Hyaliner Knorpel

Definition: Eine charakteristische Art von Knorpel glänzend und glatt im Aussehen und mit interstitieller Substanz, die feine Kollagenfasern vom Typ II enthält, die durch die gemahlene Substanz verdeckt werden. Das Bild zeigt den Querschnitt des hyalinen Knorpels (200-fache Vergrößerung).

Definition des hyalinen Knorpels

Lassen Sie uns zunächst fragen Was ist Knorpel? Knorpel ist ein zähes und flexibles Material. Es kann als Bindegewebe beschrieben werden. Hyalines Knorpelgewebe, auch als hyalines Bindegewebe oder hyalines Gewebe bekannt, ist die häufigste Art von Knorpel, die durch ein glänzendes und glattes Erscheinungsbild gekennzeichnet ist.

Wo befindet sich also hyaliner Knorpel? Hyaline Knorpelstellen umfassen um Knochen von frei beweglichen Gelenken. Dies ist als Gelenkknorpel bekannt. Ein weiteres Beispiel für hyalinen Knorpel ist das Gewebe in den Wänden der Atemwege. Dies schließt die Bronchien, die Nase, die Ringe der Luftröhre und die Rippenspitzen ein.

Es gibt 3 verschiedene Arten von Knorpel. Dies umfasst (1) elastischen Knorpel, (2) hyalinen Knorpel und (3) Faserknorpel. Sie unterscheiden sich hauptsächlich von den vorhandenen Fasern und werden nachstehend ausführlicher erörtert.

Hyaline Knorpelstruktur

Woraus besteht Knorpel? Knorpel besteht aus Chondroblasten (oder perichondrialen Zellen), die die extrazelluläre Matrix (oder Grundsubstanz) produzieren, Chondrozyten, die in als Lücken bekannten Räumen liegen, und Kollagenfasern. Weitere Einzelheiten zu den Knorpelbestandteilen werden nachstehend erörtert. In Abbildung 2 sehen Sie ein Diagramm mit hyalinem Knorpel.

Was ist hyaliner Knorpel und wo befindet er sich?

Wie identifizieren Sie hyalinen Knorpel? Es entwickelt sich aus mesenchymalen Zellen, den Stammzellen im Knochenmark. Hyaliner Knorpel enthält keine Blutgefäße oder Nerven und ist daher eine sehr einfache Struktur. Es erhält seine Nährstoffe durch Diffusion aus nahe gelegenen Geweben.

Hyaliner Knorpel hat ein glänzendes, weißes, halbtransparentes Aussehen mit einem leicht bläulichen Schimmer. Das Wort Hyaline leitet sich vom griechischen Wort „Hyalos“ ab, was „glasig“ bedeutet und sein glänzendes, glattes Aussehen impliziert. Interessanterweise geht dieses Erscheinungsbild mit zunehmendem Alter des Gewebes verloren. In einem Embryo bildet der hyaline Knorpel das erste Skelett und verändert sich dann, wenn sich der Embryo entwickelt. Dies erfolgt durch einen Prozess, der als endochondrale Ossifikation bekannt ist.

Hyaliner Knorpel besteht aus feinen Kollagenfasern vom Typ II, Chondrozyten (Matrix produzierende Zellen) und der extrazellulären Matrix (oder Grundsubstanz). Kollagenfasern vom Typ II sind dünner als Kollagenfasern vom Typ I. Kollagen vom Typ I, IV, V, VI, IX und XI ist ebenfalls in sehr geringen Mengen vorhanden und hilft, die Fasern zusammen zu stärken.

Die Knorpelmatrix, bekannt als extrazelluläre Matrix oder Grundsubstanz, ist ein gelatineartiges Material, das reich an Glykosaminoglykanen (GAGs), Proteoglykanen und Glykoproteinen ist. Die extrazelluläre Matrix füllt die Räume zwischen den Zellen und den Fasern.

GAGs sind im Wesentlichen lange Polysaccharide aus Aminozuckern, die Natrium- und Kaliumionen anziehen. Diese Ionen bringen Wasser mit. Daher hilft dies, die Wassermenge in der extrazellulären Matrix zu regulieren.

