Perihondrāla pārkaulošanās

perihondrāla pārkaulošanās atbilst kaulu biezuma pieaugumam. Šī augšana notiek caur skrimšļa veidošanās starpposmu. Perihondrāli kaulu veidošanās traucējumi ir sastopami, piemēram, stikla kaulu slimībās.

Kas ir perihondrāla pārkaulošanās?

Pārkaulošanās vai Osteoģenēze ir kaulu veidošanās process. Organisms veic osteoģenēzi gan garuma, gan biezuma augšanai. Pārkaulēšanās ir būtiska arī pēc lūzumiem un citiem kaulu ievainojumiem.

Ar pārkaulošanos tiek nošķirta pazemināta un hondrāla forma. Desmalā pārkaulošanās ir tieša osteoģenēze. Tas nozīmē, ka kaulu materiāls tiek veidots no saistaudiem bez jebkādiem starpposmiem. Turpretī hondrāla pārkaulošanās atbilst netiešai osteoģenēzei. Šī procesa laikā caur starpposmu tiek izveidots kauls. Šis starpposms atbilst skrimšļa veidošanai. Netiešās pārkaulošanās produktu sauc par aizvietojošo kaulu.

Hondrālo pārkaulošanos var sīkāk iedalīt perihondrālajā un enhondrālajā pārkaulošanā atkarībā no tā piestiprināšanas virziena. Perihondrālajā formā augšana notiek platumā. Kaulu audi tiek audzēti no ārpuses uz esošajiem audiem. Enchondral pārkaulošanās, no otras puses, notiek no iekšpuses. Pieaugot biezumam, perihondrāla pārkaulošanās ir appositional osteogenesis forma.

Funkcija un uzdevums

Dzīvi kauli. Cilvēki pamana, ka tas notiek galvenokārt pēc kaula lūzuma, kas var atkal dziedēt, pateicoties augšanas procesiem. Pārkaulošanās procesi ir tikpat svarīgi šai parādībai, kā tie ir izaugsmes procesos pirmajos dzīves gados.

Vissvarīgākais kaulu veidošanās materiāls ir mezenhīms. Tas ir atbalstoši saistaudi, kas rodas mezodermā. Hondrālas pārkaulošanās laikā ķermenis sākotnēji no mezenhīma veido skrimšļainus skeleta elementus, kurus dēvē arī par pirmatnējo skeletu. Netiešā osteoģenēze turpinās ar šo skrimšļa audu pārkaulošanos.

Pārkaulošanās no iekšpuses atbilst enhondrālai pārkaulošanai. Asinsvadi izaug skrimšļos, un tos pavada mezenhimālās šūnas. Imigrētās mezenhimālās šūnas iziet diferenciācijas procesā un kļūst vai nu par hondroclastiem, vai par osteoblastiem. Hondroclasti sadala skrimšļus. Osteoblasti savukārt ir iesaistīti kaulu veidošanā.

Epifīzes plāksnēs ir pastāvīgi uzkrāšanās un sadalīšanās procesi, kas ļauj kaulam augt garumā. Šo izaugsmi sauc arī par intersticiālu izaugsmi. Tas rada iekšēju telpu kaula iekšpusē, ko dēvē par primāro smadzenēm. Pēc primāro smadzeņu aizstāšanas ar pluripotentajām mezenhimālajām šūnām tas kļūst par faktisko kaulu smadzenēm.

Papildus garuma pieaugumam ir arī biezuma pieaugums. Šis process atbilst ārējai pārkaulošanai, t.i., perihondrālai pārkaulošanai. Šī procesa laikā osteoblasti atdalās no skrimšļa ādas (perichondrium). Pēc atdalīšanas tie tiek nogulsnēti gredzena formā ap skrimšļa modeli. Tas rada tā saukto kaulu aproci. Perihondrāla pārkaulošanās vienmēr notiek uz garu cauruļveida kaulu vidējās ass (diafīzes) un atbilst to augšanai pēc kārtas.

Pārkaulošanās punktus pārkaulošanās kontekstā sauc arī par pārkaulošanās centriem vai kaulu kodoliem. Gan perihondrālajā, gan enchondrālajā pārkaulošanā iesaistītie osteoblasti atbrīvo osteoīdu. Osteoblastiskie fermenti ietekmē un atbalsta kalcija sāļu nogulsnēšanos. Pēc šiem procesiem osteoblasti kļūst par osteocītiem.

Kad kaulu lūzumi ir dziedināti, pārkaulošanās procesu rezultātā tiek iegūti pīti un šķiedru kauli, kas, pateicoties kaulu pārveidošanas procesiem, kļūst arvien izturīgāki. Kaulu augšanas laikā gareniskā augšana notiek augšanas plāksnes sadaļā uz vidējā gabala, ap kuru atrodas perihondrālo kaulu aproču mala.

Hondrocīti galu galā vairojas epifīzes virzienā. Rezerves zonā ir nediferencētu hondrocītu piegāde. Izplatīšanas zona satur aktīvos hondrocītus, kas mitotiski vairojas, tādējādi veidojot gareniskās kolonnas. Hipertrofiskā zonā kolonnas hondrocīti aug hipertrofiski un mineralizē garenvirziena septas.

Tikai atvēršanas zonā tiek izdalīti fermenti, kas veido šķērsenisko septu. Garenisko septu pārkaulo osteoblasti atvēršanas zonā. Augšanas fāzes beigās dia- un epifīze aug kopā.

Slimības un kaites

Slimības, kas saistītas ar osteoģenēzi, sauc arī par kaulu veidošanās traucējumiem. Šajā grupā ietilpst, piemēram, ar mutācijām saistīta ahondroplāzija, kas, kā zināms, ir visbiežākais ģenētiski saistītā īsa auguma iemesls. Punktu mutācija augšanas faktora receptora gēnā FGFR-3 izjauc skrimšļa veidošanos. Kaulu augšanas zona priekšlaicīgi ossificējas un tādējādi ierobežo roku un kāju augšanu garumā. Šis nosacījums ir enchondral pārkaulošanās traucējumi.

Lielākā daļa citu kaulu augšanas traucējumu galvenokārt ietekmē arī enchondral un drīzāk perichondral ossification. Otrais piemērs no tās pašas slimību grupas ir Fibrodysplasia ossificans progressiva, kurā saistaudi priekšlaicīgi ossificējas. Iemesls tam - trūkst gēna, kas kontrolē skeleta augšanu augļa attīstībā, izslēgšanas signāla.

Papildus endhondrālai pārkaulošanai stikla kaulu slimība tieši ietekmē arī perihondrālo osteoģenēzi. I tipa kolagēni ir galvenais saistaudu elements un attiecīgi attiecas uz jebkuru kaulu matricas struktūru. Stiklveida kaulu slimības gadījumā I tipa kolagēna punktveida mutācija 7. un 17. hromosomā maina kolagēnu struktūru. Šī iemesla dēļ vissvarīgākās aminoskābes kolagēnā tiek apmainītas pret citām aminoskābēm. Tiek samazināta kolagēna sintēze un tiek kavēta trīskāršās spirāles sagriešanās. Tāpēc kolagēni zaudē stabilitāti. Tāpēc skartajiem kauliem ir stiklveida struktūra un tie saplīst pie mazākās slodzes.