1
Histogeneze a histofyziologie kostní
tkáně. Kostrové spoje.
Histogeneze (osifikace desmogenní a chondrogenní). Histofyziologie kostní tkáně.
Regenerace kostní tkáně. Kostrové spoje (synartrózy, diartrózy).
2
Zkouškové otázky
8. Histogeneze kostní tkáně: druhy osifikace (desmogenní,
chondrogenní) a jejich stručná charakteristika.
9. Histofyziologie kostní tkáně.
10. Kostrové spoje: synartrózy.
11. Kostrové spoje: diartrózy.
3
Histogeneze kostní tkáně
̶ Desmogenní (intramembranózní) osifikace – přímo z mezenchymu, kost je
tvořena přeměnou skupin mesenchymových buněk v osteoblasty
̶ kosti lebky, části mandibuly a clavicula
̶ Chondrogenní (endochondrální) osifikace – hyalinní chrupavka slouží jako
model pro tvorbu kostní tkáně
̶ všechny dlouhé kosti, kosti nepravidelného tvaru (většina kostí)
̶ Kostní tkáň vzniklá oběma způsoby je histologicky totožná!
̶ Osifikace primární  primární kost (primitivní) = vláknitá
̶ Osifikace sekundární  sekundární kost (definitivní) = lamelózní
4
Desmogenní (intramembranózní) osifikace
Primární osifikace
̶ kondenzace mezenchymu → primární
osifikační centrum
̶ z mezenchymových b. diferencují osteoblasty
̶ tvorba osteoidu
̶ kalcifikace ukládáním hydroxyapatitu
̶ spikuly (kostní trámce)
→ vláknitá kost
https://www.apsubiology.org/anatomy/2010/2010_Exam_
Reviews/Exam_2_Review/Ch_6_Modes_of_Ossification.htm
5
Desmogenní (intramembranózní) osifikace
Sekundární osifikace
̶ vláknitá kost se přemění na lamelózní
činností osteoklastů a osteoblastů
̶ střední část kosti je přeměněna na
spongiózní kost
̶ povrchová vrstva – kompaktní kost
https://www.apsubiology.org/anatomy/2010/2010_Exam_
Reviews/Exam_2_Review/Ch_6_Modes_of_Ossification.htm
Desmogenní osifikace
https://www.apsubiology.org/anatomy/2010/2010_Exam_Reviews/Exam_2_Review/Ch_6_Modes_of_Ossification.htm
6
7
Chondrogenní (endochondrální) osifikace
̶ model kosti z hyalinní chrupavky s perichondriem
Primární osifikace
̶ uprostřed diafýzy – perichondrální vaskularizovaný prstenec „osteogenní
vlastnosti“ → buňky na vnitřní straně →
osteoblasty
̶ osteoblasty ukládají kostní matrix mezi chrupavku a
perichondrium → periostální kostní manžeta
https://www.apsubiology.org/anatomy/2010/2010_Exam_Reviews/Exam_2_Review/Ch_6_Modes_of_Ossification.htm
8
Chondrogenní (endochondrální) osifikace
̶ v centru chrupavčité diafýzy chondrocyty
hypertrofují, matrix mineralizuje a vzniká
osifikační centrum
̶ z vaskularizovaného perichondria/periostu
vrůstají cévy a osteoprogenitorní buňky
̶ tyto buňky se mění na chondroklasty a
odbourávají osifikační centrum
→ primární dřeňová dutina
https://www.apsubiology.org/anatomy/2010/2010_Exam_Reviews/Exam_2_Review/Ch_6_Modes_of_Ossification.htm
9
Chondrogenní (endochondrální) osifikace
̶ v dutině obsažené kapiláry zamíří k epifýzám kosti,
chondroklasty razí kapilárám cestu
̶ osteoprogenitorní buňky po stranách kapilár
diferencují v osteoblasty
̶ osteoblasty produkují osteoid na povrch tzv.
