2. Luu

1

• 2. Luu
• Jäykin sidekudostyyppi ? väliaineen ansiosta
• Väliaine
• Orgaaninen komponentti
• 35 väliaineen massasta
• osteokollageenisäikeet (tyypin I kollageenia
  eniten), verkostona
• sementtiaine mukopolysakkarideja, sulfaatioaste
  alhaisempi kuin rustossa
• värjäytyy asidofiilisillä väreillä

2
Luun kollageeniverkkoa(SEM, Tyrannosaurus rex)
Luun kollageeniverkkoa(SEM, ihminen)
3

• 2. Epäorgaaninen komponentti
• 65 väliaineen massasta
• tästä 85 kalsiumfosfaattia Ca3(PO4)2
  hydroksiapatiittikiteinä
• 10 kalsiumkarbonaattia CaCO3
• pieniä määriä kalsium- ja magnesiumfluoridia

• Väliaine järjestynyt kerroksiksi eli lamelleiksi,
  paksuus 3-7 µm
• Saman lamellin säikeet samansuuntaisia,
  vierekkäisten lamellien säikeet 90 kulmassa
  toisiinsa nähden ? lamellit erottuvat selvästi

4

• Väliaine on kovan mutta hauraan epäorgaanisen
  osan ja pehmeän mutta sitkeän orgaanisen osan
  komposiitti

• Komposiittimateriaali estää särön tai halkeaman
  etenemisen

5

• Luusolut
• Osteoblastit eli luuta muodostavat solut
• muodostuvan luun pinnassa
• muoto kuutiomainen, tuma suuri
• korkea alkaalisen fosfataasin aktiivisuus ? luun
  muodostus
• Osteosyytit eli luusolut
• luun väliaineen onteloissa lacuna
• paikalleen juuttunut osteoblasti
• yhteydessä toisiinsa luusolukanavien canaliculi
  välityksellä
• kehittyvässä luussa solu-ulokkeet kanaviin,
  kypsässä luussa vain kanava jäljellä ? diffuusio

6
Osteoblasteja ja osteosyyttejä kehittyvässä luussa
luuydin
7
Osteosyyttejä ja luusolukanavia
8

• 3. Osteoklastit eli luuta hajottavat solut
• suuria, monitumaisia
• luun pintaosissa
• luun hajotus eli resorptio ? uudelleenmuodostus
• syntyvät luuytimessä ? verenkiertoon
  monosyytteinä (ks. veri)
• näistä 2-5 muuttuu osteoklasteiksi ? luun
  pinnalle
• osteoblastit ohjaavat kehitystä ja fuusiota,
  tulehdustekijät säätelevät
• luuta hajottavat entsyymit matriksin
  metalloproteaasi, fosfataasi, katepsiini K
  (lysosomeista)
• epäorgaaninen aines hajotetaan H -ioneilla
  (protonipumppu)
• H2O CO2 ? HCO3- H (karbonianhydraasi)
• kuoppa Howshipin ontelo

9
osteoklasti
EM-kuva
10
Osteoklasti syömässä luuta (ks. myös video)
11

• Luutyypit
• Sieniluu eli hohkaluu (cancellous bone)
• ohuita, epäsäännöllisiä ja haaroittuvia juosteita
• välissä luuydintä suurissa onteloissa
• kypsässä luussa ei enää osteoblasteja

osteosyytti
luuytimen soluja
12

• 2. Tiivisluu (compact bone)
• vain mikroskooppisia onteloita
• vaihettuu yl. sieniluuhun ? luissa yleensä
  molempia luutyyppejä

13

• pitkät luut
• varsi eli diafyysi tiivisluuta,sisäpinnalla
  kerros sieniluuta(ympäröi luuydintä)
• pää eli epifyysi sieniluuta
• litteät luut (ja epäsäännöllisenmuotoiset luut)
• pinta tiivisluuta
• sisäosa sieniluuta
• luiden pinnalla (nivelpintoja lukuunottamatta
  periosteum (jäykkä verkkomainen sidekudos)
• osa periosteumin kollageenisäikeistä yltää luun
  sisään Sharpeyn säikeet
• periosteumin sisäpinnan fibrosyytit voivat
  muuttua osteoblasteiksi (esim. murtuman
  yhteydessä)

