1	KEMİK HİSTOLOJİSİ Doç.Dr. İlkin Çavuşoğlu
2	Öğrenim Hedefleri Dört ders saatinin sonunda öğrenciler; Kemik dokusunun yapısal elemanlarını sayabilecek, Kemik hücrelerinin orijin, yapı ve fonksiyonlarını tanımlayabilecek, Kemik dokusunun tiplerini ve bulundukları yerleri sayabilecek, Kemik dokusunun histogenezini açıklayabilecek, Kırık iyileşmesinin evrelerini söyleyebilecek, Kemiğin büyüme mekanizmasını ve remodelingi açıklayabilecek, Kemik dokusuna etkisi olan besinler ve hormonları sayabileceklerdir.
3	Kemik Dokusunun Genel Özellikleri Organizmadaki en sert dokudur. Destek ve koruyucu işleve sahiptir. Organizmaya biçim verir, organizmanın yükünü taşır. Kasların hareketini (manivela gibi) kolaylaştırır. Organizmanın kalsiyum ve fosfor depolarıdır. Ara madde -matriks– çoğunlukta, hücreler azınlıktadır.
4
5
6
7
8	Uzun Kemiğin Yapısal Bölümleri
9	Kemik Dokusunun Yapısal Elemanları HÜCRELER Osteoprojenitör hücre Osteoblast Osteosit Osteoklast LİFLER Kollajen tip I AMORF ARA MADDE Organik komponent İnorganik komponent
10	İnorganik Komponent Kuru ağırlığının % 65’ini oluşturur. Kalsiyum fosfat (%85) Kalsiyum karbonat (%10), Kalsiyum florid, magnezyum florid, hidroksit ve sulfat bileşikleri ile sodyum ve potasyum oluşturur. Kalsiyum ve fosfor hidroksiapatit kristallerini oluştururlar.
11	Organik Komponent Kuru ağırlığının % 35’ini oluşturur. Kollajen tip I %90-95’i Sülfatlı glikozaminoglikanlar Kondroitin sülfat Keratan sülfat Hiyaluronik asit Proteoglikanlar ve agregatları Glikoproteinler Osteonektin Osteokalsin Osteopontin Kemik sialoproteini
12	"Kemiğe sağlamlık veren eleman kollajen..." Kemiğe sağlamlık veren eleman kollajen liflerdir, sertlik sağlayan ise hidroksiapatit kristalleridir.
13	Kemik Hücreleri
14	Osteoprogenitör hücreler: Mezenkimal kökenli, indiferansiye, mitozla bölünebilen hücrelerdir. Osteoblastlara ya da kondroblastlara farklılanabilirler. Sekonder kemiklerin periosteum ve endosteumunda, havers ve volkmann kanallarında inaktif olarak bulunurlar. İğ biçimli, soluk boyanan oval nukleusa sahip, sitoplazmasında bol serbest ribozom, az GER ve küçük bir Golgi k. taşıyan hücrelerdir.
15	Osteoblastlar: Kemiğin yüzeyinde bir tabaka oluşturacak şekilde dizilmiş, kübik/silindirik hücrelerdir. Yüksek metabolik aktivite gösterirler. Kemik matriksin organik bölümünü sentezleyip salgılarlar. Osteoid dokuyu oluştururlar. Osteoid kalsifiye olunca osteositlere dönüşürler. Alkali fosfatazdan zengindir. Mitozla bölünemezler. Membranlarında parathormon reseptörü taşırlar. PTH ile uyarılınca osteoklast-stimülan faktör salgılarlar.
16
17
18
19
20	Osteositler: Osteoblastlardan farklılanan, kalsifiye matriks arasındaki lakünalar içinde yerleşik, matür hücrelerdir. Kemik dokunun canlı kalmasını sağlarlar. Sitoplazmik uzantıları, kanaliküller içinde seyredip komşu hücrelerle gap junction kurar. Besin maddeleri ve hormonlar sitoplazmik uzantılarla hücreden hücreye geçer. Organeller azalmıştır, çekirdek heterokromatiktir.
21
22
23
24	Osteoklastlar: Kökenini kan monositleri ile aynı kök hücreden (CFU-GM) alırlar. İri, çok çekirdekli, asidofilik sitoplazmaya sahip hücrelerdir. Sitoplazma Golgi K., mitokondriyonlar ve polizomlardan zengin, GER’ den fakirdir. Osteoklastların kemik yüzeyine oturdukları çukurlara Howship lakünaları denir. Kemik dokunun rezorbsiyonundan sorumludur.
25
26
27
28
29	Periosteum ve Endosteum Kemiğin iç ve dış yüzleri kemiği oluşturan hücrelerden ve bağ dokusundan oluşan tabakalarla örtülüdür. Periosteum kemiği dıştan saran kalın bir tabakadır. Dış fibröz tabakası kollajen lifler ve fibroblastları, hücreden zengin olan iç tabakası osteoprojenitör hücreleri içerir. Periosteum kemik matrikse Sharpey fibrilleri ile sıkıca tutunur. Endosteum kemiğin içindeki bütün boşlukları örter. Tek katlı yassı /kübik osteoprojenitör hücreler ile az miktarda bağ dokusundan oluşur. Periosteum ve endosteum kemik dokusunun beslenebilmesi, büyüyebilmesi ve onarımı için gereklidir. Kemik doku için osteoblast kaynağıdır.
