KEMİK DOKUSU HİSTOLOJİSİ Prof.Dr. Ali OTLU

KEMİK DOKUSU - Kemik vücudun en sert dokusudur. - Destek dokular arasında gerçek anlamda destekleme görevi yapan doku budur. Vücut ve organları için; 1.Destek ve koruma, ayrıca: 2.Kalsiyum ve fosfat iyonları için depo organı görevi yapar.

Merkezi sinir sistemi organları, akciğerler ve kalb, kemik iliği gibi hem yapısal hem de fonksiyonel yönden hassas organlar, kemik dokusundan yapılmış bir kafes tarafından desteklenir ve korunurlar. Ayrıca ,özellikle uzun kemikler, oluşturdukları eklemlerle kaslarda üretilen gücü bir kaldıraç gibi çoğaltarak vücut hareketine dönüştürürler.

Kemik dokusu sertliğine karşın, karşılaştığı değişik kuvvetlerin etkisi ile şekil ve yapısını değiştirebilir (kemiğin şekillenebilme özelliği, plasticity). Örneğin; bozuk dişlerin uygun tellerle düzeltilmesi, eğri oturuş kusurlarının giderilmesi. Diğer bağ ve destek dokularında olduğu gibi hücreler azınlıktadır, yani fundamental substanslı bir dokudur. Kemik dokuyu meydana getiren unsurları şöyle şematize edebiliriz:

Kemik dokusunun hücreleri: Osteoprogenitor hücreler, Osteoblast’lar, Osteosit’ler, Osteoklast’lar,

1. Osteoprogenitor hücreler: Bunlara osteojenik hücreler de denir. Bunlar kemik hücresi olma yönünde koşullanmış mezenkim hücreleridir ve kök hücrelerin özelliklerine sahiptir. Olgunlaşmış kemikte de, kemiği saran zarlar ( periost, endost ) içerisinde ve kemik kanalcıklarının içindeki damarlar etrafında inaktif olarak bulunurlar (perisit‘ler!!). Şekilce fibroblastlara benzerler. Yeni kemik yapımı ve kemik kırıklarının onarımı sırasında mitozla çoğalarak osteoblastlara dönüşürler.

2. Osteoblast’lar: Adlarından da anlaşılacağı gibi kemik yapan hücrelerdir. Osteoprogenitor hücrelerden meydana gelirler. Kemik yapım yerlerinde tek sıra halinde , epitel hücreleri gibi dizilirler. Aktivite durumlarına göre pirizmatik, kübik, basık şekilli olabilirler. Granüllü ER ve Golgi aygıtından zengindirler, ökromatik çekirdekleri vardır.

Kemik fundamental substansının amorf kısmını ve fibrillerini ( tip I kolagen) sentezlerler. Henüz kireçleşmemiş olan bu tür temel madde osteoid adını alır. Osteoblastlar daha sonra salgıladıkları alkali fosfataz enzimi sayesinde kandan buraya geçen kalsiyum ve fosfor iyonlarının çökmesini sağlarlar, böylece kireçleşen fundamental substans içinde hapsolur, aktivitelerini azaltır ve osteositlere dönüşürler.

Biyolojik mineralizasyon: Vücutta kemikte ve dişlerin sement, mina , dentin tabakalarında görülür. Şöyle olaylanır; Osteoblast’lardaki (veya odontoblast’lardaki) 100 nm çapındaki alkalen fosfataz ve diğer enzimleri içeren veziküller eksositoz yoluyla hücrenin çevresine verilir, çevreye verilen veziküller matriks içinde yırtılınca ortamda mineral çökmesi için gereken enzim yoğunluğu sağlanmış olur ve mineral çökmesi başlatılır. Yine bu yerlerdeki Tip I kollagen liflerde bulunan birlaç çeşit gama karboksiglutamik asit Ca iyonlarının kollagen liflere sıkıca tutunmalarını sağlayarak mineralizasyona katkı yapar.

- Osteoblastlar tarafından salgılanan alkalen fofosfatazın bir kısmı diffüzyonla kana geçtiğinden kandaki alkalen fosfataz düzeyi kemik yapım hızını gösterir. - Bundan dolayı çocukluk ve büyüme çağında, kemik kırılmalarında, kemikte harabiyet yapan hastalıklarda kan alkalen fosfataz düzeyi yükselir. Hipoparotiroidizmde ise düşer.