Chondroitinsulfat und Keratansulfat sind Beispiele für sulfatierte GAGs, und Hyaluronsäure ist ein Beispiel für kein nicht sulfatiertes GAG. Diese befinden sich alle in der extrazellulären Knorpelflüssigkeit.

Proteoglycane und Glykoproteine sind Aminosäuren und Kohlenhydratmoleküle, die miteinander verbunden sind. Sie binden extrazelluläre Moleküle und Komponenten zusammen und ergeben eine gelartige Flüssigkeit, die Kompression und Kraft absorbiert.

Was sind Chondrozyten? Chondrozyten sind die einzigen Knorpelzellen, die im hyalinen Knorpel vorkommen. Diese Zellen beginnen als Chondroblasten (oder perichondriale Zellen), die die Knorpelmatrix produzieren, und werden dann in kleinen Räumen, die als Lücken bezeichnet werden, darin immobilisiert.

Die Rolle von Chondrozyten besteht darin, die extrazelluläre Matrix zu entwickeln, zu reparieren und aufrechtzuerhalten.Chondrozyten haben aufgrund ihrer begrenzten Replikationsfähigkeit eine begrenzte Heilungskapazität. Sie bilden selten Zell-Zell-Kontakt und sind lediglich für die Aufrechterhaltung ihrer unmittelbaren Umgebung verantwortlich. 3 zeigt die Grundstruktur eines Chondrozyten.

Der hyaline Knorpel ist im Allgemeinen von Perichondrium bedeckt. Das Perichondrium befindet sich in sich entwickelnden Knochen, bedeckt jedoch nicht den Gelenkknorpel an den Knochenenden bei Erwachsenen. Das Perichondrium besteht aus einer äußeren Schicht und einer inneren Schicht. Die äußere Schicht ist faseriger Knorpel und produziert Kollagenfasern, und die innere Schicht ist an der Bildung von Knorpel durch Bildung von Chondroblasten oder Chondrozyten beteiligt.

Gelenkknorpel

Der Gelenkknorpel unterscheidet sich vom üblichen hyalinen Knorpel, da er abgeflachte Chondrozyten aufweist in der Nähe der Oberfläche. Tief im Gewebe nehmen die Chondrozyten eine typischere Struktur an. In den sehr tiefen Schichten des Knorpels befinden sich die Zellen in Spalten mit einer verkalkten Matrix. Die Kollagenfasern bilden Bögen, die eine starke strukturelle Anordnung bilden, um dem Druck standzuhalten. Gelenkknorpel besteht aus Kollagen Typ II, es wurde jedoch auch festgestellt, dass es geringe Mengen an Kollagen Typ VI, IX, X und XI enthält. Abbildung 4 zeigt die Position des Gelenkknorpels in einem Gelenk.

Gelenkknorpel besteht aus verschiedenen Zonen. Dazu gehören die oberflächliche Zone, gefolgt von der mittleren Übergangszone, der tiefen Zone und schließlich der verkalkten Zone. Innerhalb jeder Zone gibt es 3 Regionen. Dies sind die perizelluläre Region, die territoriale Region und die interterritoriale Region. Das folgende Video zeigt die im Gelenkknorpel gefundenen Schichten.

Die oberflächliche Zone macht etwa 10 bis 20% der Gesamtdicke des Gelenkknorpels aus Knorpel. Die Kollagenfasern II und IX finden Sie hier. Es enthält ein großes Volumen an Chondrozyten, die ein abgeflachteres Aussehen haben.

Die oberflächliche Zone steht in direktem Kontakt mit der Synovialflüssigkeit und schützt die tieferen Schichten vor Kraft und Spannungen.

Die Die mittlere Zone folgt direkt aus der oberflächlichen Zone und bildet die Brücke zu den tieferen Schichten. Diese Zone macht etwa 40-60% der gesamten Knorpeldicke aus. Es besteht aus dickeren Kollagenfasern und Proteoglykanen. Die Chondrozyten hier sind kugelförmig und kommen in kleinen Mengen vor.

Die Mittelzone schützt vor Verdichtungskräften. Die tiefe Zone folgt der mittleren Zone und bietet den besten Widerstand gegen Verdichtungskräfte. Es enthält den höchsten Proteoglycan-Gehalt und den geringsten Wassergehalt. Die Kollagenfasern sind rechtwinklig zur Oberfläche angeordnet und die Chondrozyten sind in Säulen angeordnet. Es macht rund 30% des gesamten Gelenkknorpelvolumens aus. Schließlich verbindet die verkalkte Zone den Knorpel mit dem Knochen. Dies geschieht durch Verankerung der Kollagenfasern in der tiefen Zone am subchondralen Knochen.

Hyaline Knorpelhistologie

Wie oben erwähnt, besteht das hyaline Knorpelbindegewebe aus Zellen und Fasern im Inneren eine extrazelluläre Matrix. Die Hyalinknorpelhistologie beschreibt, wie der Hyalinknorpel unter dem Mikroskop aussieht.

Die Chondrozyten können als gerundet oder eckig angesehen werden. Im adulten Knorpel liegen die Zellen in isogenen Gruppen vor, die aus einer einzelnen Vorläuferzelle gebildet werden. Die Matrix ist optisch homogen und sieht basophil aus. Der Grund dafür ist die hohe Konzentration an sulfatierten GAGs in der Matrix, die die Kollagenfasern maskiert. Kollagenfasern vom Typ II sind ebenfalls sehr klein, weshalb die extrazelluläre Matrix so glänzend und glatt erscheint.

Es gibt keine gleichmäßige Verteilung innerhalb der extrazellulären Matrix. Daher können die drei Grundzonen gesehen werden. Abbildung 5. Zeigt diese verschiedenen Zonen.

1. Die Kapselmatrix, die aus einer dünnen Zone besteht, die jede Lücke umgibt. Hier liegt die höchste Konzentration an sulfatierten GAGs.
2. Die territoriale Matrix, die die Kapselmatrix umgibt.
3. Die interterritoriale Matrix, die aufgrund einer geringeren Konzentration an sulfatierten GAGs weniger basophil ist ein höherer Anteil an Kollagen.

Die Hämatoxylin- und Eosin-Färbung (H & E) zusammen mit den Van-Geison-Färbemethoden können beide sein verwendet, um hyalinen Knorpel unter dem Mikroskop zu betrachten. Der Van Geison-Farbstoff verwendet Pikrinsäure und saures Fuchsin und färbt Kollagenrot. Der Knorpel wird als rote Zone angesehen, die unter dem Epithel liegt. Die Färbung ist heller, wenn sie sich den Lücken nähert, die die territoriale Matrix anzeigen.

In H & E-gefärbten Schnitten sind die Farbintensitäten umgekehrt, geben jedoch a an bessere Definition als mit dem Van Geison-Fleck. Die territoriale Matrix ist dunkel und die interterritoriale Matrix ist viel heller gefärbt. Gruppen von Chondrozyten können in der H & E-Methode von diesen dunkleren Bereichen umgeben gefunden werden. Diese Chondrozyten stammen von demselben Vorläufer und sind daher eine isogene Gruppe. Das Perichondrium umgibt den Knorpel mit Ausnahme des Gelenkknorpels.

6 Bilder zeigen Van Gieson, dann H & E-Färbung der Luftröhre.

Der Unterschied zu anderen Typen des Knorpels

Es gibt 3 verschiedene Knorpeltypen im Körper. Hyaliner Knorpel ist die häufigste, aber auch die schwächste Art von Knorpel. Die beiden anderen Knorpeltypen sind Faserknorpel und elastischer Knorpel. Wie unterscheidet sich hyaliner Knorpel von elastischem Knorpel oder Faserknorpel? Unten finden Sie Beschreibungen der einzelnen Knorpeltypen. Die visuellen Unterschiede zwischen den Knorpeltypen sind in Abbildung 1 zu sehen.

Elastischer Knorpel

Betrachten wir den hyalinen Knorpel im Vergleich zum elastischen Knorpel. Elastischer Knorpel (oder gelber Faserknorpel) verleiht bestimmten Körperteilen Festigkeit und Elastizität. Wo befindet sich elastischer Knorpel? Es befindet sich im äußeren Teil der Ohren, der als Ohrmuschel, Epiglottis, Kehlkopfknorpel und Hörröhre / Eustachische Röhre bekannt ist. Elastischer Knorpel unterstützt zusätzliche Elastizität. Es enthält ein dichtes Netzwerk von Elastinfasern. Es schützt nicht vor mechanischer Beanspruchung oder Kompression. Weitere Details wie die Position und das Aussehen des elastischen Knorpels sind in der folgenden Tabelle 1 aufgeführt.

Faserknorpel

Bindegewebe aus Faserknorpel ist ein dichter flexibler und unterstützender Knorpel aus faserigem Gewebe. Wo befindet sich Faserknorpel? Zu den Faserknorpelstellen gehören die Bandscheiben der Wirbelsäule, des Kiefers sowie des Knies und des Handgelenks. Dieses Faserknorpelgewebe enthält große Bündel von Kollagen Typ I. Es ist die stärkste Art von Knorpel. Faserknorpel dient zur Unterstützung von Belastungs- und Druckkräften.

Faserknorpel kann beschrieben werden, indem er in 4 verschiedene Gruppen unterteilt wird.

1. Die erste Gruppe ist intraartikulärer Faserknorpel . Dies wirkt als Puffer zwischen Gelenken, die starken Stößen und häufigen Bewegungen ausgesetzt sind. Ein Beispiel sind die Menisken des Knies.
2. Die zweite Gruppe verbindet Faserknorpel, der in Gelenken mit begrenzter Bewegung wie den Bandscheiben gefunden wird.
3. Stratiformer Faserknorpel bedeckt den Knochen Rillen, in denen Sehnen und Muskeln liegen.
4. Schließlich umgibt die letzte Gruppe, der Umfangsfaserknorpel, einige Gelenkhöhlenränder, die ihre Ränder schützen. Ein Beispiel ist ein Hüftgelenkpfannenlabrum (Auskleidung der Hüftpfanne).

Faserknorpel vs. hyaliner Knorpel sowie die Stellen im Körper, an denen sich Faserknorpel befindet, sind in der folgenden Tabelle 1 beschrieben / p>

Tabelle 1.Hyaliner Knorpel gegen elastischen Knorpel und Faserknorpel

Hyaline Knorpelfunktion

Welche Funktion hat hyaliner Knorpel? Hyaliner Knorpel enthält relativ wenige Fasern und bietet eine glatte Oberfläche für die Bewegung sowie ein Kissen, das Stöße dort absorbiert, wo sich die Knochen treffen. Im Gelenkknorpel besteht die Hauptfunktion darin, eine glatte Oberfläche bereitzustellen, die Reibung und Druck durch tragende Funktionen standhält.

In der Luftröhre bietet es Unterstützung für das weichere Gewebe und ermöglicht es ihnen, ein offenes Gewebe aufrechtzuerhalten Position.

Biologische Bedeutung des hyalinen Knorpels

Die wichtigste Rolle des hyalinen Knorpels besteht darin, das Atmungssystem mechanisch zu unterstützen und Knochen und Gelenkflächen zu entwickeln.

Mit zunehmendem Alter treten Probleme auf mit der Qualität unseres hyalinen Knorpels kann entstehen. Mit zunehmendem Alter nimmt die Anzahl der Chondrozyten in der oberflächlichen Schicht des Gelenkknorpels ab, während die Anzahl der Chondrozyten in den tieferen Schichten zunimmt. Mit zunehmendem Alter kommt es auch zu einer Abnahme der Proteoglykane in der extrazellulären Matrix. Es gibt auch eine Zunahme von Keratinsulfat und eine Abnahme von Chondroitinsulfat. Das Volumen an Hyaluronsäure nimmt ebenfalls zu. Hyaliner Knorpel ist aufgrund seiner Rolle als Stoßdämpfer und seiner starken Verwendung bei täglichen Aktivitäten anfällig für Verschleiß. All diese Faktoren können dazu führen, dass hyaliner Knorpel anfälliger für Schäden und Krankheiten wird als die anderen Knorpeltypen.

