Chondrale ossificatie: functie, rol en ziekten

Chondrale ossificatie verwijst naar botvorming van kraakbeen zakdoek. Samen met wanhoop ossificatievertegenwoordigt het een van de twee basisvormen van botvorming. Een bekende chondrale aandoening ossificatie is achondroplasie (korte gestalte).

Wat is chondrale ossificatie?

Chondrale ossificatie verwijst naar de vorming van bot kraakbeen zakdoek. In tegenstelling tot desmale ossificatie, verwijst chondrale ossificatie naar indirecte botvorming. Terwijl in desmale ossificatie embryonaal bindweefsel wordt omgezet in botsubstantie, bij chondrale ossificatie vindt botvorming plaats via een aanvankelijke opbouw kraakbeen skelet. In dit proces wordt kraakbeenweefsel afgebroken parallel met botvorming. Verder wordt er onderscheid gemaakt tussen perichondrale en enchondrale ossificatie. Perichondrale ossificatie wordt gekenmerkt door een ossificatie van de diafyse (botschacht) van het bot van buiten naar binnen. Bij enchondrale ossificatie vindt ossificatie van binnenuit plaats. Het vindt meestal plaats aan de epifysairschijf gewrichten en is verantwoordelijk voor de longitudinale groei van de botten terwijl de epifysaire gewrichten nog open zijn. Na voltooiing van de ossificatie echter de epifysaire gewrichten dichtbij. De lengtegroei van de botten komt dan tot stilstand. Deze toestand markeert het einde van het menselijke groeiproces. Nu alleen de diktegroei van de botten bij de diafyse vindt plaats door perichondrale ossificatie.

Functie en taak

Chondrale ossificatie is verantwoordelijk voor bijna de hele structuur van het botskelet. Alleen de botten van het schedelgewelf, gezicht schedel, en sleutelbeen worden opgebouwd via desmale ossificatie. Bij chondrale ossificatie wordt het menselijk skelet tijdens de embryogenese aanvankelijk opgebouwd als een kraakbeenachtig skelet. Daarom worden deze botten ook wel vervangende botten genoemd. Bij de verdere ontwikkeling vindt ossificatie plaats op dit kraakbeenweefsel. Ossificatie is pas voltooid aan het einde van het menselijke groeiproces. Met de volledige transformatie van kraakbeenweefsel in botweefsel bij de epifysen, de laatste epifyse gewrichten dan ook dichtbij. De longitudinale groei van de botten en daarmee het gehele menselijke groeiproces komt daarmee tot een einde. Chondrale ossificatie kan worden onderverdeeld in twee subtypen. Zoals reeds vermeld, wordt er onderscheid gemaakt tussen perichondrale en enchondrale ossificatie. Perichondrale ossificatie vindt meestal plaats in de botschacht (diafyse). Als onderdeel van dit proces worden osteoblasten aan de buitenkant gevormd huid van het bot en hechten zich in een ring rond het kraakbeenmodel. Dit resulteert in de vorming van een botmanchet rond het kraakbeen. De verstarring beweegt van buiten naar binnen. Binnenin wordt het kraakbeenweefsel afgebroken door chondroclasten, terwijl tegelijkertijd verder botweefsel wordt opgebouwd door osteoblasten. Dit resulteert in ossificatie van het kraakbeenweefsel en gelijktijdige verdikking van het bot. Enchondrale ossificatie begint in het kraakbeenweefsel. Voor dit doeleinde, bloed schepen groeien in het kraakbeenweefsel, die vergezeld gaan van mesenchymale cellen. Deze mesenchymale cellen differentiëren ook tot chondroclasten en osteoblasten. In dit proces breken chondroclasten constant kraakbeencellen af, terwijl osteoblasten botcellen bouwen. Enchondrale ossificatie vindt voornamelijk plaats bij de epifysen. Zolang de epifysen uit kraakbeenweefsel bestaan, zijn de epifysaire gewrichten open. Door botgroei van binnenuit verspreiden de botcellen zich echter longitudinaal omdat de gewrichten geen groei in breedte en grootte toelaten. De longitudinale groei van de botten is dus het resultaat van een ontwijkende groei. Pas als de epifysen verbeend zijn, sluiten ook de epifysaire gewrichten zich. Dan komt de lengtegroei eindelijk tot stilstand. Botgroei treedt dan pas op na botbreuken of verwondingen. Botcellen worden echter gedurende het hele leven gevormd en afgebroken. Bij chondrale ossificatie, zoals bij desmale ossificatie, komen de botcellen ook voort uit het mesenchym. In de chondrale vorm van botvorming wordt echter eerst een kraakbeenskelet opgebouwd, dat al de belangrijkste basisfuncties van een botskelet vervult. De feitelijke botvorming vindt hier plaats als tweede stap, waarbij vervolgens een omzetting van het kraakbeenweefsel in botweefsel plaatsvindt, met als gevolg de afbraak van kraakbeencellen en de gelijktijdige opbouw van botcellen.

Ziekten en klachten

In de context van chondrale ossificatie kunnen stoornissen optreden die de botgroei aanzienlijk beïnvloeden. Een typisch groeistoornis is de zogenaamde achondroplasie. Bij achondroplasie worden de epifysaire gewrichten voortijdig gesloten. De lengtegroei van de botten stopt. De diktegroei van de botten houdt echter niet op. Tegelijkertijd gaat desmale ossificatie door, zodat de hoofd blijft groeien normaal gesproken. De ribben en de wervels worden ook niet beïnvloed door het sluiten van de epifysaire gewrichten. Vanwege deze differentiële groei zijn er verschuivingen in lichaamsverhoudingen: de romp en hoofd vertonen een normale groei, terwijl de lengtegroei van de extremiteiten voortijdig tot stilstand komt. Dit groeistoornis is genetisch bepaald. Het heeft echter geen negatief effect op volksgezondheid​ Een andere aandoening van chondrale ossificatie manifesteert zich in overmatige botvorming. Dit klinische beeld wordt ook wel heterotope ossificatie genoemd. Deze term drukt het feit uit dat botvorming op een andere plaats plaatsvindt dan normaal. Dit resulteert in ossificatie op plaatsen waar alleen bindweefsel zou eigenlijk aanwezig moeten zijn. Deze heterotope ossificatie wordt vaak veroorzaakt door ongevallen en verwondingen. In dit geval wordt het lichaam geanimeerd door de weefselschade om boodschappersubstanties te produceren die de omzetting van botprecursorcellen via kraakbeen in bot kunnen induceren. In de meeste gevallen doet deze extra botvorming dat niet leiden tot verdere symptomen. Een genetische ziekte die leidt tot progressieve fossilisatie is fibrodysplasia ossificans progressiva. In deze voorwaardewordt al het bindweefsel en het ondersteunende weefsel van het lichaam geleidelijk omgezet in bot.