Məlumat

5.5: Sümüklərin böyüməsi, yenidən qurulması və təmiri - Biologiya

5.5: Sümüklərin böyüməsi, yenidən qurulması və təmiri - Biologiya


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Uğurlar

Bu hovuzdakı suya həsrətlə baxan adam kimi heç ayağınızı və ya başqa bir sümüyü sındırdınızmı? Sümük qırıqlığı fəaliyyətinizi həqiqətən məhdudlaşdıra bilər. Sümüklər çox sərtdir, lakin onlara kifayət qədər güc tətbiq olunarsa, qırılacaq və ya qırılacaq. Xoşbəxtlikdən, sümüklər qırıldıqda özlərini bərpa edə bilən yüksək aktiv orqanlardır. Sümüklər də özlərini düzəldə və böyüyə bilər. Bu konsepsiyada sümüklərin bütün bunları necə edə biləcəyini öyrənəcəksiniz.

Sümük artımı

İnsan dölünün inkişafının ilk mərhələsində skelet demək olar ki, tamamilə qığırdaqdan ibarətdir. Nisbətən yumşaq qığırdaq ossifikasiya yolu ilə tədricən sərt sümüyə çevrilir. Ossifikasiya qığırdaqdan sümük toxumasının yarandığı bir prosesdir. Skelet sümüklərinin qığırdaqdan əmələ gəlməsi mərhələləri Şəkil (PageIndex{2})-də göstərilmişdir. Addımlara aşağıdakılar daxildir:

  1. Sümük formalarının qığırdaq "modeli"; sümükləşmə baş verdikcə bu model böyüməyə davam edir.
  2. Ossifikasiya sümüyün ortasındakı ilkin ossifikasiya mərkəzindən başlayır.
  3. Daha sonra sümüyün uclarında ikinci dərəcəli ossifikasiya mərkəzlərində ossifikasiya meydana gəlməyə başlayır.
  4. Medulyar boşluq meydana gəlir və qırmızı sümük iliyini ehtiva edir.
  5. Ossifikasiya sahələri epifiz plitələrində və oynaq qığırdaq formalarında birləşir. Sümük böyüməsi başa çatır.

İbtidai və Orta Ossifikasiya Mərkəzləri

Sümük qığırdaqdan əmələ gəldikdə, sümükləşmə qığırdaqda ilkin sümükləşmə mərkəzi adlanan bir nöqtə ilə başlayır. Bu, ümumiyyətlə, fetusun inkişafı zamanı görünür, baxmayaraq ki, bir neçə qısa sümük doğuşdan sonra ilkin sümükləşməyə başlayır. Ossifikasiya ilkin ossifikasiya mərkəzindən sümüyün hər iki ucuna doğru baş verir və nəticədə uzun sümüklərdə sümük şaftını əmələ gətirir.

İkinci dərəcəli ossifikasiya mərkəzləri doğuşdan sonra yaranır. İkinci dərəcəli mərkəzlərdən ossifikasiya nəticədə sümüklərin uclarını əmələ gətirir. Sümüyün şaftı və ucları fərd skelet yetkinliyinə çatana qədər böyüyən qığırdaq zonası ilə ayrılır.

Skelet Yetkinlik

Uşaqlıq boyu skeletdə qalan qığırdaq böyüməyə davam edir və sümüklərin böyüməsinə imkan verir. Lakin, bütün qığırdaq sümüklə əvəz edildikdən və epifiz plitələrində birləşmə baş verdikdən sonra, sümüklər artıq uzunluqda böyüməyə davam edə bilməz. Bu, skelet yetkinliyinə çatdığı nöqtədir. Ümumiyyətlə 18-25 yaş arasında baş verir.

Yeniyetmələr tərəfindən anabolik steroidlərin istifadəsi skelet yetkinliyi prosesini sürətləndirə bilər, nəticədə birləşmə baş verməzdən əvvəl qığırdaq böyüməsinin daha qısa bir dövrü ilə nəticələnir. Bu o deməkdir ki, steroidlərdən istifadə edən yeniyetmələr böyüklər kimi başqa cür olduğundan daha qısa olacaqlar.

Sümüklərin yenidən qurulması

Skelet yetkinliyinə çatdıqdan sonra belə, sümük davamlı olaraq rezorbsiya edilir və yeni sümük ilə əvəz olunur. sümüklərin yenidən qurulması. Bu ömür boyu davam edən prosesdə yetkin sümük toxuması davamlı olaraq çevrilir və hər il bir yetkinin skelet kütləsinin təxminən 10 faizi yenidən qurulur. Sümüklərin yenidən qurulması sümükləri rezorbsiya edən və onun minerallarını həll edən sümük hüceyrələri olan osteoklastların işi ilə həyata keçirilir; və yeni sümük matrisini meydana gətirən sümük hüceyrələri olan osteoblastlar.

