PBL Fall 3: Ben och brosk
Skelettets anatomi, frakturläkning och mineralmetabolism
💡 Studietips
Läs både PBL-materialet och tentamenssammanfattningarna för bästa förståelse. PBL-fallen ger djupare kontext medan sammanfattningarna fokuserar på tentamensrelevant material.
🏥 Kliniskt fall
Barnfraktur med läkning
💡 Studietips: Läs tentamenssammanfattningen varje vecka -Tentamenssammanfattning
🎯 Läringsmål
Skelettets uppbyggnad
Bentyper, mikrostrukturer och cellulär organisation
Benmetabolism
Ombyggnad, kalciumreglering och hormonell kontroll
Leder och brosk
Ledtyper, broskstrukturer och funktion
Frakturläkning
Läkningsprocessen och faktorer som påverkar
🏗️ Skelettets funktioner
📹 Skelettets översikt
🛡️ Skydd
Skyddar vitala organ från skador
- Kranium: Skyddar hjärnan
- Revben: Skyddar hjärta och lungor
- Bäcken: Skyddar reproduktionsorgan
🏗️ Stöd
Strukturell ram för kroppen
- Upprätthåller kroppens form
- Motstår drag- och tryckkrafter
- Ger fästpunkter för muskler
🏃 Rörelse
Samarbetar med muskelsystemet
- Hävstångssystem för rörelse
- Ledernas rörlighet
- Nervkontrollerad motorik
🏦 Mineral- och energilagring
Homeostatisk reglering
- Kalcium: Depå för blodkalcium
- Fosfat: För ATP-syntes
- Fett: Energilagring i gul benmärg
🔴 Blodcellproduktion
Hematopoies i röd benmärg
- Röda blodkroppar (erytrocyter)
- Vita blodkroppar (leukocyter)
- Blodplättar (trombocyter)
📹 Benets funktioner
🧬 Benets sammansättning
🌿 Osteoid (Organisk matrix - 35%)
Ger dragkraft och flexibilitet
Huvudkomponenter:
- Kollagen typ I (90%): Starka fibrer som motstår dragkraft
- Proteoglykaner: Bindning av vatten och mineraler
- Glykoproteiner: Cellulär adhesion och signalering
- Osteocalcin: Binder kalcium till kollagenmatrix
Funktion: Flexibilitet och motstånd mot dragkrafter
💎 Hydroxylapatit (Oorganisk matrix - 65%)
Ger kompressionssstyrka och hårdhet
Kemisk formel: Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂
- Kalcium (Ca²⁺): Huvudmineral för styrka
- Fosfat (PO₄³⁻): Bygger kristallstruktur
- Hydroxidjoner (OH⁻): Stabiliserar kristaller
- Spårämnen: Magnesium, natrium, fluor
Funktion: Motstånd mot tryckkrafter och bentålighet
🏗️ Strukturanalogi
Benet fungerar som armerad betong:
- Kollagen = Armering: Dragkraftmotstånd
- Hydroxylapatit = Betong: Tryckmotstånd
- Kombination = Optimal styrka i alla riktningar
🔬 Benceller och deras funktioner
🌱 Osteoprogenitorceller
Mesenkymala stamceller
Lokalisering: Periosteum, endosteum
- Osteogens potential
- Mitotisk aktivitet
- Differentierar till osteoblaster
- Aktiveras vid skador och ombyggnad
🏗️ Osteoblaster - "Benbyggare"
B = Build
Huvudfunktioner:
- ECM-syntes: Producerar osteoid (kollagen)
- Mineralisering: Deponerar hydroxylapatit
- Reglerande faktorer: ALP, osteocalcin, RANKL
- Differentiering: Blir osteocyter när omgivs av matrix
🧪 Biochemiska markörer
- Alkaliskt fosfatas (ALP): Mineralisering
- Osteocalcin: Kalciumbindning
