Reol (Dansk)

Endochondral forbening

Endochondral forbening indebærer dannelsen af brusk væv fra aggregerede mesenchymal celler, og den efterfølgende udskiftning af brusk væv af knogle (Horton 1990). Processen med endokondral ossifikation kan opdeles i fem faser (figur 14.13). For det første er mesenkymcellerne forpligtet til at blive bruskceller., Denne forpligtelse er forårsaget af paracrine faktorer, der inducerer de nærliggende mesodermale celler til at udtrykke to transkriptionsfaktorer, Pa .1 og sclera .is. Disse transkriptionsfaktorer menes at aktivere bruskspecifikke gener (Cserjesi et al. 1995; Sosic et al. 1997). Således udtrykkes sclera .is i mesenchymet fra sclerotomet, i ansigtsmesenchymet, der danner bruskprecursorer til knogler, og i lemmen mesenchymet (figur 14.14).

figur 14.13

skematisk diagram over endokondral ossifikation., (A, b) mesenkymale celler kondenserer og differentieres til chondrocytter for at danne den bruskede model af knoglen. (C) chondrocytter i midten af akslen gennemgår hypertrofi og apoptose, mens de (mere…)

figur 14.14

lokalisering af sclera .is-meddelelsen (lette områder) på stederne for dannelse af chondrocyte. (A) udtryk for sclera .is i somites af en 12,5-dages mus embryo. Dette afsnit blev skåret tangentielt, og neuralrøret løber langs den forreste-bageste (mere…,)

i den anden fase af endokondral ossifikation kondenserer de engagerede mesenchymceller til kompakte knuder og differentieres til chondrocytter, bruskcellerne. N-cadherin ser ud til at være vigtig i indledningen af disse kondensationer, og N-CAM ser ud til at være kritisk for at opretholde dem (Oberlender and Tuan 1994; Hall and Miyake 1995). Hos mennesker udtrykkes so .9-genet, som koder for et DNA-bindende protein, i de precartilaginøse kondensationer., Mutationer af So .9-genet forårsager camptomelisk dysplasi, en sjælden lidelse i skeletudviklingdet resulterer i deformiteter af de fleste af kroppens knogler. Mest berørte babyer dør af åndedrætssvigt på grund af dårligt dannet trakeal og ribbenbrusk (.right et al. 1995).

i den tredje fase af endochondral ossifikation spredes chondrocytterne hurtigt for at danne modellen for knoglen. Når de deler sig, udskiller chondrocytterne en bruskspecifik ekstracellulær Matri.., I fjerde fase stopper chondrocytterne med at dele og øge deres volumen dramatisk og bliver hypertrofiske chondrocytter. Disse store chondrocytter ændrer den Matri., de producerer (ved at tilføje kollagen and og mere fibronectin) for at gøre det muligt at blive mineraliseret af calciumcarbonat. Den femte fase involverer invasionen af bruskmodellen af blodkar. De hypertrofiske chondrocytter dør af apoptose. Dette rum bliver knoglemarv. Når bruskcellerne dør, differentieres en gruppe celler, der har omgivet bruskmodellen, til osteoblaster., Ostoblasterne begynder at danne knoglematri.på den delvist nedbrudte brusk (Bruder og Caplan 1989; Hatori et al. 1995). Til sidst erstattes alt brusk af knogle. Bruskvævet tjener således som en model for den knogle, der følger. Skeletkomponenterne i rygsøjlen, bækkenet og lemmerne dannes først af brusk og bliver senere knogler.

udskiftning af chondrocytter med knogleceller er afhængig af mineraliseringen af den ekstracellulære Matri.., Dette er tydeligt illustreret i det udviklende skelet af kyllingembryoet, der udnytter æggeskallens calciumcarbonat som dets calciumkilde. 120 mg calcium fra skallen til skeletet (Tuan 1987). Når chick embryoner, der er fjernet fra deres skaller på dag 3 og dyrkes i shell-mindre kulturer (i plast wrap) for varigheden af deres udvikling, meget af bruskvæv skelet ikke gamle i knoglevæv (Figur 14.15; Tuan og Lynch 1983)., En række begivenheder fører til hypertrofi og mineralisering af chondrocytterne, herunder en indledende skift fra aerob til anaerob respiration, hvilket ændrer deres cellemetabolisme og mitokondrielt energipotentiale (Shapiro et al. 1992). Hypertrofiske chondrocytter udskiller adskillige små membranbundne vesikler i den ekstracellulære Matri.. Disse vesikler indeholder en .ymer, der er aktive i dannelsen af calcium-og fosfationer og initierer mineraliseringsprocessen i den bruskmatri Matri (.u et al. 1997)., De hypertrofiske chondrocytter, deres metabolisme og mitokondrielle membraner ændres, dør derefter af apoptose (Hatori et al. 1995; Rajpurohit et al. 1999).

figur 14.15

Skeletmineralisering i 19-dages kyllingembryoner, der udviklede (a) i skalfri Kultur og (B) inde i ægget under normal inkubation. Embryoerne blev fikseret og farvet med Ali .arinrød for at vise den forkalkede knoglematri.. (Fra Tuan og Lynch 1983; (mere…,)

i de lange knogler hos mange pattedyr (inklusive mennesker) spredes endokondral ossifikation udad i begge retninger fra midten af knoglen (se figur 14.13). Hvis alle vores brusk blev omdannet til knogler før fødslen, ville vi ikke vokse større, og vores knogler ville kun være så store som den originale bruskmodel. Når ossifikationsfronten nærmer sig enderne af bruskmodellen, spredes chondrocytterne nær ossifikationsfronten, inden de gennemgår hypertrofi, og skubber de bruskede ender af knoglen ud., Disse bruskområder i enderne af de lange knogler kaldes epifysiske vækstplader. Disse plader indeholder tre regioner: en region med chondrocytproliferation, en region med modne chondrocytter og en region med hypertrofiske chondrocytter (figur 14.16; Chen et al. 1995). Når den indre bruskhypertrofi og ossifikationsfronten strækker sig længere udad, spreder den resterende brusk i den epifysiske vækstplade sig. Så længe de epifysiske vækstplader er i stand til at producere chondrocytter, fortsætter knoglen med at vokse.

figur 14.,16

Proliferation af celler i den epifysiske vækstplade som respons på væksthormon. (A) epifysiske vækst plade i en ung rotte, der blev gjort væksthormon-mangelfuld ved fjernelse af sin hypofyse. B) samme region hos rotter efter injektion af væksthormon. (mere…

Box

Control of Cartilage Maturation at the Growth Plate.