Sümüklərin yenidən qurulması bir neçə funksiyaya xidmət edir. O, uşaq böyüdükcə skeletin sümüklərini formalaşdırır və sümükdə gündəlik hərəkətlər nəticəsində yaranan kiçik qüsurları düzəldir. Remodeling həmçinin əzələlərin onlara ən çox stress verdiyi yerlərdə sümükləri qalınlaşdırır. Bundan əlavə, remodeling mineral homeostazı tənzimləməyə kömək edir, çünki o, ya sümüklərdən mineralları qana buraxır, ya da mineralları qandan sümüklərə udur. Aşağıdakı rəqəm sümüklərdə olan osteoklastların kalsiumun tənzimlənməsində necə iştirak etdiyini göstərir.

Sümüklərin yenidən qurulmasında və kalsium homeostazında osteoblastların və osteoklastların fəaliyyəti hüceyrələrin fəaliyyətini təşviq edən və ya maneə törədən bir sıra fermentlər, hormonlar və digər maddələr tərəfindən idarə olunur. Beləliklə, bu maddələr sümüyün əmələ gəlməsi, məhv edilməsi və formasının dəyişmə sürətinə nəzarət edir. Məsələn, osteoklastların sümüyü rezorbsiya etməsi və qana kalsium buraxma sürəti paratiroid hormonu (PTH) tərəfindən yüksəldilir və qalxanabənzər vəz tərəfindən istehsal olunan kalsitonin tərəfindən inhibə edilir (Şəkil (PageIndex{3})). Osteoblastların yeni sümük meydana gətirmə sürəti hipofiz vəzinin ön lobu tərəfindən istehsal olunan böyümə hormonu tərəfindən stimullaşdırılır. Tiroid hormonu və cinsi hormonlar (estrogenlər və androgenlər) də yeni sümük yaratmaq üçün osteoblastları stimullaşdırır.

Sümük Təmiri

Sümük təmiri, və ya şəfa, sümük sınıqlarından sonra bir sümüyün özünü bərpa etdiyi prosesdir. Şəkil (PageIndex{4})-də sümük sınığının rentgenoqrafiyasını görə bilərsiniz. Bu sınıqda qolun yuxarı hissəsindəki humerus şaftından tamamilə qırılıb. Bu sınıq sağalmazdan əvvəl həkim yerdəyişmiş sümük hissələrini düzgün mövqelərinə qaytarmalıdır. Sonra sümük sabitləşdirilməlidir - məsələn, sümüyə cərrahi olaraq daxil edilmiş gips və/və ya sancaqlar ilə - sümüyün təbii sağalma prosesi tamamlanana qədər. Bu proses bir neçə həftə çəkə bilər.

Sümüklərin bərpası prosesi əsasən sümüyü əhatə edən birləşdirici toxuma membranı olan periosteum tərəfindən müəyyən edilir. Periosteum şəfa prosesi üçün vacib olan osteoblastlara çevrilən prekursor hüceyrələrin əsas mənbəyidir. Osteoblastlar yeni sümük toxuması əmələ gətirdikcə sümüklər sağalır.

Sümük təmiri təbii fizioloji proses olsa da, bir neçə faktor tərəfindən təşviq edilə və ya maneə törədilə bilər. Məsələn, sınıqların təmiri kifayət qədər qida qəbulu ilə daha uğurlu ola bilər. Yaş, sümük növü, dərman müalicəsi və əvvəllər mövcud olan sümük xəstəliyi şəfaya təsir edə biləcək əlavə amillərdir. Osteoporoz və ya sümük xərçəngi kimi xəstəliklərlə zəifləmiş sümüklər nəinki daha yavaş sağalır, həm də ilk növbədə qırılma ehtimalı yüksəkdir.

Xüsusiyyət: Mif və Reallıq

Sümük sınıqları olduqca yaygındır və onlar haqqında çoxlu miflər var. Faktları bilmək vacibdir, çünki sınıqlar ümumiyyətlə təcili tibbi müalicə tələb edir.

Mif: Sümük sınığı sınıqdan daha yüngül zədədir.

Reallıq: Sümük sınığı, sınıq sümük ilə eyni şeydir.

Mif: Əgər bir əzada hələ də tam hərəkət diapazonu varsa, o zaman sınıq olmamalıdır.

Reallıq: Sümük qırılsa belə, ona bağlı əzələlər və vətərlər sümüyü normal şəkildə hərəkət etdirə bilər. Sümük çatlasa, lakin iki hissəyə bölünməsə, bu xüsusilə mümkündür. Sümük bütün yol boyunca qırılsa belə, sınığın hər iki tərəfindəki sümüklər düzgün hizalanmış olarsa, hərəkət diapazonu çox təsirlənməyə bilər.

Mif: Sınıq həmişə qançır yaradır.

Reallıq: Çox, lakin bütün sınıqlar qançır əmələ gətirir. Əgər sınıq qançır əmələ gətirirsə, qançırın görünməsi bir neçə saat, hətta bir gün və ya daha çox çəkə bilər.

Mif: Sınıqlar o qədər ağrılıdır ki, bir sümüyü sındırsanız dərhal biləcəksiniz.

