CHONDROCITAI: YPATYBĖS, HISTOLOGIJA, FUNKCIJOS, KULTŪRA - BIOLOGIJA - 2025

Į chondrocitai yra pagrindiniai ląstelių kremzlės. Jie yra atsakingi už tarpląstelinės kremzlės matricos, sudarytos iš glikozaminoglikanų ir proteoglikanų, kolageno skaidulų ir elastinių skaidulų, sekreciją.

Kremzlė yra specialus kieto, elastingo, beveik balto jungiamojo audinio tipas, kuris sudaro skeletą arba pridedamas prie kai kurių stuburinių gyvūnų kaulų.

Kremzlinio audinio skyrius, skaičius 2 rodo chondrocito vietą (Šaltinis: Guido Fregapani per Wikimedia Commons)

Kremzlė taip pat prisideda prie įvairių organų, tokių kaip nosis, ausys, gerklė ir kiti, formos. Pagal skaidulų, įtrauktų į išskiriamą tarpląstelinę matricą, tipą kremzlės skirstomos į tris rūšis: (1) hialininę kremzlę, (2) elastinę kremzlę ir (3) fibromos kremzlę.

Trys kremzlių tipai turi du bendrus blokus: ląsteles, kurios yra chondroblastai ir chondrocitai; ir matrica, sudaryta iš pluoštų ir pagrindinės medžiagos, panašios į gelį, paliekanti mažus tarpus, vadinamus „tarpais“, kur yra ląstelės.

Kremzlinė matrica negauna kraujagyslių, limfinių kraujagyslių ar nervų ir yra maitinama difuzija iš aplinkinių jungiamojo audinio arba, esant sinoviniams sąnariams, iš sinovinio skysčio.

charakteristikos

Chondrocitai yra visų trijų rūšių kremzlėse. Tai ląstelės, gautos iš mezenchiminių ląstelių, kurios tose vietose, kur formuojasi kremzlė, praranda prailginimą, suapvalinamos ir susikaupia, kad susidarytų tankios masės, vadinamos „chondrifikacijos“ centrais.

Šiuose chondrifikacijos centruose progenitorinės ląstelės diferencijuojasi į chondroblastus, kurie pradeda sintetinti kremzlinę matricą, kuri po truputį juos supa.

Panašiai kaip nutinka su osteocitais (kaulų ląstelėmis), chondroblastai, kurie yra įtraukti į vadinamuosius matricos „tarpus“, diferencijuojasi į chondrocitus.

Chondrocitai, esantys jų spragoje, gali dalintis, sudarydami maždaug keturių ar daugiau ląstelių grupes. Šios grupės yra žinomos kaip izogeninės grupės ir žymi pirminio chondrocito dalijimąsi.

Kremzlės augimas ir chondroblastų diferenciacija

Kiekviena kiekvienos grupės arba izogeninės grupės ląstelė sudaro matricą, jos tolsta viena nuo kitos ir sudaro savo atskiras lagūnas. Dėl to kremzlė auga iš vidaus, vadindama šią kremzlės augimo formą intersticiniu augimu.

Besivystančių kremzlių periferiniuose regionuose mezenchiminės ląstelės diferencijuojasi į fibroblastus. Jie sintezuoja tankų netaisyklingą kolageno jungiamąjį audinį, vadinamą perichondriumu.

Perichondriumas turi du sluoksnius: išorinį pluoštinį vaskuliarizuotą sluoksnį, sudarytą iš I tipo kolageno ir fibroblastų; ir kitas vidinis ląstelių sluoksnis, kurį sudaro chondrogeninės ląstelės, kurios dalijasi ir diferencijuojasi į chondroblastus, kurie sudaro matricą, pridedamą periferiškai.

Dėl šios perichondrio ląstelių diferenciacijos kremzlė taip pat auga periferiniu būdu. Šis augimo procesas vadinamas įprastiniu augimu.

Intersticinis augimas būdingas pradinei kremzlės vystymosi fazei, tačiau jis taip pat pasireiškia sąnarinėje kremzlėje, kurioje nėra perichondrio, ir ilgųjų kaulų epifizinėse plokštelėse ar augimo plokštelėse.

