Epifiz Plağının Bölgeleri

Açılış

On sekiz aylık bir çocuk, yürümeye başladıktan birkaç ay sonra bacakları dışa doğru belirgin biçimde yay çizmeye başladığı için çocuk hekimine getirilir. Hekim çocuğun bileklerinin yaşına göre kalın göründüğünü, kaburgaların göğüs kemiğine bağlandığı yerlerde boncuk dizisi gibi şişlikler olduğunu fark eder. Çocuk uzun süre yalnızca anne sütüyle beslenmiş, ek vitamin almamış ve kışın neredeyse hiç güneş görmemiştir. Bilek grafisinde önkol kemiklerinin bileğe yakın uçlarında büyüme plağı olağandan çok daha geniştir; kemiğin plağa bakan ucu düz ve keskin bir çizgi yerine çanak gibi çukurlaşmış ve saçak saçak dağınık görünür. Kan tahlilinde D vitamini düşük çıkar. Tanı raşitizmdir. Birkaç ay süren D vitamini ve kalsiyum tedavisinden sonra çekilen grafide plak incelmiş, kemiğin ucu yeniden keskin bir çizgiyle sınırlanmıştır. Bir vitamin eksikliği neden en çok büyüme plağının görüntüsünü bozar ve tedaviyle neden önce orası düzelir?

Büyüme plağının içinde ne olur? Plakta mikroskopla görülen sıra sıra bölgeler ne anlama gelir? Ve plak yıllar boyu nasıl hep aynı kalınlıkta kalıp yine de kemiği uzatır?

Bu derste ne olacak

Önce plaktaki bölgelerin farklı yapılar değil, aynı kıkırdağın farklı aşamaları olduğunu kuracağız. Sonra bir kıkırdak hücresinin yolculuğunu epifizden gövdeye doğru beş bölge boyunca izleyeceğiz. Ardından bu sıranın neden değiştirilemeyeceğini soracağız. Sonra plağın nasıl sabit kalınlıkta kalıp yer değiştirdiğini göreceğiz. Son olarak açılıştaki çocuğa döneceğiz.

Sıfır noktası

Mekanizma

Yerdeki sıra, zamandaki sıra

Ders 06-11'de büyüme plağının iki kemikleşme cephesi arasında kalan kıkırdak olduğunu ve bir yandan üretilip öbür yandan tüketildiğini gördük. Yeni kıkırdak hücreleri plağın epifize bakan yüzünde ortaya çıkar; kıkırdak ise plağın gövdeye bakan yüzünde kaldırılıp yerine kemik konur.

Plaktaki tek bir hücreyi izleyelim. Epifiz tarafında doğar. Üstüne sürekli yeni hücreler eklendiği için zamanla gövde tarafına doğru itilir; aslında yerinden pek oynamaz, ama çevresindeki plak onun üstünde büyüyüp onu geride bırakır. Bu yolculuk sırasında hücre sırasıyla birkaç aşamadan geçer ve sonunda gövde tarafına varıp kaldırılır. Mikroskopta plağın kesitinde görülen sıra sıra bölgeler, birbirinden farklı yapılar değildir; aynı kıkırdağın, tek bir hücrenin geçtiği aşamaların yan yana dizilmiş hâlidir. Plakta yukarıdan aşağı okunan sıra, bir hücrenin zaman içindeki öyküsüdür.

Beş bölge, beş aşama

Epifize en yakın olan dinlenme bölgesidir. Burada küçük kıkırdak hücreleri tek tek ya da ikişer, dağınık biçimde durur ve pek bölünmez. Bu bölge plağın yedek deposudur; sonraki aşamalara girecek hücrelerin kaynağı buradadır. Epifiz tarafından gelen damarlar da plağı bu bölgeden besler.

Bunun altında çoğalma bölgesi yer alır. Hücreler burada hızla bölünür ve rastgele değil, üst üste yığılmış madeni paralar gibi sütunlar hâlinde dizilir. Sütunlar kemiğin uzun eksenine paraleldir, çünkü her bölünme sütunu o yönde bir hücre boyu uzatır; bölünmenin yönü büyümenin yönüdür. Ders 06-06'da süngerimsi kemiğin çubuklarının yükün yönünde dizildiğini görmüştük; burada hücreler büyümenin yönünde dizilir.

