Epifiz, Metafiz ve Diyafiz

Açılış

On bir yaşında bir çocuk kaykaydan düşerken elini yere uzatır. Bileği hemen şişer ve elini oynatmak istemez. Çekilen grafide önkolun başparmak tarafındaki kemiğinin, bileğe yakın ucunda bir kırık görülür; kırık hattı kemiğin ortasından değil, ucuna çok yakın, ince ve koyu bir bandın içinden geçer. Ortopedist kırığı yerine oturtup alçıya alır, sonra aileye beklemedikleri bir şey söyler: kırık iyileşse bile çocuğu aylarca, belki bir yıl boyunca aralıklarla kontrole getirmeleri gerekecektir. Sebep, kırığın bir büyüme bölgesinden geçmiş olmasıdır. Aile şaşırır: bir kemiğin bir yerinden kırılması diğer yerinden kırılmasından neden daha uzun bir takip gerektirsin? Uzun bir kemik baştan sona aynı yapıda değil midir?

Uzun bir kemiğin gövdesi ile uçları neden farklı yapıdadır? Uçlar neden geniştir? Ve kemik neden tam o ince bantta uzar?

Bu derste ne olacak

Önce uzun kemiği bölgelerine ayıracak ve her bölgenin hangi kuvvetle karşılaştığını soracağız. Sonra uçların neden geniş olduğunu basınç üzerinden türeteceğiz. Ardından gövdenin neden boru, ucun neden süngerimsi bir ağ olduğunu yükün türünden çıkaracağız. Sonra iki bölge arasındaki geçişi ve büyüme bölgesini göreceğiz, açılıştaki çocuğa döneceğiz.

Sıfır noktası

Mekanizma

Bölgeler, kuvvetler

Uyluk kemiği, os femoris, ya da önkolun radius kemiği gibi bir uzun kemiği boyu boyunca izlersek yapısının değiştiğini görürüz. Ortada uzun ve görece ince bir gövde, diyafiz, vardır. İki uçta kemik belirgin biçimde genişler; bu geniş uçlar epifizlerdir. Gövdenin uca doğru genişlemeye başladığı bölge metafizdir. Çocukta epifiz ile metafiz arasında bir de büyüme plağı bulunur.

Bu bölgeler aynı kuvvetle karşılaşmaz. Gövde iki ucundan yüklenen bir çubuk gibi çalışır; ona gelen kuvvet büyük ölçüde eğilme ve burulmadır. Uç ise komşu kemiğe dayanır ve yükü doğrudan ona aktarır; buradaki kuvvet esas olarak bastırmadır. Bir uzun kemiğin baştan sona aynı olmaması, bu iki farklı yükün iki farklı çözüm istemesinden gelir.

Uç neden geniş

Ders 05-37'de basıncı kuvvetin alana bölümü olarak kurmuştuk: aynı kuvvet küçük bir alanda yüksek, geniş bir alanda düşük basınç üretir. Bir eklemde iki kemik birbirine dokunur ve bedenin yükü bu temastan geçer. Kemik ucunda da gövdesi kadar ince olsaydı, bütün yük küçük bir alanda toplanır ve temas yüzündeki kıkırdağa binen basınç çok yükselirdi. Geniş bir uç aynı yükü daha büyük bir alana yayar ve eklem kıkırdağını korur.

Ucun genişliği bir iş daha görür. Eklemi saran kapsül ve bağlar, eklemi geçen kasların çoğu da kemiğe uçlara yakın yerlerden tutunur. Geniş bir uç bunlara tutunma yüzeyi verir. Basıncı dağıtmak ve tutunma yeri sağlamak birbirinden bağımsız iki ihtiyaçtır ve ikisi de aynı biçime götürür.

Gövde boru, uç sünger

Ders 06-01'de kemiğin gövdesinin neden içi boş olduğunu görmüştük: eğilmede bir yüzey uzar, karşı yüzey kısalır, ortada zorlanma neredeyse sıfırdır; ortası boşaltılabilir. Uca bakınca başka bir şey görürüz. Epifizin içi boş değildir; ince kemik çubuklarının birbirine bağlandığı, arası küçük boşluklu süngerimsi bir ağla doludur. Dışını ise yalnızca ince bir sıkı kemik kabuğu sarar.

Fark yükün türünden gelir. Eğilmede merkez gerçekten az iş yapar. Bastırmada ise bir bloğun kesitinin her yeri kuvvet taşır; merkezde de zorlanma vardır. Bu yüzden ucun ortası tamamen boşaltılamaz, ama seyreltilebilir: malzeme kuvvetin geçtiği hatlar boyunca bırakılır, aralar boşaltılır. Gövdede boşaltma, uçta seyreltme: aynı tasarruf ilkesinin iki ayrı uygulaması. İkisini ayıran biçim değil, yükün türüdür.

Süngerimsi ağın bir yararı daha vardır. Eklem kıkırdağının hemen altındaki bu ağ, katı bir kabuktan biraz daha esnektir ve ani yükleri eklem yüzüne iletmeden önce kısmen sönümler.