Kita vertus, likusiame kūne kremzlė auga aplodismentais.

Histologija

Kremzlėje galima rasti trijų rūšių chondrogenines ląsteles: chondroblastus ir chondrocitus.

Chondrogeninės ląstelės yra plonos ir pailgos verpstės formos. Jos atsiranda diferencijuojant mezenchimines ląsteles.

Jų branduolys yra kiaušidinis, jie turi mažai citoplazmos ir nepakankamai išsivysčiusį Golgi kompleksą, negausias mitochondrijas ir šiurkštų endoplazminį retikulumą, gausų ribosomą. Jie gali diferencijuotis į chondroblastus ar osteoprogenitorines ląsteles.

Perichondrio vidinio sluoksnio chondrogeninės ląstelės, taip pat chondrifikacijos centrų mezenchiminės ląstelės yra du chondroblastų šaltiniai.

Šios ląstelės turi labai išsivysčiusį grubų endoplazminį retikulą, daugybę ribosomų ir mitochondrijų, gerai išvystytą Golgi kompleksą ir daugybę sekrecinių pūslelių.

Chondrocitai kremzlės audinyje

Chondrocitai yra chondroblastai, apsupti tarpląstelinės matricos. Jie gali būti kiaušidės formos, kai yra arti periferijos, ir labiau suapvalinti, maždaug 20–30 μm skersmens, kai yra giliuose kremzlės regionuose.

Jauni chondrocitai turi didelį branduolį su iškiliu branduoliu ir gausiais citoplazminiais organeliais, tokiais kaip Golgi kompleksas, šiurkštus endoplazminis retikulumas, ribosomos ir mitochondrijos. Jie taip pat turi gausias citoplazmines glikogeno atsargas.

Senuose chondrocituose nedaug organelių, tačiau gausu laisvųjų ribosomų. Šios ląstelės yra gana neaktyvios, tačiau jas galima suaktyvinti didinant baltymų sintezę.

Chondrocitai ir kremzlių tipai

Chondrocitų išsidėstymas skiriasi atsižvelgiant į kremzlės, kurioje jie randami, tipą. Hialininėje kremzlėje, kuri atrodo perlamutriai balta ir permatoma, chondrocitai randami daugelyje izogeninių grupių ir yra išdėstyti didelėmis spragomis, kuriose matricoje yra labai mažai skaidulų.

Hialino sąnario kremzlė (Šaltinis: Eugenio Fernández Pruna per „Wikimedia Commons“)

Hialino kremzlė yra gausiausia žmogaus skelete ir joje yra II tipo kolageno skaidulų.

Elastingoje kremzlėje, kurioje yra gausiai išsišakojusių elastingų skaidulų, susipynusių su II tipo kolageno skaidulomis, pasiskirsčiusiomis visoje matricoje, chondrocitų yra gausu ir jie yra tolygiai pasiskirstę tarp skaidulų.

Šio tipo kremzlės būdingos viršūnėms, eustachijos vamzdžiams, kai kurioms gerklų kremzlėms ir epiglotams.

Fibroziniame kremzle yra nedaug chondrocitų, išdėstytų tarp jos storų, tankiai pasiskirsčiusių I tipo kolageno skaidulų, esančių matricoje.

Šio tipo kremzlės yra tarpslanksteliniuose diskuose, simfizės pubyje, sausgyslių įterpimo vietose ir kelio sąnaryje.

funkcijos

Pagrindinė chondrocitų funkcija yra sintetinti tarpląstelinę skirtingų kremzlių rūšis. Kaip ir chondrocitai, kartu su matrica jie yra kremzlės elementai ir dalijasi savo funkcijomis su ja (kaip visuma).

Tarp pagrindinių kremzlių funkcijų yra amortizuojančių ar sugeriančių smūgių ar smūgių bei suspaudimų funkcijos (dėka jo atsparumo ir lankstumo).

Be to, jie suteikia sklandų sąnarinį paviršių, leidžiantį sąnariams judėti kuo mažiau trinties, ir galiausiai suteikia formą skirtingiems organams, tokiems kaip viršūnė, nosis, gerklos, epiglotai, bronchai ir kt.

