Hyaliinirusto

Määritelmä: tyypillinen rustotyyppi ulkonäöltään kiiltävä ja sileä ja jauhetun aineen peittämä välituoteaine, joka sisältää hienoja tyypin II kollageenikuituja. Kuvassa näkyy hyaliiniruston poikkileikkaus (suurennus: 200x).

Hyaliiniruston määritelmä

Kysy ensin , mikä on rusto? Rusto on kestävä ja joustava materiaali. Sitä voidaan kuvata sidekudokseksi. Hyaliinirustokudos, joka tunnetaan myös hyaliinin sidekudoksena tai hyaliinikudoksena, on yleisin rustotyyppi, jolle on ominaista kiiltävä ja sileä ulkonäkö.

Joten mistä hyaliinirusto löytyy? Hyaliiniruston kohdat sisältävät vapaasti liikkuvien nivelten luut. Tätä kutsutaan nivelrustoksi. Toinen esimerkki hyaliinirustosta on kudos, joka löytyy hengitysteiden seinämistä. Tähän sisältyvät keuhkoputket, nenä, henkitorven renkaat ja kylkiluiden kärjet.

Rustoja on 3 erilaista. Tähän sisältyvät (1) joustava rusto, (2) hyaliinirusto ja (3) fibrokori. Ne eroavat pääasiassa kuituista, joita on läsnä ja joista keskustellaan tarkemmin jäljempänä.

Hyaliinirustorakenne

Mistä rusto on tehty? Rusto koostuu kondroblasteista (tai perikondriosoluista), jotka tuottavat solunulkoisen matriisin (tai jauhetun aineen), kondrosyyteistä, jotka sijaitsevat aukkoina tunnetuissa tiloissa, ja kollageenikuiduista. Lisätietoja ruston komponenteista käsitellään jäljempänä. Hyaliinirustokaavio on kuvassa 2.

Mikä on hyaliinirusto ja missä se sijaitsee?

Kuinka tunnistat hyaliiniruston? Se kehittyy mesenkymaalisista soluista, jotka ovat luuytimessä olevia kantasoluja. Hyaliinirusto ei sisällä verisuonia tai hermoja, joten se on hyvin yksinkertainen rakenne. Se saa ravintoaineitaan diffuusion avulla läheisistä kudoksista. Sana hyaliini on johdettu kreikkalaisesta sanasta ”hyalos”, joka tarkoittaa ”lasimaista”, mikä tarkoittaa sen kiiltävää, sileää ulkonäköä. Mielenkiintoista on, että tämä ulkonäkö menetetään kudoksen ikääntyessä. Alkiossa hyaliinirusto muodostaa ensimmäisen luurangon ja muuttuu sitten alkion kehittyessä. Tämä tapahtuu prosessilla, joka tunnetaan endokondraalisena luutumisena. Tyypin II kollageenikuidut ovat ohuempia kuin tyypin I kollageenikuidut. Tyypin I, IV, V, VI, IX ja XI kollageenia on myös läsnä hyvin pieninä määrinä ja ne auttavat vahvistamaan kuituja yhdessä.

Rustomatriisi, joka tunnetaan solunulkoisena tai jauhettuna aineena, hyytelömäinen materiaali, joka sisältää runsaasti glykosaminoglykaaneja (GAG), proteoglykaaneja ja glykoproteiineja. Solunulkoinen matriisi täyttää solujen ja kuitujen väliset tilat. Nämä ionit tuovat vettä sen mukana. Siksi tämä auttaa säätelemään veden määrää solunulkoisessa matriisissa.

Kondroitiinisulfaatti ja kerataanisulfaatti ovat esimerkkejä sulfatoiduista GAG: ista ja hyaluronihappo on esimerkki ei-sulfatoimattomasta GAG: sta. Nämä kaikki löytyvät ruston solunulkoisesta nesteestä.

Proteoglykaanit ja glykoproteiinit ovat liittyneitä aminohappoja ja hiilihydraattimolekyylejä. Ne sitovat solunulkoisia molekyylejä ja komponentteja yhdessä antaen geelimäisen nesteen, joka auttaa absorboimaan puristusta ja voimaa.

Mitä ovat kondrosyytit? Kondrosyytit ovat ainoat rustosolut, joita löytyy hyaliinirustosta. Nämä solut alkavat kondroblasteina (tai perikondriosoluina), jotka tuottavat rustomatriisin, ja immobilisoituvat sen sisällä pieniin paikkoihin, joita kutsutaan aukkoiksi. Kondrosyyttien tehtävänä on kehittää, korjata ja ylläpitää solunulkoista matriisia.Kondrosyyteillä on rajoitettu parantumiskyky niiden rajoitetun replikaatiokyvyn vuoksi. Ne muodostavat harvoin solu-kontaktin ja ovat yksinkertaisesti vastuussa välittömän ympäristönsä ylläpidosta. Kuvio 3 esittää kondrosyytin perusrakennetta.

