Bài giảng bài 10 sự phát triển của xương

Trường Đại học Y Dược Hải Phòng Module Cơ xương khớp CTĐT Y khoa dựa lực năm Bộ môn Mô phôi - GPB SỰ PHÁT TRIỂN CỦA XƯƠNG VÀ MỘT SỐ BỆNH LÝ XƯƠNG CHUYỂN HÓA THƯỜNG GẶP MỤC TIÊU HỌC TẬP Trình bày trình hình thành tái tạo xương Trình bày liên quan yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng xương Giải thích thay đổi hình thái xương bệnh xương chuyển hóa NỘI DUNG Cấu tạo mô học xương 1.1 Thành phần mơ xương Mơ xương dạng hình thái đặc biệt mô liên kết Cũng mô liên kết nói chung, mơ xương tạo thành từ ba thành phần: tế bào, sợi chất bản, chất calci hố, làm cho mơ xương trở nên rắn Thành phần sợi mô xương chủ yếu collagen type Tế bào xương thuộc dòng: - Dòng tạo cốt bào + Tiền tạo cốt bào (tế bào gốc nguồn gốc trung mơ phơi thai – có khả tăng sinh biệt hoá) Tế bào tồn suốt đời sau sinh, dạng tế bào phủ miếng xương Chúng tái hoạt hoá người trưởng thành cần sửa chữa xương sau tổn thương + Tạo cốt bào: tế bào hình vng trụ, xếp thành lớp đơn phủ lên vị trí có tạo xương Tạo cốt bào có tính phân cực cao: chúng tích luỹ chất tiền xương (chất chưa khoáng hoá) dọc theo giao diện tạo cốt bào với miếng xương Tạo cốt bào khởi động kiểm soát khoáng hoá chất tiền xương Sự phát triển xương số bệnh lý thường gặp Trường Đại học Y Dược Hải Phòng Module Cơ xương khớp CTĐT Y khoa dựa lực năm Bộ môn Mô phôi - GPB + Cốt bào: tạo xương hoàn tất, tạo cốt bào dẹt xuống chuyển thành cốt bào - Dịng huỷ cốt bào: có nguồn gốc đại thực bào tuỷ xương, theo dịng máu đến mơ xương Sau gắn vào chất xương, huỷ cốt bào môi trường acid khu trú cho tiêu hút xương Huỷ cốt bào đóng vai trị tái cấu trúc thay mơ xương Quá trình bao gồm loại bỏ chất số vị trí, sau thay mơ xương (do tạo cốt bào) 1.2 - Phân loại mơ xương Theo đại thể: Xét theo mật độ có loại xương đặc xương xốp + Xương đặc: dạng khối đặc + Xương xốp: dạng lưới bè xương bao quanh khoảng trống chứa tuỷ xương - Theo vi thể: người trưởng thành có loại xương: xương xương lưới + Xương lá: xương trưởng thành, sợi collagen xếp có định hướng Xương cứng hình thành chậm + Xương lưới: diện xương hình thành, collagen xếp khơng có định hướng Xương lưới có độ cứng kém, thay xương Xương lưới tạo trình sửa chữa xương gãy 1.3 Cấu trúc xương theo hình dạng thể - Xương dẹt: mặt xương xương đặc, bên xương xốp - Xương dài: thân xương mơ xương đặc, có hốc hình ống hốc tuỷ Đầu xương mơ xương xốp có lớp xương đặc mỏng bao bên ngồi Ở cá thể cịn tăng trưởng: đầu thân xương có đĩa tăng trưởng đầu xương (mô sụn) nối vào thân xương qua mô xương xốp Đây vùng tăng trưởng có vai trị giúp xương dài giai đoạn tăng trưởng Bề mặt khớp đầu cuối xương sụn khớp (sụn trong) - Xương ngắn: Cấu trúc giống đầu xương dài Sự phát triển xương số bệnh lý thường gặp Trường