směrových trámců (= zbytky neresorbované
základní hmoty chrupavky)
̶ dřeňová dutina se rozšiřuje směrem k epifýzám
̶ osteoblasty → osteocyty
https://www.apsubiology.org/anatomy/2010/2010_Exam_Reviews/Exam_2_Review/Ch_6_Modes_of_Ossification.htm
10
Chondrogenní (endochondrální) osifikace
̶ osifikace epifýz později - procesy se šíří radiálně
̶ chrupavka zachovaná pouze v oblasti kloubní
chrupavky a na rozhraní epifýzy a diafýzy →
epifýzodiafyzární růstová ploténka
̶ epifýzodiafyzární ploténka je pak z obou stran
rozrušována chondroklasty a cévami s
osteoprogenitorními buňkami, zároveň ploténka
roste proliferací chondrocytů → růst kosti do délky
̶ růst kosti do šířky – od periostu
https://www.apsubiology.org/anatomy/2010/2010_Exam_Reviews/Exam_2_Review/Ch_6_Modes_of_Ossification.htm
11
https://www.apsubiology.org/anatomy/2010/2010_Exam_Reviews/Exam_2_Review/Ch_6_Modes_of_Ossification.htm
epifýzodiafyzární
růstová ploténka
Osifikační zóny
Zóna normální chrupavky
Zóna rostoucí chrupavky
- mitózy – izogenetické skupiny - sloupce
Zóna hypertrofické chrupavky
- hypertrofické chondrocyty
Zóna kalcifikace
- zvápenatělá hypertrofická chrupavka
(kalcifikovaná základní hmoty chrupavky)
Linie eroze
- chondroklasty rozrušují kalcifik. chrupavku,
zbytky zůstávají jako směrové trámce
Zóna osifikace
- osteoblasty nasedají na směrové trámce,
ukládají osteoid, osteoblasty → osteocyty,
mineralizace
Zóna reabsorpce
12
13
z.normální
chrupavky
z.rostoucí
chrupavky
z.hypertrofické
chrupavky
z.kalcifikace
z.osifikace
linieeroze
Chondrogenní
osifikace (HEŠ)
14
15
16
Chondrogenní (endochondrální) osifikace
Sekundární osifikace
̶ přestavba kosti za účasti osteoklastů a osteoblastů
̶ vznikají Haversovy systémy (osteony)
̶ Pozn. přestavba kosti probíhá po celý život – zčásti odbourané Haversovy
systémy patrné jako intersticiální lamely
Hyalinní chrupavčitý model
+ perichondrium
Periostální kostní manžeta:
- krevní cévy
- Osteoprogenitorní bb
Minerály – impregnace chrupavčité matrix,
chondrocyty degenerují
(zóna hypertrofie, kalcifikace )
Osteoblasty produkce osteoidu
Monocyty makrofágy, osteoklasty
nemineralizovaná
kostní matrix
ENDOCHONDRÁLNÍ OSSIFIKACE
resorpce
zbytků lakun
a poté i vláknité
kostiMineralizace osteoidu
Osteocyty v kalcifik. ECM
VLÁKNITÁ KOST
osteoklasty - resorpce
Osteoblasty + osteoid
Osteocyty + ECM lamely LAMELÁRNÍ KOST
je nahrazena
17
18
Regulace růstu kostní tkáně
̶ remodelace kostní tkáně – 10 % za rok
̶ přizpůsobení kosti na proměny zatížení, podíl na metabolismu Ca2+ a fosfátů
̶ osteoblasty a osteoklasty se navzájem ovlivňují a spolu tvoří jednotku
̶ cyklus remodelace (cca čtyři měsíce) - 3 fáze:
̶ stimul (např. fyzická zátěž)
̶ resorpce kosti osteoklasty
̶ novotvorba kosti osteoblasty
̶ Hormony
̶ Parakrinní signály
19
Hormony
̶ růstový hormon z hypofýzy stimuluje proliferaci chondrocytů a
osteoprogenitorních buněk
̶ estrogeny zpomalují odbourávání kostní tkáně (E – osteoporosa)
̶ parathormon příštítných tělísek – Ca v kosti, Ca v krvi,
(aktivuje osteoblasty, které následně aktivují osteoklasty)
̶ kalcitonin ze štítné žlázy – Ca v kosti, Ca v krvi,
(inhibuje osteoklasty)
̶ kalcitriol (derivát vitaminu D) - stimuluje v tenkém střevě
absorpci Ca2+ a fosfátů, aktivuje osteoblasty k syntéze kolagenu
20
A řada dalších…
Další hormony
̶ inzulin - zvyšuje syntetickou aktivitu osteoblastů
̶ glukokortikoidy - snižují tvorbu kosti (inhibují proteosyntézu v osteoblastech a jejich
diferenciaci)
̶ hormony štítné žlázy - stimulují osteoklasty, aktivují kostní remodelaci
Parakrinní signály
̶ Faktory stimulující osteoblasty (fibroblastový růstový faktor, kostní morfogenetický faktor,
atd.)
