Οστεογένεση: Πώς αναπτύσσονται τα οστά;

Πώς αναπτύσσονται τα οστά; Η οστεογένεση είναι η βιολογική διαδικασία σχηματισμού και ανάπτυξης των οστών. Θα σας πούμε τα πάντα γι' αυτήν σε αυτό το άρθρο!

Γράφτηκε και επαληθεύτηκε από γιατρό Gilberto Adaulfo Sánchez Abreu.

Τελευταία ενημέρωση: 21 Δεκεμβρίου, 2022

Η οστεογένεση είναι η βιολογική διαδικασία σχηματισμού και ανάπτυξης των οστών. Ουσιαστικά, είναι ο τρόπος με τον οποίο αναπτύσσονται τα οστά. Ξεκινά την όγδοη εβδομάδα της εμβρυϊκής ανάπτυξης και είναι επίσης η διαδικασία που απαιτείται για την αποκατάσταση ενός κατάγματος οστού.

Για να κατανοήσουμε αυτή τη διαδικασία, είναι σημαντικό να θυμόμαστε ότι τα οστά του ανθρώπινου σκελετού προέρχονται από τρεις εμβρυϊκές δομές:

• Το μεσόδερμα
• Τους σωμίτες
• Τη νευρική ακρολοφία

Η διαδικασία της οστεογένεσης, η οποία μερικές φορές ονομάζεται επίσης οστεοποίηση, συνίσταται στη μετατροπή προϋπάρχοντος ιστού σε οστικό ιστό. Υπάρχουν δύο μηχανισμοί που χρησιμοποιεί ο οργανισμός για να πραγματοποιήσει αυτόν τον μετασχηματισμό:

1. Ενδοχόνδρια οστεοποίηση: Πρόκειται για μια πιο σύνθετη διαδικασία που λαμβάνει χώρα σε δύο στάδια. Πρώτον, ο αρχικός ιστός αντικαθίσταται από χόνδρο. Στη συνέχεια, οστεοποιείται.
2. Ενδομεμβρανώδης οστεοποίηση: Πρόκειται για την άμεση μετατροπή του αρχικού ιστού σε οστικό ιστό.

Ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά.

Πώς αναπτύσσονται τα οστά; Η φυσιολογία του σχηματισμού και της ανάπτυξης των οστών

Πώς αναπτύσσονται τα οστά: Εμβρυϊκές δομές

Το μεσόδερμα είναι ένα από τα τρία κυτταρικά στρώματα από τα οποία αναπτύσσεται ολόκληρο το έμβρυο. Αρχικά, υπάρχουν τρία στρώματα κυττάρων: ένα εξωτερικό, ένα ενδιάμεσο και ένα εσωτερικό στρώμα. Το μεσόδερμα είναι η ενδιάμεση στιβάδα και δίνει τα οστά των άκρων.

Εν τω μεταξύ, οι σωμίτες είναι μεταβατικές εμβρυϊκές δομές που είναι θεμελιώδεις για την ανάπτυξη των τμηματικών δομών που χαρακτηρίζουν τα σπονδυλωτά. Επιπλέον, οι σωμίτες δημιουργούν οστά που αποτελούν μέρος του κεντρικού άξονα του σώματος ή του αξονικού σκελετού. Σε αυτά περιλαμβάνονται το υοειδές οστό, οι πλευρές, η σπονδυλική στήλη, το στέρνο, τα κρανιακά και τα οστά στα αυτιά.

Τέλος, η νευρική ακρολοφία είναι ένας παροδικός κυτταρικός σχηματισμός που εμφανίζεται στα πρώιμα στάδια της ανάπτυξης. Βασικό χαρακτηριστικό του είναι η πολυδύναμη φύση των κυττάρων του. Με άλλα λόγια, τα κύτταρα της νευρικής ακρολοφίας μπορούν να δώσουν πρακτικά οποιοδήποτε τύπο οριστικής δομής του σώματος. Για παράδειγμα, δημιουργούν τόσο τα κρανιοπροσωπικά οστά όσο και τους χόνδρους.

Ενδοχόνδρια οστεοποίηση

Η διαδικασία της ενδοχόνδριας οστεοποίησης χαρακτηρίζεται από το σχηματισμό χόνδρου από εμβρυϊκό ιστό και την επακόλουθη οστεοποίησή του, η οποία οδηγεί στην ανάπτυξη των οστών.