3. Osteosit’ler: Ürettiği salgı içinde hapsolan osteoblastlar osteositlere dönüşürler. Osteositler olgun kemik hücreleridir. Yassı oval şekillidirler, lacun adı verilen kovuklar içinde bulunurlar. Sitoplazmik uzantıları vardır, bu uzantılar kanaliküli osseiler içinde birbirlerine doğru uzanır. Kemik matriksi sertleşmiş olduğundan madde transportu osteositler üzerinden gerçekleşir. Bu hücrelerin uzun uzantılarının bulunması ve bu uzantıların birbirlerine bağlanmasının nedeni budur. Organeller yönünden oldukca fakir olmalarına karşın yinede aktiftirler, kemik dokusunun beslenmesini temin ederler, yaşlanıp ölürlerse o bölgedeki kemik de beslenemez ve osteoklastlar tarafından resorbe edilir, yerine yeni kemik doku yapılır.

4. Osteoklast’lar: Kemik resorbsiyonunu sağlayan hücrelerdir. Bu nedenle kemik yıkımı sırasında belirirler ve sonra kaybolurlar. Kandan gelen monositlerin birleşmesi ile şekillenen dev hücrelerdir (Osteoblastlar tarafından sentezlenen makrofaj koloni-uyarıcı factor (M-CF) monositlerin osteoklast yönünde farklanmaları ve hayatta kalmaları için gereklidir). Sitoplazmalarında bol lizozom içerirler. Hücrelerin resorbe edilecek kemiğe dönük yüzleri testere dişleri gibi uzunlu kısalı sitoplazmik uzantılar içerir (hücre inaktif formda iken bu görünüm izlenmez),

lizozomlar içerdikleri çeşitli enzimleri ( asit fosfatazlar, kollagenaz ve diğer proteazlar ) bu yüz üzerinden kemiklere vererek onları eritirler. Bu nedenle osteoklastların kemik yüzeyine oturdukları yerler çukurlaşırlar, Bu çukurluklara Howship lakunleri denir. Eriyen maddeler osteoklastlar tarafından fagosite edilip zararsız hale getirilirler.

Osteoblast , Osteosit ve Osteoklast

Paratiroid hormonu (parathormon) osteoklastların sayı ve etkinliklerini arttırır ve kemik resorpsiyonunu sağlar. Buna karşılık tiroid bezinden salgılanan kalsitonin adlı hormon ise osteoblastların sayı ve etkinliklerini arttırarak kemik yapımını sağlar.  

Kemik matriksi ( Fundamental substans ) Diğer destek dokuları gibi kemik dokusunda da hücreler arası madde boldur (fundamental substans, temel madde), hücreler azınlıktadır. Temel maddenin diğer destek dokulardan farkı ise inorganic maddeler de içermesidir. Buna göre kemiğin fundamental substansını; 1. İnorganik kısım, 2. Organik kısım; a-Amorf kısım, b- Fibröz kısım olarak inceleyebiliriz.

- Sağlam ve dayanıklı bir kemikte fundamental substansın bu kısımlarının birbirine oranı dengeli olmalıdır. - İnorganik kısımda eksiklik olursa kemik lastik gibi bükülebilir. - Organik kısım eksik olursa kemik kırılgan olur.

1. İnorganik kısım: İnorganic kısım temel maddenin kuru ağırlığının yaklaşık %50 kadarını oluşturur. Kemik dokusuna sertlik kazandırırlar. İnorganik maddelerin en önemlileri Ca (%85) ve P (%10) dur. Ayrıca Mg ve Fl bileşiklikleride bulunur.

Ca Ca vücuttaki birçok fonksiyon için temel minerallerdendir; -enzimlerin aktifleşmesi, (örnek: mastosit degranülasyonu!!) -hücrelerin bir arada tutulması (kohezyon), -hücre membrane geçirgenliğinin sağlanması, -kas kasılması, -kan pıhtılaşması, -sinir ucu-kas membranı ilişkisi (motor plaklar) gibi görevler bunların en önemlileridir. Vücuttaki Ca’un %99 ‘u kemikte depo edilir. Her dakikada bir, kandaki kalsiyumun %25’i kemikteki Ca ile yer değiştirir.