14

• endosteum tiivisluun sisäpinnoilla, sekä
  osteogeeninen (luuta muodostava) että
  hemopoieettinen (verisoluja tuottava) kyky
• retikulaarinen sidekudos

periosteum
endosteum
15

• Luun arkkitehtuuri
• Sieniluu
• lamellirakenne epäselvä
• sikiöllä kollageenisäikeet verkostona ? ei selvää
  lamellirakennetta

16

• Tiivisluu
• selvä lamellirakenne, perusyksikkö Haversin
  järjestelmä eli osteoni

• lamellit ympäröivät samankeskisesti Haversin
  kanavaa H (jossa verisuonia ja hermoja)
• osteosyytit lamellien rajoilla lacunoissa (
  luusolukanavat)
• luun pinnalla suoria peruslamelleja P
• lamellien välissä välilamelleja V

• yhden Hn yksikön läpimitta 30-100 µm 8-15
  lamellia)

17

• Haversin kanavia yhdistävät vaakasuorat
  Volkmannin kanavat (joissa myös verisuonia ja
  hermoja)
• luulla suhteellisen vilkas aineenvaihdunta
• max diffuusiomatka 0.5 mm

Volkmannin kanava
Webscope ihmisen pohjeluu (fibula)
18
Yhteenveto tiivisluu
19

• Luun kasvu
• Intramembraaninen kasvu
• litteät luut, esim. kallon luut
• mesenkyymi muuttuu suoraan osteoblasteiksi, jotka
  tuottavat orgaanista väliainetta osteoni- tai
  sieniluuarkkitehtuurilla
• kalkkeutuminen
• 2. Endokondriaalinen eli rustonsisäinen kasvu
• (lasi)rusto korvautuu luulla
• etenkin pitkät luut raajoissa
• primaarinen luutumiskeskus diafyysissä
• perikondrium ? periosteum

20

• sekundaarinen luutumiskeskus epifyysissä
  (epifyysilevy)
• ? murrosiän pituuskasvu

primaarinen
sekundaarinen
21
Epifyysilevy (tarkemmin harjoituksissa)
22

• Endokondriaalinen kasvu
• punainen luu (Alizarin red -väriaine)
• sininen rusto(Alcian blue -väriaine)

23
Onko lintujen luusto kevyempi kuin nisäkkäillä?
24

• Luun kasvun säätely
• D3-vitamiini välttämätön Ca2n absorptiolle
  suolessa
• kolekalsiferoli ? 1,25-dihydroksivitamiini-D
• kasvuhormoni (aivolisäkkeestä)
• somatomediini välittää vaikutukset
• ns. sulfaatiotekijä
• kalsitoniini
• kilpirauhasen C-soluista
• Ca2 verestä luukudokseen
• parathormoni
• lisäkilpirauhasesta
• Ca2 luusta vereen

25

• D3-puutos
• lapset ? riisitauti
• kalkkeutuminen häiriintyy
• epifyysilevy paksu, epäsäännöllinen
• aikuiset ? osteomalakia (pehmeät luut)
• C-vitamiinin puutos ? kollageenin tuotto
  häiriintyy

26

• Nivelet
• 1. Synartroosit eli liikkumattomat nivelet
• 1a. Säikeiset - liitoksessa jäykkää sidekudosta
• sutura, luusauma sidekudosta vähän, mm. kallon
  luuliitokset, voi korvautua luulla (synostosis)
• syndesmosis sidekudosta paljon ? liikkuu jonkin
  verran
• esim. kyynärluun ja värttinäluun nivel
• gomphosis hampaan kiinnittyminen leukaluuhun
• 1b. Rustoiset (sekundaarisesti rustoiset)
• nivelpinnoilla lasirustot, joita yhdistää
  säikeinen rusto
• nikamien välilevyt
• liitokset, mm. häpyliitos symphysis pubis

27

• 2. Diartroosit eli liikkuvat nivelet
• pitkien luiden päät lasiruston peittämät (joskus
  mukana säikeistä rustoa), kiinnittyy lujasi alla
  olevaan luuhun
• nivelpussi ympäröi niveltä pussin uloin kerros
  jäykkää sidekudosta ? periosteumin jatke
• nivelpussin sisäpintaa peittää synoviaalikalvo
  (rasvasoluja, 2 fibroblastityyppiä), runsaasti
  verisuonia
• synoviaalineste lymfan ja veriplasman dialysaatti
  synoviaali-kalvon läpi
• kalvo erittää nesteeseen hyaluronihappoa ?
  voiteluneste

