Строение суставного хряща

Гиалиновый или так называемый жемчужный хрящ, покрывающий концы костей в каждом диартрозном соединении (проще говоря, в суставе), идеально подходит для передачи нагрузки и движения от одного сегмента скелета к другому. Он увеличивает площадь суставных поверхностей и способствует улучшению их адаптации и устойчивости; под нагрузкой меняет свою форму и широко распределяет силы сжатия на подлежащую кость.

Хрящ покрыт пленкой синовиальной жидкости более скользкой, чем любой искусственный материал, обеспечивая очень низкое сопротивление движению и скольжению поверхностей.

Эта специфическая соединительная ткань имеет гелеобразную матрицу, состоящую в основном из протеогликановой субстанции пронизанной сетью коллагеновых волокон с относительно редкой россыпью специфических клеток, хондроцитов, отвечающих за выработку всех структурных компонентов хрящевой ткани. Хрящ имеет высокое содержание воды (60-80%), большая часть которой находится во взаимном обмене с синовиальной жидкостью.

Хондроциты гиалинового хряща у взрослых in vivo имеют низкий регенераторный потенциал и непосредственные повреждения суставной поверхности восстанавливаются плохо или замещаются лишь гиалиноподобным рубцовым хрящом. Естественный износ при повседневной деятельности не приводит к деградации суставной поверхности благодаря чрезвычайно эффективному смазочному механизму синовиальной жидкости.

С другой стороны, хондроциты способны восстанавливать хрящ на ранних стадиях деградации, элементы молекулярной матрицы восполняются при повышенной активности хондроцитов.

Гистология сустава
Гистология сустава

Протеогликаны существуют главным образом в виде хондроитин сульфата протеогликана (агрекана), большой сборной молекулы белка, вдоль которой расположены по типу щетинок «ершика» до сотни гликозаминогликанов (ГАГ) хондроитинсульфата и кератансульфата.

Сотни молекул агрекана связаны между собой, в свою очередь, в виде неразветвленной гиалуроновой цепи (гиалуроновой кислоты), чтобы сформировать еще большие молекулы с весом более 100 миллионов дальтон. Эти отрицательно заряженные макромолекулы обеспечивают жесткость и эластичность суставных хрящей.

Волокнистые компоненты суставного хряща в основном состоят из коллагена II типа. Пучки коллагена строго ориентированы в пространстве, располагаясь параллельно суставной поверхности в поверхностных зонах и перпендикулярно к поверхности в более глубокие слоях, где хрящ соединяется с субхондральной костью.

Основной функцией агрекана является поглощение изменяющейся нагрузки и уменьшение деформации, в то время как коллагеновая сеть противостоит силе растяжения. При этом имеет место важная взаимосвязь между молекулами каждого компонента и молекулами различных компонентов хряща: если эти связи деградировали или нарушены, хрящ будет разрушаться. Отчасти это происходит по мере старения, но в гораздо большей степени при различных патологических состояниях, приводящих к развитию остеоартрита.

Протеогликаны имеют сильное сродство с водой, в результате чего сеть из коллагеновых волокон подвергается значительному напряжению при растяжении. При усиленной нагрузке хрящ деформируется, и вода медленно выдавливается на поверхность, где она помогает сформировать смазочную пленку. Когда нагрузка прекращается, находящаяся на поверхности жидкость просачивается обратно в хрящ до тех пор, пока давление в хряще не уравновесится с силой растяжения коллагеновой сети.

Пока сеть остается невредимой, а протеогликаны интактными, у хряща сохраняется способность к сжатию и эластичность. Если коллагеновая сеть деградирует или разрывается, матрица становится мягкой, что, в свою очередь, сопровождается разрушением протеогликанов, повреждением клеток и расщеплением (расслоением) суставного хряща. Проблема усугубляется все дальше, как только поврежденные хондроциты начинают высвобождать протеолитические ферменты в матрицу.

Угроза целостности хряща сустава:
- Утрата стабильности сустава
- Чрезмерное местное повышение нагрузки
- Повышенная ригидность хряща
- Воспалительная (энзимная) деградация
- Ограничения свободы движений в суставе
- Субхондральный склероз суставных поверхностей

Синовиальный сустав

а) Капсула и связки. Мягкие ткани, удерживающие сустав, состоят из волокнистой капсулы с уплотнениями на поверхности в виде связок, что вместе с расположенными над ними мышцами и обеспечивает стабильность сустава.

Связки, перекидывающиеся от одной кости к другой, неэластичны и имеют фиксированную длину. Поэтому не удивительно, что степень их напряжения отличается при разных положениях сустава. При положении с полным натяжением связок обеспечивается максимальная стабильность и «блок» сустава может удерживаться даже без участия мышц; при меньшем натяжении доступна определенная степень подвижности; при перерастяжении и разрывах связок сустав становится нестабильным.

