Kemik dokusu, yapısı ve işlevi. Dr. Kutay Engin Özturan

Transkript

1 Kemik dokusu, yapısı ve işlevi Dr. Kutay Engin Özturan

2 Kemik dokusunun görevleri Mekanik destek ve çatı Hayati organların korunması Mineral depolanması ve homestazisi Kemik iliği için ev sahipliği Hareket ve yürüme

3 Kemik anatomisi Beş kemik tipi vardır. Uzun Kısa Yassı İrregüler Sesamoid

4 Kemik anatomisi Uzun kemikler 3 bölüme ayrılır. Epifiz Metafiz Diafiz

5 Epifiz ve metafiz gevşek trabeküler kemik ve bu dokuyu saran ince kortikal kemikten oluşur. Büyüyen kemikte büyüme plağı epifizle metafizi ayırır.

6 Diafiz kalın yoğun kortikal kemikten oluşur. İç kısımda ise ince trabeküler kemikten oluşan bir tabaka ve medullar kanal mevcuttur.

7 Kısa kemikler: Primer olarak trabeküler kemikten oluşur. Dış kısımda ise ince kortikal kemikten oluşan bir tabaka vardır. Karpal ve tarsal kemikler Yassı kemikler ince kısımlarında sadece kortikal Daha kalın bölgelerde, iç kısımda trabeküler tabaka da vardır. Kafatası, skapula, pelvis

8 Periosteum ve endosteum Kortikal kemiğin eklem bölgeleri dışındaki dış yüzeyine periostal yüzey denir. Medullar kanala bakan iç kısmına ise endosteal yüzey denir.

9 Periost Periostal yüzey periostal memranla kaplıdır. İki tabakadan oluşur. Dış tabaka: fibröz konnektif doku İç tabaka (kambiyum ) osteogenik tabaka. Bu tabakada undifferensiye progenitör hücreler bulunur. Bu hücrelerden osteoblastlar gelişir. Eklem yüzeylerinde tendon ve bağların insersiyolarında sesamoid kemiklerde yok Sharpey lifleri

10 Aktif kemik metabolizması sırasında bu yüzeylerde kemik oluşturan osteoblastlar ve kemik rezorbe eden osteoklastlar bulunur.

11 Kemik kanlanması 1) Besleyici arter sistemi 2) Metafiz epifiz sistemi 3) Periosteal sistem

12 Besleyici arter sistemi Besleyici arterler ana sistemik arterlerden dallanır. Diafizyel kortekse nutrient foramenden girer. Medullar kanala ulaşır. İnen ve çıkan küçük arter dallarına ayrılır. Matür diafizyel korteksin iç üçte ikisini besler. Yüksek basınçlıdır.

13 Metafiz epifiz sistemi Periartiküler vasküler pleksusdan köken alır. (Ör. Geniculate arter) Uzun kemiklerin uç Uzun kemiklerin uç kısımlarını metafizyel ve epifizyal arterler besler.

14 Periosteal sistem Periostal membrandan gelen arterler birçok noktadan kemiğe ulaşır. Matür diafizyel korteksin dış 1/3ünü besler. Düşük basınçlıdır.

15 Akımın yönü Erişkinde akım içten dışadır. SENTRİFUGAL Endosteal kan akımının tamamen bozulduğu deplase kırıklarda basınç gradyenti tersine döner. Dıştan içe. SENTRİPEDAL Gelişmekte olan kemikte arteryel akım sentripedaldir. Gelişmekte olan kemikte arteryel akım sentripedaldir. Periost ileri derecede vaskülerdir. Kemik kan akımının baskın bileşenidir.

16 Kortikal kemik Kompakt kemik Makroskopik boşluk yok Porozitesi çok düşük (<%10) Uzun kemiklerin diafizinde medullar kanalı kuşatır, yük taşır Metafizde ince trabeküler kemiği sarar

17 Trabeküler kemik Örgümsü yapıdadır. Çubuk ve plaklardan oluşur. Porosite yüksek (%30-%90) Boşluklarda kemik iliği yer alır. Eşsiz trabeküler mimari şok emici olarak görev yapar. Osteoporozda çubuk ve plakların sayısı ve kalınlığı azalır.

18 Primer (İmmatür: Woven) Kemik Kollajen lifleri ve mineral rastgele dizilir Osteositler dezorganize Birim alan başına düşen hücre sayısı çok Mineral içeriği az, kristaller küçük Embriyonal kemik oluşumu, metafizyel kemik büyümesi, kallus, HO, tümörler tarafından oluşturulan kemik Mekanik dayanıklılığı isotropik Kuvvet yönüyle direnç arasında bir ilişki yok

19 Sekonder (Matür: Lameller) Kemik Primer kemiğin yeniden şekillenmesi Lamella denilen organize kemik tabakaları Haversian sistem (osteon) İmmatür kemiğe göre daha yavaş oluşur Mekanik özellikleri anisotropik Kollajen liflerinin uzun eksenine paralel güçlere karşı daha güçlü direnç

20 Haversian Sistem (Osteon) Kan damarları, sinirler ve gevşek bağ doku içeren merkezi kanalı çevreleyen konsantrik lameller Lamellar arasına yerleşmiş lakunalar içinde osteositler En dışta mineralize matriksten oluşan çimento tabakası Havers kanalları ve kemik iliği arasında ilişkiyi sağlayan Volkman kanalları