- Prokollagen typ I: Matrix-produktion
🕸️ Osteocyter - "Benövervakar"
90% av alla benceller
Nätverksstruktur:
- Lacunae: Cellkropparnas rum
- Canaliculi: Cellutskottens kanaler
- Gap junctions: Cellkommunikation
- Näringsutbyte: Med blodkärl via nätverk
⚖️ Mekanisk perception
- Känner av belastningsförändringar
- Signalerar till osteoblaster/osteoklaster
- Wolfs lag: "Use it or lose it"
🔨 Osteoklaster - "Bennedbrytare"
C = Crash/Clear
Cellursprung: Hematopoietiska stamceller (monocyt/makrofag linje)
- Multinucleate: Flera cellkärnor
- Ruffled border: Vikad cellmembran mot ben
- Sealing zone: Isolerar resorptionsområde
- Syrelöser: HCl och proteolytiska enzymer
🔄 Benresorptionsprocess
- Fästning till benyta via integriner
- Försurning av mikromiljö (pH ∼ 4)
- Proteolys av organisk matrix
- Dissolution av mineraler
📋 Bone Lining Cells
Platta osteocyter
Lokalisation: Benytor utan aktiv ombyggnad
- Skyddar benmatrixen
- Reglerar jonpassage
- Kan aktiveras till osteoblaster
- "Viloläge" för benombyggnad
📹 Benets cellulära organisation
📏 Bentyper och klassificering
Morfologisk klassificering - 206 ben hos vuxna
📏 Långa ben
Längre än breda
Anatomi:
- Epifys: Spongiöst ben, röd benmärg
- Metaphys: Tillväxtzon hos barn
- Diafys: Kompakt ben, gul benmärg
Exempel: Femur, tibia, fibula, humerus, radius, ulna
🌱 Tillväxtplatta (Physeal plate)
- Hyalint brosk hos växande individer
- Stänger vid skelettmaturitet (∼25 år)
- Kritisk för längdtillväxt
🎲 Korta ben
Ungefär lika långa som breda
Struktur: Kubisk form, främst spongiöst ben
- Ger stöd utan egen rörelse
- Absorberar stötar och vibrationer
- Minimum vikt för maximal styrka
Exempel: Karpala (handloven), tarsala (fotloven)
🫘 Sesamben (specialtyp)
- Form: Som sesamfrön
- Lokalisering: I senor vid friktionsområden
- Funktion: Ökar hävstångsarmen för muskler
- Exempel: Patella (knäskål), tumbasen
🥞 Platta ben
Tunn med stor yta
Struktur: Kompakt ben utåt, spongiöst ben innanför (diploë)
- Skyddar inre organ
- Stora muskelsfästen
- Röd benmärg för hematopoies
Exempel: Kranium, revben, skulderblad, bäcken
🧩 Oregelbundna ben
Unika former
Funktion: Specialiserade för specifika uppgifter
- Blandning av kompakt och spongiöst ben
- Komplexa tredimensionella former
- Skydd och stöd för komplexa strukturer
Exempel: Kotor, maxilla, mandibula, sphenoid
📹 Bentyper och deras funktion
📐 Långa benets detaljerade anatomi
🔴 Epifys
Benändarna
- Hyalint brosk: Ledyta (artikulär brosk)
- Spongiöst ben: Trabekulär struktur
- Röd benmärg: Hematopoietisk aktivitet
- Epifysial linje: Spår av stängd tillväxtplatta
🌱 Metafys
Övergångszonen
- Tillväxtplatta: Hos växande individer
- Endochondral ossifikation: Brosk → ben
- Rik vaskularisering: För tillväxt
- Övergång: Spongiöst → kompakt ben
🏗️ Diafys
Benskaftet
- Kompakt ben: Osteonala strukturer
- Medullary cavity: Benmärgshåla
- Gul benmärg: Fettlagring (adipocyter)
- Nutrient foramen: Blodkärl till benmärg
🧿 Benmembran
