Kemik Büyümesi ve Şekillenmesi

Açılış

Beş aylık bir bebek, solgunluğu, kilo alamaması ve karnının giderek büyümesi nedeniyle hastaneye yatırılır. Kan tahlilinde kansızlık vardır; karın muayenesinde karaciğer ve dalak büyümüştür. Göz muayenesinde görme sinirinin solduğu fark edilir. Çekilen grafiler beklenmedik bir şey gösterir: bütün kemikler, olması gerekenden çok daha beyaz ve yoğundur; kemiklerin ortasında ilik boşluğu neredeyse hiç seçilmez. Uyluk kemiğinin dize bakan ucu, olağan bir kemikteki gibi gövdeye doğru incelen bir huni yerine, ağzı geniş bir şişe gibi kalın ve kütük görünümlüdür. Tanı, kemik yıkan hücrelerin çalışmadığı kalıtsal bir hastalık olan osteopetrozdur. Hekimler tedavi olarak, ilk bakışta kemikle hiç ilgisi yokmuş gibi görünen bir yöntemi, kemik iliği nakli yapmayı önerir. Kemik yıkılamadığında neden daha fazla kemik değil, yanlış biçimli kemik ortaya çıkar? Ve kemiği biçimlendirmek için neden onu yıkmak gerekir?

Büyüyen bir kemik hem uzar hem kalınlaşır; bu iki iş aynı yoldan mı yürür? Kemiğin gövdesi neden uçlarından dardır? Ve bir kemiğin biçimini kim belirler?

Bu derste ne olacak

Önce kemiğin iki yönde büyümesinin neden iki ayrı yoldan yürüdüğünü göreceğiz. Sonra büyümenin yalnızca ekleme olamayacağını, metafizin huni biçiminden yola çıkarak türeteceğiz. Ardından aynı iki zarın kemiğin farklı bölgelerinde ters işler yaptığını göreceğiz. Sonra biçim değiştiren süreç ile malzeme yenileyen süreci ayıracak ve bir kesitin yerinden nasıl kayabildiğini soracağız. Son olarak açılıştaki bebeğe döneceğiz.

Sıfır noktası

Mekanizma

İki yön, iki yol

Büyüyen bir uzun kemik iki yönde birden büyür: uzar ve kalınlaşır. Bu iki işi aynı yoldan yapamaz. Ders 06-10'da kemiğin sert ara maddesi yüzünden içten büyüyemediğini, yalnızca yüzeyine eklenerek büyüyebildiğini görmüştük. Uzamak, iki ucu birbirinden uzaklaştırmak, yani içten büyümek demektir; bu iş kıkırdağa, büyüme plağına bırakılır. Kalınlaşmak için ise içten büyümeye gerek yoktur; dış yüzeye kemik eklemek yeter ve dış yüzeyde bu işi yapacak hücreleri taşıyan bir zar, periost, vardır.

İki işin iki ayrı malzemeye dayanması, ergenliğin sonunda neden yalnızca birinin bittiğini açıklar. Plak kapanınca kıkırdağa dayanan uzama durur; yüzeye dayanan kalınlaşma ve biçimlenme ise sürer.

Huni sorunu

Büyüme plağı, kemiğin eklem ucunun bütün enini kaplar. Plağın hemen altında bıraktığı yeni kemik de bu yüzden geniştir: metafiz, yukarıda plak genişliğinde, aşağıda gövde genişliğinde bir huni gibidir.

Ders 06-12'de plağın yerinde durmadığını, arkasında kemik bırakarak gövdeden uzaklaştığını görmüştük. Bugün metafizde duran kemik, birkaç yıl sonra kemiğin gövdesinin bir parçası olacaktır. Buradan güçlü bir sonuç çıkar: bir uzun kemiğin gövdesindeki her nokta, bir zamanlar geniş metafizin içindeydi. Gövde ise dardır. O hâlde gövdenin her düzeyi, geniş olarak üretilip sonradan daraltılmış olmalıdır.

