Гиалиновый хрящ: строение, гистология

Гиалиновый хрящ — наиболее распространенная и наилучшим образом изученная из трех форм хряща. Свежий гиалиновый хрящ голубовато-белого цвета и прозрачный. У эмбриона он образует временный скелет до тех пор, пока его постепенно не заместит кость.

У взрослых млекопитающих гиалиновый хрящ располагается на суставных поверхностях подвижных суставов, в стенках крупных дыхательных путей (нос, гортань, трахея, бронхи), в вентральных участках ребер, которые образуют суставы с грудиной. Эпифизарная пластинка также образована этим хрящом, который отвечает за рост кости в длину.

Матрикс гиалинового хряща

Гиалиновый хрящ на 40% сухого веса состоит из коллагена, погруженного в плотный гидратированный гель, образованный протеогликанами и структурными гликопротеинами. На стандартных гистологических препаратах коллаген неразличим по двум причинам: во-первых, коллаген находится в форме фибрилл, которые имеют субмикроскопические размеры, во-вторых, индекс преломления света у этих фибрилл почти такой же, как и у основного вещества, в которое они погружены. Гиалиновый хрящ содержит преимущественно коллаген II типа. Однако в нем часто присутствуют также и коллагены IX, X, XI и других типов.

Протеогликаны хряща содержат хондроитин-4-сульфат, хондроитин-6-сульфат и кератансульфат, ковалентно связанные со стержневыми белками. До 200 молекул этих протеогликанов нековалентно ассоциированы с длинными молекулами гиалуроновой кислоты, образуя агрегаты протеогликанов, которые взаимодействуют с коллагеном.

гистология гиалинового хряща

Гистология гиалинового хряща

Агрегаты в длину могут достигать 4 мкм. По своей структуре протеогликаны напоминают «ершики» для мытья пробирок, в которых стержневой белок служит их удлиненной основой, а расходящиеся от него цепи гликозаминогликанов — щетинками.

Благодаря высокому содержанию сольвационной воды, связанной с отрицательными зарядами гликозаминогликанов, матрикс выполняет роль амортизирующего устройства, или биомеханической пружины, что имеет огромное функциональное значение, особенно для суставных хрящей.

Помимо коллагена II типа и протеогликана, важным компонентом хрящевого матрикса является структурный гликопротеин хондронектин — макромолекула, которая специфически связывается с гликозаминогликанами и коллагеном II типа, опосредуя адгезию хондроцитов к межклеточному веществу. Хрящевой матрикс, окружающий каждый хондроцит, богат гликозаминогликанами и содержит мало коллагена. Эта периферическая зона — территориальный, или капсулярный, матрикс — окрашивается не так, как остальная часть матрикса.

Надхрящница гиалинового хряща

За исключением суставного хряща, все гиалиновые хрящи покрыты слоем плотной волокнистой соединительная ткани — надхрящницей, — которая необходима для роста и поддержания жизнеспособности хряща. Она богата волокнами, образованными коллагеном I типа, и содержит многочисленные фибробласты. Хотя клетки во внутреннем слое надхрящницы напоминают фибробласты, в действительности это хондробласты, которые легко дифференцируются в хондроциты.

гистология гиалинового хряща

Хондроциты гиалинового хряща

На периферии гиалинового хряща молодые хондроциты имеют эллиптическую форму, причем их длинная ось располагается параллельно поверхности хряща. Более глубоко расположенные клетки становятся круглыми и образуют группы численностью до восьми клеток, которые возникают в результате митотических делений одного хондроцита. Это — изогенные группы (греч. isos — равный + genos — род, семейство).

Хрящевые клетки и матрикс сжимаются в ходе изготовления обычных гистологических препаратов, в результате чего хондроциты приобретают неправильную форму и отделяются от капсулы (ретракция). В живой ткани и на хорошо приготовленных срезах хондроциты целиком заполняют лакуны.
Хондроциты синтезируют коллагены и другие молекулы матрикса.

Поскольку хрящ не содержит кровеносных капилляров, дыхание хондроцитов происходит в условиях низкого давления кислорода. Клетки гиалинового хряща перерабатывают глюкозу преимущественно механизмом анаэробного гликолиза, вырабатывая молочную кислоту в качестве конечного продукта. Питательные вещества из крови, прежде чем они достигнут глубоко расположенных хрящевых клеток, проходят через надхрящницу. Механизмы переноса веществ включают диффузию и транспорт воды и растворов, которым способствует насосное действие циклов сжатия хряща и падения давления в нем. Вследствие этого максимальная ширина (толщина) хряща имеет ограничения.

Функция хондроцитов зависит от правильного гормонального баланса. Синтез сульфатированных гликозаминогликанов усиливается гормоном роста, тироксином и тестостероном и замедляется кортизоном, гидрокортизоном и эстрадиолом. Главный фактор, от которого зависит рост хряща, — гипофизарный гормон роста, или соматотропный гормон. Этот гормон не обладает прямым действием на хрящевые клетки, но благодаря ему в печени синтезируется соматомедин С. Соматомедин С оказывает непосредственное влияние на хрящевые клетки, способствуя их росту.

Хрящевые клетки могут давать начало доброкачественным (хондрома) или злокачественным (хондросаркома) опухолям.

- Читать далее "Гистогенез и рост гиалинового хряща"

Оглавление темы "Гистология хряща и костной ткани":
  1. Строение хряща. Гистология
  2. Гиалиновый хрящ: строение, гистология
  3. Гистогенез и рост гиалинового хряща
  4. Эластический и волокнистый хрящ: строение, гистология
  5. Межпозвоночный диск: строение, гистология
  6. Кость - костная ткань: строение, гистология
  7. Остеобласты: строение, гистология
  8. Остеоциты: строение, гистология
  9. Остеокласты: строение, гистология
  10. Костный матрикс: строение, гистология

Ждем ваших вопросов и рекомендаций: