İSKELET SİSTEMİ GELİŞİMİ Prof.Dr. Bülent AHISHALI İstanbul Tıp Fakültesi Histoloji ve Embriyoloji ABD
Gastrulasyon Mezoderm, somit oluşumu Aksiyel iskelet gelişimi Kranyum Vertebra Kosta Sternum Apendiküler iskelet gelişimi Ekstremiteler İskelet kası gelişimi
Gastrulasyon İntraembriyonik mezoderm Sefalik ve lateral yönlerde göç eder Ekstraembriyonik mezoderm ile temas kurar
İNTRAEMBRİYONİK MEZODERM PARAKSİYEL MEZODERM Somitomer ve somitler ARA MEZODERM Üriner ve genital sistem LATERAL PLAK MEZODERMİ Somatik (pariyetal) mezoderm Lateral ve ventral vücut duvarları Ekstremite iskeleti ve bağ dokusu Splanknik (visseral) mezoderm Abdominal organların duvarları Seröz membranlar
Paraksiyel Mezoderm Somitomer segmentlerine bölünür Oksipitalden başlayarak kaudale doğru dönüşüm: SOMİTOMER SOMİT Mezenkimo-epitelyal transformasyon İlk somit çifti 20. gün, oksipital bölgede 7. somitomerin kaudalinde gelişir Kranyokaudal gelişim gösterir 3 somit/gün 5. hafta sonunda 42-44 somit oluşur
SOMİTLER 4 oksipital 8 servikal 12 torasik 5 lumbar 5 sakral 8-10 koksigeal VERTEBRALAR 7 servikal 12 torasik 5 lumbar 5 sakral 4 koksigeal 1. somitin kranyalinde bulunan 7 çift somitomer yüz, çene ve yutak kaslarına ve bazı kafa kemiklerinin yapısına katılır İlk oksipital ve son 5-7 koksigeal somitler sonunda kaybolur Kalan somitler aksiyel iskelet, iskelet kasları ve ilişik dermisi oluşturur
Somit Sklerotom Ventromediyal somit bölgesi Notokord ve nöral tüp ventral duvarında gelen uyarımlar Epitelyo-mezenkimal transformasyon Mezenkimal göç Notokord ve nöral tüpü kuşatarak kıkırdak taslaklar oluşturur Kemik yapısı alarak korpus ve arkus vertebraları ve kostaları oluşturur
Somit Dermomiyotom Dorsolateral somit bölgesi Dermatom (dorsal) Boyun, sırt ve vücut yan taraflarındaki dermisi oluşturur Miyotom (ventral) Aksiyel segmente ve ekstremitelere ait iskelet kaslarını oluşturur
Vertabral kolon Sklerotomdan dağılan hücreler (4. hafta) ventralde notokordu çevreler korpus vertebra taslağı (sentrum) dorsalde nöral tüpü çevreler arkus vertebra taslağı (nöral arkus)
Resegmentasyon Üstteki sklerotomun kaudal yarısı + alttaki sklerotomun sefalik yarısı kaynaşır vertebra taslağı İntervertebral disk Sklerotom sefalik ve kaudal bölümleri arası mezenkim vertebra taslakları arasını doldurur Annulus fibrozus Notokord Vertebra cismi bölgesinde tamamen ortadan kalkar İntervertebral bölümde genişler Nukleus pulpozus Spinal sinirler İntervertebral disklere doğru gelişir İntervertebral foramenlerden dışarı uzanır
Vertebral anomaliler Skolyoz: asimetrik vertebra kaynaşması veya vertebra yarısı eksikliği Serbvikal vertebra gövde kaynaşması (Klippel Feil sendromu) Alagille sendromu; kelebek vertebra Spina bifida: vertebra yarığı, vertebral arkuslar birleşmez Spina bifida aperta: vertebral defekt açık, nöral tüp açık Spina bifida okülta: vertebral defekt deriyle örtülü, nörolojik defisit yok
Kosta Torasik vertebraların kostal uzantılarından gelişir Paraksiyel mezoderm sklerotomu kökenli Sternum Ventral vücut duvarı somatik mezoderminde bağımsız olarak gelişir Orta hattın iki tarafında 2 sternal band oluşur Kaynaşma Manubrium, sternebra ve ksifoid çıkıntıların kıkırdak modelleri
Kranyum Nörokranyum (beyni korur) Membranöz Beyni çevreleyen yassı kemikler Kartilaginöz (kondrokranyum) Kafatası tabanı Visserokranyum (yüz kemikleri) Membranöz Kartilaginöz Kemikleşme İntramembranöz kemikleşme Kemikler doğrudan mezenkimden gelişir, Endokondral kemikleşme Kemik daha önceden mevcut kıkırdak dokusunun yerini alır.
