ХОНДРОЦИТИ: ХАРАКТЕРИСТИКИ, ГІСТОЛОГІЯ, ФУНКЦІЇ, КУЛЬТУРА - БІОЛОГІЯ - 2025

У хондроцитов є основними клітинами хряща. Вони відповідають за секрецію позаклітинного матриксу хряща, що складається з глікозаміногліканів і протеогліканів, колагенових волокон та еластичних волокон.

Хрящ - це особливий тип міцної, пружної, білосніжної сполучної тканини, яка утворює скелет або додається до певних кісток деяких хребетних тварин.

Розділ хрящової тканини, число 2 вказує місце розташування хондроциту (Джерело: Guido Fregapani via Wikimedia Commons)

Хрящ також сприяє формі різних органів, таких як ніс, вуха, гортань та ін. За типом волокон, що входять до виділеного позаклітинного матриксу, хрящ класифікують на три типи: (1) гіаліновий хрящ, (2) еластичний хрящ та (3) фіброкарцила.

Три типи хрящів мають два загальні будівельні блоки: клітини, які є хондробластами та хондроцитами; і матриця, що складається з волокон та основної речовини, схожої на гель, який залишає невеликі проміжки під назвою "прогалини", де розташовані клітини.

Хрящовий матрикс не отримує судини, лімфатичні судини або нерви і живиться дифузією з навколишньої сполучної тканини або, у разі синовіальних суглобів, із синовіальної рідини.

характеристики

Хондроцити присутні у всіх трьох типах хрящів. Вони являють собою клітини, отримані з мезенхімальних клітин, які на ділянках, де утворюється хрящ, втрачають розширення, округлюються і конгрегуються, утворюючи густі маси, що називаються центрами "хондрифікації".

У цих центрах хондрифікації клітини-попередники диференціюються на хондробласти, які починають синтезувати хрящовий матрикс, який їх потроху оточує.

Аналогічно тому, що відбувається з остеоцитами (кістковими клітинами), хондробласти, що входять до так званих «прогалин» матриці, диференціюються в хондроцити.

Хондроцити в межах своїх лакун можуть ділитися, утворюючи скупчення приблизно з чотирьох і більше клітин. Ці скупчення відомі як ізогенні групи і являють собою відділи вихідних хондроцитів.

Зростання хряща та диференціювання хондробластів

Оскільки кожна клітина кожного кластера або ізогенної групи утворює матрицю, вони віддаляються один від одного і утворюють власні окремі лагуни. Як наслідок, хрящ росте зсередини, називаючи цю форму росту хряща інтерстиціальним ростом.

У периферичних областях розвиваються хрящів мезенхімальні клітини диференціюються на фібробласти. Вони синтезують щільну неправильну колагенну сполучну тканину, що називається перихондрієм.

Перихондрій має два шари: зовнішній волокнистий васкуляризований шар, що складається з колагену I типу та фібробластів; і інший внутрішній клітинний шар, утворений хондрогенними клітинами, які діляться і диференціюються на хондробласти, які утворюють матрицю, яка додається периферійно.

Завдяки цій диференціації клітин перихондрію хрящ також росте за допомогою периферичного призначення. Цей процес зростання називається зростанням призначення.

Інтерстиціальний ріст характерний для початкової фази розвитку хряща, але він зустрічається і в суглобовому хрящі, який не має перихондрію, і в епіфізарних пластинах або ростових пластинах довгих кісток.

У решті частини тіла, з іншого боку, хрящ росте шляхом накладення.

Гістологія

У хрящах можна знайти три типи хондрогенних клітин: хондробласти та хондроцити.

Хондрогенні клітини тонкі і витягнуті у формі веретена і походять від диференціювання мезенхімальних клітин.

Їх ядро ​​яйцеподібне, у них мало цитоплазми та недорозвинений комплекс Гольджі, дефіцитні мітохондрії та шорсткий ендоплазматичний ретикулум та рясні рибосоми. Вони можуть диференціюватися в хондробласти або остеопрогенітарні клітини.

Хондрогенні клітини внутрішнього шару перихондрію, а також мезенхімальні клітини центрів хондрифікації є двома джерелами хондробластів.

Ці клітини мають високорозвинений шорсткий ендоплазматичний ретикулум, численні рибосоми та мітохондрії, добре розвинений комплекс Гольджі та численні секреторні везикули.

Хондроцити в хрящовій тканині

Хондроцити - хондробласти, оточені позаклітинним матриксом. Вони можуть мати яйцеподібну форму, коли вони знаходяться поблизу периферії, і більш округлу форму, діаметром приблизно від 20 до 30 мкм, коли вони знаходяться в більш глибоких областях хряща.

Молоді хондроцити мають велике ядро ​​з вираженим ядерцем і рясними цитоплазматичними органелами, такими як комплекс Гольджі, шорсткий ендоплазматичний ретикулум, рибосоми та мітохондрії. Вони також мають рясні цитоплазматичні запаси глікогену.

У старих хондроцитах мало органел, але багато вільних рибосом. Ці клітини відносно неактивні, але можуть бути реактивовані шляхом збільшення синтезу білка.