Kemik matriksindeki Ca ve P iyonları hidroksiapatit kristalleri halindedir. Kristallerin etrafı su ve iyonlardan oluşmuş bir tabaka içerir, bu tabakaya hidratasyon kabuğu adı verilir, bu tabaka; vücut sıvıları ile kristaller arasındaki iyon alışverişinin gerçekleşmesini sağlar.

2. Organik kısım Kemik dokusunun organic kısmı osteoblastlar tarafından sentezlenir ve salgılanır, diğer destek dokularda olduğu gibi amorf ve fibröz unsurlardan oluşur.

a-Amorf kısım : Kıkırdak dokuya göre daha az miktardadır. - Sülfatsız GAG’dan hyaluron asiti, - Sülfatlı GAG’dan (proteoglikanlar); kondriodin 4-6 sülfat, keratan sülfat, - glikoproteinlerden; osteonektin, osteokalsin, osteopontin ve gama karboksiglutamik asit, Daha öncede açıklandığı gibi, proteoglikanlar iplik organizasyonunda, glikoproteinler kemik hücrelerinin ipliklere bağlanmasında ve ayrıca mineralizasyon olaylarında işlev yaparlar.

Osteokalsin ve osteospontin aktif D vitamini metaboliti ile uyarılmayı takiben salınır, osteoblastların fonksiyonlarını inhibe ederler. Kemik matriksi (fundamental substans’ı) genellikle asidofilik özelliktedir. Kıkırdak matriksi ise bazofilik ve metakromatiktir. Bunun nedeni; bazofiliyi sağlayan proteoglikanların kıkırdakta bol (kondriodin 4,6 sülfat) kemikte ise az bulunmasıdır.

b- Fibröz kısım - Kemik doku temel maddesinde fibröz unsur olarak Tip I kolagen lifler bulunur, Tip I kollagen kemik matriksinin baskın proteinidir (organic kısmın yaklaşık %95’ini yaparlar). Çok sert olmalarına karşın kemiklerin kolay kırılmamalarını sağlayan yapılar bunlardır.

KEMİK ZARLARI 1. Periosteum, 2. Endosteum

1. Periosteum: - Kemik dokusunu dıştan saran bağ dokusuna periost (periosteum) adı verilir. - Periost da ,perikondriyum gibi, gelişme döneminde iki katmandır. Dış katman iplikseldir. Daha hücresel yapıda olan iç katman ise osteojenik tabaka adını da alır. Buradaki hücrelerin çoğunluğu osteoprogenitor hücredir. - Kemik yapımı sırasında iç katman oldukca aktıftir. Olgun kemiklerdede bir miktar osteoprogenitor hücre yedek olarak kalır.

Periost kan damarlarından zengindir, Bazıları foramen nutrisyum denen deliklerden girerek Wolkman kanalları içinde seyrederler, buradan doğal olarak Havers kanallarına atlarlar. Periost Sharpey lifleri denen kalın kollagen ipliklerle dış dairesel lamellere sıkıca bağlanmışlardır.

2. Endosteum - Kemik dokusunu içten saran bağ dokusuna endost ( endosteum) adı verilir, periost’tan daha incedir, kemik iliğinin devamı olan retiküler bağ dokusu özelliğindedir. - Kemik dokuya bitişik yüzü üzerinde osteoprogenitor hücreler bulunur, bunlar da osteoblastlara dönüşerek kemik yapımına katılırlar.

KEMİK DOKU ÇEŞİTLERİ Kemik dokusunun iki çeşiti vardır: 1. Primer kemik dokusu (Olgunlaşmamış kemik ) 2. Sekunder kemik dokusu (Olgun kemik )

1. Primer kemik dokusu - İntrauterin hayatta ilk şekillenen kemik dokusudur, buna olgunlaşmamış kemik dokusu da denir. Primer kemik dokusunda ; - kollagen iplikler gelişigüzel seyrederler, - temel madde yeterince sertleşmemiştir, - osteositler sayıca boldurlar, - doku içinde düzensiz şekilde dağılmışlardır, - osteositlerin içine yerleştiği lakunler yuvarlakcadır. Yetişkinlerde primer kemik dokusu; kafatası yassı kemiklerinin eklem yerlerinde, diş alveollerinde ve tendonların kemiklere giriş yerlerinde bulunur.

