Информации

Ова е коската на кое животно? И која коска?

Ова е коската на кое животно? И која коска?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

па оваа коска е пронајдена на градилиште во Париз и се прашував од кое животно потекнува?


38.2: Коска

  • Придонесено од OpenStax
  • Општа биологија на OpenStax CNX
  • Класифицирајте ги различните типови на коски во скелетот
  • Објаснете ја улогата на различните типови на клетки во коските
  • Објаснете како се формира коската за време на развојот

Коската, или коскеното ткиво, е сврзно ткиво што го сочинува ендоскелетот. Содржи специјализирани клетки и матрица од минерални соли и колагенски влакна.

Минералните соли првенствено вклучуваат хидроксиапатит, минерал формиран од калциум фосфат. Калцификацијата е процес на таложење на минерални соли на матрицата на колагенските влакна што го кристализира и стврднува ткивото. Процесот на калцификација се јавува само во присуство на колагенски влакна.

Коските на човечкиот скелет се класифицираат според нивната форма: долги коски, кратки коски, рамни коски, шиени коски, сезамоидни коски и неправилни коски (Слика (PageIndex<1>)).

Слика (PageIndex<1>): Прикажани се различни типови на коски: рамни, неправилни, долги, кратки и сезамоидни.

Долгите коски се подолги отколку широки и имаат вратило и два краја. Дијафизата, или централното вратило, содржи коскена срцевина во шуплината на коскената срцевина. Заоблените краеви, епифизите, се покриени со зглобна 'рскавица и се полни со црвена коскена срцевина, која произведува крвни зрнца (Слика (PageIndex<2>)). Повеќето од коските на екстремитетите се долги коски, на пример, бедрената коска, тибија, улна и радиус. Исклучоци од ова ги вклучуваат пателата и коските на рачниот зглоб и глуждот.

Слика (PageIndex<2>): Долгата коска е покриена со зглобна 'рскавица на двата краја и содржи коскена срцевина (прикажано со жолто на оваа илустрација) во шуплината на коскената срцевина.

Кратки коски, или коцкасти коски, се коски со иста ширина и должина, што им дава форма на коцка. На пример, коските на рачниот зглоб (карпалите) и глуждот (тарсалите) се кратки коски (Слика (PageIndex<1>)).

Рамните коски се тенки и релативно широки коски кои се наоѓаат таму каде што е потребна обемна заштита на органите или каде што се потребни широки површини на прицврстување на мускулите. Примери за рамни коски се градната коска (коска на дојката), ребрата, скапулата (лопатките на рамениците) и покривот на черепот (Слика (PageIndex<1>)).

Неправилните коски се коски со сложени форми. Овие коски може да имаат кратки, рамни, засечени или набраздени површини. Примери за неправилни коски се пршлените, коските на колкот и неколку коски на черепот.

Сусамоидните коски се мали, рамни коски и се обликувани слично на семето од сусам. Пателите се сезамоидни коски (Слика (PageIndex<3>)). Сесамоидните коски се развиваат во тетивите и може да се најдат во близина на зглобовите на колената, рацете и стапалата.

Слика (PageIndex<3>): Пателата на коленото е пример за сезамоидна коска.

Стутурните коски се мали, рамни коски со неправилна форма. Тие може да се најдат помеѓу рамните коски на черепот. Тие се разликуваат по број, форма, големина и положба.


Содржина

Дел I
Основни принципи
А. Клеточна биологија

Поглавје 1:
Структура, моделирање и ремоделирање на коските / Големината и обликот на коската како место на метаболичка коскена активност
Его Симан

Поглавје 2:
Биомеханика на коските
Елиза Морган

Поглавје 3:
Ембрионски развој на коските и молекуларна регулација на интрамембранозно и ендохондрално формирање на коските
Ендрју Караплис

Поглавје 4:
Мезенхимални матични клетки и засилувач на остеобластната лоза
Џејн Обин

Поглавје 5:
Транскрипциона контрола на диференцијација и функција на остеобласт
Торстен Шинке

Поглавје 6:
Wnt сигнализација и коска
Марк Џонсон

Поглавје 7:
Склеростин и коски
Рутгер ван Безујен

Поглавје 8:
Остеоцитите
Џенеке Клајн-Нуленд

Поглавје 9:
Клетките на коските: Генерација на остеопласти
Тацуо Суда

Поглавје 10:
Функција на остеокласт: биологија и механизми
Калерво Ваананен

Поглавје 11:
РАНК Сигнализација
Хироши Таканајаги

Поглавје 12:
Регулирање на ресорпција на коските
Роланд Барон

Поглавје 13:
Апоптоза во коскените клетки
Ставрос Манолагас

Поглавје 14:
Експресија на скелетни гени во нуклеарни микросредини
Гери Стајн

Поглавје 15:
Тип I Колаген: Структура, синтеза и регулација
Беноа де Кромбриж

Поглавје 16:
Вкрстено поврзување на колаген и метаболизам
Сајмон Робинс

Поглавје 17:
Протеогликани со матрикс на коските и засилувачи на гликопротеини
Памела Роби

Поглавје 18:
Остеопонтин
Масаки Нода

Поглавје 19:
Протеинази на коските
Никола Партриџ

Поглавје 20:
Интегрини и други молекули за прицврстување на клеточната површина на коскените клетки
Мајкл Хортон

Поглавје 21:
Меѓуклеточни спојки и клеточно-клеточна комуникација во скелетниот систем
Роберто Цивители

В. Ремоделирање на коските и минерална хомеостаза

Поглавје 22:
Хистоморфометриска анализа на ремоделирање на коските
Дејвид Демпстер

Поглавје 23:
Хомеостаза на фосфор и нарушувања поврзани со засилување
Марк Дрезнер

Поглавје 24:
Хомеостаза на магнезиум
Роберт Руд

Поглавје 25:
Метали во коските: алуминиум, бор, кадмиум, хром, олово, силикон и засилувач
Феликс Бронер

Поглавје 26:
Биологија на екстрацелуларниот Ca2+-сензорски рецептор
Едвард Браун

Поглавје 27:
Рецептори за паратироиден хормон (PTH) и протеини поврзани со PTH
Џон Потс

Поглавје 28:
Паратироиден хормон - молекуларна биологија
Хенк Кроненберг

Поглавје 29:
Интеракции на паратироиден хормон-рецептор
Мајк Розенблат

Поглавје 30:
Дејство на паратироиден хормон врз васкулатурата и кардиоваскуларниот систем
Џон Билезикијан

Поглавје 31:
Васкуларните и кардиоваскуларните дејства на PTH
Џон Билезикијан

Поглавје 32:
PTH и PTHrP Дејства на бубрезите и коските
Питер Фридман

Поглавје 33:
Физиолошки дејства на паратироиден хормон и протеини поврзани со PTH
Џон Висолмерски

Поглавје 34:
Васкуларни, кардиоваскуларни и невролошки дејства на протеинот поврзан со паратироидната жлезда
Томас Клеменс

Поглавје 35:
Структури на нуклеарен рецептор на витамин Д (VDR) и плазма витамин Д-врзувачки протеин (DBP) и преференции во форма на лиганд за геномски и брзи биолошки реакции
Тони Норман

Поглавје 36:
Регулатива за гените на витамин Д
Силвија Кристакос

Поглавје 37:
Фотобиологија и некалцемично дејство на витаминот Д
Мајк Холик

Поглавје 38:
Структура на калцитонин и молекуларна биологија на рецепторот на калцитонин / Семејство и рецептори на гените на калцитонин: структура, молекуларна биологија и ефекти
Боб Гагел

Поглавје 39:
Пептид поврзан со амилин и ген на калцитонин
Џил Корниш

Д. Други системски хормони кои влијаат на метаболизмот на коските

Поглавје 40:
Естрогени и засилувачи на прогестини
Расел Тарнер

Поглавје 41:
Фармакологија на селективни модулатори на естрогенски рецептори
Хенри Брајант

Поглавје 42:
Механизми на дејство на естроген во коските
Роберто Пацифичи

Поглавје 43:
Тироиден хормон и засилувач на коските
Пола Стерн

Поглавје 44:
Клинички и основни аспекти на глукокортикоидно дејство во коските
Барбара Крем

Поглавје 45:
Ефекти на дијабетес и засилувач на инсулинот врз физиологијата на коските
Јохан Верхеге

Поглавје 46:
Андрогени: Рецепторна експресија и стероидно дејство во коските
Кристин Вирен

Поглавје 47:
Кинини и невро-остеогени фактори
Улф Лернер

Поглавје 48:
Регулирање на ремоделирање на коските со централни и периферни нервни сигнали
Патриша Дуси

Поглавје 49:
Фактори за раст слични на инсулин и протеините за врзување на ИГФ: импликации за коскената биологија
Клиф Розен

Поглавје 50:
Фактор на раст добиен од тромбоцити и засилување на скелетот
Ернесто Каналис

Поглавје 51:
Фактор на раст на фибробластите (FGF) и фамилии на рецептори на FGF во коските
Марја Харли

Поглавје 52:
Фактор на васкуларен ендотелијален раст и остеогено-ангиогено спојување
Двајт Таулер

Поглавје 53:
Трансформирачки фактор на раст-â
Сара Далас

Поглавје 54:
Коскени морфогенетски протеини и скелет
Вики Розен

Поглавје 55:
Коскени морфогенетски протеински рецептори и засилувачки дејства
Кохеи Мијазоно

Поглавје 56:
Колонија-стимулирачки фактор-1
Вили Хофстетер

Поглавје 57:
Локални регулатори на коските: IL-1, TNF, лимфотоксин, интерферон-?, IL-8, IL-10, IL-4, семејството LIF/IL-6 и дополнителни цитокини
Марк Хоровиц

Поглавје 58:
Простагландини и засилувач на метаболизмот на коските
Керол Пилбим

Дел II
Молекуларни механизми на метаболичко заболување на коските

Поглавје 59:
Скелетни ефекти на азотен оксид: нов агенс за остеопороза
Сунил Вималаванса

Поглавје 60:
Молекуларна основа на прекумерна експресија на PTH
Енди Арнолд

Поглавје 61:
Фамилијарна бенигна хипокалциурична хиперкалцемија и неонатален примарен хиперпаратироидизам
Гада ЕИ-Хаџ Фулеихан

Поглавје 62:
Мултипна ендокрина неоплазија Тип I
Марија Луиза Бранди

Поглавје 63:
Пептид поврзан со паратироиден хормон и други системски фактори во скелетните манифестации на малигнитет
Дејвид Голцман

Поглавје 64:
Локални фактори во малигнитет на скелетот
Грег Мунди

Поглавје 65:
Генетска регулација на развојот на паратироидните жлезди
Раџ Такер

Поглавје 66:
Метафизеална хондродисплазија на Јансен и смртоносна хондродисплазија на Бломстранд: две генетски нарушувања предизвикани од мутации на PTH/PTHrP рецептори
Харалд Јупнер

Поглавје 67:
Болести кои произлегуваат од дефекти на G протеинот Gs
Ли Вајнштајн

Поглавје 68:
Бубрежна остеодистрофија – патогени механизми и терапевтски опции
Бил Гудман

Поглавје 69:
Osteogenesis Imperfecta
Дејвид Роу

Поглавје 70:
Наследни недостатоци во дејството на витаминот Д
Ури Либерман

Поглавје 71:
Онкогена остеомалација
Сузан Јан де Бер

Поглавје 72:
Остеопетроза
Линдон Ки

Поглавје 73:
Хипофосфатазија: Прозорец на природата за функцијата на алкалната фосфатаза кај луѓето
Мајкл Вајт

Поглавје 74:
Болест на коските на Paget'
Фред Сингер

Поглавје 75:
Генетски детерминанти на коскената маса и остеопоротична фрактура
Стјуарт Ралстон

Поглавје 76:
Патофизиологија на остеопороза
Билезикијан, Раис, Мартин

Поглавје 77:
Евалуација на ризикот за фрактура на остеопороза
Стјуарт Силверман

Дел III
Фармаколошки механизми на терапевтика

Поглавје 78:
Паратироиден хормон
Дејв Ханли

Поглавје 79:
Калциум
Роберт Хини

Поглавје 80:
Лекови кои делуваат на калцимиметици и калцилитици на рецепторот на калциум
Едвард Немет

Поглавје 81:
Бифосфонати: Механизми на дејство
Греам Расел

Поглавје 82:
Фармакологија на естрогените кај остеопорозата
Роберт Линдзи

Поглавје 83:
Аналози на витамин Д и засилувач
Гленвил Џонс

Поглавје 84:
Естрогенски ефекти врз коските во машкиот скелет
Луиџи Џенари

Поглавје 85:
Механизми на ефектите од вежбањето врз квантитетот и квалитетот на коските
Клинт Рубин

Дел IV
Методи за истражување на коските

Поглавје 86:
Примена на трансгенски глувци за проблеми со скелетните коски
Стивен Кларк

Поглавје 87:
Биохемиски маркери на метаболизмот на коските
Маркус Зајбел

Поглавје 88:
Методи и клинички прашања во коскената дензитометрија
Глен Блејк

Поглавје 89:
Контроверзни прашања во коскената дензитометрија
Пол Милер

Поглавје 90:
Макро и микро слика на коскена архитектура
Клаус Енгелке, Свен Преврхал и Хари К. Генант


Биологија на коските

Структура на коските

Коската не е хомогено цврста, но е распоредена од живи коскени клетки поставени во биоминерална средина. Всушност, коската е дизајнирана со зацврстување на овој медиум во близина на заплетканите клетки. Самата коска вклучува главно колагенски влакна и неоргански минерал на коските во форма на мали кристали (Ускоковиќ и сор. 2019).

