İntramembranöz Kemikleşme

Açılış

İki aylık bir bebeğin rutin kontrolünde çocuk hekimi, parmaklarını bebeğin başının tepesinde, alnın biraz gerisinde gezdirir. Orada kemiğin olmadığı, parmak ucunun hafifçe içeri gömüldüğü, baklava biçimli yumuşak bir alan vardır. Annesi bu bölgeye dokunmaktan çekinir; bebek ağladığında hafifçe kabardığını, sakinken nabızla birlikte attığını fark etmiştir. Hekim alanın ne çökük ne de gergin olduğunu, kenarlarının olağan genişlikte durduğunu söyler ve bir şey daha ekler: bebeğin başını çevreleyen kemiklerin arasında, parmakla izlenebilen ince oluklar vardır ve bunlar da açık olmalıdır. Annenin aklına takılan soru basittir: bebeğin kafatası neden tek parça ve kapalı değildir? Bu açıklıklar bir eksiklik midir, yoksa bir işe mi yarar?

Kafatasının tavanını oluşturan kemikler nasıl oluşur? Bu kemiklerin arasında neden açık bölgeler kalır? Ve yassı kemiğin iki yüzü sıkı, ortası süngerimsi yapısı nereden gelir?

Bu derste ne olacak

Önce kemiğin oluşmasının iki yolu olduğunu ve bu yolları ayıran tek soruyu göreceğiz. Sonra bir bağ dokusu zarının içinde kemiğin nasıl kurulduğunu adım adım izleyeceğiz. Ardından bu yolun neden kenardan büyümeye izin verdiğini ve süturların ve bıngıldakların bu yüzden neden açık kaldığını türeteceğiz. Sonra yassı kemiğin katmanlarının ve periostun bu süreçten nasıl doğduğunu göreceğiz. Son olarak bir süturun erken kapanmasının ne yaptığına bakacağız.

Sıfır noktası

Mekanizma

İki yol, tek fark

Kemik bedende iki ayrı yoldan oluşur ve iki yolu ayıran tek bir soru vardır: araya bir model giriyor mu? Bir yolda önce kıkırdaktan, kemiğin biçimini kabaca taşıyan bir maket kurulur ve bu maket zamanla kemikle yer değiştirir; uzun kemiklerin ve omurların çoğu böyle oluşur. Öbür yolda araya hiçbir model girmez. Bir bağ dokusu zarı vardır ve kemik doğrudan bu zarın içinde kurulur. Bu yola zar içinde kemikleşme, intramembranöz kemikleşme denir.

Kafatasının tavanını oluşturan yassı kemikler, yüz kemiklerinin çoğu ve alt çene kemiğinin büyük bölümü bu yolla oluşur. Köprücük kemiği de kısmen bu yolla kemikleşen bir istisnadır.

Zar içinde ne olur

Başlangıçta yalnızca embriyonik bağ dokusu, gevşek dizilmiş hücreler ve aralarındaki sıvıdan oluşan bir tabaka vardır. Bu tabakanın bazı noktalarında damarlar yoğunlaşır ve hücreler birbirine sokulur. Bu sıkışmış hücreler kemik kuran hücrelere dönüşür ve çevrelerine önce mineralsiz bir kemik maddesi salar, ardından bu madde mineralle sertleşir. Kendi sardığı maddenin içinde kalan hücreler, kemiğin içindeki küçük boşluklara yerleşmiş kemik hücrelerine dönüşür. Kemik yapımının ilk başladığı bu nokta kemikleşme merkezidir.

İlk kurulan kemik ince çubuklar hâlindedir ve lifleri düzensiz dizilmiştir. Bu çubuklar merkezden çevreye doğru ışınsal olarak uzar ve birbirine bağlanır; suya atılan bir taşın halkaları gibi kemik alanı dışa doğru genişler ve zamanla bir plak hâline gelir. Bir kafatası kemiğinin üzerinde, kemiğin en kabarık yerinden kenarlarına doğru ışınsal çizgilerin görülebilmesi bu yayılmanın izidir.

