Ünite 5: Kemik Dokusu

Giriş

Destekleyici ve koruyucu işlevleriyle vücudun en sert dokusu olan kemik, organizmaya şekil verip organizmanın yükünü taşır. Kas ve tendonların tutunma noktası, hareket için yardımcı elemanlardır. Ayrıca organları koruma görevi vardır. Buna ek olarak kalsiyum ve fosfor deposudur. Kendini yenileme özelliği vardır. Uzama ve gerilmelere tepki gösteren tek dokudur.

Mikroskobik Yapısına Göre Kemik Dokusu Tipleri

Primer Kemik Dokusu: Fötal gelişim ve kemik onarımı sırasında şekillenen olgunlaşmamış kemik dokusudur. Zamanla sekonder kemik dokusuna dönüşür. Birim alandaki hüce sayısı sekondere göre daha fazladır. İçindeki kollagen iplikler rastgele ağlar oluşturur. Şekilsiz temel maddesi sekondere göre daha fazla olup henüz kireçlenmemiştir.

Sekonder Kemik dokusu: Olgun kemik dokusu olup uzun, kısa, yassı ve düzensiz şekillerde olabilir. Daha az hücreye sahiptir ve kollagen iplikler birbirine paralel bağlı demetler halindedir. Süngerimsi ve kompakt olmak üzere iki tiptir.

Süngerimsi Kemik: Kısa ve uzun kemiklerin epifiz ve metafiz bölümleri ile yassı kemiklerin iç kısımlarında yer alır. Kompakt kemikten ince bir tabakayla örtülüdür. Düzensiz anastomozlaşan kemik trabeküllerinden oluşur. Trabeküülerin arası kemik iliği ile doludur.

Kompakt Kemik: Uzun kemiklerin gövde(diyafiz) kısmını, kısa kemiklerin dış çeperini oluşturur. Kemik hücreleri lameller yapı üzerindedir. Kollagen iplikler birbirine paralel veya bir kan damarı etrafında dairesel şeklindedir.

Kemik İliği: Uzun kemiklerin merkezindeki süngerimsi kemik dokunun boşluklarında yer alan retikular bağ dokusudur.Vücut ağırlığının %4’ünü oluşturur. Kan hücrelerini periyodik olarak yeniler. İçerisinde kapillar kan damarları bulunur. Kırmızı ve sarı kemik iliği olmak üzere iki türü vardır.

Kırmızı kemik iliği: Aktif olarak çalışan kan hücrelerinin yapımından sorumludur.

Sarı kemik iliği: İçerdiğin yoğun yağ hücresi nedeniyle sarı renklidir. Kan üretimine ihtiyaç olduğunda kırmızı kemik iliğine dönüşür.

Kompakt Kemik Lamelleri: Spesiyal lameller kan damarı etrafında halkalar halinde yer alır. Ara lameller düzenli bir şekle sahip değildir ve spesiyal lamellerin aralarını doldurur. Sirkumferensiyal lameller kemiğin iç ve dış yüzeyinde bulunan dairesel lamellerdir. Dış sirkumferensiyal lamelleri periostun dışındaki kalın kollagen iplikler, iç sirkumferensiyal lamelleri endostun altındaki kollagen iplikler oluşturur. Dıştaki lameller içtekinden daha fazladır.

Havers Kanalı: Kemiğin uzun ekseni doğrultusunda kan damarları ve sinirleri içeren kanallardır. 20 ile 110 mikron aralığında çapa sahiptir. Dışında osteon denen dairesel lameller vardır.

Volkmann Kanalı: Uzun eksene dik ya da obliktir. Havers kanalları, periosteum ve medullar kavite arasında bağ kurar. Endosteum ile örtülüdür. İçinde bir veya iki kan damarı bulunur. Kemik yüzeyindeki damarlarlar Volkmann kanalından geçip Havers kanalına girer. Kompakt kemik dokusunun matriksi ve hücreleri, volkmann kanalından çıkan damarlarla beslenir.

