CHONDROCYTER: EGENSKAPER, HISTOLOGI, FUNKTIONER, KULTUR - BIOLOGI - 2025

De kondrocyterna är de viktigaste cellerna i brosket. De ansvarar för utsöndring av den extracellulära matrisen av brosk, som består av glykosaminoglykaner och proteoglykaner, kollagenfibrer och elastiska fibrer.

Brosk är en speciell typ av tuff, elastisk, benvit bindväv som bildar skelettet eller läggs till vissa ben hos vissa ryggradsdjur.

Avsnitt av broskvävnad, nummer 2 anger platsen för en kondrocyt (Källa: Guido Fregapani via Wikimedia Commons)

Brosk bidrar också till formen på olika organ, såsom näsa, öron, struphuvud och andra. Enligt den typ av fibrer som ingår i den utsöndrade extracellulära matrisen klassificeras brosket i tre typer: (1) hyalint brosk, (2) elastiskt brosk och (3) fibrokartilage.

De tre typerna av brosk har två vanliga byggstenar: celler, som är kondroblaster och kondrocyter; och matrisen, som består av fibrer och en grundläggande substans som liknar en gel som lämnar små utrymmen som kallas "luckor" där celler finns.

Den brosket matrisen får inte blodkärl, lymfkärl eller nerver och näras av diffusion från den omgivande bindvävnaden eller, i fallet med synoviella leder, från synovialvätska.

egenskaper

Chondrocyter finns i alla tre typer av brosk. De är celler härrörande från mesenkymala celler, som i de områden där brosket bildas, förlorar sina förlängningar, avrundas och samlas för att bilda täta massor som kallas "kondrifikationscentra".

I dessa kondrififieringscentra differentierar förfädercellerna till kondroblaster, som börjar syntetisera den broskmatrisen som smått omger dem.

På liknande sätt som vad som händer med osteocyter (benceller), differentierar kondroblasterna som ingår i de så kallade "luckorna" i matrisen till kondrocyter.

Chondrocyterna i sina lacunaer kan dela sig och bilda kluster av cirka fyra eller fler celler. Dessa kluster är kända som isogena grupper och representerar uppdelningarna i den ursprungliga kondrocyten.

Brosktillväxt och differentiering av chondroblast

Eftersom varje cell i varje grupp eller isogen grupp bildar en matris, rör sig de bort från varandra och bildar sina egna separata laguner. Som en konsekvens växer brosket från insidan, kallar denna form för brosktillväxt mellanliggande tillväxt.

I de perifera regionerna för att utveckla brosket differentierar mesenkymceller till fibroblaster. Dessa syntetiserar en tät oregelbunden kollagenous bindväv som kallas perichondrium.

Perichondrium har två lager: ett yttre fibröst vaskulariserat skikt bestående av kollagen av typ I och fibroblaster; och ett annat inre cellskikt bildat av kondrogena celler som delar upp och differentierar till kondroblaster, som bildar matrisen som tillsätts perifert.

Genom denna differentiering av cellerna i perichondrium växer brosket också genom perifer placering. Denna tillväxtprocess kallas appositional growth.

Interstitiell tillväxt är typiskt för den initiala fasen av broskutveckling, men den förekommer också i ledbrosk som inte har perichondrium och i epifysiska plattor eller tillväxtplattor med långa ben.

I resten av kroppen, å andra sidan, växer brosket efter läggning.

Histologi

Tre typer av kondrogena celler finns i brosk: kondroblaster och kondrocyter.

Chondrogena celler är tunna och långsträckta i form av en spindel och härrör från differentiering av mesenkymceller.

Deras kärna är äggformig, de har liten cytoplasma och ett dåligt utvecklat Golgi-komplex, knappa mitokondrier och grov endoplasmisk retikulum och rikliga ribosomer. De kan differentieras till kondroblaster eller osteoprogenitorceller.

De kondrogena cellerna i det inre skiktet i perichondrium, liksom de mesenkymala cellerna i kondrififieringscentra, är de två källorna till chondroblaster.

Dessa celler har ett mycket utvecklat grovt endoplasmiskt retikulum, många ribosomer och mitokondrier, ett välutvecklat Golgi-komplex och många sekretoriska vesiklar.

Chondrocyter i broskvävnad

Chondrocyter är chondroblaster omgiven av extracellulär matris. De kan ha en äggformad form när de är nära periferin, och en mer rundad form med cirka 20 till 30 um i diameter när de finns i djupare områden i brosket.

Unga kondrocyter har en stor kärna med en framstående kärna och rikligt med cytoplasmiska organeller, såsom Golgi-komplex, grov endoplasmisk retikulum, ribosomer och mitokondrier. De har också rikligt med cytoplasmatiska glykogenlagrar.

Gamla kondrocyter har få organeller, men rikligt med fria ribosomer. Dessa celler är relativt inaktiva, men kan återaktiveras genom att öka proteinsyntesen.