🌍 Periosteum (Yttre membran)
- Fibröst lager: Senor och ligament fäster
- Osteogent lager: Osteoblaster och stamceller
- Tillväxt på bredden: Appositional growth
- Frakturläkning: Callus formation
🏠 Endosteum (Inre membran)
- Täcker benmärgshålan
- Innehåller osteoblaster och osteoclaster
- Benombyggnad inifrån
- Tunn enskiktsmembran
📹 Långbensanatomi i detalj
🔄 Benmetabolism och ombyggnad
Benombyggnadscykeln
1. 🎯 Aktivering
Initial signal
Trigger:
- Mekanisk stress (Wolfs lag)
- Mikrofrakturer
- Hormonsignaler (PTH, 1,25(OH)₂D₃)
- Lokala tillväxtfaktorer
2. 🔨 Resorption
2-4 veckor
Osteoklastaktivitet:
- RANKL/RANK/OPG signalering
- HCl sekretion (pH ∼ 4)
- Proteolytiska enzymer (TRAP, cathepsin K)
- Skapar resorptionslakun
3. 🔄 Vändning
Dagar
Övergångsfas:
- Osteoklaster undergår apoptos
- Preparering av benyta
- Rekrytering av osteoblaster
- Cementering av resorptionslakun
4. 🏗️ Formation
3-6 månader
Osteoblastaktivitet:
- Osteoid deponering
- Mineralisering (hydroxylapatit)
- Differentiation till osteocyter
- Fullständig restoration av benvolym
📹 Benombyggnad och metabolism
⚖️ Kalciumhomeostas och hormonell reglering
📈 PTH (Parathormon)
Bisköldkörtel
Trigger: Lågt serum-Ca²⁺ (< 2.5 mM)
Effekter:
- Ben: ↑ Osteoklastaktivitet (via RANKL)
- Njure: ↑ Ca²⁺ reabsorption, ↑ 1α-hydroxylas
- Tarm: ↑ Ca²⁺ absorption (via calcitriol)
Resultat: ↑ Blodkalcium
📉 Calcitonin
Sköldkörtel (C-celler)
Trigger: Högt serum-Ca²⁺ (> 2.7 mM)
Effekter:
- Ben: ↓ Osteoklastaktivitet
- Njure: ↓ Ca²⁺ reabsorption
- Tarm: ↓ Ca²⁺ absorption
Resultat: ↓ Blodkalcium
☀️ Calcitriol (1,25(OH)₂D₃)
Njure (1α-hydroxylas)
Trigger: Lågt Ca²⁺, högt PTH
Syntes: Hud → Lever → Njure
Effekter:
- Tarm: ↑↑ Ca²⁺ absorption (huvudeffekt)
- Ben: ↑ Ca²⁺ mobilisering
- Njure: ↑ Ca²⁺ reabsorption
🎯 RANKL/RANK/OPG systemet
Osteoklastaktivering:
- RANKL (från osteoblaster) binder till RANK (på pre-osteoclaster)
- M-CSF ger proliferationssignal
- Resultat: Mogna, aktiva osteoklaster
OPG som "decoy receptor":
- Binder RANKL och förhindrar RANK-aktivering
- PTH ↓ OPG-produktion → ↑ Osteoklastaktivitet
- Calcitonin ↑ OPG-produktion → ↓ Osteoklastaktivitet
⚖️ Kliniska implikationer
📈 Hyperkalcemi
- Utmattning, muskelsvaghet
- Minnesstörningar, förvirring
- Njursten, polyuri
- "Stones, bones, groans, psychiatric overtones"
📉 Hypokalcemi
- Muskelkramper, tetani
- Parestesier (domningar)
- Laryngospasm
- Positiva Chvosteks och Trousseaus tecken
📹 Kalciummetabolism och hormonell reglering
🩹 Frakturläkning - Process och faktorer
Frakturläkningens stadier
🩸 Hematom formation
0-48 timmar
- Blödning: Från skadade blodkärl
- Koagelkaskad: Fibrinproppsbildning
- Inflammation: Neutrofiler, makrofager
- Celldöd: Osteocyter vid frakturlinjen
🔗 Mjuk callus formation
2 dagar - 3 veckor
- Granulationsvävnad: Fyller frakturgapet
- Fibroblaster: Producerar kollagen
- Kondroblaster: Bildar hyalint brosk
- Neovaskularisering: Nya blodkärl