Kemik Dokusunun Yapısal Elemanları

Kemik dokusu hücreleri arasında kalsifiye materyal içerir. Gövde kısmındaki kemik hücreleri toplam kemik kütlesine göre oldukça azdır.

Kemik Hücreleri

Osteoprojenitör Hücre: Kemik zarlarında, Havers ve Volkmann kanallarında bulunan embriyonik mezenşimal hücrelerdir. Mitoz bölünmeyle çoğalabilir ve osteojenik potansiyele sahip hücrelere dönüşebilir. Kemik dokunun tamirinde görev alırlar. İği biçimli oval çekirdeğe sahiptir. Sitptoplazmasında bol serbest ribozom, az GER ve küçük bir Golgi kompleksi taşır. Büyüme ve kırrık iyileşme sürecinde aktiflerdir.

Osteoblast: Kemiğin yüzeyinde tabaka oluşturan oval hücrelerdir. Osteoprogenitör hücreden gelişen ilk hücredir. Kemiğin gelişimi, büyümesi ve yenilenmesinden sorumludur. Kemik yapımı sürecinde kemik trabekülü ve lamellerin üzerindeki kübik, prizmatik ve farklı şekillerde hücre dizisi oluştururlar. Kemik matriksinin sentez ve sekresyonunu sağlarlar ve bu amaçla tip 1 kollagen, proteoglikan ve glikoprotein üretirler. Kalsifiye olmamış kemik matriksi yani osteid dokuyu şekillendirirler, Osteid doku kireçlendiğinde osteoblastlarda osteositlere dönüşür.

Osteosit: Olgun kemik hücreleridir. Osteid dokunun kireçlenmesiyle oluşur. Bu dönüşüm sonucu aktiviteleri azalır. Lakun içine yerleşirler. Kanaliküli ossei denen ince kanalcıklar içinde uzantıları ilerler ve bu uzantılar komşu hücrelerle bağlantı oluşturur. Vücut sıvılarındaki kalsiyum miktarının dengelenmesinde aktif rol oynarlar.

Osteoklast: Kemik dokuyu kemik yapımı sırasında yıkıma uğratan hücrelerdir. Kan monositleriyle aynı kök hücreden türemişlerdir. En büyük çapa sahip kemik hücreleridir. Salgıladığı bazı maddeler kırmızı kemik iliğindeki köken hücreleri uyarır. Uyarılan hücreler birleşerek yeni osteoklastları oluşturur.Kemik yapımı sırasında trabeküllerin yüzeylerini veya kompakt kısımların iç yüzeylerini eritirler ve kemiğin büyüyebilmesine olanak sağlarlar.

İntersellüler Matriks

Organik ve inorganik matriks içerir. Organik Matriks: Şekilsiz temel madde ve bağ dokusundan oluşur. Bağ doku iplikleri % 95 tip 1 kollagen iplikleri içerir. Şekilsiz temel madde proteoglikan, glikozaminoglikan ve glikoprotein içerir. Glikoprotein ve siyaloprotein kalsiyum bağlanmasında etkilidir. Organik matriks kuru ağırlığın %35-50’sini oluşturur.

İnorganik Matriks: Kuru ağırlığın %50-65’ini oluşturur. %85 kalsiyum fosfat, %10 kalsiyum karbonat ve kalsiyum florid, magnezyum florid, sülfat ve sodyum içerir. Kalsiyum ve fosfor hidroksiapatit kristallerini oluştururlar. Sağlamlığı kollagen iplikler, sertliği ise hidroksiapatit kristaller sağlar. Hidroksiapatit kristallerin etrafındaki su ve iyonlardan oluşan tabaka iyon değişiminde kolaylık sağlar. İhtiyaç duyulduğunda kalsiyum ve fosfor ihtiyacını giderir. Kollagen iplikler gerilmeye karşı dayanıklıdır.

Kemik Zarları

Kemik zarları kemik dokusunun beslenebilmesi, büyüyebilmesi ve onarımı için gerekli ve kemik doku için osteoblast kaynağıdır. Periosteum ve endosteum olmak üzere iki türü vardır.

