Knoglevæv er det vigtigste væv i vores krop. Den udfører mange funktioner. Knoglevæv i histologi omtales som en type skeletbindevæv, som også omfatter bruskvæv. Celler af skeletbindevæv, inklusive knogler, udvikler sig fra mesenkymet.
Skeletbindevæv
Skeletbindevæv udfører mange funktioner:
- Knogler er rygraden i hele organismen. Skelettet gør det muligt for en person, der udelukkende består af blødt væv, at føle sig sikker i rummet.
- Takket være skelettet, vi kan flytte. Muskler er knyttet til knogler, som igen danner bevægelseshåndtag, der giver dig mulighed for at udføre enhver handling.
- Depotet af mange mineraler er placeret i knoglevævet. Knoglevæv er involveret i metabolismen af fosfat og calcium.
- Hæmatopoiesis forekommer i knoglerne, nemlig i den røde knoglemarv.
Funktionerne af knoglevæv i histologi er defineret som sammenfaldende med funktionerne af alleskeletbindevæv, men dette væv har en række unikke egenskaber.
Hovedtrækket og forskellen mellem knoglevæv og andet bindevæv er dets høje indhold af mineraler, som er 70 %. Dette forklarer styrken af knoglerne, fordi det intercellulære stof i knoglebindevævet er i fast tilstand.
Knoglevæv. Den kemiske sammensætning af knoglevæv
Knoglevæv skal begynde med undersøgelsen af dets kemiske sammensætning. Dette giver dig mulighed for at forstå dets særlige egenskaber. Indholdet af organiske stoffer i vævet er fra 10 til 20 %. Vand indeholder fra 6% til 20%, mineraler, som nævnt ovenfor, mest af alt - op til 70%. Hovedelementerne i knoglens mineralske substans er calciumphosphat og hydroxyapatitter. Også høj i minerals alte.
Kombinationen af organiske og uorganiske stoffer i knoglevæv forklarer knoglernes styrke, elasticitet og deres evne til at modstå store belastninger. Samtidig gør et for højt indhold af mineraler knoglerne betydeligt skøre.
Det intercellulære stof er dannet af 95 % type I kollagen. Organisk stof ophobes på proteinfibre. Fosfoproteiner bidrager til ophobningen af calciumioner i knoglerne. Proteoglycaner fremmer bindingen af kollagen til mineralske forbindelser, hvis dannelse igen understøttes af alkalisk fosfatase og osteonectin, som stimulerer yderligere vækst af uorganiske krystaller.
Cellekomponenter
Knogleceller indHistologi er opdelt i tre typer: osteoblaster, osteocytter og osteoklaster. Cellulære komponenter interagerer med hinanden og danner et integreret system.
Osteoblaster
Osteoblaster er kubiske, ovale celler med en excentrisk placeret kerne. Størrelsen af sådanne celler er ca. 15-20 mikron. Organeller er veludviklede, granulært EPS og Golgi-komplekset udtrykkes, hvilket kan forklare den aktive syntese af eksporterede proteiner. I histologi, på et knoglevævspræparat, farves cytoplasmaet af celler basofilt.
Osteoblaster er lokaliseret på overfladen af knoglestrålerne i den fremkommende knogle, hvor de forbliver i modne knogler i det svampede stof. I dannede knogler kan osteoblaster findes i periosteum, i endosteum, der dækker marvkanalen, i det perivaskulære rum af osteoner.
Osteoblaster er involveret i osteogenese. På grund af den aktive syntese og eksport af proteiner dannes en knoglematrix. Takket være alkalisk fosfatase, som er aktiv i cellen, sker der en ophobning af mineraler. Glem ikke, at osteoblaster er forløbere for osteocytter. Osteoblaster udskiller matrix-vesikler, hvis indhold udløser dannelsen af krystaller fra mineraler i knoglematrixen.
Osteoblaster er opdelt i aktive og hvilende. Aktive deltager i osteogenese og producerer matrixkomponenter. Hvilende osteoblaster med en endosteal membran beskytter knogle mod osteoklaster. Hvilende osteoblaster kan aktiveres nårknoglejustering.
Osteocytes
Osteocytter er modne, veldifferentierede celler af knoglevæv, placeret en ad gangen i huller, også kaldet knoglehulrum. Ovalformede celler med talrige processer. Størrelsen af osteocytter er cirka 30 mikrometer i længden og op til 12 i bredden. Kernen er aflang, placeret i midten. Kromatin kondenseres og danner store klumper. Organeller er dårligt udviklede, hvilket kan forklare osteocytternes lave syntetiske aktivitet. Celler er forbundet med hinanden ved processer gennem cellekontakter af forbindelser, der danner syncytium. Gennem processerne sker der en udveksling af stoffer mellem knoglevæv og blodkar.
