyel (ara) lameller. 3. Periost altındaki kompakt kemiğin dış yüzeyinde görülen dış dairesel lameller. 4. Endosteuma bitişik iç yüzeyde görülen iç dairesel lameller. Kompakt kemikteki vasküler kanallar, lamelli yapılara göre iki oryantasyona sahiptir: Uzunlamasına Havers kanalı, osteonun merkezinde kılcal damarları ve postkapiller venülleri barındırır. Havers kanalları, kemiğin uzun eksenine paralel olarak ve aralıklarla yerleşmişlerdir. Havers kanallarını birbirine bağlayan, kemik iliğinden ve bir kısmı periosteumdan köken alan kan damarlarını içeren enine veya oblik Volkmann kanalları. Periosteum; Embriyonik ve postnatal gelişme sırasında periosteum yapısı: 1. Kemikle doğrudan teması olan preosteoblastlardan (veya osteoprogenitör hücrelerden) oluşan bir iç tabaka, Yetişkinlerde periosteum, klonal multipotens ve kendi kendini yenileme özelliği gösteren periosteal kök hücreler (PSC'ler) içerir. PSC'ler, yaralanmaya yanıt olarak kemik oluşturan osteoblastlara yol açar. 2. Kan damarları açısından zengin bir dış tabaka, bazıları Volkmann kanallarına girer ve dış dairesel lamelleri delip geçen Sharpey lifleri denen kalın kolajen liflerle kemiğe sıkıca tutunur. Endosteum süngerimsi duvarları örter, Havers ve Volkmann kanalları dahil olmak üzere kemiğin tüm boşluklarına uzanır. Endosteum, osteoprogenitör hücreler, kemik iliğinin retiküler stromal hücreleri ve bağ dokusu liflerinden oluşur. Endosteumdaki preosteoblastlar ve osteoblastlar, hematopoietik kök hücre proliferasyonu ve olgunlaşması için gerekli olan kemik iliği mikroçevresine (endosteal nişe) hematopoietik sitokinlerle katkıda bulunur. Periosteum ve endosteumun temel işlevleri, kemik dokunun beslenmesine hizmet etmek, kemiğin büyümesi ve onarımı için gerekli olan osteoblastları üretmektir. Kemik doku hücreleri: 1. Mezenkimal kök hücre (MKH) 2. Osteoprogenitor hücre 3. Osteoblast 4. Osteosit 5. Osteoklast Osteoblastlar; oldukça polarize hücrelerdir. -osteoid sentezler, -osteoid mineralizasyonunu başlatır ve kontrol eder. -mineralize olmayan organik matriksi sentezler, - kolajen proteinleri (Tip I kollajen) ve kolajen olmayan proteinleri (osteokalsin, osteopontin, osteonektin) ve bazı sitokinleri sentezler, - alkali fosfataz enzim aktivitesi gösterir. Aktivite sona erdiğinde osteositlere farklılaşırlar. Ayrıca osteoid mineralizasyonu için gerekli olan DMP-I'i (dentin matriksi asidik fosfoprotein I) sentezlerler. OSTEOBLAST Osteoblastlarda Alkalin fosfataz aktivitesi Osteoblast hücrelerinde alkalin fosfataz aktivitesi: Osteoblastlar, hücreler osteositler olarak matrikse gömüldüğünde kaybolan alkalin fosfataz için güçlü bir sitokimyasal reaksiyon verir. Erken osteositler podoplanin proteinini eksprese eder ve Dendritik veya dallanmış hücreler olmak için sitoplazmik uzantılar geliştirmeye başlarlar. Kanaliküller, lameller boyunca ilerler ve komşu boşlukları birbirine bağlar. Bitişik osteositlerin hücre uzantıları kanalikül içinde bulunur. Connexin 43 (Cx43) içeren gap junctionlar ile birbirlerine bağlanırlar. Besin materyalleri, havers kanalı içindeki bir kan damarından kanaliküller yoluyla lakünlere yayılır. Spesifik genler ( Sox9, Runx2 ve Runx2/Osx ), mezenkimal kök hücrelerin preosteoblastlara, osteoblastlara, osteositlere, erken osteositlere ve olgun osteositlere farklılaşmasını düzenler. a) Sox9, mezenkimal kök hücrelerin preosteoblastlara farklılaşmasını tetikler. b) Preosteoblastların osteoblastlara farklılaşması, Runx2 transkripsiyon faktörleri tarafından kontrol edilir (Runt homeodomain proteini için). Runx2 geni, osteogenezin en erken ve en spesifik göstergesidir. c) Runx2 geni, Osx transkripsiyon faktörü geni ile birlikte, postmitotik osteoblastlar tarafından eksprese edilen spesifik bir salgı proteini