Reallıq: Ligament sprains və əzələ gərginliyi də çox ağrılıdır, bəzən qırıqlardan daha ağrılıdır. Bundan əlavə, hər bir insanın fərqli bir ağrı tolerantlığı var. Ağrı dözümlülüyü yüksək olan insanlar ağrıya baxmayaraq, qırıq sümükdən istifadə etməyə davam edə bilərlər.

Mif: Bir sümüyün nə zaman qırıldığını deyə bilərsiniz, çünki qırılma zamanı çox lokallaşdırılmış ağrı olacaq.

Reallıq: Sümük qırıqları tez-tez ətrafdakı əzələlərin və ya bağların zədələnməsi ilə müşayiət olunur. Nəticədə, ağrı sınıq yerindən çox uzana bilər. Ağrı birbaşa sınıq üzərində daha çox ola bilər, lakin ağrının intensivliyi ağrının haradan qaynaqlandığını dəqiq müəyyən etməyi çətinləşdirə bilər.

Baxış-icmal

  1. Dölün erkən mərhələsindən skelet yetkinliyinə qədər sümüyün necə inkişaf etdiyini təsvir edin.
  2. Sümüklərin yenidən qurulması prosesini təsvir edin. Nə vaxt baş verir?
  3. Sümüklərin yenidən qurulması hansı məqsədlərə xidmət edir?
  4. Sümük təmirini müəyyənləşdirin. Bu proses nə qədər vaxt aparır?
  5. Sümük təmirinin necə baş verdiyini izah edin.
  6. Sümük bərpasına təsir edə biləcək amilləri müəyyənləşdirin.
  7. Hələ sümükləşməmiş sümük hissələri _________-dan hazırlanır.
  8. Sümükdə birincili və ikincili ossifikasiya mərkəzləri arasında böyük bir bölgə varsa, insan gəncdir, yoxsa yaşlı? Cavabınızı izah edin.
  9. Birincili və ikincili ossifikasiya mərkəzlərinin qovuşduğu bölgə ________________ adlanır.
  10. Doğru və ya yanlış. Doğuş zamanı sümüklərin əksəriyyəti tamamilə qığırdaqdan ibarətdir.
  11. Doğru və ya yanlış. Sınıq sümük sümük sınığı ilə eynidir.
  12. Sümüklər özlərini bərpa edə bilirlərsə, niyə bəzən gips və sancaqlar lazımdır?
  13. Hansı sümük hüceyrəsi kalsium səviyyəsi aşağı olduqda kalsiumun qana buraxılmasına səbəb olur?
  14. Sınıqdan sonra sümüklərin bərpasında əsasən hansı toxuma və sümük hüceyrə növü iştirak edir?
  15. Hormonların sümüklərin yenidən qurulmasında iştirak etdiyi bir yolu təsvir edin.

Normal sümük remodelinginin biologiyası

Həyat boyu sümük böyümək və ya formasını dəyişdirmək üçün modelləşdirmə və yenidən qurulma prosesinə məruz qalır. Sümük modelləşdirilməsi skeletin qarşılaşdığı fizioloji təsirlərə və ya mexaniki qüvvələrə cavab olaraq sümüklərin formasını və ya ölçüsünü dəyişməsi prosesidir, eyni zamanda sümük öz gücünü və mineral homeostazını qoruyub saxlaya bilməsi üçün sümüklərin yenidən qurulması baş verir. Erkən uşaqlıq dövründə həm sümük modelləşdirilməsi (sümüyün formalaşması və formalaşması), həm də sümüklərin yenidən qurulması (köhnə sümüyün dəyişdirilməsi və ya yenilənməsi) baş verir. Uşaqlıqda üstünlük təşkil edən proses sümüklərin modelləşdirilməsidir, yetkinlikdə isə sümüklərin yenidən qurulması üstünlük təşkil edir. Bunun istisnası, sınıqdan sonra sümük əmələ gəlməsində kütləvi artımları gördüyümüz zamandır. Uşaqlıq və yeniyetməlik dövründə sümüklərdə böyümə uzununa və radial olaraq baş verir, böyümə plitələrində isə uzununa baş verir, beləliklə ölçüdə böyüməni təşviq edir. Qığırdaq ilk növbədə uzun sümüklərin epifiz və metafiz nahiyələrində çoxalaraq yeni sümük əmələ gətirmək üçün minerallaşmaya məruz qalır.

Açar sözlər: sümük remodeling osteoblast osteoklastlar osteocytes.


