Histologie și proces de osificare endocondrală

Ce este osificarea endocondrală?

osificare endocondrală și osificarea intramembranoasă sunt cele două mecanisme de formare osoasă în timpul dezvoltării embrionare. Ambele mecanisme dau naștere la țesut osos histologic identic.

Osificarea endocondrală necesită o aruncare a cartilajului și este mecanismul de osificare pentru majoritatea oaselor lungi și scurte din corp. Acest proces de formare osoasă are loc în două etape: 1) se formează un model miniatural de cartilaj hialin; 2) cartilajul continuă să crească și servește ca schelet structural pentru formarea oaselor. Cartilajul este reabsorbit deoarece este înlocuit cu os.

Se numește endocondral, deoarece osificarea are loc din interior spre exterior, pentru a o diferenția de osificarea perichondrală care apare din exterior (din perichondru) în interior..

Osificarea înseamnă formarea osoasă. Această formare osoasă este produsă de acțiunea osteoblastelor care sintetizează și secretă matricea osoasă, care este apoi mineralizată.

Osificarea începe la un loc din cartilaj numit centrul de osificare sau nucleul osos. Pot exista mai multe dintre aceste centre care se fuzionează rapid pentru a forma un centru primar de osificare din care se va dezvolta osul.

Histologie

La făt, în regiunea în care urmează să se formeze osul, se dezvoltă un model de cartilaj hialin. Cartilajul hialin se formează prin diferențierea celulelor mezenchimale. Conține colagen de tip II și este cel mai abundent din organism. Din acest cartilaj apare osificarea.

Formarea cartilajului

În regiunile în care urmează să se formeze cartilajul, celulele mezenchimale sunt grupate și modificate, pierzându-și extensiile și devenind rotunjite. Astfel se formează centrele de condrificare. Aceste celule se transformă în condroblaste, secretă matricea și devin prinse, formând așa-numitele „lacune”.

Condroblastele înconjurate de matrice care formează golurile se numesc condrocite. Aceste celule se divid și, pe măsură ce secretă matricea, se separă, formând noi goluri și, în consecință, generând creșterea cartilajului..

Acest tip de creștere are loc din interior spre exterior și se numește creștere interstițială. Celulele mezenchimale care înconjoară cartilajul se diferențiază în fibroblaste și vor forma perichondrul care înconjoară scheletul cartilaginos..

Formarea oaselor

Inițial, cartilajul crește, dar apoi condrocitele din hipertrofie centrală, acumulează glicogen și formează vacuole. Acest fenomen reduce partițiile matricei, care la rândul lor se calcifică..

Acesta este modul în care procesul de formare osoasă începe de la un centru primar de osificare care, printr-un proces secvențial, înlocuiește cartilajul care este reabsorbit și se formează osul..

Centrii secundari de osificare se formează la capetele epifizelor osoase printr-un mecanism similar cu cel al osificării diafizelor, dar nu formează gulerul osos.

În acest caz, celulele osteoprogenitoare care invadează cartilajul epifizei se transformă în osteoblaste și încep să secrete matricea, care în cele din urmă ajunge să înlocuiască cartilajul epifizei cu os..

Procesul de osificare endocrină

Principalele procese

Osificarea endocondrală se realizează prin șapte procese care sunt descrise mai jos.

• Formarea cartilajului hialin

Se formează un model de cartilaj hialin acoperit cu un perichondru. Acest lucru se întâmplă în embrion, în regiunea în care ososul se va dezvolta ulterior. Unele condrocite hipertrofiază și apoi mor și matricea cartilajului se calcifică.

• Se formează centrul primar de osificare

Membrana mijlocie a diafizei este vascularizată în perichondru. În acest proces, perichondrul devine periost și celulele condrogenice devin celule osteoprogenitoare..

• Formarea unui guler osos

 Osteoblastele nou formate sintetizează matricea și formează un guler osos chiar sub periost. Acest guler previne difuzia substanțelor nutritive către condrocite.

• Formarea cavităților medulare

Condrocitele din centrul diafizei care s-au hipertrofiat, nu primesc substanțe nutritive, mor și degenerează. Aceasta lasă vacuole goale confluente în centrul diafizelor care formează apoi cavitățile medulare ale osului..

• Mugurul osteogen și debutul calcificării

Osteoclastele încep să formeze „găuri” în gulerul osului subperiosteal prin care pătrunde așa-numitul mugur osteogen. Acesta din urmă este alcătuit din celule osteoprogenitoare, celule hematopoietice și vase de sânge. Aceasta inițiază calcificarea și producția osoasă..

• Formarea unui complex format din cartilaj și os calcificat

Din punct de vedere histologic, cartilajul calcificat se colorează în albastru (bazofil) și pe cel os calcificat roșu (acidofil). Celulele osteoprogenitoare dau naștere la osteoblaste.

Acești osteoblasti fac matricea osoasă care se depune în cartilajul calcificat, apoi acea matrice nou formată este calcificată și în acel moment se produce complexul cartilajului și osului calcificat..

• Procesul de resorbție

Osteoclastele încep să resorbească cartilajul calcificat și complexul osos pe măsură ce osul subperiostal se îngroașă, crescând în toate direcțiile din interiorul diafizei. Acest proces de resorbție mărește dimensiunea canalului medular..

Îngroșarea gulerului osos subperiostal crește spre epifize și, încetul cu încetul, cartilajul diafizelor este complet înlocuit de os, lăsând cartilajul doar în epifize..

Centre secundare de osificare

1. Aici începe osificarea epifizelor. Acest lucru se întâmplă în același mod în care apare în centrul primar de osificare, dar fără a forma inelul osos subperiosteal. Osteoblastele depun matrice pe cartilajul calcificat.
2. Osul crește în placa epifizară. Suprafața articulară a osului rămâne cartilaginoasă. Osul crește la capătul epifizar al plăcii și se adaugă os la capătul diafizar al plăcii. Placa epifizară cartilaginoasă rămâne.
3. Când creșterea osoasă este completă, cartilajul plăcii epifizare nu mai proliferează. Creșterea continuă până când epifiza și diafiza se unesc cu osul consolidat, înlocuind cartilajul epifizei cu osul..

Acest proces de creștere durează câțiva ani înainte de a fi complet și în acest proces osul este remodelat constant.

Referințe

1. Eroschenko, V. P. și Di Fiore, M. S. (2013). Atlasul histologic al DiFiore cu corelații funcționale. Lippincott Williams și Wilkins.
2. Gartner, L. P. și Hiatt, J. L. (2010). Cartea electronică concisă de histologie. Elsevier Health Sciences.
3. Hiatt, J. L. (2006). Atlasul de culoare al histologiei. Lippincott Williams și Wilkins.
4. Nathalie Ortega, Danielle J. Behonick și Zena Werb. (2004) Remodelarea matricei în timpul osificării endocondrale. Trends Cell Biol.; 14 (2): 86-93.