Хондроцити та типи хрящів

Розташування хондроцитів змінюється залежно від типу хряща, де вони знаходяться. У гіаліновому хрящі, який має перлино-білий і напівпрозорий вигляд, хондроцити зустрічаються у багатьох ізогенних групах і розташовані у великих проміжках з дуже малою кількістю волокон у матриці.

Суглобовий хрящ гіаліну (Джерело: Eugenio Fernández Pruna через Wikimedia Commons)

Гіаліновий хрящ є найпоширенішим у скелеті людини і містить колагенові волокна II типу.

У еластичному хрящі, який має рясні розгалужені еластичні волокна, переплетені з колагеновими волокнами II типу, розподіленими по всій матриці, хондроцити рясні та рівномірно розподілені між волокнами.

Цей тип хрящів характерний для гостриків, євстахієвих труб, деяких гортанних хрящів і надгортанника.

У фіброкартилах є кілька хондроцитів, вистелених між його товстими густо розподіленими колагеновими волокнами I типу в матриксі.

Цей тип хрящів розташовується в міжхребцевих дисках, в лобці симфізу, в областях вставки сухожиль і в колінному суглобі.

Особливості

Основна функція хондроцитів полягає в синтезі позаклітинного матриксу різних типів хрящів. Як і хондроцити, разом з матрицею вони є складовими елементами хряща і ділять його функції з ним (в цілому).

Серед основних функцій хряща є функції подушки або поглинання ударів або ударів і стискань (завдяки його стійкості та гнучкості).

Крім того, вони забезпечують гладку суглобову поверхню, яка дозволяє рухам суглобів з мінімальним тертям і, в кінцевому рахунку, формують різні органи, наприклад, вушну раковину, ніс, гортань, надгортанник, бронхи тощо.

Урожай

Гіаліновий хрящ, який є найпоширенішим в організмі людини, може зазнавати багаторазових травм через хвороби, але, перш за все, від занять спортом.

Оскільки хрящ - це вузькоспеціалізована тканина з відносно невеликою здатністю до самолікування, її травми можуть завдати незворотної шкоди.

З метою відновлення травм суглобових хрящів було розроблено багато хірургічних методик. Хоча ці методи, деякі більш інвазивні, ніж інші, можуть покращити травми, відремонтований хрящ формується як фіброзно-хрящовий, а не гіаліновий хрящ. Це означає, що він не має тих же функціональних характеристик, що і вихідний хрящ.

Для отримання належного відновлення пошкоджених суглобових поверхонь розроблені методи аутологічної культури (з власного хряща) для досягнення in vitro росту хряща та подальшої його трансплантації.

Ці культури були розроблені шляхом виділення у пацієнта хондроцитів із здорового хрящового зразка, які потім культивують та пересаджують.

Ці методи виявились ефективними для росту та розвитку гіалінового суглобового хряща і через приблизно два роки вони досягають остаточного відновлення суглобової поверхні.

Інші методи передбачають культивування хряща in vitro на матриці або гелі фібрину та альгінової кислоти або інших природних чи синтетичних речовин, які зараз вивчаються.

Однак мета цих культур - забезпечити матеріал для трансплантації травмованих поверхонь суглоба та їх остаточне відновлення.

Список літератури

1. Дудек, RW (1950). Гістологія високого виходу (2-е видання). Філадельфія, Пенсильванія: Ліппінкот Вільямс і Вілкінс.
2. Gartner, L., & Hiatt, J. (2002). Текстовий атлас гістології (2-е видання). Мексика DF: McGraw-Hill Interamericana Editores.
3. Giannini, S., R, B., Grigolo, B., & Vannini, F. (2001). Аутологічна трансплантація хондроцитів при остеохондральних ураженнях гомілковостопного суглоба. Foot and Gokle International, 22 (6), 513–517.
4. Джонсон, К. (1991). Гістологія та клітинна біологія (2-е видання). Балтімор, штат Меріленд: Національна медична серія незалежного дослідження.
5. Kino-Oka, M., Maeda, Y., Yamamoto, T., Sugawara, K., & Taya, M. (2005). Кінетичне моделювання культури хондроцитів для виготовлення тканинно-інженерного хряща. Журнал біології та біоінженерії, 99 (3), 197–207.
6. Парк, Ю., Лутольф, депутат, Хаббелл, Дж. А., Хунзікер, Е. Б., і Вонг, М. (2004). Первинна культура хондроцитів великої рогатої худоби в синтетичних матричних металопротеїназах, чутливих до поліетиленгліколю, гідрогелів як скелі для відновлення хряща. Тканинна техніка, 10 (3–4), 515–522.
7. Perka, C., Spitzer, RS, Lindenhayn, K., Sittinger, M., & Schultz, O. (2000). Змішана матрична культура: Нова методологія культури хондроцитів та підготовки хрящових трансплантатів. Журнал досліджень біомедичних матеріалів, 49, 305–311.
8. Qu, C., Puttonen, KA, Lindeberg, H., Ruponen, M., Hovatta, O., Koistinaho, J., & Lammi, MJ (2013). Хондрогенна диференціація плюрипотентних стовбурових клітин людини в кокультурі хондроцитів. Міжнародний журнал біохімії та клітинної біології, 45, 1802–1812.
9. Ross, M., & Pawlina, W. (2006). Гістологія. Текст і атлас з корельованою клітинною та молекулярною біологією (5-е видання). Lippincott Williams & Wilkins.