Gimimo metu žmogaus judėjimo sistemą sudaro kremzlės, kurios su amžiumi virsta kaulu. Šis procesas tęsiasi ir tęsiasi, net iki tol, kol senstate. Tada kaip vyksta kaulų formavimosi procesas? Daugiau skaitykite šiame straipsnyje.
Žmogaus kaulų formavimosi procesas
Prieš visiškai susiformavę, žmogaus kaulai gimimo metu vis dar yra kremzlės pavidalo. Taip yra todėl, kad kai kūdikis vis dar yra motinos įsčiose, skeleto sistemą vis dar sudaro kremzlės. Tik po gimimo prasideda kaulų formavimosi procesas.
Šis procesas vyksta nuolat arba nenutrūkstamai visą gyvenimą. Todėl sulaukus senatvės kūne liks labai mažas minkšto kaulo kiekis. Tuo tarpu kūno kaulai sensta ir trapūs.
Kaulų formavimosi procesas žinomas kaip osteogenezė arba osifikacija. Kaulėjimo procesą vykdo kaulus formuojančios ląstelės, vadinamos osteoblastais. Šis formavimosi procesas susideda iš dviejų tipų, būtent intramembraninio osifikacijos ir endochondralinio osifikacijos.
Intramembraninis kaulėjimas
Intramembraninis kaulėjimas yra mažiau paplitęs kaulų formavimosi tipas. Priežastis ta, kad intramembraninis kaulo formavimosi procesas apsiriboja tik plokščiaisiais kaukolės kaulais, tokiais kaip parietalinis, dalis smilkininio kaulo ir dalis viršutinio žandikaulio.
Kaulas, susidaręs dėl intramembraninio osifikacijos, nusėda tarp dviejų pluoštinių membranų. Tačiau dėl šio formavimosi kaulai tampa lengvai poringi, palyginti su kaulais, kurie vyksta per kitus formavimosi procesus.
Yra keturi etapai, kurie įvyks kaulų formavimosi arba intramembralinio kaulėjimo procese, būtent:
1. Kaulėjimo centro susidarymas
Šiame etape kamieninės ląstelės, esančios mezenchime, yra diferencijuojamos į osteoblastines ląsteles ir sudaro osifikacijos centrą.
2. Matricos formavimas
Kitame etape osteoblastų ląstelės pradeda išskirti arba gaminti skaidulas baltymų, sudarančių kaulų matricą arba osteoidą, pavidalu. Po to osteoidas susilieja su kalciu, kad susidarytų kalcio kaulas. Šis kalcifikuotas kaulas sugers osteoblastų ląsteles ir pakeis jų formą į osteocitus.
3. Periosteumas ir audimas
Kitas žingsnis, osteoidas atsitiktinai dedamas aplink kraujagysles nuolat. Tada buvo sukurta struktūra, vadinama trabekulės susidarė aplink kraujagysles ir rado poras kraujagyslių vietoje, taip susiformavo kempinė kaulas.
Tuo tarpu kraujagyslės, esančios už kempinės kaulo ribų, tampa tankesnės ir keičia formą, kad susidarytų periostas.
4. Kietųjų kaulų formavimasis
Kitas kietojo kaulo formavimo etapas su tarpmembraninio kaulėjimo tipu yra kietojo kaulo susidarymas. Trabekulėms sustorėjus kempinėle, aplinkiniai osteoblastai toliau formuoja osteoidą.
Vėliau osteoidas sukietės ir suformuos kietą kaulą aplink kempinę. Šio proceso metu kempinės ertmės kraujagyslių vietoje pradės atsirasti raudoni kaulų čiulpai.
Endochondralinis kaulėjimas
Remiantis Nacionalinio vėžio instituto Seer mokymo moduliu, endochondralinio osifikacijos tipo kaulo formavimosi procesas apima kremzlės modelio pakeitimą įprastu kaulu. Šis procesas dažniausiai vyksta ilguose kauluose, pavyzdžiui, kojų kauluose.
Dauguma žmogaus skeleto kaulų susidaro naudojant endochondralinį osifikaciją, todėl kaulai, kurie praeina šį formavimosi procesą, vadinami endochondraliniais kaulais.
Šiame formavimo procese kaulas bus suformuotas iš hialininio minkštojo kaulo modelio. Per tris mėnesius po apvaisinimo perichondriumas, supantis hialininės kremzlės modelį, infiltruojasi kraujagyslėmis ir osteoblastais, tada virsta perioste.
