Cartilaj hialină

Definiție: un tip de cartilaj caracteristic aspect lucios și neted, și cu substanță interstițială care conține fibre fine de colagen de tip II, ascunse de substanța solului. Imaginea prezintă secțiunea transversală a cartilajului hialin (mărire: 200x).

Definiția cartilajului hialină

În primul rând, să ne întrebăm , ce este cartilajul? Cartilajul este un material dur și flexibil. Poate fi descris ca țesut conjunctiv. Țesutul cartilajului hialin, cunoscut și sub numele de țesut conjunctiv hialin sau țesut hialin, este cel mai comun tip de cartilaj caracterizat printr-un aspect lucios și neted.

Deci, unde se găsește cartilajul hialin? Locațiile cartilajului hialină includ în jurul oaselor articulațiilor în mișcare liberă. Acest lucru este cunoscut sub numele de cartilaj articular. Un alt exemplu de cartilaj hialin este țesutul găsit în pereții căilor respiratorii. Aceasta include bronhiile, nasul, inelele traheei și vârfurile coastelor.

Există 3 tipuri diferite de cartilaj. Aceasta include (1) cartilaj elastic, (2) cartilaj hialin și (3) fibrocartilaj. Ele diferă în principal de fibrele prezente și vor fi discutate mai detaliat mai jos.

Structura cartilajului hialină

Din ce este format cartilajul? Cartilajul este alcătuit din condroblaste (sau celule perichondriale) care produc matricea extracelulară (sau substanță măcinată), condrocite care se află în spații cunoscute sub numele de lacune și fibre de colagen. Mai multe detalii despre componentele cartilajului vor fi discutate mai jos. Vedeți figura 2 pentru o diagramă cartilaj hialină.

Ce este cartilajul hialin și unde se află?

Cum identificați cartilajul hialin? Se dezvoltă din celulele mezenchimale, care sunt celulele stem găsite în măduva osoasă. Cartilajul hialină nu conține vase de sânge sau nervi, așa că este o structură foarte simplă. Își obține substanțele nutritive prin difuzie din țesuturile din apropiere.

Cartilajul hialină are un aspect lucios, semitransparent alb, cu o nuanță ușor albăstruie. Cuvântul hialină este derivat din cuvântul grecesc „hyalos” care înseamnă „sticlos”, ceea ce implică aspectul său strălucitor și neted. Interesant este că acest aspect se pierde pe măsură ce țesutul îmbătrânește. Într-un embrion, cartilajul hialin alcătuiește primul schelet, apoi se modifică pe măsură ce embrionul se dezvoltă. Acest lucru se întâmplă printr-un proces cunoscut sub numele de osificare endocondrală.

Cartilajul hialină constă din fibre fine de colagen de tip II, condrocite (celule producătoare de matrice) și matrice extracelulară (sau substanță măcinată). Fibrele de colagen de tip II sunt mai subțiri decât fibrele de colagen de tip I. Colagenul de tip I, IV, V, VI, IX și XI sunt, de asemenea, prezenți în cantități foarte mici și ajută la întărirea fibrelor împreună. un material gelatinos abundent în glicozaminoglicanii (GAG), proteoglicani și glicoproteine. Matricea extracelulară umple spațiile dintre celule și fibre.

GAG-urile sunt în esență polizaharide lungi din aminoacizi care atrag ionii de sodiu și potasiu. Acești ioni aduc apă împreună cu ea. Prin urmare, acest lucru ajută la reglarea cantității de apă din matricea extracelulară.

Condroitina sulfat și keratan sulfat sunt exemple de GAG sulfatate, iar acidul hialuronic este un exemplu de GAG nesulfatat. Toate acestea se găsesc în lichidul extracelular al cartilajului.

Proteoglicanii și glicoproteinele sunt aminoacizi și molecule de carbohidrați unite. Acestea leagă moleculele și componentele extracelulare împreună, oferind un fluid asemănător gelului, ajutând la absorbția compresiei și a forței.

