İskelet Gelişimi ve Kemikleşme
İskelet gelişimi, embriyonik iskeletin mezenkimal yoğunlaşmalardan ortaya çıktığı ve kemiğe dönüştüğü bir süreçtir. Bu süreç iki yolla ilerlemektedir: mezenşimin doğrudan kemiğe farklılaştığı intramembranöz kemikleşme ve bir kıkırdak modelinin aşamalı olarak kemikle değiştirildiği endokondral kemikleşme.
Tanım
İskelet gelişimi ve kemikleşme, mezenkimal yoğunlaşmaların kıkırdak ve kemiğe farklılaşarak, intramembranöz ve endokondral yollarla aksiyal ve apendiküler iskeleti oluşturduğu süreçler bütünüdür.
Kapsam
Bu konu, iskelet progenitörlerinin kökenlerini, mezenkimal yoğunlaşmayı, iki kemikleşme modunu, büyüme plağını ve uzunlamasına kemik büyümesini, ayrıca kondrojenez ve osteogenezin başlıca transkripsiyonel düzenleyicilerini kapsamaktadır. Ekstremite desenlenmesi (limb patterning) ayrı bir konuda ele alınmaktadır. Bu metin, klinik rehberlik değil, referans niteliğinde eğitsel gelişimsel anatomi içeriğidir.
Temel sorular
- İskelet progenitör hücreleri nereden gelmektedir?
- İntramembranöz ve endokondral kemikleşme nasıl farklılık göstermektedir?
- Büyüme plağı uzunlamasına kemik büyümesini nasıl sağlamaktadır?
- Hangi transkripsiyon faktörleri hücreleri kıkırdak veya kemik oluşumuna yönlendirmektedir?
Anahtar kavramlar
- Mezenkimal yoğunlaşma
- İntramembranöz kemikleşme
- Endokondral kemikleşme
- Kıkırdak şablonu ve büyüme plağı
- Kondrosit hipertrofisi
- SOX9 (kondrojenez) ve RUNX2 (osteogenez)
- Primer ve sekonder kemikleşme merkezleri
Mekanizmalar
İskelet elemanları, lateral plak mezoderminden (apendiküler iskelet), paraksiyal mezoderm/somitlerden (aksiyal iskelet) ve kraniyal nöral krestten (kafatası ve yüzün büyük bir kısmı) türeyen mezenşim yoğunlaşmaları olarak başlamaktadır. İntramembranöz kemikleşmede, yoğunlaşmış mezenşim doğrudan osteoblastlara farklılaşırken, endokondral kemikleşmede önce bir kıkırdak modeli oluşur ve daha sonra kemikle değiştirilir. Endokondral yolda, kondrositler çoğalır, hipertrofik hale gelir ve yerlerini kemik oluşturan hücrelere bırakır; büyüme plağı uzunlamasına büyümeyi sürdürmektedir. Hücre kaderi (commitment), SOX9'un kondrojenezi ve RUNX2'nin osteoblast farklılaşmasını yönlendirmesiyle ana transkripsiyon faktörleri tarafından yönetilmektedir.
Klinik önem
İskelet desenlenmesi (skeletal patterning) ve kemikleşmedeki kusurlar, iskelet displazileri ve yarık dudak-damak gibi kraniyofasiyal anomalilerin temelini oluşturmaktadır; bunlar iskelet ve çevresindeki dokuların bozulmuş gelişiminden kaynaklanmaktadır. Bu madde, bu tür durumların gelişimsel temelini eğitsel anlayış için açıklamaktadır ve bireysel tanı veya tedavi için bir dayanak değildir.
Tarihçe
Kıkırdak ve kemik oluşumuna dair tanımlayıcı bilgiler anatomide uzun süredir mevcuttur, ancak kıkırdaktan kemiğe geçişin moleküler anlayışı ile kondrosit ve osteoblast kaderinin transkripsiyonel kontrolü, büyük ölçüde 1990'lardan itibaren, büyüme plağının klasik morfolojisini genetikle bütünleştirerek gelişmiştir.
Öne çıkan isimler
- Fanxin Long
- David Ornitz
- Michael Dixon
- Jeffrey Murray
İlgili konular
Temel eserler
- long-ornitz-2013
Sıkça sorulan sorular
- İntramembranöz ve endokondral kemikleşme arasındaki fark nedir?
- İntramembranöz kemikleşmede, mezenşim doğrudan kemiğe farklılaşmaktadır (kafatası yassı kemiklerinin çoğunda olduğu gibi), oysa endokondral kemikleşmede önce bir kıkırdak modeli oluşur ve aşamalı olarak kemikle değiştirilmektedir (uzun kemiklerde olduğu gibi).
- Uzun kemikler gelişim sırasında nasıl uzamaktadır?
- Uzunlamasına büyüme, büyüme plağında meydana gelmektedir; burada kondrositler çoğalır ve ardından hipertrofik hale gelerek kemikle değiştirilmeden önce, büyüme plağı kapanana kadar kemiği aşamalı olarak uzatmaktadır.