Hyalien kraakbeen

Definitie: een type kraakbeen dat kenmerkend is glanzend en glad van uiterlijk, en met interstitiële substantie die fijne type II collageenvezels bevat die worden verduisterd door de gemalen substantie. Afbeelding toont de doorsnede van hyaline kraakbeen (vergroting: 200x).

Definitie hyaline kraakbeen

Laten we eerst vragen , wat is kraakbeen? Kraakbeen is een taai en flexibel materiaal. Het kan worden omschreven als bindweefsel. Hyaline kraakbeenweefsel, ook wel hyaline bindweefsel of hyaline weefsel genoemd, is het meest voorkomende type kraakbeen dat wordt gekenmerkt door een glanzend en glad uiterlijk.

Dus, waar wordt hyalien kraakbeen gevonden? Hyaliene kraakbeenlocaties omvatten rond botten van vrij bewegende gewrichten. Dit staat bekend als gewrichtskraakbeen. Een ander voorbeeld van hyalien kraakbeen is het weefsel dat in de wanden van de luchtwegen wordt aangetroffen. Dit omvat de bronchiën, de neus, de ringen van de luchtpijp en de toppen van de ribben.

Er zijn 3 verschillende soorten kraakbeen. Dit omvat (1) elastisch kraakbeen, (2) hyalien kraakbeen en (3) vezelkraakbeen. Ze verschillen voornamelijk van de vezels die aanwezig zijn en zullen hieronder in meer detail worden besproken.

Hyaline kraakbeenstructuur

Waar is kraakbeen van gemaakt? Kraakbeen bestaat uit chondroblasten (of perichondriale cellen) die de extracellulaire matrix (of grondsubstantie) produceren, chondrocyten die in ruimten liggen die bekend staan als lacunes, en collageenvezels. Meer details over de componenten van kraakbeen zullen hieronder worden besproken. Zie figuur 2 voor een hyaline kraakbeendiagram.

Wat is hyaline kraakbeen en waar bevindt het zich?

Hoe identificeer je hyaline kraakbeen? Het ontwikkelt zich uit mesenchymale cellen, de stamcellen die in het beenmerg worden aangetroffen. Hyalien kraakbeen bevat geen bloedvaten of zenuwen en is dus een heel eenvoudige structuur. Het verkrijgt zijn voedingsstoffen via diffusie uit nabijgelegen weefsels.

Hyalien kraakbeen heeft een glanzend, wit semi-transparant uiterlijk met een licht blauwachtige tint. Het woord hyaline is afgeleid van het Griekse woord ‘hyalos’, wat ‘glazig’ betekent, wat duidt op een glanzend, glad uiterlijk. Interessant is dat dit uiterlijk verloren gaat naarmate het weefsel ouder wordt. In een embryo vormt hyaline kraakbeen het eerste skelet en verandert het vervolgens naarmate het embryo zich ontwikkelt. Dit gebeurt via een proces dat bekend staat als endochondrale ossificatie.

Hyalien kraakbeen bestaat uit fijne type II collageenvezels, chondrocyten (matrix producerende cellen) en de extracellulaire matrix (of gemalen substantie). Type II collageenvezels zijn dunner dan type I collageenvezels. Type I, IV, V, VI, IX en XI collageen zijn ook in zeer kleine hoeveelheden aanwezig en helpen de vezels samen te versterken.

De kraakbeenmatrix, bekend als de extracellulaire matrix of grondsubstantie, is een gelatineus materiaal dat overvloedig aanwezig is in glycosaminoglycanen (GAG’s), proteoglycanen en glycoproteïnen. De extracellulaire matrix vult de ruimtes tussen de cellen en de vezels.

GAG’s zijn in wezen lange polysacchariden gemaakt van aminosuikers die natrium- en kaliumionen aantrekken. Deze ionen brengen water met zich mee. Daarom helpt dit om de hoeveelheid water in de extracellulaire matrix te reguleren.

Chondroïtinesulfaat en keratansulfaat zijn voorbeelden van gesulfateerde GAG’s en hyaluronzuur is een voorbeeld van niet-gesulfateerde GAG. Deze worden allemaal aangetroffen in de extracellulaire vloeistof van kraakbeen.

Proteoglycanen en glycoproteïnen zijn aminozuren en koolhydraatmoleculen die met elkaar zijn verbonden. Ze binden extracellulaire moleculen en componenten aan elkaar en geven een gelachtige vloeistof die helpt om compressie en kracht te absorberen.

Wat zijn chondrocyten? Chondrocyten zijn de enige kraakbeencellen die in hyaline kraakbeen worden aangetroffen. Deze cellen beginnen als chondroblasten (of perichondriale cellen) die de kraakbeenachtige matrix produceren, en worden daarin geïmmobiliseerd in kleine ruimtes die lacunes worden genoemd.