̶ Faktory stimulující osteoklasty (interferon γ, některé interleukiny (IL-1, IL-6 atd.)
21
Regenerace kostní tkáně
̶ regenerace obecně od periostu
Zlomená kost
̶ porušením kostních cév vznikne krevní výron (hematom)
̶ z buněk stěny porušených cév se v hematomu diferencují vazivové buňky,
produkují kolagenní vlákna a amorfní hmotu → vazivový svalek (kalus)
̶ vazivové buňky se přemění na buňky chrupavky a přemění vazivový svalek
na chrupavčitý (hyalinní chrupavka)
̶ chrupavčitý svalek kalcifikuje ukládáním minerálních látek
̶ aktivují se osteoprogenitorní buňky (od periostu a endostu), které produkují
kostní matrix a vzniká postupně kostěnný svalek → lamelózní kost
Kostrové spoje
Kostrové spoje (synartrózy, diartrózy).
22
23
Kostrové spoje
̶ Synartrózy – souvislá spojení bez štěrbiny pomocí vaziva
chrupavky nebo kosti
̶ Diartrózy – spojení pomocí kloubů (štěrbina)
24
Synartrózy
̶ (ne)pohyblivé spoje vazivem, chrupavkou nebo kostní tkání bez štěrbiny
̶ syndesmosis - spojení vazivem (sutury lebeční, závěsný aparát zubu =
gomphosis).
̶ synchondrosis - spojení pomocí chrupavky, symphysis ossis pubis (srůst
kostí stydkých – vazivová chrupavka) nebo žebra a kost hrudní (hyalinní
chrupavka).
̶ synostosis - spojení pomocí kosti - ossa illium + pubis + ischii = os coxae
(kost pánevní), os sacrum (křížová) = z pěti obratlů
Pozn.:
̶ Ankylóza – patol. synostóza
̶ Artrodéza – operativně navozená ankylóza odstraněním kloubních chrupavek (při nestabilitě
kloubu)
25
Syndesmosis
Husté kolagenní vazivo uspořádaného typu
̶ vazy (ligamenta) – delší provazcovité spoje
̶ švy (sutury) – spoje mezi plochými kostmi
̶ okraje kostí rovné – sutura laevis (př. sutura internasalis)
̶ okraje kostí seříznuté – sutura squamosa (př. sutura parietotemporalis)
̶ okraje kostí vroubkované – sutura serrata (př. sutura sagittalis)
̶ vklínění (gomphosis) – kořen zubu se zubním lůžkem
Elastické vazivo
̶ ligamenta interarticularia a lig. stylohyoideum
26
Synchondrosis
Hyalinní chrupavka
̶ za vývoje – os coxae
̶ postnatálně – žeberní chrupavky
Vazivová chrupavka = SYMFÝZA
̶ stydká spona – ploténka vazivové chrupavky, nahoře a dole zpevněna vazy
(lig.pubicum, lig.arcuatum pubis)
̶ meziobratlové ploténky – 2 komponenty
̶ Anulus fibrosus – hutný prstenec, na povrchu vazivový, dovnitř přechází ve vazivovou
chrupavku
̶ Nucleus pulposus – rosolovité centrální jádro (pozůstatek chorda dorsalis) – voda, ostrůvky
chordových buněk, nestlačitelné, dobře odolává tlaku
27
Synostosis
̶ os coxae, os sacrum
̶ sekundární synostózy – zvápenatěním švů na lebce (po 40.roce)
28
Diartrózy
̶ pohyblivé spojení 2 nebo více kostí pomocí kloubu (articulatio,
arthron, diarthrosis, articulatio synovialis)
̶ součásti kloubu:
- kloubní plošky s chrupavkou
- kloubní štěrbina
- kloubní pouzdro z hustého kolagenního vaziva
