Perichondrale ossificatie

De perichondrale ossificatie komt overeen met de groei in dikte van de botten. Deze groei vindt plaats via de tussenstap van kraakbeenvorming. Perichondrale botvormingsstoornissen zijn bijvoorbeeld aanwezig bij glasbotziekte.

Wat is perichondrale ossificatie?

De ossificatie of Osteogenese is een proces van botvorming. Het organisme voert osteogenese uit voor zowel lengte- als diktegroei. Ossificatie is ook relevant na breuken en ander botletsel.

Bij ossificatie wordt onderscheid gemaakt tussen een desmale en een chondrale vorm. Desmale ossificatie is directe osteogenese. Dit betekent dat het botmateriaal zonder tussenstappen uit bindweefsel wordt gevormd. Daarentegen komt chondrale ossificatie overeen met indirecte osteogenese. Tijdens dit proces wordt het bot gevormd door een tussenstap. Deze tussenstap komt overeen met de vorming van kraakbeen. Het product van indirecte ossificatie wordt vervangend bot genoemd.

De chondrale ossificatie kan verder worden onderverdeeld in perichondrale en enchondrale ossificatie, afhankelijk van de richting van bevestiging. In de perichondrale vorm vindt de groei in de breedte plaats. Botweefsel wordt van buitenaf aan bestaand weefsel gehecht. De enchondrale ossificatie daarentegen vindt van binnenuit plaats. Als groei in dikte is perichondrale ossificatie een vorm van appositionele osteogenese.

Functie en taak

Levende botten. Mensen merken dat dit vooral het geval is na een botbreuk, die door groeiprocessen weer kan genezen. De ossificatieprocessen zijn voor dit fenomeen net zo cruciaal als voor de groeiprocessen van de eerste levensjaren.

Het belangrijkste materiaal voor botvorming is het mesenchym. Dit is ondersteunend bindweefsel dat uit het mesoderm komt. Tijdens chondrale ossificatie vormt het lichaam aanvankelijk kraakbeenachtige skeletelementen van het mesenchym, die ook wel het oerskelet worden genoemd. Indirecte osteogenese gaat verder met de ossificatie van dit kraakbeenweefsel.

De ossificatie van binnenuit komt overeen met de enchondrale ossificatie. Bloedvaten groeien in het kraakbeen en gaan vergezeld van mesenchymale cellen. De geïmmigreerde mesenchymale cellen ondergaan een differentiatieproces en worden ofwel chondroclasten of osteoblasten. Chondroclasten breken kraakbeen af. Osteoblasten zijn daarentegen betrokken bij botvorming.

In de epifysaire platen zijn er permanente opbouw- en afbraakprocessen waardoor het bot in lengte kan groeien. Deze groei wordt ook wel interstitiële groei genoemd. Dit creëert een binnenruimte in het bot die het primaire merg wordt genoemd. Na te zijn vervangen door pluripotente mesenchymale cellen, wordt dit primaire merg het eigenlijke beenmerg.

Naast de groei in lengte is er ook groei in dikte. Dit proces komt overeen met ossificatie van buitenaf, d.w.z. perichondrale ossificatie. Tijdens dit proces scheiden osteoblasten zich van de huid van het kraakbeen (perichondrium). Na het losmaken worden ze in de vorm van een ring rond het model van het kraakbeen afgezet. Hierdoor ontstaat een zogenaamde botmanchet. Perichondrale ossificatie vindt altijd plaats op de mediane as (diafyse) van lange buisvormige botten en komt overeen met hun appositionele groei.

De ossificatiepunten in de context van ossificatie worden ook wel ossificatiecentra of botkernen genoemd. Bij zowel perichondrale als enchondrale ossificatie geven de betrokken osteoblasten osteoïd af. Osteoblastische enzymen hebben invloed op en ondersteunen de afzetting van calciumzouten. Na deze processen worden de osteoblasten osteocyten.

Wanneer botbreuken worden genezen, resulteren ossificatieprocessen in gevlochten en vezelige botten, die steeds veerkrachtiger worden door botremodelleringsprocessen. Bij botgroei vindt de lengtegroei plaats in het gedeelte van de groeiplaat op het middenstuk, rond de rand waarvan de perichondrale botmanchetten liggen.

De chondrocyten vermenigvuldigen zich uiteindelijk in de richting van de epifyse. Er is een aanvoer van ongedifferentieerde chondrocyten in de reservezone. De proliferatiezone bevat actieve chondrocyten die zich mitotisch vermenigvuldigen en zo longitudinale kolommen vormen. In de hypertrofische zone groeien de kolomvormige chondrocyten hypertrofisch en mineraliseren ze de longitundinale septa.

Alleen in de openingszone worden de enzymen uitgescheiden die de dwarse septa vormen. De longitudinale septa worden verbeend door osteoblasten in de openingszone. Aan het einde van de groeifase groeien de dia- en epifyse samen.

Ziekten en aandoeningen

Ziekten die verband houden met osteogenese zijn ook bekend als botvormingsstoornissen. Deze groep omvat bijvoorbeeld mutatiegerelateerde achondroplasie, waarvan bekend is dat het de meest voorkomende oorzaak is van een genetisch gerelateerde korte gestalte. Een puntmutatie in het groeifactorreceptorgen FGFR-3 verstoort de vorming van kraakbeen. De botgroeizone versteent voortijdig en beperkt zo de lengtegroei van de armen en benen. Deze aandoening is een endochondrale ossificatie-aandoening.

De meeste andere botgroeistoornissen hebben ook voornamelijk invloed op de enchondrale en in mindere mate op de perichondrale ossificatie. Een tweede voorbeeld uit dezelfde groep ziekten is Fibrodysplasia ossificans progressiva, waarbij het bindweefsel voortijdig verstarringt. De reden hiervoor is een ontbrekend uitschakelsignaal voor het gen dat de skeletgroei in de ontwikkeling van de foetus regelt.

Naast endchondrale ossificatie heeft glasbotziekte ook rechtstreeks invloed op de perichondrale osteogenese. Type I collagenen zijn een hoofdbestanddeel van bindweefsel en zijn relevant voor elke structuur van de botmatrix. Bij glasbotziekte verandert een puntmutatie van type I collageen op chromosomen 7 en 17 de structuur van de collagenen. Om deze reden worden de belangrijkste aminozuren in collageen uitgewisseld voor andere aminozuren. De collageensynthese wordt verminderd en het verdraaien van de drievoudige helix wordt belemmerd. De collagenen verliezen daardoor hun stabiliteit. De aangetaste botten hebben daarom een ​​glazige structuur en breken bij de minste belasting.