العظم

📅 آخر تحديث: ١ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ١ أغسطس ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

في علم الأنسجة ، يُعرف النسيج العظمي الأولي بأنه الجزء العضوي غير المُتَمَعْدِن من مصفوفة العظم، والذي يتشكل قبل نضوج نسيج العظم . [ 1 ] تبدأ الخلايا العظمية البانية عملية تكوين نسيج العظم عن طريق إفراز النسيج العظمي الأولي على شكل عدة بروتينات مُحددة. ويتطور النسيج العظمي الأولي وخلايا العظم المجاورة له إلى نسيج عظمي جديد عندما يتمعدن .

يشكل النسيج العظمي غير المتكلس حوالي 50% من حجم العظم و40% من وزنه. ويتكون من ألياف ومادة أساسية . النوع السائد من الألياف هو الكولاجين من النوع الأول ، ويشكل 90% من النسيج العظمي غير المتكلس. أما المادة الأساسية فتتكون في الغالب من كبريتات الكوندرويتين والأوستيوكالسين . تقوم الخلايا العظمية البانية بتخليق وإفراز النسيج العظمي غير المتكلس على شكل مادة عضوية غير متكلسة، وعندما يصبح هذا النسيج متكلسًا من خلال ترسب أملاح الكالسيوم، فإنه يتحول إلى نسيج عظمي ناضج. [ 2 ]

تعبير

يتكون العظم بشكل أساسي من الكولاجين من النوع الأول والمادة الأساسية.

ألياف الكولاجين

يشكل الكولاجين من النوع الأول ما يقارب 85-95% من المادة العضوية، [ 3 ] موفراً الدعامة الهيكلية وقوة الشد اللازمة لتكوين العظام. [ 4 ] تشكل ألياف الكولاجين هذه شبكة كثيفة ومترابطة للغاية، تُشكل أساساً لعملية التمعدن اللاحقة. [ 5 ]

تترتب جزيئات الكولاجين في طبقات تتناوب بالتوازي والتعامد مع محور تحميل الإجهاد، مما يخلق بنية مركبة معقدة. [ 5 ]

المادة الأساسية

تتكون المادة الأساسية للعظم من حوالي 10٪ من مصفوفة العظام [ 6 ] وتشمل البروتينات غير الكولاجينية:

التكوين والإفراز

يتم تصنيع وإفراز المادة العظمية الأولية بواسطة الخلايا العظمية البانية ، وهي خلايا متخصصة في بناء العظام. [ 7 ] تتميز الخلايا العظمية البانية بأنها خلايا مكعبة كبيرة الحجم، تحتوي على شبكة إندوبلازمية خشنة وفيرة ، مما يعكس نشاطها التركيبي العالي. [ 4 ]

تفرز الخلايا العظمية، من سطحها القمي، كميات كبيرة من الكولاجين من النوع الأول وكميات أقل من البروتينات المنظمة للمادة الخلالية، بما في ذلك الأوستيوكالسين والأوستيوبونتين. [ 5 ] يشكل العظم المفرز حديثًا طبقة من المادة الخلالية البروتينية المائية بين جبهة التمعدن وطبقة الخلايا العظمية. [ 5 ] [ 7 ]

تتم عملية تكوين مادة العظم في خطوتين رئيسيتين: ترسب المادة العضوية (العظمية الأولية) ثم تمعدنها. [ 7 ] خلال عملية تكوين العظم النشطة، تستمر الخلايا العظمية البانية في إنتاج المادة العظمية الأولية حتى يحدث التمعدن.

التمعدن

تتضمن عملية تحويل العظم غير المتكلس إلى عظم متكلس ترسب بلورات هيدروكسي أباتيت [ Ca10 ( PO4 ) 6OH2 ] داخل المادة العضوية. [ 6 ]

آلية التمعدن

تحدث عملية التمعدن على مرحلتين: المرحلة الحويصلية والمرحلة الليفية. [ 7 ]

المرحلة الحويصلية:  تُطلق حويصلات المصفوفة، التي يتراوح قطرها بين 30 و200 نانومتر، من الغشاء القمي للخلايا العظمية إلى مصفوفة العظم المتكونة حديثًا. [ 7 ] [ 3 ] تحتوي هذه الحويصلات على الفوسفاتاز القلوي ، وأدينوسين ثلاثي الفوسفاتاز (ATPase)، وبيروفوسفاتاز غير عضوي، وتعمل كمواقع لتكوين بلورات هيدروكسي أباتيت من خلال التراكم الإنزيمي الموضعي للكالسيوم والفوسفات. [ 3 ]

دور الفوسفاتاز القلوي: تفرز الخلايا العظمية البانية الفوسفاتاز القلوي، الذي يشارك في تمعدن العظام عن طريق تحلل البيروفوسفات ، وهو مثبط للتمعدن، مما يزيد من توافر الفوسفات غير العضوي الموضعي لتكوين هيدروكسي أباتيت. [ 2 ] [ 4 ]

انتشار البلورات: يبدأ نمو البلورات من بؤر أولية في حويصلات المادة الخلالية لتشكيل كريات، والتي تتحد تدريجيًا لتكوين شبكة من بلورات الأباتيت. [ 3 ] ومع نضوج المادة الخلالية، تنتظم بلورات هيدروكسي أباتيت الدقيقة في مركب معقد داخل طبقة الكولاجين عن طريق التنوي في الشبكة البروتينية. [ 5 ]

الأهمية السريرية

اضطرابات تمعدن العظم

يؤدي الخلل في تمعدن العظم إلى العديد من الحالات السريرية الهامة التي تتميز بتراكم المادة غير المتمعدنة.

الكساح : يحدث عند الأطفال عندما يؤثر خلل التمعدن على صفيحة النمو والعظم غير المتكلس. [ 8 ] ينتج هذا المرض عن نقص الكالسيوم أو الفوسفات، سواء كان معزولًا أو ثانويًا لنقص فيتامين د . [ 9 ] في حالة الكساح، يؤدي خلل التمعدن إلى تراكم العظم غير المتكلس في نسيج العظم أسفل صفيحة النمو، مما ينتج عنه ضعف العظام وتشوهات. [ 9 ]

لين العظام : هو مرض يصيب البالغين ويشبه الكساح، ويتميز بتليّن العظام نتيجة ضعف تمعدن النسيج العظمي. [ 10 ] يُعد نقص فيتامين د السبب الأكثر شيوعًا، على الرغم من أن نقص الكالسيوم أو الفوسفات قد يؤدي أيضًا إلى لين العظام. [ 10 ] تتجلى هذه الحالة في ألم العظام، وضعف العضلات، وزيادة خطر الإصابة بالكسور.

تشمل الخصائص النسيجية الشكلية لمرض تلين العظام ما يلي: [ 11 ] [ 9 ]

  • فترة تأخر التمعدن المطولة (أكثر من 100 يوم)
  • اتساع طبقات العظم غير المتكلس (زيادة سمك العظم غير المتكلس)
  • زيادة حجم العظم غير المتكلس

اضطرابات استقلاب فيتامين د : يتطور الكساح ولين العظام في حالات سريرية مختلفة، ويشتركان في غياب أو تأخر تمعدن غضروف النمو والكولاجين العظمي المتكون حديثًا. [ 12 ] لطالما كان نقص فيتامين د، الضروري لامتصاص الكالسيوم الغذائي، سببًا رئيسيًا. [ 12 ]

العظم غير المتكلس في أورام العظام

ساركوما العظام : هي أكثر أورام العظام الخبيثة الأولية شيوعًا، وتتميز بخلايا خبيثة تُنتج نسيجًا عظميًا بدائيًا. [ 13 ] [ 14 ] ساركوما العظام ورم خبيث أولي في الهيكل العظمي يتميز بتكوين مباشر لعظم غير ناضج أو نسيج عظمي بدائي بواسطة خلايا الورم. [ 14 ]