Daraltmanın tek yolu, dış yüzeyden kemik kaldırmaktır. Yalnızca ekleyerek büyüyen bir kemik boyunu kazanırken biçimini kaybeder: uçtan gövdeye kadar her yerinde plak kadar geniş, kütük gibi bir silindir olurdu. Kemik kaldırmak burada büyümenin karşıtı değil, aracıdır. Bir kemiğin orantılı kalması, belirli yerlerinden sürekli kemik kaldırılmasına bağlıdır.

Aynı iki zar, ters işler

Bu daraltmayı yapan yeni bir yapı değil, Ders 06-07'de gördüğümüz iki zardır. Orada gövde için şunu söylemiştik: periost dıştan kemik ekler, endost içten kemik kaldırır ve sonuç, aynı malzemeyle daha geniş çaplı bir borudur.

Metafiz konisinde gereken bunun tam tersidir. Burada dış çevrenin daralması gerekir; bu yüzden metafizin dış yüzeyinde, periostun altında kemik yıkan hücreler çalışır ve kemik kaldırılır. Dış duvar içeri doğru çekilirken duvarın incelmemesi için iç yüzeye, endost tarafına kemik eklenir. Gövdede dış ekler, iç kaldırır; metafizde dış kaldırır, iç ekler.

Bu, gövde için kurduğumuz kuralı çürütmez, sınırlarını çizer. Bir zarın ne yapacağı zarın kendisinden değil, bulunduğu bölgenin ulaşması gereken biçimden çıkar. Aynı zar bir bölgede ekler, birkaç santimetre ötede kaldırır.

Şekillenme ve yeniden yapılanma

Kemiğin elinde yalnızca iki eylem vardır: kemik eklemek ve kemik kaldırmak. Ama bu iki eylem iki çok farklı biçimde birleşebilir.

Ekleme ve kaldırma kemiğin ayrı yüzeylerinde, birbirinden bağımsız yürüdüğünde kemiğin biçimi değişir. Metafizin dış yüzünde kaldırma, iç yüzünde ekleme; gövdenin dış yüzünde ekleme, iç yüzünde kaldırma bunun örnekleridir. Buna şekillenme denir. Şekillenme büyüme çağında yoğundur ve plaklar kapandıktan sonra büyük ölçüde yavaşlar.

Ekleme ve kaldırma aynı küçük bölgede art arda yürüdüğünde ise kemiğin biçimi değişmez, malzemesi yenilenir. Kemik yıkan hücreler eski kemikten küçük bir parça kaldırır, ardından kemik yapan hücreler aynı yere aşağı yukarı aynı miktarda yeni kemik koyar. Buna yeniden yapılanma denir. Kemiğin yüzeylerden yenilendiğini söylerken daha önce anlattığımız süreç budur; yeniden yapılanma ömür boyu sürer ve kemikte biriken küçük hasarları onarır.

İki süreç aynı hücrelerle, aynı iki eylemle yürür. Aralarındaki fark yapılan işte değil, işin nerede ve hangi sırayla yapıldığındadır.

Kayan kesit

Bir uzun kemiğin enine kesitini düşünelim. Kesitin bir yüzüne kemik eklenirken karşı yüzünden aynı miktarda kemik kaldırılırsa, kesitin kalınlığı değişmez, ama kesit bir bütün olarak ekleme yapılan yöne doğru kayar. Hiçbir kemik parçası yerinden oynamaz; kemik dokusu yürüyemez. Yer değiştiren, kesitin kapladığı konumdur.

Büyüyen bir kemiğin eğriliğini koruyabilmesi buna bağlıdır. Eğri bir kemik yalnızca ekleyerek büyüseydi eğriliği büyüdükçe bozulurdu; kesitler eğrinin içbükey ve dışbükey yanlarında farklı eklenip kaldırılarak kaydıkça, büyüyen kemik doğru eğriliği yeniden kurar. Büyüme plağı da bir yanından üretilip öbür yanından tüketilerek yer değiştiriyordu; burada aynı düzen kemiğin enine kesitinde işler.