De rol van chondrocyten is het ontwikkelen, repareren en onderhouden van de extracellulaire matrix.Chondrocyten hebben een beperkt genezend vermogen vanwege hun beperkte replicatievermogen. Ze vormen zelden cel-celcontact en zijn simpelweg verantwoordelijk voor het onderhouden van hun directe omgeving. Figuur 3 toont de basisstructuur van een chondrocyt.

Het hyaline kraakbeen is meestal bedekt met perichondrium. Het perichondrium wordt aangetroffen in het ontwikkelen van botten, maar bedekt het gewrichtskraakbeen aan de uiteinden van botten bij volwassenen niet. Het perichondrium bestaat uit een buitenlaag en een binnenlaag. De buitenste laag is vezelachtig kraakbeen en produceert collageenvezels en de binnenste laag is betrokken bij de vorming van kraakbeen door de vorming van chondroblasten of chondrocyten.

Gewrichtskraakbeen

Gewrichtskraakbeen verschilt van gewoon hyaline kraakbeen omdat het chondrocyten heeft afgeplat dichtbij het oppervlak. Dieper in het weefsel nemen de chondrocyten een meer typische structuur aan. In de zeer diepe lagen van het kraakbeen bevinden de cellen zich in kolommen met een verkalkte matrix. De collageenvezels vormen bogen waardoor het een sterke structurele opstelling heeft om druk te weerstaan. Gewrichtskraakbeen is samengesteld uit type II collageen, maar er is ook gevonden dat het kleine hoeveelheden type VI, IX, X en XI collageen bevat. Figuur 4 toont de locatie van het gewrichtskraakbeen in een gewricht.

Gewrichtskraakbeen bestaat uit verschillende zones. Deze omvatten de oppervlakkige zone, gevolgd door de middelste overgangszone, de diepe zone en tenslotte de verkalkte zone. Binnen elke zone zijn er 3 regio’s. Dit zijn de pericellulaire regio, de territoriale regio en de interterritoriale regio. De onderstaande video toont de lagen die in gewrichtskraakbeen worden aangetroffen.

De oppervlakkige zone vormt ongeveer 10-20% van de totale dikte van het kraakbeen. Collageenvezels II en IX zijn hier te vinden. Het bevat een groot aantal chondrocyten die er meer afgeplat uitzien.

De oppervlakkige zone staat in direct contact met het gewrichtsvocht en beschermt de diepere lagen tegen kracht en spanningen.

De middenzone volgt direct op de oppervlakkige zone en vormt de brug naar de diepere lagen. Deze zone vertegenwoordigt ongeveer 40-60% van de totale kraakbeendikte. Het bestaat uit dikkere collageenvezels en proteoglycanen. De chondrocyten hier zijn bolvormig en worden in kleine hoeveelheden aangetroffen.

De middelste zone beschermt tegen verdichtingskrachten. De diepe zone volgt op de middenzone en biedt de beste weerstand tegen verdichtingskrachten. Het bevat het hoogste proteoglycaangehalte en het minste watergehalte. De collageenvezels staan loodrecht op het oppervlak en de chondrocyten zijn gerangschikt in kolommen. Het vertegenwoordigt ongeveer 30% van het totale gewrichtskraakbeenvolume. Ten slotte hecht de verkalkte zone het kraakbeen aan het bot. Het doet dit door de collageenvezels in de diepe zone te verankeren in het subchondrale bot.

Hyaline kraakbeenhistologie

Zoals hierboven vermeld, bestaat hyaline kraakbeenbindweefsel uit cellen en vezels binnenin een extracellulaire matrix. De histologie van hyalien kraakbeen beschrijft hoe hyaline kraakbeen eruitziet onder een microscoop.

De chondrocyten kunnen worden gezien als afgerond of hoekig van vorm. In volwassen kraakbeen zijn de cellen aanwezig in isogene groepen, gevormd uit een enkele progenitorcel. De matrix is visueel homogeen en basofiel van uiterlijk. De reden hiervoor is vanwege de hoge concentratie aan gesulfateerde GAG’s in de matrix die de collageenvezels maskeren. Type II collageenvezels zijn ook erg klein en daarom ziet de extracellulaire matrix er zo glanzend en glad uit.

Er is geen uniforme verdeling binnen de extracellulaire matrix. Daarom zijn de drie basiszones te zien. Figuur 5. toont deze verschillende zones.

1. De capsulaire matrix, die bestaat uit een dunne zone die elke lacune omgeeft. Hier ligt de hoogste concentratie aan gesulfateerde GAG’s.
2. De territoriale matrix, die de capsulaire matrix omgeeft.
3. De interterritoriale matrix, die minder basofiel is door een lagere concentratie aan gesulfateerde GAG’s en een hoger aandeel collageen.