30
31	Histolojik Kemik Dokusu Tipleri 1. Primer kemik (örgümsü/immatür) İntra uterin hayatta şekillenir. Her zaman ilk oluşan kemik doku primer kemiktir. Geçicidir, sekonder kemik dokusuna dönüşür. Kollajen lifler rastgele seyrederek ağsı (örgümsü) bir yapı oluşturur. Genellikle süngerimsi görünümdedir. Matriks mineralizasyonu azdır. Doku hücreden yana zengindir.
32
33
34
35	Histolojik Kemik Dokusu Tipleri 2. Sekonder kemik (lamellar/matür) Genellikle yetişkinlerde bulunur. Kollajen lifler birbirine paralel düzenlenmiş demetler (düzenli tabakalar) halindedir. Kompakt ya da spongiöz yapıda olabilir. Matriks mineralizasyonu tamdır. Hücreler daha az yer tutar.
36	Kompakt ve spongiöz kemiğin bulunduğu yerler: Uzun kemiklerin epifizi ince bir kompakt kemik tabakasıyla kaplanmış spongiöz kemiktir. Diafiz adı verilen silindirik kısım kompakt kemikten yapılıdır, meduller kaviteye bakan yüzünde çok az spongiöz kemik vardır. Kafatasını oluşturan yassı kemikler, diplöe adı verilen spongiöz kemik ile ayrılan iki kompakt kemik tabakasına sahiptir. Kısa kemiklerin merkezindeki spongiöz kemik dıştan kompakt kemikle çevrelenmiştir.
37
38	Kompakt Kemik Kompakt kemik her zaman sekonder kemik yapısındadır. Kollajen lifler 3-7 μm kalınlığında birbirine paralel ya da bir vasküler kanal etrafında dairesel olarak dizilmiş lameller halinde düzenlenmiştir. Kan damarlarını içeren bir kanalı saran, konsantrik dairesel lamellerin oluşturduğu yapıya osteon (Havers sistemi) denir. Bu kanallar da Havers Kanalı adını alır. Osteositler lameller arasında sıkışmış lakünalar içinde yer alır. Kompakt kemikte bulunan bir başka kanal ise Volkmann Kanalıdır.
39	Havers ve Volkmann Kanalları Havers kanalı uzun, kemiğin uzun eksenine paralel seyreden, endosteum ile örtülü, kan damarları, sinirler ve gevşek bağ dokusu içeren silindirik yapıdır. Çevresinde konsantrik lamellar sistem (osteon) vardır. Enine kesitlerde yuvarlak boşluklar, boyuna kesitlerde ise ince uzun tüpler şeklinde görülürler.
40	Havers ve Volkmann Kanalları Volkmann kanalı kemiğin uzun eksenine dik (transvers) ya da oblik seyreden, periosteum, meduller kavite ve Havers kanalları arasında bağlantı kuran ve kan damarlarını dağıtan, endosteum ile örtülü silindirik yapılardır. Çevresinde dairesel lamelleri yoktur. Lamelleri delerek geçer. Enine kesitlerde oblik seyirli silindirik, boyuna kesitlerde oblik/dik tüpler ya da yuvarlak boşluklar şeklinde görülür.
41
42
43
44
45
46	Kompakt kemik lamelleri Havers lamelleri: Havers kanalı etrafında (osteon-havers sistemi) İnterstisyel (ara) lameller: Osteonların aralarında Sirkumferensiyal lameller: Kemik yüzeylerinde (iç ve dış dairesel lameller) bulunurlar.
47
48
49	Spongiyöz Kemik Anastomozlaşan kemik trabeküllerinden oluşur. Trabeküllerdeki lameller paralel seyirlidir. Trabeküllerin aralarında kemik iliği ile dolu boşluklar vardır. Sekonder kemik yapısındadır. Havers ve Volkmann kanalları yoktur. Besin ve oksijeni kanaliküller aracılığıyla çevresini kuşatan kemik iliğinden alır.
50
51
52
53	KEMİK DOKUSUNUN GELİŞİMİ ve BÜYÜMESİ
54	Kemik Oluşumu (Osteogenez) İntramembranöz kemikleşme Kafatasının yassı kemikleri, mandibula ve maxillanın bazı kısımları bu tür kemikleşmeyle meydana gelir. Endokondral kemikleşme Kısa ve uzun kemikler bu tür kemikleşmeyle meydana gelir.
55	İntramembranöz kemikleşme Damardan zengin mezenkimal doku içinde oluşur. Mezenkimal hücreler osteoblastlara farklılanır ve kemik matriksi salgılamaya başlar. Oluşan primer kemik spikülleri ve trabekülleri anastomozlaşarak ağsı kemik dokuyu oluşturur. Kalsifikasyonun ardından matriks arasında kalan osteoblastlar osteositlere dönüşür. Çevredeki mezenkimal dokudaki indiferensiye hücreler çoğalarak osteoblastların kaynağı olan osteoprojenitör hücreleri oluşturarak kemik dokunun gelişimine katkıda bulunur. Kalsifiye olmayan çevre mezenkim periosteum ve endosteuma dönüşür.