2. Sekonder kemik dokusu - Buna olgun kemik dokusu da denir. Lamelli bir yapı gösterir, bunlara kemik lamelleri adı verilir. Kollagen iplikler kemik lamelleri içinde özel bir biçimde yerleşmişlerdir. Bir lamelde bulunan kollagen iplikler ( bunlar birbirine paraleldir ) komşu lameldekilere çapraz yönde ve spiraller yaparak seyrederler. İşte ipliklerin bu seyir durumu sekonder kemiklere büyük bir dayanaklılık sağlar. Matriks oldukca sertleşmiştir. Osteositler kemik lamelleri üzerinde düzenli bir şekilde yerleşmişlerdir, osteositlerin oturduğu lakunlar çok yassılmıştır, kanaliküli osseiler iyi gelişmiştir. Erişkinlerde sadece sekonder kemik dokusu bulunur. Sekonder kemiğin süngerimsi ve kompakt kemik olmak üzere iki tipi vardır:

a. Süngerimsi ( spongiöz ) kemik Kısa ve uzun kemiklerin metafiz ve epifizlerinin iç kısımları ile yassı kemiklerin iç yüzleri süngerimsi kemikten yapılmıştır, bütün kemiklerin dış yüzleri ise kompakt kemikten yapılmıştır. Süngerimsi kemikte kemik lamelleri tek tiptir, birbirlerine paraleldir, yer yer anastomozlaşırlar. Lameller arasında kemik iliği ile doldurulmuş büyük gözenekler vardır.

b. Kompakt kemik - Bu tür kemik dokuya çıplak gözle bakıldığında homojen ve kompakt görünür. Ancak mikroskopla incelendiğinde küçük kanalcıklarla (Havers ve Wolkman kanalları) donandığı görülür. - Kompakt kemikte hücreler az yer kaplar, matriks yapıya hakimdir.

- Kompakt kemik dokuda iki türlü kanal vardır - Kompakt kemik dokuda iki türlü kanal vardır. Kemiğin uzun eksenine paralel seyreden kanallara Havers kanalları denir. - Bunları birleştiren yan kanallar ise Wolkman kanalları adını alır. Her ikisinin de içinde kan damarları ve sinirler seyreder. - Matriksi sertleşmiş bulunan kemik dokusu bu kanallardaki kan damarlarından çıkan besleyici maddelerin osteositler aracılığıyla diffüzyonu ile beslenir.

Kompakt kemikte kemik lamelleri 3-7 mikron kalınlığında olup 4 farklı konumda bulunurlar: I. Havers lamelleri (spesiyal lameller):Havers kanalları etrafında iç içe halkalar şeklinde ( 3-5 adet ) oryante olan lamellerdir. - Ortada Havers kanalı ile etrafındaki bu lameller birlikte bir sistem olarak kabul edilirler ve bunlara Havers sistemleri (veya osteon) adı verilir.

Kompakt kemik dokuyu büyük oranda bu osteon’lar oluşturur. Henüz yeni yapılmış olan, genç osteonlarda metabolik kemik bulunur, vücuttaki kalsiyum regülasyonuna katılır. Olgun, yaşlı osteon’lardaki kemiğe ise strüktürel kemik adı verilir, bu mekanik görev yapar.

II. Ara (interstisyel )lameller: Osteon’lar arasında kalan kısımlar ara ( interstisyel ) lameller tarafından doldurulmuştur. Bunlar değişik yönlerde seyrederler. III. Dış dairesel lameller: Periost’un hemen altında, kompakt kemiğin dış yüzeyinde görülen birkaç sıralı lamellerdir. IV. İç dairesel lameller: Kemiğin iç yüzünde, endosteum’un hemen altında bulunan lamellerdir.

- Olgun kemikleri oluşturan lameller ve bunların üzerine oturmuş olan osteositler tüm yaşam boyu kalıcı değillerdir, belli bir süre yaşadıktan sonra canlılıklarını yitirir, ölürler. Ölenlerin yerleri osteoklastlar tarafından temizlenir, temizlenen yerlere osteoblastlar yeni osteon’lar yaparlar. - Eski osteon’ların osteoklastlar tarafından yıkımı biraz eksentrik olur, işte ara lameller yıkılan osteonların artıklarından oluşur.

OSTEOGENEZ (KEMİK YAPIMI) - Kemik yapımına osteogenez, ossifikasyon, kemikleşme gibi adlar verilir. - Kemikleşme paratiroid hormonu ve D3 vitamininin kontrolu altında osteoblastlar ve osteoklastlar aracılığıyla kemiğin büyüme ve yeniden şekillenmesi olaylarını içerir.

