Гиалиновый хрящ — это стекловидный ( гиалиновый ) и полупрозрачный хрящ, который находится 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 или кровеносных сосудов, а его структура относительно проста.
Гиалиновый хрящ является наиболее распространенным типом хряща в организме человека. [2] Он в основном состоит из коллагена II типа и протеогликанов . [2] Гиалиновый хрящ расположен в трахее , носу, эпифизарной пластинке , грудине и ребрах . [2]
Гиалиновый хрящ снаружи покрыт фиброзной мембраной, известной как надхрящница . [2] Первичными клетками хряща являются хондроциты , которые находятся в матрице фиброзной ткани, протеогликанов и гликозаминогликанов . [2] [3] Поскольку хрящ не имеет лимфатических желез или кровеносных сосудов, перемещение растворенных веществ, включая питательные вещества, происходит посредством диффузии в жидкостных отсеках , прилегающих к соседним тканям. [2] Хрящ придает структурам определенную, но гибкую форму, делая такие структуры и суставы прочными, но с ограниченной подвижностью и гибкостью. [2] [3] У хряща нет нервов. [2]
Гиалиновый хрящ также образует временный эмбриональный скелет, который постепенно заменяется костью, и скелет пластиножаберных рыб. [ необходима цитата ]
При исследовании среза гиалинового хряща под микроскопом видно, что он состоит из хондроцитов округлой или тупоугольной формы, лежащих группами по два или более в зернистой или почти однородной матрице. [4] При расположении группами по два или более хондроциты имеют округлые, но в целом прямые очертания там, где они соприкасаются друг с другом, а в остальной части окружности они округлые. [4]
Они состоят из полупрозрачной протоплазмы с тонкими переплетающимися нитями, иногда присутствуют мелкие гранулы. В них заключены одно или два круглых ядра , имеющих обычную внутриядерную сеть.
Клетки содержатся в полостях в матрице, называемых лакунами хряща . Эти полости на самом деле являются искусственными зазорами, образованными из-за сжатия клеток во время окрашивания и установки 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 во время митоза она может содержать две, четыре или даже восемь клеток. [ необходима медицинская цитата ]
Суставной хрящ — это гиалиновый хрящ на суставных поверхностях костей [6] , который находится внутри суставной полости синовиальных суставов , омываемый синовиальной жидкостью , вырабатываемой синовиальной оболочкой , которая выстилает стенки полости.
Хотя суставной хрящ часто находится в тесном контакте с менисками и суставными дисками , он не считается частью ни одной из этих структур, которые полностью состоят из волокнистого хряща .
Внеклеточный матрикс суставного хряща (ВКМ) имеет высокоспециализированную архитектуру, которая организована зонально: поверхностная зона состоит в основном из волокон коллагена II, выровненных параллельно суставной поверхности для сопротивления сдвиговым силам, тогда как глубокая зона состоит из тех же волокон, выровненных перпендикулярно поверхности кости для поглощения компрессионных нагрузок. [5]
Биохимическое разрушение суставного хряща приводит к остеоартриту – наиболее распространенному типу заболевания суставов. [7] Остеоартрит поражает более 30 миллионов человек только в Соединенных Штатах и является основной причиной хронической инвалидности среди пожилых людей. [8]
Развитие суставного хряща начинается с межзонной конденсации положительной по коллагену II зачатка конечности в месте будущего сустава. Затем следует определение конкретных клеточных подтипов (менисковые предшественники, суставные предшественники, синовиальные предшественники и предшественники связок), которые в конечном итоге сформируют суставную капсулу. Наконец, суставная капсула созревает и образует полость с центральным мениском и оболочкой из синовиальной жидкости. [9] Эта окончательная структура сформирует несколько отдельных слоев суставного хряща, обнаруженных 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 (производящих хрящ) [10] [11] и катаболических (деградирующих хрящ факторов), [12] [13] аналогично поддержанию кости. [14] В течение жизни организма анаболические и катаболические факторы, как правило, находятся в равновесии, однако, по мере старения организма, катаболизм преобладает, и хрящ начинает деградировать. В конечном итоге потеря гиалинового хрящевого матрикса и уменьшение содержания хондроцитов в гиалиновом хрящевом матриксе приводит к развитию заболевания суставов, такого как остеоартрит (ОА). Повышенная экспрессия анаболических факторов, специфичных для гиалинового хряща, таких как FGF18 , по-видимому, восстанавливает баланс между потерей и генерацией хряща. [15] [16]