CHONDROCYTES: ลักษณะเนื้อเยื่อวิทยาหน้าที่วัฒนธรรม - ชีววิทยา

chondrocytesเป็นเซลล์หลักของกระดูกอ่อน พวกมันมีหน้าที่ในการหลั่งของเมทริกซ์นอกเซลล์ของกระดูกอ่อนซึ่งประกอบด้วยไกลโคซามิโนไกลแคนและโปรตีโอไกลแคนเส้นใยคอลลาเจนและเส้นใยยืดหยุ่น

กระดูกอ่อนเป็นเนื้อเยื่อเกี่ยวพันชนิดพิเศษที่เหนียวยืดหยุ่นและมีสีขาวนวลซึ่งประกอบเป็นโครงกระดูกหรือเพิ่มเข้าไปในกระดูกบางชนิดของสัตว์มีกระดูกสันหลังบางชนิด

ส่วนของเนื้อเยื่อกระดูกอ่อนหมายเลข 2 ระบุตำแหน่งของ chondrocyte (ที่มา: Guido Fregapani จาก Wikimedia Commons)

กระดูกอ่อนยังก่อให้เกิดรูปร่างของอวัยวะต่างๆเช่นจมูกหูกล่องเสียงและอื่น ๆ ตามประเภทของเส้นใยที่รวมอยู่ในเมทริกซ์ภายนอกเซลล์ที่ถูกหลั่งออกมากระดูกอ่อนแบ่งออกเป็น 3 ประเภท ได้แก่ (1) กระดูกอ่อนไฮยาลิน (2) กระดูกอ่อนยืดหยุ่นและ (3) เส้นใยไฟเบอร์

กระดูกอ่อนทั้งสามประเภทมีส่วนประกอบสำคัญสองแบบ ได้แก่ เซลล์ซึ่ง ได้แก่ chondroblasts และ chondrocytes และเมทริกซ์ซึ่งประกอบด้วยเส้นใยและสารพื้นฐานคล้ายกับเจลที่เว้นช่องว่างเล็ก ๆ เรียกว่า "ช่องว่าง" ซึ่งเป็นที่ตั้งของเซลล์

เมทริกซ์กระดูกอ่อนไม่ได้รับเส้นเลือดท่อน้ำเหลืองหรือเส้นประสาทและได้รับการหล่อเลี้ยงจากการแพร่กระจายจากเนื้อเยื่อเกี่ยวพันโดยรอบหรือในกรณีของข้อต่อไขข้อจากน้ำไขข้อ

ลักษณะเฉพาะ

Chondrocytes มีอยู่ในกระดูกอ่อนทั้งสามประเภท เซลล์เหล่านี้เป็นเซลล์ที่ได้จากเซลล์ mesenchymal ซึ่งในบริเวณที่สร้างกระดูกอ่อนจะสูญเสียส่วนขยายออกไปปัดเศษและรวมตัวกันเป็นก้อนหนาแน่นเรียกว่าศูนย์ "chondrification"

ในศูนย์ chondrification เหล่านี้เซลล์ต้นกำเนิดจะแยกความแตกต่างออกเป็น chondroblasts ซึ่งเริ่มสังเคราะห์เมทริกซ์กระดูกอ่อนที่ล้อมรอบพวกมันทีละเล็กทีละน้อย

ในทำนองเดียวกันกับสิ่งที่เกิดขึ้นกับ osteocytes (เซลล์กระดูก) chondroblasts ที่รวมอยู่ในสิ่งที่เรียกว่า "ช่องว่าง" ของเมทริกซ์จะแยกความแตกต่างออกเป็น chondrocytes

chondrocytes ภายใน lacunae ของพวกมันสามารถแบ่งตัวเป็นกลุ่มก้อนได้ประมาณสี่เซลล์ขึ้นไป คลัสเตอร์เหล่านี้เรียกว่ากลุ่มไอโซจีนิกและเป็นตัวแทนของหน่วยงานของ chondrocyte ดั้งเดิม

การเจริญเติบโตของกระดูกอ่อนและความแตกต่างของ chondroblast

เนื่องจากแต่ละเซลล์ของแต่ละคลัสเตอร์หรือกลุ่มไอโซนิกก่อตัวเป็นเมทริกซ์พวกมันจึงเคลื่อนที่ออกจากกันและสร้างทะเลสาบแยกกัน เป็นผลให้กระดูกอ่อนเติบโตจากภายในเรียกรูปแบบนี้ว่าการเจริญเติบโตของกระดูกอ่อนคั่นระหว่างหน้า