olan osteokalsin ekspresyonunu düzenler. Osteokalsin, osteogenez sürecinin biyokimyasal bir belirtecidir. Runx2 eksikliği olan farelerde, osteoblast farklılaşması veya kemik oluşumu belirtisi yoktur. Ek olarak, Runx2 eksikliği olan farelerde osteoklast yoktur. İnsanlarda Runx2 eksikliği Kleidokraniyal displazi (CCD) olarak bilinir. CCD, hipoplastik klavikulalar, belirli kafatası kemiklerinin sütürlerinin gecikmiş ossifikasyonu ve Runx2 genindeki mutasyonlarla karakterizedir. Osteosit: Lakunar-kanalikular ağ Gap junction; Lakuna, kanaliküli, Connexin 43, Podoplanin Osteosit ve lakuna yapısı (electronmikroskobu görünümü) Osteosit= olgun kemik hücresi Lakün denen lameller arasındaki küçük boşluklara yerleşen gövdeleri ile oldukça fazla dallanmış hücrelerdir. Erken osteositler podoplanin proteinlerini sentezler ve lakunada yaşarlar. Osteositler birbirine gap junctionlar ile bağlıdır. Gap junctionlar bir kanal proteini olan connexin 43 (Cx43) içerir. Osteositler uzun sitoplazmik uzantılara sahiptir. Paratiroid hormonunun etkisi ile kemikten kana kalsiyum transferinde görev alırlar. Osteositin ömrü besin difüzyon sürecine ve kemik matriksinin ömrü de osteositlere bağlıdır. Vaskülerizasyonun devam etmesi sağlanırsa osteositler uzun yıllar canlı kalabilirler. Osteoklastlar, kemik iliğinden kaynaklanan monosit öncüllerinden köken alırlar. Kemiğin yeniden şekillenmesi ve yenilenmesinde rol alırlar. Bu süreç, çeşitli bölgelerdeki kemik matriksinin çıkarılmasını ve ardından bunun osteoblastlar tarafından yeni kemikle değiştirilmesini içerir. Osteoklast, subosteoklastik bölüm veya Howship lakünü denen yüzeysel çukur içine yerleşmiş, büyük ve oldukça polarize bir hücredir. Laküne bakan hücre kısmı hücre membranından oluşan derin katlanmalar içerir= Kıvrımlı kenar Hücre inaktifken kıvrımlı kenar gözükmez= Dinlenme fazı Halkasal olarak kıvrımlı kenar çevresinde membranın kemiğe en yakın olduğu bölgede aktin birikir ve α, β integrinlerle Sealing zonunu (Mühürleme zonu) oluşturur. Osteoklast farklılaşması Osteoklastogenez, olgun osteositlerin ürettiği pro-osteoklastojenik ve anti-osteoklastojenik sitokinler tarafından düzenlenir. Pro-osteoklastojenik sitokinler şunları içerir: 1. M-CSF (makrofaj koloni uyarıcı faktör), monosit-makrofaj-osteoklast soyunun hücreleri için bir hayatta kalma faktörü. 2. RANK reseptörü, nükleer faktör kappa B'nin (NF-κB) reseptör aktivatörü. 3. RANKL (RANK ligandı), osteoklast gelişimi için önemli bir aşağı akım efektör sitokinidir. Aktif ve aktif olmayan osteoklastlar arasındaki farklar a) α5β3 integrin plazma zarının üzerindeyse osteoklast inaktiftir. Ancak podozomlarda birikirlerse osteoklastlar aktiftir. b) Membran aracılı ekzositozun dağılımı c) Sızdırmazlık bölgesi oluştuktan sonra kemik ayrışması başlar. Mühürleme bölgesi α5 β3 İntegrin, F-aktin ve osteopontin ile oluşturulur. Kolajen tipleri ve bulundukları dokular; Tip I kolajen, kemik matriksinin baskın proteinidir. Kemik, tendon, dentin ve ciltte 64 nm'lik enine periyodikliğe sahip bantlı lifler olarak bulunur. Bu tip kollajen, gerilme mukavemeti sağlar. Tip II kolajen, Hiyalin ve elastik kıkırdakta tip I kollajenden daha ince fibriller olarak gözlenir. Tip III kolajen, Bazal membranların retiküler laminasında retiküler liflerin bir bileşeni olarak bulunur (çapı 30 nm). Bu, yara iyileşmesi sırasında sentezlenen ilk kolajen türüdür ve daha sonra Tip I kollajen ile değiştirilir. Tip IV kolajen, Bazal laminada bulunur. Bu tip kollajen demetler oluşturmaz. Tip IV kolajenin tek molekülleri, lamininin tip IV kollajen bağlama bölgelerinden birine bağlanır. Tip V kolajen, Fetüste amniyon ve koryonda ve kas ve tendon kılıflarında gözlenir. Bu tip kollajen, bantlı fibriller oluşturmaz. TEŞEKKÜR EDERİM …