Chapter 20: Musculoskeletal System

Back to chapter

20.4:

إعادة تشكيل العظام

JoVE Core
Biology

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

JoVE Core Biology

Bone Remodeling

Previous Video
20.3: Joints

Next Video
20.5: Skeletal Muscle Anatomy

Languages

Share

English العربية 中文 Nederlands français Deutsch עברית italiano 日本語 한국어 português русский español Türkçe

حتى ضمن الهيكل العظمي عند البالغين تكون العظام أنسجة حيّة تخضع لتغيرات مستمرة في بنيتها. تُسمى هذه العملية إعادة بناء العظام،وتتكون من مراحل متساوية من ارتشاف العظام وإزالتها وترسيب خلايا جديدة. حين تشعر الخلايا العظمية مكتملة النمو بالتوتر في آليتها،ترسل إشارات خلوية إلى مكان العظم،كنهايات عظم الفخذ على سبيل المثال،التي تُستبدل كل 6 أشهر.خلال الارتشاف،يلتصق أحد أنواع الخلايا الذي يُسمى ناقضة العظم”بالسطح بشدة. وعبر إفراز إنزيمات اللايسوسوم وبروتونات الهيدروجين،بإمكانها إنقاص فاعلية المكونات العضوية،ما يشكل تجويفات تسبب تآكل العظام بسبب امتصاصها الأنسجة القديمة أو التالفة. كما يُطلق الكالسيوم في الدم فيلعب دوراًفي تشكيل حلقات ردود الفعل الهرمونية.حالما تنحل المادة،تتهدم ناقضة العظم تلقائياًعبر عملية تُسمى الاستماتة”ما يحول دون تعرض العظم لضرر أكبر. ولبدء الانعكاس،تظهر الخلايا أحادية النوى على السطح وتتجهز للخطوة التالية. في مرحلة البناء،تتحرك ناقضات العظم إلى التجويف وترسب عظماًجديداًمن خلال تعظم النسيج العضوي الذي يُسمى بالنسيج العظمي.يشمل هذا الجزء ألياف الكولاجين التي تساهم في تشكيل بنية العظم وتعزيز مرونته. بعد اكتمال تركيب النسيج،يمكن أن تختلف خلايا بناء العظام،فإما أن تصبح خلايا عظمية مسطحة مبطنة أو تغدو خلايا عظمية مكتملة النمو تُدفن داخل العظم.

20.4:

إعادة تشكيل العظام

إعادة تشكيل العظام هي عملية مستمرة ومتوازنة لارتشاف العظم بواسطة ناقضات العظم وتكوين العظام بواسطة بانيات العظم. في البالغين ، يساعد في الحفاظ على كتلة العظام وتوازن الكالسيوم. في حين أن الإجهاد الميكانيكي يمكن أن يحفز التحول كجزء من عملية الصيانة والتعويض العادية ، فإن العديد من الهرمونات تنظم أيضاً إعادة تشكيل العظام.

التحكم الهرموني في إعادة تشكيل العظام

يحافظ هرمون الغدة الجار-درقية (PTH) على التحكم المتوازن في مستويات الكالسيوم في الدم عن طريق تنظيم ارتشاف العظام. يتم تحرير الهرمون الجار-درقي من الغدد الجار-درقية استجابة لانخفاض مستويات الكالسيوم في الدم. إنه يحفز بانيات العظم لإنتاج جزيئات مناعية تعزز تمايز الخلايا السليفة إلى ناقضات العظم. تنشيط ناقضات العظم يعزز ارتشاف العظام ، مما يتسبب في تكسير مطرس العظام الممعدنة وإطلاق الكالسيوم في الدم. عند استعادة مستويات الكالسيوم في الدم ، تمنع حلقة التغذية الراجعة السلبية إطلاق المزيد من الهرمون الجار-درقي.

هشاشه العظام

هشاشة العظام مرض يتجاوز فيه ارتشاف العظام تكوين العظام ، مما يؤدي إلى انخفاض كثافة العظام. هشاشة العظام أكثر انتشاراً عند النساء ، خاصة بعد انقطاع الطمث. هذا يرجع إلى الدور الحاسم الذي يلعبه هرمون الجنس الأنثوي _ هرمون الاستروجين _ في إعادة تشكيل العظام. يحد الإستروجين من تكوين ناقضات العظم ويعزز تدميرها عن طريق موت الخلايا المبرمج. هذا يضمن أن يكون تكوين العظام أعلى من ارتشاف العظم. ومع ذلك ، تنخفض مستويات هرمون الاستروجين بشدة عند النساء بعد انقطاع الطمث. لذلك ، فإن ارتشاف العظام يفوق سرعة تكوينه ، مما يؤدي إلى فقدان قوة العظام وزيادة خطر الإصابة بالكسور.

Suggested Reading

Crockett, Julie C., Michael J. Rogers, Fraser P. Coxon, Lynne J. Hocking, and Miep H. Helfrich. “Bone Remodelling at a Glance.” J Cell Sci 124, no. 7 (April 1, 2011): 991–98. [Source]

Fierro, F. A., J. A. Nolta, and I. E. Adamopoulos. “Concise Review: Stem Cells in Osteoimmunology.” Stem Cells (Dayton, Ohio) 35, no. 6 (June 2017): 1461–67. [Source]