ЕНДОХОНДРАЛНА ОСИФИКАЦИЯ: ХИСТОЛОГИЯ И ПРОЦЕС - АНАТОМИЯ И ФИЗИОЛОГИЯ - 2026

На ендохондрална осификация и междумембранно осификация са два механизма на образуване на кост по време на ембрионалното развитие. И двата механизма пораждат хистологично идентична костна тъкан.

Ендохондралната осификация изисква хрущялна плесен и е механизмът на осификация за повечето от дългите и къси кости в тялото. Този процес на образуване на кост протича на два етапа: 1) се формира миниатюрен модел на хиалиновия хрущял; 2) хрущялът продължава да расте и служи като структурен скелет за образуване на кост. Хрущялът се абсорбира отново, тъй като се заменя с кост.

Графично представяне на структурата на хиалиновия хрущял (Източник: Kassidy Veasaw via Wikimedia Commons)

Нарича се ендохондрална, защото осификация се случва отвътре навън, за да я разграничи от перихондралната осификация, която се случва навън (от перихондриума) навътре.

Осификация означава образуване на кост. Това образуване на кост се произвежда от действието на остеобластите, които синтезират и секретират костната матрица, която след това се минерализира.

Осификацията започва на място в хрущяла, което се нарича център за костност или костно ядро. Възможно е да има няколко от тези центрове, които бързо се сливат, за да образуват първичен център за осификация, от който ще се развие костта.

Хистология

В плода, в областта, където трябва да се образува кост, се развива модел на хиалиновия хрущял. Хиалиновият хрущял се образува чрез диференциране на мезенхимни клетки. Той съдържа колаген тип II и е най-изобилният в организма. От този хрущял се получава осификация.

Хрущялно образуване

В регионите, където трябва да се образува хрущял, мезенхимните клетки се групират и модифицират, губят разширенията си и стават закръглени. Така се формират центрове за хондрификация. Тези клетки се трансформират в хондробласти, секретират матрица и попадат в капан, образувайки така наречените „пропуски“.

Обградените с матрица хондробласти, които образуват пропуските, се наричат ​​хондроцити. Тези клетки се делят и докато отделят матрица, те се отделят, образувайки нови пропуски и като следствие, генерирайки растеж на хрущяла.

Този тип растеж възниква отвътре навън и се нарича интерстициален растеж. Мезенхимните клетки, които заобикалят хрущяла, се диференцират в фибробласти и продължават да образуват перихондриума, който заобикаля хрущялния скелет.

Образуване на костите

Първоначално хрущялът расте, но след това хондроцитите в центъра на хипертрофия, натрупват гликоген и образуват вакуоли. Това явление намалява матричните дялове, които от своя страна се калцифицират.

Ето как процесът на образуване на кост започва от първичен център за осификация, който чрез последователен процес замества хрущяла, който се резорбира и се образува кост.

Вторичните центрове на осификация се образуват в краищата на костните епифизи по механизъм, подобен на този на окостенелите диафизи, но те не образуват костната яка.

В този случай остеопрогениторните клетки, които нахлуват в хрущяла на епифизата, се трансформират в остеобласти и започват да секретират матрицата, което в крайна сметка завършва, заменяйки хрущяла на епифизата с кост.

Ендокринен процес на осификация

- Основни процеси

Ендохондралната осификация се осъществява чрез седем процеса, които са описани по-долу.

Образуване на хиалинов хрущял

Образува се модел на хиалиновия хрущял, покрит с перихондриум. Това се случва в ембриона, в областта, където костта ще се развие по-късно. Някои хондроцити хипертрофират и след това умират, а хрущялната матрица се калцифицира.

Образува се първичният център на осификация

Средната мембрана на диафизата се васкуларизира в перихондриума. При този процес перихондриумът се превръща в периоста, а хондрогенните клетки се превръщат в остеопрогениторни клетки.

Образуване на костна яка

Новообразуваните остеобласти синтезират матрица и образуват костена яка точно под периоста. Тази яка предотвратява разпространението на хранителни вещества към хондроцитите.

Образуване на медуларни кухини

Хондроцитите в центъра на диафизата, които са хипертрофирани, не получават хранителни вещества, умират и се дегенерират. Това оставя объркани празни вакуоли в центъра на диафизите, които след това образуват медуларните кухини на костта.

Остеогенната пъпка и началото на калцификация

Остеокластите започват да образуват „дупки“ в субпериосталната костна яка, през които влиза така наречената остеогенна пъпка. Последният е изграден от остеопрогениторни клетки, хематопоетични клетки и кръвоносни съдове. Това започва калцификация и производство на кости.

Образуване на комплекс, състоящ се от хрущял и калцирана кост

Хистологично калцираният хрущял оцветява сини (базофилни), а калцифицираните костни петна червени (ацидофилус). Остеопрогениторните клетки пораждат остеобласти.

Процес на растеж на костите (Източник: производна работа: Chaldor (беседа) Illu_bone_growth.jpg: Fuelbottle чрез Wikimedia Commons)

Тези остеобласти правят костната матрица, която се отлага в калцирания хрущял, след това новообразуваният матрикс се калцифицира и по това време се получава комплексът от калцифициран хрущял и кост.

Процес на резорбция

Остеокластите започват да резорбират калцирания хрущялен и костен комплекс, тъй като субпериосталната кост се сгъстява, нарастваща във всички посоки в диафизата. Този процес на резорбция увеличава размера на медуларния канал.

Удебеляването на субпериосталната костна яка нараства към епифизите и малко по малко хрущялът на диафизите се замества напълно с кост, оставяйки хрущял само в епифизите.

- Вторични центрове за осификация

1- Тук започва осифицирането на епифизите. Това се случва по същия начин, който се случва в основния център на осификация, но без да се образува субпериостеален костен пръстен. Остеобластите отлагат матрицата върху калцирания хрущял.

2- Костта расте в епифизната плоча. Ставната повърхност на костта остава хрущялна. Костта расте в епифизния край на плочата, а костта се добавя в диафизарния край на плочата. Хрущялната епифизна плоча остава.

3- Когато растежът на костите приключи, хрущялът на епифизарната плоча вече не се разраства. Растежът продължава, докато епифизата и диафизата се обединят с консолидирана кост, заменяйки хрущяла на епифизата с кост.

Този процес на растеж продължава няколко години, преди да е завършен, а в процеса костта непрекъснато се прекроява.

Препратки

1. Eroschenko, VP, & Di Fiore, MS (2013). Атласът на хистологията на DiFiore с функционални корелации. Lippincott Williams & Wilkins.
2. Gartner, LP и Hiatt, JL (2010). Електронна книга за кратка хистология. Elsevier Health Sciences.
3. Hiatt, JL (2006). Цветен атлас на хистологията. Lippincott Williams & Wilkins.
4. Mackie, E., Ahmed, YA, Tatarczuch, L., Chen, KS, & Mirams, M. (2008). Ендохондрална осификация: как хрущялът се превръща в кост в развиващия се скелет. Международното списание за биохимия и клетъчна биология, 40 (1), 46-62.
5. Натали Ортега, Даниел Дж. Бехоник и Зена Верб. (2004) Матрично ремоделиране по време на ендохондрална осификация. Тенденции Biol.; 14 (2): 86–93.