Membranöz Nörokranyum Beyni çevreleyen yassı kemikler (kalvaryum) Paraksiyel mezoderm (somitomer) ve krista nöralis kökenli Yenidoğan kranyumu Kranyum yassı kemikleri arası bağ dokusu SUTURA İkiden fazla kemiğin birleşme bölgesi FONTANEL Ön fontanel 2 pariyetal ve frontal kemik birleşme bölgesi Doğumdan sonra 18. aya dek kapanır Arka fontanel Doğumdan sonra 2-3. ayda kapanır Sutura ve fontaneller doğum sırasında kranyal kemiklerin birbiri üzerinde kayması beynin büyümesine izin verilmesi
Kranyosinostoz suturaların erken kapanması skafalosefali; sagital suturanın erken kapanması oksisefali; koronal suturanın erken kapanması
Kartilaginöz nörokranyum (Kondrokranyum; kafatası tabanı) Prekordal kondrokranyum Notokordun rostral sınırı (sella tursika; hipofiz bezi) önünde yer alan parçası krista nöralis kökenli Hipofizyel kıkırdak sfenoid gövdesi Trabeküla krani etmoid Kordal kondrokranyum Notokordun rostral sınırı arkasında yer alan parçası oksipital sklerotom (paraksiyel mezoderm) kökenli parakordal kıkırdak oksipital kemiğin tabanı
Kartilaginöz nörokranyum (Kondrokranyum; kafatası tabanı) Kıkırdak kaynaşması median kıkırdak & endokondral kemikleşme Median kıkırdak lateralinde mezenkimal yoğunlaşmalar Ala orbitalis sfenoid küçük kanadı Ala temporalis sfenoid büyük kanadı Periotik kapsül temporal kemik petröz ve mastoid parçaları
Visserokranyum Membranöz Visserokranyum İntramembranöz kemikleşme 1. faringeal arkus maksiller uzantı Maksilla, zigomatik, skuamöz temporal kemik 1. faringeal arkus mandibular uzantı (Meckel kıkırdağı çevresindeki mezenkim) Mandibula Kartilaginöz Visserokranyum Endokondral kemikleşme 1. faringeal arkus dorsal ucu Malleus, inkus 2. faringeal arkus dorsal ucu Stapez, temporal kemik stiloid uzantı Malleus, inkus ve stapez 4. ayda kemikleşmeye başlar; en erken kemikleşen kemikler Nazal ve lakrimal kemikler de dahil yüz kemiklerinin mezenkimi nöral krista kaynaklıdır.
Ekstremite Gelişimi 4. hafta sonunda ekstremite bölgesinde somatik lateral plak mezodermi proliferasyonu Üst ekstremite tomurcuğu 24. gün; alt servikal bölge Alt ekstremite tomurcuğu 28. gün; alt lomber bölge Dışta ektodermal tabaka İçte mezodermal tabaka Apikal ektodermal sırt (AER) tomurcuğun distal kenarı içteki mezenkimin proliferasyonunu uyarır, farklılaşmasını baskılar AER den uzakta kalan mezenkimde kıkırdak ve kas hücreleri farklılaşır
Ekstremite Gelişimi 5-8 haftalar arası ekstremite şekillenir Üst ekstremite alt ekstremiteden 1-2 gün erken gelişir; periyodun sonunda eşzamanlı duruma gelir El ve ayak plakları şekillenir AER de apoptoz 5 parçaya ayrılma dijital ışınlar parmaklar Mezenkim kondensasyonu, kondrosit farklılaşması yoluyla 6. haftada hiyalin kıkırdak modelleri oluşur 8. hafta sonunda endokondral kemikleşme başlar 12. hafta tüm uzun kemiklerde primer kemikleşme merkezleri gelişir
Ekstremite rotasyonu; 7. hafta Üst ekstremite 90 lateral rotasyon Ekstansör kaslar posterior ve lateral yerleşimli; başparmak lateral konumlu Alt ekstremite 90 medial rotasyon Ekstansör kaslar anterior yerleşimli; başparmak medial konumlu
Ekstemite bozuklukları Ameli: Komplet ekstremite eksikliği Meromeli: Parsiyel ekstremite eksikliği Fokomeli: Ekstremite uzun kemikleri yok, rudimenter el ve ayaklar gövdeye bağlanır Mikromeli: Kısa ekstremite Brakidaktili: Kısa parmaklar Sindaktili: İki veya daha fazla parmak birleşik Polidaktili: Fazla parmak Ektrodaktili: Eksik parmak Yarık el veya ayak: 3. metakarpal ve falengeal kemikler yok
İskelet Kası Gelişimi Miyotom epimer dorsal epaksiyel kaslar hipomer ventral hipaksiyel kaslar Segmental kasları innerve eden sinirler göç boyunca kas segmentinden ayrılmaz Dorsal primer ramus (epimer) Ventral primer ramus (hipomer) Miyoblast, miyosit kaynaşması, uzun çok çekirdekli kas lifleri 3. ayın sonunda enine çizgilenmeler
Epaksiyel kaslar Vertebral kolon ekstansör kaslar Hipaksiyel kaslar Ekstremite ve vücut duvarı kasları Servikal segment skalen, geniohiyoid, prevertebral kaslar Torasik segment Eksternal interkostal İnternal interkostal Transvers torasik kas Karın duvarı Eksternal oblik İnternal oblik Transvers abdominis Lumbar segment Quadratus lumborum Sakral ve koksigeal segment Pelvik diafram ve anüsün çizgili kasları Hipomer ventral ucunda ventral longitudinal kas kolonu servikal infrahiyoid kaslar karın duvarı rektus abdominis
Ekstremite kasları Servikal (C2-7) ve torasik (T1-2) somit hücreleri (ventral miyotom ucu) üst ekstremite tomurcuğuna ilerleyerek üst ekstremite kaslarını oluşturur. Lomber (L2-5) ve sakral (S1-2) somit hücreleri (ventral miyotom ucu) alt ekstremite tomurcuğuna ilerleyerek alt ekstremite kaslarını oluşturur. Dorsal (Posterior) Kas Kitlesi: - Üst ve alt ekstremite ekstensörler Ventral (Anterior) Kas Kitlesi: - Üst ve alt ekstremite fleksörler