🦴 Hård callus formation
3 veckor - 3 månader
- Osteoblaster: Mineraliserar osteoid
- Primärt ben: Woven bone bildning
- Spongiöst ben: Trabekulär struktur
- Bridging callus: Överbryggar frakturen
🔄 Ombyggnad
3 månader - år
- Lamellärt ben: Ersätter primärt ben
- Osteon formation: Haversiska system
- Callus resorption: Överskott tas bort
- Mekanisk anpassning: Wolfs lag appliceras
✅ Gynnande faktorer
- Ålder: Yngre → snabbare läkning
- Nutrition: Vitamin C, D, kalcium, protein
- Blodtillförsel: God vaskularisering
- Immobilisering: Adekvat stabilisering
- Mekanisk stimulering: Begränsad belastning
❌ Hämmande faktorer
- Rökning: Nedsatt syretillförsel
- Glukokortikoider: Hämmar osteoblaster
- NSAIDs: Kan fördröja läkning
- Malnutrition: Brist på byggstenar
- Instabilitet: För mycket rörelse
🧒 Särskilda överväganden hos barn
Överlängd kompensation:
- Frakturen stimulerar lokalt blodflöde
- Ökad tillväxt vid frakturregionen
- Gips appliceras med benet något kortare
- Korrigering sker automatiskt under läkning
Tillväxtplattskador:
- Salter-Harris klassificering
- Potential för tillväxtstörningar
- Kräver specialiserad bedömning
📹 Frakturläkning steg för steg
🔑 Nyckelbegrepp för tentamen
Benceller
- Osteoblaster: Bygger ben (osteoid + mineralisering)
- Osteocyter: Underhåller ben (mechanosensing)
- Osteoklaster: Bryter ner ben (resorption)
- Osteoprogenitorer: Stamceller till osteoblaster
Hormonell reglering
- PTH: ↑ Blodkalcium (↑ osteoklaster, ↑ njure, ↑ calcitriol)
- Calcitonin: ↓ Blodkalcium (↓ osteoklaster)
- Calcitriol: ↑ Ca²⁺ absorption från tarm
Bentyper och struktur
- Kompakt ben: Osteon med Haversiska kanaler
- Spongiöst ben: Trabekulär, röd benmärg
- Långa ben: Epifys, metafys, diafys
📝 Tentamensfrågor och svar
🔬 Benceller och funktioner
Fråga: Nämn funktion för följande celler:
Osteoprogenitorceller: Stamceller som differentierar till osteoblaster vid behov
Osteoblaster: Bygger ben genom att producera osteoid och mineralisera matrix
Osteocyter: Underhåller benvävnaden och känner av mekanisk belastning
Osteoklaster: Bryter ner ben och frisätter mineraler till blodet
🌱 Benbildning
Fråga: Beskriv olika typer av benbildning (namn samt beskrivning i en mening).
Endochondral ossifikation: Brosk ersätts gradvis av ben (långa ben)
Intramembranös ossifikation: Ben bildas direkt från mesenkymala celler (platta ben)
🧪 Hormoner och kalcium
Fråga: Vad har parathyroidhormon (PTH) och kalcitonin för effekt på ben?
PTH: Stimulerar osteoklaster → bennedbrytning → ↑ blodkalcium
Kalcitonin: Hämmar osteoklaster → minskad bennedbrytning → ↓ blodkalcium
Fråga: Hur påverkar dessa hormoner blodkalciumnivån?
PTH: Höjer blodkalcium genom bennedbrytning, ökad njurereabsorption och ökad tarmabsorption via calcitriol
Kalcitonin: Sänker blodkalcium genom att stoppa bennedbrytning och öka kalciumexkretion
📚 Ytterligare resurser
🎯 Testa dina kunskaper
Glöm inte att testa dig med övningsfrågor här.