Ce sunt condrocitele? Condrocitele sunt singurele celule de cartilaj care se găsesc în cartilajul hialin. Aceste celule încep ca condroblaste (sau celule perichondriale) care produc matricea cartilaginoasă, apoi se imobilizează în interiorul acesteia în spații mici numite lacune.Condrocitele au o capacitate de vindecare limitată datorită capacității lor limitate de replicare. Rareori formează contact celulă-celulă și sunt pur și simplu responsabili de menținerea mediului înconjurător imediat. Figura 3 prezintă structura de bază a unui condrocit.

Cartilajul hialin este în general acoperit de perichondru. Perichondrul se găsește în oasele în curs de dezvoltare, dar nu acoperă cartilajul articular de la capetele oaselor la adulți. Perichondrul este format dintr-un strat exterior și un strat interior. Stratul exterior este cartilaj fibros și produce fibre de colagen, iar stratul interior este implicat în formarea cartilajului prin formarea condroblastelor sau condrocitelor.

Cartilajul articular

Cartilajul articular este diferit de cartilajul hialin obișnuit întrucât are condrocite aplatizate lângă suprafață. Mai adânc în țesut, condrocitele au o structură mai tipică. În straturile foarte adânci ale cartilajului, celulele se găsesc în coloane cu o matrice calcificată. Fibrele de colagen formează arcuri conferindu-i un aranjament structural puternic pentru a rezista presiunii. Cartilajul articular este compus din colagen de tip II, dar s-a constatat că conține cantități mici de colagen de tip VI, IX, X și XI. Figura 4 arată locația cartilajului hialin articular într-o articulație.

Cartilajul articular este alcătuit din zone diferite. Acestea includ zona superficială, urmată de zona de tranziție mijlocie, zona adâncă și, în cele din urmă, zona calcificată. În fiecare zonă, există 3 regiuni. Acestea sunt regiunea pericelulară, regiunea teritorială și regiunea interteritorială. Videoclipul de mai jos prezintă straturile găsite în cartilajul articular.

Zona superficială reprezintă aproximativ 10-20% din grosimea totală a cartilaj. Fibrele de colagen II și IX pot fi găsite aici. Conține un volum mare de condrocite care au un aspect mai aplatizat.

Zona superficială este în contact direct cu lichidul sinovial și protejează straturile mai profunde de forță și tensiuni.

zona de mijloc urmează direct din zona superficială și asigură podul către straturile mai adânci. Această zonă reprezintă aproximativ 40-60% din grosimea totală a cartilajului. Se compune din fibre de colagen mai groase și proteoglicani. Condrocitele de aici sunt sferice și se găsesc în cantități mici.

Zona intermediară funcționează pentru a proteja împotriva forțelor de compactare. Zona adâncă urmează din zona mijlocie și oferă cea mai bună rezistență la forțele de compactare. Conține cel mai ridicat conținut de proteoglican și cel mai mic conținut de apă. Fibrele de colagen sunt dispuse în unghi drept față de suprafață, iar condrocitele sunt dispuse în coloane. Reprezintă în jur de 30% din volumul total al cartilajului articular. În cele din urmă, zona calcificată atașează cartilajul la os. Face acest lucru ancorând fibrele de colagen din zona profundă la osul subcondral.

Histologia cartilajului hialin

După cum sa menționat mai sus, țesutul conjunctiv al cartilajului hialin este format din celule și fibre o matrice extracelulară. Istologia cartilajului hialină descrie aspectul cartilajului hialin atunci când este privit la microscop.

Condrocitele pot fi văzute ca formă rotunjită sau unghiulară. În cartilajul adult, celulele sunt prezente în grupuri izogene, formate dintr-o singură celulă progenitoare. Matricea are un aspect vizual omogen și bazofil. Motivul pentru aceasta se datorează concentrației ridicate de GAG sulfatate în matrice mască fibrele de colagen. Fibrele de colagen de tip II sunt, de asemenea, foarte mici, motiv pentru care matricea extracelulară pare atât de strălucitoare și netedă.

Nu există o distribuție uniformă în matricea extracelulară. Prin urmare, se pot vedea cele trei zone de bază. Figura 5. Prezintă aceste zone diferite.

1. Matricea capsulară, care constă dintr-o zonă subțire care înconjoară fiecare lacună. Aici se află cea mai mare concentrație de GAG sulfatate.
2. Matricea teritorială, care înconjoară matricea capsulară.
3. Matricea interteritorială, care este mai puțin bazofilă datorită unei concentrații mai mici de GAG sulfatate și o proporție mai mare de colagen.

