Thema: bot
1. Inleiding
Botweefsel is een gespecialiseerde vorm van bindweefsel dat zowel druk als trekbestendig is. Het
bestaat uit 30% (organische) collagene fibrillen en 60% (anorganische) kalkzouten. De overige 10%
bestaat uit water, cellen en bloedvaten. Bot is een dynamisch weefsel door de continue aanmaak en
afbraak van het botweefsel door duw en trekkrachten.
Bot heeft verschillende functies:
-het beschermen van weke delen.
-het beschermen van organen (bv thorax en schedel).
-het vormen van een beenmergholte waar bloedcellen worden aangemaakt.
-het fungeert als een reservoir van mineralen. Botweefsel bevat 99% van de hele calciumvoorraad.
-het vormt een systeem van hefbomen.
Bot is samengesteld uit cellen en een verkalkte cellulaire matrix. Er zijn 3 soorten cellen te
onderscheiden. De osteoblast is een cel die nog gaat delen en botmatrix gaat aanmaken. Hij zal de
organische componenten van de matrix aanmaken. Osteocyten zijn volwassen botcellen die in
lancunes in de botmatrix liggen. Osteoclasten zijn botafbrekende cellen die meerdere celkernen
hebben.Osteoblasten en osteoclasten liggen aan de buitenkant van het (af te breken of aan te
maken) weefsel. Osteocyten zijn in lanunes in de botmatrix opgenomen.
Het bot is tot een bepaald niveau gevasculariseerd. Omdat de matrix van het bot verkalkt is, kan er
geen diffusie plaatsvinden en zullen voedingsstoffen via canaliculi, dunne kanaaltjes die door de
matrix lopen, tot de osteocyten geraken.
Aan zowel de binnenkant (endost) als langs de buitenkant (periost) van het bot is het weefsel met
een bindweefsellaag bedekt: periost en endost.
2. Botcellen
Osteoblasten
Osteoblasten ontstaan uit osteoprogenitorcellen, die zich in zowel het endost als het periost
bevinden. Ze gaan de organische bestanddelen van de matrix produceren: collageen type I,
proteoglycanen en glycoproteïnen. Wanneer ze produceren tonen ze alle eigenschappen van een
eiwit-synthetiserende cel zoals veel RER, goed ontwikkeld Golgi-complex.
Ze liggen in rijen (osteoblastenzoom) tegen het oppervlakte van het bot aan. Als ze hun afzetting
maken maar ze eerst een laag vormen met nog overkalkte botmatrix (osteoïd). Als de
matrixproductie sterk toeneemt gaan de osteoblasten in matrix omsingeld worden en worden het
,osteocyten. Ze komen dan in een lancune in de botmatrix te liggen. Geleidelijk aan gaan er
calciumzouten worden afgezet in het osteoïd waardoor er een harde botmatrix ontstaan. Wanneer
de eiwitsynthese afneemt, stopt de matrixsynthese en krijgen de osteoblasten een afgeplat uiterlijk.
Deze cellen blijven dan als botrandcellen die opnieuw geactiveerd kunnen worden door actieve
osteoblasten. Alle cellen in het bot gaan min of meer een samenhangend geheel vormen omdat de
osteoblasten zowel met andere osteoblasten als met osteocyten en botrandcellen in contact staan
aan de hand van cytoplasma-uitlopers.
Osteocyten
Osteocyten zijn volwassen botcellen die door rijping van osteoblasten gevormd zijn en in lancunes in
het cytoplasma gelegen zijn. Vanuit deze lancunes vertrekken in het bot verschillende canaliculi waar
de uitlopers van de osteocyten zich in bevinden. Via deze canaliculi kunnen voedingstoffen
uitgewisseld worden met cappilairen tot een afstand van 15 osteocyten. Ze maken hierdoor ook
contact met elkaar aan de hand van ‘gap-junctions’ waardoor ionen en moleculen uitgewisseld
kunnen worden tussen de cellen.
Osteocyten spelen een belangrijke rol bij de remodelering van bot. Als er een verandering is de
richting van duwkrachten zal dit een effect hebben op de vloeirichting van de canaliculi. De
osteocyten kunnen deze verandering waarnemen en gaan een signaal afgeven dat zal leiden tot een
verandering in de bot aanmaak of afbraak. Op deze manier gaat het bot zich weer optimaal
aanpassen aan de omstandigheden.
