Atatürk Üniversitesi Veteriner Fakültesi Histoloji Embriyoloji Anabilim Dalı Kıkırdak Doku Kemik Doku Doç. Dr. Nejdet ŞİMŞEK
Kıkırdak Doku Destek dokulardandır Burun, gırtlak, hava borusu, akciğerler, kulak kepçesi, eklem yüzeyleri kıkırdak dokudan olulşmaktadır. 3 tip kıkırdak doku vardır 1. Hiyalin kıkırdak: II tip kollagen 2. Elastik kıkırdak: II tip kollagen ve elastik iplikler 3. Fibröz kıkırdak: 1. tip kollagen içerir. Kıkırdak dokularda şekilsiz temel maddeyi: kondroitin 4 sülfat, kondroitin 6 sülfat, hiyaluron asit, keratan sülfat gibi proteoglikanları ile kondronektin glikoproteinleri oluşturur.
Perikondriyum Kıkırdak zarına verilen isimdir.eklem kıkırdakları ve intervertebral diskler hariç tüm kıkırdaklarda kıkırdak zarı bulunmaktadır. Kıkırdak zarı I tip kollagenden ve genç kıkırdak hücrelerinden oluşur Kıkırdağın beslenmesi, bu zarda bulunan kapillarlardan çıkan besin maddelerinin difüzyonu ile gerçekleşir. Besin maddeleri proteoglikanlar ve hiyaluron asitine bağlı su molekülleriyle taşınır. Kıkırdak dokunun olgun hücrelerine kondrosit, genç hücrelerine kondroblast denir
hiyalin kıkırdak A:Mezenşim hücrelerinden köken alırlar, B: mitozla çoğalırlar, C:kondroblastlar şekillenir D: izogen gruplar oluşur
Picrosirius polarized light boyamalarda II tip kollagen iplikler belirlenebilmektedir
kondrositler mitozla bölünerek interstisyel büyüme yaparlar. Kıkırdak zarı bulunmaması nedeniyle eklem kıkırdaklarında interstisyel büyüme görülür. Ayrıca periferden kondroblastların bölünmesiyle oluşan büyümeye apozisyonel büyüme denir. Kondrositler ER ve Golgiden zengindirler, kondroblastlar ise çok daha fazla bu organelleri içerir. Hücrelerin periferini oluşturan temel maddenin yoğunluğu hücreler etrafında kapsül oluşmasına neden olur.
Elastik Kıkırdak Resorcin stain. Hiyalin kıkırdak kadar dayanıklı değildir Bol miktarda elastik iplik içerir Ayrıca tip II kollagen de vardır İzogen grup çok az bulunur Kulak kepçesi Burun kanatları Epiglottis Larinkste elastik kıkırdak bulunur
Fibröz kıkırdak Düzensiz sıkı bağ dokunun kıkırdak dokuya dönüşmüş şeklidir. I.tip kollagen bol miktadadır. Bu ipliklerin sıkı bir ağ oluşturması ndeniyle basınçlara çok dayanıklı bir kıkırdaktır. Kondroitin sülfat ve dermatan sülfat şekilsiz temel maddeyi oluşturur. İntervertebral diskler Simfizis pubis ve bazı eklemlerde bulunurlar. Tendo ve ligamentlerin uçlarında da bulunurlar. Köpekte kalbin atrial ve ventrikular kaslarını da fibröz kıkırdak bağlamaktadır.
Tiroksin, testosteron, somatotropin kıkırdak büyümesini artırır. Kortison, hidrokortison, östradiol kıkırdak büyümesini baskılar. D vitaminin eksikliğinde kondrositler bölünür ancak matriks kalsifiye olmaz
Kemik Doku Bu dokuda hücreler azınlıkta hücreler arası madde çoğunluktadır. Matriksine organik maddelerle beraber inorganik iyonlarda katılır. İnorganik maddelerin başında %85 oranında kalsiyum fosfat bulunur Daha sonra kalsiyum karbonat, kalsiyum florid, magnezyum florid, sülfat ve hidroksit bileşikleri vardır. Kalsiyum ve fosfor iyonları kemik dokuda iğne benzeri kristaller oluşturur ki bunlara hidroksi apatit kristalleri denir. Temel maddede çok miktarda Tip I kollagen, kondroitin 4 sülfat, kondroitin 6 sülfat, keratan sülfat, hiyaluron asit ve osteonektin bulunur. Temel maddesi kıkırdağa göre daha azdır, hidroksi apatit kristallerinin arasını kollagen iplikler ve şekilsiz temel madde doldurur.
