Kemik Oluşumu ve Gelişimi
Embriyonik gelişimin ilk aşamalarında embriyonun iskeleti fibröz membranlar ve hiyalin kıkırdaktan oluşur. Embriyonik yaşamın altıncı veya yedinci haftasında, kemik gelişiminin gerçek süreci olan kemikleşme (osteogenez) başlar. İki osteojenik yol vardır -intramembranöz kemikleşme ve endokondral kemikleşme- ancak kemik, onu üreten yol ne olursa olsun aynıdır.
Kıkırdak Şablonları
Kemik bir replasman dokusudur; yani mineral matrisini yerleştirmek için bir model doku kullanır. İskelet gelişimi için en yaygın şablon kıkırdaktır. Fetal gelişim sırasında, kemiklerin nerede oluşacağını belirleyen bir çerçeve ortaya konur. Bu çerçeve, kondroblastlar tarafından üretilen esnek, yarı katı bir matristir ve hyaluronik asit, kondroitin sülfat, kolajen lifleri ve sudan oluşur. Matris kondroblastları çevrelediği ve izole ettiği için kondrosit olarak adlandırılırlar. Çoğu bağ dokusunun aksine, kıkırdak avaskülerdir, yani besin sağlayan ve metabolik atıkları uzaklaştıran kan damarları yoktur. Tüm bu işlevler matris boyunca difüzyonla devam eder. Bu nedenle hasarlı kıkırdak kendini çoğu doku kadar kolay onarmaz.
Fetal gelişim ve çocukluk dönemindeki büyüme ve gelişme boyunca, kıkırdak matriks üzerinde kemik oluşur. Bir fetüs doğduğunda, kıkırdağın çoğu kemikle yer değiştirmiştir. Bazı ek kıkırdaklar çocukluk boyunca değiştirilir ve bazı kıkırdaklar yetişkin iskeletinde kalır.
İntramembranöz Kemikleşme
İntramembranöz kemikleşme sırasında, kompakt ve süngerimsi kemik doğrudan mezenkimal (farklılaşmamış) bağ dokusu tabakalarından gelişir. Yüzün yassı kemikleri, kafatası kemiklerinin çoğu ve köprücük kemikleri intramembranöz kemikleşme yoluyla oluşur.
Bu süreç embriyonik iskeletteki mezenkimal hücrelerin bir araya gelip özelleşmiş hücrelere farklılaşmaya başlamasıyla başlar (aşağıdaki şeklin sol üstündeki görseli). Bu hücrelerin bazıları kılcal damarlara farklılaşırken, diğerleri osteojenik hücrelere ve ardından osteoblastlara dönüşecektir. Nihayetinde kemik dokusu oluşumuyla dağılacak olsalar da, erken osteoblastlar kemikleşme merkezi adı verilen bir kümede ortaya çıkar.
Osteoblastlar, kalsiyum tuzları üzerine depolanırken kalsifiye olan (sertleşen) osteoid adı verilen kalsiyumsuz matriksi salgılarlar ve böylece kendilerini içine hapsederler. Bu süreç birkaç gün içinde gerçekleşir. Osteoblastlar hapsedildikten sonra osteositlere dönüşür (aşağıdaki şeklin sağ üstündeki görseli). Osteoblastlar osteositlere dönüşürken, çevredeki bağ dokusundaki osteojenik hücreler yeni osteoblastlara farklılaşır.
Kapillerlerin etrafında salgılanan osteoid (mineralize olmamış kemik matriksi) trabeküler bir matriks oluştururken, spongioz kemiğin yüzeyindeki osteoblastlar periostu oluşturur (aşağıdaki şeklin sol altındaki görseli). Periosteum daha sonra trabeküler kemiğin yüzeyinde koruyucu bir kompakt kemik tabakası oluşturur. Trabeküler kemik yakınlardaki kan damarlarıyla dolar ve bunlar sonunda kırmızı iliğe dönüşür (aşağıdaki şeklin sağ altındaki görseli).
İntramembranöz kemikleşme fetal gelişim sırasında uteroda başlar ve ergenliğe kadar devam eder. Doğumda kafatası ve klavikulalar tam olarak kemikleşmemiş ve kafatasının sütürleri kapanmamıştır. Bu, kafatası ve omuzların doğum kanalından geçerken deforme olmasına izin verir. İntramembranöz kemikleşme yoluyla kemikleşen son kemikler, ergenlik dönemindeki büyüme atağının sonunda yetişkin boyutlarına ulaşan yüzün yassı kemikleridir.
Endokondral Kemikleşme
Endokondral kemikleşmede kemik, hiyalin kıkırdağın yerini alarak gelişir. Kıkırdak kemiğe dönüşmez. Bunun yerine, kıkırdak tamamen yeni kemikle değiştirilecek bir şablon görevi görür. Endokondral kemikleşme, intramembranöz kemikleşmeden çok daha uzun sürer. Kafatasının tabanındaki kemikler ve uzun kemikler endokondral kemikleşme yoluyla oluşur.