Osteocyten hebben een afgeplatte kern, minder RER en een minder ontwikkeld Golgi-complex. Dit
alles wijst erop dat de cellen niet actief zijn maar dit is niet waar. Ze produceren stoffen die
belangrijk zijn voor het in stand houden van de matrix, als ze afsterven zal de matrix geresorbeerd
worden.
Osteoclasten
Het zijn grote meerkernige cellen met een onregelmatige vorm. Ze staan onder invloed van
macrofaagstimulerende factoren en de receptoractivator van het NF-kB-ligand, door de fusie van
eenkernige voorlopercellen afkomstig van het beenmerg. Het fusieproces wordt beïnvloed door
stoffen die zowel de osteoblasten als de osteocyten gaan uitscheiden.
Osteocasten zijn vrij bewegelijke cellen en vindt je vaak terug aan de botrand. Er ontstaan
uithollingen in de matrix (lancune van Howship) doordat ze matrix wegvreten.
De cellen hebben een goed ontwikkeld RER en golgi-appartaat, hebben veel mitochondriën en
polyribosomen. Het celoppervlak dat naar de botrand gericht is bevat vingerachtige uitstulpingen
‘ruffled border’ die omgeven is door een celorganel vrije zone die veel actinefilamenten bevat. Deze
filamenten gaan ervoor zorgen dat de cel zich aan het bot gaat kunnen binden waardoor het
subosteoclastcompartiment ontstaat. In dit micro milieu gaat de botafbraak gebeuren.
Aan de actieve site gaat de osteoclast veel lysosomen en exocytoseblaasjes hebben die collagenase,
cathepsine-K en H-ionen bevatten die de collageenvezels afbreken en de matrixzouten gaan
afbreken. De degradatie producten worden in de cel opgenomen en verwerkt tot aminozuren, mono-
en disachariden.
,Osteoblasten hebben een receptor voor calcitonine, een hormoon dat de botafbraak remt. De cellen
hebben geen receptoren voor parathyreoïde hormoon, dat de botafbraak stimuleert. Dit gaat
onrechtstreeks door de osteoblasten gebeuren die hier wel receptoren voor hebben en de
osteoclaststimulerendefactor gaan produceren.
Botmatrix
Het anorganische deel van de botmatrix is voornamelijk opgebouwd uit fosfaat en calcium, die
hydroxyapatietkristallen kunnen vormen. Kristallen liggen langsheen de collageenvezels en zijn
omgeven door een botmatrix. De buitenste laag van de kristallen zijn gehydrateerd, wat belangrijk is
voor de uitwisseling van ionen tussen weefselvloeistof en de kristallen.
De collageenvezels gaan als kristalkernen fungeren waardoor uit lokaal onverzadigde concentraties
aan zouten gaan neerslaan en kristallen gaan vormen. Eens er een kernvorming is van de
collageenvezels, gaat de verdere kristalvorming vlotter gaan. Matrixblaasjes, die zijn ontstaan uit het
afsnoeren van osteoblasten, bevatten een hoge concentratie aan alkalische fosfatase, die de lokale
concentratie aan fosfaat gaat verhogen.
Nadat de volledige matrix verkalkt is, kan er geen verdere aanmaak meer botmatrix. Een verdere
uitgroei van een botvormingskern kan dus enkel nog gebeuren aan de hand vanappositie, dus vanuit
de endost en periost.
De organische bestanddelen van de beenmatrix bestaat uit 95% uit collageen type I en voor 5% uit
grondsubstantie die voornamelijk uit chondroïtinesulfaat, keratansulfaat, proteoglycanen en
structurele glycoproteïnen (zoals osteonectine) bestaat.
De harde structuur van bot is te danken aan de nauwe verbinding tussen collageen en
hydroxyapatietkristallen.Als je een botstuk gaat ontkalken gaat de structuur nog wek blijven bestaan
maar is het buigzaam als rubber. Als je de organische structuren gaat verwijderen en de
anorganische gaat behouden gaat het bot broos en breekbaar worden.
3. Periost en endost
Het periostreum en het endosteum zijn bindweefselvliezen aan de binnen en buitenkant van het bot.
Het periost is een bindweefsel laag die aan de buitenste kant vezelig is. De collageenvezels die het
periost en het bot aan elkaar hechten zijn de vezels van Sharpay. Via deze vezels vindt ook de
aanhechting van pezen en ligamenten aan het bot plaats. De binnenkant van de periost bevat veel
bloedvaten en osteoprognitorcellen. Het zijn een zelf in standhoudende cel populatie die kunnen
delen en differentiëren tot osteoblasten. Periost is essentieel voor het ontstaan en het blijven
bestaan van botweefsel.
Het endost is een veel dunnere laag van bindweefsel die voornamelijk uit osteoprogenitorcellen.
In het endost en periost liggen veel bloedvaten die het bot binnendringen via kanalen van Volkmann.
De belangrijkste functies van de bindweefsellagen is het voeden van het bot en het aanleveren van
osteoblasten die nodig zijn bij het herstel van bot.
, 4. Soorten botweefsel
Compact en spongieus bot
Compact bot is een aaneengesloten gebied met geen zichtbare holtes aanwezig (macroscopisch).
Spongieus bot is een gebied met holtes waartussen vertakte botbalkjes (trabaculae) zich bevinden.
Microsopisch gezien hebben beide soorten een zelfde lamellaire opbouw.
Lange pijpbeenderen hebben aan de epifysen (uiteinden) spongieus bot maar daarover een dun
laagje compact bot. De diafyse bestaat voornamelijk uit compact bot met binnenin misschien een
klein beetje spongieus bot.
Platte beenderen van de schedel hebben aan de binnen- en buitenakant een laag compact bot met
daartussen spongieus bot, de diploë. De holten van het spongieus bot in de diafyse van lange
pijpbeenderen en de holten in platte beenderen kunnen 2 soorten beenmerg bevatten. Rood
beenmerg als er bloedcellen gevormd worden en geen beenmerg als er voornamelijk vetcellen
liggen.
Microscopisch zijn volwassen compact en spongieus bot beiden opgebouwd uit lamellair bot! Bij
spongieus bot zijn de lamellen minder duidelijk geordend.
Primair en secundair botweefsel
Primair bot of gevlochten (plexiform) bot. Secundair of lamellair bot.
Primair bot is een ‘onrijpe’ vorm van botweefsel. Embryonaal wordt het als eerste aangemaakt en
het zal bij botherstel ook als eerste gevormd worden. Het bot bevat grote aantallen osteocyten en
collageenvezels die in alle richtingen door elkaar lopen en zo de ruimtelijke structuur van een
vlechtwerk (plexus) geven. Dit bot gaat later vervangen worden door secundair boot, behalve aan
schedelnaden en aanhechtingsplaatsen voor sommige pezen. Het heeft een lage concentratie aan
mineralen en gaat röntgenstralen doorlaten.
Secundair bot is de rijpe vorm van botweefsel en gaat gekenmerkt worden door het parallel
rangschikken van collageenvezels in lamellen (-> lamellair bot). De osteocyten bevinden zich op een
constante afstand van elkaar. De verkalking van de matrix en de parallelle rangschikking van de
collageen fibrillen zorgen ervoor dat secundair bot sterker is dan primair bot. De lamellen zijn
gerangschikt rond een holte die bloedvaten, zenuwen en losmazig bindweefsel bevat. Dit noemt
men het kanaal van havers (osteonkanaal). Vanuit dit kanaal gaan omliggende osteocyten gevoed
worden. De osteocyten bevinden zich in een concentrische verhouding tegenover elkaar, zo een
systeem noemt met een osteon of een systeem van Havers. Rond zo een osteon ligt een kitlaag die
de verbinding met andere osteonen gaat zijn.
De lengte as van de kanalen van Haver lopen parallel met de lengteas van de diafyse. Afhankelijk van
hoe oud het bot is, liggen er 4 tot 20 lamellen. Deze kanalen zijn met elkaar, met het periost en met
de mergholte verbonden aan de hand van het kanaal van Volkmann. Dit kanaal bevat bloedvaten en
zenuwen.
