Embryonales Skelett: Knorpel-zu-Knochen-Entwicklung

Überblick

Beim Menschen, sowie bei den meisten Wirbeltieren, besteht das embryonale Skelett zunächst aus Knorpel, der schließlich mineralisiert, um die Knochen zu bilden. Dieser Prozess wird Ossifikation genannt.

Intramembranäre Ossifikation

• Obwohl die Ossifikation von einer Art zur anderen variiert, sind die wichtigsten Ereignisse in diesem Prozess unter Säugetieren gemeinsam. Flachknochen, wie die, die den Schädel bilden, entwickeln sich durch intramembranäre Ossifikation direkt aus Bindegewebsbahnen statt aus Knorpel. Unspecialisierte Zellen werden zu Osteoblasten, die beginnen, die knöcherne Extrazellularmatrix zu produzieren, was zu einem sehr porösen Knochen führt. Schließlich werden diese Osteoblasten in der harten Matrix festgehalten und mineralisieren später zu Osteozyten (Knochenzellen).

Endochondrale Ossifikation

• Lange Knochen sind das klassische Beispiel für endochondrale Ossifikation, die immer aus hyaliner Knorpelmasse entsteht. In diesem Fall beginnt der Ossifikationsprozess mit dem Tod von Chondrozyten (Knorpelzellen), um Platz für Osteoblasten zu schaffen. Dann beginnt die Ossifikation im Schaft und bewegt sich zu den Extremitäten des Knochens. Bei menschlichen Embryonen geschieht dies zwischen der pränatalen Woche fünf bis zwölf.

Skelett und Blutbildung

• Das Knochenmark ist eine wahre Fabrik für Blutzellen. Bei der Geburt sind fast alle Knochen eine Quelle für Blutzellen, was in der postnatellen Zeit auf einige spezifische Knochen beschränkt ist, sagt Dr. Mark Hill vom Department of Embryology der University of New South Wales, Australien.

Knochenmatrix

• Knochengewebe, das die Mineralmatrix ist, die die starren Teile der Organe bildet, besteht aus 95 Prozent Kollagen (Typ I) und nur 5 Prozent Proteoglykanen und nichtkollagenen Proteinen (Osteopontin und Osteocalcin). Knochen sind Organe aus Knochengewebe und anderen Komponenten wie Mark, Blutgefäßen und Nerven.

Postnatales Knochenwachstum

• Die Knochen von Kindern wachsen auf eine ähnliche Weise wie die embryonale endochondrale Ossifikation. Der einzige Knorpel, der in ihren Knochen verbleibt, befindet sich in den Extremitäten, wo sich die Epiphysenscheiben befinden. Die Zellen, die diese Scheiben bilden, teilen sich während der Wachstumsperiode kontinuierlich.