Развитие костей

Развитие костей
(остеогенез)
Гаструляция
• Эктодерма
• Энтодерма
• Мезодерма
Мезодерма
• Дорсальная
• Промежуточная
• Латеральная:
– Соматическая
– Спланхническая
Дорсальная мезодерма - сомит
• Склеротом –
кости осевого
скелета
• Миотом –
скелетные
мышцы
• Дерматом –
собственно кожа
Клетки костной ткани
• Остеогенная клетка
• Остеобласт
• Остеоцит
• Остеокласт (резорбция кости)
Остеогенная клетка
• Мало кислорода
(нет сосудов):
Хондробласт - Хрящ
• Много кислорода
(есть сосуды):
Остеобласт - Кость
Кость развивается:
• Эндесмально - на основе
соединительнотканной перепонки
(кости свода черепа, ключица, нижняя
челюсть)
• Энхондрально - на основе хрящевого
зачатка будущей кости
Эндесмальный остеогенез
• Клетки мезенхимы
• Остеогенные клетки
• Остеогенные островки
• Дифференцировка
остеогенных клеток в
остеобласты
• …Остеобласты производят органический
матрикс и раскладывают его вокруг себя
• …становятся остеоцитами
• Кальцинирование
матрикса…
Эндесмальный остеогенез
…Образование костной
трабекулы
Распространение
трабекул, их соединение
в сети
Губчатая кость – сеть
трабекул, покрытых
остеогенными клетками
Превращение губчатой кости
в компактную
• Утолщение трабекул,
уменьшение пустот.
• Образование остеонов вокруг
сосудов.
Энхондральный остеогенез
• Мезенхима
• Образование
хрящевого зачатка
в отсутствие
сосудов
• Рост хрящевого
зачатка
• Образование
надкостницы…
• …Созревание
и гибель
хондроцитов в
середине
зачатка
• Прорастание
сосудов в
зачаток…
• …первичный центр окостенения - диафизарный
Вторичный центр окостенения (эпифизарный)
• В центре трубки происходит резорбция кости
– формируется полость костного мозга
Остеогенез, плод 10 недель
Остеогенез, плод 16 недель
Несовершенный остеогенез
(osteogenesis imperfecta)
Развитие суставов
• Разрыхление мезенхимы в области будущей суставной щели (8-9 нед.)
• Сохранение эпифизарного хряща (5) и метаэпифизарной пластинки в
процессе кальцинирования кости
• Формирование капсулы и связок из окружающей мезенхимы
Развитие
скелетных мышц
Источники развития мышц
Гладкие:
• Мезенхимные (ГМК внутренних
органов, сосудов)
• Эпидермальные (миоэпителиальные)
• Нейральные (ГМК зрачка)
Исчерченные:
• Целомические (висцеральный листок
латеральной мезодермы - сердце)
• Соматические (миотомы)
Миотомы
• Миотомы туловища
• Миотомы почек
конечностей
• Затылочные миотомы
• Миотомы жаберных
дуг
• Преотические
миотомы
Невромер-миотом-дерматом
Миотомы туловища:
• Дорсальные –
аутохтонные мышцы
спины (задние ветви
СМН)
• Вентральные – все
прочие мышцы
(передние ветви СМН)
Мышцы конечностей
• Развиваются из
миотомов почек
конечностей
(соматическая часть
латеральной
мезодермы)
Мышцы конечностей
– Дорсальные зачатки
– разгибатели
– Вентральные зачатки
– сгибатели
• Нарастание миотомов в вентральном направлении
• Расщепление на слои и отдельные мышцы
• Слияние миотомов с образованием длинных мышц
Миграция мышц
• Трункофугальные
(fugare - бегать)
• Трункопетальные
(peto - стремлюсь)
• С вентральной
стороны на
дорсальную
• Без миграции
(аутохтонные)
Миотомы
жаберных дуг
Глаз
Ухо
1 ЖД
2 ЖД
Сердце
3,4,5 ЖД
Жаберные дуги
• Скопления мезенхимы по бокам
шеи, покрытые:
– снаружи эктодермой (углубления –
жаберные щели)
– изнутри – энтодермой (углубления
- жаберные карманы)
• Мандибулярная (1)
• Хиоидная (2)
• 3, 4, 5 дуги
1 жаберная дуга (мандибулярная) –
тройничный нерв
• жевательные мышцы,
• челюстно-подъязычная, переднее брюшко двубрюшной,
• напрягающие нёбную занавеску и барабанную перепонку
2 жаберная дуга (хиоидная) –
лицевой нерв
• мимические мышцы
• заднее брюшко двубрюшной м.
• шилоподъязычная м.
• 3-4 жаберные дуги – мышцы нёба, глотки,
пищевода, гортани – языкоглоточный и
блуждающий нервы
• 5 жаберная дуга – грудино-ключичнососцевидная, трапециевидная –
добавочный нерв
• Затылочные миотомы – мышцы языка –
подъязычный нерв
Мышцы глаза
• Преотические
миотомы –
глазодвигательный,
блоковый и
отводящий нервы
Миомейкер – мембранный белок, отвечающий за
слияние миобластов в синцитий
12,5 сут
17,5 сут
мышцы языка
Обычные клетки
Клетки с дополнительными копиями
гена миомейкера
Douglas P. Millay, Jason R. O’Rourke, Lillian B. Sutherland, Svetlana Bezprozvannaya,
John M. Shelton, Rhonda Bassel-Duby, Eric N. Olson. Myomaker is a membrane
activator of myoblast fusion and muscle formation // Nature. 2013. V. 499. P. 301–305.
Искусственная мышца
• Проф. Марк Пост, университет
Маастрихта (109/8 место в рейтинге
QS)
• Стволовые клетки коровы – 20 000
мышечных волокон
• 142 г
• Лондон, 08.2013