Hyaliinirusto on yleensä peitetty perikondriumin avulla. Perikondrium löytyy kehittyvistä luista, mutta ei peitä aikuisten luiden päissä olevaa nivelrustoa. Perikondrium koostuu ulkokerroksesta ja sisäkerroksesta. Ulkokerros on kuituinen rusto ja tuottaa kollageenikuituja, ja sisempi kerros on mukana ruston muodostumisessa muodostamalla kondroblasteja tai kondrosyyttejä. >

nivelrusto

Nivelrusto eroaa tavallisesta hyaliinirustosta, koska siinä on litistyneet kondrosyytit lähellä pintaa. Kudoksen syvemmässä osassa solusolujen rakenne on tyypillisempi. Ruston hyvin syvissä kerroksissa solut löytyvät pylväistä, joissa on kalkittu matriisi. Kollageenikuidut muodostavat kaaria, mikä antaa sille vahvan rakenteellisen järjestelyn paineen kestämiseksi. Nivelrusto koostuu tyypin II kollageenista, mutta sen on myös havaittu sisältävän pieniä määriä tyypin VI, IX, X ja XI kollageenia. Kuvassa 4 on esitetty nivelten hyaliiniruston sijainti nivelessä.

Nivelrusto koostuu eri vyöhykkeistä. Näihin kuuluvat pintavyöhyke, jota seuraa keskimmäinen siirtymävyöhyke, syvä vyöhyke ja lopuksi kalkittu alue. Jokaisella vyöhykkeellä on 3 aluetta. Nämä ovat perisellulaarinen alue, alueellinen alue ja alueiden välinen alue. Alla olevassa videossa esitetään nivelrustossa esiintyvät kerrokset.

Pintavyöhyke muodostaa noin 10-20% koko nivelten paksuudesta. rusto. Kollageenikuidut II ja IX löytyvät täältä. Se sisältää suuren määrän kondrosyyttejä, joiden ulkonäkö on tasaisempi.

Pintavyöhyke on suorassa kosketuksessa nivelnesteen kanssa ja suojaa syvempiä kerroksia voimalta ja rasituksilta.

keskivyöhyke seuraa suoraan pintavyöhykkeeltä ja muodostaa sillan syvempiin kerroksiin. Tämä vyöhyke edustaa noin 40-60% ruston kokonaispaksuudesta. Se koostuu paksummista kollageenikuiduista ja proteoglykaaneista. Tässä olevat kondrosyytit ovat pallomaisia ja niitä esiintyy pieninä määrinä.

Keskiosa-alue toimii suojautumassa tiivistäviltä voimilta. Syvä vyöhyke seuraa keskialueelta ja tarjoaa parhaan vastustuskyvyn tiivistysvoimille. Se sisältää korkeimman proteoglykaanipitoisuuden ja vähiten vesipitoisuutta. Kollageenikuidut on järjestetty suorassa kulmassa pintaan nähden ja kondrosyytit on järjestetty pylväiksi. Se edustaa noin 30% nivelruston kokonaismäärästä. Lopuksi kalkittu alue kiinnittää ruston luuhun. Se tekee tämän ankkuroimalla syvävyöhykkeellä olevat kollageenikuidut subkondraaliseen luuhun.

Hyaliinirustohistologia

Kuten edellä mainittiin, hyaliiniruston sidekudos koostuu soluista ja kuiduista solunulkoinen matriisi. Hyaliiniruston histologia kuvaa, kuinka hyaliinirusto näyttää mikroskoopilla katsottuna.

Kondrosyytit voidaan nähdä muodoltaan pyöristetyinä tai kulmikkaina. Aikuisen rustossa solut ovat läsnä isogeenisissä ryhmissä, jotka muodostuvat yhdestä esisolusta. Matriisi on ulkonäöltään visuaalisesti homogeeninen ja basofiilinen. Syynä tähän on matriisissa olevien sulfatoitujen GAG-yhdisteiden suuri pitoisuus, joka peittää kollageenikuidut. Tyypin II kollageenikuidut ovat myös hyvin pieniä, minkä vuoksi solunulkoinen matriisi näyttää niin kiiltävältä ja sileältä.

Solunulkoisessa matriisissa ei ole tasaista jakautumista. Siksi kolme perusvyöhykettä voidaan nähdä. Kuva 5. Näyttää nämä eri vyöhykkeet.

1. Kapselimatriisi, joka koostuu ohuesta vyöhykkeestä, joka ympäröi kutakin aukkoa. Tässä on suurin sulfatoitujen GAG-pitoisuuksien pitoisuus.
2. alueellinen matriisi, joka ympäröi kapselimatriisia.
3. alueiden välinen matriisi, joka on vähemmän basofiilinen alhaisemman sulfatoitujen GAG-pitoisuuksien vuoksi ja suurempi osuus kollageenia.