1. Inleiding
Botweefsel is een gespecialiseerde vorm van bindweefsel dat zowel druk als trekbestendig is. Het
bestaat uit 30% (organische) collagene fibrillen en 60% (anorganische) kalkzouten. De overige 10%
bestaat uit water, cellen en bloedvaten. Bot is een dynamisch weefsel door de continue aanmaak en
afbraak van het botweefsel door duw en trekkrachten.
Bot heeft verschillende functies:
-het beschermen van weke delen.
-het beschermen van organen (bv thorax en schedel).
-het vormen van een beenmergholte waar bloedcellen worden aangemaakt.
-het fungeert als een reservoir van mineralen. Botweefsel bevat 99% van de hele calciumvoorraad.
-het vormt een systeem van hefbomen.
Bot is samengesteld uit cellen en een verkalkte cellulaire matrix. Er zijn 3 soorten cellen te
onderscheiden. De osteoblast is een cel die nog gaat delen en botmatrix gaat aanmaken. Hij zal de
organische componenten van de matrix aanmaken. Osteocyten zijn volwassen botcellen die in
lancunes in de botmatrix liggen. Osteoclasten zijn botafbrekende cellen die meerdere celkernen
hebben.Osteoblasten en osteoclasten liggen aan de buitenkant van het (af te breken of aan te
maken) weefsel. Osteocyten zijn in lanunes in de botmatrix opgenomen.
Het bot is tot een bepaald niveau gevasculariseerd. Omdat de matrix van het bot verkalkt is, kan er
geen diffusie plaatsvinden en zullen voedingsstoffen via canaliculi, dunne kanaaltjes die door de
matrix lopen, tot de osteocyten geraken.
Aan zowel de binnenkant (endost) als langs de buitenkant (periost) van het bot is het weefsel met
een bindweefsellaag bedekt: periost en endost.
2. Botcellen
Osteoblasten
Osteoblasten ontstaan uit osteoprogenitorcellen, die zich in zowel het endost als het periost
bevinden. Ze gaan de organische bestanddelen van de matrix produceren: collageen type I,
proteoglycanen en glycoproteïnen. Wanneer ze produceren tonen ze alle eigenschappen van een
eiwit-synthetiserende cel zoals veel RER, goed ontwikkeld Golgi-complex.
Ze liggen in rijen (osteoblastenzoom) tegen het oppervlakte van het bot aan. Als ze hun afzetting
maken maar ze eerst een laag vormen met nog overkalkte botmatrix (osteoïd). Als de
matrixproductie sterk toeneemt gaan de osteoblasten in matrix omsingeld worden en worden het
,osteocyten. Ze komen dan in een lancune in de botmatrix te liggen. Geleidelijk aan gaan er
calciumzouten worden afgezet in het osteoïd waardoor er een harde botmatrix ontstaan. Wanneer
de eiwitsynthese afneemt, stopt de matrixsynthese en krijgen de osteoblasten een afgeplat uiterlijk.
Deze cellen blijven dan als botrandcellen die opnieuw geactiveerd kunnen worden door actieve
osteoblasten. Alle cellen in het bot gaan min of meer een samenhangend geheel vormen omdat de
osteoblasten zowel met andere osteoblasten als met osteocyten en botrandcellen in contact staan
aan de hand van cytoplasma-uitlopers.
Osteocyten
Osteocyten zijn volwassen botcellen die door rijping van osteoblasten gevormd zijn en in lancunes in
het cytoplasma gelegen zijn. Vanuit deze lancunes vertrekken in het bot verschillende canaliculi waar
de uitlopers van de osteocyten zich in bevinden. Via deze canaliculi kunnen voedingstoffen
uitgewisseld worden met cappilairen tot een afstand van 15 osteocyten. Ze maken hierdoor ook
contact met elkaar aan de hand van ‘gap-junctions’ waardoor ionen en moleculen uitgewisseld
kunnen worden tussen de cellen.
Osteocyten spelen een belangrijke rol bij de remodelering van bot. Als er een verandering is de
richting van duwkrachten zal dit een effect hebben op de vloeirichting van de canaliculi. De
osteocyten kunnen deze verandering waarnemen en gaan een signaal afgeven dat zal leiden tot een
verandering in de bot aanmaak of afbraak. Op deze manier gaat het bot zich weer optimaal
aanpassen aan de omstandigheden.