Коскени клетки и матрица

Биоминералната средина на коските содржи околу 30% органски и 70% неоргански сегменти (Wang et al. 2019). Речиси, 90% од овој органски сегмент е колаген, додека резидуалните 10% беа претежно не-колагенски протеини, липиди, молекули на протеогликани, остеопонтин (OPN) и други протеини од коскената матрикс (Hu et al. 2019). Протеините на коскената матрикс играат витална улога во механичката сила и карактеристиките на лепењето на ткивото. Во принцип, минералната фаза на коската е хексагонален хидроксиапатит (HA) кристал (Qiu et al. 2019). Хемиската формула на кристалниот HA е Ca10(ПО4)6(ОХ)2 (Türk et al. 2019), каде што површинското врзување и електростатските интеракции се поврзани со присуството на Ca 2+ и (PO4) 3− (Самаведи и сор. 2013). Кристалите на HA се организирани паралелно со долгите оски на колагенските влакна со самосклопување на колагенски тројни спирали (Wang et al. 2012).

Коскени клетки

Покрај минерализираната коскена средина, коскените клетки се дополнително критични за функцијата на коските. Коските се одговорни за неколку улоги во телото кои содржат механички функции (заштита, облик, движење и движење), синтетички функции (синтеза на крвни зрнца) и метаболички функции (складирање минерали, регулирање на калциум и фосфат, складирање на масти и улога во киселина- основна рамнотежа). Четирите најважни клетки, вклучувајќи: остеогени, остеобласти, остеоцити и остеокласти (заедно препознаени како основна повеќеклеточна единица (BMU)) содржани во регенерацијата и структурата на коските се прикажани на Сл. 1 (Kular et al. 2012).

Во коскеното ткиво се наоѓаат четири типа на клетки, вклучувајќи остеогени клетки, остеоцити, остеокласти и остеобласти (Behzadi et al. 2017)

Остеобластите се добиени од остеопрогениторни клетки од мезенхимално потекло во коскената срцевина и другите сврзни ткива. Тие се диференцираат и размножуваат во остеобласти пред формирањето на коските, стимулирани преку коскените морфогенетски протеини (BMPs). Овие клетки се одговорни за растење или ремоделирање на коските (Standring 2016). Исто така, нивните улоги се синтеза, таложење и минерализација на коскената матрица со производство на протеинска мешавина наречена остеоид. Зрелите остеобласти може да се претворат во слој од кубоидни клетки, кои можат да подлежат на апоптоза или да станат остеоцити и клетки со обвивка на коските (Sikavitsas et al. 2001).

Остеоцитите се најзастапениот клеточен тип во коскеното ткиво (Noble и Reeve 2000). Тие се опишани со морфологија во облик на ѕвезда. Остеоцитите се добиени од MSC кои се подложени на остеобластична диференцијација. Ова се неактивни остеобласти кои се заробени во коската што ја создале. Тие одржуваат врски со други остеоцити и остеобласти. Тие се од витално значење за комуникација во коскеното ткиво. Понатаму, откриено е дека остеоцитите реагираат на неколку биохемиски сигнални патишта и придонесуваат за регулирање на хомеостазата на калциум и фосфат. Неисправноста на растот на клетките на остеоцитите доведува до кршливост на коските и може да резултира со остеопороза (Standring 2016 Teti 2011).

Клетките на обвивката на коските се неактивни остеобласти кои се наоѓаат на коскените површини (Franz Odendaal et al. 2006). Поставувачките клетки играат значајна улога во спојувањето на коскената ресорпција со формирањето на коските и во хемостазата на калциум и во остеокластичната диференцијација. Тие, исто така, делуваат како пречка што го избегнува директниот интерфејс меѓу остеокластите и коскената матрица (Luginbuehl et al. 2004).

Остеокластите се големи клетки со повеќе од едно јадро кои се разликуваат од хематопоетската лоза. Нивната работа е да рушат коска (Boyle et al. 2003). Тие ослободуваат ензими и киселини за да ги растворат минералите во коските и да ги варат. Овој процес се нарекува ресорпција. Остеокластите помагаат во обновувањето на повредените коски и создаваат патишта низ кои поминуваат нервите и крвните садови. Неправилностите во остеокластичната активност разликуваат болести како што се остеопороза (зголемена активност на остеокластите) и остеопетроза (Kular et al. 2012 Standring 2016).

Механизам за поправка на коските

Регенерацијата на фрактура на коските е повеќеделна, уредена, реформативна процедура која содржи витален број на прогениторни клетки заедно со воспалителни, ендотелијални и хематопоетски клетки. Процедурата за реставрација на коските има три пресечни фази: воспаление, производство на коски и ремоделирање на коските (Schindeler et al. 2008). Воспалението започнува веднаш откако ќе се скрши коската и продолжува повеќе од неколку дена. Штом коската е скршена, доаѓа до крварење во регионот, што резултира со воспаление и коагулација на крвта на местото на кршење (Sikavitsas et al. 2001). Ова е одговорно за примарна основна сила и основа за формирање на нова коска. Производството на коски започнува откако коагулираната крв формирана од воспаление ќе биде заменета со фиброзно ткиво и 'рскавица (препознаена како мек калус). Како што расте регенерацијата, мекиот калус се менува со тврда коска (идентификувана како тврд калус), што е забележливо на рендгенските снимки неколку недели по фрактурата. Ремоделирањето на коските, крајната фаза на заздравување на коските, продолжува повеќе од неколку месеци. При регенерација, коската се регенерира во форма и се претвора во кондензирана, враќајќи се во својата првобитна форма (Dimitriou et al. 2005). Понатаму, циркулацијата на крвта во регионот напредува. Откако ќе следи соодветно средство за обновување на коските, носењето тежина инспирира заздравување на коските. Накратко, фазите на поправка на фрактура на коските се претставени на сл. 2.

Фази на поправка и ремоделирање на фрактури на коските


2 МОЛЕКУЛАРЕН МЕХАНИЗАМ НА ОСТЕОПОРОЗА

Остеопорозата е најчеста болест за ремоделирање на коските, и како резултат на зголемениот ризик од фрактури на кршливост е голема загриженост (Pouresmaeili et al., 2018). Имено, ризикот од фрактура се удвојува со секои 10% од изгубената коскена маса (Rodan & Martin, 2000). Се проценува дека бројот на луѓе кои доживеале фрактура на колкот во Соединетите Држави ќе достигне над 6,26 милиони до 2050 година, што резултира со драматично висок морбидитет и трошоци за здравствена заштита (Gullberg et al., 1997). Во Кина, моментално има над 60 милиони лица дијагностицирани со остеопороза, а преваленцата се проценува на 6,49% и 29,13% за мажи и жени на возраст од 50 години или постари, соодветно (Zeng et al., 2019). Со оглед на огромниот социјален и економски товар поврзан со остеопорозата, постои итна потреба за подобро разбирање на молекуларниот механизам кој лежи во основата на остеопорозата, што може да обезбеди научна основа за развој на поефикасни терапии.

2.1 Митохондријална дисфункција и оксидативен стрес

Неодамнешните клинички и претклинички студии на животни покажаа поврзаност помеѓу зголеменото митохондријално оштетување и остеопоротичното губење на коскената маса (Trifunovic & Larsson, 2008 Trifunovic et al., 2004 Varanasi et al., 1999). Глувците на кои им недостасува HTRA2/OMI, митохондријална аденозин трифосфат (ATP) независна серинска протеаза, покажаа покачени бришења на mtDNA и тешка остеопороза (Kang et al., 2013). Оштетеното производство на АТП, предизвикано од дисфункционалниот ген на митохондријалниот транскрипциски фактор А (Tfam), доведе до зголемена коскена ресорпција (Miyazaki et al., 2012). Митофагијата и одговорот на разоткриениот протеин (UPR mt) се важни за митохондријалната хомеостаза (Fang et al., 2014 Mouchiroud et al., 2013b), додека нивното нарушување доведува до сериозно губење на коскената маса, што е тесно поврзано со нарушена митохондријална функција (Wanget сор., 2020 Заинабади, Лиу, Калдвел и др., 2017).Понатаму, ин витро клеточните и ин виво студиите на животни покажаа врска помеѓу реактивните видови кислород (ROS) добиени од митохондриите и остеопорозата (Manolagas, 2010 Treiber et al., 2011 Yang et al., 2014). Скелетните промени кај старечките глувци беа придружени со прогресивно зголемување на нивоата на ROS во коскените ткива (Almeida et al., 2007), што може негативно да влијае на преживувањето и диференцијацијата на остеобластите и остеоцитите од нивните соодветни прогениторни клетки. Глувците со дефицит на хомозиготна супероксид дисмутаза 2 (SOD2) во сврзното ткиво (воспоставен со Col1α2-Cre) покажаа намалена коскена минерална густина (BMD) поврзана со зголемени нивоа на ROS (Treiber et al., 2011). Специфичното бришење на SOD2 во остеоцитите предизвика забележително губење на коскената маса на начин зависен од возраста, што беше поврзано со намалениот број на остеоцити и дезорганизацијата на каналикуларните мрежи на остеоцитите што произлегуваат од зголемените нивоа на ROS (Kobayashi et al., 2015). Високо ниво на водород пероксид (H2О2) во остеобластните клетки резултираше со апоптоза и иницирана остеопороза со нарушување на формирањето на остеобластите (Treiber et al., 2011 Yang et al., 2014). Спротивно на тоа, акумулацијата на ROS индуцираше пролиферација на остеокластите и ја олесни диференцијацијата на остеокластите (Baek et al., 2010 Bartell et al., 2014 Garrett et al., 1990 Treiber et al., 2011 Yang et al., 2014). Губењето на функцијата О (FoxO) кај остеокластите кај глувците го зголеми бројот на остеокласти и резултираше со губење на коскената маса поради акумулација на интрацелуларен H2О2 (Bartell et al., 2014). Слабеење на H2О2 генерирањето во клетките од лозата на остеокластите (со користење на лизозим М промотор) го укина губењето на кортикалната коска по овариектомија (OVX) со намалување на бројот на остеокластите (Ucer et al., 2017). Колективно, факторите кои ја модулираат митохондријалната функција и антиоксидантната одбрана може да бидат потенцијални цели за интервентен третман или превенција на остеопорозата.

2.2 Клеточно стареење

Различни интра- и екстрацелуларни стресови, како што се оштетување на ДНК, онкогени навреди, реактивни метаболити и протеотоксичен стрес, доведуваат до стареење на клетките (LeBrasseur et al., 2015 Swanson et al., 2013 Tchkonia et al., 2013 Zhu et al., 2013 Zhu et al. 2014), во која клетките престануваат да се делат, подлежат на различни генетски и фенотипски промени и развиваат секреторен фенотип поврзан со стареењето (SASP Blasco et al., 2013 Campisi, 2013). SASP се карактеризира со секреција на проинфламаторни цитокини, хемокини и протеини кои ја разградуваат екстрацелуларната матрица, кои имаат штетни паракрини и системски ефекти (Acosta et al., 2013 Coppé et al., 2010 Nelson et al., 2012 Xu, Palmer , et al., 2015). Со лачење на штетни фактори на соседните клетки, SASP индуцира клеточно стареење во нормалните клетки во непосредна близина на старечките клетки преку ефектот на случаен случај (Nelson et al., 2012). Намалување на бројот на старечки клетки со било кој генетски (МАСТИЛО-ATTAC трансгенски глувци) или фармаколошки (долгорочен сенолитички третман) клиренс на стр16 Се покажа дека старечките клетки кои изразуваат мастило 4a го продолжуваат животниот век и го спречуваат развојот на повеќекратни коморбидитети поврзани со стареењето и кај предвремено и кај природно остарените глувци (Baker et al., 2011 Roos et al., 2016 Xu, Palmer, et al. , 2015 година). Една неодамнешна студија која ги споредувала млади (6-месечни) и стари (24-месечни) глувци покажа дека остеоцитите и миелоидните клетки се двете главни старечки клетки во коскената микросредина (Farr et al., 2016). Зголеменото стареење на остеоцитите беше дополнително потврдено со друга студија која покажа поголема експресија на маркерите на стареење γH2AX и p16 Ink4a, и неколку SASP маркери во остеоцитите кај 21-месечно дете во споредба со нивните нивоа на изразување кај глувците на возраст од 7 месеци (Piemontese et ал., 2017). Последователна студија од истата група покажа слични наоди кај остеопрогениторите. Поточно, намален број на остеопрогениторни клетки кои изразуваат остерикс (Osx) беа забележани со зголемување на возраста кај глувците и беа поврзани со зголемена експресија на маркери за стареење (Ким, Чанг, и сор., 2017). Понатаму, стромалните клетки на коскената срцевина од стари глувци, исто така, покажаа зголемена експресија на гените SASP (Ким, Чанг, и сор., 2017 Sui et al., 2016). Покрај овие наоди за клеточното стареење при губење на коскената маса поврзана со возраста, зголеменото стареење на клетките во коскените клетки исто така беше поврзано со индуцирана од глукокортикоиди (Leclerc et al., 2004 Li et al., 2012) и индуцирана од истовар (Okazaki et al. ., 2004 Sakai et al., 2002) губење на коскената маса. Причинската врска помеѓу клеточното стареење и губењето на коскеното ткиво поврзано со возраста беше потврдено со поголемата коскена маса и јачина забележана кај постари глувци по елиминацијата на старечките клетки во коскеното ткиво со активирање на трансдуцирани гени за самоубиство или со администрирање на сенолитици или JAK инхибитор (Farr et al. ., 2017 Ким, Чанг и др., 2017 година). Предложено е дека секрецијата на факторот поврзан со SASP од остеобластите и остеоцитите во стареење може да доведе до зголемена коскена ресорпција и намалено формирање на коските. Така, таргетирањето на остеоцитите во стареење претставува нов третман за губење на коскената маса поврзана со возраста. Понатаму, застојот на клеточниот циклус е дел од клеточното стареење, што ја ограничува остеобластната диференцијација на скелетните прогениторни клетки и придонесува за губење на коскената маса поврзана со возраста (Wang et al., 2012). Потребни се идни длабински студии за да се истражат механизмите со кои клеточното стареење може да влијае на ремоделирањето на коските. Со оглед на тековните докази кои покажуваат корисни ефекти, елиминирањето на остарените клетки во коскената микросредина претставува нова стратегија која потенцијално може да се користи за превенција и третман на остеопороза.

