Tkanka chrzęstna i tkanka kostna Tkanki podporowe, budują szkielet człowieka i w tej budowie wzajemnie się uzupełniają: w życiu embrionalnym modele chrzęstne kości długich zastępowane przez kość tkanka kostna wykazuje szorstkość powierzchni, w miejscach gdzie wymagane jest bezkolizyjne przesuwanie się sąsiadujących kości występuje chrząstka (powierzchnie stawowe)
Chrząstki szklista sprężysta włóknista Grupa izogeniczna Grupa izogeniczna Macierz terytorialna Obwódka jamki (włókienka kolagenowe) Chondron Grupa izogeniczna + macierz terytorialna Macierz międzyterytorialna
Chrząstka szklista Komórki Substancja międzykomórkowa chondroblasty chondrocyty Kolagen typ II agregaty proteoglikanów bogate w GAG (siarczan chondroityny i keratanu). Największym proteoglikanem - agrekan kwas hialuronowy chondronektyna (mocuje chondrocyty do podłoża) woda (70 80%)
Chrząstka szklista Powierzchnie stawowe kości Przegroda nosa Chrząstka tarczowata i nalewkowata Chrząstki tchawicy dużych i średnich oskrzeli żebra
Chrząstka szklista
Chrząstka szklista Rola substancji międzykomórkowej Niweluje urazy mechaniczne giętkość i elastyczność Zapewnia powierzchnię poślizgu dla ruchomych stawów Degradacja elementów substancji międzykomórkowej czas półtrwania proteoglikanów kilka do kilkunastu dni, kolagenu kilka miesięcy. Chondrocyty uwalniają poza komórkę enzymy proteolityczne. Produkty proteolizy pobierane przez komórkę i degradowane w lizosomach. W chrząstce stawowej niedobór proteoglikanów (wzmożona degradacja) utrata elastyczności, obciążenie powoduje pękanie powierzchni chrząstki, jej destrukcja, a potem zanik usztywnienie stawów. Chrząstka tkanka o niskiej immunogenności (brak naczyń), specyficzna budowa substancji międzykomórkowej uniemożliwia kontakt między antygenami dawcy i układem immunologicznym biorcy (maskuje antygeny).
Chrząstka sprężysta i włóknista Komórki chondroblasty chondrocyty Substancja międzykomórkowa Włókna elastyczne (sprężyste) i niewiele kolagenu typu II. Wykazuje dużą giętkość i zdolność do powracania do właściwego kształtu po odkształceniu. Kolagen typ I, a istota podstawowa ma małe stężenie proteoglikanów i wody. Nie ma ochrzęstnej. Ochrzęstna tkanka łączna właściwa zwarta o układzie nieregularnym (fibroblasty, włókna, naczynia krwionośne) 1. Zewnętrzna warstwa włóknista wiązki włókien kolagenowych (kolagen typu I) i elastycznych oraz nieznaczna ilość komórek. 2. Warstwa wewnętrzna z niezróżnicowanymi komórkami zw. warstwą chondrogenną (kambialną).
Chrząstka sprężysta Małżowina uszna Przewód słuchowy zewnętrzny Trąbka słuchowa Nagłośnia Małe oskrzela
Chrząstka sprężysta
Chrząstka włóknista Miejsca połączeń ścięgien i więzadeł do kości Krążki międzykręgowe Krążki stawowe żuchwy i obojczyka Spojenie łonowe
Różnicowanie chondroblastów Powstają dzięki różnicowaniu komórek mezenchymatycznych (niskie ciśnienie parcjalne tlenu). Do ekspresji składników substancji międzykomórkowej wymagana obecność czynnika transkrypcyjnego SOX 9. Czynnik transkrypcyjny SOX 9 Aktywacja Gen Col 2a 1 Synteza Kolagen typu II Agrekan Mutacja w obrębie genu SOX 9 powodem nieprawidłowego rozwoju chrząstki łukowaty kształt kości długich, niedorozwój kości miednicy i łopatek, zmniejszenie liczby żeber, nieprawidłowości w rozwoju twarzoczaszki.