Đại học Y Dược Hải Phòng Module Cơ xương khớp CTĐT Y khoa dựa lực năm Bộ môn Mô phôi - GPB Ngoại trừ bề mặt khớp chỗ có gân dây chằng bám, hầu hết xương bao màng xương Hốc tuỷ thân xương dài khoảng trống vùng xương xốp lót màng xương màng có khả tạo xương (xương màng) Sự hình thành phát triển xương 2.1 Sự hình thành xương Xương có nguồn gốc trung bì phơi thai Tất xương thể hình thành sở thay mơ liên kết có sẵn với hai kiểu: tạo xương nội màng tạo xương nội sụn 2.1.1 Sự tạo xương nội màng Tạo xương nội màng kiểu hình thành xương vịm sọ số xương mặt Quá trình tạo xương nội màng tóm tắt qua số giai đoạn:  Trung mô phôi thai trở thành mô liên kết giàu mạch máu Các tế bào trung mơ vùi vào chất chứa sợi collagen  Tế bào trung mô chuyển đổi thành tạo cốt bào, bắt đầu chế tiết chất xương Nhiều trung tâm cốt hoá xuất rối sáp nhập lại, tạo nên mạng lưới bè xương phân nhánh giống mô xốp, gọi xương xốp nguyên phát Do lúc sợi collagen xếp lộn xộn, xương tạo gọi xương lưới  Calci phosphat nhập vào chất theo cách đắp vào  Các sợi collagen xếp lại thành bó có định hướng, xương lưới trở thành xương Đồng thời, cô đặc lớp mô liên kết phía ngồi phía xương tạo thành màng xương màng xương chứa tiền tạo cốt bào có khả tạo xương Ở xương vòm sọ, lúc sinh xương phát triển chưa hoàn tất, xương cách khoảng trống gọi thóp, chứa mơ tạo xương Thóp trước năm lấp kìn hết Sau thóp lấp kín, sọ tiêps tục lớn trưởng thành Ở trẻ em, xương có mô xương lưới mô xương Sự phát triển xương số bệnh lý thường gặp Trường Đại học Y Dược Hải Phòng Module Cơ xương khớp CTĐT Y khoa dựa lực năm Bộ môn Mô phôi - GPB 2.1.2 Sự tạo xương nội sụn Phần lớn xương thể hình thành theo đường này: xương chi, xương cột sống, xương chậu, xương sọ Các khuôn mẫu sụn xuất vào khoảng tuần thứ thai kì Q trình hình thành xương theo đường cốt hố khuôn mẫu sụn diễn sau:  Mạch máu xâm nhập vào khoảng trống trước có tế bào sụn phì đại phân nhánh toả hai đầu trung tâm cốt hoá  Các tế bào gốc dòng tạo xương tế bào gốc dịng tạo máu tiến vào lõi mơ sụn, theo mô liên kết xung quanh mạch máu xâm nhập Sau tế bào dịng tạo xương biệt hoá trở thành cốt bào, tập hợp bề mặt sụn calci hoá bắt đầu đắp chất xương  Trung tâm cốt hoá nguyên phát (bao gồm vịng xương màng trung tâm cốt hố bên miếng sụn khuôn mẫu) thân xương Trung tâm cốt hố thứ phát hai đầu xương xuất muộn Giống thân xương, mạch máu tiến đến, xâm lấn vào khoảng trống tế bào sụn lúc phì đại bắt đầu bồi đắp chất xương, kết tạo xương xốp miếng sụn khuôn mẫu Song song với phát triển trung tâm cốt hố thứ phát, vịng xương màng tạo lan hai phía đầu xương Sự phát triển xương số bệnh lý thường gặp Trường Đại học Y Dược Hải Phòng Module Cơ xương khớp CTĐT Y khoa dựa lực năm Bộ môn Mô phôi - GPB Sự phát triển trung tâm cốt hoá