2.3 Воспаление

Под влијание на доживотно изложување на хронично антигенско оптоварување и оксидативен стрес за време на стареењето, различни цитокини, вклучувајќи интерлеукин 6 (IL-6), тумор некроза фактор алфа (TNF-α) и интерлеукин 1 (IL-1), се покачени и играат директна улога во патогенезата на болестите поврзани со возраста, вклучително и атеросклероза, Алцхајмерова болест и дијабетес (Bruunsgaard, 2002 Ferrucci & Fabbri, 2018 Sarkar & Fisher, 2006 Yuan et al., 2019). Неодамнешните нови докази сугерираат дека остеопорозата и другите нарушувања поврзани со возраста може, до одреден степен, да се сметаат за воспалителни болести (Arron & Choi, 2000 Lorenzo, 2000). Клиничките студии објавија поврзаност помеѓу зголемен ризик од развој на остеопороза и воспалителни состојби, како што се ревматоиден артритис, анкилозен спондилитис и воспалителна болест на цревата (Bultink et al., 2005 Haugeberg et al., 2004 Mikuls et al., 2005 Mitra et al., 2000 Moschen et al., 2005). Воспалителните цитокини, како што се TNF-α, IL-1 и IL-6, се покачени и играат критична улога во овие состојби (Ishihara & Hirano, 2002 Manolagas & Jilka, 1995 Moschen et al., 2005). Поточно, гореспоменатите цитокини промовираат диференцијација и активирање на остеокластите, што е поврзано со забрзано губење на коскената маса кај различни коскени нарушувања, вклучувајќи постменопаузална остеопороза, Паџетова болест и идиопатска остеопороза (Kim et al., 2009 Manolagas & Jilka, 55, 19, 19). 2005 Pacifici et al., 1989 Wei et al., 2005 Yun & Lee, 2004). Кај жените, најчеста причина за постменопаузална остеопороза е намалувањето на естрогенот, што резултира со покачени нивоа на проинфламаторни и про-остеокластични цитокини (Ershler et al., 1997 Liu et al., 2005 Pfeilschifter et al., 2002 Scheidt-N et al., 2001). Овие наоди го поддржуваат набљудувањето дека воспалението може да има значително влијание врз обновувањето на коските и да придонесе за развој на остеопороза.


Идентификација на коските - човек или животно

Здраво, Додека одев во близина на езеро во Кембриџшир, Англија, ја најдов коската на приложените слики. Бев малку загрижен дека можеби е човек затоа што е премногу голем за повеќето мали животни, премногу нежен за домашните животни, додека е отприлика вистинската должина и изглед (за моето ненаучено око) за коска од човечка рака или нога.

Ова изгледа како радиус, иако со оглед на должината (скоро 13 инчи) и некружната форма на главата, јас сум прилично уверен да кажам дека ова НЕ е човек. Тоа рече дека сум запнат за какви животни се ова! Премногу е деликатно и копнее по крава и иако не сум анатом, не изгледа како што треба за елен. Се надевам дека по празниците некој ќе се најави и ќе го идентификува - јас сум заинтригиран како тебе.

[АЖУРИРАЈ]
Повторно гледајќи го ова, можно е двата краја да се еродирани или оштетени, па може да изгледа необично. Должината сè уште ме мачи, но сега се прашувам дали ова е човечко и ако да, тогаш е неодамнешно. Мислам дека е најдобро да се погреши на претпазливост и да се однесе во полициска станица, која пак ќе ја прегледа форензичарите и ако треба да се тестира за да се потврди дали е човек.

Објавете повторно и известете ни го исходот!

Дополнително на коментарот на Дејв, оваа коска е хумерус на лебед или гуска, па затоа не би се грижам премногу. Птичјиот хумери има многу поинаков облик од оној на цицачот и лесно е да се исфрли од обликот на проксималниот крај.

Најкорисен Паоло. Не ми ни падна на памет да помислам на птица на 13 инчи. Како што велиш има многу мала сличност со хумерус на цицачи - чудото на еволуцијата/селекцијата!

Бидејќи сум човечки анатом, можам да кажам дека ова, без сенка на сомнеж, не е човек. Но, тогаш и не изгледа многу цицач. Бев запнат, па прашав пријател ветеринар анатом кој се согласува со Паоло - тоа е лебед хумерус. Еве корисна база на податоци за анатомија на птици за да го докаже тоа:


Лилјаци, коски и биологија

Дали има вампирски лилјаци кои чекаат да ви ја испијат крвта? Дали имаме смешна коска во нашето тело? Ова се само неколку од работите д-р биологија и неговите гости Ребека Фишер и Елизабет Хејген зборува за оваа емисија. Можете дури и да слушате вистински брборења со лилјаци.

Тема Временски код
Вовед 00:00
Дали лилјаците пијат крв и што јадат? [вампирски лилјаци] 02:18
Големина на лилјак. [Лилјаци од бумбари и летечка лисица] 04:11
Дали лилјаците се слепи? 05:29
Како лилјаците пловат ноќе? [ехо локација] 05:53
Ултразвучни звуци 07:05
Слушајте два звуци на повици на лилјак - 07:31
Дали другите животни слушаат повици на лилјаци? 09:34
Зошто ни се потребни лилјаци? Каков би бил светот со лилјаци? 09:48
Колку видови лилјаци има во светот? 10:25
Еден од лилјаците со странец. 10:33
Што е различно со скелетите на лилјаците и зошто тие се единствените цицачи што летаат? 11:08
Што прават нашите коски за нас? 13:15
Што прави палеонтолог? 15:17
Која е најголемата коска или скелет што сте ја проучувале? 16:00
Која е најголемата коска од кое било животно? 16:46
Која е најмалата коска од кое било животно? 17:14
Дали имаме смешна коска? 18:13
Лесен начин да запомните колку коски има во скелетот на возрасен човек. 19:44
Што се случи со сите дополнителни коски што ги имаме кога ќе се родиме? [рскавица и врска - сврзно ткиво] 20:17
Што е 'рскавица, а што коска? 22:35
Што е потребно за да имате навистина силни коски? [млеко - млечни производи - витамин Д] 23:26
Три прашања - кога првпат знаевте дека сакате да бидете научник? 24:04
Што би правеле или би биле ако не можете да бидете биолог? 26:15
Каков совет имаш за некој што сака да биде биолог? 27:25
Одјавување - Статија со лилјак - страница за боење Јо-Јо скелет 29:38

Преземете го транскриптот PDF

д-р биолог: Ова е Ask-a-Biologist, програма за живиот свет, а јас сум д-р биологија. Денес, се упативме кон светот што некои би можеле да го кажат или да го наречат плашлив, исполнет со лилјаци [звучни ефекти], коски, [звучни ефекти] и за ова шоу, биологијата зад нив.

Секако, можеме да помислиме на секакви морничави работи. Кога ќе дојде октомври, не можете да помогнете. На крајот на краиштата е Ноќта на вештерките, совршено време да размислите за лилјаците кои летаат во воздухот и скелетите кои излегуваат од плакарот. Тоа исто така прави совршено шоу. Имаме двајца научници во студиото денес кои ќе можат да додадат малку биологија на вашиот трик оваа година. Едната е експерт за лилјаци, додека другата е голема за коски, а во нејзиниот случај, исто така, проучува некои навистина големи коски.

Ребека Фишер е член на факултетот на Факултетот за животни науки и исто така еден од факултетите на Медицинскиот колеџ на Универзитетот во Аризона, Феникс, во партнерство со Државниот универзитет во Аризона. Тоа е залак, знам.

Како дел од нејзиното истражување, таа ги проучувала скелетите на нилските коњи и црвените панди. Ако некогаш сте го виделе нилскиот коњ, можете да замислите колку се големи некои од тие коски. Сакам да дознаам само што научила и зошто можеби сакаме да ги проучуваме скелетите на животните.

Мојот друг гостин е Бет Хејген, дипломиран студент исто така на Факултетот за животни науки. Бет троши многу време проучувајќи го единствениот цицач што може да лета: лилјаците. Секако, постојат животни како птици и инсекти кои можат да летаат, но лилјаците се единствените цицачи кои можат да летаат. Денес, можеме да откриеме дали лилјаците се навистина слепи и како се движат наоколу ноќе? Бидејќи ова е годишно време за Ноќта на вештерките, што можеме да научиме од скелетот во плакарот? Добредојдовте во шоуто, Ребека.

[звучен ефект - вратата се затвора со удар]

Ребека Фишер: Ви благодарам.

д-р биолог: И Бет, ти благодариме што ни се придружи.

Бет Хаген: Ви благодарам.

д-р биолог: Бет, синоќа го гледав овој филм за вампири, и всушност е смешен, но тој имаше многу лилјаци и знаеш што? Ги натераа да пијат крв. Значи, дали лилјаците навистина пијат крв?

Бет: Повеќето лилјаци всушност јадат инсекти. Некои јадат овошје. Некои дури јадат жаби, птици и риби, но има неколку видови кои јадат крв, или претпоставувам дека треба да кажам пијте крв.

д-р биолог: О, во ред. Дали треба да внимавам кога излегувам навечер да не ми се спушти лилјак и да ми ја пие крвта?

Бет: Воопшто не. Така, трите видови лилјаци кои пијат крв, а исто така треба да ви кажам дека се нарекуваат лилјаци вампири.

д-р биолог: О, совршено за Ноќта на вештерките.

Бет: Точно. Овие лилјаци живеат само во Централна и Јужна Америка.

д-р биолог: Каква крв пијат овие лилјаци?

Бет: Вампирските лилјаци главно одат по добиток, па затоа ќе пијат крв од крави, овци и коњи. Вампирските лилјаци всушност не пијат толку многу крв. Она што го прават е што често одат кај заспаната крава или коњ и прават мала исеченица на стапалото на кравата и пијат малку крв. Обично тоа е помалку од две лажички. Потоа летаат. Па, треба да кажам дека некако се оддалечуваат затоа што се прилично сити откако ќе испијат две лажички крв.

д-р биолог: Во ред, така што две лажички звучат како малку, но ако се толку полни, не смеат да се навистина големи лилјаци.

Бет: Воопшто не се многу големи лилјаци, па две лажички крв за кравата не се ништо. Честопати кравата дури и не се буди кога лилјакот се храни од неа. Но, за лилјакот, тој речиси ја удвојува својата телесна тежина и затоа тешко лета откако ќе ја испи крвта од кравата.

д-р биолог: Зборуваме за овие мали лилјаци. Дали сите лилјаци се мали?

Бет: Не, всушност големината на лилјакот е навистина разновидна. Се разбира, има некои мали лилјаци.

д-р биолог: За колку малку зборуваме?

Бет: Зборуваме со големина на човечки палец. Тоа е навистина мало. Станува збор за лилјаци со пчели и живеат во Тајланд. Овие лилјаци всушност тежат помалку од еден денар.

д-р биолог: Помалку од еден денар, бумбари пчелни лилјаци. Еј, веќе ми се допаѓа името. Што мислиш, Ребека?

Ребека: Дали тоа ги вклучува нивните крилја или само нивните тела?

Бет: Тоа е само нивното тело кога нивните крилја се напикани блиску до нивните тела. Нивниот распон на крилјата е околу шест инчи, така што тие се малку поголеми кога летаат наоколу.

д-р биолог: Гледам. И така, колку се големи тие?

Бет: Најголемиот лилјак на светот е летечката лисица и распонот на крилјата им е шест стапки.

д-р биолог: Шест стапки!

Бет: Шест стапки.

д-р биолог: Уф! Не мислев дека лилјаците станаа толку големи. Дали ти?

Ребека: Не, и мило ми е што никогаш не сум видел толку голем.

Бет: Причината поради која веројатно никогаш не сте виделе е тоа што ова се тропски лилјаци од Стариот свет. Овие лилјаци живеат на места како Австралија, Филипини, Индонезија, такви места. Овде, во Соединетите Држави, нема да гледаме летечки лисици, освен ако не одите во вашата локална зоолошка градина. Можеби имаат некои.

д-р биолог: Сум слушнал и луѓе кои ја користат фразата „тој или таа е слеп како лилјак“. Дали лилјаците се навистина слепи?

Бет: Многу луѓе мислат дека лилјаците се слепи затоа што се активни ноќе. Ова едноставно не е точно. Лилјаците можат да видат доста добро, всушност, некои лилјаци имаат одличен вид.

д-р биолог: Дали би било подобро од нашето?

Бет: За некои лилјаци, тоа може да биде.

д-р биолог: Леле, во ред. Дали тие се заобиколуваат користејќи го својот вид?

Бет: Тие не. Така повторно, лилјаците се активни ноќе и исто како и луѓето, не можеме да видиме во темнината. Ниту лилјаците не можат. Начинот на кој лилјаците се движат ноќе, начинот на кој тие наоѓаат храна и засолниште е дека користат нешто што се нарекува „ехолокација“.

д-р биолог: Во ред, ехолокација. Дали е тоа нешто како сонар?

