Эндохондральная оссификация - Endochondral ossification

Эндохондральная оссификация
Гипертрофическая зона эпифизарной пластинки.jpg
Световая микрофотография некальцинированных эпифизарная пластинка показывает эндохондральное окостенение: здоровый хондроциты (вверху) становятся дегенерирующими (внизу), обычно с кальцинированной внеклеточный матрикс.
Анатомическая терминология

Эндохондральная оссификация[1][2] один из двух основных процессов во время плод развитие млекопитающее система скелета по которому костная ткань создано. В отличие от внутримембранозная оссификация, это еще один процесс образования костной ткани, хрящ присутствует во время эндохондральной оссификации. Эндохондральная оссификация также является важным процессом во время рудиментарного образования длинные кости,[3] рост длина длинных костей,[4] и естественное заживление переломов костей.[5]

Рост модели хряща

Модель хряща будет увеличиваться в длину за счет непрерывного деления клеток хондроциты, что сопровождается дальнейшей секрецией внеклеточного матрикса. Это называется интерстициальным ростом. Процесс аппозиционного роста происходит, когда модель хряща также увеличивается в толщине из-за добавления большего количества внеклеточного матрикса на периферическую поверхность хряща, что сопровождается новыми хондробластами, которые развиваются из надхрящницы.

Первичный центр окостенения

Bone growth.png

Первое место окостенения происходит в первичном центре окостенения, который находится в середине диафиз (вал). Потом:

  1. Формирование надкостницы
    В надхрящница становится надкостница. Надкостница содержит слой недифференцированных клеток (клетки-остеопрогениторы), которые позже становятся остеобласты.
  2. Формирование костяной воротник
    Остеобласты выделяют остеоид против стержня модели хряща (аппозиционный рост). Это служит опорой для новой кости.
  3. Кальцификация матрицы
    Хондроциты в первичном очаге окостенения начинают расти (гипертрофия). Они перестают секретировать коллаген и другие протеогликаны и начать секрет щелочная фосфатаза, фермент, необходимый для отложения минералов. Затем происходит кальцификация матрикса, и клетки-остеопрогениторы, попавшие в полость через периостальную зачатку, используют кальцинированный матрикс в качестве каркаса и начинают секретировать остеоид, который образует кость трабекула. Остеокласты, сформированный из макрофаги, разрушают губчатую кость, образуя костномозговую полость.

Вторичный центр окостенения

Примерно во время рождения у млекопитающих на каждом конце (эпифизе) длинных костей появляется вторичный центр окостенения. Надкостничные почки несут мезенхима и кровеносные сосуды, и процесс подобен тому, что происходит в первичном центре окостенения. Хрящ между первичным и вторичным центрами окостенения называется эпифизарной пластинкой, и он продолжает формировать новый хрящ, который заменяется костью, процесс, который приводит к увеличению длины кости. Рост продолжается до тех пор, пока человеку не исполнится около 20 лет или пока хрящ в пластине не будет заменен костью. Точка слияния первичного и вторичного центров окостенения называется эпифизарной линией.

Аппозиционный рост кости

Рост в диаметре костей вокруг диафиз происходит путем отложения кости под надкостница. Остеокласты во внутренней полости продолжайте резорбировать кость до тех пор, пока не будет достигнута ее предельная толщина, после чего скорость образования снаружи и деградации изнутри будет постоянной.

Гистология

Рисунок части продольного разреза развивающейся бедренной кости кролика. а. Уплощенные хрящевые клетки. б. Увеличенные хрящевые клетки. CD. Новообразованная кость. е. Остеобласты. f. Гигантские клетки или остеокласты. г, ч. Сморщенные хрящевые клетки. (Из «Атласа гистологии» Кляйн и Ноубл Смит.)

Во время эндохондральной оссификации на уровне светового микроскопа можно увидеть пять различных зон.

ИмяОпределение
Зона покоя хрящаЭта зона содержит нормальные, отдыхающие гиалиновые хрящи.
Зона пролиферации / колонки клетокВ этой зоне хондроциты пройти быстрый митоз, формируя отличительные на вид стопки.
Зона созревания / гипертрофииВ этой зоне хондроциты гипертрофируются (увеличиваются в размерах). Хондроциты содержат большое количество гликоген и начать выделять щелочная фосфатаза.
Зона кальцификацииВ этой зоне хондроциты либо умирают, либо мертвы, оставляя полости, которые позже будут заполнены костеобразующими клетками. Хондроциты здесь умирают, когда они больше не могут получать питательные вещества или выводить отходы путем диффузии. Это связано с тем, что кальцифицированный матрикс гораздо менее гидратирован, чем гиалиновый хрящ.
Зона окостененияОстеопрогениторные клетки проникают в эту область и дифференцируются в остеобласты, которые образуют матрикс, который кальцинируется на поверхности кальцинированного хряща. За этим следует резорбция комплекса кальцифицированный хрящ / кальцифицированная кость.

Заживление перелома

В течение перелом заживление, хрящ часто образуется и называется мозоль. Этот хрящ в конечном итоге превращается в новую костную ткань в процессе эндохондральной оссификации. Недавно было показано, что биомиметическая кость как апатит подавляет образование кости через путь эндохондральной оссификации за счет гиперстимуляции рецептор внеклеточного кальция (CaSR).[6]

Дополнительные изображения

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Этимология из Греческий: ἔνδον/заканчивается в, «внутри» и χόνδρος /хондро, «хрящ»
  2. ^ «Этимология английского слова endochondral». myEtymology. Проверено декабрь 2009 г.. Проверить значения даты в: | accessdate = (помощь)
  3. ^ Неттер, Фрэнк Х. (1987), Костно-мышечная система: анатомия, физиология и нарушения обмена веществ. Саммит, Нью-Джерси: Ciba-Geigy Corporation ISBN  0-914168-88-6, п. 130: Одно исключение - ключица.
  4. ^ Брайтон, Карл Т., Йоичи Сугиока и Роберт М. Хант (1973), «Цитоплазматические структуры хондроцитов эпифизарной пластинки; количественная оценка с использованием электронных микрофотографий реберно-хрящевых соединений крыс со специфической ссылкой на судьбу гипертрофических клеток», Журнал костной и суставной хирургии, 55-А: 771-784
  5. ^ Брайтон, Карл Т. и Роберт М. Хант (1986): «Гистохимическая локализация кальция в костной мозоли перелома с пироантимонатом калия: возможная роль митохондриального кальция хондроцитов в кальцификации костной мозоли», Журнал костной и суставной хирургии, 68-А (5): 703-715
  6. ^ Сарем, Мелика; Хейзманн, Мириам; Барберо, Андреа; Мартин, Иван; Шастри, В. Прасад (2018-07-03). «Гиперстимуляция CaSR в человеческих МСК биомиметическим апатитом ингибирует эндохондральную оссификацию посредством временного подавления PTH1R». Труды Национальной академии наук. 115 (27): E6135 – E6144. Дои:10.1073 / pnas.1805159115. ISSN  0027-8424. ЧВК  6142224. PMID  29915064.