Komşu merkezlerden yayılan plaklar bir yerde karşılaşır. Karşılaştıkları yerde kaynaşmazlar; aralarında zarın lifli bir şeridi kalır. Bu şerit süturdur: alın kemikleri ile yan kemikler arasında başın üstünü kulaktan kulağa aşan sutura coronalis, iki yan kemik arasında baştan arkaya uzanan sutura sagittalis gibi. Üç ya da daha fazla plağın karşılaşacağı köşelerde ise daha geniş bir zar alanı uzun süre açık kalır: bıngıldak. Açılıştaki bebeğin başının tepesinde hissedilen, en büyükleri olan ön bıngıldaktır, fonticulus anterior.

Neden zar: kenardan büyüme

Kafatasının tavanının neden bu yolu kullandığını, nasıl büyüdüğüne bakarak anlayabiliriz. Kafatası tavanı içeriden itilerek büyür: bebeklikte beyin hızla büyür ve kemik plaklarını dışa doğru zorlar. Plaklar bu zorlamaya kenarlarından genişleyerek cevap verir.

Kenardan genişleyebilmek için kenarda kemik değil, hâlâ zar bulunmalıdır. Sertleşmiş bir kemik kenarı kendi içinden büyüyemez; yeni kemik ancak onun yanına, henüz kemikleşmemiş dokuya eklenebilir. Süturlar tam bu işi görür. İçlerindeki lifli dokunun iki kenarında kemik kuran hücreler sürekli yeni kemik ekler; beyin büyüdükçe plaklar birbirinden uzaklaşır ve aradaki boşluk yeni kemikle dolar. Sütur ve bıngıldak bu yüzden bir eksiklik değil, açık bırakılmış büyüme kenarlarıdır.

Bu açıklıkların doğumda bir işi daha vardır. Kemik plakları sütur ve bıngıldaklar boyunca bir miktar hareket edebildiği için, doğum kanalından geçerken birbirinin üstüne kayabilir ve başın biçimi geçici olarak uzar. Yeni doğmuş bir bebeğin başının ilk günlerde uzunca ve sivri görünüp sonra yuvarlaklaşması bundandır.

Büyüme yavaşladıkça açıklıklar kapanır. Ön bıngıldak çoğu zaman iki yaşına gelmeden kemikle dolar; daha küçük bıngıldaklar çok daha erken kapanır. Süturlar ise çok daha uzun süre lifli kalır ve bir bölümü ancak yetişkinlikte, bazıları hiç tam olarak kemikleşmez.

Sandviç buradan gelir

Ders 06-06'da yassı kemiklerin iki kortikal levha ve aralarındaki trabeküler katmandan oluştuğunu görmüştük. Bu düzen zar içinde kemikleşmenin doğal sonucudur. İlk kurulan kemik zarın bütün kalınlığında süngerimsi bir ağ hâlindedir. Zamanla zarın iki yüzüne yakın bölgelerde çubukların arası dolar ve kemik sıkılaşır; böylece dışta ve içte birer yoğun levha oluşur. Ortada ise ağ seyrek kalır ve arasına kan yapan ilik yerleşir. Kafatası kemiklerindeki bu orta katmana diploe adı verilir.

Ders 06-06 bu düzenin neden mekanik olarak iyi olduğunu söylüyordu: dışta dayanıklılık, ortada hafiflik. Bu ders aynı düzenin nasıl ortaya çıktığını söylüyor. İki cevap birbirini destekler ama karıştırılmamalıdır; bir yapının nasıl oluştuğu ile neden işe yaradığı ayrı sorulardır.

