Vlastnosti chondrocytů, histologie, funkce, kultura

The chondrocyty jsou to hlavní buňky chrupavky. Jsou odpovědné za sekreci extracelulární matrice chrupavky, kterou tvoří glykosaminoglykany a proteoglykany, kolagenová vlákna a elastická vlákna.

Chrupavka je speciální typ houževnaté, elastické, bělavé pojivové tkáně, která tvoří kostru nebo se přidává k některým kostem některých obratlovců..

Chrupavka také přispívá k tvaru různých orgánů, jako je nos, uši, hrtan a další. Podle typu vláken obsažených ve vylučované extracelulární matrici se chrupavka dělí na tři typy: (1) hyalinní chrupavka, (2) elastická chrupavka a (3) fibrokartilage.

Tři typy chrupavky mají dva společné stavební bloky: buňky, kterými jsou chondroblasty a chondrocyty; a matrice složená z vláken a základní látky podobné gelu, který ponechává malé mezery zvané „laguny“, kde jsou buňky umístěny..

Chrupavčitá matrice nepřijímá krevní cévy, lymfatické cévy ani nervy a je vyživována difúzí z okolní pojivové tkáně nebo v případě synoviálních kloubů ze synoviální tekutiny..

Rejstřík článků

• 1 Funkce
  • 1.1 Růst chrupavky a diferenciace chondroblastů
• 2 Histologie
  • 2.1 Chondrocyty v tkáni chrupavky
  • 2.2 Chondrocyty a typy chrupavky
• 3 funkce
• 4 plodiny
• 5 Reference

Vlastnosti

Chondrocyty jsou přítomny ve všech třech typech chrupavky. Jsou to buňky odvozené z mezenchymálních buněk, které v oblastech, kde se tvoří chrupavka, ztrácejí rozšíření, shlukují se a shlukují a vytvářejí husté hmoty zvané „chondrifikační“ centra..

V těchto chondrifikačních centrech se progenitorové buňky diferencují na chondroblasty, které začnou syntetizovat chrupavkovou matrici, která je postupně obklopuje..

Podobně jako u osteocytů (kostních buněk) se chondroblasty, které jsou zahrnuty v takzvaných „mezerách“ matrice, diferencují na chondrocyty.

Chondrocyty v jejich mezerách se mohou dělit a vytvářet shluky asi čtyř nebo více buněk. Tyto shluky jsou známé jako isogenní skupiny a představují rozdělení původního chondrocytu..

Růst chrupavky a diferenciace chondroblastů

Protože každá buňka každé skupiny nebo izogenní skupiny tvoří matici, vzdalují se od sebe a vytvářejí své vlastní samostatné laguny. V důsledku toho chrupavka roste zevnitř a nazývá tuto formu růstu chrupavky intersticiálním růstem..

V periferních oblastech vyvíjející se chrupavky se mezenchymální buňky diferencují na fibroblasty. Syntetizují hustou nepravidelnou kolagenní pojivovou tkáň zvanou perichondrium..

Perichondrium má dvě vrstvy: vaskularizovanou vnější vláknitou vrstvu složenou z kolagenu typu I a fibroblastů; a další vnitřní buněčná vrstva tvořená chondrogenními buňkami, které se dělí a diferencují na chondroblasty, které tvoří matici, která se přidává periferně.

Prostřednictvím této diferenciace buněk perichondria roste chrupavka také periferní apozicí. Tento růstový proces se nazývá apoziční růst.

Intersticiální růst je typický pro počáteční fázi vývoje chrupavky, ale také se vyskytuje v kloubní chrupavce, která nemá perichondrium, a v epifýzových deskách nebo růstových deskách dlouhých kostí.

Ve zbytku těla naproti tomu chrupavka roste apozicí.

Histologie

V chrupavce lze nalézt tři typy chondrogenních buněk: chondroblasty a chondrocyty..

Chondrogenní buňky jsou tenké a protáhlé ve tvaru vřetena a vznikají diferenciací mezenchymálních buněk.

Jejich jádro je vejčité, mají malou cytoplazmu a špatně vyvinutý komplex Golgi, vzácné mitochondrie a drsné endoplazmatické retikulum a hojné ribozomy. Mohou se diferencovat na chondroblasty nebo osteoprogenitorové buňky.

Chondrogenní buňky vnitřní vrstvy perichondria, stejně jako mezenchymální buňky chondrifikačních center, jsou dva zdroje chondroblastů..

Tyto buňky mají vysoce vyvinuté drsné endoplazmatické retikulum, četné ribozomy a mitochondrie, dobře vyvinutý komplex Golgi a četné sekreční vezikuly..

Chondrocyty v tkáni chrupavky

Chondrocyty jsou chondroblasty obklopené extracelulární matricí. Mohou mít vejčitý tvar, když jsou blízko okraje, a kulatější tvar s průměrem přibližně 20 až 30 μm, když jsou v hlubších oblastech chrupavky..

Mladé chondrocyty mají velké jádro s výrazným jádrem a bohatými cytoplazmatickými organelami, jako je Golgiho komplex, drsné endoplazmatické retikulum, ribozomy a mitochondrie. Mají také bohaté zásoby cytoplazmatického glykogenu.

Staré chondrocyty mají málo organel, ale hojné volné ribozomy. Tyto buňky jsou relativně neaktivní, ale lze je znovu aktivovat zvýšením syntézy proteinů..