28
Sutura
Nivel
Lasirusto
Limapussi
Nivelside
29

• 3. Veri
• erilaistunutta sidekudosta
• 2 komponenttia
• plasma
• solut
• väliaine (plasma) nestemäinen ? ei rakennetta
• aikuisella n. 5 litraa 8 ruumiinpainosta
• solut
• punasolut eli erytrosyytit (Red Blood Cells, RBC)
• valkosolut eli leukosyytit
• verihiutaleet eli trombosyytit

30

• Punasolut
• pitkälle erikoistunut, tehtävänä hapenkuljetus
• nisäkkäillä tumaton linnuilla, kaloilla,
  sammakkoeläimillä tumallinen

31

• nisäkkään RBC kaksoiskovera kiekko
• läpimitta n. sivelypreparaateissa noin 7.5 µm
  (8.5 µm elävänä)
• elastisia ? muodonmuutos pienimmissä
  kapillaareissa
• ihmisellä n. 5 ? 106/mm3
• tilavuusosuus verestä (hematokriitti) 40-45 , 1
  solussa n. 30 pg hemoglobiinia
• ihmisen punasolujen pinta-ala n. 3500 m2!
• 1 soluista kypsyviä (retikulosyytti)
• herkkiä liuoksen toonisuudelle (osm.
  väkevyydelle)
• 0.9 NaCl on isotoninen nisäkkään veren kanssa
• hypertoninen liuos ? solut kutistuvat
• Hypotoninen ? solut turpoavat ? poksahtavat
  hemolyysi ? hemoglobiini vapautuu

32
hypertonia
Montako happimolekyyliä per punasolu? MHb 68000
(4 ? 17000) ? 68000/(6.022 ? 1023) 1.13 ? 10-19
g/Hb-molekyyli Hb per solu 30 pg 30 ? 10-12
g N 30 ? 10-12/ 1.13 ? 10-19 2.66 ? 108 kpl
4 O2 per Hb! ? 10.64 ? 108 kpl
33

• Valkosolut
• tumallisia
• punasoluja suurempia (7-12 µm)
• 5000-9000 kpl/mm3 ? n. 1 leukosyytti/1000 RBC
• jos gt 12000 leukosyyttiä/mm3 ? leukosytoosi
• jos lt 5000 leukosyyttiä/mm3 ? leukopenia
• jaetaan 2 ryhmään
• granulosyytit eli jyväsekkäät
• neutrofiili
• asido- eli eosinofiili
• basofiili
• agranulosyytit
• lymfosyytti
• monosyytti

jako värjäytyvyyden mukaan, esim. Giemsa-värjäys
34
1a. Neutrofiili

• yleisin leukosyytti, 65-75
• 7-9 µm, sivelyissä n. 10 µm
• fagosytoosi, granulat lysosomaalisia
• tuma liuskainen ? polymorfo-nukleaarinen
• granulat pieniä, eivät näy hyvin
  valomikroskoopilla
• nisäkäsnaarailla tumassa voi näkyä drumstick,
  mahdollisesti sukupuoli-kromosomi (XX)

EM
35

• 1b. Eosinofiili
• 2-5 valkosoluista
• 9-10 µm, preparaateissa 12-14 µm
• tuma usein kaksilohkoinen
• jyväset suuria, pallomaisia, värjäytyvät
  punaisiksi (Giemsa), lysosomaalisia

36

• 1c. Basofiili
• harvinaisin, 0.5-1
• 7-9 µm, preparaateissa n. 10 µm
• tuma osittain liuskoittunut
• jyväset suuria, värjäytyvät emäksisillä väreillä,
  Giemsa ? tummansininen
• granuloissa histamiinia, serotoniinia, hepariinia

37

• 2a. Lymfosyytti
• pyöreä solu ja tuma, 6-8 µm, joskus gt 10 µm
• yleinen 20-35 valkosoluista, tuman ympärillä
  vain vähän sytoplasmaa
• 2b. Monosyytti
• 3-8
• tuma hevosenkengän muotoinen
• 9-12 µm, sivelyissä jopa 20 µm
• joskus vaikea erottaa lymfosyytistä