Knochengewebeeigenschaften, Struktur, Bildung und Wachstum

Er gewebter Knochen ist derjenige, der die Knochen komponiert. Der Knochen zusammen mit Emaille und Dentin sind die härtesten Substanzen im Körper der Tiere. Die Knochen bilden die Strukturen, die die leben.

Die Knochen dienen auch als "Hebel" für die Muskeln, die in sie eingefügt werden, und multiplizieren die Kraft, die diese Muskeln während der Ausführung der Bewegungen erzeugen. Die vom Knochen bereitgestellte Steifheit ermöglicht die Fortbewegung und Unterstützung der Lasten gegen Schwerkraft.

Knochengewebezellen (Quelle: OpenStax College [CC BY-SA 3.0 (https: // creativecommons.Org/lizenzen/by-sa/3.0)] über Wikimedia Commons)

Der Knochen ist ein dynamischer lebender Stoff, der sich ständig verändert, und diese Veränderungen werden durch den Druck und die Spannungen stimuliert, denen dieses Gewebe ausgesetzt ist. Zum Beispiel stimuliert der Druck die Resorption (Zerstörung) und die Spannung kann die neue Knochenbildung stimulieren.

Die Knochen bilden die Hauptablagerung von Kalzium und Phosphor des Organismus: Fast 99% des Gesamtkalzes des menschlichen Körpers werden im Knochengewebe gespeichert. Die gesamte Knochenmasse variiert während des gesamten Lebens eines Tieres. Während der Wachstumsphase übersteigt die Knochenbildung die Resorption (Zerstörung) und das Skelett wächst und entwickelt sich.

Zunächst steigt die Länge und dann die Dicke, die beim Menschen sein Maximum zwischen 20 und 30 Jahren erreicht. Im Erwachsenen (bis zu 50 Jahre) gibt es ein Gleichgewicht zwischen Bildung und Knochenresorption.

Dieser Restbetrag wird durch einen Ersatzprozess angegeben, der als "Knochenumbau" bezeichnet wird und der pro Jahr von 10% bis 12% der gesamten Knochenmasse beeinflusst wird. Anschließend beginnt ein degenerativer Prozess, bei dem die Resorption die Bildung übersteigt und die Knochenmasse langsam abnimmt.

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Eigenschaften und Struktur

Der Knochen hat einen zentralen Hohlraum namens Kernhöhle, der das Knochenmark, ein hämatopoetisches Gewebe, dh ein blutkreisende Gewebe beherbergt. Diese Strukturen werden durch Periost mit Ausnahme der Bereiche, die den Synovialfugen entsprechen, bedeckt.

Das Periostium hat eine äußere Schicht aus fibröses dichtem Bindegewebe und eine innere Schicht mit osteogenen Zellen, die Knochen bildende Zellen oder Osteoprogenzellen sind.

Der zentrale Teil des Knochens wird durch ein dünnes und spezialisiertes Bindegewebezellmonolay gepolstert. Endostio hat Osteoprogen- und Osteoblastenzellen. Der so gepolsterte Knochen hat seine Zellen in eine Matrix [F1] [F2] extrazellulär verkalkt.

Osteoprogenitorzellen unterscheiden sich in Osteoblasten und sind für die Sekretion der Knochenmatrix verantwortlich. Wenn diese Zellen von Matrix umgeben sind, werden sie inaktiviert und der Name der Osteozyten inaktiviert.

Die von Osteozyten in der Matrix besetzten Räume werden als Lagunen bezeichnet.

90% der organischen Matrix werden durch Typ -I -Kollagenfasern gebildet, ein strukturelles Protein, das auch in Sehnen und Haut vorhanden ist, und der Rest ist eine homogene Gelee -Substanz, die als grundlegende Substanz bezeichnet wird.

Kompakter Knochen und schwammiger Knochen

Die Kollagenfasern der Matrix sind in großen Strahlen angeordnet, und im kompakten Knochen bilden diese Fasern konzentrische Schichten um die Kanäle, durch die die Blutgefäße und Nervenfasern (Havers Canals) laufen (Havers). Diese Schichten bilden Zylinder, die als "Osteones" bekannt sind.

Jedes Osteon wird durch eine Zementierungslinie abgrenz.

Im schwammigen Knochen werden große Plaques oder Spiculi gebildet und die Zellen durch Diffusion der extrazellulären Flüssigkeit des Knochens zur Trabeculae genährt.

Die anorganischen Komponenten der Matrix machen etwa 65% des Trockengewichts des Knochens aus und werden hauptsächlich durch Calcium und Phosphor gebildet, zusätzlich zu einigen Elementen wie Natrium, Kalium, Magnesium, Citrat und Bicarbonat, unter anderem.