ในบริเวณส่วนปลายของกระดูกอ่อนที่กำลังพัฒนาเซลล์ mesenchymal จะแยกความแตกต่างออกไปเป็นไฟโบรบลาสต์ สิ่งเหล่านี้สังเคราะห์เนื้อเยื่อเกี่ยวพันคอลลาเจนที่หนาแน่นผิดปกติที่เรียกว่า perichondrium

perichondrium มีสองชั้น: ชั้นภายนอกที่เป็นเส้นใยสร้างหลอดเลือดประกอบด้วยคอลลาเจนชนิดที่ 1 และไฟโบรบลาสต์ และชั้นเซลล์ภายในอีกชั้นหนึ่งที่เกิดจากเซลล์ chondrogenic ที่แบ่งตัวและแยกความแตกต่างออกเป็น chondroblasts ซึ่งเป็นเมทริกซ์ที่ถูกเพิ่มเข้าไปโดยรอบ

ด้วยความแตกต่างของเซลล์ของ perichondrium นี้กระดูกอ่อนยังเติบโตขึ้นโดยการจัดวางอุปกรณ์ต่อพ่วง กระบวนการเจริญเติบโตนี้เรียกว่าการเติบโตโดยนัย

การเจริญเติบโตคั่นระหว่างหน้าเป็นเรื่องปกติของระยะเริ่มต้นของการพัฒนากระดูกอ่อน แต่ก็เกิดขึ้นในกระดูกอ่อนบริเวณข้อที่ไม่มีเยื่อบุช่องท้องและในแผ่นเยื่อหุ้มเซลล์หรือแผ่นการเจริญเติบโตของกระดูกยาว

ในส่วนอื่น ๆ ของร่างกายในทางกลับกันกระดูกอ่อนจะเติบโตโดยการจัดตำแหน่ง

จุลกายวิภาคศาสตร์เนื้อเยื่อ

เซลล์ chondrogenic สามประเภทสามารถพบได้ในกระดูกอ่อน: chondroblasts และ chondrocytes

เซลล์ Chondrogenic มีลักษณะบางและยาวในรูปของแกนหมุนและมีต้นกำเนิดมาจากความแตกต่างของเซลล์ mesenchymal

นิวเคลียสของพวกมันเป็นรูปไข่พวกมันมีไซโทพลาสซึมเพียงเล็กน้อยและกอลจิคอมเพล็กซ์ที่พัฒนาได้ไม่ดีไมโทคอนเดรียที่หายากและเรติคูลัมเอนโดพลาสมิกแบบหยาบและไรโบโซมมากมาย พวกเขาสามารถแยกความแตกต่างออกเป็นเซลล์ chondroblasts หรือเซลล์สร้างกระดูก

เซลล์ chondrogenic ของชั้นในของ perichondrium เช่นเดียวกับเซลล์ mesenchymal ของศูนย์ chondrification เป็นแหล่งที่มาของ chondroblasts สองแหล่ง

เซลล์เหล่านี้มีเรติคูลัมเอนโดพลาสมิกแบบหยาบที่ได้รับการพัฒนาอย่างมากไรโบโซมและไมโทคอนเดรียจำนวนมากคอมเพล็กซ์กอลจิที่พัฒนามาอย่างดีและถุงหลั่งจำนวนมาก

Chondrocytes ในเนื้อเยื่อกระดูกอ่อน

Chondrocytes คือ chondroblasts ที่ล้อมรอบด้วยเมทริกซ์นอกเซลล์ พวกมันสามารถมีรูปร่างเป็นรูปไข่เมื่ออยู่ใกล้รอบนอกและจะมีรูปร่างกลมมากขึ้นโดยมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 20 ถึง 30 µm เมื่อพบในบริเวณที่ลึกลงไปของกระดูกอ่อน

chondrocytes ที่มีอายุน้อยมีนิวเคลียสขนาดใหญ่ที่มีนิวคลีโอลัสที่โดดเด่นและออร์แกเนลล์ไซโตพลาสซึมที่อุดมสมบูรณ์เช่นกอลจิคอมเพล็กซ์เรติคูลัมเอนโดพลาสซึมหยาบไรโบโซมและไมโทคอนเดรีย พวกเขายังมีแหล่งเก็บไกลโคเจนในไซโตพลาสซึมมากมาย

chondrocytes เก่ามีออร์แกเนลล์น้อย แต่มีไรโบโซมอิสระมากมาย เซลล์เหล่านี้ไม่ได้ใช้งาน แต่สามารถเปิดใช้งานใหม่ได้โดยการเพิ่มการสังเคราะห์โปรตีน