Sümüklərin yenidən qurulması, normal və anormal: xərçənglə əlaqəli sümük xəstəliklərinin və onun müalicəsinin başa düşülməsi üçün bioloji əsas

Köhnə sümüyün dövri olaraq yenisi ilə əvəzlənməsi onun mexaniki və metabolik funksiyalarının saxlanmasına xidmət edir. Hər bir dövrədə müəyyən edilmiş sümük həcmi osteoklastik rezorbsiya ilə çıxarılır və daha sonra eyni yerdə osteoblastik formalaşma ilə əvəz olunur. Remodeling, sümük səthindən və ya onun üzərindən keçən əsas çoxhüceyrəli vahidlər (BMU) kimi tanınan uzanmış strukturlar tərəfindən həyata keçirilir. Hər bir BMU, yeni osteoklastların və osteoblastların ardıcıl işə qəbulu ilə təxminən altı ay davam edir. Anormal sümüyün yenidən qurulması istiqamətə nəzarətin itirilməsi, yenidən qurulma dövrlərinin sayının artması və natamam əvəzlənmənin bəzi birləşmələrini əhatə edir. Metastatik sümük xəstəliyində şiş hüceyrələri onların yaşaması və böyüməsi üçün əlverişli olan hematopoetik sümük iliyini tapır, çünki onlar yerli prekursorlardan osteoklastların cəlb edilməsini artırmaq üçün yerli sitokin şəbəkəsini manipulyasiya edə və beləliklə, sümük rezorbsiyasını artıra bilərlər. Sümük formalaşmasına təsir ikifazalıdır, ilkin artım qismən BMU-nun normal təkamülü ilə, qismən də reparativ toxunmuş sümük əmələ gəlməsinin induksiyası ilə bağlıdır. Daha sonra normal BMU əsaslı sümük formalaşması subnormal səviyyələrə düşə bilər. Bəzi şişlərdə osteoklastların yığılmasında ümumi artım və sümük əmələ gəlməsinin azalması şiş hüceyrələri tərəfindən dövriyyəyə buraxılan bir və ya bir neçə agentə sistemli reaksiyadır, bunlardan ən çox rast gəlinən paratiroid hormonu ilə əlaqəli peptiddir, lakin həm metastatik, həm də metastatik olmayan -metastatik xəstəlik, sümükdəki hüceyrə hadisələri mahiyyətcə eynidir. Xərçənglə əlaqəli sümük xəstəliyi, bifosfonatların ən təsirli olduğu osteoklastların yığılmasını maneə törədən dərmanlarla müalicə edilə bilər. Müalicə sümük strukturunda düzəlməz zədələnmədən və hiperkalsemiya başlamazdan əvvəl başlanmalıdır. Bifosfonatların sümükdə uzun müddət qalmasına baxmayaraq, xəstənin həyatı boyu mənfi təsirlər ehtimalı çox azdır.


Sümük Remodeling nədir? (şəkillərlə)

Sümüklərin yenidən qurulması normal sümük kütləsini saxlamaq məqsədi ilə sümük rezorbsiyasının və formalaşmasının davamlı prosesidir. Normal sümük kütləsi sağlam sümüklərin güclü olduğunu və osteoporoz kimi problemlərdən azad olduğunu göstərir. Bu proses insan yaşadığı müddətcə insan orqanizmində davam edir. Onda mühüm rol oynayan hüceyrələr sümüklərin stressə və ya zədələnməyə məruz qaldığına dair siqnallar göndərən sümüklərin və osteositlərin əmələ gəlməsində həyati əhəmiyyət kəsb edən sümük rezorbsiyasına cavabdeh olan osteoklastlardır.

Daimi remodeling sümüklərin bütün bədənə struktur dəstəyi və kalsiumun mühüm saxlama yerləri daxil olmaqla bir çox funksiyalarını yerinə yetirməsinə imkan verir. Sümüklərin yenidən qurulması ilə bədən gündəlik fiziki fəaliyyətlərdən yaranan kiçik sümük qırıqlarını da təmir edə bilir. Yenidən qurulma dövründə köhnə sümük yeni sümüklə əvəz olunur. Yetkinlərdə bu, hər il təxminən 10% nisbətində baş verir. Bu, insan yaşlandıqca normal sümük kütləsinin saxlanmasını təmin edən təbii bir prosesdir.

Yenidənqurma dövrü adətən sümüklərdə zədə və ya mexaniki gərginliklər baş verdikdə başlayır. Böyümə hormonları osteoklastların istehsalını stimullaşdırır, daha sonra sümük matrisini həll etməyə qadir olan fermentləri buraxaraq, əksər sümük səthlərində çuxurlar yaradır. Onların ömrü təxminən iki həftədir və daha sonra proqramlaşdırılmış hüceyrə ölümü və ya apoptoz prosesi ilə təbii şəkildə ölürlər.

Osteoblastlar da böyümə hormonları tərəfindən stimullaşdırılır. Onlar sümük səthlərində osteoklastların yaratdığı çuxurların doldurulmasından məsuldurlar. Sümük matrisi qalınlaşdıqca, osteoblastlar minerallaşma kimi tanınan bir prosesdə sümüyə kalsium və fosfor kimi mineralları daxil edir. Təxminən üç aylıq ömür sürdükdən sonra, əksəriyyəti sümük matrisində yerləşən və mexaniki stress və böyümə hormonlarına xəsarət siqnalları verən osteositlərə çevrilir. Digər osteoblastlar sümük səthlərində astarlı hüceyrələrə çevrilir və kalsiumun qan axınına buraxılmasından məsuldur, digərləri isə təbii olaraq ölür.

