ABSTRACT
The clavicle is the first bone to begin the process of ossification and the last one to complete it. Whilst histological studies of the clavicle have been focused mainly on embryonic events, our study focused on postnatal clavicle development. The objective of this study was to perform a qualitative description of the clavicle's epiphyseal growth to further shed light on the postnatal ossification process. Histological studies performed on clavicles obtained from cadavers confirmed medial and lateral extremities as true physes. Unlike the development of other long bones, no secondary ossification centre was present at the acromial end. Furthermore, appearance of the sternal end was observed after the age of 18, as evidenced in clavicles from a 19-year old individual. The articular surface of the clavicle's acromial end was fibrocartilage. Thus far no histological studies have been performed before describing postnatal development of clavicular ends. Our data confirm the absence of an acromial secondary ossification centre, the late development of a secondary ossification centre at the sternal end, and the presence of fibrocartilage at the acromial end.
La clavícula es el primer hueso que comienza el proceso de osificación y el último en completarlo. Mientras los estudios histológicos de la clavícula se han enfocado principalmente en los eventos embrionarios, nuestro estudio se enfoca en su desarrollo posnatal. El objetivo de este estudio fue llevar a cabo una descripción cualitativa del crecimiento epifisario de la clavícula, que pueda arrojar luz sobre el proceso de osificación posnatal. Los estudios histológicos llevados a cabo en clavículas procedentes de cadáveres confirman que las extremidades mediales y laterales son verdaderas fisis. A diferencia del desarrollo de otros huesos largos, no se encuentra otro centro de osificación secundaria en la extremidad acromial. Por otra parte, la aparición de la extremidad esternal ocurre a la edad de 18 años, como se evidenció en clavículas del individuo de 19 años de edad. La superficie articular del extremo acromial de la clavícula era fibrocartilago. No se han realizado hasta ahora estudios histológicos que describan el crecimiento posnatal de las extremidades claviculares. Nuestros datos confirman la ausencia de un centro de osificación secundaria acromial, el desarrollo tardío de un centro de osificación secundaria en la extremidad esternal y la presencia de fibrocartílago en la extremidad acromial.
A clavícula é o primeiro osso a iniciar o processo de ossificação e o último em completar. Enquanto estudos histológicos da clavícula tém sido focados principalmente em eventos embrionarios, nosso estudo enfoca no desenvolvimento pós-natal da clavícula. O objetivo de esse estudo foi realizar uma descreo qualitativa do crescimento epifisário da clavícula para aclarar o processo de ossificação pós-natal. Estudos histológicos realizados em clavículas obtidas de cadáveres confirmaram as extremidades mediais e laterais como fises reais. Diferente do desenvolvimento de outros ossos longos, nenhum centro de ossificação secundário estava presente na extremidade acromial. Além disso, o aparecimiento da extremidade esternal foi observado após os 18 anos, sendo evidenciado em clavículas de indivíduos de 19 anos. A superficie articular da extremidade acromial da clavícula era fibrocartilaginosa. Nenhum estudo histológico havia sido realizado previamente descrevendo o desenvolvimento pós-natal das extremidades claviculares. Nossos dados confirmam a ausencia de um centro de ossificação secundária acromial, o desenvolvimento tardio de centro de ossificação secundário na extremidade esternal, e a presenca de fibrocartilagem na extremidade acromial.
ABSTRACT
Se mostró un contexto de trabajo sobre el modelado de procesos de formación endocondral en cualquier tipo de osificación presente en los huesos del cuerpo. Siguiendo la suposición de que PTHrP (hormona paratiroidea) e Ihh (proteína Indian hedgehog) forman un bucle regulatorio bioquímico para el proceso endocondral, y BMP2 (proteína morfogenética de hueso-2) y Noggin en el intramembranoso, se implementaron los mecanismos regulatorios de este proceso. Para ello se utilizó un conjunto de ecuaciones de reacción-difusión ampliamente usadas en morfogénesis, en las que los factores bioquímicos se suponen secretados por células precursoras, mesenquimales y condrocitos, en el caso intramembranoso y endocondral, respectivamente. Se concluyó que la solución condujo a patrones denominados de Turing, que representan estos procesos de osificación de una forma muy aproximada(AU)
A work context on the modeling of endocondral formation process in any type of ossification present in the bones of the human body was shown. Assuming that PTHrP and Ihh form a biochemical regulatory loop for the endocondral process and BMP2 and Noggin for the intramembranous one, regulatory mechanisms for this formation process were implemented. For this purpose, a set of widely used diffusion reaction equations in morphogenesis were used in which the biochemical factors are supposed to be secreted by precursor cells, mesenchymal and chondrocytes in the case of intramembranous and chondroidal respectively. It was concluded that the solution led to the denominated Turing patterns which represent these ossification processes in a highly estimated form(AU)
Dans ce travail, un modelage du processus de formation endochondrale dans tout type d'ossification des os du corps est présenté. Supposant que PTHrP (peptide lié à l'hormone parathyroïdienne) et Ihh (protéine Indian Hedgehog) forment une boucle biochimique régulatrice pour le processus endochondral, et BMP2 (protéine morphogénétique osseuse-2) et Noggin pour le processus endomembraneux, des mécanismes régulateurs se produisent alors dans ce processus. C'est pourquoi, un groupe d'équations de réaction-diffusion largement utilisées dans la morphogenèse, où les facteurs biochimiques sont apparemment sécrétés par des cellules souches, mésenchymateuses et chondrocytes, a été utilisé. On a conclu que la solution a conduit à des modèles dits de Turing, représentant ces processus d'ossification de manière très similaire(AU)