Örneğin uzun bir kemikte, gebe kaldıktan yaklaşık 6 ila 8 hafta sonra, mezenkimal hücrelerin bir kısmı kemiklerin kıkırdak iskelet öncülünü oluşturan kondrositlere (kıkırdak hücreleri) farklılaşır (aşağıdaki şekil (a) görseli). Kısa bir süre sonra, kıkırdağı örten bir zar olan perikondrium ortaya çıkar (aşağıdaki şekil (a) görseli).
Daha fazla matriks üretildikçe, kıkırdak modelin merkezindeki kondrositlerin boyutu büyür. Matris kalsifiye oldukça, besinler artık kondrositlere ulaşamaz. Bu da onların ölümüne ve çevredeki kıkırdağın parçalanmasına neden olur. Kan damarları ortaya çıkan boşlukları istila ederek sadece boşlukları genişletmekle kalmaz, aynı zamanda birçoğu osteoblast haline gelecek olan osteojenik hücreleri de beraberinde taşır. Bu genişleyen alanlar sonunda birleşerek medüller boşluğa dönüşür.
Kıkırdak büyüdükçe kılcal damarlar ona nüfuz eder. Bu penetrasyon, perikondriyumun kemik üreten periosteuma dönüşümünü başlatır. Burada, osteoblastlar diyafizin kıkırdağı etrafında kompakt kemikten oluşan bir periosteal yaka oluşturur. Fetal yaşamın ikinci veya üçüncü ayında, kemik hücresi gelişimi ve kemikleşme hızlanır ve kemikleşmenin başladığı periosteal yakanın derinliklerinde bir bölge olan primer kemikleşme merkezini oluşturur (yukarıdaki şekiln (c) görseli).
Bu derin değişiklikler meydana gelirken, kondrositler ve kıkırdak kemiğin uçlarında (gelecekteki epifizler) büyümeye devam eder, bu da kemiğin uzunluğunu artırırken aynı zamanda kemik diyafizlerdeki kıkırdağın yerini alır. Fetal iskelet tamamen oluştuğunda, kıkırdak sadece eklem yüzeyinde eklem kıkırdağı olarak ve diyafiz ile epifiz arasında epifiz plağı olarak kalır; bu sonuncusu kemiklerin uzunlamasına büyümesinden sorumludur. Doğumdan sonra, aynı olaylar dizisi (matriks mineralizasyonu, kondrositlerin ölümü, periosttan kan damarlarının istilası ve osteoblast haline gelen osteojenik hücrelerle tohumlanma) epifiz bölgelerinde meydana gelir ve bu aktivite merkezlerinin her biri ikincil kemikleşme merkezi olarak adlandırılır (yukarıdaki şekiln (e) görseli).
Kemiklerin Boyu Nasıl Uzar?
Epifiz plağı, uzun bir kemikteki büyüme alanıdır. Olgunlaşmamış kemiklerde kemikleşmenin meydana geldiği bir hiyalin kıkırdak tabakasıdır. Epifiz plağının epifiz tarafında kıkırdak oluşur. Diyafiz tarafında kıkırdak kemikleşir ve diyafizin boyu uzar. Epifiz plağı dört hücre ve aktivite bölgesinden oluşur (aşağıdaki şekil). Rezerv bölge, plağın epifiz ucuna en yakın bölgedir ve matriks içinde küçük kondrositler içerir. Bu kondrositler kemik büyümesine katılmaz ancak epifiz plağını epifizin kemik dokusuna sabitler.
Proliferatif bölge diyafize doğru bir sonraki katmandır ve biraz daha büyük kondrosit yığınları içerir. Plağın diyafiz ucunda ölenlerin yerine yeni kondrositler (mitoz yoluyla) yapar. Bir sonraki katman olan olgunlaşma ve hipertrofi bölgesindeki kondrositler, proliferatif bölgedekilerden daha yaşlı ve daha büyüktür. Daha olgun hücreler plağın diyafiz ucuna daha yakın konumlanır. Kemiğin uzunlamasına büyümesi, proliferatif bölgedeki hücresel bölünmenin ve olgunlaşma ve hipertrofi bölgesindeki hücrelerin olgunlaşmasının bir sonucudur.
Diyafize en yakın bölge olan kalsifiye matriks bölgesindeki kondrositlerin çoğu ölüdür çünkü etraflarındaki matriks kalsifiye olmuştur. Diyafizden gelen kılcal damarlar ve osteoblastlar bu bölgeye nüfuz eder ve osteoblastlar kalan kalsifiye kıkırdak üzerine kemik dokusu salgılar. Böylece, kalsifiye matriks bölgesi epifiz plağını diyafize bağlar. Diyafize kemiksi doku eklendiğinde kemiğin boyu uzar.
