Endokondral benbildning histologi och process

Vad är endokondral benbildning?

De endokondral benbildning och intramembran benbildning är de två mekanismerna för benbildning under embryonal utveckling. Båda mekanismerna ger upphov till histologiskt identisk benvävnad.

Endokondral benbildning kräver en broskgjutning och är benförändringsmekanismen för de flesta av de långa och korta benen i kroppen. Denna benbildningsprocess sker i två steg: 1) en miniatyrmodell av hyalinbrosk bildas; 2) brosk fortsätter att växa och fungerar som ett strukturellt skelett för benbildning. Brosk absorberas på nytt eftersom det ersätts med ben.

Det kallas endokondral eftersom benbildning sker från insidan och ut, för att skilja den från perichondral ossification som sker från utsidan (från perichondrium) till insidan..

Förstöring betyder benbildning. Denna benbildning bildas genom verkan av osteoblaster som syntetiserar och utsöndrar benmatrisen, som sedan mineraliseras.

Ossifiering börjar vid ett ställe i brosket som kallas ossifikationscentrum eller benkärna. Det kan finnas flera av dessa centra som snabbt smälter samman och bildar ett primärt benförändringscenter från vilket benet kommer att utvecklas.

Histologi

I fostret, i regionen där ben ska bildas, utvecklas en modell av hyalinbrosk. Hyalinbrosk bildas genom differentiering av mesenkymala celler. Den innehåller kollagen av typ II och är den vanligaste i kroppen. Från detta brosk uppstår benbildning.

Broskbildning

I de regioner där brosket ska bildas grupperas och modifieras mesenkymcellerna, förlorar sina förlängningar och blir rundade. Så här bildas kondrifieringscentra. Dessa celler förvandlas till kondroblaster, utsöndrar matris och fastnar och bildar så kallade "luckor".

De matrisomgivna kondroblasterna som bildar luckorna kallas kondrocyter. Dessa celler delar sig, och när de utsöndrar matris separerar de, bildar nya luckor och som en följd genererar brosktillväxt..

Denna typ av tillväxt uppträder inifrån och ut och kallas interstitiell tillväxt. De mesenkymala cellerna som omger brosket differentieras till fibroblaster och bildar perikondrium som omger det broskiga skelettet..

Benbildning

Ursprungligen växer brosket, men sedan kondrocyterna i centrumhypertrofi, ackumuleras glykogen och bildar vakuoler. Detta fenomen minskar matrispartitionerna, som i sin tur förkalkar..

Detta är hur processen för benbildning börjar från ett primärt benförändringscenter som genom en sekventiell process ersätter brosk som återabsorberas och ben bildas..

Sekundära centrum för benbildning bildas i ändarna av de beniga epifyserna av en mekanism som liknar den för förening av diaphyses, men de bildar inte den beniga kragen.

I det här fallet omvandlas osteoprogenitorcellerna som invaderar epifysens brosk till osteoblaster och börjar utsöndra matrisen, som så småningom slutar med att ersätta brosket i epifysen med ben..

Endokrin förknepningsprocess

Huvudprocesser

Endokondral benbildning uppnås genom sju processer som beskrivs nedan.

• Bildande av hyalinbrosk

En modell av hyalinbrosk täckt med perikondrium bildas. Detta inträffar i embryot, i regionen där benet senare kommer att utvecklas. Vissa kondrocyter hypertrofi och dör sedan och broskmatrisen förkalkas.

• Det främsta centrum för benbildning bildas

Mellanmembranet i diafysen är vaskulariserat i perikondrium. I denna process blir perikondrium periosteum och kondrogena celler blir osteoprogenitorceller..

• Bildande av en benkrage

 De nybildade osteoblasterna syntetiserar matrisen och bildar en benig krage strax under periosteum. Denna krage förhindrar spridning av näringsämnen mot kondrocyterna.

• Bildning av medullära håligheter

Kondrocyter i mitten av diafysen som hade hypertrofierats, som inte fick näringsämnen, dör och degenererar. Detta lämnar sammanflytande tomma vakuoler i mitten av diafyserna som sedan bildar benets medullära håligheter..

• Den osteogena knoppen och förkalkningens början

Osteoklaster börjar bilda ”hål” i den subperiosteala benkragen genom vilken den så kallade osteogena knoppen tränger in. Det senare består av osteoprogenitorceller, hematopoietiska celler och blodkärl. Detta initierar förkalkning och benproduktion..

• Bildande av ett komplex bestående av brosk och förkalkat ben

Histologiskt fläckar förkalkat brosk blått (basofilt) och förkalkat benfläckar rött (acidophilus). Osteoprogenitorceller ger upphov till osteoblaster.

Dessa osteoblaster bildar benmatrisen som deponeras i det förkalkade brosket, sedan förkalkas den nybildade matrisen och vid den tiden produceras komplexet av förkalkat brosk och ben..

• Resorptionsprocess

Osteoklaster börjar resorbera det förkalkade brosk- och benkomplexet när det subperiostala benet blir tjockare och växer i alla riktningar inom diafysen. Denna resorptionsprocess ökar storleken på medullärkanalen..

Förtjockningen av den subperiosteala benkragen växer mot epifyserna och lite efter lite ersätts diafysernas brosk helt med ben och lämnar endast brosk i epifyserna..

Sekundära benbildning centra

1. Här börjar förkortningen av epifyserna. Detta inträffar på samma sätt som sker i det främsta benförändringscentret, men utan att den subperiosteala beniga ringen bildas. Osteoblasterna avsätter matris på det förkalkade brosket.
2. Benet växer i epifysplattan. Benets artikulära yta förblir brosk. Ben växer vid epifysealänden av plattan och ben tillsätts vid plattans diafysiska ände. Den broskiga epifysplattan finns kvar.
3. När bentillväxten är fullständig förökar sig inte brosket i epifysealplattan. Tillväxten fortsätter tills epifys och diafys sammanfogas med konsoliderat ben och ersätter epifysens brosk med ben..

Denna tillväxtprocess varar i flera år innan den är klar och under processen ombyggs benet ständigt.

Referenser

1. Eroschenko, V. P., & Di Fiore, M. S. (2013). DiFiores atlas för histologi med funktionella korrelationer. Lippincott Williams & Wilkins.
2. Gartner, L. P., & Hiatt, J. L. (2010). Kortfattad histologi-e-bok. Elsevier Health Sciences.
3. Hiatt, J. L. (2006). Histologiens färgatlas. Lippincott Williams & Wilkins.
4. Nathalie Ortega, Danielle J. Behonick och Zena Werb. (2004) Matrix-ombyggnad under endokondral benbildning. Trender Cell Biol.; 14 (2): 86-93.