Osteoklaster
Osteoklaster, i modsætning til osteoblaster og osteocytter, stammer fra blodceller. Osteocytter dannes ved fusion af flere promonocytter, så nogle forfattere betragter dem ikke som celler og klassificerer dem som symplaster.
I strukturen er osteoklaster store, let aflange celler. Cellestørrelsen kan variere fra 60 til 100 µm. Cytoplasmaet kan farves både oxyfilt og basofilt, det hele afhænger af cellernes alder.
Der er flere zoner i en celle:
- Basal, der indeholder de vigtigste organeller og kerner.
- Rumset kant af mikrovilli, der trænger ind i knoglen.
- Vesikulær zone, der indeholder knoglenedbrydende enzymer.
- Lysfarvet vedhæftningszone for at fremme cellefiksering.
- Zoneresorption
Osteoklaster ødelægger knoglevæv, er involveret i knogleombygning. Ødelæggelsen af knoglestoffet, eller med andre ord resorption, er et vigtigt trin i omstruktureringen, efterfulgt af dannelsen af et nyt stof ved hjælp af osteoblaster. Lokalisering af osteoklaster falder sammen med tilstedeværelsen af osteoblaster, i fordybninger på overfladen af knoglebjælker, i endosteum og periosteum.
Periosteum
Bughinden består af osteoblaster, osteoklaster og osteogene celler, der er involveret i knoglevækst og -reparation. Periosteum er rig på blodkar, hvis grene vikler sig rundt om knoglen og trænger ind i dens substans.
I histologi er klassificeringen af knoglevæv ikke særlig omfattende. Stoffer er opdelt i grove fibre og lamelformede.
Grovt fibrøst knoglevæv
Grovt fibrøst knoglevæv forekommer hovedsageligt hos et barn før fødslen. Hos en voksen forbliver den i kraniets suturer, i dentale alveoler, i det indre øre, på de steder, hvor senerne er fastgjort til knoglerne. Groftfibrøst knoglevæv i histologi bestemmes af forgængeren til lamellar.
Væv består af kaotisk arrangerede tykke bundter af kollagenfibre, som er placeret i en matrix bestående af uorganiske stoffer. I det intercellulære stof er der også blodkar, som er ret dårligt udviklede. Osteocytter er placeret i det intercellulære stof i systemerne af lakuner og kanaler.
Lamellært knoglevæv
Alle knogler i den voksne krop, med undtagelse af fastgørelsessteder for sener og områder af kraniesuturer, består af lamellær knoglebindevæv.
I modsætning til groft fibrøst knoglevæv er alle komponenter i lamelvæv struktureret og danner knogleplader. Kollagenfibre i én plade har én retning.
Der er to varianter af lamellært knoglevæv i histologien - svampet og kompakt.
Svampet sag
I det svampede stof er pladerne kombineret til trabekler, stoffets strukturelle enheder. Bueformede plader ligger parallelt med hinanden og danner avaskulære knoglestråler. Pladerne er orienteret i retning af trabeklerne selv.
Trabekler er forbundet med hinanden i forskellige vinkler og danner en tredimensionel struktur. Knogleceller er placeret i mellemrummene mellem knoglestrålerne, hvilket gør dette stof porøst, hvilket forklarer navnet på vævet. Cellerne indeholder rød knoglemarv og blodkar, der fodrer knoglen.
Svampet stof er placeret i den indre del af de flade og svampede knogler, i epifyserne og de indre lag af den rørformede diafyse.
Kompakt knoglemasse
Histologien af lamellært knoglevæv bør undersøges grundigt, fordi det er denne type knoglevæv, der er den mest komplekse og indeholder mange forskellige elementer.
Knogleplader i et kompakt stof er arrangeret i en cirkel, de indsættes i hinanden og danner en tæt bunke, hvor der praktisk t alt ingen huller er. Den strukturelle enhed er osteonet, dannetknogleplader. Poster kan opdeles i flere typer.
- Ydre generelle plader. De er placeret direkte under periosteum, der omkranser hele knoglen. I svampede og flade knogler kan kompakte stoffer kun udtrykkes af sådanne plader.
- Osteon-plader. Denne type plade danner osteoner, koncentriske plader, der ligger rundt om karrene. Osteon er hovedelementet i det kompakte stof i diafyserne i rørknogler.
- Indlagte plader, som er rester af rådnende plader.
- Interne generelle lameller omgiver medullærkanalen med gul marv.
