Osteogeneza - w jaki sposób rosną kości?

Jak rosną kości? Osteogeneza to biologiczny proces tworzenia i wzrostu kości. Opowiemy ci o tym w tym artykule!

Napisane i zweryfikowane przez lekarz Gilberto Adaulfo Sánchez Abreu.

Ostatnia aktualizacja: 24 sierpnia, 2022

Osteogeneza to biologiczny proces tworzenia i wzrostu kości. Rozpoczyna się ona w ósmym tygodniu rozwoju embrionalnego. Co ciekawe, osteogeneza jest również procesem, który ma miejsce w celu naprawy złamania kości.

Proces ten, zwany też czasem kostnieniem, polega na przekształceniu istniejącej tkanki w tkankę kostną. W dzisiejszym artykule opowiemy ci nieco więcej o tym, na czym polega osteogeneza.

Istnieją dwa mechanizmy, za pomocą których organizm przeprowadza tę transformację:

1. Kostnienie wewnątrzchrzęstne: jest to bardziej złożony proces, który przebiega w dwóch etapach. Po pierwsze, początkowa tkanka zostaje zastąpiona chrząstką. Następnie ulega skostnieniu.
2. Kostnienie śródbłoniaste: jest to bezpośrednie przekształcenie pierwotnej tkanki w tkankę kostną.

Przyjrzyjmy się temu zjawisku nieco bliżej.

Jak rosną kości? Fizjologia tworzenia i wzrostu kości

Osteogeneza: struktury embrionalne

Mezoderma jest jedną z trzech warstw komórek, z których rozwija się cały zarodek. Początkowo istnieją trzy warstwy komórek: warstwa zewnętrzna, pośrednia i wewnętrzna. Mezoderma jest warstwą pośrednią i tworzy kości kończyn.

Tymczasem somity są przejściowymi strukturami embrionalnymi, które mają fundamentalne znaczenie dla rozwoju wzorca struktur segmentowych charakterystycznych dla kręgowców. Co więcej, z somitów powstają kości, które tworzą część centralnej osi ciała lub szkieletu osiowego. Należą do nich kość gnykowa, żebra, kręgosłup, mostek oraz kości czaszki i słuchu.

Wreszcie, grzebień nerwowy to przejściowa formacja komórkowa, która jest typowa we wczesnych stadiach rozwoju. Jego podstawową cechą jest pluripotencjalny charakter jej komórek. Innymi słowy, komórki grzebienia nerwowego mogą dać początek praktycznie każdemu rodzajowi ostatecznej struktury ciała. Na przykład dają początek zarówno kościom twarzoczaszki, jak i chrząstkom.

Kostnienie wewnątrzchrzęstne

Proces kostnienia śródchrzęstnego charakteryzuje się tworzeniem chrząstki z tkanki embrionalnej i jej późniejszym kostnieniem, co prowadzi do wzrostu kości.

Ogólnie proces ten możemy podzielić na pięć etapów:

1. Po pierwsze, komórki wyrażają dwa czynniki transkrypcyjne: PAX 1 i Scleraxix, które są niezbędne do aktywacji genów, które przekształcą oryginalne komórki w chrząstkę. Jest to możliwe dzięki niektórym komórkom indukującym sąsiednie komórki do robienia tego w sposób parakrynny.
2. Komórki, które dokonały ekspresji niezbędnych genów, grupują się i stają się chondrocytami.
3. Te chondrocyty rozmnażają się bardzo szybko i w ten sposób tworzą rodzaj bazy dla przyszłej kości.
4. Wtedy namnażanie ustaje, a chondrocyty powiększają się. Chondrocyty te modyfikują również składniki, które uwalniają w celu utworzenia macierzy, która może ulegać zwapnieniu dzięki węglanowi wapnia.
5. Wreszcie forma chrząstki jest przecinana przez tworzące się naczynia krwionośne. Chondrocyty stopniowo obumierają i są zastępowane przez osteoblasty.

Osteoklasty to komórki odpowiedzialne za niszczenie kości, których aktywność musi być zawsze zrównoważona z aktywnością osteoblastów. Dzieje się tak, ponieważ prawidłowe tworzenie i wzrost kości zależą od tej równowagi.

Jak rosną kości: kostnienie śródbłoniaste

Powstawanie i wzrost płaskich kości czaszki odbywa się poprzez proces kostnienia śródbłoniastego. Ten wzrost odbywa się w obrębie błony tkanki łącznej.

Niektóre komórki w tej błonie staną się osteoblastami, komórkami tworzącymi macierz kostną. Tymczasem inne staną się komórkami, które tworzą część małych naczyń krwionośnych mające na celu nawadnianie kości.

Osteoblasty grupują się, tworząc tak zwany ośrodek kostnienia, wokół którego stopniowo utworzy się kość. Dzieje się tak, ponieważ komórki te syntetyzują i wydzielają składniki niezbędne do stworzenia macierzy zdolnej do wychwytywania soli wapnia.

Co się stanie, jeśli osteogeneza się nie powiedzie?

Wrodzona łamliwość kości

Jeśli proces osteogenezy (wzrostu kości) nie przebiega prawidłowo, mamy do czynienia z wrodzoną wadą osteogenezy, znaną również jako choroba łamliwości kości. Choroba łamliwości kości to choroba genetyczna charakteryzująca się nadmierną kruchością kości.

Osoby, które na nią cierpią, stale cierpią na złamania, oprócz innych objawów. Na przykład mogą również mieć wrodzoną wadę zębiny lub obecność niebieskich twardówek.

Choroba występuje w wyniku mutacji, które zmieniają kolagen, podstawowy składnik macierzy kostnej. Brak tej substancji odpowiada za nadmierną kruchość dotkniętych kości.

Jest to choroba rzadka ze względu na małą liczbę dotkniętych nią osób. Ma również bardzo zmienne rokowanie, ponieważ istnieją różne rodzaje nasilenia. Ponadto sam przebieg choroby jest bardzo zróżnicowany u poszczególnych pacjentów i zależy od wielu czynników.

Nie ma konkretnej metody diagnozowania łamliwości kości. W rzeczywistości choroba jest zwykle diagnozowana zarówno na podstawie historii choroby pacjenta, jak i badań fizycznych. Lekarze mogą być w stanie łatwiej go wykryć, analizując kolagen skóry lub stosując metody genetyczne.

Nie ma również ustalonego sposobu leczenia tej choroby, poza kontrolą objawów. Specjaliści zalecają ćwiczenia fizyczne, fizjoterapię, stosowanie środków przeciwbólowych, a w niektórych przypadkach zabieg chirurgiczny.