Ben och benbildning

Question 1

Vilka typer av ben finns det?

Answer 1

• Rörben (långa ben)
• Korta ben - händer
• Platta ben - kraniet
• Oregelbundna ben

Question 2

Vad är ett rörben och dess anatomi?

Answer 2

• Epifysen — spongiöst ben
• Diafysen — kompakt ben med märghåla med benmärgen
• Periosteum (benhinna) täcker benet runtom

Question 3

Vad är ett platt ben och dess anatomi?

Answer 3

• Ingen märghåla men ett periostenum på båda sidor

- Kompakt ben under periosteum och centret av benet finns spongiöst ben

Question 4

Vilka funktioner har benväv?

Answer 4

• Ge stöd och stabilitet
• Skydd åt organ
• Fästen för muskler
• Reservlager för kalcium och fosfat (99% av kroppens kalcium finns här)

Question 5

Vad består benvävnad av?

Answer 5

• Typ av bindväv bestående av celler och ECM
• Benmatrix skiljer sig från andra bindväv eftersom den mineraliseras → hård
• Benmatrix: 30% osteoid och 70% mineraler
• Osteocyter

Question 6

Vad är benmatrixen uppbyggd av?

Answer 6

• 30% osteoid och 70% mineral
• Osteoid = organiskt material — 90% kollagen I och 10% grundsubstans
• Osteoid mineraliseras → mineral
• Mineral — hydroxapatit — mineralsalt av kalcium och fosfat - Ca10 (PO4)6 (OH)2)
• Kollagenet ger draghållfasthet och hydroxyapatit ger kompressions fastighet (tryckbelastning)

Question 7

Hur är osteocyterna uppbyggda?

Answer 7

• Långa utskott som har kontakt med närliggande osteocyter
• Runtom finns vätskefyllda hålrum kallade lakuner - utanför finns matrixen - 1 cell/lakun
• Canaliculi är små tunnlar i benmatrixen som osteocytutskott går genom
• Kommunicerar med utskott-utskott genom gap-junctions som förbinder cytoplasmorna så små molekyler kan passera

Question 8

Vad består benvävnad av och vilka egenskaper har de ingående cellerna?

Answer 8

• Osteoblaster - omogna celler som är jämnstora och kubiska, mellan 15-30 um, innehållande granulärt ER och har sekretoriska vesiklar på cellmembranet. Har gap junctions – kalciumsignalering
• Osteocyter - mogna celler som kan bilda osteoid (ECM), bryta ned ben (kalciumhomeostas) samt svara och känna av strömningar. Ligger i lakuner, canaliculi är kommunikationsvägar mellan lakuner och osteocyter.
• Osteoklaster - nedbrytande celler som kommer från monocyter som genomgår fusion under utvecklingen och bildar en multinukleär cell. Är stora (100 um), multicellulära, fäster på benytan som en sugpropp.
• Intracellulär substans - mineraliserat matrix

Question 9

Hur ser benvävnad ut i mikroskop?

Answer 9

• H&E — benmatrix färgar rosa och osteocytkärnan blå prickar och runtom är hålrum = lakunen
• Urkalkat för är annars för hårty att snitta
• Slipsnitt — bättre se strrukturen i benmatrix där mjukdelar (celler) är ofärgade men ser lakunerna och canaliculi

Question 10

Vad krävs för att ben ska kunna mineraliseras?

Answer 10

• Högre koncentration av kalcium en fosfat → osteoblasterna avger vesiklar med alkaliskt fofatas
• Mer kalcium kommer då in och kommer, såväl som fosfat, reagera med andra ämnen i ECM och bilda kalcium-hydroxyapatit = mineralisering

Question 11

Vad består rörbenet av?

Answer 11

• Benvävnad
• Hyalint brosk som finns i benytan i synoviallederna
• Märghåla med fett- och blodceller
• Blodkärl och nerver i kanaler i själva benvävnaden
• Benhinnan periostenum som täcker hela ytan förutom där hyalint brosk finns och senfästen

Question 12

Hur är periosteum uppbyggt?

Answer 12

• Betsår av två lager
• Inre lagret: cellrikt med periostiala celler — liknar osteoprogenitorceller och kan härstamma från osteoblaster som blivit inaktiva eller rekryteras direkt från mesenkymala stamceller
• Yttre lagret: fibröst betsående av parallella kollagenfibrer likt stram regelbunden bindväv

Question 13

Hur ser periosteum ut där senfästen uppbyggda?

Answer 13

• Där senor och ligament binder in ändras kollagenfibrerna
• Senornas fibrer, är stram regelbunden bindväv med parallella kollagenfibrer, sträcker sig in genom periosteum och in i benvävnaden
• Kollagenfibrerna i periosteum böjer sig istället för att löpa vertikalt och följer senkollagensfibrernas riktning — kallas Sharpey’s fibrer

Question 14

Hur är benmärghålan uppbyggd?

