Эндохондральное окостенение - Endochondral ossification
| Эндохондральная оссификация | |
|---|---|
Световая микрофотография некальцифицированной эпифизарной пластинки, показывающая эндохондральное окостенение: здоровые хондроциты (вверху) становятся дегенерирующими (внизу), что характерно для кальцинированного внеклеточного матрикса .
| |
| Анатомическая терминология |
Эндохондральная оссификация - это один из двух основных процессов внутриутробного развития скелета млекопитающих, с помощью которых создается костная ткань . В отличие от внутримембранного окостенения , которое представляет собой другой процесс образования костной ткани, хрящ присутствует во время эндохондрального окостенения. Эндохондральная оссификация также является важным процессом во время рудиментарного образования длинных костей , увеличения длины длинных костей и естественного заживления переломов костей .
Рост модели хряща
Модель хряща будет увеличиваться в длину за счет непрерывного деления клеток хондроцитов , которое сопровождается дальнейшей секрецией внеклеточного матрикса. Это называется межклеточным 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
Первое место окостенения происходит в первичном центре окостенения , который находится в середине диафиза (стержня). Потом:
- Формирование надкостницы
- Надхрящница становится надкостницы . Надкостница содержит слой недифференцированных клеток (клетки-остеопрогениторы), которые позже становятся остеобластами .
- Формирование костной шейки
- Остеобласты выделяют остеоид против стержня модели хряща (аппозиционный рост). Это служит опорой для новой кости.
- Кальцификация матрицы
- Хондроциты в первичном центре окостенения начинают расти (гипертрофия). Они перестают секретировать коллаген и другие протеогликаны и начинают секретировать щелочную фосфатазу , фермент, необходимый для отложения минералов. Затем происходит кальцификация матрикса, и клетки-остеопрогениторы, попавшие в полость через периостальную зачатку, используют кальцифицированный матрикс в качестве каркаса и начинают секретировать остеоид , который образует костную трабекулу . Остеокласты , образованные из макрофагов , 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 зачатки несут в себе мезенхиму и кровеносные сосуды, и этот процесс аналогичен процессу, происходящему 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
Увеличение диаметра костей вокруг диафиза происходит за счет отложения кости под надкостницей . Остеокласты во внутренней полости продолжают резорбировать кость до тех пор, пока не будет достигнута ее конечная толщина, после чего скорость образования снаружи и деградации изнутри остается постоянной.
Гистология
Во время эндохондрального окостенения на уровне светового микроскопа можно увидеть пять отдельных зон.
| Имя | Определение |
|---|---|
| Зона покоя хряща | Эта зона содержит нормальный гиалиновый хрящ в состоянии покоя . |
| Зона пролиферации / колонки клеток | В этой зоне хондроциты подвергаются быстрому митозу , образуя характерные стеки. |
| Зона созревания / гипертрофии | В этой зоне хондроциты гипертрофируются (увеличиваются в размерах). Хондроциты содержат большое количество гликогена и начинают секретировать щелочную фосфатазу . |
| Зона кальцификации | В этой зоне хондроциты умирают или умирают, 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 кальцинированный матрикс намного менее гидратирован, чем гиалиновый хрящ. |
| Зона окостенения | Остеопрогениторные 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 / кальцинированная кость. |
Заживление перелома
Во время заживления перелома часто образуется хрящ, который называется костной мозолью . Этот хрящ в конечном итоге превращается в новую костную ткань в процессе эндохондрального окостенения. Недавно было показано, что биомиметический кость, подобный апатиту, ингибирует образование кости через путь эндохондрального окостенения за счет гиперстимуляции внеклеточного рецептора, чувствительного к кальцию (CaSR) .
Дополнительные изображения
Окрашивание трихромом по Массону-Голднеру пластинки роста большеберцовой кости кролика.
Разрез плодной кости кошки. ir. Разрыв поднадкостничной ткани. п. Фиброзный слой надкостницы. о. Слой остеобластов. я. Поднадкостничный костный налет. (Из «Анатомии» Куэйна, Э.А. Шефер.)
