Naudingos pastabos apie kaulų mikroskopinę anatomiją

Perskaitykite šį straipsnį, kad sužinotumėte apie mikroskopinę kaulų anatomiją!

Kaulai yra specializuoti jungiamieji audiniai. Jį sudaro ląstelės ir tarpląstelinė medžiaga arba matrica.

Image Courtesy: bonesdontlie.files.wordpress.com/2011/12/ii-b-6.jpg

Matrica susideda iš dviejų dalių - organinių ir neorganinių.

Kaulų ląstelės:

Keturių tipų ląstelės yra atpažįstamos kaulinių audinių osteoprogenitorių ląstelėse, osteoblastuose, osteocituose ir osteoklastuose.

Osteoprogenitorių ląstelės:

Tai yra pluripentinės kamieninės ląstelės, gautos iš mezenchimo. Kai kurios progenitorinės ląstelės yra įsipareigojusios sudaryti kaulinį audinį ir guli po periosteum ir endosteum. Kitos progenitorinės ląstelės yra indukuojamos ir randamos įvairiuose jungiamuosiuose audiniuose; tai sukelia heterotopinį kaulų formavimąsi, priklausomai nuo cheminės medžiagos induktoriaus medžiagos.

Susidariusios osteoprogenitorių ląstelės proliferuojasi pagal mitozę ir diferencijuojasi į osteoblastus labiau kraujagyslių zonoje, turinčioje pakankamai deguonies įtampą, arba į chondroblastus, kai deguonies įtampa yra maža.

Osteoblastai:

Osteoblastai yra osteocitų pirmtakų ląstelės ir yra išsivystę iš osteoprogenitorių ląstelių.

Morfologija (6-11 pav.):

Kiekvienoje osteoblasto ląstelėje yra gausu citoplazmos su ekscentriniu branduoliu ir daugeliu citoplazminių procesų. Citoplazma yra stipri bazofilinė dėl ribosomų granulių, prijungtų prie endoplazminio tinklelio; tai padeda kaulinės matricos sintezei. Osteoblastai yra sekrecinės ląstelės ir jų citoplazmos, be rER, Golgi aparato, mitochondrijos ir kitų organelių.

Iš osteoblastų išsikišusios membranomis susietos matricos pūslelės, o vezikulėse yra lipidų, kalcio jonų ir didelės šarminės fosfatazės koncentracijos. Šios pūslelės pasiekia kalcifikacijos priekį, kur šarminė fosfatazė hidrolizuoja lokaliai prieinamą heksozės fosfatą ir atpalaiduoja laisvus fosfato jonus ir padeda nusodinti kalcio fosfato kristalus.

Be to, matricos pūslelės suteikia fermentą piro-fosfatazę, kuri sunaikina neorganinį pirofosfatą, kuris priešingu atveju veiktų kaip kalcifikacijos inhibitorius (6-12 pav.).

Kadangi kaulų matricoje esantis kalcifikacija yra normalus reiškinys, kai kurių kalcio inhibitorių, pvz., Pirofosfatų, fosfonatų ir difoshonatų, sluoksnis įprasta jungiamojo audinio ląstelinė medžiaga neleidžia.

Funkcijos:

1. Osteoprogenitorių ląstelės, esančios po periosteumi, dauginasi mitozės būdu ir diferencijuojamos į osteoblastus, kurie padidina kaulų paviršiaus plotą taikant apytikslinį metodą (6-13 pav.).

2. Senesnės (gilesnės) ląstelės išskiria organinę tarpląstelinę medžiagą, įskaitant jų tipo I tipo kolageno pluoštus. Matricos apsuptos ląstelės konvertuojamos į osteocitus.

3. Osteoblastai išskiria fermentą fosforilazę, kuri citoplazminį glikogeną paverčia cukraus fosfatu.

4. Jie taip pat išskiria šarminę fosfatazę, kuri hidrolizuoja cukraus fosfatą ir išlaisvina ekstraląstelinėse erdvėse laisvuose fosfatų jonuose, kurie nusodina kalcio fosfatą organinėje matricoje.

5. Gretimų osteoblastų procesai susitinka vienas su kitu. Vėliau nutraukiami citoplazminiai procesai ir susidaro kalcifikuoti kauliniai kanalai (6-14 pav.).

Osteoblastų likimas:

1. Kai kurios ląstelės konvertuojamos į osteocitus. Ir osteoblastai, ir osteocitai nesiskiria mitoze.

2. Kai kurie yra konvertuojami po periosteum kaip nediferencijuotos osteo-genocitų ląstelės.

Osteocitai (6-15 pav.):

Tai yra plokščios ląstelės su centralizuotai išdėstytais branduoliais ir daugeliu citoplazminių procesų. Osteocitai yra kilę iš osteoblastų ir užima erdvę, žinomą kaip spragas matricoje. Canaliculi spinduliuoja iš kiekvienos spragos ir leidžia skleisti maistinę medžiagą. Ląstelių protoplazminiai procesai užima kanalus.