- Gençlik döneminde kemik yapımı yıkımdan fazladır, - Erginlik döneminde yapım ve yıkım hemen hemen dengeli seyreder. - İleri yaşlarda ise kemik yıkımı yapımından daha hızlıdır, bu nedenle kemikler gözenekli olur ( osteoporoz).

- Yaşlılıkda ve menapoz sonrasında osteoporoz şekillenir, kemik yoğunluğu azalmıştır, kemikler kırılgan olur. - D3 vitamini eksikliğine bağlı olarak gelişen kemik matriksinin mineralizasyonundaki yetersizlik raşitizm ve osteomalasi (raşitizm çocukluk döneminde, osteomalasi ise erişkinlerde görülür) hastalıklarıyla sonuçlanır.

İki türlü kemikleşme vardır: 1. İntramembranöz kemikleşme: Mezenkim dokusunun doğrudan kemik dokuya dönüşmesidir. Yassı kemikler bu şekilde meydana gelir. 2. İntrakartilaginöz (endokondral) kemikleşme: Mezenkim dokusundan önce hyalin kıkırdak bir model gelişir sonra bunun yerini kemik doku alır. Kısa ve uzun kemikler bu şekilde meydana gelir. Her iki şekilde de gelişen kemik primer kemiktir, daha sonra bunun yerini sekonder( olgun ) kemik alır.

1. İntramembranöz kemikleşme: Direkt olarak bağ dokunun (mezenkim dokusu) kemikleşmesidir. Kafatasının yassı kemikleri , mandibula ve maksillanın bazı kısımları, ayrıca kısa ve uzun kemiklerin kompakt kısımları bu şekilde meydana gelir.

Bu tür kemikleşme şöyle olaylanır: Önce mezenkim hücreleri yer yer hızla bölünerek osteoprogenitor hücrelere, bunlarda hızla bölünerek osteoblastlara dönüşürler. Osteoblastlar kemik doku ara maddesini sentezleyip salgılayarak içinde gömülü kalır ve osteositlere dönüşürler. Böylece mezenkim dokusu içinde kemiksi ( osteoid ) odaklar şekillenir.

Bu odaklar arasındaki mezenkim dokusunda bulunan kan damarlarından çıkıp osteoid dokuya geçen Ca ve P iyonları, osteoblastların salgıladığı alkali fosfataz ‘ın aracılığı ile CaPO4 molekülleri oluştururlar. Böylece osteoid kireçleşerek primer kemik dokusunu oluşturur.

Böylece mezenkim dokusu içinde oluşan primer kemik merkezleri birbirleriyle birleşerek süngerimsi kemiği meydana getirir. Şekillenen kemiğin genişleyip-kalınlaşması ise şu şekilde olur: - Devreye giren osteoklastlar kemikleri iç yüzlerinden yerler, osteoblastlar ise dış yüze yeni kemik lamelleri eklerler. - Süngerimsi kemik son şeklini aldığında primer kemik dokusu içeren trabeküller ortadan kalkmış geriye sadece sekonder kemik yapısındaki trabekülleri kalmıştır.

- Bunun peşinden bu kemiklerin iç ve dış yüzlerine , yine intramembranöz yolla, bir miktar kompakt kemik eklenir ve kemikleşme tamamlanır. - Kemik trabekülleri arasındaki mezenkim dokusu ise kemik iliğine ( retiküler bağ dokusu , hematopoetik doku) dönüşür.

2. İntrakartilaginöz kemikleşme: - Ekstremite kemikleri, omurga kemikleri, pelvis kemikleri gibi kısa ve uzun kemikler bu yolla meydana gelir. - Bu kemiklerin oluşacağı yerlerde önce mezenkim dokusundan o kemiğe benzeyen hyalin kıkırdak modeller oluşur. - Hyalin kıkırdak dışındaki mezenkim dokusu da doğal olarak perikondrium yapısı kazanmıştır. Bu kıkırdak modelin kemikleşmesi şöyle olur:

1. Kıkırdak modelin diafiz bölgesinde perikondriyum iç katında bulunan mezenkim hücreleri bölünerek osteoprogenitor hücrelere, onlarda osteoblastlara dönüşür. - Osteoblastlar kıkırdak yüzeyine tek sıra halinde dizilerek kıkırdağı bir manşet gibi saran kemik lamelleri sentezlerler ve kendileride lameller üzerindeki kovuklara yerleşerek osteositlere dönüşürler, - Bundan sonra kemik manşeti saran bağ dokusu da artık perikondriyum değil periosteum olarak adlanır ( bu olaylar yukarda anlattığımız intramembranöz kemikleşmenin aynısıdır ).

