Гиалиновый хрящ — это стекловидный ( гиалиновый ) полупрозрачный хрящ, встречающийся на многих суставных поверхностях. Он также чаще всего встречается в ребрах , носу, гортани и трахее . [1] Гиалиновый хрящ имеет жемчужно-серый цвет, плотную консистенцию и содержит значительное количество коллагена. Он не содержит нервов и кровеносных сосудов, а его структура относительно проста.
Гиалиновый хрящ снаружи покрыт фиброзной оболочкой, известной как надхрящница , или, если она расположена вдоль сочленяющихся поверхностей, синовиальной оболочкой . Эта мембрана содержит сосуды, обеспечивающие питание хряща посредством диффузии .
Матрица гиалинового хряща состоит в основном из коллагена II типа и хондроитинсульфата , которые также содержатся в эластичном хряще .
Гиалиновый хрящ имеется на грудинных концах ребер, в гортани, трахее и бронхах, а также на сочленяющихся поверхностях костей. Это придает структурам определенную, но податливую форму. Наличие коллагеновых волокон делает такие структуры и суставы прочными, но с ограниченной подвижностью и гибкостью.
Гиалиновый хрящ является наиболее распространенным типом хряща. Он также образует временный эмбриональный скелет, который постепенно заменяется костью, и скелет пластиножаберных рыб.
При рассмотрении среза гиалинового хряща под микроскопом обнаруживается, что он состоит из клеток ( хондроцитов ) округлой или тупоугловой формы, лежащих группами по две и более в зернистом или почти однородном матриксе . Хондроциты, расположенные группами по два и более, имеют округлые, но обычно прямые очертания; там, где они соприкасаются друг с другом, а на остальной части окружности они закруглены.
Они состоят из полупрозрачной протоплазмы с тонкими переплетающимися нитями, иногда присутствуют мельчайшие гранулы. В него встроено одно или два круглых ядра , имеющих обычную внутриядерную сеть.
Клетки содержатся в полостях матрикса, называемых хрящевыми лакунами . Эти полости на самом деле представляют собой искусственные щели, образовавшиеся в результате сморщивания клеток во время окрашивания и постановки ткани для исследования. Межтерриториальное пространство между изогенными группами клеток содержит относительно больше коллагеновых волокон, что позволяет ему сохранять свою форму, в то время как сами клетки сжимаются, создавая лакуны. Это составляет так называемую «капсулу» пространства. Каждая лакуна обычно занята одной клеткой, но при митозе она может содержать две, четыре и даже восемь клеток.
Суставной хрящ представляет собой гиалиновый хрящ на суставных поверхностях костей [3] и лежит внутри суставной полости синовиальных суставов , омываемый синовиальной жидкостью , вырабатываемой синовиальной оболочкой , выстилающей стенки полости.
Хотя он часто находится в тесном контакте с менисками и суставными дисками , суставной хрящ не считается частью ни одной из этих структур, которые полностью состоят из волокнистого хряща .
Внеклеточный матрикс суставного хряща (ВКМ) имеет высокоспециализированную архитектуру, которая зонально организована: поверхностная зона состоит в основном из волокон коллагена II, расположенных параллельно суставной поверхности, чтобы противостоять силам сдвига, тогда как глубокая зона состоит из тех же волокон, расположенных перпендикулярно суставной поверхности. костный интерфейс для поглощения сжимающих нагрузок. [2]
Биохимический распад суставного хряща приводит к остеоартриту – наиболее распространенному типу заболевания суставов. [4] Только в Соединенных Штатах остеоартритом страдают более 30 миллионов человек, и он является основной причиной хронической инвалидности среди пожилых людей. [5]
Развитие суставного хряща начинается с межзональной конденсации положительного зачатка конечности с коллагеном II на месте будущего сустава. За этим следует определение конкретных клеточных подтипов (предшественники мениска, предшественники суставов, синовиальные предшественники и предшественники связок), которые в конечном итоге образуют капсулу сустава. Наконец, суставная капсула созревает и образует полость с центральным мениском и синовиальной оболочкой. [6] Эта окончательная структура сформирует несколько отдельных слоев суставного хряща, присутствующих во всех синовиальных суставах, включая глубокую зону (ближайшую к кости), среднюю зону и поверхностную зону (ближайшую к синовиальной жидкости).
Поддержание суставного хряща регулируется балансом анаболических (генерирующих хрящ) [7] [8] и катаболических (факторов разрушения хряща) [9] [10] аналогично поддержанию костей. [11] В течение жизни организма анаболические и катаболические факторы обычно находятся в равновесии, однако по мере старения организма преобладает катаболизм, и хрящ начинает разрушаться. В конце концов, потеря матрикса гиалинового хряща и уменьшение содержания хондроцитов в матриксе гиалинового хряща приводит к развитию заболеваний суставов, таких как остеоартрит (ОА). Сверхэкспрессия специфичных для гиалинового хряща анаболических факторов, таких как FGF18 , по-видимому, восстанавливает баланс между потерей и образованием хряща. [12] [13]