Chondrocyter och typer av brosk

Arrangemanget av kondrocyter varierar beroende på typen av brosk där de finns. I hyalint brosk, som har ett pärlvitt och genomskinligt utseende, finns chondrocyter i många isogena grupper och arrangerade i stora luckor med mycket få fibrer i matrisen.

Hyaline artikulärt brosk (Källa: Eugenio Fernández Pruna via Wikimedia Commons)

Hyalint brosk är det vanligaste i det mänskliga skelettet och innehåller kollagenfibrer av typ II.

I elastiskt brosk, som har rikliga grenade elastiska fibrer sammanflätade med kollagenfibrer av typ II fördelat över hela matrisen, finns kondrocyter rikligt och är jämnt fördelade mellan fibrerna.

Denna typ av brosk är typisk för pinna, Eustachian tubes, vissa laryngeal brosk och epiglottis.

I fibrocartilage finns det få kondrocyter som är uppradade mellan dess tjocka, tätt fördelade kollagenfibrer av typ I i ​​matrisen.

Denna typ av brosk är belägen i de intervertebrala skivorna, i symfysen pubis, i områdena införing av senorna och i knäleden.

Funktioner

Den grundläggande funktionen hos kondrocyter är att syntetisera den extracellulära matrisen för de olika typerna av brosk. Liksom chondrocyter, tillsammans med matrisen, är de de konstitutiva elementen i brosket och delar dess funktioner med det (som helhet).

Bland de viktigaste funktionerna i brosket är dempning eller absorberande av stötar eller slag och kompressioner (tack vare dess motstånd och flexibilitet).

Dessutom ger de en slät ledyta som möjliggör ledrörelser med minimal friktion och i slutändan formar olika organ såsom pinna, näsa, struphuvud, epiglottis, bronkier, etc.

Gröda

Hyalint brosk, som är den vanligaste i människokroppen, kan utsättas för flera skador på grund av sjukdomar, men framför allt från sport.

Eftersom brosk är en mycket specialiserad vävnad med relativt liten självläkande förmåga kan dess skador orsaka irreversibel skada.

Många kirurgiska tekniker har utvecklats för att reparera ledbroskskador. Även om dessa tekniker, vissa mer invasiva än andra, kan förbättra skador, bildas det reparerade brosket som fibrocartilage och inte som hyaline brosk. Detta betyder att den inte har samma funktionella egenskaper som den ursprungliga brosken.

För att uppnå tillräcklig reparation av skadade ledytor har autologa odlingstekniker (från egen brosk) utvecklats för att uppnå in vitro-tillväxt av brosk och dess efterföljande transplantation.

Dessa kulturer har utvecklats genom att isolera kondrocyter från ett friskt broskprov från patienten, som sedan odlas och transplanteras.

Dessa metoder har visat sig vara effektiva för tillväxt och utveckling av hyalint ledbrosk och efter en period av ungefär två år uppnår de den slutgiltiga återhämtningen av ledartens yta.

Andra tekniker involverar odling av brosk in vitro på en matris eller gel av fibrin och alginsyra eller andra naturliga eller syntetiska ämnen som för närvarande studeras.

Emellertid är syftet med dessa kulturer att tillhandahålla material för transplantation av de skadade ledytorna och deras definitiva återhämtning.

referenser

1. Dudek, RW (1950). High-Yield Histology (2: a upplagan). Philadelphia, Pennsylvania: Lippincott Williams & Wilkins.
2. Gartner, L., & Hiatt, J. (2002). Text Atlas of Histology (2: a upplagan). Mexico DF: McGraw-Hill Interamericana Editores.
3. Giannini, S., R, B., Grigolo, B., & Vannini, F. (2001). Autolog kondrocyttransplantation i osteokondrala lesioner i fotleden. Foot and Ankle International, 22 (6), 513–517.
4. Johnson, K. (1991). Histologi och cellbiologi (2: a upplagan). Baltimore, Maryland: Den nationella medicinska serien för självständig studie.
5. Kino-Oka, M., Maeda, Y., Yamamoto, T., Sugawara, K., & Taya, M. (2005). En kinetisk modellering av kondrocytkultur för tillverkning av vävnads-konstruerad brosk. Journal of Bioscience and Bioengineering, 99 (3), 197–207.
6. Park, Y., Lutolf, MP, Hubbell, JA, Hunziker, EB, & Wong, M. (2004). Bovin primär kondrocytkultur i syntetisk matris Metalloproteinas-känslig poly (etylenglykol) -baserade hydrogeler som byggnadsställning för broskreparation. Tissue Engineering, 10 (3–4), 515–522.
7. Perka, C., Spitzer, RS, Lindenhayn, K., Sittinger, M., & Schultz, O. (2000). Matrisblandad kultur: Ny metodik för kondrocytodling och beredning av brosketransplantationer. 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 av mänskliga pluripotenta stamceller i samkultur av chondrocyt. International Journal of Biochemistry and Cell Biology, 45, 1802–1812.
9. Ross, M., & Pawlina, W. (2006). Histologi. En text och atlas med korrelerad cell- och molekylärbiologi (femte upplagan). Lippincott Williams & Wilkins.