De hematoxyline en eosine (H & E kleuring) samen met de Van Geison-kleuringsmethoden kunnen beide worden gebruikte om hyaline kraakbeen onder de microscoop te bekijken. De Van Geison-beits gebruikt picrinezuur en zure fuchsine en kleurt collageen rood. Het kraakbeen wordt gezien als een rode zone die onder het epitheel ligt. De kleuring is lichter waar deze dichter bij de lacunes komt, wat de territoriale matrix aangeeft.

In H & E gekleurde secties zijn de kleurintensiteiten omgekeerd, maar geven een betere definitie dan met de Van Geison-beits. De territoriale matrix is donker en de interterritoriale matrix is een stuk lichter van kleur. Groepen chondrocyten kunnen worden gevonden omringd door deze donkere gebieden in de H & E methode. Deze chondrocyten zijn afgeleid van dezelfde voorlopercellen en vormen daarom een isogene groep. Het perichondrium omgeeft het kraakbeen behalve bij gewrichtskraakbeen.

Afbeelding 6 afbeeldingen tonen Van Gieson en vervolgens H & E kleuring van de luchtpijp.

Het verschil met andere typen van kraakbeen

Er zijn 3 verschillende soorten kraakbeen in het lichaam. Hyalien kraakbeen is het meest voorkomende maar ook het zwakste type kraakbeen. De andere twee soorten kraakbeen zijn vezelkraakbeen en elastisch kraakbeen. Waarin verschilt hyalien kraakbeen van elastisch kraakbeen of vezelkraakbeen? Zie hieronder voor beschrijvingen van elk kraakbeentype. De visuele verschillen tussen de soorten kraakbeen zijn te zien in figuur 1.

Elastisch kraakbeen

Laten we kijken naar hyaline kraakbeen versus elastisch kraakbeen. Elastisch kraakbeen (of geel vezelkraakbeen) geeft kracht en elasticiteit aan bepaalde delen van het lichaam. Waar wordt elastisch kraakbeen gevonden? Het kan worden gevonden in het uitwendige deel van de oren dat bekend staat als de oorschelp en de epiglottis en het strottenhoofdkraakbeen en de gehoorbuis / buis van Eustachius. Elastisch kraakbeen zorgt voor ondersteuning met extra elasticiteit. Het bevat een dicht netwerk van elastinevezels. Het biedt geen bescherming tegen mechanische belasting of compressie. Meer details zoals de locaties en het uiterlijk van elastisch kraakbeen worden in tabel 1 hieronder toegelicht.

Vezelkraakbeen

Vezelkraakbeen bindweefsel is een dicht flexibel en ondersteunend kraakbeen dat bestaat uit fibreus weefsel. Waar wordt fibrocartilage gevonden? Locaties van fibrokraakbeen omvatten de tussenwervelschijven van de wervelkolom, in de kaak en de knie en pols. Dit fibrokraakbeenweefsel bevat grote bundels collageen type I. Het is het sterkste type kraakbeen. Vezelkraakbeen functioneert om ondersteuning te bieden tegen gewichts- en drukkrachten.

Vezelkraakbeen kan worden beschreven door het in 4 verschillende groepen te verdelen.

1. De eerste groep is intra-articulair vezelkraakbeen . Dit fungeert als een buffer tussen gewrichten die worden blootgesteld aan hoge impact en frequente bewegingen. Een voorbeeld is de meniscus van de knie.
2. De tweede groep is het verbinden van fibrokraakbeen dat wordt aangetroffen in gewrichten met beperkte beweging, zoals de tussenwervelschijven.
3. Stratiform fibrocartilage wordt aangetroffen op het bot groeven waar pezen en spieren liggen.
4. Ten slotte omgeeft de laatste groep, perifeer vezelkraakbeen, enkele gewrichtsholten die hun randen beschermen. Een voorbeeld is een acetabulair labrum (langs de heupkom).

Vezelkraakbeen versus hyalien kraakbeen, evenals de locaties in het lichaam waar fibrokraakbeen zich bevindt, worden beschreven in onderstaande tabel 1.

Tabel 1.Hyaline kraakbeen versus elastisch kraakbeen en vezelkraakbeen

Functie hyaline kraakbeen

Dus, wat is de functie van hyaline kraakbeen? Hyaline kraakbeen bevat relatief weinig vezels en zorgt voor een glad oppervlak voor beweging en een kussen dat schokken absorbeert waar de botten samenkomen. In gewrichtskraakbeen is de primaire functie het verschaffen van een glad oppervlak dat bestand is tegen wrijving en druk van gewichtdragende functies.

In de luchtpijp biedt het ondersteuning voor de zachtere weefsels en zorgt het ervoor dat ze open blijven. positie.

