6.4A: Формування ембріональних та плодових кісток

Last updated
Save as PDF

Page ID: 70188

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Під час внутрішньоутробного розвитку кісткова тканина створюється шляхом внутрішньомембранозного окостеніння і ендохондральної окостеніння.

Цілі навчання

Диференціювати внутрішньомембранозне окостеніння від енхондральної окостеніння в ембріональному розвитку

Ключові моменти

Внутрішньомембранозне окостеніння відбувається під час внутрішньоутробного розвитку і не зачіпає хрящі.
Ембріологічні мезенхімальні клітини диференціюються на остеогенні клітини, які направляють ріст кісток від спікул до трабекул, до тканої кістки і, нарешті, до пластинчастої кістки.
Ендохондральне окостеніння створює довгі кістки плода з хрящового шаблону.
Остеобласти беруть участь як у внутрішньомембранозної, так і ендохондральної окостеніння.
Коли остеобласти потрапляють в пастку в матриксі, вони диференціюються на остеоцити.
Остеони - це одиниці або головні структури компактної кістки.

Ключові умови

остеон: Будь-який з центральних каналів та навколишні кісткові шари, знайдені в компактній кістці.
канали:
ендохондральна окостеніння: процес, що відбувається під час розвитку плода, за допомогою якого кісткова тканина створюється за допомогою шаблону хряща.
внутрішньомембранозне окостеніння: процес, який відбувається під час розвитку плода для вироблення кісткової тканини без шаблону хряща. Мембрана, яка займає місце майбутньої кістки, нагадує сполучну тканину і в кінцевому підсумку утворює окістя, або зовнішній кістковий шар.

Розвиток плода

Це мікрофотографія мезенхімальних стовбурових клітин, які ініціюють процес внутрішньомембранозного окостеніння.

Мезенхімальні стовбурові клітини: мезенхімальні стовбурові клітини ініціюють процес внутрішньомембранозного окостеніння.

Ембріональний/фетальний розвиток протікає від рострального (область носа і рота) до каудального (заднього). Череп і хребетний стовп виробляються шляхом внутрішньомембранозного окостеніння. Оскільки розвиток протікає вниз по осі тіла, довгі кістки рук і ніг виробляються ендохондральної окостеніння.

Внутрішньомембранозна окостеніння є одним з двох важливих процесів при внутрішньоутробному розвитку скелетної системи ссавців. Це процес, за допомогою якого створюється кісткова тканина.

На відміну від іншого процесу створення кісток - ендохондральної окостеніння - внутрішньомембранозне окостеніння не включає хрящ. Це також істотний процес під час природного загоєння переломів кісток і рудиментарного формування кісток голови.

Першим етапом процесу є формування кісткових спікул (агрегатів кісткового матриксу), які з часом зливаються один з одним і стають трабекулами. Окістя утворюється і на поверхні трабекул триває ріст кісток.

Подібно до спікули, зростаюче зростання трабекул призводить до взаємозв'язку, і ця мережа називається тканою кісткою. Зрештою, ткана кістка замінюється пластинчастою кісткою.

Ембріональні мезенхімальні клітини (МСК) конденсуються в шари васкуляризованої примітивної сполучної тканини. Певні мезенхімальні клітини групуються разом, як правило, поблизу або навколо кровоносних судин, і диференціюються на остеогенні клітини, які складові депонують кістковий матрикс. Окремі мезенхімальні клітини диференціюються в остеобласти, які шикуються по поверхні спикули і виділяють більше остеоїдів, збільшуючи розмір спикули.

На цьому малюнку показані остеобласти, що створюють рудиментарну кісткову тканину. Остеобласті видно, що вишикуються на поверхні, що збільшує їх розмір. У міру зростання трабекули стають взаємопов'язаними і утворюється ткана кістка.

Остеобласти: На цьому малюнку показані остеобласти, що створюють рудиментарну кісткову тканину.

Коли остеобласти потрапляють в пастку в матрикс, який вони виділяють, вони диференціюються на остеоцити. Остеобласті продовжують вибудовуватися на поверхні, що збільшує їх розмір. У міру зростання трабекули стають взаємопов'язаними і утворюється ткана кістка.

Первинним центром окостеніння є область, де відбувається зростання кісток між окістя і кісткою.

Остеони - це одиниці або головні структури компактної кістки. Під час формування кісткових спикул відбувається взаємозв'язок цитоплазматичних процесів з остеобластів. Це стає каналікулами остеонів.

Оскільки кісткові спікули, як правило, утворюються навколо кровоносних судин, периваскулярний простір значно зменшується, оскільки кістка продовжує рости. Коли відбувається заміщення компактною кісткою, цей кровоносна судина стає центральним каналом остеона.

Ендохондральна окостеніння

Це фото гіалінового хряща, на якому зображені хондроцити і органели, лакуни, матрикс.

Хрящ: гіаліновий хрящ із хондроцитами та органелами, лакунами та матриксом.

Ендохондральна окостеніння є іншим важливим процесом створення кісток під час внутрішньоутробного розвитку скелетної системи ссавців. На відміну від внутрішньомембранозного окостеніння, хрящ присутній під час ендохондральної окостеніння. Це також істотний процес під час рудиментарного формування довгих кісток, зростання довжини довгих кісток і природного загоєння переломів кісток.

Перша ділянка окостеніння відбувається в первинному центрі окостеніння, який знаходиться в середині діафізу (стрижня). Окістя стає окістя. Окістя містить шар недиференційованих клітин (остеопрогеніторних клітин), які згодом стають остеобластами.

Остеобласти виділяють остеоїд проти стрижня хрящової моделі (апозиційний ріст). Це служить опорою для нової кістки. Хондроцити в первинному центрі окостеніння починають рости (гіпертрофія). Вони припиняють секрецію колагену та інших протеогліканів і починають секретувати лужну фосфатазу - фермент, необхідний для відкладення мінералів. Потім відбувається кальциноз матриксу.