- synoviální tekutina
- (pomocná zařízení)
29
Kloub
̶ významný pojem v kineziologii a chiroterapii
̶ pojem vystihuje funkční souvislost kloubů a svalů
̶ bolestivý kloub → svalový spazmus → blokace pohybu kloubu
Pohyby kloubů
̶ flexe (ohnutí) – extenze (natažení)
̶ addukce (přitažení) – abdukce (odtažení)
̶ rotace (otáčení)
̶ cirkumdukce (kroužení)
30
Typy kloubů
̶ dle počtu prvků kloubu – jednoduché (2 kosti) x
složené (více kostí, 2 kosti + discus či meniscus)
̶ dle rozsahu pohybu – tuhé x více pohyblivé
̶ dle tvaru styčných ploch – kulový, cylindrický, sedlový, elipsovitý,
bikondylární, plochý
̶ dle pohybu v ose – 1, 2, 3 osy
kulovýTypy kloubů
cylindrický
sedlový
volný: ramenní
omezený: kyčelní
válcový: interfalang.,
humeroulnární;
kolový: atlantoaxiálni,
radioulnání
Art. carpometacarpalis
pollicis
31
elipsovitý
plochý
bikondylární
akromioklavikulární,
intermetatrsální,
sakroiliacký
radiokarpální,
metakarpofalangeální,
atlantookcipitální
kolenní, temporo-
mandibulární
32
Kloub (diarthrosis, articulatio synovialis)
Kloubní plochy - chrupavka hyalinní*
bez perichondria; kryje
konce kosti
Kloubní pouzdro navazuje na
periost
Synoviální membrána vystýlá
kloubní pouzdro, produkuje
synoviální tekutinu
Kloubní štěrbina
bursa
* vazivová chrupavka
33
34
Kloubní plochy - chrupavka
̶ povrch kloubních ploch pokryt bezcévnou hyalinní chrupavkou (0,2 - 6 mm),
̶ zabezpečuje jemný a pružný pohyb kloubu → brání tření kostí o sebe
̶ vzácněji vazivová chrupavka (art. temporomandibularis, art. acromioclavicularis,
art. sternoclavicularis)
̶ kloubní chrupavka - porézní materiál se submikroskopickými otvory, do nich
je vtlačována a z nich vytlačována synoviální tekutina → při zatížení se
chrupavka pružně deformuje
35
Kloubní chrupavka
̶ kloubní chrupavka nemá perichondrium - je vyživována synoviální tekutinou a
subchondrálními* kapilárami v kosti
̶ základní hmota obsahuje hodně vody (60-80%) a protein-polysacharidový
komplex s kys. hyaluronovou (vysoká viskozita a hydrofilie), obě složky
významné při mazání a pružnosti kloubu
̶ připojuje se na kost kolagenními vlákny uspořádanými do podoby arkád
linie osifikace
subchondrální kapiláry
Nerv
Sval
Tukový
polštářek
Úpon šlachy
Kost
Arterie
Véna
Tukový polštářek
Synoviální
Membrána
Synoviální vazivo
Subchondrální
kapiláry
Chrupavka
Recessus synovialis
Capsula fibrosa
36
37
Kloubní chrupavka
Stavba se mění od povrchu do hloubky:
̶ chondrocyty oploštělé rovnoběžně s
povrchem → kulovité → protáhlé v ose
kolmé k povrchu a vertikální izogenetické
řady
̶ kolagenní vlákna rovnoběžně s povrchem
→ neuspořádaně → obloukovitě až
radiálně
Chrupavka tedy dobře odolává namáhání
Mansfield et al.
https://www.sciencedirect.com/science/article/
pii/S1063458415011875
38
Kloubní chrupavka
Gadjanski et al.