يُعدّ إنتاج النسيج العظمي غير الناضج بواسطة الخلايا السرطانية السمة النسيجية المميزة لسرطان العظام الخبيث عن أورام العظام الأخرى. [ 15 ] يظهر النسيج العظمي الخبيث الناتج على شكل تراكيب غير منتظمة وغير ناضجة بالقرب من الخلايا الخبيثة ذات النوى المتضخمة مفرطة التصبغ والأشكال الانقسامية غير الطبيعية. [ 16 ]

الورم العظمي العظمي : ورم حميد مكون للعظام يتميز بتكوين نسيج عظمي، وعادة ما يسبب ألمًا موضعيًا في العظام يزداد سوءًا في الليل. [ 17 ]

دورها في إعادة تشكيل العظام

يلعب النسيج العظمي غير المتكلس دورًا محوريًا في عملية إعادة تشكيل العظام المستمرة . [ 2 ] خلال مرحلة تكوين العظام من عملية إعادة التشكيل، تقوم الخلايا العظمية البانية بترسيب نسيج عظمي غير متكلس جديد في المواقع التي تم امتصاصها سابقًا بواسطة الخلايا العظمية الهادمة . [ 7 ]

تتضمن دورة إعادة تشكيل العظام مراحل متميزة: [ 2 ]

  1. التنشيط: استقطاب الخلايا الآكلة للعظم إلى مواقع عظمية محددة
  2. الامتصاص: إزالة العظام القديمة بواسطة الخلايا الآكلة للعظم
  3. الانعكاس: الانتقال من الامتصاص إلى التكوين
  4. التكوين: ترسب العظم الجديد بواسطة الخلايا العظمية البانية
  5. التمعدن: تحول العظم غير المتكلس إلى عظم متكلس

خلال هذه العملية، تقوم الخلايا العظمية بإنتاج المادة العضوية غير المتكلسة التي تخضع لاحقًا للتكلس لتشكيل نسيج عظمي جديد. [ 4 ]

المؤشرات البيوكيميائية

ترتبط العديد من المؤشرات البيوكيميائية بعملية استقلاب العظم وتكوين العظام:

  • الفوسفاتاز القلوي : يتم إفرازه بواسطة الخلايا العظمية أثناء تكوين العظام النشط؛ تشير المستويات المرتفعة إلى زيادة إنتاج العظم غير المتكلس [ 2 ] [ 9 ]
  • الأوستيوكالسين : بروتين خاص بالعظام يتم تصنيعه بواسطة الخلايا العظمية ويتم دمجه في العظم غير المتكلس؛ ويعمل كعلامة على تكوين العظام [ 5 ]
  • ببتيدات الكولاجين من النوع الأول: منتجات التحلل التي يتم قياسها لتقييم معدل تجدد العظام

علم وظائف الأعضاء

للسماح بتمعدن العظام ، تفرز الخلايا العظمية البانية إنزيم الفوسفاتاز القلوي غير النوعي للأنسجة في النسيج العظمي غير المتكلس لتحليل البيروفوسفات ، وهو مثبط خارج خلوي لترسيب الهيدروكسي أباتيت ، والذي يمنع ترسيب بلورات الهيدروكسي أباتيت من السائل خارج الخلوي المشبع بأيونات الكالسيوم (Ca2 +) والفوسفات ( PO3-4 ) . [ 18 ]

الاضطرابات

عند نقص المعادن المغذية أو خلل في وظيفة الخلايا البانية للعظم، لا يتمعدن النسيج العظمي الأولي بشكل صحيح ويتراكم. يُطلق على هذا الاضطراب الناتج اسم الكساح عند الأطفال ولين العظام عند البالغين. كما يؤدي نقص الكولاجين من النوع الأول، كما في حالة تكون العظم الناقص ، إلى خلل في النسيج العظمي الأولي وهشاشة العظام وزيادة قابليتها للكسر.

في بعض الحالات، يمكن أن يتسبب فرط نشاط الغدة الدرقية الثانوي في حدوث خلل في تمعدن الكالسيوم والفوسفات.

حالة أخرى هي اضطراب في الخلايا المتحولة البدائية ذات الأصل اللحمي المتوسط، والتي تُظهر تمايزًا عظميًا وتُنتج نسيجًا عظميًا خبيثًا. ينتج عن ذلك تكوّن ورم عظمي أولي خبيث يُعرف باسم ساركوما العظام أو ساركوما مُكوِّنة للعظم. غالبًا ما يتطور هذا الورم الخبيث في فترة المراهقة خلال فترات التكوين السريع للنسيج العظمي (والتي تُعرف عادةً باسم طفرات النمو). [ 19 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ تراميل، ليندسي هـ.؛ كرومان، آن م. (2013-01-01)، "الفصل 13 - علم الأنسجة العظمية والأسنان" ، في ديجانجي، إليزابيث أ.؛ مور، ميغان ك. (محرران)، مناهج البحث في بيولوجيا الهيكل العظمي البشري ، دار النشر الأكاديمية، ص 361-395 ، doi : 10.1016/b978-0-12-385189-5.00013-3 ، ISBN  978-0-12-385189-5تم الاطلاع عليه بتاريخ 18 نوفمبر 2020
  2. 1 2 3 4 5 6 وايت، إتش جيه؛ هيلواني، إم؛ بيكنيفيسيوس، إيه آر؛ بيترسون، دي سي (2024). "فسيولوجيا العظام" . ستات بيرلز . دار نشر ستات بيرلز. PMID 30855919 . 
  3. 1 2 3 4 5 6 7 8 عثمان ، د. (2012). "نظرة عامة على خلايا العظام وعوامل تنظيم تمايزها" . جراحة التجميل الدولية . 2012. doi : 10.1155/2012/374398 . PMC 3341892. PMID 22701169 .  
  4. 1 2 3 4histology_osteoblastsخطأ في الاستشهاد: تم استدعاء المرجع المسمى ولكن لم يتم تعريفه مطلقًا (انظر صفحة المساعدة ).
  5. 1 2 3 4 5 6 بلير، إتش سي؛ لاروتور، كيو سي؛ لي، واي؛ لين، إتش؛ بير-ستولتز، دي؛ ليو، إل؛ توان، آر إس؛ روبنسون، إل جيه؛ شليزنجر، بي إتش؛ نيلسون، دي جيه (2017). "تمايز الخلايا العظمية وتكوين مصفوفة العظام في الجسم الحي وفي المختبر" . هندسة الأنسجة، الجزء ب: مراجعات . 23 (3): 268-280 . doi : 10.1089/ten.TEB.2016.0454 . PMC 5467150. PMID 27846781 .  
  6. هان ، د .؛ وانغ، ت.؛ وانغ، ر.؛ تشين، ج.؛ تانغ، ي. (2023). "مراجعة موجزة لوظيفة خلايا العظام وأهميتها" . التشخيص . 13 (22). doi : 10.3390/diagnostics13223443 . PMC 10648520. PMID 37998580 .  
  7. 1 2 3 4 5 6 صن، س.؛ هوانغ، س.ك. (2015). "بيولوجيا نسيج العظم: التركيب والوظيفة والعوامل المؤثرة على خلايا العظم" . المجلة الدولية للطب السريري والتجريبي . 8 (5): 8254-8258 . PMC 4515490. PMID 26221406 .  
  8. ↑ بارون، إس إل؛ ماثاي، جيه كيه (2024). "ريكتس" . ستات بيرلز . دار نشر ستات بيرلز. PMID 32809510 . 
  9. 1 2 3 4 غورباد، د.س.؛ ليلاند، ر.؛ كوروفسكا-ستولارسكا، م.؛ باتيل، س.أ.؛ بالاجي، ك.ن. (2012). "الكساح - نقص فيتامين د والاعتماد عليه" . علم الأحياء الجزيئي والخلوي . 32 (12): 2239-2253 . doi : 10.1128/MCB.06597-11 . PMC 3313732. PMID 22473996 .  
  10. 1 2 ماجموندار، في دي؛ سيد، HA؛ باكسي، ك. (2024). "لين العظام" . ستات بيرلز . ستات بيرلز للنشر. بميد 32644463 . 
  11. ↑ أوداي، س.؛ هوغلر، و. (2021). "الكساح الغذائي ولين العظام: نهج عملي للإدارة" . المجلة الهندية للبحوث الطبية . 152 (4 ) : 356-367 . doi : 10.4103/ijmr.IJMR_1961_19 . PMC 8061584. PMID 33380700 .  
  12. 1 2 بيري جيه إل، ديفيز إم، مي إيه بي (2002). "استقلاب فيتامين د، والكساح، ولين العظام". ندوات في الأشعة العضلية الهيكلية . 6 (3): 173-182 . doi : 10.1055/s-2002-36714 . PMID 12541194 . {{cite journal}}: صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( رابط )
  13. ↑ ريشور-أولني، سي آر؛ هينسون، إم آر (2024). "ساركوما العظام (ساركوما منشأ العظام)" . ستات بيرلز . دار نشر ستات بيرلز. PMID 32644347 . 
  14. 1 2 فينك-ريتر، أ.؛ غشوانتلر-كاوليتش، د.؛ هودليست، ج.؛ مولر، ر.؛ كوبيستا، إ.؛ تشيرفينكا، ك.؛ سينغر، س. ف. (2006). " ساركوما عظمية (ساركوما مولدة للعظم)" . تقارير علم الأورام . 18 (2): 299-304 . PMC 1794406. PMID 17611648 .  
  15. ↑ داهلين دي سي، كوفنتري إم بي (1967). "علم أمراض ساركوما العظام". جراحة العظام السريرية والبحوث ذات الصلة . 111 (111): 23-32 . doi : 10.1097/00003086-197509000-00004 . PMID 168999 . 
  16. ↑ "ساركوما العظام" . طب السرطان الهولندي الحر - رف كتب المركز الوطني لمعلومات التقانة الحيوية . بي سي ديكر. 2003.
  17. ↑ إكسو، ج.؛ سميث، س.؛ سميث، ر.؛ بيل، م. (2010). "تحديث حول أورام تكوين العظام في الرأس والرقبة" . صحة الأطفال . 3 (6): 533-541 . doi : 10.2217/phe.09.54 . PMC 2807498. PMID 20191093 .  
  18. ↑ هول، جون إي.؛ هول، مايكل إي. (2021). "الفصل 55: وظائف الحبل الشوكي الحركية؛ ردود فعل الحبل". كتاب جايتون وهول في علم وظائف الأعضاء الطبية ( الطبعة الرابعة عشرة). فيلادلفيا، بنسلفانيا: إلسيفير. الصفحات 994-995 . ISBN   978-0-323-59712-8.
  19. ↑ أوتافياني جوليا؛ جافي نورمان (2009). "علم أوبئة ساركوما العظام". ساركوما العظام لدى الأطفال والمراهقين . علاج السرطان والبحوث. المجلد 152. نيويورك: سبرينغر. الصفحات 3-13 . doi : 10.1007/978-1-4419-0284-9_1 . ISBN   978-1-4419-0283-2PMID 20213383​​ 
  • نيتر، فرانك هـ. (1987)، الجهاز العضلي الهيكلي: التشريح، والفيزيولوجيا، والاضطرابات الأيضية ، سوميت، نيو جيرسي: شركة سيبا-جايجي
  • جافي، ن.؛ وآخرون  . (2009). ساركوما العظام لدى الأطفال والمراهقين . نيويورك: سبرينغر. ISBN 978-1-4419-0283-2.