Answer 14

• Insidan av ett rörben
• Endosteum täcker märghålan består av ett cellager med endiostala celler som liknar osteoprogenitor celler och utvecklas från inaktiverade osteoblaster
• I märghålan finns retikulära fibrer som ett strukturellt nätverk samt olika celler
• Blodceller i olika utvecklingstadie samt mesekymala stamceller, retikulära celler och vita fettceller som ökar med åldern

Question 15

Hur ser benmärgen och periosteum ut i mikroskop?

Answer 15

• Periosteum ses det inre cellrika lagret och det yttre fibrösa
• Sharpey’s fibrer går från periosteum in i benet likt fontäner
• Benmärg med fettceller, begränsat av endosteum

Question 16

Var börjar direkt benbindning och vilka celler är involverade?

Answer 16

• Börjar i mesenkymal bindväv med mesenkymala stamceller som ligger i ECM
• Mesenkymala stamceller ansamlas i vissa områden och differentieras → osteoprogenitor celler → osteoblaster
• Osteoblaster ligger som grupper i mesenkymala bindväven och börjar producera osteoid (primär ossification center)

Question 17

Vilka är de övergripande stegen i direkt benbildning?

Answer 17

Kondensation av MSC

Ossifikation centra har bildats

Trabekulärt ben bildas när närliggande ossifikation centers huserar

Kompakt ben bildas runt tabellerna och utanförliggande MSC kondenserar för att då bli periosteum

Question 18

Hur växer de primära ossifikation centra för att sedan bilda ett ben?

Answer 18

• Osteoblasterna prolifierar och börjar mineralisera osteoidet de producerat
• Ossification centret växer → osteocyter med mineraliserad benmatrix runtom →
• Finns flera ossification center som blir större och större, växer lite taggigt, tills de möts och smälter ihop till en större enhet
• När centrumen mötts kallas det trabekulärt ben

Question 19

Hur blir det trabekulära benet till ett plattben?

Answer 19

• Kompakt ben deponeras längs på båda sidorna
• Platta ben produceras enbart genom direkt benbildning (sker i V.8)
• Mesenkymala stamceller som ligger runtom kondenserar och bildar periosteum

Question 20

Hur ser benbildning ut i mikroskop?

Answer 20

• Tidigt stadie i direkt benbenbidning: bentaggar och i förstoring → osetoblastsöm runt taggarna
• Senare stadie: trabekulärt ben men ej kompakt ben runtom

Question 21

Vad är indirekt benbildning?

Answer 21

• Alla rörben bildas på detta sätt
• Pågår från embryostadiet till puberteten
• Börjar med en broskmall som, gradvis ersätts av ben medan den växer

Question 22

Hur börjar indirekt benbildning?

Answer 22

Mesenkymala stamceller differentierar till kondroblaster → kondrocyter bygger upp en liten broskmall

Question 23

Hur växer broskmallen?

Answer 23

• Apotitionell och interstitionell tillväxt

- Omringat av ett perikondrium — hyalint brosk

Question 24

Hur börjar hyalint brosk övergå till ben?

Answer 24

• Perikondriet kommer vid diafysen differentiera till periosteum → benbildn ing vid diafysen
• Periosteum ger upphov till osteoblaster
• Benmarchett runt diafysen = periosteum med osteoblast produktion

Question 25

Vad sker med brosket som omringats av ben?

Answer 25

Kondrocyter i center av diafysen → hypertropiska (blir stora) och utsöndrar alkalinfosfat → brosket förkalkas och kondrocyterna dör

Question 26

Vad sker i området där brosk har förkalkats?

Answer 26

• Blodkärl invaderar nya utrymmet
• Osteoprogenitor celler och osteoklaster kommer med blodkärlen
• Oseoprogenitor celler kommer från mesendymala celler och tar sig in antingen via blodet eller på kärlens utsidan
• Osteoklaster, som är en typ av hematopoetiska celler, kommer med blodet och bryter ned det förkalkade brosket
• Osteoblasterna börjar bygga ben på kvarvarande broskfliser
• → primära ossifikation center som ligger i centrum av diafysen → mot epifysen i båda riktningar

Question 27

Vilka är de övergripande stegen i indirekt benbildning?

Answer 27

BILD

Question 28

Vilka zoner bildas i det växande benet?

Answer 28

• Beror på att brosket fortfarande växer medan benbildning sker
• Epifys
  
  • Reservbroskzon med “vilande” kondrocyter
  • Proliferationszon med prolifierande kondrocyter så brosket växer → längdtillväxt
• Diafys
  
  • Hypertrofizon med större kondrocyter
  • Zon med förkalkat brosk
• Primära ossifikation center
  
  • Benbildningszon med inkommande benceller via blodkärl — osteoklaster bryter ned brosk och osteoblaster bygger ben
• Diafys och epifys i andra riktningen

Question 29

Vad sker i sekundära ossifikation centren och från när börjar respektive upphör det?

