HONDROCITI: ZNAČILNOSTI, HISTOLOGIJA, FUNKCIJE, KULTURA - BIOLOGIJA - 2026

V hondrocitov so glavne celice hrustanca. Odgovorni so za izločanje zunajceličnega matriksa hrustanca, ki ga sestavljajo glikozaminoglikani in proteoglikani, kolagena in elastična vlakna.

Hrustanec je posebna vrsta žilavega, elastičnega, belkastega vezivnega tkiva, ki tvori okostje ali pa je dodan določenim kosti nekaterih vretenčarjev.

Odsek hrustančnega tkiva, številka 2, označuje lokacijo hondrocitov (Vir: Guido Fregapani prek Wikimedia Commons)

Hrustanec prispeva tudi k obliki različnih organov, kot so nos, ušesa, grk in drugi. Po vrsti vlaken, ki so vključena v izločeni zunajcelični matriks, je hrustanec razvrščen v tri vrste: (1) hialinski hrustanec, (2) elastični hrustanec in (3) fibrokartilage.

Tri vrste hrustanca imajo dva skupna gradnika: celice, ki so hondroblasti in hondrociti; in matrico, sestavljeno iz vlaken in temeljne snovi, podobne gelu, ki pušča majhne prostore, imenovane "vrzeli", kjer se nahajajo celice.

Hrustanski matriks ne prejema krvnih žil, limfnih žil ali živcev in se prehranjuje z difuzijo iz okoliškega vezivnega tkiva ali v primeru sinovialnih sklepov iz sinovialne tekočine.

značilnosti

Hondrociti so prisotni v vseh treh vrstah hrustanca. Gre za celice, ki izvirajo iz mezenhimskih celic, ki na območjih, kjer nastane hrustanec, izgubijo razširitve, se zaokrožijo in združijo, da tvorijo gosto maso, imenovano "hondrifikacijski" centri.

V teh kondrifikacijskih centrih se potomske celice diferencirajo v hondroblaste, ki začnejo sintetizirati hrustančni matriks, ki jih malo po malo obdaja.

Podobno kot pri osteocitih (kostnih celicah) se hondroblasti, ki so vključeni v tako imenovane "vrzeli" matrike, razlikujejo v hondrocite.

Hondrociti se v njihovih luknjah lahko razdelijo in tvorijo grozde približno štirih ali več celic. Ti grozdi so znani kot izogene skupine in predstavljajo delitve originalnega hondrocita.

Rast hrustanca in diferenciacija hondroblastov

Ko vsaka celica vsake grozde ali izogene skupine tvori matrico, se odmaknejo druga od druge in tvorijo svoje ločene lagune. Posledično hrustanec raste od znotraj, kar imenuje intersticijska rast hrustanca.

V obrobnih regijah razvijajočega se hrustanca se mezenhimske celice diferencirajo v fibroblaste. Te sintetizirajo gosto nepravilno kolageno vezivno tkivo, imenovano perihondrij.

Perihondrij ima dve plasti: zunanjo vlaknasto vaskularizirano plast, sestavljeno iz kolagena tipa I in fibroblastov; in drugo notranjo celično plast, ki jo tvorijo hondrogene celice, ki se delijo in diferencirajo v hondroblaste, ki tvorijo matrico, ki se doda periferno.

S to diferenciacijo celic perihondrija se hrustanec raste tudi s periferno postavitvijo. Ta proces rasti se imenuje appozicijska rast.

Intersticijska rast je značilna za začetno fazo razvoja hrustanca, pojavlja pa se tudi v artikularnem hrustancu, ki nima perihondrija, in v epifiznih ploščah ali rastnih ploščah dolgih kosti.

Po drugi strani pa hrustanec raste z appozicijo.

Histologija

V hrustancu najdemo tri vrste hondrogenih celic: hondroblasti in hondrociti.

Hondrogene celice so tanke in podolgovate v obliki vretena in izvirajo iz diferenciacije mezenhimskih celic.

Njihovo jedro je ovoidno, imajo malo citoplazme in slabo razvit Golgijev kompleks, redke mitohondrije in grobi endoplazemski retikulum ter obilne ribosome. Lahko se razlikujejo v hondroblasti ali osteoprogenitorne celice.

Hondrogene celice notranje plasti perihondrija in mezenhimske celice kondrifikacijskih centrov so dva vira hondroblastov.

Te celice imajo zelo razvit grobi endoplazemski retikulum, številne ribosome in mitohondrije, dobro razvit kompleks Golgija in številne sekretorne vezikle.

Hondrociti v hrustančnem tkivu

Hondrociti so hondroblasti, obdani z zunajceličnim matriksom. Lahko imajo jajčasto obliko, ko so blizu oboda, in bolj zaobljeno obliko s premerom približno 20 do 30 µm, ko jih najdemo v globljih predelih hrustanca.

Mladi hondrociti imajo veliko jedro s izrazitim nukleolusom in obilnimi citoplazemskimi organeli, kot so Golgijev kompleks, grobi endoplazemski retikulum, ribosomi in mitohondriji. Imajo tudi obilne citoplazemske zaloge glikogena.

Stari hondrociti imajo malo organelov, a obilo prostih ribosomov. Te celice so relativno neaktivne, vendar jih je mogoče ponovno aktivirati s povečanjem sinteze beljakovin.

Hondrociti in vrste hrustanca

Razporeditev hondrocitov se razlikuje glede na vrsto hrustanca, kjer jih najdemo. V hialinskih hrustancih, ki imajo biserno bel in prosojen videz, hondrociti najdemo v številnih izogenih skupinah in razporejene v velikih vrzeli z zelo malo vlaknin v matriksu.