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Calcium und Phosphor bilden Hydroxylapatitkristalle [CA10 (PO4) 6 (OH) 2]. Calciumphosphat wird auch in amorpher Form gefunden.

Hydroxyapatitkristalle sind in Ordnung angeordnet.

Knochenbildung und Wachstum

Die Schädelknochen werden durch einen Prozess gebildet, der als "intramembranische Ossifikation" bekannt ist. Stattdessen werden lange Knochen zuerst im Knorpel modelliert und dann durch Ossifikation in Knochen verwandelt, was in der Diaphyse des Knochens beginnt und als "endochondrale Ossifikation" bezeichnet wird.

Die meisten flachen Knochen entwickeln und wachsen durch intramembranöse Knochenbildung und -ousifikation. Dieser Prozess tritt im sehr vaskularisierten mesenchymalen Gewebe auf, in dem sich mesenchymale Zellen in Osteoblasten unterscheiden, die anfangen, Knochenmatrix zu produzieren.

So wird ein Netzwerk von Spicules und Trabecula gebildet, deren Oberflächen von Osteoblasten besiedelt sind. Diese anfänglichen Osteogeneseregionen werden als primäres Ossifikationszentrum bezeichnet. Dies bildet den primären Knochen mit zufällig orientierten Kollagenfasern.

Dann werden die Verkalkung und die in der Matrix eingeschlossenen Osteoblasten zu Osteozyten, deren Erweiterungen zu Kanälen führen. Da sich trabekuläre Netzwerke wie ein Schwamm bilden, führt das Gefäßbindungsgewebe zum Knochenmark zu.

Die Zugabe von peripheren Trabekula erhöht die Knochengröße. Im Occipitalknochen (ein Schädelknochen in der hinteren Zone) gibt es mehrere Ossifikationszentren, die sich zu einem einzigen Knochen verschmelzen.

Bei Neugeborenen sind die Klempnerarbeiten zwischen vorderer und parietaler Knochen Ossifikationszonen, die noch nicht verschmolzen wurden.

Kompakte Knochenbildung

Die mesenquimatösen Geweberegionen, die in internen und externen Teilen ohne Kalkierung bleiben, bilden das Periost und Endostio. Die schwammigen Knochenbereiche unmittelbar zum Periost und der Duramadre werden zu kompaktem Knochen und bilden die innere und äußere Tabelle des flachen Knochens.

Während des Wachstums werden in langen Knochen Bereiche, die auf Epiphysen spezialisiert sind.

Die Knochenlänge steigt soweit, dass diese Platte an jedem Ende der Diaphyse einen neuen Knochen abhebt. Die Größe der Epiphysealplatte ist proportional zur Wachstumsrate und wird von mehreren Hormonen beeinflusst.

Verordnung

Unter den Hormonen, die diese Platte modulieren, befindet sich das Wachstumshormon (GH).

Während die mitotische Aktivitätsrate in der Proliferationszone der Knochenresorptionsrate der Fläche ähnlich ist, bleibt die Größe der Epiphysealplatte konstant und der Knochen wächst weiter.

Nach 20 Jahren nimmt die mitotische Aktivität ab und die Ossifikationszone erreicht die Knorpelzone, wobei die Kernhohlräume von Diaphyse und Epiphysen verbinden.

Das Längswachstum des Knochens endet, wenn der epiphyseale Verschluss auftritt, dh wenn die Diaphyse mit Epiphysen verbunden ist. Der epiphyseale Verschluss folgt einer geordneten vorübergehenden Sequenz, die mit dem letzten Verschluss nach der Pubertät endet.

Das Breitenwachstum des langen Knochens wird durch apostales Wachstum erzeugt, das das Produkt der Differenzierung der Osteoprogenitorzellen der inneren Schicht des Periosts in Osteoblasten ist.

Knochenrekonstruktion

Während des gesamten Lebens eines Menschen wird der Knochen ständig durch die Bildung und die Resorptionsprozesse ersetzt, dh der Zerstörung des alten Knochens und der neuen Knochenbildung.

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Bei Säuglingen erleidet Kalzium einen jährlichen Ersatz von 100%, während es bei Erwachsenen nur 18% pro Jahr beträgt. Diese Resorption und Bildung oder Ersatzprozesse werden als Knochenumbau bezeichnet.

Der Umbau beginnt mit der Wirkung der Osteoklasten, die den Knochen zerstören und einige Spaltungen hinterlassen, die dann von den Osteoblasten eingedrungen werden. Diese Osteoblasten sezernieren die Matrix, die dann verknöchelt wird und den neuen Knochen hervorruft. Dieser Zyklus erfordert im Durchschnitt mehr als 100 Tage.