nguyên phát thân xương dài bắt đầu vào khoảng tuần thứ 12 thai kì Sau trẻ sinh ra, trung tâm cốt hoá thứ phát phát triển đầu xương Hầu hết mô sụn đầu xương thay mô xương, trừ sụn khớp đĩa tăng trưởng đầu xương (sụn tiếp hợp) Đĩa tăng trưởng đầu xương giúp xương dài Cuối giai đoạn tăng trưởng, đĩa tăng trưởng đầu xương thu hẹp dần trở thành đường đầu xương tiến lại gần đầu thân xương Khi đĩa tăng trưởng đầu xương biến sau tuổi dậy (khoảng 13 – 15 tuổi nữ 16 – 17 tuổi nam), xương đạt chiều dài tối đa khơng cịn tăng trưởng chiều dài Ở xương dài đĩa sụn có đầu xương Các xương nhỏ xương đốt ngón tay đĩa sụn có đầu xương Ở xương đa dạng xương đốt sống có vài trung tâm cốt hoá nguyên phát vài trung tâm cốt hoá thứ phát Khi xương tăng trưởng chiều dài, lớp xương đắp thêm vào thành thân xương theo cách tăng trưởng đắp nhờ vòng xương màng thân xương Vòng xương màng bù trừ giúp xương vững miếng sụn khn mẫu bị bào mịn lại chưa thay mô xương Sau tạo xương nội sụn, tổ chức xương tái cấu trúc theo trình gồm: tiêu hút xương huỷ cốt bào, tích luỹ xương tạo cốt Sự phát triển xương số bệnh lý thường gặp Trường Đại học Y Dược Hải Phòng Module Cơ xương khớp CTĐT Y khoa dựa lực năm Bộ môn Mô phôi - GPB bào Kết quả: mô xương xốp thay mô xương đặc nhờ trình tạo cốt bào đắp xương lên bề mặt hốc chứa mạch máu (xương Harves) 2.2 Sự tái cấu trúc xương Sự tái cấu trúc xương thay mô xương cũ mơ xương thơng qua q trình tiêu hút – sản xuất mô xương với tham gia tạo cốt bào huỷ cốt bào Đây trình liên tục suốt đời xảy vị trí ngẫu nhiên Mục tiêu tái cấu trúc tạo cứng tối ưu cho xương bàng trình sữa chữa tổn thương vi thể (nứt vi thể) để trì cân canxi nội mơi Ở điều kiện bình thường, khối lượng mô xương bị tiêu hút ngang với khối lượng mô xương thay Nếu mô xương bị tiêu hút không thay mô xương mới, xương suy yếu nguy gãy xương ngẫu nhiên tăng lên Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng xương Xương mơ có tính chất cứng rắn, phù hợp với chức tạo khung chống đỡ, bảo vệ mơ mềm Xương đóng vai trị quan trọng hoạt động chuyển hoá calci thể Trong thành phần xương, chất vô chiếm đến 50% trọng lượng khơ chất nền, thành phần calci đặc biệt phong phú đóng vai trị định với chất lượng xương Calci có tế bào, ổn định nồng độ nội mơi Ca 2+ điều hồ bởi: (1) hormon tuyến cận giáp, (2) calcitonin (3) vitamin D - Hormon tuyến cận giáp (Parathyroid hormon – PTH) làm tăng Ca2+ máu tác động lên hai vị trí: (1) kích thích tái hấp thu Ca2+ ống sinh niệu hoạt hố sản xuất vitamin D; (2) kích thích huỷ cốt bào tiêu hút mơ xương để giải phóng Ca2+ vào máu Ở xương PTH gắn vào thụ thể bề mặt tạo cốt bào để điều hoà tổng hợp protein cần cho biệt hoá tạo thành huỷ cốt bào Cường tuyến cận giáp dẫn đến huỷ cốt bào hoạt động mạnh, gây tiêu hút mô