Бет: Тоа е малку како сонар. Ехолокацијата во основа е процес каде лилјаците произведуваат звучни бранови. Ние ги нарекуваме овие „повици на лилјак“ и звучните бранови се произведуваат во гласовната кутија на лилјакот. Звучните бранови ја напуштаат устата на лилјакот и патуваат во околината. Ако тие звучни бранови удрат во некој предмет - и тој предмет може да биде инсект, дрво, зграда - се создава ехо и тоа ехо отскокнува од објектот и се враќа кај лилјакот. Штом лилјакот ќе го слушне ехото, добива чувство каде се наоѓа тој објект во вселената.

д-р биолог: Леле. Така тие можат да ги слушнат овие ехо. Тоа мора да биде навистина, навистина чувствително.

Бет: Тоа е прилично неверојатно. Другата работа што треба да се запамети за овие повици на лилјаци е дека тие се ултразвучни, што значи дека се на фреквенција над онаа што луѓето можат да ја слушнат. Но, лилјаците можат да ги слушнат. Всушност, повиците што ги упатуваат лилјаците се толку гласни, што кога лилјаците го создаваат повикот, има мускул што им се затвора во увото за да не оглуват со својот повик на лилјаците.

д-р биолог: Интересно е што спомнуваш дека луѓето не ги слушаат лилјаците затоа што се ултразвучни.

Бет: Тоа е точно.

д-р биолог: Затоа, бев љубопитен, правев некои истражувања пред шоуто, главно прашувајќи се како звучат и најдов една од локациите на USGS -- тоа е локацијата на Геолошкиот институт на САД -- и тие имаат многу убави снимки од повици на лилјаци направени со специјален рекордер кој ви овозможува да слушнете како звучи лилјакот. Со нивна дозвола, мислев дека би било забавно да слушам муабет со лилјаци. Што мислиш?

Бет: Тоа звучи како одлична идеја.

[Пушти повикот на лилјак – звуци на кликнување]

д-р биолог: Добро, дали сите го имаат овој звук на кликање?

Бет: Многу лилјаци ќе го имаат овој звук на кликање, но едно нешто што забележав за овој лилјак е дека имаше моменти кога кликовите беа прилично бавни, а потоа го забрзуваа. Кога повиците на лилјакот се забрзуваат, тоа ми кажува нешто за тоа што лилјакот го прави. Тоа оди по инсекти.

д-р биолог: О, па затоа е нула во својот плен и тргнува по нив.

Бет: Точно.

д-р биолог: Добро, па тоа е палка што не би можеле да ја слушнеме без овој рекордер.

Бет: Точно.

д-р биолог: Има уште еден лилјак што го имаа на страницата, а тоа е лилјак од Western Mastiff кој всушност има повик со доволно ниска фреквенција што ако имате добар слух, можете да го слушнете. Ајде да слушаме.

[втор повик со лилјак е пуштен – звуци на кликнување]

д-р биолог: Сега тоа ми звучи поинаку од првиот повик.

Бет: Тоа го прави. Тој лилјак најверојатно не тргнува по инсекти. Забележувате дека повиците беа многу оддалечени еден од друг, и затоа, најверојатно, Западниот мастиф летал низ вселената барајќи храна, но не нашол.

Ребека: Дали другите животни ги слушаат повиците на лилјакот?

Бет: Има некои животни. Всушност, постојат некои инсекти, особено некои молци и некои бубачки, кои можат да го слушнат ултразвучниот повик што го произведува лилјакот.

д-р биолог: Многу луѓе можеби се прашуваат, зошто ни се потребни лилјаци? Затоа што многу луѓе се некако откачени од лилјак. Тоа не им е омилено нешто и претпоставувам дека затоа ги ставивме во овие плашливи филмови. Каков би бил светот без лилјак?

Бет: Како прво, ќе има многу повеќе инсекти кои летаат наоколу. На пример, еден мал кафеав лилјак може да изеде 1.200 комарци за еден час.

д-р биолог: За еден час?

Бет: Тоа се многу инсекти.

д-р биолог: Тоа е одлично, затоа што кој сака да го касне комарец, нели?

Бет: Точно. Размислете за целиот спреј за бубачки што не би морал да го користите.

д-р биолог: Колку видови лилјаци има?

Бет: Има околу илјада различни видови лилјаци.

д-р биолог: Илјада?

Бет: Илјада.

д-р биолог: Значи знаеме за најмалите и знаеме за најголемите. Дали има навистина чуден лилјак?

Бет: Всушност, има многу лилјаци со прилично чуден изглед. Претпоставувам дека мојот омилен најчуден лилјак би бил забележаниот лилјак што живее овде во Аризона. Можете да го најдете како лета околу Големиот Кањон. Овој лилјак има огромни уши, околу половина од големината на неговото тело. Има и темно црна коса со големи бели дамки. Само мислам дека тоа е многу интересен лилјак.

д-р биолог: Која е разликата помеѓу скелетот на птица и лилјакот? Што ги прави различни и зошто лилјаците се единствените цицачи кои можат да летаат?

Бет: Едно нешто што го имаат лилјаците што го немаат другите цицачи е нивната рака и нивните раце еволуирале во крилја. Прилично е интересно ако ги погледнете коските на човекот и лилјакот, имаме исти коски, освен во лилјакот, тие изгледаат многу различно.

Така лилјакот сепак ќе има четири прсти и палец, но прстите ќе бидат навистина, навистина долги. Прстите всушност ќе бидат подолги од подлактицата. Со тоа, имате кожна мембрана која во основа ја покрива нивната рака и прстите што ќе го формираат крилото, што ќе им овозможи да летаат.

д-р биолог: Кога зборувавме за птичјите коски, тие се шупливи. Тие не се шупливи како цевка или слама. Тие се шупливи во начинот на кој се некако, не би рекол саќе, но има воздушни џебови и тоа ги одржува тие коски навистина, навистина лесни. Коските на лилјаците, во основа се како нашите коски.

Бет: Тие се.

д-р биолог: Но, тие се само навистина мали.

Бет: Тие се навистина мали, па лилјаците во целина се прилично мали животни. Зборувавме за летечката лисица која има распон на крилја со шест стапки, но повеќето лилјаци ќе бидат прилично мали. Лилјаците овде во Аризона што ги фатив се движат од пет грама до 20 грама. Тоа не е многу тешко.

д-р биолог: Овие лилјаци имаат коски кои се многу слични на она што го имаме јас и ти. Ова е другиот дел од нашата денешна приказна, се коските. Ребека беше толку одлична. Таа седеше овде, ти поставуваше неколку прашања, а и ти учиш со мене, нели?

Ребека имам. Многу е интересно, благодарам, Бет.

Бет: О, сигурно.

д-р биолог: Ова е нешто за науката, се разбира. Само затоа што сте научник и експерт во една област, не сте експерт во секоја област. Забавно е да се споделуваат овие работи. Она што би сакал да го знам е, отидов во студиото за да го направам овој подкаст и можев да одам овде.

Имам скелет, и повеќето од нас знаат без тоа, ќе бевме само оваа голема дупка и не би можеле да направиме ништо. Веројатно не би можеле да бидеме добар кауч. Она што ме интересира, освен што ни дозволуваат да се движиме, што прават коските за нас?

Ребека: Коските всушност прават многу работи за вас. Како прво, тие помагаат да се заштитат сите ваши органи. Вашиот череп го штити вашиот мозок, вашиот торакален кафез со вашите ребра и пршлени го штитат вашето срце и бели дробови, како и некои од вашите абдоминални органи како црниот дроб, стомакот и слезината.

Заштитата на нашите органи е огромен дел од она што нашите скелети го прават за нас. Тие прават и некои многу кул работи, како што се коските во увото. Имаме три ситни коски во двете наши уши кои помагаат да се пренесат звуците што доаѓаат, кои се звучни бранови, а нашиот мозок ќе ги интерпретира за да ни помогне да ја слушаме нашата околина.

д-р биолог: Без тие коски, не би можеле да слушаме.

Ребека: Без нашите коски во средните уши, не би можеле да слушаме.

д-р биолог: Што друго прават коските во нашето тело?

Ребека: Коските се исто така многу важни за складирање на минерали - помислете на калциум кога мислите на коските. Значи, нашите коски навистина се места за складирање на калциум кој потоа може да се ослободи кога на нашите тела му треба.

Исто така, уште една многу важна функција на коските има врска со шуплините во коските, кои имаат коскена срцевина. Коскената срцевина е многу важна за нашите тела бидејќи црвените крвни зрнца и белите крвни зрнца и тромбоцитите се произведуваат во шуплините на коскената срцевина.

д-р биолог: Леле, тоа е многу работа.

Ребека: Е. Тие се зафатени.

Д-р биологија: Во ред. Па, многу истражуваш со коските.

Ребека: Да. Јас сум палеонтолог.

Д-р биологија: Да. И така, вие сте навистина интересни не само во коските, туку и во мускулите и тетивите и сè како што сите се вклопуваат заедно.

Можете ли да ни кажете само малку за тоа што работите? Секој ден влегувате и почнувате да земате коска и да си играте со неа?

Ребека: Не, во мојата лабораторија проучуваме живи цицачи. Ги проучуваме нивните мускули и нивните коски со цел да ни помогне да разбереме како тие се движат околу пејзажот, на пример. Потоа, палеонтолозите, кои имаат само коски за работа, можат да ги користат овие информации што ги собираме за живите цицачи за да помогнат во толкувањето како живееле фосилните цицачи.

Д-р биологија: Значи, која е најголемата коска или скелет што сте ги проучувале?

Ребека: Мислам дека најголемите со кои сум поминал најмногу време се нилските коњи. Нилските коњи се многу големи копнени цицачи. Ги проучував во Африка каде што живеат денес. Но, работев и со коски од слон кои се многу поголеми од нилските коњи. Слоновите се најголемите копнени цицачи.

Д-р биологија: Значи, за колку голема коска зборуваме?

Ребека: Черепот на слон веројатно би бил со иста големина како и кружната кујнска маса.

Д-р биологија: А можеш ли да го земеш.

Ребека: Апсолутно не. [се смее]

Ребека: Тие се тешки. Особено фосилизираните черепи со кои работам се претворени во камен. Така, тие повеќе не се коски со мала тежина или нашите тела, тие сега се фосилизирани.

Д-р биологија: Бидејќи зборуваме за големи, ќе претпоставам дека најголемата коска на живи животни ќе му припаѓа на слон?

Ребека: За копнените животни тоа е вистина. Сепак, најголемите живи животни се во океанот. Китовите, а особено синиот кит е најголемиот од китовите.

Ребека: Најголемите коски на планетата денес се наоѓаат во синиот кит, а особено нивната коска на долната вилица, која се нарекува мандибула.

Д-р биологија: Леле. Добро, што е со најмалата коска?

Ребека: Најмалата коска за која веќе зборувавме ќе бидат оние коски што се во ушите на цицачите. Така помалите цицачи како глодарите ќе имаат многу мали коски во ушите. И овие се нарекуваат ossicles.

Д-р биологија: О, тоа е одлично име.

Ребека: Тоа е многу кул име.

д-р Биологија: Осикули. Значи, ова се коските на средното уво.

Ребека: Тоа е точно.

Д-р биологија: Не зборуваме за некое уво што е помеѓу твоите две уши што е во средината на твоето чело или нешто слично?

Ребека: Не, анатомите опишуваат дека увото има три дела. Надворешното уво е увото што можете да го видите од надворешната страна на вашето тело. Средното уво е местото каде што се нашите коски и тоа е простор исполнет со воздух со овие три коски. Внатрешното уво ќе се полни со течност.

А клетките во внатрешното уво централниот нервен систем, вашиот мозок, ќе ги толкува како звук.

Д-р биологија: кога зборувате за коски, не е невообичаено да сте доживеале испакнатина на лактот. И тоа не е секогаш пријатно. Тоа е некако остра болка и исто така е прилично вообичаено некој да каже, ох, дали си ја удрил смешната коска.

Не ми е многу смешно. Значи, има ли смешна коска?

Ребека: Нема смешна коска во вашето тело. Честопати мислев дека тоа е погрешен начин да се опише она што се случува затоа што боли, а не многу смешно. Вашиот лакт всушност е составен од две коски на подлактицата, радиус и улна.

Кога ќе го удрите лактот на површината на масата, всушност сте стискање на нервот што минува покрај улната. И тоа е она што е таа сензација. Вие всушност го стегате тој нерв додека минува низ таа област.

Д-р биологија: Секогаш се прашував дали тоа има врска со коската што тече од лактот до рамото.

Ребека: Хумерус.

Д-р биологија: Што не е многу смешно.

Ребека: [се смее] Добро, д-р биологија. [смеа]

Д-р биологија: Па јас мислев дека еј, знаете, го имате овој хумерус и иако не е многу смешно кога ќе го удрите, може да биде дека некој си игра со зборовите.

Ребека: Тоа би можело да биде. Тоа е добра хипотеза.

Ребека: Тој нерв е многу блиску до вашиот дистален хумерус, како и до улната.

Д-р биологија: Знаете уште една мала ситница. Зборувавте за трите коски во секое наше уво, средното уво. И иако не сум навистина голем во меморирањето на броеви. Мислам дека тоа не е навистина важно.

Ако сте надвор и се обидувате да ги импресионирате вашите пријатели, ако на овој начин ги импресионирате вашите пријатели и некој вели, колку коски има во човечкото тело? Тоа е навистина лесен број. Секогаш се сеќавате на ова затоа што ако ги додадете тие три коски на секое уво, тоа е 206.

Така, тоа е некако лесен начин да се запамети колку коски има во човечкото тело. А кога зборуваме за бројот на коски во човечкото тело, момче ќе ти кажам, едно од популарните прашања за Ask-a-Biologist е колку коски има во човечкото тело, но не и човечкото тело на возрасно лице, што бевме ние. зборува за. Тие сакаат да знаат колку коски има кај новороденче или бебе.

