ЕНДОХОНДРАЛЬНА ОКОСТЕНІННЯ: ГІСТОЛОГІЯ ТА ПРОЦЕС - АНАТОМІЯ ТА ФІЗІОЛОГІЯ - 2025

Ендохондрального окостеніння і Intramembranous осифікація два механізму формування кістки під час ембріонального розвитку. Обидва механізми породжують гістологічно однакову кісткову тканину.

Ендохондральна окостеніння потребує хрящової плісняви ​​і є механізмом окостеніння більшості довгих і коротких кісток тіла. Цей процес формування кісток відбувається у два етапи: 1) формується мініатюрна модель гіалінового хряща; 2) хрящ продовжує рости і служить структурним скелетом для формування кісток. Хрящ реабсорбується, оскільки його замінює кістка.

Графічне зображення структури гіалінового хряща (Джерело: Kassidy Veasaw via Wikimedia Commons)

Його називають ендохондральним, оскільки окостеніння відбувається зсередини назовні, щоб відрізняти його від перихондральної окостеніння, що відбувається назовні (від перихондрію) всередину.

Осифікація означає формування кісток. Це кісткове утворення виробляється дією остеобластів, які синтезують і секретують кістковий матрикс, який потім мінералізується.

Осифікація починається на ділянці в хрящі, який називається центром окостеніння або кістковим ядром. Може бути кілька таких центрів, які швидко зростаються, утворюючи первинний центр окостеніння, з якого розвиватиметься кістка.

Гістологія

У плода, в області, де має формуватися кістка, розвивається модель гіалінового хряща. Гіаліновий хрящ утворюється шляхом диференціювання мезенхімальних клітин. Він містить колаген II типу і є найбільш рясним в організмі. З цього хряща відбувається окостеніння.

Хрящові утворення

У регіонах, де має утворюватися хрящ, мезенхімальні клітини групуються та змінюються, втрачаючи розширення та набуваючи округлення. Так формуються центри хондрифікації. Ці клітини перетворюються на хондробласти, виділяють матрицю і потрапляють у пастку, утворюючи так звані "прогалини".

Хандробласти, оточені матрицею, що утворюють прогалини, називаються хондроцитами. Ці клітини діляться і, виділяючи матрицю, вони відокремлюються, утворюючи нові прогалини і, як наслідок, генеруючи хрящовий ріст.

Цей тип зростання відбувається зсередини і називається міжвузловим зростанням. Мезенхімальні клітини, які оточують хрящ, диференціюються на фібробласти і йдуть до утворення перихондрію, який оточує хрящовий скелет.

Кісткове утворення

Спочатку хрящ росте, але потім хондроцити в центрі гіпертрофії, накопичують глікоген і утворюють вакуолі. Це явище зменшує матричні перегородки, які в свою чергу кальцифікуються.

Ось так починається процес формування кісток з первинного центру окостеніння, який за допомогою послідовного процесу замінює хрящ, який реабсорбується, і утворюється кістка.

Вторинні центри окостеніння утворюються на кінцях кісткових епіфізів за механізмом, подібним до механізму окостеніння діафізів, але вони не утворюють кісткового коміра.

У цьому випадку остеопрогеніторні клітини, які вторгуються в хрящі епіфіза, перетворюються на остеобласти і починають виділяти матрицю, що з часом закінчується заміщенням хряща епіфіза кісткою.

Ендокринальний процес окостеніння

- Основні процеси

Ендохондральне окостеніння здійснюється за допомогою семи процесів, які описані нижче.

Утворення гіалінового хряща

Формується модель гіалінового хряща, покритого перихондрієм. Це відбувається в ембріоні, в області, де пізніше розвинеться кістка. Деякі хондроцити гіпертрофуються і потім гинуть, а хрящовий матрикс кальцифікується.

Формується первинний центр окостеніння

Середня мембрана діафізу васкуляризується в перихондрії. У цьому процесі перихондрій стає окістям, а хондрогенні клітини стають остеопрогеніторними клітинами.

Формування кісткового коміра

Новоутворені остеобласти синтезують матрицю і утворюють кістковий комір трохи нижче окістя. Цей комір запобігає дифузію поживних речовин до хондроцитів.

Утворення медулярних порожнин

Хондроцити в центрі діафізу, які були гіпертрофовані, не отримуючи поживних речовин, гинуть і вироджуються. Це залишає злиті порожні вакуолі в центрі діафізів, які потім утворюють медулярні порожнини кістки.

Остеогенний бутон і початок кальцифікації

Остеокласти починають утворювати «дірки» в підперіостеальному кістковому комірі, через які потрапляє так званий остеогенний бутон. Останній складається з клітин остеопрогенітарів, клітин кровотворення та кровоносних судин. Це починає кальцифікацію та вироблення кісток.

Утворення комплексу, що складається з хряща і кальцифікованої кістки

Гістологічно кальцифікований хрящ фарбує сині (базофільні), а кальцифіковані кісткові плями червоні (ацидофіл). Клітини остеопрогенітора породжують остеобласти.

Процес росту кісток (Джерело: похідна робота: Chaldor (бесіда) Illu_bone_growth.jpg: Fuelbottle через Wikimedia Commons)

Ці остеобласти складають кістковий матрикс, який відкладається в кальцифікованому хрящі, потім цей новоутворений матрикс кальцифікується і в цей час утворюється комплекс кальцифікованих хрящів і кісток.

Процес резорбції

Остеокласти починають розсмоктувати кальцифікований хрящовий і кістковий комплекс у міру потовщення підперіостної кістки, зростаючи в усіх напрямках діафізу. Цей процес розсмоктування збільшує розмір медулярного каналу.

Потовщення підперіостного кісткового коміра зростає в бік епіфізів і потроху хрящ діафізів повністю замінюється кісткою, залишаючи хрящі лише в епіфізах.

- Вторинні центри окостеніння

1- Тут починається окостеніння епіфізів. Це відбувається так само, як і в первинному центрі окостеніння, але без формування субперіостального кісткового кільця. Остеобласти відкладають матрицю на кальцифікованому хрящі.

2- Кістка росте в епіфізарній пластинці. Суглобова поверхня кістки залишається хрящовою. Кістка росте на епіфізарному кінці пластини, а кістка додається на діафізарному кінці пластини. Хрящова епіфізарна пластинка залишається.

3- Коли закінчення росту кісток закінчується, хрящ епіфізарної пластинки більше не розмножується. Зростання триває до тих пір, поки епіфіз і вал не зустрінуться з ущільненою кісткою, замінивши хрящ епіфіза кісткою.

Цей процес росту триває кілька років, перш ніж він завершиться, і в процесі кістки постійно переробляють.

Список літератури

1. Єрощенко, В.П., і Ді Фіоре, MS (2013). Атлас гістології Діфіора з функціональними кореляціями. Lippincott Williams & Wilkins.
2. Gartner, LP та Hiatt, JL (2010). Коротка електронна книга з гістології. Науки про здоров’я Ельзев'є.
3. Hiatt, JL (2006). Кольоровий атлас гістології. Lippincott Williams & Wilkins.
4. Маккі, Е., Ахмед, Ю.А., Татарчух, Л., Чен, KS, & Mirams, M. (2008). Ендохондральна окостеніння: як хрящ перетворюється на кістку в скелеті, що розвивається. Міжнародний журнал біохімії та клітинної біології, 40 (1), 46-62.
5. Наталі Ортега, Даніель Дж. Бехонік та Зена Верб. (2004) Матрична реконструкція під час ендохондральної окостеніння. Тенденції Biol .; 14 (2): 86–93.