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22016073/
https://slideplayer.com/slide/3815001/13/image
s/6/Articular+Cartilage%3A+Chondrocytes.jpg
39
Kloubní pouzdro
̶ vazivová manžeta, upíná se na konce kostí, odděluje kloubní
dutinu od okolí
̶ zevní vrstva – stratum fibrosum
̶ vnitřní vrstva – stratum synoviale
40
Kloubní pouzdro – stratum fibrosum
̶ husté kolagenní vazivo, do různé míry protkáno elastickými vlákny
̶ přechází plynule do periostu a upíná se na kost
̶ obsahuje cévy a nervy
̶ + kapsulární a extrakapsulární vazy – zpevňují pouzdro a stabilizují klouby
̶ + úpony mm. articulares - napínají kloubní pouzdra a zabraňují jejich
uskřinutí
41
Kloubní pouzdro – stratum synoviale
̶ „synoviální membrána“
̶ řídké kolagenní vazivo, četné tukové buňky, elastická vlákna, krevní a mízní
cévy, nervy, nervová zakončení (volná a Vater-Paciniho tělíska)
̶ vnitřní povrch je lesklý a hladký, nesouvislá vrstva buněk epiteloidního
vzhledu - synovialocyty, může však vybíhat v řasy (plicae synoviales) a v
drobné klky (villi synoviales)
Nerv
Sval
Tukový
polštářek
Úpon šlachy
Kost
Arterie
Véna
Tukový polštářek
Synoviální
Membrána
Synoviální vazivo
Subchondrální
kapiláry
Chrupavka
Recessus synovialis
Capsula fibrosa
42
43
Synoviální buňky - synovialocyty
̶ synovialocyty – leží na kolagenních vláknech hlubších
vrstev, ale i mezi nimi
̶ synovialocyty A – fagocytují např. lipidy, hemosiderin,
imunokomplexy apod., obsahují velký Golgiho aparát
a mnoho lyzosomů
̶ synovialocyty B (~ fibroblasty) – obsahují drsné
endoplazmatické retikulum, podílí se na produkci
synoviální tekutiny (proteoglykany a kys. hyaluronová)
Synoviální membrána
44
45
Synoviální tekutina
̶ ultrafiltrát krevní plazmy
(za fyziol. podmínek obsahují synoviální klouby malé množství tekutiny; v kolenním kloubu asi 2ml)
̶ usnadňuje hladké klouzavé pohyby kloubních ploch
̶ zvyšuje a udržuje pružnost chrupavek
̶ přináší kyslík a živiny k bezcévné hyalinní chrupavce
̶ čirá, nažloutlá, viskózní, (pH = 7,4 – 7,7) a obsahuje:
̶ 97 % vody,
̶ 1-2 % proteoglykanů a kys.hyaluronové (2,6 g/l),
̶ glukózu (66 mg/100 ml)
̶ 1 % minerálních látek
̶ vyskytují se v ní také buňky (lymfocyty, monocyty, synovialocyty,… - cca 60/ml) či větší
kousky utržených klků
46
Kloubní pouzdro – stratum synoviale
̶ Synoviální membrána - značná reparační schopnost
̶ schopna rychle a úplně regenerovat, mitotickým dělením subsynoviálních
buněk a buněk stratum fibrosum (relativně málo diferencovaných) a
synoviální tkáň může rychle růst
̶ [Tato vlastnost má význam v případech, kdy je třeba synoviální membránu chirurgicky odstranit.
Synoviální membrána, v pokusu úplně odstraněná, zregenerovala do 60 dnů.]
47
Pomocná kloubní zařízení
̶ Kloubní vazy
̶ Kloubní ploténky (disky, menisky)
̶ Kloubní rty
̶ Synoviální váčky a pochvy
48
Kloubní vazy (ligamenta articularia)
̶ husté kolagenní uspořádané vazivo
̶ zabraňují oddálení kloubních plošek od sebe
̶ kapsulární a extrakapsulární vazy – zpevňují pouzdro a stabilizují
klouby
̶ úpony mm. articulares - napínají kloubní pouzdra a zabraňují
jejich uskřinutí
49
Intraartikulární struktury
̶ v některých kloubech - kloubní disky nebo menisky, tvořené bezcévnou
vazivovou chrupavkou, výživa difúzí ze synoviální tekutiny
̶ menisky (meniscus lateralis et medialis) - v kolenních kloubech, srpovitý tvar
̶ disky (discus articulares) se upínají na kloubní pouzdro, mají tvar souvislé
ploténky a rozdělují kloubní dutinu na 2 části (klouby sterno-klavikulární,
temporomandibularní, akromioklavikulární a distální radioulnární)
Menisky jsou pružné a pevné – tlumí nárazy, přenáší a rozkládají
hmotnost těla a brání opotřebení kloubní chrupavky.
50
51
Kloubní rty (labia/labra articularia)
̶ lem kloubní jamky z vazivové chrupavky
̶ prohlubuje a zvyšuje stabilitu kloubu
(př. kyčelní a ramenní kloub)
52
Synoviální váčky (burzy) a pochvy
̶ stejná stavba jako kloubní pouzdro
̶ tíhové váčky tvořené synoviální blankou a
vyplněné kloubním mazem
̶ výskyt: v místech styku svalů a šlach s kostním
podkladem kloubu
̶ minimalizují tření a usnadňují posun kloubů
53
Poznámka na závěr:
Vlastnosti pojivových tkání se v průběhu života mění a proces
stárnutí významně ovlivňuje fyziologický rozsah pohybu a
pevnost a pružnost pojivového aparátu
54