Ląstelės išlieka gyvos kalcinuotoje matricoje ir išskiria šarminę fosfatazę, kad išlaikytų kalcifikaciją. Kai kaulų ląstelės miršta, matrica yra nukenksminama. Vidutinis osteocitų tarnavimo laikas yra apie 25 metai. Osteocitai, kaip ir osteoblastai, nedozuoja pagal mitozę. Esant tinkamoms sąlygoms, osteoblastuose jie gali būti diferencijuoti į osteoprogenitorių ląsteles.

Osteoklastai:

Šios ląstelės padeda kaulų rezorbcijai. Osteoklastai randami plika sąlytyje su kaulais, juos sugadina ir užima „Howship“ spragas. Ląstelės yra aprūpintos šepečių rėmeliais, o jos yra nukreiptos į kaulus.

Morfologija (6-16 pav.):

Kiekvienas osteoklastas yra didelė ląstelė su daugeliu branduolių (12-20), turi eozinofilinę citoplazmą ir neturi jokių procesų. Cytoplazmoje yra Golgi aparatas ir daug lizosomų, kurie yra užpildyti rūgščių fosfatazių ir kitų hidrolizinių fermentų.

Šepečių ribas gamina daugybė mikrovilių, kurios yra ant kaulo paviršiaus. Elektroninis mikrografas rodo, kad kiekvienas „Howship“ lūšyje esantis osteoklastas turi iš išorės įsišaknijusią sieną su mikroviliais, išsikišusiais į spragą, aiškią zoną, kuri supa griozdą, ir užsandarina kaulinių ląstelių sąsają periferijoje, naudojant aktino gijų, yra citoplazminių pūslelių, ir bazinė zona, kurioje yra branduoliai, mitochondrijos ir Golgi aparatai. (Žr. 6-16 pav.)

Osteoklastų histogenezė:

Osteoklastai yra gaunami susiliejant su kaulų čiulpų mononuklidine fagocitų sistema (MPS), panašiai kaip makrofagų gigantinių ląstelių susidarymas. Esant dideliam parathormono (PTH) kiekiui, osteoklastai yra diferencijuoti, o dideli kalcitonino kiekiai iš skydliaukės Para folikulų ląstelių stimuliuoja osteoblastų ląstelių veiklą.

Osteoklastai turi kalcitonino receptorių, bet ne parathormono. Tačiau osteoblastai turi paratiroidinio hormono receptorių ir, kai juos aktyvuoja šis hormonas, gamina citokiną, vadinamą osteoklastų stimuliuojančiu veiksniu.

Funkcijos:

1. Osteoklastai pašalina tiek kaulinės matricos mineralinius, tiek organinius komponentus. Atrodo, kad pirminė osteoklastų funkcija yra ant mineralinių medžiagų, nes šios ląstelės nerastos nekalcinuotame kauke.

2. Osteoklastai išskiria kolagenazę ir kitus fermentus bei siurblių protonus vietinei rūgščiai aplinkoje, esančioje subcelluluotoje uždaroje kišenėje tarp susprogdintos sienos ir kaulinių ląstelių sąsajos. Tai skatina lokalizuotą kolageno virškinimą ir ištirpina kalcio druskos kristalus.

Osteoklastų likimas:

Po kaulų rekonstravimo resorbcijos būdu, osteoklastų sincitinės ląstelės išsiskiria į kaulų čiulpų mononukleines ląsteles.

Tarpelementinė medžiaga:

Tarpelementinė kaulinė medžiaga susideda iš organinių ir neorganinių komponentų. Organiniai komponentai apima kaulų ląsteles ir matricos baltymus. Kaulų ląstelės sudaro tik 2% kaulų masės, o organinė matrica sudaro 35%, o neorganiniai elementai - 65%.

Organinė matrica:

Organinę matricą arba osteoidinį audinį sudaro:

a) I tipo kolageno pluoštai, kurie yra išdėstyti ryšuliuose ir sudaro didžiąją dalį organinių medžiagų; ir

b) Cemento medžiaga (amorfinė) apima:

Proteoglikanai, svarbiausi chondroitino sulfatai, ir struktūriniai glikoproteinai, kurie padeda susitraukti kaulų ląsteles su kolageno pluoštais.

Neorganinė matrica:

Svarbiausios kaulų druskų sudedamosios dalys yra kalcio, magnio, fosfato, karbonato, chlorido, fluorido ir citrato sudedamosios dalys. Kalcio fosfato Ca ₁₀ [Po4] ₆ [OH] ₂ hibroksapatitų kristalai yra nusodinami išilgai kolageno pluošto arba įterpiami į pluošto sritis tarp tropokolageno molekulių galų. Kaulai yra 99% kalcio, 80% p-hosphorus ir 65% kūno natrio ir magnio sandėlis.

Hidroksilapatito kristalų susidarymas kauluose yra fazės transformacija iš skysčio į kietą, panašus į vandens pavertimą ledu. Tačiau organinių matricų kalcifikacijos procesas vis dar nežinomas. Paprastai mineralizacija vyksta nuo 12 iki 15 dienų nuo matricos susidarymo.

Kai kurie elementai, pvz., Švinas, plutonis ir „stroncija, gali būti paimti kaulais ir laikomi. Stronitas gali sukelti piktybinius kaulų navikus. Stroncio kiekio kauluose tyrimai rodo informaciją apie radioaktyvius kritimus.