Zu einem bestimmten Zeitpunkt sind mehr oder weniger 5% der gesamten Knochenmasse des Skeletts im Umgestaltungsprozess. Dies impliziert die Teilnahme von etwa zwei Millionen Umbaueinheiten.

Unterschiede im Umbau des kompakten und schwammigen Knochens

Die jährliche Kompaktknochenumbaurate beträgt 4 % und schwammiger Knochen 20 %.

Der Unterschied zwischen den Umbauraten der beiden Knochenarten ist höchstwahrscheinlich auf den schwammigen Knochen in Kontakt mit dem Knochenmark zurückzuführen und wird direkt von den Zellen mit parakriner Aktivität der Medulla beeinflusst.

Die Osteoprogenzellen der kompakten Knochen sind im Gegenteil in den Bearsian -Kanälen und in den inneren Schichten des Periosts, weit entfernt von den Zellen des Knochenmarks durch Blut.

Viele sind die hormonellen und Proteinfaktoren, die an der Aktivität von Osteoblasten und Osteoklasten bei der Remodellierung von Knochen beteiligt sind.

Knochenzellen

-Arten von Knochenzellen und ihre Eigenschaften

Knochenzellen sind Osteoprogenitorzellen, Osteoblasten, Osteozyten und Osteoklasten. Jede dieser Zellen hat bestimmte Funktionen in der Knochenphysiologie und hat sehr differenzierte histologische Eigenschaften.

Osteoblasten, Osteozyten und Osteoklasten zusammen die Knochenmodelleinheit bilden.

Osteoprogen oder osteogene Zellen

Diese Zellen werden in der inneren Schicht des Periosts und im Endostio gefunden. Sie stammen aus dem embryonalen Mesenchym und können zu Differenzierung zu Osteoblasten führen. Unter bestimmten Stressbedingungen können sie auch in chondrogenen Zellen differenzieren.

Sie sind spindelförmige Zellen mit einem ovalen Kern, knappes Zytoplasma, mit wenig rauem endoplasmatischem Retikulum (RER) und einem schlecht entwickelten Golgi -Gerät. Sie haben reichlich Ribosomen und sind während der Knochenwachstumsperiode sehr aktiv.

Die Osteoblasten

Osteoklasten sind Zellen, die aus osteogenen Zellen stammen. Sie sind für die Synthese der organischen Matrix des Knochens verantwortlich, dh Kollagen, Proteoglykane und Glykoproteine. Sie sind in Schichten angeordnet, die auf der Knochenoberfläche überlagert sind.

Sein Kern befindet sich auf der gegenüberliegenden Seite des sekretorischen Teils, der reich an Vesikeln ist. Sie haben reichlich RER und ein gut entwickeltes Golgi -Gerät. Sie haben kurze Projektionen oder Erweiterungen, die Kontakt zu anderen benachbarten Osteoblasten aufnehmen. Andere lange Erweiterungen verbinden sie mit Osteozyten.

Wie die Osteoblasten Eltern sekretieren.

Obwohl der größte Teil der Knochenmatrix verkalkt ist, gibt es um jeden Osteoblasten und sogar jede Osteozyten eine dünne Schicht nicht kalkifizierter Knochenmatrix, die als Osteoid bezeichnet wird und diese Zellen von der verkalkten Matrix trennt.

In der Zellmembran von Osteoblasten gibt es verschiedene Arten von Rezeptoren. Von diesen Rezeptoren ist der Empfänger für das Parathyroidhormon (PTH), das die Sekretion eines stimulierenden Osteoklastenfaktors stimuliert, der die Knochenresorption fördert.

Osteoblasten können auch Enzyme sezern.

Osteozyten

Dies sind Zellen, die von inaktiven Osteoblasten abgeleitet wurden und reife Knochenzellen werden. Sie sind in den oben genannten Laschen der verkalkten Knochenmatrix eingereicht. Es gibt zwischen 20.000 bis 30.000 Osteozyten pro Kubikmillimeter Knochen.

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Aus den Lagunen strahlen die Osteozyten zytoplasmatische Erweiterungen aus, die sie miteinander vereinen, und bilden Interstitium -Gewerkschaften, für die Ionen und kleine Moleküle zwischen den Zellen zwischen den Zellen ausgetauscht werden können.

Osteozyten sind abgeflachte Zellen mit flachen und wenigen zytoplasmatischen Organellen Kernen. Sie sind in der Lage, Substanzen gegen mechanische Reize zu sekretieren, die Knochenspannungen verursachen (Transduktionsmechano).

