Typy kostní tkáně, stavba a funkce Histogenese kosti Dentin a cement

Transkript

1 Typy kostní tkáně, stavba a funkce Histogenese kosti Dentin a cement Junqueira C. a Carneiro J., Gartner L.P. a spol., Lüllmann- Rauch R., Maršala J., Ross a Pawlina, Stevens A. a Lowe J., mikrofotografie H. Brichová, R. Kraus, Pearson-edu Doc. MUDr. H. Brichová, CSc. Institute of Histology and Embryology

2 Stavba kosti Kost vláknitá, fibrilární - vláknitá složka má plsťovité uspořádání Kost lamelová základní stavební jednotka lamela kostní: a) kost kompaktní b) kost spongiózní Buňky: osteoprogenitorové buňky, osteoblasty, osteocyty, osteoklasty Extracelulární matrix- osteoid: osteoblast složka vláknitá: fibrily- kolagen typu I složka amorfní: proteoglykany glykosaminoglykany: keratan sulfát, chondroitin sulfát, Ca++ vážící glykoproteiny osteocalcin a sialoprotein vazebný protein osteonectin minerální složka: Ca10 (PO4)6 (OH)2, citráty, bikarbonáty, Mg++, K+, Na+ výživu kostní tkáně zajišťují cévy periost- nemineralisovaná vrstvička vaziva, která kryje kost zevně- fixace Sharpeyova vlákna endoost vrstvička vaziva, osteoprogenitorové buňky kostní dřeň- síť retikulárního vaziva, sinisoidní kapiláry, hemopoetické ostrůvky funkce kosti chrání životně důležité orgány, umožňuje pohyb, představuje reservy kalcia- kost obsahuje asi 99% tělesného kalcia

3 bazální sekreční zona těsnící zona resorpční lakuna Howshipova lakuna Gartner L.P, Hiat J.L.(2007)

4 Diferenciace osteoklastu podle Scotta F.Gilberta iniciální diferenciace v kostní dřeni mononukleární buňky vstupují do cirkulace asi 2-5% z nich se stávají osteoklasty přisednou k povrchu kosti proliferují, diferencují se zánět IL-1 TNFα cytokin prekursorové buňky osteoklast vznik mnohojaderné buňky fusí prekursorových buněk aktivovaný osteoklast osteoblasty parathormon osteotrofické faktory

5 spongiosní kost základní stavební jednotka lamela kostní kompaktní kost l.plášťové kostní lamela je vrstvička mineralisované ECM: kolagenních fibril (3-5µm) paralelně uspořádaných a amorfní hmoty směr uložení fibril se v jednotlivých lamelách mění l.koncentricky uspořádané

6 lamely plášťové zevní, vnitřní koncentricky uspořádané lamely, systémy Haversovy osteony lamely vmezeřené endost periost

7 osteocyt v lakuně, výběžky v kostních kanálkách BM= kostní tkáň, CF= kolagenní fibrily, Mf=mikrofilamenta, J=nexus, L=lysosom, G=Golgiho komplex,m=mitochondrie Krstič R., 1984

8 plášťové lamely kompaktní kost kostní kanálky koncentrické uspořádání lamel osteony kostní lakuny osteocyty jsou uloženy mezi lamelami HE Haversův kanálek céva nervové vlákno osteocyt EM

9 trámečky spongiosní kosti kostní dřeň spongiosní kost lamely ostrůvky krvetvorby tukové buňky

10 přestavba kosti - remodeling ročně je přestavěno 25% spongiosy 4% kompakty přestavba kosti kompaktní mineralizace kosti osteocyty váčky, obsahující matrix- osteoid jsou obalené krystalky hydroxyapatitu resorpční lakuna osteoklast zona plně mineralisované kosti kompakta přibývající minerální deposita nově vytvořené váčky s matrix osteoid kolagen osteoblasty

11 Osifikace, vývoj kosti probíhá ve dvou modelech a) desmogenní- vycházející přímo ze zahuštěného mesenchymu (intramembranous ossification) b) chondrogenní- osifikuje model vytvořený z hyalinní chrupavky osifikace desmogenní buňky se v místech zahuštění mesenchymu zaoblí, diferencují systém svých organel a stávají se aktivními osteoprogenitorovými buňkami mezi ně proniknou diferencující se cévní pupeny osteoprogenitorové buňky vytvoří skupinu osteoblastů, počnou produkovat extracelulární matrix, osteoid, do které se postupně zalijí vznikají isolované kostní ostrůvky, jejich splýváním se vytvářejí kostní trámečky trámečky splývají, osteoblasty sedí v řadě na povrchu trámečku a tvoří další matrix, zároveň primární trámce usurují osteoklasty remodelace je výsledkem kombinovanéčinnosti osteoblastů a osteoklastů dochází k postupnému přetváření v kost lamelovou -polární uspořádání, vývoj dřeňové dutiny, diferenciace hemopoetické kostní dřeně, vývoj kompaktní kosti