Osteoklastların, osteoblastların və osteositlərin hərəkətləri bədən daxilində prohormonlar və hormonlar tərəfindən tənzimlənir. Bunlara vitamin D, paratiroid hormonu (PTH), kalsitonin, testosteron və estrogen daxildir. Bu kimyəvi maddələrin fəaliyyətindəki hər hansı bir pozuntu müəyyən tibbi vəziyyətlərə səbəb ola bilər. Məsələn, bəzi tədqiqatlar göstərir ki, menopoz zamanı qadınlarda estrogen çatışmazlığı əksər osteoklastların hüceyrə ölümünün gecikməsinə səbəb ola bilər, beləliklə, sümükləri daha uzun müddət fermentativ fəaliyyətinə məruz qoyur və osteoporozu təşviq edir.


BİRBAŞA SINIRLARIN SALAMASI

Sınıqların sağalmasının təbii prosesində birbaşa sağalma çox vaxt baş vermir. Bu, heç bir boşluq əmələ gəlmədən sınıq uclarının düzgün anatomik reduksiyasını və sabit fiksasiyanı tələb etdiyi üçün. Bununla belə, bu cür sağalma çox vaxt açıq reduksiya və daxili fiksasiya əməliyyatından sonra əldə edilən əsas məqsəddir. Bu tələblər yerinə yetirildikdə, lamellar sümüyünün, Havers kanallarının və qan damarlarının birbaşa yenidən qurulması ilə birbaşa sümük yaxşılaşması baş verə bilər. Növlərdən asılı olaraq, tam sağalmadan əvvəl adətən bir neçə aydan bir neçə ilə qədər davam edir. 37

Healing ilə əlaqə saxlayın

Sınıqların ilkin sağalması ya təmasda sağalma, ya da boşluqların sağalması ilə baş verə bilər. Hər iki proses anatomik cəhətdən düzgün və biyomekanik cəhətdən səlahiyyətli təbəqəli sümük quruluşunu birbaşa bərpa etmək cəhdini əhatə edir. Birbaşa sümüyün sağalması yalnız sınıq fraqmentlərinin anatomik bərpasına nail olduqda və fraqmentarası gərginliyin əhəmiyyətli dərəcədə azalması ilə nəticələnən sərt fiksasiya təmin edildikdə baş verə bilər. Mexanik davamlılığı bərpa etmək üçün korteksin bir tərəfindəki sümük korteksin digər tərəfindəki sümüklə birləşməlidir. Sümük ucları arasındakı boşluq 0,01 mm-dən azdırsa və fraqmentarası gərginlik 2% -dən azdırsa, sınıq sözdə birləşir. əlaqə müalicəsi. 41 Bu şəraitdə sınıq yerinə ən yaxın olan osteonların uclarında kəsici konuslar əmələ gəlir. 22 Kəsmə konuslarının ucları sınıq xəttini keçən osteoklastlardan ibarətdir və gündə 50 º2013100 sürətlə uzununa boşluqlar əmələ gətirir. Bu boşluqlar daha sonra kəsici konusun arxasında yerləşən osteoblastlar tərəfindən əmələ gələn sümüklə doldurulur. Bu, eyni vaxtda sümük birləşməsinin yaranması və eksenel istiqamətdə formalaşmış Havers sistemlərinin bərpası ilə nəticələnir. 23, 37 Yenidən qurulmuş Havers sistemləri osteoblastik prekursorları daşıyan qan damarlarına nüfuz etməyə imkan verir. 15, 21 Körpü osteonları daha sonra periosteal kallusun əmələ gəlməsi olmadan sınıqların sağalması ilə nəticələnən lamel sümüyə birbaşa remodeling yolu ilə yetkinləşir.

Boşluqların sağalması

Boşluğun sağalması Sümük birləşməsinin və Haversian remodelinginin eyni vaxtda baş verməməsi ilə təmasda sağalmadan fərqlənir. Bu, sabit şərait və anatomik azalma əldə edildikdə baş verir, baxmayaraq ki, boşluq 800 ºx003 milyard sm-dən 1 mm-ə qədər olmalıdır. 23 Bu prosesdə sınıq sahəsi ilk növbədə uzun oxa perpendikulyar yönümlü təbəqə sümükləri ilə doldurulur və kontakt sağalma prosesindən fərqli olaraq ikinci dərəcəli osteonal rekonstruksiya tələb olunur. 39 İlkin sümük quruluşu tədricən osteoblastlara diferensiallaşan və boşluğun hər bir səthində qatlı sümük əmələ gətirən osteoprogenitor hüceyrələri daşıyan uzununa revaskulyarlaşdırılmış osteonlarla əvəz olunur. 41 Bu qatlı sümük isə uzun oxa perpendikulyar şəkildə yerləşdirilir və mexaniki cəhətdən zəifdir. Bu ilkin proses təqribən 3 və 8 həftə çəkir, bundan sonra kəsici konuslarla təmas şəfa şəlaləsinə bənzəyən ikincil yenidənqurma baş verir. Endoxondral remodelləşdirmə kimi geniş olmasa da, bu mərhələ sümüyün anatomik və biomexaniki xüsusiyyətlərini tam bərpa etmək üçün lazımdır. 41