Der Raum, der die Osteozyten in den Lagunen umgibt. Es wird geschätzt, dass die Oberfläche der Periosteozytenwände etwa 5000 m2 beträgt und ein Volumen von etwa 1,3 Litern extrazellulärer Flüssigkeit beherbergt.

Diese Flüssigkeit ist etwa 20 g austauschbares Kalzium ausgesetzt, das aus den Wänden dieser Räume in den Kreislauf von Torrent resorbiert werden kann, was zur Aufrechterhaltung der Blutfiguren von Kalzium beiträgt.

Osteoklasten

Diese Zellen stammen aus den gleichen Vorläuferzellen wie Gewebe -Makrophagen und zirkulierenden Monozyten; Diese werden im Knochenmark gefunden und sind die Vorläuferzellen von Granulozyten und Makrophagen (GM-CFU).

Die Myitose dieser Vorläuferzellen wird durch die stimulierenden Faktoren von Makrophagenkolonien stimuliert und in Gegenwart von Knochen fusionieren diese Vorläufer und bilden mehrkernige Zellen.

Ein Osteoklasten ist eine große, mehrkernige und mobile Zelle. Es misst einen Durchmesser von etwa 150 μm und kann bis zu 50 Kerne haben. Es verfügt über einen Basalbereich, in dem sich die Kerne und die Organellen befinden, eine Bürstenkante in Kontakt mit dem verkalkten Knochen, klare periphere Bereiche zur Bürstenkante und einen vesikulären Bereich.

Die Hauptfunktion dieser Zellen ist die der Knochenresorption. Sobald sie ihre Funktion ausüben, erleiden sie Apoptose (programmierter Zelltod) und sterben. Um den Knochenresorptionsprozess zu initiieren, haftet der Osteoklasten durch umfassende Proteine ​​an den Knochen.

Dann bewegen sich Protonen -Bomben, die H+abhängige Atasas sind, von den Endosomen zum Inneren der Membran an einer Bürstenkante und sättigen Sie das Medium, bis der pH -Wert ungefähr 4 fällt.

Hydroxylapatit löst sich auf solche pH -und Kollagenfasern auf. Die endgültigen Produkte der Verdauung von Hydroxylapatit und Kollagen werden innerhalb des Osteoklasten endoziert und dann an die interstitielle Flüssigkeit freigesetzt, um anschließend vom Urin zu beseitigen.

Knochengewebetypen (Knochentypen)

Wie Sie vielleicht im Text bemerkt haben, gibt es zwei Arten von Knochengewebe, nämlich den kompakten oder kortikalen Knochen und den trabekulären oder schwammigen Knochen.

Der erste macht 80% der gesamten Knochenmasse aus und befindet sich in der Diaphyse der langen Knochen, bei denen die Rohrteile zwischen den beiden Enden (Epiphysen) dieser Knochen angeordnet sind.

Die zweite Art von Knochen ist typisch für die Knochen des axialen Skeletts, wie die Wirbel, die Knochen des Schädels und das Becken und die Rippen. Es befindet sich auch im Zentrum von langen Knochen. Es bildet 20% der gesamten Knochenmasse und ist für die Regulierung des Kalziumstoffwechsels von entscheidender Bedeutung.

Verweise

1. Berne, r., & Levy, m. (1990). Physiologie. Mosby; Internationale ED -Ausgabe.
2. Di fiore, m. (1976). Normaler Histologie -Atlas (2. Aufl.). Buenos Aires, Argentinien: Das redaktionelle Athenaeum.
3. Doppel, r. W. (1950). Hochrangige Histologie (2. Aufl.). Philadelphia, Pennsylvania: Lippinott Williams & Wilkins.
4. Fox, s. Yo. (2006). Menschliche Physiologie (9. Aufl.). New York, USA: McGraw-Hill Press.
5. Gartner, l., & Hiatt, j. (2002). Histology Atlas Text (2. Aufl.). Mexiko d.F.: McGraw-Hill Inter-American Editoren.
6. Guyton, a., & Hall, j. (2006). Lehrbuch der medizinischen Physiologie (11. Ausgabe.). Elsevier Inc.
7. Johnson, k. (1991). Histologie und Zellbiologie (2. Aufl.). Baltimore, Maryland: Die National Medical Series for Independent Study.
8. Ross, m., & Pawina, w. (2006). Histologie. Ein Text und Atlas mit korrelierter Zell- und Molekularbiologie (5. Aufl.). Lippinott Williams & Wilkins.