Daha aşağıda şişme bölgesi gelir, zona hypertrophica. Hücreler bölünmeyi bırakır ve hacimleri birkaç katına çıkacak kadar büyür. Bu şişme yalnızca bir yaşlanma belirtisi değildir; kemiğin uzamasına doğrudan katkıda bulunur. Sütun hem yeni hücre eklenerek hem de var olan hücreler büyüyerek uzar ve plağın üretimine şişmenin katkısı büyüktür. Şişen hücreler aynı zamanda çevrelerindeki ara maddenin sertleşmesini başlatan maddeler salar.

Bunun altında geçici kireçlenme bölgesi, zona calcificationis, yer alır. Şişmiş hücrelerin sütunları arasındaki ara madde kalsiyum ve fosfat tuzlarıyla sertleşir. Hücrelerin ömrü burada sona erer: bir bölümü programlı biçimde ölür, bir bölümünün de kemik yapan hücrelere dönüştüğü gösterilmiştir. Geride, sertleşmiş ara maddeden ince duvarlarla ayrılmış boşluklar kalır.

En altta kemikleşme bölgesi, zona ossificationis, bulunur. Metafiz tarafından gelen damarlar bu boşluklara girer ve yanlarında kemik yapan ve kemik yıkan hücreleri taşır. Kemik yapan hücreler, sertleşmiş kıkırdak duvarlarının üzerine kemik koyar; böylece ortası kıkırdak, dışı kemik olan ince çubuklar oluşur. Kemik yıkan hücreler bu ilk çubukların çoğunu kısa sürede yeniden kaldırır ve metafizin süngerimsi kemiği yerine daha olgun kemik konur. Bu son adım, Ders 06-10'da kıkırdak modelin ortasında bir kez olan şeyin aynısıdır; burada plağın alt kenarında, büyüme sürdükçe her gün tekrarlanır.

Sıra neden değiştirilemez

Bölgelerden herhangi ikisinin yeri değişebilir mi? Çoğalma şişmeden sonra gelemez, çünkü şişen hücre artık bölünmez. Kireçlenme şişmeden önce olamaz, çünkü ara maddenin sertleşmesini şişmiş hücreler başlatır. Kemikleşme kireçlenmeden önce olamaz, çünkü damarların girebileceği boşluklar ancak hücrelerin ömrü bitince açılır, kemik yapan hücreler de üzerine kemik koyacakları sertleşmiş bir iskelete ihtiyaç duyar. Her bölge bir sonrakinin önkoşuludur.

Beş ayrı doku olsaydı dizilişleri bir kemikten öbürüne değişebilirdi. Oysa bir hücrenin geçtiği aşamaların sırası değişmez; plağın kesiti bu yüzden her uzun kemikte aynı sırayı gösterir. Sırayı ezberlemek gerekmez; "bir sonraki adım için neyin hazır olması gerekir" diye sormak onu yeniden kurmaya yeter.

Duran ama yerinde durmayan plak

Plak büyüme yılları boyunca yaklaşık aynı kalınlıkta durur. Bir yandan sürekli tüketildiği hâlde incelmemesinin sebebi, aynı hızda üretilmesidir: epifiz tarafında eklenen kadar kıkırdak, gövde tarafında kemikle yer değiştirir. Bu bir denge değil, bir akıştır; plakta hiçbir hücre kalıcı değildir, kalıcı görünen yalnızca plağın kendisidir.

Kalınlık sabit kalırken yer sabit kalmaz. Gövde tarafında her gün yeni kemik birikir ve plak, epifizle birlikte gövdeden uzaklaşır. Uzama tam olarak budur: plağın kendisi büyümez, arkasında bıraktığı kemik birikir.