Тешко е да се одговори ова, но ќе ве натерам да го надминете тоа бидејќи мислам дека луѓето би сакале да знаат што се случува. Затоа што имаш многу повеќе од 206 кога ќе се родиш. Значи, прашањето е дали исчезнаа?

Ребека: Не, ние немаме коски што исчезнуваат додека старееме. Она што се случува е дека нашите коски се развиваат кај фетусот како 'рскавица прво. Значи, имаме модели на 'рскавица кои потоа ќе бидат заменети со коски додека старееме.

Меѓутоа, кога таа коска се положува, тоа се случува на различни локации. Така, на пример, во вашата бутна коска која се нарекува бедрена коска, ќе имате повеќе центри за формирање на коските.

Д-р биологија: О. Значи, кога ќе се родите, всушност имате повеќе коски кои го сочинуваат она што ние го нарекуваме бедрената коска.

Ребека: Тоа е точно. ќе имате различни центри за осификација кои се одделени со 'рскавица. Таа 'рскавица е многу важна. Без да ја имаме 'рскавицата помеѓу коскените центри што се развиваат, не би можеле да ги зголемиме нашите коски.

Д-р биологија: О. Разбирам. па тоа е начинот за нас да растеме поголеми коски. Тоа е добро. Мм.

Ребека: Да, тоа е многу важно. И на крајот тие центри за осификација на коските ќе се сретнат меѓу себе и целата таа 'рскавица ќе биде заменета со коска и ќе останеме со една бутна коска.

Д-р биологија: Нели. И ако сакате да знаете каде има 'рскавица на вашето тело, всушност можете да допрете некои многу брзо. Само одете до увото, но можете да одите и до врвот на носот.

Бет: Ова е всушност многу интересно. Моето истражување затоа што еден од начините на кои можам да препознаам дали лилјакот што го фаќам на поле е малолетник или возрасен е дека го раширам неговото крило и гледам да видам дали нивните коски од прстите се остелени.

И така, ако можам да фрлам светлина, во основа тоа е нивниот зглоб и ако светлината пројде, тогаш знам дека е малолетна лилјак. Но, ако таа коска веќе е осифицирана, тогаш велам дека е возрасен.

Д-р биологија: значи зборувавме за 'рскавицата и за коските и го употребивме зборот осификација. Ајде да зборуваме само малку за ова. Што е 'рскавица, а што коска?

Ребека: И двете се сврзни ткива. Сепак, коската има повеќе минерали од вашата 'рскавица.

Д-р биологија: О, гледам. Значи, тоа е главната разлика.

Ребека: Да.

Д-р биологија: Тоа е поригидно, нели?

Ребека: Да.

Ребека: Тие се многу поподдршка за нашето тело откако ќе стане коска.

Д-р биологија: Нели. Но, рскавицата ни е потребна бидејќи тоа е она што се поврзува расте и се шири.

Ребека: Точно.

Д-р биологија: Колку е кул! Некако како трансформација. Сами си трансформатор. Ние бевме трансформатори пред да има трансформатори.

Ребека: И некои од нашите слушатели се трансформираат токму сега и вашите коски се формираат додека зборуваме.

Д-р биологија: О, дури и кога спиеш.

Ребека: Дури и кога спиете.

Д-р биологија: Што е потребно за да имате навистина силни коски.

Ребека: Пијте многу млеко или млечни производи во вашата исхрана и внесете многу витамин Д кој е важен за апсорпцијата на калциумот во вашето тело. Најдобар начин да добиете витамин Д е да излезете на сонце.

Д-р биологија: Нели. И ова беше вистински проблем бидејќи нè научија да не излегуваме на сонце затоа што се обидуваме да избегнеме да добиеме рак на кожата. Затоа, велат тие, не го правете тоа или ако сте излезени ставајте крема за сончање. И ние направивме толку добра работа во тоа што некои од нас имаат недостаток на витамин Д.

Ребека: Тоа е точно.

Д-р биологија: Значи, треба да разговарате со вашиот лекар за тоа. тоа е една работа за размислување. Па, на Ask-a-Biologist, моите биолози никогаш не излегуваат одовде без јас да поставам три прашања.

Ќе почнам со Бет. Кога првпат знаевте дека сакате да бидете научник или биолог?

Елизабет Хејген: Леле, тоа е добро прашање. Мислам дека уште кога бев мал знаев дека сакам да бидам биолог. Поминував многу време на кампување и планинарење со моето семејство и секогаш земав камења за да видам што се живее под него. Секогаш ги поставував моите прашања за работите што ги гледав во природата.

Така, мислам дека уште како мало дете знаев дека ќе бидам биолог кога ќе пораснам.

Д-р биологија: Не е невообичаено. Веројатно не сте ни знаеле што значи зборот биолог.

Бет: Најверојатно не. Но, знаев дека сакам да бидам надвор. [се смее]

Д-р биологија: Во ред, Ребека, а-ха момент за тебе.

Ребека: Се сеќавам дека имав а-ха момент. Како што опиша Бет, јас исто така сакав да бидам на отворено и имав куче и постојано игравме надвор и учиме карпи и растенија, но навистина кога почнав да одам на училиште мислев дека ќе бидам писател.

И јас бев многу посветен на ова. Сакав да пишувам романи и поезија. Но, тогаш земав час на колеџ и тоа беше час по антропологија. Стануваше збор за археологија, која е проучување на античките цивилизации.

И тој професор ме инспирираше да ја сметам археологијата како кариера. И завршив тоа лето одејќи на археолошко ископување во Ново Мексико. На тоа ископување најдовме човечки скелет. Тоа беше мојот а-ха момент.

Кога видов дека човечкиот скелет веројатно бил закопан стотици и стотици години, навистина ме инспирираше да научам повеќе за скелетите воопшто и да ја проучувам нашата античка историја.

Д-р биологија: И овие скелети имаат неколку многу интересни приказни што можат да ги кажат, сепак.

Бет: Тие прават. Коските зборуваат.

Д-р биологија: Коските зборуваат. Го сакам тоа. Следно што ќе направам е да ти го одземам сето тоа. Не можеш да бидеш биолог. Не можеш да бидеш научник. Можете да ја искористите вашата имагинација, дури и ако мислите дека немате вештини, можете да бидете што сакате или да правите што сакате.

Што би правеле или што би биле доколку не сте научник?

Ребека: Мислам дека би била рок ѕвезда.

Д-р биологија: рок ѕвезда. Па, мислиш на музичка рок ѕвезда.

Ребека: Да.

Д-р биологија: затоа што има рок ѕвезди на науката. Па Бет, како за тебе? Што ако ти го одземам сето тоа? Сега, ти си дипломиран студент, па едвај си започнал, но јас ќе ти го тргнам сето тоа. Треба да изберете друга кариера, што ќе правите?

Бет: Знаете, едно нешто што сакам да правам е дека навистина сакам многу да готвам. И затоа сакам да пронаоѓам нови рецепти со интересни состојки што не сум ги пробал досега и да видам што можам да смислам.

Така, мислам дека можеби ќе одам по тој пат и можеби ќе одам во училиште за готвачи и ќе станам готвач, ќе отворам ресторан, нешто слично.

Д-р биологија: Да, добро, можам да го видам тоа. И ќе ти дозволам да се извлечеш, но тоа ми звучи како експериментирање, што сите го правиме без разлика дали сме научници или не. Значи убаво се вклопува.

Ребека, каков совет би имал за некој што сака да биде научник?

Ребека: Мислам дека најважно е да се задржи отворен ум и да се продолжи да се учи и да се испробуваат нови работи. Да го немав тој отворен ум, можеби никогаш немаше да ја сменам мојата кариера од писател во научник.

Мислам дека треба да бидете подготвени да го истражите вашиот свет и да немате однапред замислени идеи за тоа што ќе бидете кога ќе пораснете.

Д-р биологија: Сега, дали сè уште пишувате во слободното време?

Ребека: Ова е добрата работа во тоа да се биде научник. Пишувањето е неверојатно важно за она што го работиме. Ние пишуваме трудови. Ние пишуваме книги. Ние пишуваме грантови за да добиеме пари за да го направиме нашето истражување. Така да, пишувањето сè уште е многу дел од мојот живот.

Д-р биологија: Сега, Бет, штотуку ја започнуваш својата кариера.

Д-р биологија: Каков совет би имал и да биде навистина блиску до дома. Што би му рекле на некој што вели, знаеш, мислам дека сакам да бидам научник? Навистина го сакам мојот час по биологија.

Бет: Мислам дека советот што би го дал е да дознаете за што сте страсни.Што те фасцинира? Што ве држи будни ноќе, затоа што сте многу возбудени што ќе научите за која и да е таа тема и се стремите кон тоа, затоа што ако го сакате, тогаш ќе уживате во она што го правите.

И лесно е да направите кариера од нешто што апсолутно го сакате.

Д-р биологија: Право, страст. Тоа го слушаме многу на Ask-a-Biologist. Да не се потценува. Проф.

Бет: Ви благодарам.

Ребека: Ви благодариме, д-р биологија. Среќен ден на Вештерките.

Д-р биологија: Дали ќе трик или лекуваш, Бет?

Бет: Мислам дека можеби ќе останам и ќе изгубам бонбони.

Д-р биологија: Да се ​​испушти бонбони? А ти, Ребека?

Ребека: Ќе го сторам истото и ќе издлабам тикви.

Бет: О, тоа звучи како добра идеја.

Д-р биологија: Добро, добро, ако се занимавате со трик или лекувате карактер, можам да ја видам Бет. Таа ќе отиде како лилјак.

Бет: И претходно се облекував како лилјак.

Д-р биологија: Дали сте? А ти, Ребека? Дали сте биле скелет?

Ребека: Не! Јас не сум. Ми се допаѓа идејата за лилјак на Бет. Можеби ќе го направам тоа една година.

Д-р Биологија: Па, вие го слушавте Ask-a-Biologist и мои гости беа биолозите Ребека Фишер и Бет Хејген од Школата за животни науки на АСУ.

За оние кои можеби сакаат да обојат или познаваат некој друг кој е закачен за боење страници, имаме забавна страница за боење поврзана со коските на веб-страницата Ask-a-Biologist. Се вика јојо скелет и може бесплатно да се преземе од нашата страница Експерименти и работи.

Имаме и сосема нова статија наречена „Лилјаци“ и таа е од Бет Хаген. Значи, ќе сакате да го проверите тоа.

Подкастот Ask-a-Biologist се произведува во кампусот на Државниот универзитет во Аризона и е снимен во Grass Roots Studio, сместено во Факултетот за животни науки, што е академска единица на Колеџот за либерални уметности и науки.


Модели на коскени дефекти

Дефектите на коските се сериозни состојби во кои дел од коската е оштетен или исчезнат поради траума или операција и треба да се поправат преку интервентни техники како што е калемење на коските. Постојат многу животински модели кои се користат за евалуација на замените на коскениот графт, но главните четири типа се калваријален дефект, долга коска или сегментален дефект, делумен кортикален дефект и модели на дефекти со сунѓерести коски (Bigham-Sadegh and Oryan, 2015) (Сл. 1 ). Сегменталните и калваријалните коскени дефекти се најшироко опишани и користени во литературата (Бигам-Садег и Орјан, 2015).

Распространети модели на коскени дефекти. (А) Калварските дефекти генерално се создаваат преку воведување на кружна дупка за брус и последователно отстранување на добиениот коскеен диск. Операцијата се изведува на начин да не се оштети основната дура матер. (Б) Во моделот на сегментална коскена дефект, се генерира поголем и целосно продорен дефект на коските. Сегмент од коската е хируршки отстранет, оставајќи голема и не-спојувачка површина на раната (јаз) помеѓу рабовите на коската. Јазот обично се стабилизира со уред за фиксација и/или се полни со замена за коска направена од ткиво за да се стимулира заздравувањето на коските и да се проучува формирањето на коските. (В) Во дупката за брус или модел со делумен дефект, нецелосна дупка се дупчат во страната на коската за да се создаде ранета област. Дупката за брус обично продира во кортикалната коска и може да се прошири во основната сунѓереста коска или во шуплината на коскената срцевина. Во овој модел, обично само едната страна од коската е ранета.

Распространети модели на коскени дефекти. (А) Калварските дефекти генерално се создаваат преку воведување на кружна дупка за брус и последователно отстранување на добиениот коскеен диск. Операцијата се изведува на начин да не се оштети основната дура матер. (Б) Во моделот на сегментална коскена дефект, се генерира поголем и целосно продорен дефект на коските. Сегмент од коската е хируршки отстранет, оставајќи голема и не-спојувачка површина на раната (јаз) помеѓу рабовите на коската. Јазот вообичаено се стабилизира со уред за фиксација и/или се полни со замена за коска направена со ткиво за да се стимулира заздравувањето на коските и да се проучува формирањето на коските. (В) Во дупката за брус или модел со делумен дефект, нецелосна дупка се дупчат во страната на коската за да се создаде ранета област. Дупката за брус обично продира во кортикалната коска и може да се прошири во основната сунѓереста коска или во шуплината на коскената срцевина. Во овој модел, обично само едната страна од коската е ранета.