Det kompakte stof er lokaliseret i overfladelaget af flade og svampede knogler, i diafysen og overfladiske lag af epifysen af rørknogler.
Knollen er dækket af periost, som indeholder kambialceller, takket være hvilke knoglen vokser i tykkelse. Periosteum indeholder også osteoblaster og osteoklaster.
Under periosteum ligger et lag af ydre generelle plader.
I selve midten af den rørformede knogle er marvhulen, dækket af endosteum. Endost er dækket af indvendige generelle plader, der omslutter den i en ring. Trabekler af svampet stof kan støde op til medullærhulen, så nogle steder kan pladerne blive mindre udt alte.
Mellem de ydre og indre lag af de generelle plader er osteonlaget af knoglen. I midten af hver osteon er en Haversian-kanal med et blodkar. Haversiske kanaler kommunikerer med hinanden via tværgående Volkmann-kanaler. Mellemrummet mellem pladerne og karret kaldes perivaskulært, karret er dækket af løst bindevæv, og det perivaskulærrum indeholder celler, der ligner dem i periosteum. Kanalen er omgivet af lag af osteonplader. Til gengæld er osteonerne adskilt fra hinanden af en resorptionslinje, som ofte kaldes sp altningen. Også mellem osteonerne er indskudte plader, som er osteonernes restmateriale.
Knoglemellemrum med osteocytter indesluttet i dem er placeret mellem osteonpladerne. Osteocytternes processer danner tubuli, hvorigennem næringsstoffer transporteres til knoglerne vinkelret på pladerne.
Collagenfibre gør det muligt at se knoglekanaler og hulrum under et mikroskop, da områder beklædt med kollagen farves brune.
I histologien på præparatet farves lamellært knoglevæv ifølge Schmorl.
Osteogenese
Osteogenese er enten direkte eller indirekte. Direkte udvikling udføres fra mesenchymet, fra cellerne i bindevævet. Indirekte - fra bruskceller. I histologi betragtes direkte osteogenese af knoglevæv før indirekte, fordi det er en enklere og mere gammel mekanisme.
Direkte osteogenese
Knoglerne i kraniet, små håndknogler og andre flade knogler udvikler sig fra bindevævet. Ved dannelsen af knogler på denne måde kan der skelnes mellem fire stadier
- Danning af skelettets primordium. I den første måned kommer stromale stamceller ind i mesenkymet fra somitter. Der er en multiplikation af celler, berigelse af vævet med kar. Under påvirkning af vækstfaktorer danner celler klynger på op til 50 stykker. Celler udskiller proteiner, formerer sig og vokser. I stamstromaceller starter differentieringsprocessen, de bliver til osteogene progenitorceller.
- Osteoid scene. I osteogene celler sker proteinsyntese og glykogenophobning, organellerne bliver større, de fungerer mere aktivt. Osteogene celler syntetiserer kollagen og andre proteiner, såsom knoglemorfogenetisk protein. Over tid begynder celler at formere sig mindre hyppigt og differentiere til osteoblaster. Osteoblaster er involveret i dannelsen af det intercellulære stof, fattig på mineraler og rig på organisk stof, osteoid. Det er på dette stadium, at osteocytter og osteoklaster opstår.
- Osteoidmineralisering. Osteoblaster er også involveret i denne proces. Alkalisk fosfatase begynder at arbejde i dem, hvis aktivitet bidrager til ophobning af mineraler. Matrix-vesikler fyldt med proteinet osteocalcin og calciumphosphat vises i cytoplasmaet. Mineraler klæber til kollagen på grund af osteocalcin. Trabekler øges og danner, i forbindelse med hinanden, et netværk, hvor mesenkym og kar stadig forbliver. Det resulterende væv kaldes primært membranvæv. Knoglevævet er grovfibret, og danner den primære spongiöse knogle. På dette stadium dannes periosteum fra mesenkymet. Celler vises nær blodkarrene i bughinden, som derefter vil deltage i væksten og regenereringen af knoglen.
- Danningen af knogleplader. På dette stadium er derudskiftning af primært membranøst knoglevæv med lamellært. Osteoner begynder at udfylde hullerne mellem trabeklerne. Osteoklaster kommer ind i knoglen fra blodkarrene, som danner hulrum i den. Det er osteoklaster, der skaber et hulrum til knoglemarven, som påvirker knoglens form.
Indirekte osteogenese
Indirekte osteogenese forekommer under udviklingen af rørformede og svampede knogler. For at forstå alle mekanismerne bag osteogenese skal du være velbevandret i histologien af brusk- og knoglebindevæv.