Biologisch belang van hyaline kraakbeen

De belangrijkste rol van hyaline kraakbeen is om mechanische ondersteuning te bieden voor het ademhalingssysteem, de ontwikkeling van botten en gewrichtsoppervlakken.

Naarmate we ouder worden, ontstaan er problemen. met de kwaliteit van ons hyaline kan kraakbeen ontstaan. Met toenemende leeftijd daalt het aantal chondrocyten in de oppervlakkige laag van gewrichtskraakbeen terwijl het aantal chondrocyten in de diepere lagen toeneemt. Met een toename in leeftijd is er ook een afname van proteoglycanen in de extracellulaire matrix. Er is ook een toename van keratinesulfaat en een afname van chondroïtinesulfaat. Het volume van hyaluronzuur neemt ook toe. Hyalien kraakbeen is onderhevig aan slijtage door zijn rol als schokdemper en intensief gebruik bij dagelijkse activiteiten. Al deze factoren kunnen ertoe leiden dat hyalien kraakbeen vatbaarder wordt voor beschadiging en ziekte dan de andere soorten kraakbeen.

Kraakbeenweefsels zullen na een verwonding waarschijnlijk traag genezen omdat er een gebrek aan bloedtoevoer is naar de chondrocyten. Dit betekent dat de matrix langzaam wordt gevormd. Ook zitten chondrocyten vast in lacunes en kunnen ze niet migreren naar een gebied met beschadigd weefsel. Beschadigd weefsel wordt littekenweefsel.

In de extracellulaire matrix speelt chondroïtinesulfaat een belangrijke rol, omdat het een ontstekingsremmende mediator is en pijn vermindert. Sommige onderzoeken suggereren dat de aanwezigheid ervan de afbraak van kraakbeen helpt vertragen en daardoor aandoeningen zoals artrose voorkomt. Osteoartritis treedt op wanneer het kraakbeen wegslijt, waardoor de botten tegen elkaar kunnen wrijven, wat subchondraal bot (bot net onder het kraakbeen) sclerose (verharding) en ontsteking van het synoviale membraan wat tot pijn leidt.

Hyalinekraakbeen in Other Animals

Dieren in de klasse Chondrichthyes hebben een skelet dat volledig uit kraakbeen bestaat. Haaien en roggen zijn hier goede voorbeelden van.Kraakbeen is minder dicht dan bot, maar geeft toch kracht en zorgt ervoor dat deze dieren zich snel door het water kunnen bewegen zonder al te veel inspanning.

Kraakbeen komt ook voor bij ongewervelde dieren, zoals degenkrabben, slakken en koppotigen (roofzuchtige weekdieren bijv. octopus en inktvis). Het kraakbeen in de geleedpotige Atlantische degenkrab (Limulus polyphemus) is rijk aan gevacuoliseerde chondrocyten die verschilt van elke andere geleedpotige.

Endosternietkraakbeen is een ander type dat bij deze soort wordt aangetroffen. Het is vezeliger dan het hyaline kraakbeen dat bij gewervelde dieren wordt aangetroffen. Het wordt aangetroffen nabij de ventrale zenuwkoorden en kieuwkraakbeenweefsel.

In de octopus (een voorbeeld van een koppotige) lijkt het schedelkraakbeen op hyalien kraakbeen en is het een van de weinige harde delen van het octopuslichaam. De groei van dit kraakbeen vindt plaats via cellen die van buiten naar binnen bewegen. Bij de gewone inktvis (Sepia officianalis) is het kraakbeen fibrillair collageen. Het groeipatroon van dit kraakbeen is in wezen hetzelfde als dat van gewervelde kraakbeen.

Bij buikpotigen (slakken, slakken of wulken) is de odontofoor een kraakbeenvormige voedingsstructuur die voedingsondersteuning biedt. De odontofoor is celrijk kraakbeen dat myoglobine bevat en wordt omgeven door een laag volume extracellulaire matrix en collageen.

Ten slotte ondersteunt kraakbeen in de plumeau-wormen (Sabellid polychaeten) hun tentakels.

Conclusie

Over het algemeen kan kraakbeen worden beschreven als een essentieel structureel onderdeel van het lichaam dat wordt aangetroffen bij gewervelde dieren en sommige ongewervelde dieren. Het is een stevig maar zacht weefsel dat ondersteuning, flexibiliteit en kracht biedt. Het belang van kraakbeen is te zien in hyaline kraakbeen tussen gewrichten. Hier, naarmate we ouder worden, wordt het kraakbeen dunner, wat leidt tot ontstekingen en botwrijving. Er zijn onderzoeken gaande door onderzoekers op dit gebied van de wetenschap die kunnen helpen ons begrip van de processen die hiertoe leiden, te verbeteren en manieren te ontwikkelen om dergelijke ziekten tegen te gaan / behandelen / voorkomen.