2. Bilindiği gibi kan damarı içermeyen kıkırdağın beslenmesi perikondriyumdan diffüzyon sayesinde olmaktaydı. Kıkırdak diafiz’inde kemik manşet şekillenince diffüzyon engellenir, kıkırdak beslenemez, ölmeye yüz tutar. - Kıkırdak hücreleri önce hipertrofiye olurlar (irileşirler ) sonra harap olurlar, - haraplanan hücreler arasında ince septumlar halinde kıkırdak matriksi kalır,hücrelerin içerdikleri bol miktardaki alkali fosfataz enzimi kıkırdak matriksi içine dağılır.

3. Bu sırada periosteumda osteoklastlar belirir, bunlar kemik manşeti yer yer oyarak delikler ( foramen nutritium ) açarlar. Bu deliklerden kıkırdak içine doğru damarlar filizlenir, damarlardan çıkan Ca ve P iyonları kondrositlerden kıkırdak matriksine geçen alkali fosfatazın aracılığıyla birleşerek kıkırdak matriksine oturur ve onu kireçlendirir (kalsifikasyon). Böylece kireçleşmiş kıkırdak merkezleri meydana gelir.

4. Kan damarlarıyla birlikte buralara yeni mezenkim hücreleri de gelir, - Mezenkim hücrelerinden farklanan osteoblastlar kireçleşmiş kıkırdak dokusu üzerine dizilerek primer kemik dokusu yaparlar. - Böylece ortaları kireçleşmiş kıkırdak, yüzeyleri kemikten oluşmuş primer kemikleşme merkezleri meydana gelir. - Daha sonra bu primer kemikleşme merkezlerindeki kıkırdak matriks kondroklastlar, primer kemikten oluşan kısımlar osteoklastlar tarafından resorbe edilir, yerlerine osteoblastlar tarafından sekonder kemik doku yapılır.

Diyafizi dıştan kuşatan kemik manşet epifizlere doğru ilerledikce , buna parelel olarak içten de 1’ den 4’ e kadar anlattığımız olaylar uygun tempoda devam eder . Kemiğin ortasında oluşan kovuktaki mezenkim dokusu ise kemik iliğine dönüşür (hematopoietik doku, myeloid doku, retiküler doku) .

Sonuçta hyalin kıkırdak model iki yer hariç tamamen kemiğe dönüşür. - Bunlardan biri hayat boyu kalıcı olan eklem kıkırdağıdır ( ki ;bunu dıştan perikondriyum sarmamıştır). - Diğeri ise kemiğin epifiz ve diyafizi arasında kalan 1-2 mm kalınlığındaki epifizyal disk ya da epifizyal plak adını alan yerdir. - Epifiz plağı kemiğin daha sonraki uzamına büyümesinden sorumludur.

Epifizyal plak kıkırdağı diyafiz yönünde devamlı mitozla çoğalır, çoğalan hücreler kemiğe dönüşür, böylece kemiğin uzaması sağlanır. Çoğalan epifizyal kıkırdak hücreleri epifizden- diyafize doğru sırasıyla şu beş zona ayrılır:

EPİFİZ PLAĞI

EPİFİZ PLAĞI Epifiz plağı Osifikasyon zonu Dinlenme zonu Proliferasyon zonu Matürasyon zonu Kalsifikasyon zonu

1. İstirahat zonu (reserv, depo zonu) : Buradaki hücrelerde morfolojik değişim gözlenmez, 2. Proliferasyon (çoğalma) zonu: Buradaki kıkırdak hücreleri hızla bölünerek kıkırdak modelin uzun eksenine paralel izogen gruplar (sütunlar) oluştururlar, mitotic olarak çok aktif bir bölgedir,

3. Hipertrofik kıkırdak zonu (maturasyon zonu): Dıştan kemik manşetin oluşmasına paralel olarak beslenme olanakları sınırlanan kondrositlerde apopitoz gözlenir, kondrositlerin sitoplazmalarında glikojen biriktirir ve iri bir görünüm kazanırlar,

