Perichondrálna osifikácia

perichondrálna osifikácia zodpovedá rastu hrúbky kostí. Tento rast sa uskutočňuje prostredným stupňom tvorby chrupavky. Poruchy tvorby perichondrálnych kostí sú napríklad prítomné pri ochorení sklenených kostí.

Čo je perichondrálna osifikácia?

Osifikácia alebo osteogenesis je proces tvorby kostí. Organizmus vykonáva osteogenézu tak pre rast, ako aj pre rast hrúbky. Osifikácia je tiež dôležitá po zlomeninách a iných poraneniach kostí.

Pri osifikácii sa rozlišuje medzi desmálnou a chondrálnou formou. Desmálna osifikácia je priama osteogenéza. To znamená, že kostný materiál je tvorený spojivovým tkanivom bez akýchkoľvek medzistupňov. Naproti tomu chondrálna osifikácia zodpovedá nepriamej osteogenéze. V tomto procese sa kosť tvorí medzikrokom. Tento medzistupeň zodpovedá tvorbe chrupavky. Produkt nepriamej osifikácie sa nazýva náhradná kosť.

Chondrálna osifikácia môže byť ďalej rozdelená na perichondrálnu a enchondrálnu osifikáciu, v závislosti od jej smeru pripojenia. V perichondrálnej forme sa rast uskutočňuje na šírku. Kostné tkanivo sa pestuje zvonka na existujúce tkanivo. Na druhej strane k enchondrálnej osifikácii dochádza zvnútra. Ako rast hrúbky je perichondrálna osifikácia jednou z foriem apozičnej osteogenézy.

Funkcia a úloha

Živé kosti. Ľudia si všimli, že to tak je hlavne po zlomeninách kostí, ktoré sa môžu znovu liečiť rastovými procesmi. Proces osifikácie je pre tento jav rovnako dôležitý ako pre procesy rastu v prvých rokoch života.

Najdôležitejším materiálom pre tvorbu kostí je mezenchým. Toto je podporné spojovacie tkanivo, ktoré sa vynára z mezodermu. Počas chondrálnej osifikácie telo pôvodne tvorí chrupavkové kostrové prvky z mezenchýmu, ktoré sa tiež nazývajú praveký kostra. Nepriama osteogenéza pokračuje osifikáciou tohto tkaniva chrupavky.

Osifikácia zvnútra zodpovedá enchondrálnej osifikácii. Krvné cievy rastú do chrupavky a sú sprevádzané mezenchymálnymi bunkami. Imigrované mezenchymálne bunky prechádzajú procesom diferenciácie a stávajú sa buď chondroclastami alebo osteoblastami. Chondroclasty štiepia chrupavku. Osteoblasty sa naopak podieľajú na stavbe kostí.

Týmto spôsobom prebiehajú v epifyzálnych doštičkách permanentné procesy nahromadenia a rozpadu, ktoré spôsobujú zväčšenie kosti. Tento rast sa nazýva aj intersticiálny rast. To vytvára vnútorný priestor vo vnútri kosti, ktorý sa označuje ako primárna dreň. Po nahradení pluripotentnými mezenchymálnymi bunkami sa z tejto primárnej drene stane skutočná kostná dreň.

Okrem nárastu dĺžky je tu tiež rast hrúbky. Tento proces zodpovedá vonkajšej osifikácii, t. J. Perichondrálnej osifikácii. Počas tohto procesu sa osteoblasty oddelia od kože chrupavky (perichondrium). Po oddelení sa uložia vo forme krúžku okolo modelu chrupavky. Takto sa vytvorí tzv. Kostná manžeta. Perichondrálna osifikácia sa vždy vyskytuje na strednom drieku (diafýze) dlhých tubulárnych kostí a zodpovedá ich prírastku.

Osifikačné body sa v súvislosti s osifikáciou nazývajú aj osifikačné centrá alebo jadrá kostí. Pri perichondrálnej aj enchondrálnej osifikácii osteoblasty uvoľňujú osteoid. Osteoblastické enzýmy majú vplyv a podporujú ukladanie vápenatých solí. Po týchto procesoch sa osteoblasty stanú osteocytmi.

Po zahojení zlomenín kostí vedie proces osifikácie k vytvoreniu pletených a vláknitých kostí, ktoré sa pri procesoch remodelácie kostí stávajú stále odolnejšími. Počas rastu kostí dochádza k pozdĺžnemu rastu v časti rastovej platne na strednom diele, okolo ktorého okraja ležia perichondrálne kostné putá.

Chondrocyty sa nakoniec množia v smere epifýzy. V rezervnej zóne sa nachádza nediferencované chondrocyty. Proliferačná zóna obsahuje aktívne chondrocyty, ktoré sa množia mitotickým spôsobom a vytvárajú tak pozdĺžne stĺpce. V hypertrofickej zóne rastú stĺpcové chondrocyty hypertroficky a mineralizujú longitundinálnu septu.

Iba v počiatočnej zóne sa vylučujú enzýmy, ktoré vytvárajú priečnu septu. Pozdĺžna septa je v otvorenej zóne osifikovaná osteoblastami. Na konci rastovej fázy rast kostí a epifýzy spolu rastú.

Choroby a choroby

Ochorenia súvisiace s osteogenézou sú tiež známe ako poruchy tvorby kostí. Táto skupina zahŕňa napríklad achondroplasiu súvisiacu s mutáciami, o ktorej je známe, že je najbežnejšou príčinou geneticky príbuznej krátkej postavy. Bodová mutácia v receptorovom géne pre rastový faktor FGFR-3 narušuje tvorbu chrupavky. Zóna rastu kostí predčasne osifikuje, a tým obmedzuje dĺžkový rast ramien a nôh. Tento stav je porucha endochondriálnej osifikácie.

Väčšina ďalších porúch rastu kostí tiež ovplyvňuje najmä enchondrálnu a skôr perkutánnu osifikáciu. Druhým príkladom tej istej skupiny chorôb je progresia Fibrodysplasia ossificans, pri ktorej sa predčasne osifikuje spojivové tkanivo. Dôvodom je chýbajúci vypínací signál pre gén, ktorý riadi rast kostry vo vývoji plodu.

Okrem enchondrálnej osifikácie, ochorenie sklenených kostí tiež priamo ovplyvňuje perichondrálnu osteogenézu. Kolagény typu I sú hlavným prvkom spojivového tkaniva a sú relevantné pre akúkoľvek štruktúru kostnej matrice. V prípade ochorenia sklenených kostí mení bodová mutácia kolagénu typu I na chromozómoch 7 a 17 štruktúru kolagénov. Z tohto dôvodu sa najdôležitejšie aminokyseliny v kolagéne vymieňajú za iné aminokyseliny. Syntéza kolagénu je znížená a je zamedzené skrúcanie trojitej špirály. Kolagény preto strácajú svoju stabilitu. Postihnuté kosti majú preto sklovitú štruktúru a pri najmenšom zaťažení sa zlomia.