Pasėliai

Hialininė kremzlė, kurios žmogaus organizme yra gausiausiai, dėl ligų gali patirti daugybę traumų, bet, svarbiausia, dėl sporto.

Kadangi kremzlė yra labai specializuotas audinys, turintis palyginti mažai savigyros galimybių, jo sužalojimai gali sukelti negrįžtamą žalą.

Sąnarinių kremzlių sužalojimams atkurti buvo sukurta daug chirurginių metodų. Nors šie metodai, kai kurie labiau invaziniai nei kiti, gali pagerinti sužalojimus, suremontuota kremzlė yra suformuota kaip fibrozinė, o ne kaip hialininė kremzlė. Tai reiškia, kad jis neturi tų pačių funkcinių savybių kaip originali kremzlė.

Norint tinkamai ištaisyti pažeistus sąnarinius paviršius, buvo sukurti autologinės (iš savo kremzlės) auginimo metodai, skirti kremzlės augimui in vitro ir vėlesnei transplantacijai.

Šios kultūros buvo sukurtos atskiriant chondrocitus nuo sveiko kremzlės mėginio iš paciento, kurie vėliau kultivuojami ir persodinami.

Šie metodai pasirodė esą veiksmingi hialinės sąnario kremzlės augimui ir vystymuisi ir po maždaug dvejų metų jie visiškai atsigauna.

Kiti metodai apima kremzlės auginimą in vitro ant fibrino ir algino rūgšties ar kitų natūralių ar sintetinių medžiagų, šiuo metu tiriamų, matricos ar gelio.

Tačiau šių kultūrų tikslas yra pateikti medžiagą sužalotų sąnarių paviršių transplantacijai ir visišką jų atsigavimą.

Nuorodos

1. Dudekas, RW (1950). Didelio derlingumo histologija (2-asis leidimas). Filadelfijoje, Pensilvanijoje: Lippincott Williams ir Wilkins.
2. Gartner, L., & Hiatt, J. (2002). Histologijos teksto atlasas (2-asis leidimas). Meksikos DF: „McGraw-Hill Interamericana Editores“.
3. Giannini, S., R, B., Grigolo, B., & Vannini, F. (2001). Autologinė chondrocitų transplantacija kulkšnies sąnario osteochondraliniuose pažeidimuose. „Foot and Ankle International“, 22 (6), 513–517.
4. Johnsonas, K. (1991). Histologija ir ląstelių biologija (2-asis leidimas). Baltimorė, Merilandas: Nacionalinė nepriklausomų studijų medicinos serija.
5. Kino-Oka, M., Maeda, Y., Yamamoto, T., Sugawara, K., ir Taya, M. (2005). Chondrocitų kultūros kinetinis modeliavimas gaminant kremzles iš audinių. Žurnalas „Bioscience and Bioengineering“, 99 (3), 197–207 m.
6. Park, Y., Lutolf, MP, Hubbell, JA, Hunziker, EB, & Wong, M. (2004). Pirminės galvijų chondrocitų kultūros sintetinėse medžiagose, jautriose metaloproteinazėms jautriuose poli (etilenglikolio) pagrindu pagamintuose hidrogeliuose, kaip pastolių kremzlėms atstatyti. Audinių inžinerija, 10 (3–4), 515–522.
7. Perka, C., Spitzer, RS, Lindenhayn, K., Sittinger, M., & Schultz, O. (2000). Matricinė mišri kultūra: Nauja chondrocitų auginimo ir kremzlių transplantacijos paruošimo metodika. Biomedicininių medžiagų tyrimų žurnalas, 49, 305–311.
8. Qu, C., Puttonen, KA, Lindeberg, H., Ruponen, M., Hovatta, O., Koistinaho, J., & Lammi, MJ (2013). Chondrogeninė žmogaus pluripotentinių kamieninių ląstelių diferenciacija chondrocitų kultūroje. Tarptautinis biochemijos ir ląstelių biologijos žurnalas, 45, 1802–1812.
9. Ross, M., ir Pawlina, W. (2006). Histologija. Tekstas ir atlasas su koreliuojančia ląstelių ir molekuline biologija (5-asis leidimas). Lippincott Williams ir Wilkins.