Гипермобильность суставов вследствие непатологической слабости связок является довольно распространенной наследственной чертой, которая используется акробатами для удивительных (а иногда и странных) трюков; стабильность сустава в данном случае поддерживается за счет высокоразвитой мышечной силы, суставной хрящ при этом не обязательно повреждается.

Иммобилизация сустава при воспалении или повреждении всегда проводится в положении полного натяжения связок; если связки зарубцевались и укоротились в «расслабленном» состоянии восстановление пассивного объема движений может занять несколько месяцев или вообще станет невозможным.

Механизмы обеспечения стабильности суставов:
- Правильное положение компонентов сустава
- Форма и соответствие суставных поверхностей
- Адгезивные свойства синовиальной жидкости
- Целостность капсулы и связок
- Тонус мышц
- Неврологический контроль баланса сил

Суставной хрящ в норме
Нормальный суставной хрящ.
Обычно гладкий и блестящий, сохраняющийся и в старости.
Данные образцы получены у пожилых пациентов с переломами шейки бедра.

б) Синовиальная оболочка и синовиальная жидкость. Внутренняя поверхность капсулы выстлана тонкой мембранной, синовиальной оболочкой, которая богато снабжена нервами, кровеносными и лимфатическими сосудами. Она обеспечивает неадгезивное покрытие для суставных поверхностей и производит синовиальную жидкость, вязкий диализат плазмы с добавлением гиалуроновой кислоты. Эта жидкость питает аваскулярный суставной хрящ, играет важную роль в снижении трения при движении и, благодаря некоторой адгезионной способности, способствует стабильности в суставе.

В обычной жизни объем синовиальной жидкости в той или иной степени остается достаточно постоянным, независимо от движения. При травме сустава объем жидкости увеличивается (как и при любом кровоподтеке или отеке в соединительной ткани), что проявляется выпотом в сустав. Синовиальная оболочка также является «тканью-мишенью» при инфекционных воспалениях и аутоиммунных расстройствах, например, при ревматоидном артрите.

в) Суставная смазка. Коэффициент трения в нормальном суставе очень низкий, за исключением состояний, вызванных травмой или болезнью. Различие в степени износа суставных поверхностей у молодых и пожилых людей небольшое. Это необычайная способность к скольжению хрящевых поверхностей обеспечивается за счет высокоэффективной смазочной системы.

Слой смазки суставной поверхности обеспечивается большим количеством водорастворимой фракции гликопротеида любрицина в вязкой синовиальной жидкости. К каждой суставной поверхности прикрепляется по одному слою молекул, и они скользят друг по другу подобно поверхностям, катящимся на мелких шариковых подшипниках. Наиболее эффективно этот феномен проявляется в точках непосредственного контакта.

Жидкая пленочная смазка обеспечивается гидродинамическим механизмом, описанным выше (см. суставной хрящ). Во время движения жидкость под нагрузкой выдавливается из богатого протеогликанами хряща и образует тонкую «подушку» в местах неравномерного контакта, а после прекращения нагрузки проникает обратно в хрящ.

Смазку между синовиальными складками обеспечивают молекулы гиалуроната синовиальной жидкости.

Остеоартрит
Остеоартрит — прогрессирующий и не прогрессирующий:
(а) Непрогрессирующий тип. Остеоартритные изменения типичны в пожилом возрасте;
в данном случае они проходят вдоль нижнесреднего края головки бедра, а на оставшейся части головки суставной хрящ сохранен.
(б) Прогрессирующие остеоартритные изменения характерны для максимально нагруженных поверхностей, для бедра это верхняя часть сустава.
Суставной хрящ разрушился, оставив «лысину» на вершине головки бедра.

- Рекомендуем далее ознакомиться со статьей "Причины и механизмы развития артроза сустава"

Оглавление темы "Заболевания суставов":
  1. Симптомы отложения фосфата кальция и его лечение
  2. Строение суставного хряща
  3. Причины и механизмы развития артроза сустава
  4. Симптомы артроза сустава и его диагностика
  5. Современное лечение артроза сустава
  6. Симптомы болезни Кашина-Бека и ее лечение
  7. Симптомы болезни суставов Mseleni и ее лечение
  8. Симптомы болезни суставов Handigodu и ее лечение
  9. Симптомы нейропатии сустава (болезни Шарко) и ее лечение
  10. Симптомы артрита при гемофилии и ее лечение

Ждем ваших вопросов и рекомендаций: