Perikondraalne luustumine

perikondraalne luustumine vastab luude paksuse kasvule. See kasv toimub kõhre moodustumise vaheetapi kaudu. Perikondraalsed luu moodustumise häired esinevad näiteks klaasist luuhaiguse korral.

Mis on perikondraalne luustumine?

Luustumine või Osteogenees on luukoe moodustumise protsess. Organism viib osteogeneesi läbi nii pikkuse kui paksuse kasvu korral. Luustumine on oluline ka pärast luumurdusid ja muid luuvigastusi.

Luustumisega eristatakse desmaalset ja kondrovormi. Desmaalne luustumine on otsene osteogenees. See tähendab, et luumaterjal moodustatakse sidekoest ilma vaheetappideta. Kontrastne luustumine vastab seevastu kaudsele osteogeneesile. Selle protsessi käigus moodustatakse luu vaheetapi kaudu. See vaheetapp vastab kõhre moodustumisele. Kaudse luustumise produkti nimetatakse asendusluuks.

Chondraalset luustumist saab täiendavalt jagada perikondraliseks ja enchondraliks luustumiseks, sõltuvalt selle kinnitumissuunast. Perikondraalsel kujul toimub kasv laiusega. Luukoe kasvatatakse väljastpoolt olemasolevale koele. Enchondral luustumine toimub seevastu seestpoolt. Paksuse suurenemisel on perikondraalne luustumine apositsioonilise osteogeneesi vorm.

Funktsioon ja ülesanne

Elusad luud. Inimesed märkavad, et see juhtub peamiselt pärast luumurdu, mis võib kasvuprotsesside kaudu taas paraneda. Luustumisprotsessid on selle nähtuse jaoks sama olulised kui varajaste eluaastate kasvuprotsesside jaoks.

Luude moodustumise kõige olulisem materjal on mesenhüüm. See on toetav sidekude, mis väljub mesodermist. Kondroosse luustumise ajal moodustab keha mesenhüümist algselt kõhre luustiku elemente, mida nimetatakse ka ürgseks luustikuks. Kaudne osteogenees jätkub selle kõhrekoe luustumisega.

Seespoolne luustumine vastab enchondraalsele luustumisele. Veresooned kasvavad kõhre ja nendega kaasnevad mesenhümaalsed rakud. Sisserännunud mesenhümaalsed rakud läbivad diferentseerumise ja muutuvad kas kondroklastititeks või osteoblastideks. Chondroclasts lagundada kõhre. Osteoblastid on seevastu seotud luude ehitamisega.

Sel viisil toimuvad epifüüsi plaatides püsivad kogunemis- ja lagunemisprotsessid, mis põhjustavad luu pikkuse kasvu. Seda kasvu nimetatakse ka interstitsiaalseks kasvuks. See loob luu siseruumi, mida nimetatakse esmaseks luuüdiks. Pärast asendamist pluripotentsete mesenhüümirakkudega saab sellest primaarsest luuüdist tegelik luuüdi.

Lisaks pikkuse kasvule kasvab ka paksus. See protsess vastab välisele luustumisele, st perikondraalsele luustumisele. Selle protsessi käigus eralduvad osteoblastid kõhre nahast (perikondrium). Pärast irdumist ladestuvad nad kõhre mudeli ümber rõnga kujul. See loob niinimetatud luust manseti. Perikondraalne luustumine toimub alati pikkade torukujuliste luude mediaanvõllil (diafüüs) ja vastab nende kasvule.

Luustumispunkte nimetatakse luustumise kontekstis ka luustumiskeskmeteks või luutuumadeks. Nii perikondraalses kui ka enchondraalses luustumises vabastavad kaasatud osteoblastid osteoidi. Osteoblastilised ensüümid mõjutavad ja toetavad kaltsiumsoolade sadestumist. Pärast neid protsesse muutuvad osteoblastid osteotsüütideks.

Luumurdude paranemisel tekivad luustumisprotsesside käigus põimitud ja kiulised luud, mis muutuvad luude ümberehitusprotsesside tagajärjel üha vastupidavamaks. Luukoe kasvu ajal toimub pikisuunaline kasv keskmise tüki kasvuplaadi lõigus, mille serva ümber asetsevad perikondraalsed luumangid.

Lõpuks paljunevad kondrotsüüdid epifüüsi suunas. Reservtsoonis on varjatud diferentseerimata kondrotsüüte. Proliferatsiooni tsoon sisaldab aktiivseid kondrotsüüte, mis paljunevad mitootiliselt, moodustades seega pikisuunalised veerud. Hüpertroofilises tsoonis kasvavad sambakujulised kondrotsüüdid hüpertroofiliselt ja mineraliseerivad pikisuunalise septa.

Ainult avanemistsoonis sekreteeritakse ensüüme, mis moodustavad põiksuunalise septa. Pikisuunalised septid luustunud avatsoonis asuvad osteoblastid. Kasvufaasi lõpus kasvavad luud ja epifüüs kokku.

Haigused ja tervisehäired

Osteogeneesiga seotud haigusi tuntakse ka luude moodustumise häiretena. Sellesse rühma kuuluvad näiteks mutatsioonidega seotud akondroplaasia, mis on teadaolevalt geneetiliselt seotud lühikese kasvu kõige levinum põhjus. Kasvufaktori retseptori geeni FGFR-3 punktmutatsioon häirib kõhre moodustumist. Luukoe kasvutsoon ossifitseerub enneaegselt ja piirab seega käte ja jalgade pikkuse kasvu. See seisund on endokondraalne luustumishäire.

Enamik teisi luukoe kasvuhäireid mõjutab peamiselt ka enchondraalset ja pigem vähem perichondraalset luustumist. Teine näide samast haiguste rühmast on Fibrodysplasia ossificans progressiva, mille korral sidekoe ossifitseerub enneaegselt. Selle põhjuseks on puuduv välja lülitussignaal geenile, mis kontrollib luustiku kasvu loote arengus.

Lisaks enchondraalsele luustumisele mõjutab klaasist luuhaigus otseselt ka perikondraalset osteogeneesi. I tüüpi kollageenid on sidekoe peamine element ja need on olulised luu maatriksi mis tahes struktuuri jaoks. Klaasluuhaiguse korral muudab I tüüpi kollageeni punktmutatsioon kromosoomides 7 ja 17 kollageenide struktuuri. Sel põhjusel vahetatakse kollageeni kõige olulisemad aminohapped teiste aminohapete vastu. Kollageeni süntees väheneb ja kolmikheeliksi keerdumine on takistatud. Seetõttu kaotavad kollageenid oma stabiilsuse. Seetõttu on kahjustatud luud klaasja struktuuriga ja purunevad väikseima koormuse korral.