Endokondriális csontosodás
az Endokondriális csontosodás magában foglalja a porcszövet kialakulását az aggregált mesenchymalis sejtekből, majd a porcszövet csonttal történő helyettesítését (Horton 1990). Az endokondriális csontosodás folyamata öt szakaszra osztható (14.13 ábra). Először is, a mesenchymális sejteket arra ösztönzik, hogy porcsejtekké váljanak., Ezt az elkötelezettséget olyan parakrin tényezők okozzák, amelyek a közeli mezodermális sejteket két transzkripciós tényező, a Pax1 és a Scleraxis kifejezésére indukálják. Úgy gondolják, hogy ezek a transzkripciós tényezők aktiválják a porc-specifikus géneket (Cserjesi et al. 1995; Sosic et al. 1997). Így a Szkleraxist a szklerotómából származó mezenchimben, az arcmezenchimben fejezzük ki, amely a csont porc prekurzorait képezi, valamint a végtag mezenchimben (14.14 ábra).
14.13
az endokondriális csontosodás vázlatos rajza., A, B) a mesenchymális sejtek kondenzálódnak és kondrocitákká alakulnak, hogy a csont porcmodelljét képezzék. C) a tengely közepén lévő kondrociták hipertrófián és apoptózison mennek keresztül, miközben (több…)
ábra 14.14
a scleraxis üzenet (könnyű területek) lokalizálása a chondrocyte képződésének helyén. A) A szkleraxis kifejeződése egy 12,5 napos egér embrió somitáiban. Ezt a részt érintőlegesen vágták le, az idegcső pedig az elülső-hátsó (több…,)
az endokondriális csontosodás második fázisában az elkötelezett mesenchyme sejtek kompakt csomókká kondenzálódnak, és megkülönböztetik a kondrocitákat, a porcsejteket. Úgy tűnik, hogy az N-cadherin fontos szerepet játszik ezeknek a kondenzációknak a megindításában, és az N-CAM kritikusnak tűnik azok fenntartása szempontjából (Oberlender and Tuan 1994; Hall and Miyake 1995). Emberben a DNS-kötő fehérjét kódoló SOX9 gén expresszálódik a precartilus kondenzációkban., A SOX9 gén mutációi camptomelikus diszpláziát okoznak, a csontváz fejlődésének ritka rendellenességeez a test legtöbb csontjának deformitását eredményezi. A legtöbb érintett csecsemő légzési elégtelenségben hal meg a rosszul kialakult légcső-és borda-porc miatt (Wright et al. 1995).
az endokondriális csontosodás harmadik fázisában a kondrociták gyorsan szaporodnak, hogy a csont modelljét képezzék. Ahogy osztódnak, a kondrociták porc-specifikus extracelluláris mátrixot választanak ki., A negyedik fázisban a kondrociták abbahagyják az osztódást, drámai módon növelik térfogatukat, hipertrófiás kondrocitákká válnak. Ezek a nagy kondrociták megváltoztatják az általuk termelt mátrixot (kollagén X és több fibronektin hozzáadásával), hogy lehetővé tegyék a kalcium-karbonát mineralizációját. Az ötödik fázis magában foglalja a porc modell vérerek általi invázióját. A hipertrófiás kondrociták apoptózissal halnak meg. Ez a tér csontvelővé válik. Ahogy a porcsejtek elpusztulnak, a porcmodellt körülvevő sejtek egy csoportja oszteoblasztokká alakul., Az ostoblasztok csontmátrixot képeznek a részlegesen lebomlott porcokon (Bruder and Caplan 1989; Hatori et al. 1995). Végül az összes porcot csont váltja fel. Így a porcszövet a következő csont modelljeként szolgál. A gerincoszlop, a medence, a végtagok vázösszetevői először porcból alakulnak ki, majd később csontokká válnak.
a kondrociták csontsejtekkel történő helyettesítése az extracelluláris mátrix mineralizációjától függ., Ezt jól szemlélteti a csirke embrió fejlődő csontváza, amely a tojáshéj kalcium-karbonátját használja kalciumforrásként. A fejlődés során a csirke embrió keringési rendszere körülbelül 120 mg kalciumot transzlokál a héjból a csontvázba (Tuan 1987). Amikor a csaj embriók eltávolítják a kagyló a nap, 3 felnőtt a shell-kevesebb kultúrák (műanyag csomagolást) idejére a fejlődés, a porcos csontváz nem érett be csontos szövet (Ábra 14.15; Tuan, illetve Lynch 1983)., Számos esemény a kondrociták hipertrófiájához és mineralizációjához vezet, beleértve az aerobról anaerob légzésre történő kezdeti váltást, amely megváltoztatja sejt anyagcseréjét és mitokondriális energiapotenciálját (Shapiro et al. 1992). A hipertrófiás kondrociták számos kis membránhoz kötött vezikulumot választanak ki az extracelluláris mátrixba. Ezek a vezikulumok olyan enzimeket tartalmaznak, amelyek aktívak a kalcium-és foszfátionok előállításában, és megindítják a mineralizációs folyamatot a porc mátrixon belül (Wu et al. 1997)., A hipertrófiás kondrociták, anyagcseréjük és mitokondriális membránjaik megváltoztak, majd apoptózissal (Hatori et al. 1995; Rajpurohit et al. 1999).
14.15
csontváz mineralizáció 19 napos csirkeembriókban, amelyek héj nélküli tenyészetben (a) fejlődtek ki, és (B) a tojás belsejében a normál inkubálás során. Az embriókat rögzítették és vörös alizarinnal megfestették, hogy megmutassák a meszesedett csontmátrixot. (A Tuan és Lynch 1983; (több…,)
sok emlős (beleértve az embereket is) hosszú csontjaiban az endokondriális csontosodás mindkét irányban kifelé terjed a csont közepétől (lásd a 14.13 ábrát). Ha minden porcunk a születés előtt csontgá alakulna, nem nőnénk nagyobbra, és a csontjaink csak olyan nagyok lennének, mint az eredeti porcos modell. Azonban, ahogy a csontosodási front közeledik a porc modell végeihez, a csontosodási front közelében lévő kondrociták proliferálódnak a hipertrófia előtt, a csont porcos végeinek kinyújtásával., Ezeket a porcos területeket a hosszú csontok végén epiphysealis növekedési lemezeknek nevezik. Ezek a lemezek három régiót tartalmaznak: a chondrocyte proliferáció régiója, az érett chondrocyták régiója, valamint a hipertrófiás chondrocyták régiója (14.16 ábra; Chen et al. 1995). Mivel a belső porc hipertrófiája és a csontosodási front kifelé nyúlik, az epiphysealis növekedési lemez fennmaradó porcai elszaporodnak. Mindaddig, amíg az epiphysealis növekedési lemezek képesek kondrocitákat termelni, a csont tovább növekszik.
14.ábra.,16
sejtek proliferációja az epiphysealis növekedési lemezen a növekedési hormon hatására. A) epiphysealis növekedési lemez egy fiatal patkányban, amelyet növekedési hormon-hiányossá tettek az agyalapi mirigy eltávolításával. B) a növekedési hormon injekciója után patkányban azonos régió. (több…)
weboldal
14,6 parakrin faktor, receptoraik és a humán csontnövekedés. A parakrin faktorokat és receptoraikat kódoló gének mutációi számos csontrendszeri rendellenességet okoznak az emberekben és az egerekben. Az FGF és a sündisznó utak különösen fontosak., http://www.devbio.com/chap14/link1406.shtml
Box
Control of Cartilage Maturation at the Growth Plate.