4. Kalsifiye kıkırdak zonu: Ölen kıkırdak hücrelerinden açığa çıkan alkalen fosfataz enzimi Ca ve P iyonların çökmesine dolayısıyla kalsifikasyonun başladığı zondur, 5. Kemikleşme zonu: Osteoblastlar vasıtasıyla kıkırdak matriks üzerine kemik sentezlenen zon. - Bu şekilde kıkırdağın uzaması 20-23 yaşlarına kadar devam eder, nihayet epifiz diski de kemikleşir ve büyüme durur.

- Kemiklerin epifiz’lerindeki kemikleşme eklem yüzlerine kadar devam etmez, eklem kıkırdağı yaşam boyu kalır. - Gelişme yıllarında bu kıkırdak epifizlerin büyümesini sağlar. Gelişmenin durmasından sonra ise eklem kıkırdağı olarak kalır. - Epifizlerde ilk kemikleşme odakları doğumdan sonra başlar. Kısa kemiklerde epifiz plağı bulunmaz, bunların boyuna büyümelerini eklem kıkırdakları sağlar.

Kısa ve uzun kemiklerin kalınlaşması: - Kıkırdak modellerin yüzeylerinde meydana gelen kemik manşetlerin dış yüzleri düzgün değildir. - Bu yüzeylerde içlerinde birer damar seyreden oluklar vardır. - Periostdaki osteoprogenitor hücrelerden türeyen osteoblastlar bu olukların açık uçlarına yeni kemik lamelleri ekleyerek bunların birer tünel haline gelmelerini sağlarlar. - Tünel içinde kalan osteoblastlar periferden merkeze doğru yeni lameller yaparlar , ortası da Havers kanalı olarak kalır, böylece yeni bir osteon yapılır ve kemik kalınlaşır.

EPİFİZ PLAĞI Epifiz plağı Osifikasyon zonu Dinlenme zonu Proliferasyon zonu Matürasyon zonu Kalsifikasyon zonu

Kemik yapım ve yıkımı üzerine hormonların etkisi: Paratiroid hormonu: Kan kalsiyum düzeyi düşünce parathormon salgılanır, bu osteoklastları aktive ederek kemik resorbsiyonunu sağlar, kalsiyum kemikten kana mobilize olur. Bu hormonun aşırı salgılandığı durumlarda kalsiyum aşırı derecede boşalır, resorbe edilen kemiğin yerini fibröz bağ dokusu alır, bu patolojik duruma osteitis fibroza ( vonrecklinghausen hastalığı ) denir.

Kalsitonin hormonu: Tiroid bezindeki parafolliküler hücreler tarafından salgılanır. Parathormona zıt etkilidir, matriks resorpsiyonunu inhibe eder, osteoblastları aktive ederek kemik yapımını sağlar, böylece kalsiyum kandan kemiğe geçer.

Somatotrop hormon: Hipofiz ön lobu tarafından sentezlenir. Kemiğin büyümesini uyarır, özellikle epifiz plağı üzerine etkilidir. Büyüme döneminde bu hormonun azlığı cüceliğe (pituitary dwarfism ), fazlalığı gigantism denen aşırı büyümeye neden olur. Yetişkinlerde bu hormonun fazlalığı , epifiz diski kemikleştiğinden uzama olamayacağından , kemiklerin kalınlaşmasına neden olur buna akromegali adı verilir.

Testosteron ve östrojen: Her iki hormon da kemik yapımını hızlandırır. Erken cinsel gelişim kemik olgunlaşmasını hızlandırır, epifizler çabuk kapanır, böylece boy kısa kalır. Tersine bir durumda epifiz geç kapanır ve uzun boylu kişiler gelişir. Seks hormonlarının hiç salgılanmadığı durumlarda ise ( kastrasyon gibi durumlarda ) ileri yaşlara kadar epifiz diski yavaş bir tempoda çalışacağından kol ve bacaklar oransız bir şekilde uzar .

