CHONDROCYTTER: EGENSKABER, HISTOLOGI, FUNKTIONER, KULTUR - BIOLOGI - 2025

De chondrocytterne er de vigtigste celler i brusken. De er ansvarlige for udskillelsen af ​​den ekstracellulære matrix af brusk, der består af glycosaminoglycans og proteoglycans, collagenfibre og elastiske fibre.

Brusk er en speciel type hårdt, elastisk, off-white bindevæv, der danner skelettet eller føjes til visse knogler hos nogle hvirveldyr.

Sektion af bruskvæv, nummer 2 angiver placeringen af ​​en kondrocyt (Kilde: Guido Fregapani via Wikimedia Commons)

Brusk bidrager også til formen af ​​forskellige organer såsom næse, ører, strubehoved og andre. I henhold til den type fibre, der er inkluderet i den udskillede ekstracellulære matrix, er brusk klassificeret i tre typer: (1) hyalin brusk, (2) elastisk brusk og (3) fibrocartilage.

De tre typer brusk har to fælles byggesten: celler, der er chondroblaster og chondrocytter; og matrixen, der består af fibre og et grundlæggende stof, der ligner en gel, der efterlader små rum kaldet "huller", hvor cellerne er placeret.

Den bruskagtige matrix modtager ikke blodkar, lymfekar eller nerver og næres ved diffusion fra det omgivende bindevæv eller, i tilfælde af synoviale led, fra synovialvæske.

egenskaber

Chondrocytter findes i alle tre bruskarter. De er celler, der stammer fra mesenkymale celler, som i de områder, hvor brusk dannes, mister deres forlængelser, afrundes og samles for at danne tætte masser kaldet "kondrifikationscentre".

I disse kondrifikationscentre differentierer forfadercellerne sig til chondroblaster, som begynder at syntetisere den brusk-matrix, der lidt efter lidt omgiver dem.

På lignende måde som hvad der sker med osteocytter (knoglerceller), differentieres chondroblasterne, der er inkluderet i de såkaldte "huller" i matrixen, til chondrocytter.

Chondrocytterne inden i deres lacunaer kan dele sig og danne klynger på cirka fire eller flere celler. Disse klynger er kendt som isogene grupper og repræsenterer opdelingen af ​​den originale kondrocyt.

Bruskvækst og chondroblast-differentiering

Når hver celle i hver klynge eller isogen gruppe danner en matrix, bevæger de sig væk fra hinanden og danner deres egne separate laguner. Som en konsekvens vokser brusk fra indersiden og kalder denne form for bruskvækst mellemliggende vækst.

I de perifere regioner for udvikling af brusk differentierer mesenchymale celler sig til fibroblaster. Disse syntetiserer et tæt uregelmæssigt kollagenet bindevæv kaldet perichondrium.

Perichondrium har to lag: et ydre, fibrøst vaskulariseret lag sammensat af type I-kollagen og fibroblaster; og et andet indre cellelag dannet af kondrogene celler, der opdeler og differentierer til chondroblaster, som danner matrixen, der tilsættes perifert.

Gennem denne differentiering af cellerne i perichondrium vokser brusk også ved perifer placering. Denne vækstproces kaldes appositionel vækst.

Interstitiel vækst er typisk for den indledende fase af bruskudvikling, men den forekommer også i ledbrus, der ikke har perichondrium og i epifysiske plader eller vækstplader med lange knogler.

I resten af ​​kroppen vokser derimod brusk efter apposition.

Histologi

Der findes tre typer chondrogene celler i brusk: chondroblaster og chondrocytter.

Chondrogene celler er tynde og aflange i form af en spindel og stammer fra differentiering af mesenchymale celler.

Deres kerne er ovoid, de har lidt cytoplasma og et dårligt udviklet Golgi-kompleks, knappe mitokondrier og ru endoplasmatisk retikulum og rigelige ribosomer. De kan differentiere til chondroblaster eller osteoprogenitorceller.

De kondrogene celler i det indre lag af perichondrium såvel som de mesenchymale celler i kondrifificeringscentre er de to kilder til chondroblaster.

Disse celler har et stærkt udviklet groft endoplasmatisk retikulum, talrige ribosomer og mitokondrier, et veludviklet Golgi-kompleks og adskillige sekretoriske vesikler.

Chondrocytter i bruskvæv

Chondrocytter er chondroblaster omgivet af ekstracellulær matrix. De kan have en ovoid form, når de er i nærheden af ​​periferien, og en mere afrundet form med ca. 20 til 30 um i diameter, når de findes i dybere områder af brusk.

Unge chondrocytter har en stor kerne med en fremtrædende nucleolus og rigelige cytoplasmatiske organeller såsom Golgi-kompleks, groft endoplasmatisk retikulum, ribosomer og mitokondrier. De har også rigelige cytoplasmatiske glycogenlagre.

Gamle chondrocytter har få organeller, men rigelige frie ribosomer. Disse celler er relativt inaktive, men kan genaktiveres ved at øge proteinsyntesen.

Chondrocytter og brusktyper

Arrangementet af chondrocytter varierer afhængigt af den type brusk, hvor de findes. I hyalint brusk, der har et perlehvidt og gennemskinneligt udseende, findes chondrocytter i mange isogene grupper og arrangeret i store huller med meget få fibre i matrixen.