xương nhiều tạo thành khoảng trống xương Sự phát triển xương số bệnh lý thường gặp Trường Đại học Y Dược Hải Phòng Module Cơ xương khớp CTĐT Y khoa dựa lực năm Bộ môn Mô phôi - GPB - Calcitonin tiết từ tế bào C nang tuyến giáp, đối kháng mặt chức với PTH Calcitonin ức chế huy động calci từ mô xương vào máu, kích thích có tăng calci máu - Vitamin D tạo với tham gia da, gan thận, có vai trị làm tăng hấp thu Ca2+ ruột kích thích tế bào hấp thu biểu mô ruột tổng hợp protein gắn Ca2+ Các bệnh lý bất thường khác gây ảnh hưởng đến thành phần kể tác động làm ảnh hưởng đến chất lượng xương Một số bệnh lý xương chuyển hoá thường gặp Là bệnh rối loạn chuyển hóa gây tổn thương thứ phát xương, bao gồm tình trạng giảm khối lượng xương (do cân hoạt động tạo xương hủy xương) tình trạng giảm khống hóa xương 4.1 Bệnh mềm xương (Osteomalacia) bệnh còi xương (Rickets) Bệnh mềm xương bệnh đặc trưng tình trạng khống hóa khơng đầy đủ chất dạng xương Xương khơng khống hóa đầy đủ nên dễ gãy Bệnh xảy trẻ em gọi bệnh cịi xương, xương cịn tăng trưởng, sụng tiếp hợp chưa đóng nên xương dễ bị biến dạng - Nguyên nhân gây bệnh chủ yếu tình trạng thiếu hụt vitamin D hoặc rối loạn chuyển hóa vitamin D, cụ thể: + Tình trạng thiếu hụt vitamin D xảy nguồn thực phẩm cung cấp không đủ vitamin D; thiếu tiếp xúc với ánh nắng; hấp thu ruột bệnh lý đường tiêu hóa (ví dụ bệnh Crohn, tắc nghẽn đường mật,…) + Rối loạn chuyển hóa vitamin D bẩm sinh mắc phải (mức độ khác nhau, biểu chung thiếu hụt enzyme cần thiết cho q trình hydroxyl hóa vitamin gan thận) Sự phát triển xương số bệnh lý thường gặp Trường Đại học Y Dược Hải Phòng Module Cơ xương khớp CTĐT Y khoa dựa lực năm Bộ mơn Mơ phơi - GPB - Hình thái tổn thương: * Trong bệnh mềm xương người lớn: + Đại thể: Xương giảm độ cứng (nên gọi mềm, nhuyễn xương) dễ gãy Thường tình cờ phát bệnh qua chụp Xquang, gặp phải bệnh lý gãy xương + Vi thể: Các bè xương phủ lớp chất dạng xương dày bình thường hàng chục lần (bình thường dày khơng 12 µm) Sự phát triển xương số bệnh lý thường gặp Trường Đại học Y Dược Hải Phòng Module Cơ xương khớp CTĐT Y khoa dựa lực năm Bộ môn Mô phôi - GPB * Trong bệnh còi xương trẻ em: + Đại thể: Tùy vị trí quan sát thấy biến dạng xương, ví dụ hộp sọ dẹt vùng chẩm, lồng ngực chim bồ câu, chuỗi hạt sườn, lưng gù, chân ngắn cong vòng; biến dạng tăng lên trẻ lại,… + Vi thể: Tổn thương tập trung đĩa sụn tiếp hợp: Đĩa sụn tiếp hợp phình to với tế bào sụn kích thước lớn, xếp lộn xộn (do sụn tiếp tục tăng sinh xương lại mềm khơng khống hóa) Sự phát triển xương số bệnh lý thường gặp Trường Đại học Y Dược Hải Phòng Module Cơ xương khớp 4.2 CTĐT Y khoa dựa lực năm Bộ môn Mô phôi - GPB Bệnh loãng xương (Osteoporosis) Là bệnh xương chuyển hóa thường gặp, đặc trưng tình trạng suy giảm