Hematoksyliini ja eosiini (H & E -värjäys) sekä Van Geison -värjäysmenetelmät voivat molemmat olla käytetään katsomaan hyaliinirustoa mikroskoopin alla. Van Geison-tahra käyttää pikriinihappoa ja happofuksiinia ja värjää kollageenipunaisen. Rustoa pidetään punaisena vyöhykkeenä, joka sijaitsee epiteelin alapuolella. Värjäys on kevyempää, kun se tulee lähemmäksi alueellista matriisia osoittavia aukkoja.

H & E -värjätyissä osioissa värin voimakkuudet ovat päinvastaiset, mutta antavat parempi määritelmä kuin Van Geison -värillä. Alueellinen matriisi on tumma, ja alueiden välinen matriisi on paljon vaaleampi. Ryhmät kondrosyyttejä löytyvät näiden tummempien alueiden ympäröimänä H & E -menetelmässä. Nämä kondrosyytit ovat peräisin samasta kantasolusta ja ovat siten isogeeninen ryhmä. Perikondrium ympäröi rustoa paitsi nivelrustossa.

Kuvassa 6 on Van Gieson ja sitten henkitorven H & E -värjäys.

Ero muihin tyyppeihin rustosta

Rungosta löytyy 3 erilaista rustotyyppiä. Hyaliinirusto on yleisin mutta myös heikoin rustotyyppi. Kaksi muuta rustotyyppiä ovat fibro- ja elastinen rusto. Kuinka hyaliinirusto eroaa joustavasta rustosta tai fibrokorosta? Katso alla olevat tiedot jokaisesta rustotyypistä. Visuaaliset erot rustotyyppien välillä voidaan nähdä kuvasta 1.

Elastinen rusto

Tarkastellaan Hyaline-rustoa tai elastista rustoa. Elastinen rusto (tai keltainen fibrosrusto) tarjoaa voimaa ja joustavuutta tiettyihin kehon osiin. Mistä löytyy elastinen rusto? Se löytyy korvien ulkoisesta osasta, joka tunnetaan nimellä pinna ja epiglottis ja kurkunpään rustot ja kuulo- / eustachian putki. Joustavat rustotoiminnot antavat tukea joustavuudeltaan. Se sisältää tiheän elastiinikuitujen verkoston. Se ei suojaa mekaaniselta rasitukselta tai puristumiselta. Lisätietoja, kuten joustavien rustojen sijainnit ja ulkonäkö, on korostettu alla olevassa taulukossa 1.

Fibrokartula

Fibrokartilaa sisältävä sidekudos on tiheä joustava ja tukeva rusto, joka koostuu kuitukudoksesta. Mistä fibrokartta löytyy? Fibrocartilage-paikkoihin kuuluvat selkärangan, leuan sekä polven ja ranteen nikamavälilevyt. Tämä fibroontekudos sisältää suuria nippuja tyypin I kollageenia. Se on vahvin rustotyyppi. Fibrokartilitoiminnot antavat tukea painon kantamis- ja painovoimille.

Fibrokorille voidaan kuvata jakamalla se neljään eri ryhmään.

1. Ensimmäinen ryhmä on intraartikulaarinen fibro-rusto . Tämä toimii puskurina nivelten välillä, jotka ovat alttiina suurille iskuille ja usein liikkumiselle. Esimerkki on polven meniskit.
2. Toinen ryhmä on yhdistävä fibrokartio, jota esiintyy nivelletyissä nivelissä, kuten nikamien väliset levyt.
3. Stratiforminen fibrokartilu löytyy päällystä luusta. urat, joissa jänteet ja lihakset ovat.
4. Lopuksi viimeinen ryhmä, kehän muotoinen fibro-rusto ympäröi joitain nivelontelon reunoja, jotka suojaavat niiden reunoja. Esimerkki on asetabulaarinen labrum (lonkkanupin vuori).

Fibrokartilla vs. hyaliinirusto sekä kehon kohdat, joissa fibrokorilla sijaitsee, on kuvattu alla olevassa taulukossa 1.

Taulukko 1.Hyaliinirusto vs. elastinen rusto ja fibro-rusto

Hyaliinirustofunktio

Mikä on hyaliiniruston tehtävä? Hyaliinirusto sisältää suhteellisen vähän kuituja ja tarjoaa sileän pinnan liikkumiselle sekä tyynyn, joka vaimentaa iskut luiden kohtaamispaikoissa. Nivelrustossa ensisijainen tehtävä on saada aikaan sileä pinta, joka kestää painon kantavien toimintojen kitkaa ja painetta.

Henkitorvessa se tukee pehmeämpiä kudoksia ja antaa niiden ylläpitää avointa sijainti.