Chondrocytes และประเภทของกระดูกอ่อน

การจัดเรียงของ chondrocytes จะแตกต่างกันไปตามประเภทของกระดูกอ่อนที่พบ ในกระดูกอ่อนไฮยาลินซึ่งมีลักษณะสีขาวมุกและโปร่งแสงจะพบ chondrocytes ในกลุ่มไอโซจีนิกหลายกลุ่มและจัดเรียงเป็นช่องว่างขนาดใหญ่โดยมีเส้นใยน้อยมากในเมทริกซ์

Hyaline Articular Cartilage (ที่มา: Eugenio Fernández Pruna ผ่าน Wikimedia Commons)

กระดูกอ่อนไฮยาลีนมีมากที่สุดในโครงกระดูกมนุษย์และประกอบด้วยเส้นใยคอลลาเจน Type II

ในกระดูกอ่อนยืดหยุ่นซึ่งมีเส้นใยยืดหยุ่นที่แตกแขนงจำนวนมากพันด้วยเส้นใยคอลลาเจนชนิดที่ 2 ซึ่งกระจายอยู่ทั่วทั้งเมทริกซ์ chondrocytes จะมีมากและกระจายอย่างสม่ำเสมอระหว่างเส้นใย

กระดูกอ่อนประเภทนี้เป็นเรื่องปกติของพินนาท่อยูสเตเชียนกระดูกอ่อนกล่องเสียงบางส่วนและลิ้นปี่

ในไฟโบรคาร์ทิเลจมี chondrocytes เพียงไม่กี่เซลล์ที่เรียงตัวกันระหว่างเส้นใยคอลลาเจนชนิด I ชนิดหนาที่กระจายตัวหนาแน่นในเมทริกซ์

กระดูกอ่อนประเภทนี้ตั้งอยู่ในแผ่นดิสก์ intervertebral ในหัวหน่าว symphysis ในบริเวณที่มีการสอดใส่ของเส้นเอ็นและในข้อเข่า

คุณสมบัติ

หน้าที่พื้นฐานของ chondrocytes คือการสังเคราะห์เมทริกซ์นอกเซลล์ของกระดูกอ่อนประเภทต่างๆ เช่นเดียวกับ chondrocytes ร่วมกับเมทริกซ์พวกมันเป็นองค์ประกอบที่เป็นส่วนประกอบของกระดูกอ่อนและแบ่งปันหน้าที่กับมัน (โดยรวม)

ในบรรดาหน้าที่หลักของกระดูกอ่อน ได้แก่ การกันกระแทกหรือการดูดซับแรงกระแทกหรือการเป่าและการบีบอัด (เนื่องจากความต้านทานและความยืดหยุ่น)

นอกจากนี้ยังมีพื้นผิวข้อที่เรียบซึ่งช่วยให้การเคลื่อนไหวของข้อต่อมีแรงเสียดทานน้อยที่สุดและในที่สุดก็ให้รูปร่างของอวัยวะต่าง ๆ เช่นพินนาจมูกกล่องเสียงลิ้นปี่หลอดลมเป็นต้น

พืช

กระดูกอ่อนไฮยาลีนซึ่งมีมากที่สุดในร่างกายมนุษย์อาจได้รับบาดเจ็บหลายครั้งเนื่องจากโรค แต่เหนือสิ่งอื่นใดจากการเล่นกีฬา

เนื่องจากกระดูกอ่อนเป็นเนื้อเยื่อที่มีความเชี่ยวชาญสูงและมีความสามารถในการรักษาตัวเองได้ค่อนข้างน้อยการบาดเจ็บจึงทำให้เกิดความเสียหายที่ไม่สามารถย้อนกลับได้

มีการพัฒนาเทคนิคการผ่าตัดหลายอย่างเพื่อซ่อมแซมกระดูกอ่อนที่ได้รับบาดเจ็บ แม้ว่าเทคนิคเหล่านี้จะมีการบุกรุกมากกว่าวิธีอื่น ๆ แต่สามารถปรับปรุงการบาดเจ็บได้ แต่กระดูกอ่อนที่ได้รับการซ่อมแซมจะถูกสร้างขึ้นในรูปแบบ fibrocartilage ไม่ใช่เป็นกระดูกอ่อนไฮยาลีน นั่นหมายความว่ามันไม่มีลักษณะการทำงานเหมือนกับกระดูกอ่อนเดิม

เพื่อให้ได้รับการซ่อมแซมพื้นผิวข้อที่เสียหายอย่างเพียงพอได้มีการพัฒนาเทคนิคการเพาะเลี้ยงแบบอัตโนมัติ (จากกระดูกอ่อนของตัวเอง) เพื่อให้เกิดการเติบโตของกระดูกอ่อนในหลอดทดลองและการปลูกถ่ายในภายหลัง