Bayanlarda menopozdan sonra östrojen azlığından dolayı kemiklerde osteoporöz görülür. Menopoz sonrası kadında, seks steroidi olan östrojen eksikliği esteoporozun baş sebebidir. Bu durumda, reabsorbe olan eski kemiğin miktarı yeni oluşan kemik miktarından daha fazladır, dolayısıyla kemikler dayanıksız ve kırılgan olur. Bu durum östrojen tedavisi, Ca ve Vit. D takviyesiyle geri döndürülebilir.

Kemiklere beslenmenin etkisi: - Protein yetersizliği : Kollajen sentezinde gerekli amino asit noksanlığına sebep olur. - Kalsiyum ve fosfor: Yetersizliklerinde kemik yapımı aksar, raşitizm oluşur. - D Vitamini: Barsaklardan kalsiyum ve fosforun emilmesini sağladığından yetersizliğinde raşitizme sebep olur. Aşırı D vitamini ise kemik resorpsiyonunu artırır. - C Vitamini: Yetersizliğinde kollajen sentezi bozulur, kemik büyümesi durur, kırıkların onarımı gecikir. - A Vitamini: Osteoblast ve osteoklastların aktiviteleri ile ilgili etkisi vardır. Kemik yapım ve yıkımını dengede tutar. Hem yetersizliği hem de fazlalığı epifiz plağindaki kemikleşmeyi hızlandırdığından kısa boyluluğa neden olur.

Kırıkların onarımı : Kemik kırıklarında (veya çatlalarında) bölgedeki dokular zedelenir, damarlar yırtılır, olay yeri kan pıhtısıyla dolar. Bu pıhtı içine filizlenen kapillar damarlardan çıkan nötrofiller ve monosit kökenli makrofajlar pıhtıyı ve diğer doku enkazını fagosite eder, temizler ( birbirine yapıştırılacak iki ayrı cismin yapışacak kısımlarının öncelikle temizlenmesinin gerektiğini düşünün !!!).

Temizlikten sonra damarlar etrafındaki bağ dokusunda bulunan fibroblastlar temizlenen alanlara yayılarak granulasyon dokusu oluştururlar. Bol kollagen iplik içeren bu dokuya prokallus (fibröz kallus) adı verilir.

Prokallus daha sonra kireçleşir, hiyalin kıkırdağa dönüşerek geçici kallus (kıkırdak kallus)adını alır. Geçici kallusun dış ve iç yüzeyini kemik zarları örterler (periost ve endost). Bu zarların yüzeylerindeki osteoprogenitor hücrelerden farklanan osteoblastlar kallusun dış ve içine intramembraneöz yolla kemik dokusu sentezlerler. Beslenemeyen içteki kıkırdak endokondral yolla yerini süngerimsi kemiğe bırakır. Bu ilk oluşan primer kemiğe de kallus (kemik kallus) adı verilir, bu kemik daha sonraki eksersizlerle yerini lamelli kemiğe bırakır. Böylece tamir tamamlanmış olur.

Eklemler : Kemiklerin birbirleriyle olan bağlantı yerlerine eklem adı verilir. Eklemler bağlantı durumlarına göre üç’e ayrılır : Sinartrozis eklemler : Aralarında harekete hiç izin vermeyen birleşmelerdir ( kafatası kemikleri, kostalar, sternum), 2) Amfiartrozis eklemler : Aralarında çok az harekete izin veren eklemler (omurlar arasındaki birleşmeler), 3) Diartrozis eklemler : Aralarında serbestce harekete izin veren eklemler (art. genus vs.).

Diartrozis tipi eklemlerde, kemiklerin hyalin kıkırdakla (perikondriyumu bulunmaz) kaplı uçları eklem kapsülü adı verilen synovial bir membran ile birbirine bağlanmıştır, içindeki synovial boşluk içinde bulunan eklem sıvısı (başlıca hyaluron asiti ) kıkırdakla kaplı kemikler arasındaki sürtünmeyi azaltır. İki katlı olan siynovial membranın boşluğa bakan iç katı bir-iki sıralı synovial hücreler ile döşenmiştir (synovial hücreler; makrofaj benzeri Tip A ve fibroblast benzeri Tip B olarak iki tiptir).

Damar ve sinirlerden zengin bağ dokusu yapısında olan dış tabakada ise bağ dokusunun genel hücreleri bulunur. Synovial sıvıyı büyük oranda fibroblastlar tarafından salgılanan hyaluron asiti oluşturur. Bağ dokudaki mastositlerden salgılanan heparin ise bu sıvının pıhtılaşmamasını temin eder.