Hyaline brusk

Definisjon: en type brusk som er karakteristisk blank og glatt i utseende, og med interstitiell substans som inneholder fine kollagenfibre av type II tilslørt av den grunnede substansen. Bildet viser tverrsnittet av hyalinbrusk (forstørrelse: 200x).

Definisjon av hyaline brusk

La oss først spørre , hva er brusk? Brusk er et tøft og fleksibelt materiale. Det kan beskrives som bindevev. Hyalin bruskvev, også kjent som hyalin bindevev eller hyalinvev er den vanligste typen brusk preget av et blankt og glatt utseende.

Så, hvor finnes hyalinbrusk? Hyaline brusksteder inkluderer rundt bein av ledd som beveger seg fritt. Dette er kjent som ledbrusk. Et annet eksempel på hyalinbrusk er vevet som finnes i luftveiene. Dette inkluderer bronkiene, nesen, ringene til luftrøret og spissene på ribbeina.

Det er 3 forskjellige typer brusk. Dette inkluderer (1) elastisk brusk, (2) hyalinbrusk og (3) fibrocartilage. De skiller seg hovedsakelig fra fibrene som er til stede og vil bli diskutert mer detaljert nedenfor.

Hyaline bruskstruktur

Hva er brusk laget av? Brusk består av kondroblaster (eller perikondrielle celler) som produserer den ekstracellulære matrisen (eller bakken), kondrocytter som ligger i rom kjent som lakuner og kollagenfibre. Flere detaljer om komponentene i brusk vil bli diskutert nedenfor. Se figur 2 for et hyalinsk bruskdiagram.

Hva er hyalinbrusk og hvor ligger det?

Hvordan identifiserer du hyalinbrusk? Den utvikler seg fra mesenkymale celler, som er stamcellene som finnes i beinmargen. Hyaline brusk inneholder ingen blodkar eller nerver, så det er en veldig enkel struktur. Den får næringsstoffene via diffusjon fra nærliggende vev.

Hyalinbrusk har et skinnende, hvitt halvgennomsiktig utseende med en litt blåaktig skjær. Ordet hyaline er avledet fra det greske ordet ‘hyalos’ som betyr ‘glassaktig’ som antyder det skinnende, glatte utseendet. Interessant, dette utseendet går tapt når vevet eldes. I et embryo utgjør hyalinbrusk det første skjelettet, og endrer seg da embryoet utvikler seg. Dette er ved en prosess kjent som endokondral ossifikasjon.

Hyalinsk brusk består av fine kollagenfibre av type II, kondrocytter (matriseproduserende celler) og den ekstracellulære matrisen (eller bakken). Type II kollagenfibre er tynnere enn type I kollagenfibre. Type I, IV, V, VI, IX og XI kollagen er også tilstede i svært små mengder og hjelper til med å styrke fibrene sammen.

Bruskmatrisen, kjent som den ekstracellulære matrisen eller malt substans, er et gelatinøst materiale rikelig i glykosaminoglykaner (GAG), proteoglykaner og glykoproteiner. Den ekstracellulære matrisen fyller mellomrommene mellom cellene og fibrene.

GAGs er i det vesentlige lange polysakkarider laget av aminosukker som tiltrekker seg natrium- og kaliumioner. Disse ionene bringer vann sammen med det. Derfor hjelper dette med å regulere mengden vann i den ekstracellulære matrisen.

Kondroitinsulfat og keratansulfat er eksempler på sulfaterte GAG-er og hyaluronsyre er et eksempel på ingen ikke-sulfatert GAG. Disse finnes alle i den ekstracellulære væsken i brusk.

Proteoglykaner og glykoproteiner er aminosyrer og karbohydratmolekyler sammenføyde. De binder ekstracellulære molekyler og komponenter sammen og gir en gelignende væske som hjelper til med å absorbere kompresjon og kraft.

Hva er kondrocytter? Kondrocytter er de eneste bruskcellene som finnes i hyalinbrusk. Disse cellene begynner som kondroblaster (eller perikondrielle celler) som produserer den bruskholdige matrisen, og blir deretter immobilisert i den i små rom som kalles lacunae.

Kondrocytes rolle er å utvikle, reparere og vedlikeholde den ekstracellulære matrisen.Kondrocytter har en begrenset helbredende kapasitet på grunn av deres begrensede replikasjonsevne. De danner sjelden celle-cellekontakt og er bare ansvarlige for å opprettholde sine nærmeste omgivelser. Figur 3 viser den grunnleggende strukturen til en kondrocyt.

Hyalinbrusk er generelt dekket av perikondrium. Perichondrium finnes i utvikling av bein, men dekker ikke ledbrusk i endene av bein hos voksne. Perichondrium består av et ytre lag og et indre lag. Det ytre laget er fiberbrusk og produserer kollagenfibre, og det indre laget er involvert i dannelsen av brusk ved å danne kondroblaster eller kondrocytter.

Leddbrusk

Leddbrusk er forskjellig fra vanlig hyalinbrusk ettersom det har flatt kondrocytter nær overflaten. Dypere i vevet tar kondrocyttene en mer typisk struktur. I de meget dype lagene av brusk, finnes cellene i kolonner med en forkalket matrise. Kollagenfibrene danner buer som gir det et sterkt strukturelt arrangement for å motstå trykk. Leddbrusk er sammensatt av kollagen type II, men har også vist seg å inneholde små mengder type VI, IX, X og XI kollagen. Figur 4 viser plasseringen av leddhyalinbrusk i en skjøt.

Leddbrusk består av forskjellige soner. Disse inkluderer den overflatiske sonen, etterfulgt av den midtre overgangssonen, den dype sonen og til slutt den forkalkede sonen. Innenfor hver sone er det 3 regioner. Dette er den pericellulære regionen, den territoriale regionen og den interterritoriale regionen. Videoen nedenfor presenterer lagene som finnes i leddbrusk.

Den overflatiske sonen utgjør rundt 10-20% av den totale tykkelsen på brusk. Kollagenfibre II og IX finner du her. Den inneholder et stort volum kondrocytter som har et mer flatt utseende.

Den overfladiske sonen er i direkte kontakt med synovialvæsken og beskytter de dypere lagene mot kraft og påkjenninger.

midtsonen følger direkte fra overflatesonen og gir broen til de dypere lagene. Denne sonen representerer rundt 40-60% av den totale brusktykkelsen. Den består av tykkere kollagenfibre og proteoglykaner. Kondrocyttene her er sfæriske og finnes i små mengder.

Middelsonen fungerer for å beskytte mot komprimeringskrefter. Den dype sonen følger videre fra mellomsonen og gir best motstand mot komprimeringskrefter. Den inneholder det høyeste proteoglykaninnholdet og det minste vanninnholdet. Kollagenfibrene er ordnet i rett vinkel mot overflaten, og kondrocyttene er ordnet i kolonner. Det representerer rundt 30% av det totale ledbruskvolumet. Til slutt fester den forkalkede sonen brusk på beinet. Det gjør dette ved å forankre kollagenfibrene i den dype sonen til det subkondrale beinet.

Hyalinbruskhistologi

Som nevnt ovenfor består bindevev av hyalinbrusk av celler og fibre i en ekstracellulær matrise. Hyalinbruskhistologi beskriver hvordan hyalinbrusk ser ut når det sees under et mikroskop.

Kondrocyttene kan sees på som avrundede eller kantete i form. I voksenbrusk er cellene til stede i isogene grupper, dannet av en enkelt stamcelle. Matrisen er visuelt homogen og basofil i utseende. Årsaken til dette er på grunn av den høye konsentrasjonen av sulfaterte GAG i matriksen maskerer kollagenfibrene. Type II kollagenfibre er også veldig små, og det er derfor den ekstracellulære matrisen virker så skinnende og glatt.

Det er ingen jevn fordeling i den ekstracellulære matrisen. Derfor kan de tre basissonene sees. Figur 5. Viser disse forskjellige sonene.