Bu akış iki hızın dengesine bağlı olduğu için, iki hızdan biri bozulduğunda plağın kalınlığı değişir. Üretim, tüketimin altına düşerse plak incelir; bu durum sürerse plak tükenir ve iki kemik cephesi birleşir. Ergenliğin sonundaki kapanma bu yarışın sonucudur. Tersine, tüketim aksarsa ve üretim sürerse plak kalınlaşır.

Klinik bağ: kireçlenmeyen plak

Açılıştaki çocuğa dönelim. D vitamini bağırsaktan kalsiyum ve fosfat emilimini sağlar. Bu vitamin eksik kaldığında kandaki kalsiyum ve fosfat, ara maddeyi sertleştirmeye yetmez. Plağın üst bölgeleri olağan çalışmayı sürdürür: hücreler bölünür, sütunlar kurulur, hücreler şişer. Ama geçici kireçlenme gerçekleşmez. Sertleşmeyen ara maddenin arasındaki şişmiş hücreler ortadan kalkmaz, damarlar girecek düzenli boşluklar bulamaz ve kemikleşme cephesi ilerleyemez.

Sonuç, iki hızın dengesinin bozulmasıdır. Üretim sürer, tüketim aksar ve şişmiş hücreler üst üste birikir; plak giderek kalınlaşır ve kenarı düzensizleşir. Grafide görülen geniş, saçaklı ve çanaklaşmış plak, kemikleşmesi gereken ama kemikleşemeyen kıkırdağın görüntüsüdür. Metafizde yeni kurulan kemik de yeterince sertleşmez; yumuşak kalan bu bölge, ayakta durmaya ve yürümeye başlayan çocuğun ağırlığı altında eğilir ve bacaklar yay çizer. Kaburgaların kıkırdakla birleştiği yerlerdeki şişlikler ve kalın bilekler de aynı genişlemiş plakların dışarıdan görülen izleridir.

D vitamini ve kalsiyum yerine konduğunda birikmiş kıkırdak hızla kireçlenir ve damarlar onu kemikle değiştirmeye başlar. Grafide ilk düzelen yer, plağın alt kenarındaki geçici kireçlenme bölgesidir; kemiğin ucunda yeniden keskin, yoğun bir çizgi belirir. Bacaklardaki eğrilik ise çok daha yavaş, büyüme sürdükçe kemiğin yeniden biçimlenmesiyle düzelir.

Kendin dene

Toparlayalım

• Plaktaki bölgeler beş ayrı yapı değil, aynı kıkırdağın bir hücrenin yolculuğu boyunca geçtiği aşamalardır; yerdeki sıra zamandaki sıradır.
• Dinlenme bölgesi bir depodur; çoğalma bölgesinde hücreler uzun eksene paralel sütunlar kurar, çünkü bölünmenin yönü büyümenin yönüdür.
• Zona hypertrophica'da hücreler bölünmeyi bırakıp birkaç kat büyür ve uzamaya doğrudan katkıda bulunur.
• Zona calcificationis'te ara madde sertleşir, hücrelerin ömrü biter ve boşluklar açılır.
• Zona ossificationis'te damarlar girer ve sertleşmiş kıkırdak duvarların üzerine kemik konur.
• Her bölge bir sonrakinin önkoşuludur; sıra bu yüzden her uzun kemikte aynıdır.
• Plak üretim ve tüketim eşit olduğu için sabit kalınlıkta durur, ama arkasında kemik bırakarak gövdeden uzaklaşır; üretim tüketimin altına düşünce incelir ve kapanır.
• Raşitizmde geçici kireçlenme olmaz; şişmiş hücreler birikir, plak genişler ve yumuşak metafiz yük altında eğilir.

Bu derste plağın içini ve kemiği nasıl uzattığını gördük. Bir sonraki derste plağın arkasında bıraktığı kemiğe bakacağız ve orada bir sorunla karşılaşacağız: plak, epifizin bütün enini kaplayacak kadar geniştir ve altında bıraktığı kemik de o genişlikte üretilir; oysa uzun kemiğin gövdesi dardır. Büyüyen bir kemiğin yalnızca kemik eklemediğini, aynı zamanda kendini dıştan kesip biçerek daralttığını göreceğiz. Kemik Büyümesi ve Şekillenmesi.