21 İnterstisyel lamella Kollajen lifleri osteosit Konsentrik lamellalar OSTEON Haversian kanalı lakuna

22

23 Kemik dokusu hücreleri Osteoblast Osteosit Osteoklast Bone lining cell (kemiği kaplayan hücreler)

24 Osteoblast Kuboid şeklindedir, nukleusu eksentrik yerleşimli Mezenkimal kök hücrelerden farklılaşır. Kemik yüzeyinde yerleşir. Kemik organik matriksini sentez eder Osteoklastik kemik rezorbsiyonunu düzenler Yapım ile yıkım arasındaki dengeyi sağlar

25 Osteoblast Osteoblast markerları: alkalen fosfataz osteokalsin osteonektin osteopontin pth reseptörü Low density lipoprotein reseptör related protein 5(lrp5) osteoblastik matriks üretiminde kritik İLGF-1 matriks üretimini uyarır. Osteoblastlar matriks mineralizasyonunda da rol alır.

26 Osteosit Aktif osteoblastların mineralize matrikse gömülmesiyle oluşurlar. Kanalikuli denen uzantıları ile birbirleriyle, osteoblastlar ve kemiği kaplayan hücreler ile iletişim kurar Lakuna denilen boşluklarda yerleşirler. Osteoblastlardan küçük Alkalen fosfataz üretemezler Küçük miktarda matriks proteinlerini sentez eder.

27 Osteoklast Çok sayıda mononükleer hücrenin füzyonu ile oluşur Çok nükleuslu dev hücrelerdir. Çok miktarda mitokondri ve lizozomal vezikül içerir. Kemik yüzeyinde bulunur. Mineralize matriksi rezorbe eder. Tartarat resistan asid fosfataz ve RANK en önemli markerlar

28 Bone lining cell (kemiği kaplayan hücre) Endosteal ve trabeküler yüzeyler bir hücre tabakası ile kaplıdır. Bu tabakada yassı inaktif hücreler bulunur. Bu hücreler inaktif ama aktif osteoblastlara dönebilir. Yüzeyi kaplayarak osteoklast rezorbsiyonunu engeller.

29 Ekstrasellular matriks Kemik diğer dokulara oranla daha az hücre içerir. Kemik matriksi ikiye ayrılır: Organik Osteoblastlar oluşturur. İnorganik Osteoid provisyonel matrikstir. Mineralize olup kemiği Osteoid provisyonel matrikstir. Mineralize olup kemiği oluşturur.

30 Organik matriks Kemiğin kuru ağırlığının %40 ı % 90 tip 1 kollajen % 5 kollajen olmayan proteinler Vit K bağımlı Osteokalsin Adheziv Fibronektin, vitronektin Matrisellular Fosfoprotein Sitokinler ve büyüme faktörleri Proteoglikanlar

31 Kollajen Kemikteki ana kollajen tip 1 Az miktarda tip 3 ve 4 Tip 1 kollajen üçlü heliks yapıda (2α1, 1α2) Çok miktarda hidroksiprolin bulunan tek protein. Bu molekülün idrarda ölçümü kollajen yıkım ölçüsü Çok stabil kovalent ve non-kovalent bağlar Kemiğin TENSİL dayanıklılığını sağlar

32 Osteokalsin osteoblast farklılaşmasının belirteci Adheziv ve matrisellülar proteinler esm ile hücrelerin bağlantısını sağlar. Fosfoproteinler kalsiyumla ilişkili Mineralizasyon

33 Proteoglikanlar Uzun bir protein çekirdeğe bağlı glikozaminoglikanlar Kompresif gücü sağlar Proliferasyonun kontrolü Hücre yüzey reseptörü

34 Sitokinler ve büyüme faktörleri BMP TGF-B bfgf İGF İnterlökinler

35 İnorganik matriks Kuru ağırlığın %60 ı Kemiğin kompresif gücünü sağlar Kalsiyum fosfat ve hidroksi apatit formunda Az miktarda bikarbonat, sitrat, K, Mg, Na Kollajen fibrilleri arasında yer alan delikler ile alt ve üstünde yer alan porlarda hole pore pore pore hole hole

36 Mineralizasyon Hücre dışı Ca un osteokalsin ve sialoproteinlere bağlanması Yüksek Ca konsantrasyonunun osteoblastları uyarması AP salınımı PO4 konsantrasyonunda artış Ca konsantrasyonunda artış Mineralizasyon 36

37 Mineralizasyon Yüksek hücre dışı PO4 ve Ca konsantrasyonu Osteoblastlardan martiks veziküllerinin salınımı Matriks vezikülleri AP ve pirofosfat (Matriks moleküllerindeki PO4 i ayırır) Ca ve ayrışmış PO4 konsantrasyonunda artma Lokal izoelektrisitede artış Veziküller çevresinde CaPO4 kristalizasyonu Mineralizasyon Kristal oluşumu, yeni kristallerin oluşumunu tetikler

38 Yeniden şekillenme Rank rankl ilişkisi

39 Yeniden şekillenme Kemik döngüsü

40 Teşekkür ederim.