1. Kapselmatrisen, som består av en tynn sone som omgir hver lakune. Her ligger den høyeste konsentrasjonen av sulfaterte GAG-er.
2. Den territoriale matrisen, som omgir kapselmatrisen.
3. Den interterritoriale matrisen, som er mindre basofil på grunn av en lavere konsentrasjon av sulfaterte GAG-er og en høyere andel kollagen.

Hematoksylin og eosin (H & E-flekken) sammen med Van Geison-fargemetodene kan begge være pleide å se på hyalinbrusk under mikroskopet. Van Geison-flekken bruker pikrinsyre og sur fuchsin og flekker kollagenrød. Brusk blir sett på som en rød sone som ligger under epitelet. Fargingen er lettere der den kommer nærmere lakunene som indikerer den territoriale matrisen.

I H & E-fargede snitt, blir fargeintensiteten omvendt, men gir en bedre definisjon enn med Van Geison-flekken. Den territoriale matrisen er mørk, og den interterritoriale matrisen er mye lysere i fargen. Grupper av kondrocytter kan bli funnet omgitt av disse mørkere områdene i H & E-metoden. Disse kondrocyttene er avledet fra samme stamfar og er derfor en isogen gruppe. Perikondriumet omgir brusk unntatt i leddbrusk.

Figur 6 viser Van Gieson, deretter H & E-farging av luftrøret.

Forskjellen fra andre typer av brusk

Det finnes 3 forskjellige brusktyper i kroppen. Hyalinsk brusk er den vanligste, men også den svakeste typen brusk. De to andre typene brusk er fibrocartilage og elastisk brusk. Hvordan er hyalinbrusk forskjellig fra elastisk brusk eller fibrocartilage? Se nedenfor for å se beskrivelser av hver type brusk. De visuelle forskjellene mellom bruskypene kan sees i figur 1.

Elastisk brusk

La oss se på Hyaline brusk vs elastisk brusk. Elastisk brusk (eller gul fibrocartilage) gir styrke og elastisitet til visse deler av kroppen. Hvor finnes elastisk brusk? Det kan bli funnet i den ytre delen av ørene kjent som pinna og epiglottis og strupe brusk og hørselsrør / eustachian tube. Elastisk brusk fungerer for å gi støtte med ekstra elastisitet. Den inneholder et tett nettverk av elastinfibre. Det beskytter ikke mot mekanisk belastning eller kompresjon. Flere detaljer som elastisk bruskplassering og utseende er fremhevet i tabell 1 nedenfor.

Fibrocartilage

Fibrocartilage bindevev er et tett, fleksibelt og støttende brusk som består av fibervev. Hvor er fibrocartilage funnet? Fibrocartilage steder inkluderer mellomvirvelskivene i ryggraden, i kjeven og kneet og håndleddet. Dette fibrocartilage vevet inneholder store bunter av type I kollagen. Det er den sterkeste typen brusk. Fibrocartilage funksjoner for å gi støtte mot vektbærende og trykkrefter.

Fibrocartilage kan beskrives ved å skille den i 4 forskjellige grupper.

1. Den første gruppen er intraartikulær fibrocartilage . Dette fungerer som en buffer mellom leddene som er utsatt for høy slag og hyppig bevegelse. Et eksempel er meniskene i kneet.
2. Den andre gruppen er å koble fibrocartilage som finnes i leddene med begrenset bevegelse, som for eksempel mellomvirvelskivene.
3. Stratiform fibrocartilage er funnet som belegger beinet spor der sener og muskler ligger.
4. Endelig omgir den siste gruppen, perifer fibrocartilage noen leddhulemargin som beskytter kantene. Et eksempel er et acetabular labrum (fôr hoftesokkelen).

Fibrocartilage vs hyaline brusk, samt stedene i kroppen der fibrocartilage er plassert, er beskrevet i tabell 1 nedenfor.

Tabell 1.Hyaline brusk vs elastisk brusk og fibrobrusk

Hyaline bruskfunksjon

Så, hva er funksjonen til hyaline brusk? Hyalinsk brusk inneholder relativt få fibre og gir en glatt overflate for bevegelse, samt en pute som absorberer støt der beinene møtes. I leddbrusk er den primære funksjonen å gi en jevn overflate som tåler friksjon og trykk fra vektbærende funksjoner.

I luftrøret gir det støtte for det mykere vevet og lar dem opprettholde et åpent posisjon.

Biologisk betydning av hyalinbrusk

Den viktigste rollen til hyalinbrusk er å gi mekanisk støtte til luftveiene, utvikle bein og leddflater.

Når vi blir eldre, oppstår problemer med kvaliteten på vår hyaline brusk kan oppstå. Med økt alder synker antallet kondrocytter i det overfladiske laget av leddbrusk mens antallet kondrocytter i de dypere lagene øker. Også med en økning i alder er det en reduksjon i proteoglykaner i den ekstracellulære matrisen. Det er også en økning i keratinsulfat og en reduksjon i kondroitinsulfat. Volumet av hyaluronsyre øker også. Hyaline brusk er utsatt for slitasje på grunn av sin rolle som støtdemper og tung bruk i daglige aktiviteter. Alle disse faktorene kan føre til at hyalinbrusk blir mer utsatt for skade og sykdom enn de andre typer brusk.

Bruskvev vil sannsynligvis være sakte i leging etter en skade fordi det er mangel på blodtilførsel til kondrocyttene. Dette betyr at matrisen er langsom å danne. Kondrocytter sitter også fast i lakuner og kan ikke migrere til et område med skadet vev. Skadet vev blir arrvev.

I den ekstracellulære matrisen spiller kondroitinsulfat en viktig rolle, da det er en betennelsesdempende middel og reduserer smerte. Noen studier antyder at tilstedeværelsen hjelper til med å bremse nedbrytningen av brusk og dermed forhindre tilstander som slitasjegikt. Artrose oppstår når brusken slites, slik at beinene gnir seg mot hverandre og forårsaker subchondral bein (bein rett under brusk) sklerose (herding) og betennelse i synovialmembranen som fører til smerte.

Hyaline Brusk i Andre dyr

Dyr i klassen Chondrichthyes har et skjelett sammensatt helt av brusk. Haier og stråler er gode eksempler på dette.Brusk er mindre tett enn bein, men gir likevel styrke og lar derfor disse dyrene bevege seg raskt gjennom vannet uten å anstrenge seg for mye.

Brusk finnes også hos virvelløse dyr, som hesteskokrabber, snegler og blæksprutter (rovdyr, f.eks. blekksprut og blekksprut). Grenen brusk i leddyret Atlantic hesteskokrabbe (Limulus polyphemus), er rik på vakuolerte kondrocytter som skiller seg fra andre leddyr.

Endosternittbrusk er en annen type som finnes i denne arten. Det er mer fibrøst enn hyalinbrusk som finnes hos virveldyr. Den finnes i nærheten av de ventrale nervesnorene og gjellebruskvevet.

I blekkspruten (et eksempel på en blæksprutte) ligner kranialbrusk hyalinbrusk og er en av de eneste harde delene av blekksprutlegemene. Veksten av dette brusk skjer via celler som beveger seg fra utsiden til sentrum. I vanlig blekksprut (Sepia officianalis) er brusk fibrillært kollagen. Vekstmønsteret til dette brusken er i det vesentlige det samme som i virveldyrbrusk.

I gastropoder (snegler, snegler eller whelks) er odontoforen en bruskformet fôringsstruktur som gir fôringsstøtte. Odontoforen er cellerikt brusk som inneholder myoglobin som er omgitt av et lite volum ekstracellulær matrise og kollagen.

Til slutt, i fjærdammormene (Sabellid polychaetes), støtter brusk tentaklene.

Konklusjon

Samlet sett kan brusk beskrives som en viktig strukturell del av kroppen som finnes hos virveldyr og noen hvirvelløse dyr. Det er et fast, men mykt vev som gir støtte, fleksibilitet og styrke. Viktigheten av brusk kan sees i hyalinbrusk mellom leddene. Her, når vi eldes, tynnes brusk som fører til betennelse og beinrubbing. Studier pågår av forskere innen dette vitenskapelige området som kan bidra til å forbedre vår forståelse av prosessene som fører til dette og utvikle måter å motvirke / behandle / forebygge slike sykdommer.