WPŁYW HORMONÓW Somatomedyna C (IGF-1) Hormon wzrostu Testosteron Tyroksyna Kortyzon Estrogeny
Tkanka kostna Komórki - 5% Osteoblasty (komórki kościotwórcze) Osteocyty (komórki kostne) Osteoklasty (komórki kościogubne pochodzenia szpikowego) Substancja międzykomórkowa Rodzaje kości Kość grubowłóknista splotowata Życie płodowe i pierwsze okresy życia pozapłodowego U dorosłego człowieka miejsce przyczepu ścięgna do kości wyrostki zębodołowe szwy kości czaszki reparacja uszkodzeń (złamania kości) choroby kości Kość drobnowłóknista (blaszkowata) zwarta (zbita) gąbczasta
Kość blaszkowata (drobnowłóknista) zwarta gąbczasta Osteon (System Haversa) Koncentrycznie ułożone blaszki wokół kanału osteonu
Kość blaszkowata skrawek kostny Okostna Śródkostna Brak składników mineralnych Jama szpikowa
Okostna - tkanka łączna włóknista zewnętrzna dużo włókien kolagenowych, niewiele komórek wewnętrzna dużo komórek, komórki macierzyste, osteoblasty ( warstwa kambialna) naczynia krwionośne, nerwy (zakończenia bólowe), odokostnowe pasma tkanki łącznej - włókna Sharpeya Sródkostna- - od strony jamy szpikowej komórki nabłonkowato pokrywają beleczki kostne macierzyste - komórki zrębu szpiku - osteoblasty
Brak elementów organicznych Szlif kostny
Substancja międzykomórkowa tkanki kostnej część organiczna 25% włókna kolagenowe 90% (kolagen I typu) istota podstawowa 10% - proteoglikany (siarczan chondroityny, siarczan dermatanu) - białka niekolagenowe osteonektyna = SPARK - łączy się z kolagenem, inicjuje proces mineralizacji; osteokalcyna pojawia się tuż przed mineralizacją udział w rekrutacji monocytów lub jest dla nich czynnikiem chemotaktycznym - fosfoproteiny - osteopontyna jest ligandem dla receptorów na powierzchni osteoblastów - sialoproteiny - lipidy - Białka Morfogenetyczne Kości (osteogeneza)
Substancja międzykomórkowa tkanki kostnej część nieorganiczna - do 70% fosforan wapnia (około 80%) węglan wapnia, cytryniany jony: magnezu, sodu, potasu, fluoru Są odkładane w kości w postaci kryształów dwuhydroksyapatytu Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH - ) 2
Komórki tkanki kostnej Osteoblasty - komórki kościotwórcze Osteocytykomórki kostne Osteoklasty - komórki kościogubne
Komórki tkanki kostnej Osteoblasty Tworzą monolayer pokrywający miejsca aktywnego tworzenia kości Na ich powierzchni RANKL Produkują czynniki wzrostu np. białka z rodziny Białek Morfotycznych Kości PGE 2 Wydzielają osteoid, Inicjują i kontrolują mineralizację osteoidu osteonektyna - fosfoglikoproteina łączy się z kol I następuje odkładanie soli wapnia kryształy hydroksyapatytu osteokalcyna (wit D, K) Gla, wiąże wapń kolagenaza, osteoprotegeryna (łączy się z RANKL i uniemożliwia kontakt z RANK) Receptory dla: PTH, Wit D 3
Komórki tkanki kostnej Osteocyty Zlokalizowane w jamkach kostnych, liczne wypustki cytoplazmatyczne w kanalikach kostnych. Łączą się połączeniami typu neksus.