Kemik dokusunun 4 tip hücresi bulunur 1.osteoprogenitor hücreler 2. osteoblastlar 3. osteositler 4. osteoklastlar
Kemik dokusu 2 ye ayrılır primer kemik doku: İntrauterin hayatta bulunur, kollageni az ve gelişi güzel dağılmıştır, temel madde tam kireçleşmemiştir. Sekonder kemik doku: lamelli bir yapı gösterir, olgunlaşmış kemik dokusudur. Kollagen iplikler özel bir biçimde yerleşmişlerdir. Olgun kemik hücrelerine osteosit denir.
Osteositlerin doldurduğu boşluklara lakun adı verilir. Lakunlardan her yöne çıkan ince kanalcıklara kanalikuli ossei denilmektedir.
Olgun kemiklerin 2 türü vardır A: kompakt kemik B: spongiyöz kemik (süngerimsi) Picrosirius polarized light (PSP) stain.
Spongiyöz kemik Birbiriyle anastomozlaşan kemik lamellerinden oluşur. Kemik iliği ile dolu düzensiz trabekülleri vardır Lameller birbirine paralel seyirlidir Kısa ve uzun kemiklerin metafiz ve epifizlerinin iç kısımları ile yassı kemiklerin iç yüzlerinde bulunur Kompakt kemik Mikroskobik kanalları vardır. Kemik lamelleri özel yerleşim gösterir Bütün kemiklerin dış yüzlerinde bulunur.
Periosteum Kemik zarları Endosteum Özellikle gelişme döneminde 2 katlıdır. Dış kat fibroblastlardan ve sıkı bağ dokudan iç kat ise periostal hücreler(osteoprogenitor) oluşturur. Periosteum damardan zengindir. Bu damarların bir kısmı kemik dokunun içlerine gider Olgun kemiklerde periosteomun dış katından ayrılan kollagen iplikler (Sharpey iplikleri) kemik dokusuna girerek dış sirkumferensiyal lamelleri oluşturarak periosteumu kemiklere sıkıca bağlarlar. Kompakt kemiğin iç yüzünü ve süngerimsi kemiğin trabeküllerini kaplar. Kemik iliği dokusunun devamı olup retikuler bağ dokudan yapılmıştır. Kemik dokuya dönük kısmında tek sıralı endostal hücreler (osteoprogenitor) bulunur Kemik yapım ve yıkımında bu hücreler devamlı bölünerek osteoblastlara dönüşürler
Kompakt kemiklerin mikroskobik yapısı Bu kemikler kanallar sisteminden oluşur Kemiğin uzun eksenine paralel yerleşen kanallara Havers kanalları denir Havers kanallarını birbirine bağlayan kanallara ise Folkman (Volkmann) kanalları adı verilir. Foramen natriumdan giren kan damarları Folkman kanallarından geçerek Havers kanallarına oradan da dallanarak daha derinlere doğru ilerlerler. Kemik lamelleri 3 tiptir Spesiyal lameller Ara lameller Sirkumferensiyal lameller
Spesiyal lameller Ortada havers kanalı Etrafında belirli aralıklarla yerleşmiş dairesel lamellerden oluşur. Bu yapıya osteon= Havers sitemi denir
Ara lameller: osteon sistemlerinin aralarını dolduran değişik yönlerde seyreden lamellerdir
Sirkumferensiyal lameller: kompakt kemiğin osteonlar sistemini içten ve dıştan saran birbirine paralel lamellerdir. Endosteuma komşu olana iç sirkumferensiyal, periosteuma komşu olna dış sirkumferensiyel lameller adı verilir.