Susiformuoja osteoblastų ląstelės kaulinė apykaklė ant kieto kaulo aplink diafizę. Tuo pačiu metu diafizės centre esanti kremzlė pradeda lėtai irti. Tada osteoblastai prasiskverbia į sunaikintą kremzlę ir pakeičia ją kempinėliu.
Tai veda prie pirminių osifikacijos centrų susidarymo. Kaulėjimo procesas tęsis nuo šio centro link kaulo galų. Po to, kai diafizėje susiformuoja kempinė kaulas, osteoklastai suardo naujai susidariusį kaulą, kad atvertų meduliarinę ertmę.
Toliau pateikiami žingsniai, vykstantys kaulų formavimosi procese dėl endochondralinio osifikacijos:
1. Formavimas periosto apykaklė
Šiame etape aplink hialininę kremzlę susidaro periostas. Tada osteogeninės ląstelės diferencijuojamos į osteoblastus. Šios osteoblastų ląstelės išskiria skystas skaidulas baltymų pavidalu už kremzlės, vadinamos osteoidais.
Galutinis šio žingsnio rezultatas yra formavimas kaulinė apykaklė kremzlės išorėje.
2. Ertmės susidarymas
Momentas kaulinė apykaklė Kai susidaro kremzlė, centre esanti kremzlė patirs osifikaciją arba kaulų formavimosi procesą. Kremzlė, kuri tampa šiuo centru, vadinama pagrindiniu osifikacijos centru.
Dėl šio kaulų kietėjimo proceso maistinių medžiagų sklaida neprasiskverbia į kremzlės vidų. Dėl to kremzlės vidus pamažu pradeda gesti ir formuotis ertmės.
3. Kraujagyslių invazija
Tada kraujagyslės, esančios perioste, praeis per kietąjį periosto kaulą arba praeis per jį kaulinė apykaklė ir patenka į kremzlės ertmę. Ertmė, per kurią praeina kraujagyslės, vadinama mitybos anga.
Yra daug kitų komponentų, kurie patenka per mitybos angas, pavyzdžiui, nervai, limfagyslės, osteoklastai, osteoblastai, maistinės medžiagos ir kt. Tada likusią kremzlę suskaido osteoklastai, o osteoblastai išskiria trabakules arba kempinę kaulą.
4. Pailgėjimas
Kraujagyslėms, osteoklastams ir osteocitams toliau įsiveržus į kaulą, kaulo velenas pradeda ilgėti. Dėl to formuojasi meduliarinė ertmė, o embriono vystymosi metu diafizė lėtai pailgėja.
Negana to, ilgųjų kaulų galuose (epifizėse) kraujagyslės išsivysto į hialininę kremzlę, formuojančią antrinius osifikacijos centrus.
5. Epifizės kaulėjimas
Tai panašu į kraujagyslių invaziją. Tačiau tai, kas susidaro, yra ne kietas, o kempingas kaulas. Be to, kaulų galuose taip pat paliekama hialininė kremzlė (vadinama sąnario kremzle) ir susidaro epifizinė plokštelė.
Sąnario kremzlė ir epifizinė plokštelė yra dvi likusios originalaus hialininės kremzlės modelio savybės.
Žmogaus kaulų augimo procesas
Supratę kaulų formavimosi procesą, dabar pats laikas suprasti augimo procesą.
Iš esmės kaulų augimo procesas yra beveik toks pat, kaip ir endochondralinio osifikacijos procesas. Tuo metu epifizinės plokštelės kremzlė toliau auga mitozės būdu. Tuo tarpu chondrozitas, esantis šalia diafizės, sensta ir bus pažeistas.
Tada osteoblastai juda arba migruoja ir sukelia matricos susiformavimą arba sukietėjimą, kad susidarytų kaulas. Šis procesas tęsis nuo to laiko, kai esate vaikas ir paauglys, kol kremzlės augimas sulėtės ir galiausiai visiškai sustos.
Kai kremzlės augimas sustoja sulaukus dvidešimties, epifizinė plokštelė arba plokštelė visiškai sukaulės. Dėl to lieka plona epifizinė linija, o kaulas nebegali augti ar pailgėti.
Kaulų augimą veikia augimo hormonai iš priekinės hipofizės ir lytiniai hormonai iš sėklidžių ir kiaušidžių.