56
57
58
59	Enkondral (endokondral) kemikleşme Minyatür hiyalin kıkırdak modelin oluşumu, interstisyel ve apozisyonel yolla büyümesi Kıkırdak modelin yerini kemik dokunun alması; Kıkırdak modelin merkezindeki kondrositlerin hipertrofisi, Sitoplazmalarında glikojen birikmesi, Lakünaların genişlemesi ve kıkırdak matriksin azalması, Kıkırdak matriksin kalsifikasyonu, Perikondriumda kemik yakalık oluşumu (intramembranöz kemikleşme ile) Kondrositlerin dejenerasyonu ve ölümü, Osteojenik tomurcukla birlikte bu alana gelen osteoblastların kemik matriksi salgılaması.
60	"Primer osifikasyon merkezi" Primer osifikasyon merkezi Diafizde başalayan ilk kemikleşme bölgesi Sekonder osifikasyon merkezi Epifizlerde daha sonra başlayan kemikleşme bölgeleri
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73	Kemiğin büyümesi Kemiğin boyuna büyümesi Epifiz plağında gerçekleşen kıkırdağın interstisyel büyümesi ve alttan kemik dokunun endokondral yolla eklenmesi ile sağlanır. Kemiğin enine büyümesi Periosteumdaki osteoblastik aktivite ve apozisyonel yolla yeni kemik eklenmesi ile sağlanır.
74
75
76	Kemiğin yeniden şekillenmesi (remodeling) Kemiğe etkiyen bası/itme kuvveti REZORBSİYONA Kemiğe etkiyen germe kuvveti KEMİK YAPIMINA neden olur.
77	Kırık onarımı Kırık bölgesinde lokal kanama ve pıhtılaşma O bölgede kemik matriksin yıkımı ve hücre ölümü Makrofajlar tarafından haraplanan dokunun fagositozu Periosteum ve endosteumda proliferasyon Æ FİBRÖZ KALLUS Osteoprojenitör hücrelerin kondroblastlara farklanması, kıkırdak oluşumu Æ KIKIRDAK KALLUS İntramembranöz ve enkondral kemikleşme ile kemik doku oluşumu Æ KEMİK KALLUS Aktivite ile remodeling Æ ONARIM
78
79
80	Sinoviyal Eklemler & Kemik Metabolizması
81
82
83
84
85
86
87	Kemiğe Beslenmenin Etkisi Proteinler Kalsiyum ve fosfor D vitamini C vitamini A vitamini
88	Kemiğe Hormonların Etkisi Paratiroid hormonu Kalsitonin Gonadal hormonlar Büyüme hormonu (Somatotropin)
89	ÖZET Kan monositlerinden köken alan kemik hücresi hangisidir? Osteosit Osteoblast Periostal fibroblast Osteoklast Osteojenik hücre Kemik matriksin sentezinden sorumlu olan hücre hangisidir? Osteosit Osteoblast Periostal fibroblast Osteoklast Osteojenik hücre
90	ÖZET Hangisi osteositlerin beslenmesinde rol oynamaz? Gap junctions Filopodlar Kemik matriks Havers kanalları Kanaliküller Hangisi Volkmann kanallarının özelliklerinden değildir? Konsantrik kemik lamelleri ile sarılıdır. Havers kanalları ile bağlantı kurarlar. Kan damarları içerirler. Kompakt kemikte bulunurlar. Horizontal ya da oblik seyirlidirler.
91	ÖZET Endosteum Periosteum Her ikiside Hiçbiri Hücresel ve fibröz iki tabakası vardır. Eklem kapsülü ile devam eder. Kemiğe Sharpey fibrilleri ile bağlıdır. Osteojenik kapasiteli hücreler içerir. Kemik iliği kavitesini döşer. Osteosit içerir. Kemiğin büyümesi ve onarımı için gereklidir. Havers ve Volkmann kanallarını döşer.
92	ÖZET Spongiöz kemik Kompakt kemik Her ikisi Hiçbiri Uzun kemiklerin epifizinin dominant kemik tipidir. Uzun kemiklerin diafizinin dominant kemik tipidir. Diplöe aralığını oluşturur. Primer ya da sekonder kemik olabilir. Karakteristik olarak osteonlar içerir. Havers ve Volkmann kanalları bulunur.
93	ÖZET Primer kemik Sekonder kemik Her ikisi Hiçbiri İntramembranöz ve endokondral kemik gelişiminde oluşan ilk kemik tipidir. Kırık iyileşmesinde oluşan ilk kemik tipidir. Kemik remodelinginin sonucudur. Spongiöz ya da kompakt kemik olabilir. Kollajen lifler irregüler örgümsü düzenlenim gösterir. Kollajen lifler paralel demetler halinde düzenlenmiştir. Mineral içeriği azdır.
94