Kemikler erken yetişkinlik dönemine kadar uzamaya devam eder. Büyüme hızı, daha sonra ele alınacak olan hormonlar tarafından kontrol edilir. Epifiz plağındaki kondrositlerin çoğalması durduğunda ve kemik kıkırdağın yerini aldığında, uzunlamasına büyüme durur. Epifiz plağından geriye kalan tek şey epifiz çizgisidir (aşağıdaki şekil).
Kemiklerin Çapı Nasıl Büyür?
Kemiklerin uzunluğu artarken çapları da artar; boylamasına büyüme durduktan sonra bile çap büyümesi devam edebilir. Buna apozisyonel büyüme denir. Osteoklastlar medüller boşluğu kaplayan eski kemiği rezorbe ederken, osteoblastlar intramembranöz ossifikasyon yoluyla periostun altında yeni kemik dokusu üretir. Medüller boşluk boyunca eski kemiğin erozyonu ve periostun altında yeni kemik birikimi sadece diyafizin çapını artırmakla kalmaz, aynı zamanda medüller boşluğun çapını da artırır. Bu süreç modelleme olarak adlandırılır.
Kemik Yeniden Şekillenmesi
Bir kemiğin bir yüzeyinde matrisin rezorbe olduğu ve diğer yüzeyinde biriktiği süreç kemik modellemesi olarak bilinir. Modelleme öncelikle bir kemiğin büyümesi sırasında gerçekleşir. Bununla birlikte, yetişkin yaşamında kemik, osteoblastların rezorbe olanın yerine yeni kemik bıraktığı aynı yüzeyde eski veya hasarlı kemiğin rezorpsiyonunun gerçekleştiği yeniden şekillenmeye uğrar. Yaralanma, egzersiz ve diğer faaliyetler yeniden şekillenmeye yol açar. O etkiler daha sonraki bölümlerde tartışılacak, ancak yaralanma veya egzersiz olmaksızın, iskeletin yaklaşık %5 ila %10'u yalnızca eski kemikleri yok ederek ve yeni kemiklerle yenilenerek her yıl yeniden şekillenir.
| …HASTALIKLARI İskelet Sistemi Osteogenezis imperfekta (OI), kemiklerin düzgün oluşmadığı ve bu nedenle kırılgan olduğu ve kolayca kırıldığı genetik bir hastalıktır. Kırılgan kemik hastalığı olarak da adlandırılır. Hastalık doğumdan itibaren mevcuttur ve kişiyi yaşamı boyunca etkiler. OI’ye neden olan genetik mutasyon, vücudun kemik matrisinin kritik bileşenlerinden biri olan kolajen üretimini etkiler. Hastalığın şiddeti hafiften ağıra kadar değişebilir. Hastalığın en şiddetli formlarına sahip olanlar, hafif formda olanlara göre çok daha fazla kırığa maruz kalırlar. Sık ve çoklu kırıklar tipik olarak kemik deformitelerine ve boy kısalığına yol açar. Uzun kemiklerin eğilmesi ve omurga eğriliği de OI hastalarında yaygın olarak görülür. Omurga eğriliği, akciğerler sıkıştığı için nefes almayı zorlaştırır. Kolajen vücudun birçok yerinde çok önemli bir yapısal protein olduğundan, OI’li kişilerde kırılgan cilt, zayıf kaslar, gevşek eklemler, kolay morarma, sık burun kanaması, kırılgan dişler, mavi sklera ve işitme kaybı da görülebilir. OI için bilinen bir tedavi yoktur. Tedavi, kırıkları en aza indirirken ve hareketliliği en üst düzeye çıkarırken kişinin mümkün olduğunca bağımsızlığını korumasına yardımcı olmaya odaklanır. Bu amaçla, vücudun çarpışma veya sıkıştırma kuvvetlerine maruz kalma olasılığının daha düşük olduğu yüzme gibi güvenli egzersizler önerilmektedir. Bacakları, ayak bileklerini, dizleri ve bilekleri desteklemek için gerektiğinde teller kullanılır. Bastonlar, yürüteçler veya tekerlekli sandalyeler de zayıflıkların telafi edilmesine yardımcı olabilir. Kemikler kırıldığında alçılar, ateller veya sargılar kullanılır. Bazı durumlarda, kol ve bacakların uzun kemiklerine cerrahi olarak metal çubuklar yerleştirilebilir. Şu anda OI tedavisinde bifosfonatların kullanılmasına yönelik araştırmalar yürütülmektedir. Sigara içmek ve aşırı kilolu olmak OI’li kişilerde özellikle risklidir, çünkü sigara içmenin kemikleri zayıflattığı bilinmektedir ve fazla vücut ağırlığı kemikler üzerinde ek baskı oluşturur. |
Yorumlar
Yorum Gönder