Bütün bunlar şu sonuca götürür: kemiğin biçimi ortada bir yerde çizilmiş bir plandan okunmaz. Her yüzeyde, o yüzeye gelen yüke ve büyüme sinyallerine göre yerel bir ekleme ya da kaldırma kararı verilir; kemiğin biçimi bu yerel kararların yıllar içinde birikmiş toplamıdır.

Klinik bağ: yıkılamayan kemik

Açılıştaki bebeğe dönelim. Osteopetrozda kemik yıkan hücreler ya yoktur ya da var olsalar bile kemiği eritemez. Kemik yapan hücreler ise olağan biçimde çalışır. Sonuç, yalnızca ekleyen bir iskelettir.

Bu iskeletin her özelliği, bu dersin cümlelerinden okunabilir. Metafiz konisi daraltılamaz; uyluk kemiğinin ucu huni yerine ağzı geniş bir şişe gibi kalır. Gövdenin iç yüzünden kemik kaldırılamaz; ilik boşluğu açılmaz ve kan yapacak ilik yer bulamaz. Kan yapımı karaciğere ve dalağa kayar, bu organlar büyür ve bebek kansız kalır. Kafatası tabanında sinirlerin geçtiği delikler, örneğin görme sinirinin, nervus opticus, geçtiği kanal, canalis opticus, yeniden yapılanmayla genişleyemez; sinir sıkışır ve görme kaybı başlar.

Kemik bu kadar yoğun olduğu hâlde güçlü değil, kırılgandır. Yeniden yapılanma durduğu için içinde biriken küçük çatlaklar onarılmaz ve eski, yorgun kemik yenilenemez. Daha fazla kemik, daha iyi kemik demek değildir.

Tedavinin kemik iliği nakli olması da buradan anlaşılır. Kemik yıkan hücreler kemik iliğinde, kan hücreleriyle aynı kök hücrelerden türer. Sağlıklı bir vericinin iliği nakledildiğinde, ondan türeyen kemik yıkan hücreler iskelete yerleşir ve kemiği yeniden şekillendirmeye başlar. Kemiği düzeltmek için kemiğe değil, onu yıkacak hücrelerin kaynağına müdahale edilir.

Kendin dene

Toparlayalım

• Uzama içten büyümedir ve büyüme plağının kıkırdağına bırakılır; kalınlaşma yüzeyden eklemedir ve periosteum tarafından yürütülür.
• Plak eklem ucu kadar geniştir; gövdenin her düzeyi bir zamanlar geniş metafizdeydi ve sonradan daraltılmıştır.
• Daraltmanın tek yolu kemik kaldırmaktır; kemik kaldırmak büyümenin aracıdır.
• Gövdede periost ekler, endosteum kaldırır; metafiz konisinde periost kaldırır, endost ekler; zarın işi bölgenin biçiminden çıkar.
• Ekleme ve kaldırma ayrı yüzeylerde yürürse şekillenme, aynı yerde art arda yürürse yeniden yapılanma olur.
• Bir yüze ekleyip karşı yüzden kaldırmak kesiti kaydırır; eğri kemik eğriliğini böyle korur.
• Kemiğin biçimi çizilmiş değil, yüzeylerin yerel kararlarının birikmiş toplamıdır.
• Osteopetrozda kemik kaldırılamaz: metafiz şişe gibi geniş kalır, cavitas medullaris açılmaz, canalis opticus daralır ve kemik yoğun ama kırılgan olur; tedavi kemik iliği naklidir.

Bu derste büyüyen kemiğin her yerinden sürekli eklenip kaldırıldığını, önceki derste de uç bölgedeki zincirin en zayıf halkasının büyüme plağı olduğunu gördük. Bir sonraki derste bu iki gerçeği tek bir soruda birleştireceğiz: bir çocuk ve bir erişkin aynı biçimde düşüp aynı kemiği aynı yönden zorladığında sonuç neden farklıdır? Erişkinin kemiği ya kırılır ya kırılmaz; çocuğunki ise eğilebilir, bir yüzünden çatlayıp öbür yüzünden bütün kalabilir ya da plağından ayrılabilir. Çocuk ve Erişkin Kırık Anatomisi.