Subject(s)
Humans , Osteogenesis , Bone and Bones , MorphogenesisABSTRACT
Durante el desarrollo embriológico las extremidades surgen de la condensaciónde células mesenquimales y su diferenciación a condrocitos en un proceso llamado condrogénesis. Estos condrocitos sintetizanglicosaminoglicanos, jugando un papel importante durante este proceso. Existe un sistema de condrogénesis in vitro utilizandocélulas mesenquimales generalmente evaluado mediante histoquímica. Objetivo. Establecer un sistema de puntaje semi-automáticopara ensayos histoquímicos e inmunohistoquímicos. Materiales y métodos. Para condrogénesis las células fueron cultivadas conmedio inductor en agregados por tres semanas. Los glicosaminoglicanos totales fueron determinados mediante azul de dimetileno.Para el análisis histológico los agregados fueron teñidos con azul de alcian e inmunohistoquímica para detección de agrecán. Lapuntuación semi-automática fue obtenida utilizando el programa ImageJ. Resultados. Las células mesenquimales cultivadas enmedio de diferenciación condrogénica tuvieron una concentración de proteína comparable durante las tres semanas de cultivo,sugiriendo una celularidad similar. La concentración de glicosaminoglicanos fue superior para los agregados cultivados en mediocondrogénico. La misma tendencia fue observada para la tinción de azul de alcian mediante puntajes del observador ciego y análisiscon ImageJ. Finalmente, los resultados de inmunohistoquímica de puntajes asignados por el observador y los del análisis porImageJ revelaron una tendencia decreciente con el tiempo para agregados en medio condrogénico. Conclusión. Desarrollamos un sistema funcional para generación de puntaje semi-automático para diferenciación condrogénica. Corroboramos estos resultadosmediante análisis bioquímico con resultados comparables. En nuestro saber este es el primer reporte en evaluar esta metodología,la cual puede ser útil para otras aplicaciones en el campo biológico o médico...
During embryological limb formation mesenchymal cells condense and differentiate into chondrocytes, in a process known aschondrogenesis. These chondrocytes synthesize glycosaminoglycans (GAGs), thus playing an important role in this process.A simplified system in vitro chondrogenesis, using adult mesenchymal stromal cells (MSCs) has been demonstrated. Thisdifferentiation potential is usually assessed by histological staining. Objective. Establishment of a semi-automatic grading systemfor histochemistry stains and immunohistochemistry assays. Materials and methods. For chondrogenesis cells were culturedfor three weeks in aggregates with inducing media. Total GAGs were measured using dimethylmethylene blue (DMB) method.For histological analyses aggregates were stained with Alcian blue for total GAGs detection and immunohistochemistry (IHC)for aggrecan was performed. Semi-automatic grading for all slides was obtained after ImageJ analysis. Results. MSCs culturedas aggregates in chondrogenic differentiation media had similar protein concentrations for all time points, suggesting cellularityremained homogenous during culture. Total GAGs was higher for aggregates cultured in chondrogenic compared to complete media.The same trend was observed for Alcian blue stain grades by blinded observer and analysis using ImageJ software. Aggrecans IHCanalysis had a decreasing tendency with time for aggregates in chondrogenic media for blinded observer and ImageJ evaluation.Conclusion. We developed a functional system for semi-automatic slide grading. We corroborated these results by biochemicalanalysis with comparable results. To our knowledge, for in vitro chondrogenesis, this is the first report to evaluate stains usingthis methodology. This procedure might be useful for other applications in the field of Biology and Medical Sciences...
Durante o desenvolvimento embrionário os membros emergem a partir da condensação decélulas mesenquimais e sua diferenciação em condrócitos em um processo chamado condrogênese. Estes condrócitos sintetizamglicosaminoglicanos, desempenhando um papel importante neste processo. Existe um sistema de condrogénese in vitro utilizandocélulas mesenquimatosas, geralmente avaliado por histoquímica. Objetivo. Estabelecer um sistema de pontuação semi-automáticopara ensaios histoquímicos e imuno-histoquímicos. Materiais e métodos. Na condrogênese as células foram cultivadas commeio indutor em agregados, durante três semanas. Os glicosaminoglicanos totais foram determinados pelo azul de dimetileno.Para a análise histológica os agregados foram corados com Azul Alciano e imuno-histoquímica para detecção de agrecan. Apontuação semi-automática foi obtida utilizando o programa ImageJ. Resultados. As células mesenquimais cultivadas em meiode diferenciação condrogênica tiveram uma concentração de proteína comparável durante as três semanas de cultura, o que sugereuma celularidade similar. A concentração de glicosaminoglicanos foi maior para os agregados cultivados em meio condrogênico.A mesma tendência foi observada para a coloração com Azul Alciano segundo as pontuações do observador cego e a análisecom ImageJ. Finalmente, os resultados de imuno-histoquímica de pontuações dados pelo observador e aqueles dados pela análiseImageJ revelaram uma tendência decrescente ao longo do tempo para os agregados em meio condrogênico. Conclusão. Nósrealizamos um sistema funcional para gerar pontuação semi-automática para diferenciação condrogênica. Nós corroboramos essesresultados por análise bioquímica com resultados comparáveis. Segundo nosso conhecimento, este é o primeiro estudo a avaliaresta metodologia, que pode ser útil para outras aplicações no campo biológico ou médico...