วัฒนธรรมเหล่านี้ได้รับการพัฒนาโดยการแยก chondrocytes จากตัวอย่างกระดูกอ่อนที่มีสุขภาพดีจากผู้ป่วยซึ่งจะได้รับการเพาะเลี้ยงและปลูกถ่าย

วิธีการเหล่านี้ได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีประสิทธิภาพสำหรับการเจริญเติบโตและการพัฒนาของกระดูกอ่อนผิวข้อไฮยาลินและหลังจากผ่านไปประมาณสองปีพวกเขาก็บรรลุการฟื้นตัวอย่างชัดเจนของผิวข้อ

เทคนิคอื่น ๆ เกี่ยวข้องกับการปลูกกระดูกอ่อนในหลอดทดลองบนเมทริกซ์หรือเจลของไฟบรินและกรดอัลจินิกหรือสารธรรมชาติหรือสารสังเคราะห์อื่น ๆ ที่อยู่ระหว่างการศึกษา

อย่างไรก็ตามวัตถุประสงค์ของวัฒนธรรมเหล่านี้คือเพื่อจัดหาวัสดุสำหรับการปลูกถ่ายพื้นผิวข้อต่อที่ได้รับบาดเจ็บและการฟื้นตัวขั้นสุดท้าย

อ้างอิง

ดูเด็ค, RW (1950) Histology ที่ให้ผลผลิตสูง (2nd ed.) ฟิลาเดลเฟียเพนซิลเวเนีย: Lippincott Williams & Wilkins
Gartner, L. และ Hiatt, J. (2002). Text Atlas of Histology (2nd ed.) เม็กซิโก DF: McGraw-Hill Interamericana Editores
Giannini, S. , R, B. , Grigolo, B. , & Vannini, F. (2001). การปลูกถ่าย chondrocyte แบบอัตโนมัติในแผล osteochondral ของข้อเท้า Foot and Ankle International, 22 (6), 513–517.
จอห์นสัน, K. (1991). จุลชีววิทยาและชีววิทยาของเซลล์ (2nd ed.). บัลติมอร์แมริแลนด์: ชุดการแพทย์แห่งชาติสำหรับการศึกษาอิสระ
Kino-Oka, M. , Maeda, Y. , Yamamoto, T. , Sugawara, K. , & Taya, M. (2005). การสร้างแบบจำลองจลน์ของการเพาะเลี้ยง chondrocyte สำหรับการผลิตกระดูกอ่อนที่สร้างเนื้อเยื่อ วารสารชีววิทยาศาสตร์และวิศวกรรมชีวภาพ, 99 (3), 197–207
Park, Y. , Lutolf, MP, Hubbell, JA, Hunziker, EB, & Wong, M. (2004). การเพาะเลี้ยง Chondrocyte หลักของวัวในเมทริกซ์สังเคราะห์ Metalloproteinase-Sensitive Poly (เอทิลีนไกลคอล) - ใช้ไฮโดรเจลเป็นฐานสำหรับการซ่อมแซมกระดูกอ่อน วิศวกรรมเนื้อเยื่อ, 10 (3–4), 515–522.
Perka, C. , Spitzer, RS, Lindenhayn, K. , Sittinger, M. , & Schultz, O. (2000). วัฒนธรรมผสมเมทริกซ์: วิธีการใหม่สำหรับการเพาะเลี้ยง chondrocyte และการเตรียมการปลูกถ่ายกระดูกอ่อน วารสารวิจัยวัสดุชีวการแพทย์, 49, 305–311
Qu, C. , Puttonen, KA, Lindeberg, H. , Ruponen, M. , Hovatta, O. , Koistinaho, J. , & Lammi, MJ (2013) ความแตกต่างของ Chondrogenic ของเซลล์ต้นกำเนิดที่มีประโยชน์ของมนุษย์ในวัฒนธรรมร่วม chondrocyte International Journal of Biochemistry and Cell Biology, 45, 1802–1812
Ross, M. , & Pawlina, W. (2006). จุลกายวิภาคศาสตร์เนื้อเยื่อ ข้อความและแผนที่ที่มีความสัมพันธ์กับเซลล์และอณูชีววิทยา (ฉบับที่ 5) Lippincott Williams และ Wilkins

CHONDROCYTES: ลักษณะเนื้อเยื่อวิทยาหน้าที่วัฒนธรรม - ชีววิทยา - 2025