Metafiz: kademeli geçiş

Dar bir borudan geniş bir uca birden geçilseydi, kesitin aniden değiştiği çizgide zorlanma yığılırdı. Bir çubuğun birden inceldiği yer, yük altında hep ilk kırılan yerdir. Metafiz bu geçişi kademeli yapar: kesit kısa bir mesafede yavaş yavaş genişler, sıkı kemik duvarı incelirken içeride süngerimsi ağ artar. Böylece zorlanma tek bir çizgide toplanmaz.

Metafizin çocuklukta bir işi daha vardır. Büyüme plağının hemen gövde tarafında durur ve plakta üretilen kıkırdağın kemiğe çevrildiği yerdir. Bu yüzden çocukta metafiz damardan çok zengin, sürekli yeniden yapılan bir bölgedir.

Büyüme neden orada

Büyüme plağında kıkırdak hücreleri epifiz tarafında çoğalır, sıralar hâlinde dizilir, büyür ve sonra yerlerini metafiz tarafında yeni kemiğe bırakır. Plak kendi kalınlığını korurken arkasında kemik bırakır; böylece epifiz gövdeden giderek uzaklaşır ve kemik boyuna uzar.

Uzamanın yeri bir rastlantı değildir. Eklem yüzeyi sürekli kullanılır, komşu kemik üzerinde kayar ve yük aktarır; bu işi görebilmek için düzgün kalmalıdır. Uzama eklem yüzünün kendisinde olsaydı yüzey sürekli yeniden kurulur ve düzgün kalamazdı. Gövdenin ortasında olsaydı en çok eğilme gören yere yumuşak bir kıkırdak tabaka girerdi. Büyüme plağı ikisinin arasında, eklem yüzüne yakın ama onu bozmayacak kadar uzakta durur. Ergenliğin sonunda plaktaki kıkırdak üretimi durur, plak kemikleşir ve epifiz gövdeyle kaynaşır. Yerinde grafide ince bir çizgi, linea epiphysialis, kalır.

Klinik bağ: büyüme plağından geçen kırık

Açılıştaki çocuğa dönelim. Çocukta büyüme plağı, onu saran bağlardan ve çevresindeki olgun kemikten daha zayıf bir halka olabilir. Yetişkinde bağ yırtılmasıyla ya da kemik kırığıyla sonuçlanacak bir düşme, çocukta bu yüzden sıklıkla plağın içinden ya da yanından geçen bir kırıkla sonuçlanır. Bilek, bu kırıkların en sık görüldüğü yerlerden biridir.

Plaktan geçen kırıkların çoğu sorunsuz iyileşir. Ama kırık plağın çoğalan hücre tabakasını hasara uğratırsa ya da iki yanındaki kemik plağın içinden birbirine köprü kurarsa, o kemiğin uzaması yavaşlayabilir ya da durabilir. Plağın yalnızca bir bölümü kapanırsa kemik açık kalan yanda uzamaya devam ederken kapanan yanda uzayamaz ve zamanla eğrilebilir. Ortopedistin aileye söylediği uzun takip bu yüzdendir: kırığın kaynaması haftalar sürer, ama büyümenin bozulup bozulmadığı ancak aylar içinde görülür. Kırık hattının plakla ilişkisine göre sınıflanması da tedavinin ve takibin buna göre planlanması içindir.

Kendin dene

Toparlayalım

• Uzun kemik diyafiz, metafiz ve epifiz bölgelerinden oluşur; çocukta epifiz ile metafiz arasında büyüme plağı bulunur.
• Gövdeye büyük ölçüde eğilme ve burulma, uca ise bastırma kuvveti gelir.
• Uç geniştir, çünkü aynı yük geniş alana yayılınca cartilago articularis'e binen basınç düşer; geniş uç bağlara ve kaslara da yer verir.
• Gövde cavitas medullaris'i olan bir borudur; uç ise içi süngerimsi ağla dolu, dışı ince kabuklu bir bloktur.
• Eğilmede merkez boşta durur, bastırmada çalışır: gövdede boşaltma, uçta seyreltme.
• Metafiz kesiti kademeli genişleterek zorlanmanın tek çizgide yığılmasını önler.
• Cartilago epiphysialis eklem yüzünden uzakta durarak kemiği boyuna uzatır; kapanınca yerinde linea epiphysialis kalır.
• Çocukta büyüme plağı zayıf bir halka olabilir; plaktan geçen kırık büyümeyi bozabileceği için aylarca izlenir.

Bu derste gövdenin içini boru, ucun içini süngerimsi ağ olarak tarif ettik ama bu iki yapıya henüz adlarını vermedik. Bir sonraki derste onları ayrı ayrı ele alacağız ve baştan bir düzeltme yapacağız: ikisi iki ayrı malzeme değildir; aynı kemik dokusunun iki farklı düzenidir, biri sıkıca paketlenmiş, öbürü ince çubuklar hâlinde örülmüş. Kortikal ve Trabeküler Kemik.