Дефекти на калваријалните коски

Дефектот на калваријалната коска обично се јавува кај видовите глодари. Глодарите продолжуваат да го реконструираат својот скелет во текот на нивниот животен век, при што плочите за раст (Поле 1) остануваат отворени во текот на зрелоста (Гомес и Фернандес, 2011). Постапката за дефект на калварската коска е многу едноставна. Калварскиот дефект на стаорец вклучува создавање на сагитален засек (Рамка 1) низ скалпот на животното. Потоа се крева размавта за да се изложи калваријалната коска и се создава стандардизиран кружен дефект на коската што ја опфаќа целата длабочина на коската (обично париеталната коска Сл. 1А) со помош на трефин бруз со наводнување со солена вода за да се спречи оштетување на околната коска на домаќинот. Исечениот диск на коските се отстранува за да се спречи оштетување на дура матер. Потоа, надкостницата се репозиционира и прекривката на кожата се затвора со конци (Nakamura et al., 2017). Неколку групи го искористија калварскиот модел за да ги проценат различните типови на ТЕ скелиња, вклучувајќи синтетички и природни материјали, со и без клетки и фактори на раст како што се BMPs (Табела 1).

Примери на студии кои користат модели на калварски дефекти на стаорци

FrBvmVJFRyzp7sW3sSzqKB4fJnKpnvXKidVwD8H7ByRot1F7F2AvGALLrqhVuBw__&Key-Pair-Id=APKAIE5G5CRDK6RD3PGA" />

Размислувања при користење на калварскиот модел

При генерирање на кој било модел на коскени дефекти, големината на индуцираниот дефект е од најголема важност, особено CSD (Reichert et al., 2009). Кај стаорците, имаше контроверзии за тоа кои се оптималните димензии на CSD (Bosch et al., 1998 Gomes и Fernandes, 2011 Hollinger и Kleinschmidt, 1990). За да се воспостави CSD во калвариумот на стаорци, најчесто се користат дефекти со дијаметар од 5 mm. Бош и сор. покажа дека по 12 месеци, беше забележано минимално формирање на коски на маргините на дефектот кај стаорци (Bosch et al., 1998). Авторите заклучија дека предностите на овој дефект од 5 мм се способноста да се предизвикаат два дефекти по животно и избегнување на сагитталната шиење што го опфаќа дефектот. Сепак, некои се залагаат за дефекти од 8 mm како CSD за стаорци, поради Холингер и сор. покажувајќи ~ 10% де ново формирање на коска по 13 месеци во дефектот од 5 mm, со што не ги исполни прифатените критериуми за класификација како CSD (Gosain et al., 2000 Hollinger и Kleinschmidt, 1990). Сепак, генерирањето на дефектот од 8 мм бара пристап на латерална краниотомија, што може да го наруши локалниот регенеративен процес и да го наруши целокупното заздравување на коските (Гомес и Фернандес, 2011). Кај глувците, дефектите од 4 mm се сметаат за CSD, но забележани се и поголеми и помали дефекти (Ducheyne et al., 2011). Понатаму, јасно е дека возраста и видот на животното, исто така, ја одредуваат CSD и кај глувчето и кај стаорецот (Гомес и Фернандес, 2011).

Предности и недостатоци на калварските модели

Моделот на дефект на калваријалната коска е популарен меѓу истражувачите, бидејќи структурата на коските овозможува генерирање на стандардизиран дефект што може да се анализира со користење на хистологија и радиографска анализа (Гомес и Фернандес, 2011). Понатаму, биоматеријалите може да се вметнат со соодветен хируршки пристап без потреба од надворешна фиксација поради поддршката обезбедена од дура матер и кожата (Gomes и Fernandes, 2011). Освен тоа, моделите на глодари се ефтини, лесни за вдомување и предизвикуваат ограничена социјална грижа (Гомес и Фернандес, 2011). Неколку биоматеријали се оценети со помош на калварскиот модел, што овозможува добри споредби на разликите помеѓу различните скелиња на ТЕ. Еден недостаток на калваријалниот модел е неможноста да се процени перформансите на ТЕ биоматеријалот при физиолошки механички оптоварувања, што е важно за некои клинички примени на коскената ТЕ, како што е регенерацијата на коските што носат товар (Gomes и Fernandes, 2011). Понатаму, моделите на глодари не се корисни за долгорочни студии каде што се потребни повеќе биопсии или примероци од крв поради нивниот краток животен век и релативно малите волумени на ткиво и крв во споредба со оние на луѓето и поголемите животински модели како што се овците и свињите. Покрај тоа, кога станува збор за клиничка примена, моделите на глодари почнуваат да не одговараат на прашања за да се утврди ефикасноста на ТЕ стратегијата поради нивните различни обрасци на скелетно оптоварување. За да се надминат овие ограничувања, сегменталните коскени дефекти кај долгите коски на големите животни може да се користат за поблиско имитирање на клиничкото сценарио.

Модели на сегментални дефекти со долга коска

Развиени се модели на големи животни за да се процени ефективноста на стратегиите за инженерство на ткиво во ситуации кои поблиску го имитираат клиничкото сценарио. Во повеќето извештаи, CSD кај долгите коски се создава со помош на пристап на остеотомија при што се користи дупчалка или пила за отстранување на потребниот сегмент од однапред одредена локација во коската (сл. 1B,C) (Berner et al., 2013 Cipitria et al., 2013, 2015 Reichert et al., 2010a). Ако студијата бара моделирање на трауматски дефект, тогаш работ може да остане нерамномерен.

Сегменталните дефекти на долгите коски се моделирани во неколку видови, вклучувајќи кучиња, овци, кози и свињи (Reichert et al., 2009), и треба да се земат предвид бројни фактори при изборот на животински вид за студии за моделирање на дефекти со долги коски. Тие вклучуваат проценка на сличностите на видот со човечката физиологија, техничката оперативна способност и достапноста и цената на животните (Табела 2) (Рајхерт и сор., 2009).

Размислувања при изборот на животински вид за сегментални дефекти на долгите коски

XRnPSCn7sMqSAztdHnL9IS3QKorEeS3uDNBTbygPSvU04OEGmk3g__&Key-Pair-Id=APKAIE5G5CRDK6RD3PGA" />

Коскениот состав на кучето, овцата, козата и свињата е сличен на оној на луѓето (Newman et al., 1995). Кучињата традиционално се користеа како модел во ортопедските истражувања, но, поради загриженоста на јавноста, нивната употреба во моделите на сегментални дефекти е намалена (О'Лофлин и сор., 2008). Свињите се користат во истражувањето за регенерација на коските, меѓутоа, барањето за внимателно ракување со видовите често ја одвраќа нивната употреба. Така, најчесто користен животински вид за сегментални коскени дефекти е овцата (Табела 3). Зрелите овци имаат слична телесна тежина како и возрасните луѓе, што овозможува лесно преведување на наодите во клиничко опкружување (Reichert et al., 2009). Понатаму, механичкото оптоварување на задните екстремитети на овците (овците) е добро документирано, а околу половина од тоа кај луѓето за време на фазата на одење (Тејлор и сор., 2006), дополнително олеснувајќи го преводот на наодите од истражувањето. Покрај тоа, овците и луѓето имаат слични стапки на метаболичко и ремоделирање на коските (ден Боер и сор., 1999).

Примери на сегментални модели на тибија со долга коска

xQtoC40YU4t8yJcgogbLQ__&Key-Pair-Id=APKAIE5G5CRDK6RD3PGA" />

Сегментален дефект на тибијата со долга коска

Слично на моделите на калварија, големината на дефектот во долгите коски мора внимателно да се разгледа за да се создаде вистински CSD. Сегменталниот дефект е предизвикан од отстранување на должината на коската со дупчалка или пила, и обично се изведува клинички како одговор на траума, или од ресекција на мртва, инфицирана или незаздравувачка коска (сл. 1Б). Општо прифатено е дека големината на дефектот треба да биде 2-2,5 пати поголем од дијаметарот на вратилото на долгата коска (ASTM, 2014 Lindsey et al., 2006). Сепак, CSD не се одредува само од нејзината големина, туку и од други фактори, како што се возраста и видот на животното, локацијата на дефектот, структурата на коските, присуството на надкостница, механичкото оптоварување на коската и метаболичкото и системското состојбата на животното, како и од уредот за фиксација што се користи за стабилизирање на коскениот дефект и за да се дозволи рано враќање на мобилноста (Глат и Матис, 2014).

Неколку места со долги коски се користени за да се демонстрираат дефекти на сегменталните коски, вклучувајќи ја проксималната третина од тибијата, феморалниот врат и метатарзус (Рамка 1) (Christou et al., 2014). Тибијата е најчесто користената анатомска локација кај моделите на овци. Повеќето студии кај овци наведуваат дека CSD во тибијата е 2-2,5 пати поголем од дијаметарот на коската (ASTM, 2014 Gugala et al., 2007 Lindsey et al., 2006), но има извештаи за користење три пати поголем дијаметар ( Гугала и др., 2007). Сепак, многу студии често ја пријавуваат само должината на дефектот, а не големината на самата коска, што го прави нејасно дали индуцираниот дефект е навистина CSD (Gugala et al., 2007). Чирсоу и сор. исто така, откри дека кај раса овци со просечен дијаметар на средното вратило од 22 cm, дијаметарот од 50 mm е доволен за да предизвика CSD (Christou et al., 2014). Неодамна, Ламенс и сор. предложи употреба на голем дефект од 4,5 cm со разделувач на полиметилметакрилат (PMMA) како посоодветен од дефект од 3 cm во моделот на дефект на овчката тибија (Lammens et al., 2017). Оттука, разбирањето и консензусот на CSD кај долгите коски останува нејасно (Gugala et al., 2007).

Сепак, самиот CSD не е единствениот аспект на сегменталните дефекти на долгите коски што се оценува. Неколку студии процениле различни биоматеријали во моделот на дефект на тибијата (Mastrogiacomo et al., 2006). Помеѓу различните типови на скелиња ТЕ, скелињата на база на керамика се фаворизирани поради нивните остеокондуктивни карактеристики. Керамичките скелиња составени од 100% калциум фосфат демонстрираа прогресивно формирање на коски кај дефект на овцината тибија од 48 mm во текот на 1 година, при што скелињата целосно се ресорбираат за 2 години (Mastrogiacomo et al., 2006). Додавањето на матични клетки на керамичките скелиња исто така е испитувано во неколку студии. Кон и сор. покажа дека BMSCs може да се користат за поправка на коскени дефекти во модел на овци со помош на порозно керамичко скеле (Kon et al., 2000). По само 2 месеци, формирањето на коските беше подобрено во скелињата засеани со BMSC во споредба со порозните керамички скелиња без клетки (Kon et al., 2000). Лиу и сор. покажа дека кај козите со дефект на тибијата од 26 mm, скелетите од β-трикалциум фосфат (β-TCP Box 1) со остеогенски индуцирани BMSCs можат ефективно да формираат нова коска во 32-та недела (Liu et al., 2010).

Коскеното ткиво содржи многу фактори кои го поттикнуваат растот за да се овозможи формирање на коските, вклучувајќи BMPs, фактор на раст добиен од тромбоцити (PDGF) и фактор на раст сличен на инсулин (IGF). Додавањето фактори на раст на скелетите за подобрување на формирањето на коските е оценето во неколку модели на дефекти на тибијата. Нашата група ја истражуваше улогата на рекомбинантниот човечки BMP-7 (rhBMP-7) и композитното скеле составено од поли-ε-капролактон (PCL) со медицински квалитет (PCL) со β-TCP, во промовирање на регенерација на коските кај дефект на овци CSD тибија (Cipitria et al. ., 2013). Нанесовме 3,5 mg rhBMP-7 на композитното скеле и забележавме поголемо формирање на коски и супериорни механички својства за композитното скеле натоварено со rhBMP-7 во споредба со сегашниот стандард, кој е автологно калемење на коските, по 12 месеци (сл. 2). Нимаер и сор. го оцени ефектот на факторите на раст на плазмата богата со тромбоцити (PRP) врз заздравувањето на коските. Студијата ги спореди BMSCs со матични клетки добиени од маснотии (ADSCs) со и без PRP дополнување за 26 недели. Радиографската евалуација покажа дека на 10 недели, животните со BMSC покажале повеќе формирање на коски отколку само групата ADSC, но тоа може да се компензира со додавање на PRP на ADSCs (Niemeyer et al., 2010).

Подготовка за хирургија и скеле/rhBMP-7. (A-G) Хируршко генерирање на дефект на сегментална коска и имплантација на ТЕ скеле. За да се создаде сегментален тибијален дефект од 3 cm, коската беше изложена и плочата за динамична компресија беше привремено фиксирана со две завртки (А). Последователно, отворите за завртките беа дупчени, средната дефект и линиите на остеотомија беа означени (B, C), а коскениот сегмент беше отстранет по остеотомија (D, E). Периостумот беше отстранет 1 cm на двата краја на местото на дефект на тибијата пред да се порамнат коскените фрагменти (F) и фиксирани со плоча и завртки (G). (H-M) Горен (H) и страничен (I) поглед на цилиндрично поликапролактон трикалциум фосфат од медицински степен (mPCL-TCP) скеле произведено преку споено таложење. Пред трансплантацијата, скелињата беа обработени површински со NaOH за да се направат похидрофилни, како што е прикажано на сликите од електронска микроскопија за скенирање пред (J, вметнување) и по (J) третман со NaOH. За да се наполнат скелињата со рекомбинантниот морфоген протеин на човечка коска BMP-7, лиофилизираниот BMP-7 беше измешан со стерилен физиолошки раствор и пренесен во внатрешниот канал на скелето и на контактните интерфејси помеѓу коската и скелето (K,L) . Потоа, скелетите надополнети со BMP-7 беа вградени во сегменталните тибијални дефекти (М). (NP) Репрезентативни снимки на Х-зраци кои покажуваат сегментални тибијални дефекти по 3 месеци третман само со скелето (N), скелето зголемено со 1,75 mg rhBMP-7 (O) или скелето зголемено со 3,5 mg rhBMP-7 (P) , покажувајќи супериорна регенерација на коските во скелетите со зголемени количини на оптоварување на rhBMP-7 поради моќните остеоиндуктивни својства на rhBMP-7. Адаптирано од Cipitria et al. (2013).

