The Role of Cartilage Canals in Osteogenesis and Growth of the Vertebrae in the Human Fetuses

인태아 척추 골화과정에서 연골관의 역할

To investigate a role of cartilage canals in osteogenesis and growth of the vertebrae, in human fetuses ranging from 50 mm to 260 mm crown rump length were studied by electron microscopy. The initial appearance of cartilage canals of the vertebral body was observed at 60 mm fetus. In 80 mm fetus, primary ossification center in the vertebral body was first noted. The vertebral body showed calcified chondrocytes surrounded by a tone of hypertrophied chondrocytes and deep canals which terminated in calcified matrix. Most hypertrophied chondrocytes in the centrum showed in various stage of degeneration in disorderly arrangement. At the blind end of deep canal, osteogenic cells, osteoblasts and chondroclasts were observed. Resorption of unmineralized cartilage septa was undertaken by perivascular cells within cartilage canals. The ruffled border of the chondroclast was restricted to resorption site of calcified cartilagenous matrix. The periosteal bone formation was followed by the appearance of primary center of the centrum at 120 mm fetus. The osteoblasts of the perichondrium started to lay down a thin membranous bony lamella on the outer surface of the osseous trabeculae of the centrum. The processes of bone formation in the vertebral bodies were found to possess morphological similarities to that occurring at secondary center of the epiphysis of a long bone. These results indicate that the connective tissue cells within the cartilage canals proliferate and differentiate into osteoblasts at the site of endochondral ossification of the vertebrae.

태생기 성장골에 출현하는 연골관은 골화와 무관하고 영양분을 공급하는 통로라 하였고 일부 학자들은 연골관 말단부에서 골화가 일어남을 발표하였다. 추체에서 연골관은 골화중심부 출현이전에 나타나 전 태생기동안 존재하기 때문에 연골관과 골화와의 관계를 관찰하는 것은 골화과정을 이해하는데 의의 있는 일이라 사료된다. 본 연구는 연골관이 추체연골부 골화중심부 출현에서부터 골화가 진행하는 과정에 어떠한 역할을 하는가를 전자현미경으로 관찰하여 새로운 지견을 얻었기에 그 결과를 보고하고자 한다. 좌고 60mm(태령 12주)때 추체에 연골관이 출현하기 시작하였고, 80mm(13주)때 추체 중앙부에는 석회화연골세포와 비대연골세포로 구성된 석회화소가 출현하였으며 심연골관이 비대연골세포대에서 관찰되었다. 비대연골세포의 형태는 다양하였고 불규칙하게 배열하고 있었다. 심연골관의 끝부분에는 골형성세포, 골모세포 및 파연골세포들이 관찰되었고 이것이 1차 골화중심부 출현이었다. 비석회화 연골기질은 연골관내에 존재한 혈관주위 결합조직들에 의해 주로 흡수되었고 파연골세포에의한 석회화 연골기질의 흡수는 활발하지 많음을 볼 수 있었다. 120mm(16주)때 추체 연골내골화가 전 후방으로 진행되었고 전 후방 연골막에서 막내골화가 시작되어 막성골층판이 신생되었다. 결론적으로 추체의 골화과정은 장골의 골단연골의 골화과정과 유사하였고, 특히 추체에 출현하는 연골관의 주위에 존재하는 결합조직성 세포들이 골형성세포 및 골모세포로 분화 발육하여 신생골이 형성됨을 알 수 있었다.