Answer 29

• Primära V.8 → V.12
• Två sekundära ossifikation centren ungefär vid födseln
• Zoner finns centralt i epifysen och utåt: Reservbroskzon → proliferationszon → hypertrofizon → benbildningszon (blodkärl och benbildning i mitten av epifysen)
• Reservbrosket tar slut men det yttersta bildar ledbrosk
• Primära ossifikations centret finns kvar till puberteten tills brosket tar slut → epifysplattan

Question 30

Hur ser ett fullvuxet rörben ut?

Answer 30

Kompakt ben har ersatt epifysplattan och kallas epifyslinjen

Question 31

Hur ser indirekt benbildning ut i mikroskop?

Answer 31

• Tidigt stadie: benmanchett har bildat runt broskmall, centrala kondrocyter har blivit hypertrofiska men inget primärt ossifikation center har bildats
• Primärt ossifikations center har bildats som sprider sig mot respektive epifys
• Sekundär ossifikation center ses i ena epifysen
• Zonerna: reservbrosk-, proliferation- och hypertrofizon är ljusa medan förkalkning- och benbildningszon är mörklila

Question 32

När sker remodellering?

Answer 32

• Reglera nybildat ben för optimala egenskaper
• Vid skada - mikrofrakturer
• Anpassa benet till dess belastning
• Viktig för att frisätta binda in kalcium

Question 33

Vilka egenskaper har omoget ben (filtben)?

Answer 33

• Relativt celltätt med många osteocyter per volym
• Inte lika mineraliserat som moget ben
• Kollagenfibrerna ligger oregelbundet
• Inte lika solit

Question 34

Vilka egenskaper har moget ben?

Answer 34

• Har färre osteocyter per volym
• Mer mineraliserad benmatrix
• Lameller med parallella kollagenfibrer
• Starkare än omoget

Question 35

Hur går remodellering av omoget ben till?

Answer 35

• Omoget → moget - krävs benremodellering
• Osteoklaster och osteoklaster signalerar till varandra för att koordinerat samspel = bone remodelling unit
• Benremodelleringscykel:
  1. Vilofas
  2. Aktivering av osetoklaster bryter ned ben och genomgår sedan apoptos
  3. Aktivering av osteoblaster från celler i periosteum eller endosteum eller mesekymala stamceller
  4. Bygger upp ben igen och återgår till vilofas

Question 36

Hur är moget spongiöst ben uppbyggt?

Answer 36

• Består av trabekler som i tvärsnitt visar lameller med osteocyter i sina lakuner, inklämt mellan lamellerna — kommunicerar med varandra genom canaliculi
• Lamellerna byggs genom att osteoklaster bryter ned utsidan av trabeklern varpå osteblaster bygger ben i ingångar där varje ingång blir en lamell

Question 37

Hur är moget kompakt ben uppbyggt?

Answer 37

• Speciell struktur: osteon eller haverskt system
• Kompakt med kärl t.sk. från i spongiöst som endast har mellan trabeklerna
• Specifikt system för kärl och nerver — kanaler längs benet och på tvären samt olika typer av lameller
• Haverska kanaler — de kanaler som löper i dess längdriktning med sitt centrum i en osteon
• Volkmans kanaler — tvärgående kanaler som föbinder närliggande haverska kanaler

Lameller:

• Koncentriska — i osteonen runt den haverska kanalen
• Circumferella — ytterst under periosteum som löper runt hela benet
• Interstitiella — fragment mellan osteonen

Question 38

Hur bildas ett osteon (haverskt system)?

Answer 38

• Osteoklaster borrar ett 2nm hål i benet —tunnel i benets längdriktning
• Osteoblaster lägger sig på kanten av tunneln och bygger ben lager på lager → koncentriska lameller som gradvis blir mindre och mindre
• Fortsätter till endast kärl och nerver får plats → haversk kanal
• Osteoblasterna som låg på ytan blir vilande osteoblaster → endosteala celler
• Bildandet av haverska system är en kontinuerlig process

Question 39

Hur byggs de olika lamellerna i moget ben?

Answer 39

• Koncentriska — bildas när osteoblaster bygger ben lager på lager
• Circumferella — genom apopsitionell tillväxt runt benet
• Interstitiella — rester av gamla haverska system

Question 40

Hur ser kompakt ben ut i mikroskop?

Answer 40

• Haversk kanal är en ljus ring
• Osteon runtom som är mörkare och ett mönster
• Volkmans kanal ses somen uppklarning mellan två haverska kanaler
• Circumferella lameller kan ses utanför i med parallella avlånga mörka prickar
• Interstitiella mellan osteonen
• Mindre tydligt i H&E äni slipsnitt