Różnicowanie osteoblastów Wywodzą się z pluripotentnej komórki mezenchymatycznej, a różnicowanie podlega kontroli przez czynniki wzrostu i czynniki transkrypcyjne. TGF gen Cbfa 1 Morfogenetyczne Białko Kości 7 Transformujący Najwcześniejszy wskaźnik czynnik wzrostu osteogenezy (BMP7) Koduje czynnik transkrypcyjny indukujący proliferację, różnicowanie osteoblastów i ekspresję osteokalcyny oraz osteopontyny Brak genu lub mutacja brak zdolności różnicowania osteoblastów (szkielet chrzęstny). Leptyna produkt sekrecyjny adipocyta, ligand dla receptora w podwzgórzu, reguluje proces tworzenia kości (mechanizm nieznany)
Komórki tkanki kostnej Osteoklasty (Na ich powierzchni RANK) Prekursorami są monocyty, drogą fuzji tworzą komórki wielojądrzaste (ok. 30). Proces regulowany przez osteoblasty, wit D3 i komórki zrębu szpiku kostnego. 100 m Rąbek brzeżny Filamenty aktynowe Liczne miochondria Liczne lizosomy, polirybosomy Wytwarzają kwaśne środowisko wymagane do resorpcji kości Uwalniają proteazy lizosomalne- hydrolazy RANK + RANKL pobudza syntezę czynnika transkrypcyjnego c- FOS, który: 1. wzbudza transkrypcję genów potrzebnych do różnicowania i aktywacji osteoklastów 2. może też aktywować gen dla interferonu beta, który hamuje różnicowanie i aktywację osteoklastów
Hormonalna kontrola metabolizmu kości Parathormon wydzielany w odpowiedzi na niskie stężenie jonów Ca we krwi Receptory dla PTH w osteoblastach W odpowiedzi na PTH: zmiana kształtu osteoblastów oddzielenie od powierzchni beleczki kostnej synteza i uwalnianie hydrolaz (kolagenaza) zahamowanie syntezy kolagenu aktywacja osteoklastów ( OAF osteoclast activating factor ) Resorbcja kości i wzrost stężenia jonów Ca uwalnianych z kości do krwi
Hormonalna kontrola metabolizmu kości Kalcytonina wydzielana w odpowiedzi na podwyższone stężenie Ca we krwi hamuje resorbcję kości przez Receptory dla kalcytoniny w osteoklastach osteoklasty hamuje wchłanianie Ca w jelitach obniża poziom Ca we krwi Hormon wzrostu proliferacja chondrocytów chrząstki nasadowej Insulina pobudza wzrost chrząstki i kości Hormony płciowe chrząstka nasadowa Witamina D 3 mineralizacja kości osteoblasty
Kostnienie na podłożu tkanki łącznej - bezpośrednie 1. Dobrze unaczyniona tkanka mezenchymatyczna 2. Nie jest poprzedzone tworzeniem chrząstki 3. Agregaty komórek mezenchymatycznych różnicują się bezpośrednio w komórki produkujące osteoid osteoblasty. Osteoklasty
Beleczka kostna * * Osteoblasty ułożone nabłonkowo Osteoid Przebudowa kości splotowatej w kość blaszkowatą Osteocyt Osteoklast Kondensacja zewnętrznej i wewnętrznej tkanki łącznej i tworzenie okostnej i śródkostnej
Beleczka kostna
Czaszkę podzielić można na: mózgoczaszkę (kości pokrywy czaszki) trzewioczaszkę (kości twarzy) czaszka błoniasta (kości płaskie osłaniające mózg) czaszka chrzęstna (kości podstawy czaszki) mezenchyma kilka oddzielnych chrząstek kostnienie na podłożu błoniastym kostnienie na podłożu chrzęstnym
Kości płaskie rosną dzięki: obecności komórek osteogennych w okostnej resorpcji od strony jamy czaszki obecności komórek osteogennych w obrębie szwów i ciemiączek
Kostnienie na podłożu tkanki chrzęstnej pośrednie Mankiet kostny Pierwotny punkt kostnienia
Chrząstka nasadowa - wzrostowa spoczynkowe proliferujące dojrzewające wapniejące obumierające Jama szzpikowa