Kemik dokusunun hücreleri 1.osteoprogenitor hücreler 2. osteoblastlar 3. osteositler 4. osteoklastlar
Osteojenik hücrelerde denen bu hücreler mezenkim hücrelerinden köken alır Mitozla çoğalırlar ve osteoblastlara dönüşürler Kemik yapımı sırasında aktif ve boldurlar Periost ve endostta, havers ve Volkman kanallarında, bu kanalları çevreleyen gevşek bağ doku içerisinde inaktif olarak bulunabilirler. 1-Osteoprogenitor hücreler
2- Osteoblastlar Osteoblastlar kemik yapan genç hücrelerdir. Şekillenmekte olan kemik dokunun yüzeyinde tek sıra halinde dizilirler Prizmatik, kübik yada yassı şekilli olabilirler Yüksek metabolik aktivite gösterirler Osteoblastlar kemik dokunun Kollagen iplikler, proteoglikan ve glikoproteinlerini sentezlerler Üretilen bu temel madde henüz kireçleşme göstermez bu yapıya osteoid denir. Osteoid içerisine gömülen osteoblastlar aktivitelerini azaltarak birer osteosite dönüşür
Kireçleşmiş dokuya yerleşen osteoblastların yassılaşması ve aktivitelerini azaltmasıyla şekillenir 3-Osteositler Etraflarında lakun adı verilen boşluklar oluşmuştur Sitoplazmik uzantılar daha da uzayarak osteositler arasında bir ağ oluştururlar Madde transportu bu hücreler üzerinden gerçekleşir Bu hücrelerin yaşlanmasıyla uzantıları kısalır bağlantılar azalır, ve osteoklastlar tarafından rezorbe edilir.
4-osteoklastlar Kemik hücresi yıkımlayan hücrelerdir. Kırmızı kemik iliğinden köken alırlar. Kemiklerin yapımı aşamasında iç yüzleri yıkımlayarak osteoblastların tekrar kemik dokusu yapmasına, kemiklerin uzayıp genişlemesine aracılık ederler Yıkılan dokudan açığa çıkan kalsiyum kana karışır Bu hücreler iridirler, 50 yada daha fazla çekirdekli olabilirler. Asidofilik karekterli olup sitoplazmalarında asit fosfataz, kollagenaz, ve diğer proteazları içerirler
Lizozomdan, golgi, mitokondriyon, serbest ribozomdan zengin, GER dan fakirdirler Osteoklastlar oturdukları yüzde Howship lakunlarını oluştururlar Paratiroid bu hücrelerin aktivitesini artırırken Kalsitonin azaltır.
Kemik oluşumu= osteogenez=ossifikasyon 2 yolla şekillenir 1-intramembranöz kemikleşme: yassı kemiklerin direkt mezenkim dokusundan kemik dokuya dönüşmesidir. 2- endokondral kemikleşme: kısa ve uzun kemiklerin hiyalin kıkırdaktan kemik dokuya dönüşmesidir.
Endokondral kemikleşme Hiyalin kıkırdak bir model oluşturur Perikondriyumda bulunan mezenkim hücreleri osteoprogenitor hücrelere dönüşür. Bu hücrelerden osteoblastlar onlardan da osteositler oluşarak diyafizde kemik lamellerini ve lakunları oluştururlar. Kıkırdak dokusu içerisinde bir kemik manşetin oluşması kıkırdak dokunun beslenmesini enlemekte ve kondrositler önce irileşmekte daha sonra da bozulmaktadır.
periosteumdaki osteoklastlar aktifleşirler ve foramen natriumları açarlar. Buralara giren kan damarlarından çıkan kalsiyum ve fosfor iyonları kıkırdak dokunun tamamen kireçleşmesini sağlarlar. Bu alanlara gelen mezenkim hücreleri osteoblastlara dönüşerek primer kemik dokuyu oluşturur Kemik trabekülleri ile kan damaraları arasında kalan boşluklarda mezenkim hücreleri farklılaşarak retiküler bağ dokuyu şekillendirir. Mezenkim hücrelerinden kan hücreleri de farklılaşarak ilk kemik iliği oluşur.