Hyaliiniruston biologinen merkitys

Hyaliiniruston tärkein tehtävä on antaa mekaanista tukea hengityselimille, kehittää luita ja nivelpintoja.

Ikääntyessämme ongelmia hyaliinirustomme laadun kanssa voi syntyä. Iän myötä kondrosyyttien määrä nivelruston pinnallisessa kerroksessa putoaa, kun taas kondrosyyttien määrä syvemmissä kerroksissa kasvaa. Iän kasvaessa myös proteoglykaanien väheneminen solunulkoisessa matriisissa. Keratiinisulfaatti on myös lisääntynyt ja kondroitiinisulfaatti pienentynyt. Hyaluronihapon määrä myös kasvaa. Hyaliinirusto on altis kulumiselle johtuen roolistaan iskunvaimentimena ja raskasta käyttöä päivittäisessä toiminnassa. Kaikki nämä tekijät voivat johtaa siihen, että hyaliinirusto on alttiimpi vaurioille ja sairauksille kuin muun tyyppiset rustot.

Rustokudokset paranevat todennäköisesti loukkaantumisen jälkeen hitaasti, koska verenkiertoon puuttuu kondrosyytit. Tämä tarkoittaa, että matriisi muodostuu hitaasti. Myös kondrosyytit ovat juuttuneet aukkoihin eivätkä voi siirtyä vaurioituneen kudoksen alueelle. Vaurioituneesta kudoksesta tulee arpikudosta.

Solunulkoisessa matriisissa kondroitiinisulfaatilla on tärkeä osa, koska se on anti-inflammatorinen välittäjä ja vähentää kipua. Jotkut tutkimukset viittaavat siihen, että sen läsnäolo auttaa hidastamaan ruston hajoamista ja estää siten nivelrikon kaltaiset tilat. Nivelrikkoa esiintyy, kun rusto kuluu loppuun, jolloin luut hankautuvat toisiaan vastaan aiheuttaen subkondraalisen luun (luun hieman ruston alapuolella) skleroosin (kovettumisen) ja nivelkalvon tulehduksen, joka johtaa kipuun.

Hyaliinirusto kategoriassa Muut eläimet

Chondrichthyes-luokan eläimillä on luusto, joka koostuu kokonaan rustosta. Hait ja säteet ovat hyviä esimerkkejä tästä.Rusto on vähemmän tiheä kuin luu, mutta silti antaa voimaa ja antaa siksi näiden eläinten liikkua nopeasti veden läpi ilman liikaa vaivaa.

Rustoa löytyy myös selkärangattomista, kuten hevosenkengrapuista, etanoista ja pääjalkaiset (saalistavat nilviäiset, esimerkiksi mustekala ja kalmari). Niveljalkaisten Atlantin hevosenkengrapujen (Limulus polyphemus) haarakohtainen rusto sisältää runsaasti vakuoloituneita kondrosyyttejä, jotka eroavat muista niveljalkaisista.

Endosterniittirusto on toinen tämän lajin tyyppi. Se on kuituisempaa kuin selkärankaisista löydetty hyaliinirusto. Se löytyy vatsan hermojohtojen ja kidusrustokudoksen läheltä.

Mustekalassa (esimerkki pääjalkaisista) kallonrusto muistuttaa hyaliinirustoa ja on yksi mustekalan rungon ainoista kovista osista. Tämän ruston kasvu tapahtuu solujen kautta, jotka liikkuvat ulkopuolelta keskustaan. Tavallisessa seepiassa (Sepia officianalis) rusto on fibrillaarista kollageenia. Tämän ruston kasvukuvio on olennaisesti sama kuin selkärankaisten rustossa.

Gastropodeissa (etanat, etanat tai whelit) odontofori on rustoon muodostunut ruokintarakenne, joka tarjoaa ruokinnan tukea. Odontofori on solurikas rusto, joka sisältää myoglobiinia ja jota ympäröi pieni määrä solunulkoista matriisia ja kollageenia.

Lopuksi höyhenpussimatoissa (Sabellid polychaetes) rusto tukee niiden lonkeroita.

Johtopäätös

Kaiken kaikkiaan rustoa voidaan kuvata elintärkeäksi kehon osaksi, joka löytyy selkärankaisista ja joistakin selkärangattomista. Se on tukeva, mutta pehmeä kudos, joka tarjoaa tukea, joustavuutta ja voimaa. Ruston merkitys näkyy nivelten välisessä hyaliinirustossa. Täällä ikääntyessämme rusto ohenee, mikä johtaa tulehdukseen ja luun hankaukseen. Tämän tiedealan tutkijat jatkavat tutkimuksia, jotka voivat auttaa ymmärtämään paremmin tähän johtavia prosesseja ja kehittämään tapoja torjua / hoitaa / ehkäistä tällaisia sairauksia.