Hematoxilina și eozina (H & E) împreună cu metodele de colorare Van Geison pot fi ambele obișnuia să privească cartilajul hialin la microscop. Pata Van Geison folosește acid picric și fucsină acidă și colorează colagenul roșu. Cartilajul este privit ca o zonă roșie situată sub epiteliu. Colorarea este mai ușoară acolo unde devine mai aproape de lacune, indicând matricea teritorială.

În secțiunile colorate H & E, intensitățile culorii sunt inversate, dar dau o o definiție mai bună decât cu pata Van Geison. Matricea teritorială este întunecată, iar matricea interteritorială este mult mai deschisă la culoare. Grupuri de condrocite pot fi găsite înconjurate de aceste zone mai întunecate în metoda H & E. Aceste condrocite sunt derivate de la același progenitor și, prin urmare, sunt un grup izogen. Perichondrul înconjoară cartilajul, cu excepția cartilajului articular.

Figura 6 prezintă Van Gieson, apoi colorarea H & E a traheei.

Diferența față de alte tipuri de cartilaj

Există 3 tipuri diferite de cartilaj găsite în corp. Cartilajul hialin este cel mai comun, dar și cel mai slab tip de cartilaj. Celelalte două tipuri de cartilaj sunt fibrocartilajul și cartilajul elastic. În ce fel este diferit cartilajul hialin de cartilajul elastic sau fibrocartilajul? Vedeți mai jos pentru a vedea descrierile fiecărui tip de cartilaj. Diferențele vizuale dintre tipurile de cartilaj pot fi văzute în Figura 1.

Cartilajul elastic

Să ne uităm la cartilajul hialină versus cartilajul elastic. Cartilajul elastic (sau fibrocartilajul galben) oferă rezistență și elasticitate anumitor părți ale corpului. Unde se găsește cartilajul elastic? Poate fi găsit în partea externă a urechilor cunoscută sub numele de pinna și epiglotă și cartilajele laringiene și tubul auditiv / trompa eustachiană. Funcții de cartilaj elastic pentru a oferi suport cu elasticitate suplimentară. Conține o rețea densă de fibre de elastină. Nu protejează de stresul mecanic sau de compresie. Mai multe detalii, cum ar fi locațiile și aspectul cartilajului elastic, sunt evidențiate în tabelul 1 de mai jos. Unde se găsește fibrocartilajul? Locațiile fibrocartilajului includ discurile intervertebrale ale coloanei vertebrale, în maxilar și genunchiul și încheietura mâinii. Acest țesut de fibrocartilaj conține pachete mari de colagen de tip I. Este cel mai puternic tip de cartilaj. Fibrocartilajul funcționează pentru a oferi suport împotriva forței de încărcare și de presiune.

Fibrocartilajul poate fi descris prin separarea acestuia în 4 grupuri diferite.

1. Primul grup este fibrocartilajul intraarticular. . Acesta acționează ca un tampon între articulațiile care sunt expuse la impact mare și mișcări frecvente. Un exemplu este meniscul genunchiului.
2. Al doilea grup este conectarea fibrocartilajului care se găsește în articulațiile cu mișcare limitată, cum ar fi discurile intervertebrale. caneluri în care se află tendoanele și mușchii.
3. În cele din urmă, ultimul grup, fibrocartilajul circumferențial, înconjoară unele margini ale cavității articulare care le protejează marginile. Un exemplu este un labrum acetabular (căptușind mufa șoldului).

Fibrocartilajul vs cartilajul hialin, precum și locațiile din corp unde se află fibrocartilajul, sunt descrise în tabelul 1 de mai jos.

Tabelul 1.Cartilaj hialin vs Cartilaj elastic și fibrocartilaj

Funcția cartilajului hialină

Deci, care este funcția cartilajului hialin? Cartilajul hialină conține relativ puține fibre și oferă o suprafață netedă pentru mișcare, precum și o pernă care absoarbe șocurile acolo unde oasele se întâlnesc. În cartilajul articular, funcția principală este de a oferi o suprafață netedă care să reziste la frecare și presiune de la funcțiile de greutate.