Kemik epifizi ile diyafizi arasında kondrositler devamlı bölünerek çoğalırlar. Alt alta dizilerek bir üreme plağı oluştururlar. Kemik manşette bu kuşağı devamlı çevreleyerek rezorbsiyon kuşağını meydana getirir. Buralarda da trabeküller ve primer kemik doku oluşur ardında epifizyal bölge sekonder kemik doku haline gelir.
Section of the extremity of a long bone showing the epiphysis, epiphyseal plate and newly formed bone tissue. PSP stain. Low magnification.
Kırıkların Onarımı Kırılan yada çatlayan kemik uçlarında kan pıhtılaşır Bu pıhtı içine ince bağ doku ile sarılı damarlar filizlenir Bu damarlardan önce nötrofiller, sonra monositler çıkarlar Monositler makrofajlara farklılaşarak bu bölgede fagositik aktivite gösterirler Fibroblastlarda çoğalarak bir granülasyon dokusu şekillenir. Kolagen iplik içeren bu dokuya prokallus denir
Prokallus daha sonra kıkırdak dokuya dönüşür. Kıkırdak matriksi kireçleşerek kırık kemik uçları srt bir doku ile birleştirilmiş olur. Bu dokuya geçici kallus denir Ortaya çıkan dokuda periost ve endosttaki hücrelerden kemik doku yapılmaya başlar Kıkırdaklı kısım zamanla beslenemyerek endokondral kemikleşmeye dönüşür. Süngerimsi yapıda olan bu doku daha sonra kompakt kemik halini alır.
Eklemler Eklemler 2 gruba ayrılır 1- Sinartroz tipi eklemler: Hareket oldukça azdır. 2-Diartroz tipi eklemler: Hareketli eklemlerdir. Eklem boşluğu, eklem sıvısı ve eklem kapsülünden ibarettir.
Photomicrograph of a diarthrosis. Section of a guinea pig knee. PSH stain. Low magnification.
Diasrtroz eklemlerin eklem yüzleri hyalin kıkırdak ile kaplıdır(perikondrium bulunmaz) kondrositler en üst yüzeyde rastgele dağılmışlardır kolagen iplikler yüzeye paralel bir yerleşim gösterirler.
sinovial membranın yapısında tek aktlı kübik hücreler, fibroblastlar ve makrofajlar vardır
sinovial membranın yapısı
KAYNAKLAR Banks W.J. Applied Veterinary Histology. 2nd Ed. U.S.A. 1986. Bloom W. and Fawcett D.W. A Textbook of Histology. 12nd Ed. 1975. Demir R. Histoloji ve Hücre Biyolojisi, Palme yayıncılık, 2006. Dellmann H.D. and Eurell J. Textbook of Veterinary Histology. 5nd. Ed.1998: Eurell JAC. Veterinary Histolgy Atlas, 2006. Junqueira, L.C., Carneiro, J. Basic Histology, text & atlas. 11nd Ed. 2005. Kelley D.E., Wood R.L., Enders A.C. Bailey s Textbook of Microscopic Anatomy. 1984. Moran DT. Rowley J.C. Visual Histology Pavelka M., Roth J. Functional Ultrastructure, 2005. Ross MH.,Kaye KI.,Pawlina W. Histology, A text and Atlas Sağlam M., Aştı RN., Özer A. Genel Histoloji 6. baskı 2001 Tanyolaç A. Özel Histoloji, Yorum Basım Yayın San. Ltd. Şti., Ankara,1999. Young B., Heath J.W. Wheater s Functional Histology. 4nd Ed. 2000. www.gfmer.ch/medical_journals/anatomy_histology.htm www.meddean.luc.edu/lumen/meded/histo/frames/histo_frames.html http://image.bloodline.net/category https://histo.life.uiuc.edu/histo http://www.uni-mainz.de/fb/medizin/anatomie/workshop/em/ematlas.html http://www.fahrisimsek.com/atlas/index.html