Periost: kemikleşmeyen zar

Ders 06-07'de periostu, dışı lifli, içi kemik kurabilen hücrelerle dolu iki katmanlı bir zar olarak tanımıştık. Zar içinde kemikleşme, bu iki katmanın nereden geldiğini açıklar. Kemik zarın tamamını kemiğe çevirmez. Zarın kemiğe yakın, hücre bakımından zengin kısmı kemik yapmaya devam eder; dış kısmı lifli bağ dokusu olarak kalır. Plağın yüzeyini saran bu kemikleşmemiş zar, periosteum olur.

Bu yüzden periost sonradan eklenmiş bir örtü değil, kemiği kuran zarın çalışmaya devam eden kenarıdır. Yetişkinde kırık bir kafatası kemiği iyileşirken, ya da periost dıştan yeni kemik eklerken işleyen düzen, embriyodaki düzenin aynısıdır.

Klinik bağ: erken kapanan sütur

Bir sütur zamanından önce kemikleşip kapanırsa, o kenardan büyüme durur. Beyin büyümeye devam ettiği için kafatası büyümesini açık kalan süturlara yönlendirir. Sonuç, kapanan sütura dik yönde değil, ona paralel yönde büyüyen bir kafatasıdır. Örneğin baştan arkaya uzanan sutura sagittalis erken kapanırsa baş iki yana genişleyemez, önden arkaya uzar ve dar ve uzun bir biçim alır. Kulaktan kulağa uzanan sütur bir yanda erken kapanırsa alın ve göz çukuru o yanda geride kalır ve yüz asimetrik görünür.

Bu durumların bir kısmı tek başına bir biçim farkıdır; bazılarında ise birden çok sütur kapanmıştır ve kafatasının içindeki basınç artabilir. Tedavi gerektiğinde cerrahlar kapanmış süturu açarak ya da kafatası kemiklerini yeniden biçimlendirerek büyümeye yer açar ve bu genellikle beynin en hızlı büyüdüğü ilk yıl içinde planlanır. Bebeğin baş biçimine ve bıngıldağına bakmak, bu yüzden rutin kontrolün bir parçasıdır. Bıngıldağın gergin ve kabarık olması kafa içi basıncın arttığını, çökük olması ise bebeğin susuz kaldığını düşündürebilir; çocuk hekiminin açılışta baktığı şey de buydu.

Kendin dene

Toparlayalım

• Kemik iki yoldan oluşur ve iki yolu ayıran soru, araya kıkırdaktan bir model girip girmediğidir.
• İntramembranöz kemikleşmede kemik doğrudan bir bağ dokusu zarının içinde kurulur; kafatası tavanı, yüz kemiklerinin çoğu ve alt çene bu yolla oluşur.
• Kemik yapımı bir centrum ossificationis'te başlar ve oradan ışınsal olarak yayılır.
• Komşu plaklar karşılaştığında aralarında sutura coronalis ve sutura sagittalis gibi lifli çizgiler, köşelerde fonticulus anterior gibi geniş zar alanları kalır.
• Süturlar ve bıngıldaklar açık bırakılmış büyüme kenarlarıdır; doğumda plakların üst üste kaymasına da izin verir.
• Yassı kemiğin iki yoğun levhası ve ortadaki süngerimsi katmanı, zar içinde kurulan ağın yüzeylerde sıkılaşmasıyla oluşur.
• Kemikleşmeyen zar periosteum olur ve kemik kurma işini yaşam boyu sürdürür.
• Bir süturun erken kapanması kafatasını o sütura paralel büyümeye zorlar ve baş biçimini değiştirir.

Bu derste araya model girmeyen yolu izledik. Bir sonraki derste öbür yola geçiyoruz ve onun ilk bakışta tuhaf görünen yanını soruyoruz: zarın içinde kemik doğrudan kurulabiliyorken, uzun kemikler neden önce kıkırdaktan bir maket yapıp sonra onu kaldırır? Cevap, kemiğin kendi içinden büyüyemeyip yalnızca yüzeyine eklenerek büyüyebilmesinde, kıkırdağın ise içinden büyüyebilmesinde yatıyor. Endokondral Kemikleşme.