Hyaline artikulær brusk (kilde: Eugenio Fernández Pruna via Wikimedia Commons)

Hyalint brusk er det mest udbredte i det menneskelige skelet og indeholder type II kollagenfibre.

I elastisk brusk, der har rigelige forgrenede elastiske fibre sammenflettet med type II-kollagenfibre fordelt over matrixen, er chondrocytter rigelige og ensartet fordelt mellem fibrene.

Denne type brusk er typisk for pinna, Eustachian tubes, nogle laryngeal brusk og epiglottis.

I fibrocartilage er der få chondrocytter, der er foret mellem de tykke, tæt fordelt type I kollagenfibre i matrixen.

Denne type brusk er placeret i de intervertebrale skiver, i symfysepubis, i områderne med indsættelse af senerne og i knæleddet.

Funktioner

Den grundlæggende funktion af chondrocytter er at syntetisere den ekstracellulære matrix af de forskellige typer brusk. Som chondrocytter er de sammen med matrixen de konstitutive elementer i brusk og deler dens funktioner med det (som helhed).

Blandt hovedfunktionerne i brusk er dem til at dæmpe eller absorbere stød eller slag og kompressioner (takket være dens modstand og fleksibilitet).

Derudover giver de en glat artikulær overflade, der tillader ledbevægelser med minimal friktion og i sidste ende former forskellige organer såsom pinna, næse, strubehoved, epiglottis, bronkier osv.

afgrøder

Hyalint brusk, som er det mest udbredte i den menneskelige krop, kan være udsat for flere skader på grund af sygdomme, men især fra sport.

Da brusk er et højt specialiseret væv med relativt lidt selvhelende kapacitet, kan dets skader forårsage irreversibel skade.

Mange kirurgiske teknikker er blevet udviklet med henblik på at reparere ledbruskskader. Selvom disse teknikker, nogle mere invasive end andre, kan forbedre skader, dannes den reparerede brusk som fibrocartilage og ikke som hyaline brusk. Dette betyder, at det ikke har de samme funktionelle egenskaber som det originale brusk.

For at opnå tilstrækkelig reparation af beskadigede artikulære overflader er autolog dyrkningsteknikker (fra egen brusk) udviklet til opnåelse af in vitro vækst af brusk og dens efterfølgende transplantation.

Disse kulturer er udviklet ved at isolere chondrocytter fra en sund bruskprøve fra patienten, som derefter dyrkes og transplanteres.

Disse metoder har vist sig at være effektive til vækst og udvikling af hyalint ledbrusk, og efter en periode på cirka to år opnår de den endelige genvinding af den artikulære overflade.

Andre teknikker involverer dyrkning af brusk in vitro på en matrix eller gel af fibrin og alginsyre eller andre naturlige eller syntetiske stoffer, der for tiden undersøges.

Formålet med disse kulturer er imidlertid at tilvejebringe materiale til transplantation af de skadede ledoverflader og deres endelige genopretning.

Referencer

1. Dudek, RW (1950). High-Yield Histology (2. udgave). Philadelphia, Pennsylvania: Lippincott Williams & Wilkins.
2. Gartner, L., & Hiatt, J. (2002). Tekst Atlas of Histology (2. udgave). Mexico DF: McGraw-Hill Interamericana Editores.
3. Giannini, S., R, B., Grigolo, B., & Vannini, F. (2001). Autolog chondrocyttransplantation i osteochondrale læsioner i ankelleddet. Foot and Ankle International, 22 (6), 513–517.
4. Johnson, K. (1991). Histologi og cellebiologi (2. udgave). Baltimore, Maryland: National medicinsk serie til uafhængig undersøgelse.
5. Kino-Oka, M., Maeda, Y., Yamamoto, T., Sugawara, K., & Taya, M. (2005). En kinetisk modellering af chondrocytkultur til fremstilling af vævskonstrueret brusk. Journal of Bioscience and Bioengineering, 99 (3), 197–207.
6. Park, Y., Lutolf, MP, Hubbell, JA, Hunziker, EB, & Wong, M. (2004). Bovin primær chondrocytkultur i syntetisk matrix Metalloproteinasefølsom poly (ethylenglycol) -baserede hydrogeler som et stillads til bruskreparation. Tissue Engineering, 10 (3–4), 515–522.
7. Perka, C., Spitzer, RS, Lindenhayn, K., Sittinger, M., & Schultz, O. (2000). Matrixblandet kultur: Ny metode til chondrocytkultur og fremstilling af brusktransplantationer. Journal of Biomedical Materials Research, 49, 305–311.
8. Qu, C., Puttonen, KA, Lindeberg, H., Ruponen, M., Hovatta, O., Koistinaho, J., & Lammi, MJ (2013). Chondrogen differentiering af humane pluripotente stamceller i chondrocytt-co-kultur. International Journal of Biochemistry and Cell Biology, 45, 1802–1812.
9. Ross, M., & Pawlina, W. (2006). Histologi. En tekst og atlas med korreleret celle- og molekylærbiologi (5. udg.). Lippincott Williams & Wilkins.