Hele processen kan opdeles i tre trin:
- Dannelse af bruskmodel. I diafysen får chondrocytter mangel på næringsstoffer og får blærer. De frigjorte matrixvesikler fører til forkalkning af bruskvævet. I histologi er brusk og knoglevæv forbundet med hinanden. De begynder at afløse hinanden. Perichondrium bliver til periosteum. Kondrogene celler bliver osteogene, som igen bliver til osteoblaster.
- Danning af primær spongiös knogle. Groft fibrøst bindevæv vises i stedet for bruskmodellen. Der dannes også en perichondral knoglering, en knoglemanchet, hvor osteoblaster danner trabekler lige ved diafysen. På grund af udseendet af en knoglemanchet bliver brusknæring umulig, og chondrocytter begynder at dø. Brusk- og knoglevæv i histologi er meget indbyrdes forbundne. Efter chondrocytternes død danner osteoklaster kanaler fra periferien af knoglen til dybden af diafysen, langs hvilke osteoblaster, osteogene celler og blodkar bevæger sig. Endokondral ossifikation begynder og bliver til sidst til epifyse.
- Genopbygning af stoffet. Primært groft fibrøst væv bliver gradvist til lamelformet.
Vækst og udvikling af knoglevæv
Knoglevækst hos mennesker går op til 20 år. Knoglen vokser i bredden på grund af periosteum, i længden på grund af den metaepiphyseale vækstplade. I metaepiphyseal-pladen kan man skelne zonen med hvilebrusk, zonen med søjlebrusk, zonen med vesikulær brusk og zonen med forkalket brusk.
Mange faktorer påvirker knoglevækst og -udvikling. Disse kan være faktorer i det indre miljø, miljøfaktorer, mangel på eller overskud af visse stoffer.
Vækst er ledsaget af resorption af gammelt væv og dets udskiftning med et nyt ungt. I barndommen vokser knogler meget aktivt.
Knoglevækst er påvirket af mange hormoner. For eksempel stimulerer somatotropin knoglevækst, men med dets overskud kan akromegali forekomme, med en mangel - dværgvækst. Insulin er afgørende for den korrekte udvikling af osteogene og stromale stamceller. Kønshormoner påvirker også knoglevækst. Deres øgede indhold i en tidlig alder kan føre til afkortning af knoglerne på grund af tidlig forbening af metaepiphyseal plade. Deres reducerede indhold i voksenalderen kan føre til osteoporose, øge knogleskørhed. Skjoldbruskkirtelhormonet calcitonin fører til aktivering af osteoblaster, parathyrin øger antallet af osteoklaster. Thyroxin påvirker centrene for ossifikation, hormoner i binyrerne - regenereringsprocesserne.
Knoglevækst harpåvirker også nogle vitaminer. C-vitamin fremmer kollagensyntesen. Med hypovitaminose kan en afmatning i knoglevævsregenerering observeres, histologi i sådanne processer kan hjælpe med at finde ud af årsagerne til sygdommen. A-vitamin fremskynder osteogenesen, du skal være forsigtig, for ved hypervitaminose sker der en forsnævring af knoglehulerne. D-vitamin hjælper kroppen med at optage calcium, med beriberi bøjes knoglerne. Samtidig er det dannede plastiske knoglevæv i histologien ledsaget af udtrykket osteomalaci, og sådanne symptomer er også karakteristiske for rakitis hos børn.
Omformning af knoglen
I processen med omstrukturering erstattes groft fibrøst bindevæv med lamelvæv, knoglesubstansen fornyes, og mineralindholdet reguleres. I gennemsnit fornyes 8 % af knoglestoffet om året, og det svampede væv fornyes 5 gange mere intensivt end det lamelformede. I histologien af knoglevæv lægges der særlig vægt på mekanismerne ved knogleombygning.
Omstrukturering omfatter resorption, vævsdestruktion og osteogenese. Med alderen kan resorption dominere. Dette forklarer osteoporose hos ældre.
Omstruktureringsprocessen består af fire faser: aktivering, resorption, tilbagevenden og dannelse.
Regenerering af knoglevæv i histologi betragtes som en slags knogleombygning. Denne proces er meget vigtig, men vigtigst af alt, ved at kende de faktorer, der påvirker regenereringsprocessen, kan vi accelerere den, hvilket er meget vigtigt i tilfælde af knoglebrud.
Kendskab til histologi, menneskeligt knoglevæv er nyttigt for både læger og almindelige mennesker. At forstå nogle mekanismer kan hjælpe selv i dagligdags ting, for eksempel ved behandling af brud, i forebyggelse af skader. Strukturen af knoglevæv i histologi er godt undersøgt. Men alligevel er knoglevævet langt fra fuldt udforsket.