khối lượng xương khống hóa, làm tăng nguy gãy xương Bệnh loãng xương thường lan tỏa toàn hệ xương, số trường hợp xảy khu trú vài xương (ví dụ trường hợp liệt chi) Đối với kiểu lan tỏa, phân biệt thành hai loại: - Loãng xương nguyên phát, xảy phụ nữ mãn kinh người cao tuổi (>70 tuổi) Bệnh chưa rõ ràng, hiểu q trình lão hóa, thối triển xương - Lỗng xương thứ phát, có ngun nhân, chế bệnh sinh rõ ràng như: + Các rối loạn nội tiết: Cường tuyến cận giáp (do khối u tuyến cận giáp, suy thận), làm tăng hoạt động hủy xương hủy cốt bào + Các bệnh máu ác tính đa u tủy, số bệnh bạch cầu, u lympho làm tăng hoạt động hủy cốt bào + Bệnh lý hệ tiêu hóa làm hấp thu calci, phospho vitamin ruột + Biến chứng sau dùng số loại thuốc, đặc biệt corticoid - Cơ chế bệnh sinh: Loãng xương nguyên phát loại thường gặp nhất, nói tới bệnh lỗng xương có ý nói loại Tuy bệnh chưa thực rõ ràng, xem trình lão hóa, thối triển (sinh lý) xương Các yếu tố ảnh hưởng: + Các biến đổi tuổi: Tuổi cao hoạt động tạo cốt bào yếu, hoạt động hủy cốt bào trước + Sự suy giảm hàm lượng estrogen phụ nữ mãn kinh kích thích hoạt động hủy cốt bào qua trung gian interleukin TNF + Sự suy giảm tự nhiên hoạt động thể lực người già hạn chế hoạt động tu sửa xương, dẫn đến tăng xương + Chế độ dinh dưỡng không cung cấp đủ calci, phospho, vitamin D - Hình thái tổn thương: Sự phát triển xương số bệnh lý thường gặp Trường Đại học Y Dược Hải Phòng Module Cơ xương khớp CTĐT Y khoa dựa lực năm Bộ môn Mơ phơi - GPB + Đại thể: Biểu lỗng xương toàn thể xương, rõ xương xốp xương đốt sống, cổ xương đùi đầu xương quay, biểu gãy, biến dạng, xẹp xuống Vỏ xương đặc mỏng hơn, diện cắt thưa thớt xương so với bình thường + Vi thể: Các bè xương vùng xương xốp số lượng giảm, phân bố thưa thớt, rời rạc TÀI LIỆU THAM KHẢO Trịnh Bình (2007), Mơ học, NXB Y học, tr 56 – 70 Abraham L Kierszenbaum Laura L.Tres (2016), Histology and cell biology – An introduction to Pathology (4th edition), tr 145 – 178 T.W.Sadler (2015), Medical Embryology (13th edition), tr 143 – 174 Bộ môn Giải phẫu bệnh – ĐHY Phạm Ngọc Thạch (2015), Giải phẫu bệnh học, trang 305-308 Sự phát triển xương số bệnh lý thường gặp ... độ cứng kém, thay xương Xương lưới tạo trình sửa chữa xương gãy 1.3 Cấu trúc xương theo hình dạng thể - Xương dẹt: mặt xương xương đặc, bên xương xốp - Xương dài: thân xương mô xương đặc, có hốc... trống vùng xương xốp lót màng xương màng có khả tạo xương (xương màng) Sự hình thành phát triển xương 2.1 Sự hình thành xương Xương có nguồn gốc trung bì phơi thai Tất xương thể hình thành sở thay... hướng, xương lưới trở thành xương Đồng thời, cô đặc lớp mơ liên kết phía ngồi phía xương tạo thành màng xương màng xương chứa tiền tạo cốt bào có khả tạo xương Ở xương vòm sọ, lúc sinh xương phát triển