Подготовка за хирургија и скеле/rhBMP-7. (A-G) Хируршко генерирање на дефект на сегментална коска и имплантација на ТЕ скеле. За да се создаде сегментален тибијален дефект од 3 cm, коската беше изложена и плочата за динамична компресија беше привремено фиксирана со две завртки (А). Последователно, отворите за завртките беа дупчени, средната дефект и линиите на остеотомија беа означени (B,C), а коскениот сегмент беше отстранет по остеотомијата (D,E). Периостумот беше отстранет 1 cm на двата краја на местото на дефект на тибијата пред да се порамнат коскените фрагменти (F) и фиксирани со плоча и завртки (G). (H-M) Горен (H) и страничен (I) поглед на цилиндрично поликапролактон трикалциум фосфат од медицински степен (mPCL-TCP) скеле произведено преку споено таложење. Пред трансплантацијата, скелињата беа површински обработени со NaOH за да се направат похидрофилни, како што е прикажано на сликите од електронска микроскопија за скенирање пред (J, вметнување) и по (J) третман со NaOH. За да се наполнат скелињата со рекомбинантниот морфоген протеин на човечка коска BMP-7, лиофилизираниот BMP-7 беше измешан со стерилен физиолошки раствор и пренесен во внатрешниот канал на скелето и на контактните интерфејси помеѓу коската и скелето (K,L) . Потоа, скелетите надополнети со BMP-7 беа вградени во сегменталните тибијални дефекти (М). (NP) Репрезентативни снимки на Х-зраци кои покажуваат сегментални тибијални дефекти по 3 месеци третман само со скелето (N), скелето зголемено со 1,75 mg rhBMP-7 (O) или скелето зголемено со 3,5 mg rhBMP-7 (P) , покажувајќи супериорна регенерација на коските во скелетите со зголемени количини на вчитување на rhBMP-7 поради моќните остеоиндуктивни својства на rhBMP-7. Адаптирано од Cipitria et al. (2013).

Друг параметар кој може да влијае на квалитетот и квантитетот на заздравувањето на коските во дефектот на сегменталната коска е типот на уредот за фиксација што се користи (Reichert et al., 2009). За потребите на клиничкиот превод, корисно е да се примени надворешен уред за фиксација кој се користи во клиниката и кој исто така го поддржува заздравувањето на коските.Ако фиксацијата е премногу ригидна, тоа ќе го спречи заздравувањето (Perren, 2002). Уредите за внатрешна фиксација, вклучувајќи коскени плочи и завртки или интрамедуларно заковување, вообичаено се користат за стабилизирање на дефектот на тибијата и имитирање на клиничката поставеност (Cipitria et al., 2013 Fernandes et al., 2014 Histing et al., 2016 Pobloth et al., 2017). Една група препорача надворешна фиксација во комбинација со цилиндрични мрежести импланти наместо внатрешна фиксација, бидејќи спречува какво било мешање со биолошките одговори на местото на дефектот (Gugala et al., 2007). До денес, ниту една студија директно не ги споредила ефектите на различни уреди за фиксација врз заздравувањето на коските за да се утврди кој е најсоодветен за дефекти на сегменталната тибија.

Дополнително, треба да се земе предвид возраста на животното кога се проучува моделот на дефект на тибијата. Студиите објавија сегментални дефекти на тибијата користејќи и скелетно зрели и млади овци. Малхотра и сор. покажа дека стапката на раст на коските кај дефектите на феморалната и проксималната тибија со дијаметар од 8, 11 и 14 mm е повисока кај скелетно незрели (18-месечни) овци во споредба со старите, скелетно зрели (5-годишни) животни ( Malhotra et al., 2014). Рајхерт и сор. ја советуваше употребата на овци со просечна возраст од 7-9 години, бидејќи секундарното остеонолно ремоделирање (Рамка 1), кое би ги направило по структура по слични на луѓето, не се случува додека овците не ја достигнат оваа возраст (Рајхерт и сор., 2010а). Меѓутоа, кога истражувачите спроведуваат студии кај големи животни, често се претпочитаат помлади животни поради трошоците. Ова може да резултира со потценета ефективност на ТЕ стратегиите кои најверојатно ќе се применат кај постарата човечка популација штом ќе се преведат во клиничката средина.

Размислувања при користење на моделот на сегментален дефект на тибијата со долга коска

Еден од најголемите предизвици во создавањето медицински производ за напредна терапија (ATMP) е да се генерира соодветен претклинички модел кој го имитира вистинското клиничко сценарио и прецизно го предвидува исходот. Досега, варијациите во протоколите за моделите на сегментални дефекти на тибијата со долга коска, како што се возраста и полот на животните, уредот за стабилизација на коските, постоперативните процедури и соодветните контроли, го спречија развојот на стандардизиран модел на големи животински дефекти со долги коски. (Cipitria et al., 2013 Fernandes et al., 2014 Pobloth et al., 2017). Моделот на сегментален дефект на тибијата со долга коска е најчесто користениот модел на големи животни до денес. Меѓутоа, додека не се имплементираат стандардизиран протокол и модел, со што ќе се елиминираат или минимизираат сите варијации наведени погоре, ќе биде потребна дополнителна истрага. Времето на следење на животните по процедурата исто така варира помеѓу студиите. И покрај извештаите дека едноставна фрактура кај овца постигнува спојување за 10-15 недели (Nakamura et al., 2017), други хируршки параметри, како што се покачување или намалување на надкостницата на местото на дефектот, исто така влијаат на времето на заздравување и нивните ефекти врз локалното биолошко исцелување мора да се разбере со цел да се стандардизира времето на следење после операцијата (Utvag et al., 1998).

Соодветните контроли се уште едно важно разгледување при евалуација на ефективноста на ТЕЦ во модел на сегментална коскена дефект. Некои студии користат празни дефекти, при што TEC не е вграден, како контроли, додека други воопшто не користат никакви контроли (Christou et al., 2014). Понатаму, прифатливата стапка на формирање на коска кај празниот дефект, што може да се дефинира како поголемо од 10% заздравување на површината на дефектот во текот на траењето на експериментот (Hollinger and Kleinschmidt, 1990), кај контролните животни е исто така предмет на дебата (Christou et al. ., 2014) и треба да се стандардизира. Накратко, потребен е консензус за стандардизирање на моделот на големи животински долги сегментални коски за да се намали јазот од клупа до кревет за стратегиите за коскена ТЕ.

Со цел да се решат ограничувањата во клиничкиот превод на моделите на поголеми животински сегментални дефекти, лабораторијата Хатмахер стандардизираше и потврди модел на сегментален дефект од овци од 3 cm и 6 cm во текот на изминатите десет години (Berner et al., 2017, 2013 Cipitria et al., 2013, 2015 Reichert et al., 2012a, 2010a, 2011). Различни концепти за инженерство на коскеното ткиво беа изучувани во овој модел во период од 3 до 12 месеци in vivo период (Табела 4). Следствено, претклиничкото тестирање на Администрацијата за храна и лекови (FDA) одобрена и означена со европска усогласеност (CE)-означена со биоразградливо композитно скеле во комбинација со BMP-2 и/или васкуларизирана кортикопериостална размавта (Поле 1) доведе до клинички превод кај млад пациент со дефект на тибија од 36 cm предизвикан од трауматска повреда (Hutmacher, 2017).

Резиме на концептите на коскена ТЕ во модели на сегментални дефекти на овци

-nrqtvjNWW6QpzoILeb6q0A__&Key-Pair-Id=APKAIE5G5CRDK6RD3PGA" />

Споредба помеѓу различни модели на коскени дефекти

Како што беше опишано претходно, повеќето коски произлегуваат од ембрионскиот мезодерм и се формираат преку посредник на 'рскавицата во процес познат како ендохондрална осификација. Меѓутоа, во калваријалната коска, и нервниот гребен и мезодермот придонесуваат за неговиот развој во процес наречен интрамембранозна осификација. Различното потекло на овие коски има важни биолошки последици. На пример, Quarto et al. забележан супериорен остеоген потенцијал ин витро и коскените лековити капацитети кај in vivo Модели на калваријални дефекти кај нервните гребени добиени, во споредба со добиените од мезодерм, остеобластите и коските (Quarto et al., 2010). Слично на тоа, откриено е дека клетките добиени од нервниот гребен произведуваат повеќе минерализирано ткиво и предизвикуваат повеќе формирање на коски од клетките добиени од мезодерм од долгите коски (Aghaloo et al., 2010 Reichert et al., 2013). Од друга страна, кога се споредува стапката на регенерација на дефект на дупката на тибијата брус (сл. 1C) со калваријален дефект (сл. 1А), Лим и сор. забележано побрзо заздравување во тибијата отколку во моделот на калварски дефекти (Lim et al., 2013). Авторите сугерираа дека разликите во времето на заздравување помеѓу двата модели на дефекти може да се предизвикани од зголеменото механичко оптоварување или влијанието на преостанатиот периостеум на местото на дефект на тибијата во споредба со местото на дефект на калварија. Јасно е дека разликите во капацитетот за лекување постојат не само помеѓу остеопрогениторните клетки (Рамка 1) од различно ембрионално потекло, туку и помеѓу различни модели на коскени дефекти. Овие разлики мора да се земат предвид кога се анализира ефикасноста на ТЕЦ за регенерација на коските од рани создадени на различни места на дефекти.

Како што беше опишано претходно, ТЕ техниките за регенерација и поправка на коските може да се применат во модели на дефекти на коските на животните за да се проучуваат нови остеокондуктивни скелиња и биоматеријали. Сепак, разликите во капацитетот за лекување помеѓу различни места на коскени дефекти мора да се земат предвид при изборот на модел и кога се споредуваат со претходно објавените податоци. Овие размислувања не се применливи само за ТЕ пристапите за коскени дефекти предизвикани од траума, туку и за ТЕ пристапите што се користат за генерирање на коски за проучување на интеракциите со канцерогените клетки. Во следниот дел опишуваме како ТЕ коската моментално се користи за напредни in vivo моделирање на примарни и секундарни коскени малигни.


Клучни карактеристики

    Заштедува време на академските, медицинските и фармаколошките истражувачи за брз пристап до најновите детали за широк спектар на проблеми со генетските коски, наспроти пребарувањето низ илјадници статии во списанија.

Обезбедува заеднички јазик за коскените биолози и генетичарите да разговараат за развојот на коскените клетки и генетиката и нивните интеракции во развојот на болеста

За оние клинички истражувачи кои исто така се лекари, правилната дијагноза (а со тоа и правилниот третман) на коскените заболувања зависи од силното разбирање на молекуларната основа за болеста.


38.2 Коска

До крајот на овој дел, ќе можете да го направите следново:

  • Класифицирајте ги различните типови на коски во скелетот
  • Објаснете ја улогата на различните типови на клетки во коските
  • Објаснете како се формира коската за време на развојот

Коската, или коскеното ткиво, е сврзно ткиво што го сочинува ендоскелетот. Содржи специјализирани клетки и матрица од минерални соли и колагенски влакна.

Минералните соли првенствено вклучуваат хидроксиапатит, минерал формиран од калциум фосфат. Калцификацијата е процес на таложење на минерални соли на матрицата на колагенските влакна што го кристализира и стврднува ткивото. Процесот на калцификација се јавува само во присуство на колагенски влакна.

Коските на човечкиот скелет се класифицираат според нивната форма: долги коски, кратки коски, рамни коски, шиени коски, сусамоидни коски и неправилни коски (Слика 38.16).

Долгите коски се подолги отколку широки и имаат вратило и два краја. Дијафизата, или централното вратило, содржи коскена срцевина во шуплината на коскената срцевина. Заоблените краеви, епифизите, се покриени со зглобна 'рскавица и се полни со црвена коскена срцевина, која произведува крвни зрнца (Слика 38.17). Повеќето од коските на екстремитетите се долги коски - на пример, бедрената коска, тибија, улна и радиус. Исклучоци од ова ги вклучуваат пателата и коските на рачниот зглоб и глуждот.

Кратки коски, или коцкасти коски, се коски со иста ширина и должина, што им дава форма на коцка. На пример, коските на рачниот зглоб (карпалите) и глуждот (тарсалите) се кратки коски (Слика 38.16).

Рамните коски се тенки и релативно широки коски кои се наоѓаат таму каде што е потребна обемна заштита на органите или каде што се потребни широки површини на прицврстување на мускулите. Примери за рамни коски се градната коска (коска на дојката), ребрата, скапулата (лопатките на рамениците) и покривот на черепот (Слика 38.16).

Неправилните коски се коски со сложени форми. Овие коски може да имаат кратки, рамни, засечени или набраздени површини. Примери за неправилни коски се пршлените, коските на колкот и неколку коски на черепот.

Сусамоидните коски се мали, рамни коски и се обликувани слично на семето од сусам. Пателите се сезамоидни коски (Слика 38.18). Сесамоидните коски се развиваат во тетивите и може да се најдат во близина на зглобовите на колената, рацете и стапалата.

Стутурните коски се мали, рамни коски со неправилна форма. Тие може да се најдат помеѓу рамните коски на черепот. Тие се разликуваат по број, форма, големина и положба.

Коскено ткиво

Коските се сметаат за органи бидејќи содржат различни видови ткиво, како што се крв, сврзно ткиво, нерви и коскено ткиво. Остеоцитите, живите клетки на коскеното ткиво, ја формираат минералната матрица на коските. Постојат два вида на коскено ткиво: компактно и сунѓересто.