Osteocyten hebben een afgeplatte kern, minder RER en een minder ontwikkeld Golgi-complex. Dit
alles wijst erop dat de cellen niet actief zijn maar dit is niet waar. Ze produceren stoffen die
belangrijk zijn voor het in stand houden van de matrix, als ze afsterven zal de matrix geresorbeerd
worden.
Osteoclasten
Het zijn grote meerkernige cellen met een onregelmatige vorm. Ze staan onder invloed van
macrofaagstimulerende factoren en de receptoractivator van het NF-kB-ligand, door de fusie van
eenkernige voorlopercellen afkomstig van het beenmerg. Het fusieproces wordt beïnvloed door
stoffen die zowel de osteoblasten als de osteocyten gaan uitscheiden.
Osteocasten zijn vrij bewegelijke cellen en vindt je vaak terug aan de botrand. Er ontstaan
uithollingen in de matrix (lancune van Howship) doordat ze matrix wegvreten.
De cellen hebben een goed ontwikkeld RER en golgi-appartaat, hebben veel mitochondriën en
polyribosomen. Het celoppervlak dat naar de botrand gericht is bevat vingerachtige uitstulpingen
‘ruffled border’ die omgeven is door een celorganel vrije zone die veel actinefilamenten bevat. Deze
filamenten gaan ervoor zorgen dat de cel zich aan het bot gaat kunnen binden waardoor het
subosteoclastcompartiment ontstaat. In dit micro milieu gaat de botafbraak gebeuren.
Aan de actieve site gaat de osteoclast veel lysosomen en exocytoseblaasjes hebben die collagenase,
cathepsine-K en H-ionen bevatten die de collageenvezels afbreken en de matrixzouten gaan
afbreken. De degradatie producten worden in de cel opgenomen en verwerkt tot aminozuren, mono-
en disachariden.
,Osteoblasten hebben een receptor voor calcitonine, een hormoon dat de botafbraak remt. De cellen
hebben geen receptoren voor parathyreoïde hormoon, dat de botafbraak stimuleert. Dit gaat
onrechtstreeks door de osteoblasten gebeuren die hier wel receptoren voor hebben en de
osteoclaststimulerendefactor gaan produceren.
Botmatrix
Het anorganische deel van de botmatrix is voornamelijk opgebouwd uit fosfaat en calcium, die
hydroxyapatietkristallen kunnen vormen. Kristallen liggen langsheen de collageenvezels en zijn
omgeven door een botmatrix. De buitenste laag van de kristallen zijn gehydrateerd, wat belangrijk is
voor de uitwisseling van ionen tussen weefselvloeistof en de kristallen.
De collageenvezels gaan als kristalkernen fungeren waardoor uit lokaal onverzadigde concentraties
aan zouten gaan neerslaan en kristallen gaan vormen. Eens er een kernvorming is van de
collageenvezels, gaat de verdere kristalvorming vlotter gaan. Matrixblaasjes, die zijn ontstaan uit het
afsnoeren van osteoblasten, bevatten een hoge concentratie aan alkalische fosfatase, die de lokale
concentratie aan fosfaat gaat verhogen.
Nadat de volledige matrix verkalkt is, kan er geen verdere aanmaak meer botmatrix. Een verdere
uitgroei van een botvormingskern kan dus enkel nog gebeuren aan de hand vanappositie, dus vanuit
de endost en periost.
De organische bestanddelen van de beenmatrix bestaat uit 95% uit collageen type I en voor 5% uit
grondsubstantie die voornamelijk uit chondroïtinesulfaat, keratansulfaat, proteoglycanen en
structurele glycoproteïnen (zoals osteonectine) bestaat.
De harde structuur van bot is te danken aan de nauwe verbinding tussen collageen en
hydroxyapatietkristallen.Als je een botstuk gaat ontkalken gaat de structuur nog wek blijven bestaan
maar is het buigzaam als rubber. Als je de organische structuren gaat verwijderen en de
anorganische gaat behouden gaat het bot broos en breekbaar worden.