Συνολικά, μπορούμε να χωρίσουμε τη διαδικασία αυτή σε πέντε στάδια:

1. Αρχικά, τα κύτταρα δημιουργούν δύο μεταγραφικούς παράγοντες: PAX 1 και Scleraxix, οι οποίοι είναι απαραίτητοι για την ενεργοποίηση των γονιδίων που θα μετατρέψουν τα αρχικά κύτταρα σε χόνδρο. Αυτό καθίσταται εφικτό από ορισμένα κύτταρα που παρακινούν τα γειτονικά κύτταρα να το πράξουν με παρακρινικό τρόπο.
2. Τα κύτταρα με τα απαραίτητα γονίδια ομαδοποιούνται στη συνέχεια και γίνονται χονδροκύτταρα.
3. Αυτά τα χονδροκύτταρα πολλαπλασιάζονται πολύ γρήγορα και έτσι σχηματίζουν ένα είδος “καλουπιού” για το μελλοντικό οστό.
4. Στη συνέχεια, ο πολλαπλασιασμός σταματά και τα χονδροκύτταρα αυξάνονται σε μέγεθος. Αυτά τα χονδροκύτταρα τροποποιούν επίσης τα συστατικά που απελευθερώνουν για τον σχηματισμό της οστικής μήτρας, η οποία μπορεί να ασβεστοποιηθεί χάρη στο ανθρακικό ασβέστιο.
5. Τέλος, το “καλούπι” διασχίζεται από τα αιμοφόρα αγγεία που βρίσκονται σε σχηματισμό. Τα χονδροκύτταρα πεθαίνουν σταδιακά και αντικαθίστανται από οστεοβλάστες.

Οι οστεοβλάστες είναι κύτταρα υπεύθυνα για την καταστροφή των οστών, η δραστηριότητα των οποίων πρέπει πάντα να βρίσκεται σε ισορροπία. Αυτό συμβαίνει επειδή από αυτή την ισορροπία εξαρτάται ο σωστός σχηματισμός και η ανάπτυξη των οστών.

Οστεογένεση: Ενδομεμβρανώδης οστεοποίηση

Ο σχηματισμός και η ανάπτυξη των οστών του κρανίου πραγματοποιείται μέσω της διαδικασίας της ενδομεμβρανώδους οστεοποίησης. Η ανάπτυξη αυτή λαμβάνει χώρα μέσα σε μια μεμβράνη συνδετικού ιστού.

Ορισμένα από τα κύτταρα αυτής της μεμβράνης θα γίνουν οστεοβλάστες, τα κύτταρα που σχηματίζουν την οστική μήτρα. Εν τω μεταξύ, άλλα θα γίνουν κύτταρα που αποτελούν μέρος των μικρών αιμοφόρων αγγείων που αρδεύουν τα οστά.

Οι οστεοβλάστες ομαδοποιούνται για να σχηματίσουν αυτό που είναι γνωστό ως κέντρο οστεοποίησης, γύρω από το οποίο θα σχηματιστεί σταδιακά το οστό. Αυτό συμβαίνει επειδή τα κύτταρα αυτά συνθέτουν και εκκρίνουν συστατικά που είναι απαραίτητα για τη δημιουργία μιας οστικής μήτρας που είναι ικανή να συγκεντρώσει τα άλατα ασβεστίου.

Τι συμβαίνει αν η ανάπτυξη των οστών αποτύχει;

Ατελής οστεογένεση

Εάν η διαδικασία της οστεογένεσης δεν πραγματοποιείται σωστά, έχουμε μια περίπτωση ατελούς οστεογένεσης, γνωστή και ως ασθένεια των εύθραυστων οστών. Η νόσος των εύθραυστων οστών είναι μια γενετική ασθένεια που χαρακτηρίζεται από υπερβολική ευθραυστότητα των οστών.

Οι άνθρωποι που πάσχουν από αυτήν υποφέρουν από κατάγματα σε συνεχή βάση, εκτός από άλλα συμπτώματα. Για παράδειγμα, μπορεί επίσης να πάσχουν από ατελή οδοντινογένεση

Η νόσος εμφανίζεται ως αποτέλεσμα μεταλλάξεων που αλλοιώνουν το κολλαγόνο, ένα βασικό συστατικό της οστικής μήτρας. Η έλλειψη αυτής της ουσίας ευθύνεται για την υπερβολική ευθραυστότητα των προσβεβλημένων οστών.

Πρόκειται για μια σπάνια ασθένεια λόγω του μικρού αριθμού των ατόμων που προσβάλλονται. Έχει επίσης εξαιρετικά μεταβλητή πρόγνωση, καθώς υπάρχουν διαφορετικοί τύποι σοβαρότητας. Επιπλέον, η ίδια η πορεία της νόσου ποικίλλει επίσης πολύ μεταξύ των ασθενών και εξαρτάται από μεγάλο αριθμό παραγόντων.

Δεν υπάρχει συγκεκριμένη μέθοδος για τη διάγνωση της νόσου των εύθραυστων οστών. Στην πραγματικότητα, η νόσος συνήθως διαγιγνώσκεται χρησιμοποιώντας τόσο το ιατρικό ιστορικό όσο και τις εξετάσεις του ασθενούς. Οι γιατροί μπορεί να είναι σε θέση να την εντοπίσουν ευκολότερα με μια ανάλυση του κολλαγόνου του δέρματος ή με τη χρήση γενετικών μεθόδων.

Δεν υπάρχει επίσης καμία θεραπεία για αυτή τη νόσο, εκτός από τον έλεγχο των συμπτωμάτων. Οι ειδικοί συνιστούν σωματική άσκηση, φυσιοθεραπεία, χρήση παυσίπονων και, σε ορισμένες περιπτώσεις, χειρουργική επέμβαση.