Osteogenez və sümüklərin yenidən qurulması: böyümə faktorlarına və bioaktiv peptidlərə diqqət

Sümük ən çox nəql edilən toxumalardan biridir. Sümük quruluşu və onun fizioloji funksiyası və kök hüceyrələrin biologiyası uzun illər bir-biri ilə sıx əlaqəli olduğu bilinirdi. Sümük postnatal mezenximal kök hüceyrələrin (MSC) tanınmış sistemlərinin evi hesab olunur. Bu sümük rezidenti MSC-lər zədədən sonra hüceyrə böyüməsini dəstəkləmək üçün bir sıra böyümə faktorları (GF) və sitokinlər təmin edir. Bu GF-lərə bölünmə, miqrasiya və fərqləndirmə kimi mühüm hüceyrə funksiyalarının tənzimləyicisi olan müxtəlif hüceyrələr tərəfindən istehsal olunan bir qrup zülal və peptid daxildir. GF siqnalı MSC-lərin kondensasiyasının formalaşmasına və inkişafına nəzarət edir və osteogenez, xondrogenez və sümük/mineral homeostazının tənzimlənməsində mühüm rol oynayır. Beləliklə, həm MSC, həm də GF-lərin birləşməsi regenerativ tibbdə, xüsusən də sümük təmiri tətbiqlərində yüksək gözləntilər alır. Məlumdur ki, ekzogen GF-lərin birləşməmiş sümük sınığı sahəsinə çatdırılması şəfa nəticələrini nəzərəçarpacaq dərəcədə yaxşılaşdırır. Burada biz sümük toxuması mühəndisliyi haqqında yenilənmiş məlumatları GF xüsusiyyətlərinə və onların hüceyrə funksiyalarında və toxumaların sağalmasında tətbiqinə xüsusi diqqət yetirərək təqdim edirik. Bundan əlavə, GF-lərin zədələnmiş sümük mikromühiti ilə qarşılıqlı əlaqəsi və onların mexaniki funksiyaları müzakirə olunur.

Açar sözlər: sümük toxuması mühəndisliyi böyümə faktorları mezenximal kök hüceyrələr.


Termal maneə örtükləri üçün plazma püskürtmə: proseslər və tətbiqlər

5.4.1 Biomateriallarda tətbiqi

Biomaterial canlı orqanizmin mayeləri, hüceyrələri və toxumaları ilə təmasda olan, bədənin hər hansı toxuma və ya orqanını qiymətləndirmək, təmir etmək və ya əvəz etmək üçün istifadə olunan materialdır. 13 Bədənə implantasiya edilən hər hansı sintetik material üçün ilkin şərt onun yaxşı mexaniki möhkəmliyə, yüksək kimyəvi dayanıqlığa, yüksək korroziyaya davamlılığa, çox aşağı toksikliyə və yüksək biouyğunluğa malik olmasıdır. 13 Titan, titan ərintiləri, paslanmayan polad və CoCr əsaslı ərintilər kimi metallar statik və dinamik mexaniki möhkəmlik baxımından üstün xüsusiyyətlərinə görə implant materialları kimi populyar olaraq istifadə olunur. Son bir neçə ildə tədqiqatçılar bu mexaniki xassələri təkmilləşdirməyə və təkcə üstün mexaniki performansa deyil, həm də əla bioloji reaksiyaya zəmanət verə biləcək yeni materiallar seriyası hazırlamağa çalışırlar. Bu məqsədlə, demək olar ki, hər bir mümkün ehtiyacı ödəmək üçün müxtəlif materiallar istehsal edilmişdir. Bununla belə, bu implantlarla bağlı olan bütün problemlər, məsələn, məsafədən hüceyrə miqrasiyası, qırılma, stresdən qorunma, reaktivlik və böyümə məhdudiyyəti həll edilməmişdir. 14 Bundan əlavə, metal implantın səthi korroziyaya uğraya və rəngsizləşə bilər və bəzi hallarda insan bədəninin aşındırıcı mühitində istifadə edildikdə metal elementləri ətrafdakı toxumalara buraxır. Ti-6Al-4 V ərintiləri biouyğunluq, yüksək korroziyaya davamlılıq, əla güc-çəki nisbəti və s. kimi bir çox arzu olunan xüsusiyyətlərə malikdir və onlar aerokosmik və ortopedik tətbiqlərdə geniş istifadə olunur. Onların korroziyaya davamlılığı səthdəki passivasiya təbəqəsinə aid edilə bilər. Bununla belə, passivləşdirilmiş və passivləşdirilməmiş təbəqələr arasında elektrik hüceyrəsi reaksiyaları səbəbindən asanlıqla köhnələ bilər və aşınma-korroziya çatışmazlığı baş verə bilər. 15

Biotibbi örtüklər ümumiyyətlə yüksək kristallıq, yüksək örtük yapışması və uyğun məsaməlilik kimi xüsusi tələbləri ödəməlidir. 16 Biouyğunluğu artırmaq, əməliyyatdan sonrakı sağalmanı sürətləndirmək və yapışmaları yaxşılaşdırmaq lazımdır. Örtüklər güclü fazalararası bağlar yaratmaqla fiksasiyanı yaxşılaşdırmaqdan, metal implantı ətraf mühitin hücumundan və ya yuyulma təsirlərindən qorumaqdan, katalizator materialının olması ilə toxumaların sürətli böyüməsini və qarşılıqlı əlaqəni təşviq etməkdən və biouyğun materialın təmin edilməsi ilə mənfi reaksiyanı minimuma endirməkdən tutmuş spesifik funksiyalara malikdir.