Chondrocyty a typy chrupavky

Uspořádání chondrocytů se liší podle typu chrupavky, kde se nacházejí. V hyalinní chrupavce, která má perleťově bílý a průsvitný vzhled, se nalézají chondrocyty, které tvoří mnoho izogenních skupin a jsou uspořádány ve velkých mezerách s velmi malým počtem vláken v matrici.

Hyalinní chrupavka je nejhojnější v lidské kostře a obsahuje kolagenová vlákna typu II.

V elastické chrupavce, která má hojná rozvětvená elastická vlákna propletená s kolagenovými vlákny typu II rozloženými po matrici, jsou hojně přítomny chondrocyty a jsou rovnoměrně rozloženy mezi vlákna.

Tento typ chrupavky je typický pro boltce, Eustachovy trubice, některé laryngeální chrupavky a epiglottis.

Ve fibrokartilage je několik chondrocytů zarovnaných mezi jeho hustými, hustě distribuovanými kolagenovými vlákny typu I v matrici.

Tento typ chrupavky se nachází v meziobratlových ploténkách, v stydké kosti, v oblastech zavedení šlach a v kolenním kloubu..

Funkce

Základní funkcí chondrocytů je syntéza extracelulární matrice různých typů chrupavky. Jako chondrocyty jsou spolu s maticí konstitutivními prvky chrupavky a sdílejí s ní její funkce (jako celek)..

Mezi hlavními funkcemi chrupavky vynikají funkce tlumení nebo tlumení nárazů nebo úderů a stlačení (díky její odolnosti a pružnosti)..

Kromě toho poskytují hladký kloubní povrch, který umožňuje pohyby kloubů s minimálním třením a nakonec tvarují různé orgány, jako je boltko, nos, hrtan, epiglottis, průdušky atd..

Plodiny

Hyalinní chrupavka, která je v lidském těle nejhojnější, může být terčem vícečetných poranění v důsledku nemocí, ale především v důsledku sportovní praxe.

Protože chrupavka je vysoce specializovaná tkáň s relativně malou samoléčebnou schopností, její poranění může způsobit nevratné poškození..

Mnoho chirurgických technik bylo vyvinuto za účelem opravy poranění kloubní chrupavky. Ačkoli tyto techniky, některé invazivnější než jiné, mohou zlepšit zranění, opravená chrupavka je vytvořena jako fibrokartila a ne jako hyalinová chrupavka. To znamená, že nemá stejné funkční vlastnosti jako původní chrupavka..

Aby se dosáhlo adekvátní opravy poškozených kloubních povrchů, byly vyvinuty techniky autologní kultivace (z vlastní chrupavky) pro dosažení in vitro růstu chrupavky a její následné transplantace..

Tyto kultury byly vyvinuty izolací chondrocytů ze vzorku zdravé chrupavky od pacienta, které jsou poté kultivovány a transplantovány..

Ukázalo se, že tyto metody jsou účinné pro růst a vývoj hyalinní kloubní chrupavky a po přibližně dvou letech dosahují definitivní obnovy kloubního povrchu..

Jiné techniky zahrnují pěstování chrupavky in vitro na matrici nebo gelu fibrinu a kyseliny alginové nebo jiných přírodních nebo syntetických látek, které jsou v současné době studovány.

Cílem těchto kultur je však poskytnout materiál pro transplantaci poškozených povrchů kloubů a jejich definitivní zotavení..

Reference

1. Dudek, R. W. (1950). Histologie s vysokou výtěžností (2. vyd.). Philadelphia, Pensylvánie: Lippincott Williams & Wilkins.
2. Gartner, L., & Hiatt, J. (2002). Text atlasu histologie (2. vyd.). México D.F .: McGraw-Hill Interamericana Editores.
3. Giannini, S., R, B., Grigolo, B., & Vannini, F. (2001). Autologní transplantace chondrocytů u osteochondrálních lézí kotníku. Foot and Ankle International, 22(6), 513-517.
4. Johnson, K. (1991). Histologie a buněčná biologie (2. vyd.). Baltimore, Maryland: Národní lékařská série pro nezávislé studium.
5. Kino-Oka, M., Maeda, Y., Yamamoto, T., Sugawara, K., & Taya, M. (2005). Kinetické modelování chondrocytové kultury pro výrobu tkáňově upravené chrupavky. Journal of Bioscience and Bioengineering, 99(3), 197-207.
6. Park, Y., Lutolf, M. P., Hubbell, J. A., Hunziker, E. B. a Wong, M. (2004). Bovinní primární chondrocytová kultura v hydrogelech na bázi poly (ethylenglykolu) citlivých na metaloproteinázy citlivé na syntetickou matrici jako lešení pro opravu chrupavky. Tkáňové inženýrství, 10(3-4), 515-522.
7. Perka, C., Spitzer, R. S., Lindenhayn, K., Sittinger, M., & Schultz, O. (2000). Matrix-smíšená kultura: Nová metodika pro chondrocytovou kulturu a přípravu transplantací chrupavky. Journal of Biomedical Materials Research, 49, 305-311.
8. Qu, C., Puttonen, K.A., Lindeberg, H., Ruponen, M., Hovatta, O., Koistinaho, J., & Lammi, M. J. (2013). Chondrogenní diferenciace lidských pluripotentních kmenových buněk v kokultuře chondrocytů. International Journal of Biochemistry and Cell Biology, Čtyři pět, 1802-1812.
9. Ross, M., & Pawlina, W. (2006). Histologie. Text a Atlas s korelovanou buněčnou a molekulární biologií (5. vydání). Lippincott Williams & Wilkins.