3. Periost en endost
Het periostreum en het endosteum zijn bindweefselvliezen aan de binnen en buitenkant van het bot.
Het periost is een bindweefsel laag die aan de buitenste kant vezelig is. De collageenvezels die het
periost en het bot aan elkaar hechten zijn de vezels van Sharpay. Via deze vezels vindt ook de
aanhechting van pezen en ligamenten aan het bot plaats. De binnenkant van de periost bevat veel
bloedvaten en osteoprognitorcellen. Het zijn een zelf in standhoudende cel populatie die kunnen
delen en differentiëren tot osteoblasten. Periost is essentieel voor het ontstaan en het blijven
bestaan van botweefsel.
Het endost is een veel dunnere laag van bindweefsel die voornamelijk uit osteoprogenitorcellen.
In het endost en periost liggen veel bloedvaten die het bot binnendringen via kanalen van Volkmann.
De belangrijkste functies van de bindweefsellagen is het voeden van het bot en het aanleveren van
osteoblasten die nodig zijn bij het herstel van bot.
, 4. Soorten botweefsel
Compact en spongieus bot
Compact bot is een aaneengesloten gebied met geen zichtbare holtes aanwezig (macroscopisch).
Spongieus bot is een gebied met holtes waartussen vertakte botbalkjes (trabaculae) zich bevinden.
Microsopisch gezien hebben beide soorten een zelfde lamellaire opbouw.
Lange pijpbeenderen hebben aan de epifysen (uiteinden) spongieus bot maar daarover een dun
laagje compact bot. De diafyse bestaat voornamelijk uit compact bot met binnenin misschien een
klein beetje spongieus bot.
Platte beenderen van de schedel hebben aan de binnen- en buitenakant een laag compact bot met
daartussen spongieus bot, de diploë. De holten van het spongieus bot in de diafyse van lange
pijpbeenderen en de holten in platte beenderen kunnen 2 soorten beenmerg bevatten. Rood
beenmerg als er bloedcellen gevormd worden en geen beenmerg als er voornamelijk vetcellen
liggen.
Microscopisch zijn volwassen compact en spongieus bot beiden opgebouwd uit lamellair bot! Bij
spongieus bot zijn de lamellen minder duidelijk geordend.
Primair en secundair botweefsel
Primair bot of gevlochten (plexiform) bot. Secundair of lamellair bot.
Primair bot is een ‘onrijpe’ vorm van botweefsel. Embryonaal wordt het als eerste aangemaakt en
het zal bij botherstel ook als eerste gevormd worden. Het bot bevat grote aantallen osteocyten en
collageenvezels die in alle richtingen door elkaar lopen en zo de ruimtelijke structuur van een
vlechtwerk (plexus) geven. Dit bot gaat later vervangen worden door secundair boot, behalve aan
schedelnaden en aanhechtingsplaatsen voor sommige pezen. Het heeft een lage concentratie aan
mineralen en gaat röntgenstralen doorlaten.
Secundair bot is de rijpe vorm van botweefsel en gaat gekenmerkt worden door het parallel
rangschikken van collageenvezels in lamellen (-> lamellair bot). De osteocyten bevinden zich op een
constante afstand van elkaar. De verkalking van de matrix en de parallelle rangschikking van de
collageen fibrillen zorgen ervoor dat secundair bot sterker is dan primair bot. De lamellen zijn
gerangschikt rond een holte die bloedvaten, zenuwen en losmazig bindweefsel bevat. Dit noemt
men het kanaal van havers (osteonkanaal). Vanuit dit kanaal gaan omliggende osteocyten gevoed
worden. De osteocyten bevinden zich in een concentrische verhouding tegenover elkaar, zo een
systeem noemt met een osteon of een systeem van Havers. Rond zo een osteon ligt een kitlaag die
de verbinding met andere osteonen gaat zijn.
De lengte as van de kanalen van Haver lopen parallel met de lengteas van de diafyse. Afhankelijk van
hoe oud het bot is, liggen er 4 tot 20 lamellen. Deze kanalen zijn met elkaar, met het periost en met
de mergholte verbonden aan de hand van het kanaal van Volkmann. Dit kanaal bevat bloedvaten en
zenuwen.