Hyaline zglobni hrustanec (vir: Eugenio Fernández Pruna prek Wikimedia Commons)

Hialinski hrustanec je najbolj bogat v človeškem okolju in vsebuje kolagena vlakna tipa II.

V elastičnem hrustancu, ki ima obilna razvejana elastična vlakna, prepletena s kolagenimi vlakni tipa II, porazdeljeni po matriksu, so hondrociti obilno in enakomerno razporejeni med vlakni.

Ta vrsta hrustanca je značilna za pinno, evstahijevsko cev, nekaj laringealnega hrustanca in epiglotisa.

V fibrocartilageu je med njenimi debelimi, gosto razporejenimi kolagenimi vlakni tipa I v matriksu malo hondrocitov.

Ta vrsta hrustanca se nahaja v medvretenčnih diskih, v simfizici pubis, na območjih vstavitve tetiv in v kolenskem sklepu.

Lastnosti

Temeljna funkcija hondrocitov je sintetizirati zunajcelični matriks različnih vrst hrustanca. Tako kot hondrociti so skupaj z matrico sestavni elementi hrustanca in z njim delijo njegove funkcije (kot celoto).

Med glavnimi funkcijami hrustanca so funkcije blaženja ali absorbiranja udarcev ali udarcev in stiskanja (zahvaljujoč svoji odpornosti in prožnosti).

Poleg tega zagotavljajo gladko zglobno površino, ki omogoča gibanje sklepov z minimalnim trenjem in navsezadnje oblikujejo različne organe, kot so pinna, nos, grk, epiglotis, bronhi itd.

Pridelki

Hialinski hrustanec, ki je v človeškem telesu najbolj bogat, je lahko podvržen večkratnim poškodbam zaradi bolezni, predvsem pa zaradi športa.

Ker je hrustanec visoko specializirano tkivo s sorazmerno majhno sposobnostjo samozdravljenja, lahko njegove poškodbe povzročijo nepopravljivo škodo.

Za sanacijo poškodb artikularnega hrustanca so razvili številne kirurške tehnike. Čeprav te tehnike, nekatere bolj invazivne od drugih, lahko izboljšajo poškodbe, popravljeni hrustanec nastane kot fibrokartilje in ne kot hialinski hrustanec. To pomeni, da nima enakih funkcionalnih lastnosti kot prvotni hrustanec.

Da bi dosegli ustrezno sanacijo poškodovanih artikularnih površin, so bile razvite tehnike avtologne kulture (iz lastnega hrustanca) za doseganje in vitro rasti hrustanca in njegove nadaljnje presaditve.

Te kulture so bile razvite z izolacijo hondrocitov iz zdravega vzorca hrustanca od pacienta, ki jih nato gojimo in presadimo.

Te metode so se izkazale za učinkovite za rast in razvoj hialinskih artikularnih hrustancev in po približno dveh letih dosežejo dokončno okrevanje zgibne površine.

Druge tehnike vključujejo gojenje hrustanca in vitro na matriksu ali gelu fibrina in alginske kisline ali drugih naravnih ali sintetičnih snovi, ki se trenutno preučujejo.

Vendar je cilj teh kultur zagotoviti material za presaditev poškodovanih sklepnih površin in njihovo dokončno okrevanje.

Reference

1. Dudek, RW (1950). Visoko donosna histologija (2. izd.). Filadelfija, Pensilvanija: Lippincott Williams & Wilkins.
2. Gartner, L., & Hiatt, J. (2002). Tekstni atlas histologije (2. izd.). Mehiški DF: McGraw-Hill Interamericana Editores.
3. Giannini, S., R, B., Grigolo, B., & Vannini, F. (2001). Avtologna presaditev hondrocitov pri osteohondralnih lezijah gleženjskega sklepa. Foot and glegle International, 22 (6), 513–517.
4. Johnson, K. (1991). Histologija in celična biologija (2. izd.). Baltimore, Maryland: Nacionalna medicinska serija za neodvisno študijo.
5. Kino-Oka, M., Maeda, Y., Yamamoto, T., Sugawara, K., & Taya, M. (2005). Kinetično modeliranje hondrocitne kulture za izdelavo tkiva, ki ga povzroča hrustanec. Časopis za bioznanost in bioinženiring, 99 (3), 197–207.
6. Park, Y., Lutolf, poslanec, Hubbell, JA, Hunziker, EB, & Wong, M. (2004). Goveja primarna hondrocitna kultura v sintetični matriksni kovinski metaloproteinazi, občutljivi na poli (etilen glikol), hidrogele kot ogrodje za popravljanje hrustanca. Tkivni inženiring, 10 (3–4), 515–522.
7. Perka, C., Spitzer, RS, Lindenhayn, K., Sittinger, M., & Schultz, O. (2000). Matrično mešana kultura: Nova metodologija za kulturo hondrocitov in pripravo presadkov hrustanca. Časopis za raziskave biomedicinskih materialov, 49, 305–311.
8. Qu, C., Puttonen, KA, Lindeberg, H., Ruponen, M., Hovatta, O., Koistinaho, J., & Lammi, MJ (2013). Hondrogena diferenciacija človeških pluripotentnih matičnih celic v kokulturi hondrocitov. International Journal of Biochemistry and Cell Biology, 45, 1802–1812.
9. Ross, M., & Pawlina, W. (2006). Histologija. Besedilo in atlas s korelirano celično in molekularno biologijo (5. izd.). Lippincott Williams & Wilkins.