În trahee, oferă suport pentru țesuturile mai moi și le permite să mențină o deschidere deschisă. poziție.

Importanța biologică a cartilajului hialinic

Cel mai important rol al cartilajului hialin este de a oferi suport mecanic sistemului respirator, dezvoltând oase și suprafețe articulare.

Pe măsură ce îmbătrânim, problemele cu calitatea cartilajului nostru hialin poate apărea. Odată cu înaintarea în vârstă, numărul condrocitelor din stratul superficial al cartilajului articular scade, în timp ce numărul condrocitelor din straturile profunde crește. De asemenea, odată cu creșterea vârstei este o scădere a proteoglicanilor din matricea extracelulară. Există, de asemenea, o creștere a sulfatului de cheratină și o scădere a sulfatului de condroitină. Volumul de acid hialuronic crește, de asemenea. Cartilajul hialin este susceptibil la uzură datorită rolului său de amortizor și al utilizării grele în activitățile zilnice. Toți acești factori pot determina cartilajul hialin să devină mai susceptibil la daune și boli decât celelalte tipuri de cartilaj.

Este posibil ca țesuturile cartilajului să se vindece lent după o leziune, deoarece există o lipsă de aport de sânge la condrocitele. Aceasta înseamnă că matricea se formează lent. De asemenea, condrocitele sunt blocate în lacune și nu pot migra într-o zonă de țesut deteriorat. Țesutul deteriorat devine țesut cicatricial.

În matricea extracelulară, sulfatul de condroitină joacă un rol important, deoarece este un mediator antiinflamator și reduce durerea. Unele studii sugerează că prezența sa ajută la încetinirea descompunerii cartilajului și astfel previne afecțiuni precum osteoartrita. Osteoartrita apare atunci când cartilajul se uzează, permițând oaselor să se frece unul împotriva celuilalt provocând scleroză (întărire) a osului subcondral (os chiar sub cartilaj) și inflamație a membranei sinoviale care duce la durere. în Alte animale

Animalele din clasa Chondrichthyes au un schelet compus complet din cartilaj. Rechinii și razele sunt exemple bune în acest sens.Cartilajul este mai puțin dens decât osul, dar oferă totuși rezistență și, prin urmare, permite acestor animale să se deplaseze rapid prin apă fără a depune prea mult efort.

Cartilajul se găsește și la nevertebrate, cum ar fi crabii de potcoavă, melcii și cefalopode (moluște prădătoare de ex. caracatiță și calmar). Cartilajul branțial din artropodul potcoavului Atlantic (Limulus polyphemus), este bogat în condrocite vacuolate care diferă de orice alt artropod.

Cartilajul endosternit este un alt tip găsit la această specie. Este mai fibros decât cartilajul hialin găsit la vertebrate. Se găsește lângă cordoanele nervoase ventrale și țesutul cartilajului branhial.

În caracatiță (un exemplu de cefalopod), cartilajul cranian seamănă cu cartilajul hialin și este una dintre singurele părți dure ale corpului caracatiței. Creșterea acestui cartilaj are loc prin intermediul celulelor care se deplasează din exterior spre centru. În sepia comună (Sepia officianalis), cartilajul este colagen fibrilar. Modelul de creștere al acestui cartilaj este, în esență, același ca și în cartilajul vertebratelor.

La gastropode (melci, melci sau crengi), odontoforul este o structură de hrănire formată din cartilaj care oferă sprijin pentru hrănire. Odontoforul este un cartilaj bogat în celule care conține mioglobină, care este înconjurat de un volum scăzut de matrice extracelulară și colagen.

Concluzie

În general, cartilajul poate fi descris ca o parte structurală vitală a corpului care se găsește la vertebrate și la unele nevertebrate. Este un țesut ferm, dar moale, care oferă sprijin, flexibilitate și rezistență. Importanța cartilajului poate fi văzută în cartilajul hialin dintre articulații. Aici, pe măsură ce îmbătrânim, cartilajul se subțiază, ducând la inflamație și frecare osoasă. Cercetătorii din acest domeniu al științei sunt în curs de desfășurare, care ne pot ajuta să ne îmbunătățim înțelegerea proceselor care duc la aceasta și să dezvolte modalități de a contracara / trata / preveni astfel de boli. div>