Sümük əsasən mineral komponentlərdən, sudan və kollagen liflərindən ibarətdir. Uzun bir sümüyün sxematik anatomik görünüşü Şəkil 5.3-də göstərilmişdir. 17 Mineralın əsas yarımfazası kristal quruluşuna görə HA-ya bənzəyən kalsium və fosfat apatitinin submikroskopik kristallarından ibarətdir. Tipik yaş kortikal sümük 22 ağırlıq% üzvi matriks, 69 wt% mineral və 9 wt% sudan ibarətdir. Məlumdur ki, HA yumşaq lifli toxumaların iştirakı olmadan sümük toxuması ilə güclü bioloji bağlar yarada bilir. Yüksək kalsium və fosforla zəngin mühitin təmin edilməsi HA implantının yaxınlığında sürətli sümük əmələ gəlməsinə kömək edir. HA həmçinin titan implantları ilə güclü interfasial bağlar yaradır. Mükəmməl biointeqrasiya onu ortopedik və stomatoloji tətbiqlərdə istifadə üçün ideal seçim edir. 18 Bəzi müəlliflər HA-nın metal substratdan sümüyə metal ionlarının buraxılması nəticəsində yaranan toksik reaksiyaları azaltmaq üçün bioloji maneə kimi çıxış edə biləcəyini iddia edirdilər. 19

5.3. Tipik bir sümüyün təşkili.

HA-nın kimyəvi formulu Ca kimi təqdim olunur4(I) Ca6(II) (PO4)6(OH)2 (C10(PO4)6(OH)2). Ca(I) atomları dördqat simmetriyada 4(f) mövqeyi və Ca(II) atomları altıqat simmetriyadadır 6(h) mövqe. 19 OH qrupları Ca(II) atomlarının əmələ gətirdiyi üçbucaqların üstündə və altında nizamsız mövqelər tutur. OH qruplarının pozulması "makroskopik" kosmik qrup P6 meydana gətirir3/m (rentgen diffraktometriyası ilə müəyyən edildiyi kimi), ayrı-ayrı sütunlar səviyyəsində itirilir. 20

Şəkil 5.4 və 5.5-də göstərildiyi kimi, bioloji HA P6 fəza qrupu ilə altıbucaqlı qəfəsə malikdir.3/m 21 ölçü ilə a = b = 9,432 Å və c = 6.881 A. HA-nın apatit strukturu Şəkil 5.5-də göstərilən altıbucaqlı hüceyrələrdən ibarət iki dəstlə təmsil olunur: bərk nöqtələrlə təmsil olunan OH atomları HA vahid hüceyrəsini, açıq nöqtələrlə təmsil olunan Ca atomları isə daha kiçik bir hüceyrə təşkil edir. altıbucaqlı hüceyrə (mərkəzdə indentik nöqtə olmadan). HA vahid hüceyrəsinin Ca hüceyrəsinə nisbəti təxminən 3-dür. HA-nın kristal məlumatları və bəzi digər fiziki xassələri Cədvəl 5.1-də göstərilmişdir. HA-nın ideal Ca:P nisbəti 10:6, hesablanmış sıxlığı isə 3,21 q/sm-dir.

5.4. HA-nın kristal quruluşu: 21 a = b = 9,418 Å və c = 6,884 Å.


Mücərrəd

Sınıqların sağalması müxtəlif proseslərin koordinasiyasını əhatə edən mürəkkəb bir hadisədir. Təmir adətən dörd üst-üstə düşən mərhələ ilə xarakterizə olunur: ilkin iltihab reaksiyası, yumşaq kallusun əmələ gəlməsi, sərt kallusun əmələ gəlməsi, ilkin sümük birləşməsi və sümüklərin yenidən qurulması. Bununla belə, təmirin iki fərqli qüvvənin yan-yana birləşməsi kimi görünə bilər: anabolizm və ya toxuma əmələ gəlməsi və katabolizm və ya yenidən modelləşmə. Bu anabolik/katabolik anlayışlar müstəqil fəaliyyət göstərən müvəqqəti olaraq fərqli mərhələlər haqqında yanlış təəssürat yaratmadan sümük təmirini başa düşmək üçün faydalıdır. Onlar müdaxiləni nəzərdən keçirərkən də aktualdır.