Periosteum: Kemiklerin eklem kıkırdaklarıyla sarılı uç kısımları hariç diğer kısımlarını örter. Kalın bir tabakadır. Dış tabakası kollagen fibrilleri ve fibroblastları, iç tabakası osteoprojenitör hücreleri içerir. Kemik yapımı sırasında iç tabaka aktiftir. İçinde zengin iç damarları bulundurur ve bu damarlar yardımıyla beslenir.

Endosteum: Kemiğin içindeki boşlukları örten periosteumdan daha ince bir tabakadır. Tek katlı osteoprojenitör hücreler ile az miktarda retiküler bağ dokusundan oluşur. Kemikteki boşluklar bu zarla örtülüdür.

Kemik Oluşumu (Osteogenez, Ossifikasyon)

İntramembranöz Kemikleşme: Yassı kemiklerin mezanşim dokusundan kemik dokusuna dönüşme sürecidir. Mezanşimal hücreler osteoblastlara dönüşerek kemik matriksi salgılanır.

Endokondral Kemikleşme: Kısa ve uzun kemiklerin oluşum sürecidir. Hiyalin kıkırdak, kıkırdak modele ve daha sonra kemik dokuya dönüşür. Son kemik oluşana kadar yapım ve yıkım aşamaları tekrar tekrar gerçekleşir. Mezanşim hücreleri sırasıyla osteoprogenitör hücrelere ve osteoblastlara dönüşür. Osteoblastlar kemik matriksi salgılar ve primer ossifikasyon merkezi şekillenir. Kemikleşme bölgesi epifizlerde devam eder.

Uzun kemiklerde büyüme: Epifiz plağı denilen disk sayesinde gerçekleşir. Epifiz plağı; dinlenme bölgesi, çoğalma bölgesi,hipertrofik bölge, kalsifikasyon bölgesi ve ossifikasyon bölgesini içerir. Büyüme sonunda kıkırdak hücrelerin çoğalması yavaşlayarak durur ve epifiz kıkırdağı yok olur.

Kemik Doku Üzerine Etkili Hormonlar: Hipofiz kemiğin enine ve boyuna büyümesinden, paratiroitten salgılanan parathormon osteoklastların artmasını, tiroidden salgılanan kalsitonin osteoklastların üretiminin yavaşlamasını sağlar. Ayrıca östrojen ve testesteron da etkilidir.

Kemik Dokuyla Beslenmenin Etkisi: Canlının tükettiği protein ve kalsiyum kemik gelişimini doğrudan etkiler. Protein kollagen sentezinde gereklidir. Yetersiz kalsiyum tüketimi kalsifikasyonda düzensizliğe neden olur, yıkım miktarını yapımın önüne geçirir. Çocuklarda raşitizm, yetişkinlerde osteomalazi ve yaşlılarda osteoporosise neden olur. D vitamini kalsiyum ve potasyum emilimi için gereklidir. A vitamini kemikte yıkım ve yapımı dengede tutar ve osteoblast ve osteoklast etkileşimini düzenler. C vitamini eksikliği mezanşimel kökenli dokularda bozulmalara, bağ dokusunun hücrelerarası maddesinin sentezlenmesinin engellenmesine neden olur. Kemik gelişimi ve sağlığı beslenme dışında güneş ışığı, hormonlar ve fiziksel egzersizlere bağlıdır.

Atrofi: Kemiğin kullanım sonucunda zayıflaması ve küçülmesidir.

Hipertrofi: Kemik kütlesinde büyüme ve irileşmedir.

Kemik dokudaki Kan, Lenf ve Sinir Ağı: Periosteumda damar ve sinirlerden oluşan yoğun bir ağ bulunur. Lenf damarları sadece periosteumda bulunur. Kan damarları Volkmann kanallarından girip Haver kanallarıyla kemiğin içine yayılır. Duyu sinirleri damarlarla birlikte girerek endosteumda, ilik boşluğunda ve epifiz bölgelerinde ağ oluşturur.