Knorpelgewebe heilen nach einer Verletzung wahrscheinlich nur langsam, da die Blutversorgung unzureichend ist die Chondrozyten. Dies bedeutet, dass sich die Matrix nur langsam bildet. Außerdem stecken Chondrozyten in Lücken und können nicht in einen Bereich mit geschädigtem Gewebe wandern. Geschädigtes Gewebe wird zu Narbengewebe.

In der extrazellulären Matrix spielt Chondroitinsulfat eine wichtige Rolle, da es ein entzündungshemmender Mediator ist und Schmerzen lindert. Einige Studien legen nahe, dass seine Anwesenheit den Abbau des Knorpels verlangsamt und dadurch Erkrankungen wie Arthrose verhindert. Arthrose tritt auf, wenn sich der Knorpel abnutzt und die Knochen aneinander reiben, was zu Sklerose (Verhärtung) des subchondralen Knochens (Knochen direkt unter dem Knorpel) und einer Entzündung der Synovialmembran führt, die zu Schmerzen führt.

Hyaliner Knorpel bei anderen Tieren

Tiere der Klasse Chondrichthyes haben ein Skelett, das vollständig aus Knorpel besteht. Haie und Rochen sind gute Beispiele dafür.Knorpel ist weniger dicht als Knochen, bietet aber dennoch Kraft und ermöglicht es diesen Tieren, sich schnell und ohne große Anstrengung durch das Wasser zu bewegen.

Knorpel kommt auch bei Wirbellosen wie Pfeilschwanzkrebsen, Schnecken und anderen Tieren vor Kopffüßer (Raubmollusken, zB Tintenfisch und Tintenfisch). Der verzweigte Knorpel in der Arthropoden-Atlantik-Pfeilschwanzkrebs (Limulus polyphemus) ist reich an vakuolisierten Chondrozyten, die sich von allen anderen Arthropoden unterscheiden.

Endosternitknorpel ist ein weiterer Typ, der bei dieser Art vorkommt. Es ist faseriger als der bei Wirbeltieren vorkommende hyaline Knorpel. Es befindet sich in der Nähe der ventralen Nervenstränge und des Kiemenknorpelgewebes.

Im Oktopus (ein Beispiel für einen Kopffüßer) ähnelt der Schädelknorpel dem hyalinen Knorpel und ist einer der wenigen harten Teile des Oktopuskörpers. Das Wachstum dieses Knorpels erfolgt über Zellen, die sich von außen nach innen bewegen. Beim gemeinen Tintenfisch (Sepia officianalis) ist der Knorpel fibrilläres Kollagen. Das Wachstumsmuster dieses Knorpels ist im Wesentlichen das gleiche wie beim Wirbeltierknorpel.

Bei Gastropoden (Schnecken, Schnecken oder Pusteln) ist das Odontophor eine knorpelgebildete Fütterungsstruktur, die die Fütterungsunterstützung bietet. Das Odontophor ist zellreicher Knorpel, der Myoglobin enthält und von einem geringen Volumen an extrazellulärer Matrix und Kollagen umgeben ist.

Schließlich stützt Knorpel in den Staubwedelwürmern (Sabellid polychaetes) ihre Tentakel.

Schlussfolgerung

Insgesamt kann Knorpel als ein wesentlicher struktureller Teil des Körpers beschrieben werden, der bei Wirbeltieren und einigen Wirbellosen vorkommt. Es ist ein festes, aber weiches Gewebe, das Unterstützung, Flexibilität und Kraft bietet. Die Bedeutung des Knorpels zeigt sich im hyalinen Knorpel zwischen den Gelenken. Hier wird der Knorpel mit zunehmendem Alter dünner, was zu Entzündungen und Knochenabrieb führt. Forscher auf diesem Gebiet der Wissenschaft führen derzeit Studien durch, die dazu beitragen können, die Prozesse, die dazu führen, besser zu verstehen und Wege zu entwickeln, um solchen Krankheiten entgegenzuwirken / sie zu behandeln / ihnen vorzubeugen.