Normal sümük inkişafında, sümüklərin yenidən qurulması şərti olaraq osteoklastlar tərəfindən kalsifikasiya edilmiş sümük toxumasının çıxarılmasına aiddir. Bununla belə, sümük bərpası kontekstində toxuma katabolizminin iki mərhələsi var: ilkin qığırdaqlı yumşaq kallusun çıxarılması, sonra isə sümüklü sərt kallusun son olaraq yenidən qurulması. Bu araşdırmada biz sınıqlarda katabolizmi/remodelingi sistematik şəkildə araşdırmağa çalışdıq. Birinci bölmə fizioloji şəkildə sınıqların təmirinin ənənəvi dörd mərhələli görünüşünü qısa şəkildə ümumiləşdirir. İkinci bölmə prosesə əsaslanan deyil, müvəqqəti modeldən istifadənin bəzi məhdudiyyətlərini vurğulayır və sınıq təmirinin anabolik/katabolik paradiqmasını ümumiləşdirir. Üçüncü bölmə yumşaq kallusun yenidən qurulmasında hüceyrə iştirakçılarını və xüsusən də endoxondral ossifikasiyada osteoklastın rolunu araşdırır. Nəhayət, dördüncü bölmə osteoklastdan asılı olan sərt kallusun yenidən qurulmasının gecikdirilməsinin təsirlərini araşdırır və həmçinin sınıq təmirinin son mərhələlərində anabolizm və katabolizm arasında qarşılıqlı əlaqə ilə bağlı suallar yaradır.


Bölmənin xülasəsi

Sümük və ya sümük toxuması, xüsusi hüceyrələrdən, mineral duzlardan və kollagen liflərindən ibarət birləşdirici toxumadır. İnsan skeleti uzun sümüklərə, qısa sümüklərə, düz sümüklərə və nizamsız sümüklərə bölünə bilər. Kompakt sümük toxuması osteonlardan ibarətdir və bütün sümüklərin xarici təbəqəsini təşkil edir. Süngər sümük toxuması trabekulalardan ibarətdir və bütün sümüklərin daxili hissəsini təşkil edir. Dörd növ hüceyrə sümük toxumasını təşkil edir: osteositlər, osteoklastlar, osteoprogenitor hüceyrələr və osteoblastlar. Ossifikasiya osteoblastlar tərəfindən sümük əmələ gəlməsi prosesidir. İntramembranoz ossifikasiya lifli membranlardan sümüklərin inkişafı prosesidir. Endoxondral ossifikasiya hialin qığırdaqdan sümük inkişafı prosesidir. Xondrositlər bölündükcə və hialin qığırdaq ifraz etdikcə uzun sümüklər uzanır. Osteoblastlar qığırdaqları sümüklə əvəz edir. Sümüklərin səthində sümük toxumasının əlavə edilməsi ilə sümüklərin diametrinin artmasıdır. Sümüklərin yenidən qurulması osteoblastlar tərəfindən sümük çökməsi və osteoklastlar tərəfindən sümük rezorbsiyası proseslərini əhatə edir. Sümük təmiri dörd mərhələdə baş verir və bir neçə ay çəkə bilər.


Nəticə

Sümüklərin yenidən qurulmasının sistemli və yerli tənzimlənməsi ilə bağlı son bilik partlayışı skelet pozğunluqlarının diaqnostikası və müalicəsinə yeni yanaşmalara səbəb olmalıdır. Xüsusilə, molekulyar və hüceyrə biologiyasında daha yeni üsullar osteoblastik və osteoklastik nəsillərin hüceyrələrində sümük xəstəliklərinə səbəb olan anomaliyaları müəyyən etməyə və bu pozğunluqların patogenetik mexanizmlərinin daha dolğun başa düşülməsinə əsaslanan yeni yanaşmalar hazırlamağa imkan verməlidir.

Lowell P. Weicker, Jr. General Clinical Research Center, University of Connecticut Health Center, MC-2806, 263 Farmington Ave., Farmington, CT 06030. Faks 960-679-1856 e-mail [email protected]

Qeyri-standart abbreviaturalar: PTH, paratiroid hormonu IGF, insulinə bənzər böyümə faktoru OPG, osteoprotegerin və IL, interleykin.

Bu icmalda təsvir edilən işlərin bəziləri NIH (Qrant AM18063) və Ümumi Klinik Tədqiqat Mərkəzi (Qrant MO1RR06192) tərəfindən dəstəklənib. Texniki yardıma görə Barbara Kapellaya təşəkkür edirəm.


Videoya baxın: İnsan orqanizmi ilə ümumi tanışlıq- Orqanlar və orqanlar sistemi (Iyun 2022).


Şərhlər:

  1. Stevenson

    Qoşuluram. Yuxarıda göstərilənlərin hamısı ilə razıyam. Bu mövzuda ünsiyyət qura bilərik. Burada və ya axşam.

  2. Lennie

    Əlbətdə ki, üzr istəyirəm, amma bu, mənə yaraşmır. Başqa kim kömək edə bilər?

  3. Mames

    Mudrenee səhər axşamı.

  4. Arlice

    Sizi sadəcə əla ideya ziyarət etdi



Mesaj yazmaq