12 tvorba osteoidu mesenchymové kmenové buňky se diferencují v osteoprogenitorové bb. ty pak v osteoblasty osteoblasty tvoří extracelulární matrix (nemineralisovaná) = osteoid mineralisace matrix, osteoblasty jsou v ní zality = osteocyty Komunikace mezi osteoblasty a osteocyty osteocyty vzájemně probíhá prostřednictvím gap junctions Lüllmann-Rauch 2009 kmenové bb osteocyt

13 osifikace desmogenní na podkladě mesenchymu osteoblasty kostní trámeček osteoklast osteoblasty

14 Osifikace chondrogenní model hyalinní chrupavky kostní límec, manžeta primární osifikační centrum mesenchymový osteogenní pupen

15 chondrogenní osifikace na povrchu diafysy se z mesenchymu vytvoří kostěná manžeta (desmogenní typ osifikace) protože chrupavka je vyživována difusí nastává výrazné zhoršení nutrice a zásobování O 2 v důsledku toho následuje hypertrofie buněk chrupavky -zvětšení chondrocytů následkem zhoršeného metabolismu dochází k vypadávání solí Ca² do ECM -kalcifikace chrupavky následuje další zhoršení výživy a zásobování O 2 difusí z okolního mesenchymu prorůstá do zvápenělé chrupavky cévní pupen (vstupuje v místě pozdějšího foramen nutritium) na svém vrcholu cévní pupen nese mesenchymové buňky, z nichž se diferencují chondroklasty, osteoblasty, osteoklasty a endothelové buňky v centru kalcifikované chrupavky se cévní pupen větví a větve (s chondroklasty na vrcholu) prorůstají ve směru dlouhé osy kostního modelu k oběma epifysám (čela osifikačních cév) mezi cévními pupeny vznikají směrové trámečky kalcifikované chrupavky na tyto trámečky nasedají osteoblasty, diferencované z progenitorových buněk přítomných v lokalitě cév a vytvářejí primární, vláknitou kost následují další etapy usurace (osteoklasty) a ossifikace (osteoblasty), které nahradí primární kost kostí lamelovou v diafyse vzniká dřeňová dutina na hranici diafysy a epifys přetrvává reservní, růstová chrupavka

16 osifikace hyalinní chrupavky zona hypertrofie a kalcifikace reservní oblast čela osifikačních cév zona proliferace zona hypertrofie a kalcifikace zona erose osteoklast osteoblasty kostěná manžeta ossifikační (nutriční) céva kostní trámečky AZAN

17 Dentin je silně mineralisovaná pojivová tkáň, složená z extracelulární matrix a jemných cytoplasmatických výběžků odontoblastů odontoblasty produkují extracelulární matrix, tvořenou kolagenními fibrilami typu I a proteoglykany, glykosaminoglykany (20-30%) anorganickými kalciovými solemi, nacházejícími se ve formě krystalického hydroxyapatitu (70-80%) odontoblasty jsou dlouhé cylindrické buňky s oválnými jádry, uspořádané palisádovitě na hranici pulpy a dentinu, na vnitřním povrchu pulpy jejich dlouhé výběžky prostupují vrstvu praedentinu a vstupují do dentinu cytoplasma odontoblastů je bohatá na granulární endoplasmatické retikulum dlouhé cytoplasmatické výběžky odontoblastů, probíhají v úzkých kanálcích dentinu, dentinových tubulech (dentin tubulární) a dentin, nacházející se mezi tubuly, dentin intertubulární široké base odontoblastů obsahují sekreční granula, vesikuly a microfilamenta odontoblasty synthetisují praedentin (nemineralisovaný), který je postupně mineralisován

18 příčný řez zubem HE odontoblasty predentin dentin cement dentin tubulární dentin intertubulární kanálky dentinu odontoblasty

19 HE cementocyty hranice cement- dentin odontoblasty HE dentin- kanálky dentinu periodontální ligamentum dentin praedentin odontoblasty celulární cement pulpa cementocyty Cement zubní povrch kořene zubu kryje cement, jeho extracelulární matrix je podobná kostní matrix. Má charakter vláknité kosti. Buňky cementu cementocyty, které se diferencují z cementoblastů, se morfologicky ani funkčně neliší od osteocytů. Cement vzniká z mesenchymu desmogenní ossifikací