Компактно коскено ткиво

Компактна коска (или кортикална коска) го формира тврдиот надворешен слој на сите коски и ја опкружува медуларната празнина или коскената срцевина. Обезбедува заштита и цврстина на коските. Компактното коскено ткиво се состои од единици наречени остеони или Хаверски системи. Остеоните се цилиндрични структури кои содржат минерална матрица и живи остеоцити поврзани со канали, кои транспортираат крв. Тие се порамнети паралелно со долгата оска на коската. Секој остеон се состои од ламели, кои се слоеви на компактна матрица што го опкружуваат централниот канал наречен Хаверски канал. Хаверзијанскиот канал (остеонски канал) ги содржи крвните садови на коската и нервните влакна (Слика 38.19). Остеоните во компактното коскено ткиво се порамнети во иста насока по линиите на стрес и и помагаат на коската да се спротивстави на свиткување или фрактура. Затоа, компактното коскено ткиво е истакнато во областите на коските во кои напрегањата се применуваат само во неколку насоки.

Визуелна врска

Која од следните тврдења за коскеното ткиво е неточна?

  1. Компактното коскено ткиво е направено од цилиндрични остеони кои се порамнети така што патуваат по должината на коската.
  2. Хаверсиските канали содржат само крвни садови.
  3. Хаверсиските канали содржат крвни садови и нервни влакна.
  4. Сунѓересто ткиво се наоѓа на внатрешноста на коската, а компактното коскено ткиво се наоѓа на надворешноста.

Сунѓересто коскено ткиво

Додека компактното коскено ткиво го формира надворешниот слој на сите коски, сунѓерестата коска или сунѓерестата коска го формираат внатрешниот слој на сите коски. Сунѓерестото коскено ткиво не содржи остеони кои сочинуваат компактно коскено ткиво. Наместо тоа, се состои од трабекули, кои се ламели кои се наредени како прачки или плочи. Црвената коскена срцевина се наоѓа помеѓу трабукулите. Крвните садови во ова ткиво доставуваат хранливи материи до остеоцитите и го отстрануваат отпадот. Црвената коскена срцевина на бедрената коска и внатрешноста на другите големи коски, како што е илиумот, формира крвни зрнца.

Сунѓерестата коска ја намалува густината на коските и им овозможува на краевите на долгите коски да се компресираат како резултат на напрегањата што се нанесуваат на коската. Сунѓерестата коска е истакната во областите на коските кои не се силно напрегнати или каде стресот пристигнува од многу правци. Епифизите на коските, како што е вратот на бедрената коска, се предмет на стрес од многу правци. Замислете да поставите слика со тешка рамка рамно на подот. Може да ја држите едната страна од сликата со чепкалка за заби ако чепкалка за заби е нормална на подот и на сликата. Сега дупчете дупка и залепете ја чепкалка за заби во ѕидот за да ја закачите сликата. Во овој случај, функцијата на чепкалка за заби е да го пренесе надолниот притисок на сликата на ѕидот. Силата на сликата е директно надолу до подот, но силата на чепкалка за заби е и жицата за слика која се влече надолу и дното на дупката во ѕидот што се турка нагоре. Чепкалката за заби ќе се откине токму на ѕидот.

Вратот на бедрената коска е хоризонтален како чепкалка за заби во ѕидот. Тежината на телото го турка надолу во близина на зглобот, но вертикалната дијафиза на бедрената коска го турка нагоре на другиот крај. Вратот на бедрената коска мора да биде доволно силен за да ја пренесе надолната сила на телесната тежина хоризонтално на вертикалната осовина на бедрената коска (Слика 38.20).

Врска до учење

Погледнете ги микрографиите на мускулно-скелетните ткива додека ја прегледувате анатомијата.

Типови на клетки во коските

Коската се состои од четири типа на клетки: остеобласти, остеокласти, остеоцити и остеопрогениторни клетки. Остеобластите се коскени клетки кои се одговорни за формирање на коските. Остеобластите го синтетизираат и лачат органскиот дел и неорганскиот дел од екстрацелуларната матрица на коскеното ткиво и колагенските влакна. Остеобластите стануваат заробени во овие секрети и се разликуваат во помалку активни остеоцити. Остеокластите се големи коскени клетки со до 50 јадра. Тие ја отстрануваат структурата на коските со ослободување на лизозомални ензими и киселини кои ја раствораат коскената матрица. Овие минерали, ослободени од коските во крвта, помагаат да се регулираат концентрациите на калциум во телесните течности. Коските исто така може да се ресорбираат за ремоделирање, доколку применетите напрегања се променети. Остеоцитите се зрели коскени клетки и се главните клетки во коскеното сврзно ткиво, овие клетки не можат да се поделат. Остеоцитите одржуваат нормална структура на коските со рециклирање на минералните соли во коскената матрица. Остеопрогениторните клетки се сквамозни матични клетки кои се делат за да произведат ќерки ќерки кои се диференцираат во остеобласти. Остеопрогениторните клетки се важни за поправка на фрактури.

Развој на коските

Осификација, или остеогенеза, е процес на формирање на коските од остеобластите. Осификацијата се разликува од процесот на калцификација, додека калцификацијата се одвива за време на осификацијата на коските, може да се појави и во други ткива. Осификацијата започнува приближно шест недели по оплодувањето кај ембрионот. Пред ова време, ембрионскиот скелет целосно се состои од влакнести мембрани и хијалинска 'рскавица. Развојот на коските од фиброзните мембрани се нарекува интрамембранозна осификација Развојот од хијалинската 'рскавица се нарекува ендохондрална осификација. Растот на коските продолжува приближно до 25-тата година од животот.

Интрамембранозна осификација

Интрамембранозната осификација е процес на развој на коските од фиброзни мембрани. Тој е вклучен во формирањето на рамните коски на черепот, мандибулата и клавикулите. Осификацијата започнува кога мезенхималните клетки формираат шаблон на идната коска. Тие потоа се разликуваат во остеобласти во центарот за осификација. Остеобластите лачат екстрацелуларен матрикс и депонираат калциум, што ја стврднува матрицата. Неминерализираниот дел од коската или остеоидот продолжува да се формира околу крвните садови, формирајќи сунѓереста коска. Сврзното ткиво во матрицата се диференцира во црвена коскена срцевина кај фетусот. Сунѓерестата коска е ремоделирана во тенок слој на компактна коска на површината на сунѓерестата коска.

Ендохондрална осификација

Ендохондралната осификација е процес на развој на коските од хијалинската 'рскавица. Сите коски на телото, освен рамните коски на черепот, мандибулата и клавикулите, се формираат преку ендохондрална осификација.

Во долгите коски, хондроцитите формираат шаблон на дијафизата на хијалинската 'рскавица. Одговарајќи на сложени развојни сигнали, матрицата почнува да се калцифицира. Оваа калцификација ја спречува дифузијата на хранливи материи во матриксот, што резултира со умирање на хондроцитите и отворање на шуплини во 'рскавицата на дијафизата. Крвните садови ги напаѓаат шуплините, а остеобластите и остеокластите ја модифицираат калцифицираната матрица на 'рскавицата во сунѓереста коска. Остеокластите потоа разградуваат дел од сунѓерестата коска за да создадат срцевина или медуларна празнина во центарот на дијафизата. Густото, неправилно сврзно ткиво формира обвивка (периостиум) околу коските. Периостумот помага во прицврстувањето на коската на околните ткива, тетивите и лигаментите. Коската продолжува да расте и се издолжува додека клетките на 'рскавицата на епифизите се делат.

Во последната фаза од пренаталниот развој на коските, центрите на епифизите почнуваат да се калцифицираат. Секундарни центри за осификација се формираат во епифизите кога крвните садови и остеобластите влегуваат во овие области и ја претвораат хијалинската 'рскавица во сунѓереста коска. До адолесценцијата, хијалинската 'рскавица опстојува на епифизалната плоча (плоча за раст), која е регионот помеѓу дијафизата и епифизата кој е одговорен за надолжниот раст на долгите коски (Слика 38.21).

Раст на коските

Долгите коски продолжуваат да се издолжуваат, потенцијално до адолесценцијата, преку додавање на коскено ткиво на епифизалната плоча. Тие исто така се зголемуваат во ширина преку апозиционен раст.

Издолжување на долгите коски

Хондроцитите на епифизалната страна на епифизалната плоча ја делат една клетка останува недиференцирана во близина на епифизата, а една клетка се движи кон дијафизата. Клетките, кои се туркаат од епифизата, созреваат и се уништуваат со калцификација. Овој процес ја заменува 'рскавицата со коска на дијафизалната страна на плочата, што резултира со издолжување на коската.

Долгите коски престануваат да растат на возраст од околу 18 години кај жените и на возраст од 21 година кај мажјаците во процес наречен затворање на епифизалната плоча. За време на овој процес, клетките на 'рскавицата престануваат да се делат и целата' рскавица се заменува со коска. Епифизалната плоча избледува, оставајќи структура наречена епифизална линија или епифизален остаток, а епифизата и дијафизата се спојуваат.

Задебелување на долгите коски

Апозиционен раст е зголемување на дијаметарот на коските со додавање на коскено ткиво на површината на коските. Остеобластите на коскената површина лачат коскена матрица, а остеокластите на внатрешната површина ја разградуваат коската. Остеобластите се разликуваат во остеоцити.Рамнотежата помеѓу овие два процеси овозможува коската да се згусне без да стане премногу тешка.

Ремоделирање и поправка на коските

Обновувањето на коските продолжува по раѓањето до зрелоста. Ремоделирањето на коските е замена на старото коскено ткиво со ново коскено ткиво. Тоа ги вклучува процесите на таложење на коските од остеобластите и коскената ресорпција од остеокластите. Нормалниот раст на коските бара витамини Д, Ц и А, плус минерали како што се калциум, фосфор и магнезиум. Хормоните како што се паратироиден хормон, хормон за раст и калцитонин се исто така потребни за правилен раст и одржување на коските.

Стапките на обновување на коските се доста високи, со пет до седум проценти од коскената маса се рециклира секоја недела. Разлики во стапката на обрт постојат во различни области на скелетот и во различни области на коската. На пример, коската во главата на бедрената коска може целосно да се заменува на секои шест месеци, додека коската по должината на вратилото се менува многу побавно.

Ремоделирањето на коските им овозможува на коските да се прилагодат на стресот со тоа што стануваат подебели и посилни кога се подложени на стрес. Коските кои не се подложни на нормален стрес, на пример кога екстремитетот е во гипс, ќе почнат да губат маса. Фрактура или скршена коска е подложена на поправка низ четири фази:

  1. Крвните садови во скршената коска се кинат и крвават, што резултира со формирање на згрутчена крв или хематом на местото на прекинот. Отсечените крвни садови на скршените краеви на коската се запечатени со процесот на згрутчување, а коскените клетки кои се лишени од хранливи материи почнуваат да умираат.
  2. Во рок од неколку дена по фрактурата, капиларите прераснуваат во хематом, а фагоцитните клетки почнуваат да ги отстрануваат мртвите клетки. Иако може да останат фрагменти од згрутчувањето на крвта, фибробластите и остеобластите влегуваат во областа и почнуваат да ја реформираат коската. Фибробластите произведуваат колагенски влакна кои ги поврзуваат скршените краеви на коските, а остеобластите почнуваат да формираат сунѓереста коска. Ткивото за поправка помеѓу скршените коскени краеви се нарекува фиброкартилагинозен калус, бидејќи е составен и од хијалинска и од фибро'рскавица (Слика 38.22). Во овој момент може да се појават и некои коскени шпикули.
  3. Фиброкартилагинозниот калус се претвора во коскениот калус од сунѓереста коска. Потребни се околу два месеци за скршените краеви на коските цврсто да се спојат по фрактурата. Ова е слично на ендохондралното формирање на коските, бидејќи 'рскавицата станува осифицирана, присутни се остеобласти, остеокласти и коскена матрица.
  4. Коскениот калус потоа се ремоделира од остеокластите и остеобластите, при што се отстранува вишокот материјал на надворешноста на коската и во медуларната празнина. Компактна коска се додава за да се создаде коскено ткиво кое е слично на оригиналната, нескршена коска. Ова ремоделирање може да потрае многу месеци, а коската може да остане нерамна со години.

Научен метод Поврзување

Декалцификација на коските

Прашање: Каков ефект има отстранувањето на калциумот и колагенот врз структурата на коските?

Позадина: Спроведете пребарување на литература за улогата на калциумот и колагенот во одржувањето на структурата на коските. Спроведете пребарување на литература за болести во кои структурата на коските е загрозена.

Хипотеза: Развијте хипотеза која наведува предвидувања за флексибилноста, силата и масата на коските на кои им биле отстранети компонентите на калциум и колаген. Развијте хипотеза во врска со обидот да се додаде калциум назад во декалцифицираните коски.

Тестирајте ја хипотезата: Тестирајте го предвидувањето со отстранување на калциум од пилешки коски со ставање во тегла со оцет седум дена. Тестирајте ја хипотезата за додавање на калциум назад во декалцифицираната коска со ставање на декалцифицираните пилешки коски во тегла со вода со додадени додатоци на калциум. Тестирајте го предвидувањето со денатурирање на колагенот од коските со нивно печење на 250°C три часа.

Анализирајте ги податоците: Направете табела што ги прикажува промените во флексибилноста на коските, силата и масата во трите различни средини.

Пријавете ги резултатите: Под кои услови коската била најфлексибилна? Под кои услови коската била најсилна?

Извлечете заклучок: Дали резултатите ја поддржаа или ја побија хипотезата? Како резултатите забележани во овој експеримент кореспондираат со болести кои го уништуваат коскеното ткиво?



Коментари:

  1. Hayyim

    Неверојатно, ова е смешниот одговор

  2. Ronal

    Браво, твојата фраза е брилијантна

  3. Hoh

    Thank you very much, cool creatively written

  4. Kilmaran

    Let it be funny message

  5. Shak

    Oh! Unfortunately!



Напишете порака