HONDROCĪTI: RAKSTUROJUMS, HISTOLOĢIJA, FUNKCIJAS, KULTŪRA - BIOLOĢIJA - 2025

Par hondrocītus ir galvenie šūnas no skrimšļa. Viņi ir atbildīgi par skrimšļa ārpusšūnu matricas sekrēciju, ko veido glikozaminoglikāni un proteoglikāni, kolagēna šķiedras un elastīgās šķiedras.

Skrimšļi ir īpaša veida izturīgi, elastīgi, gandrīz balti saistaudi, kas veido skeletu vai tiek pievienoti dažu mugurkaulnieku dzīvnieku kauliem.

Skrimšļaudu sadaļa, skaitlis 2 norāda hondrocīta atrašanās vietu (Avots: Guido Fregapani, izmantojot Wikimedia Commons)

Skrimšļi veicina arī dažādu orgānu, piemēram, deguna, ausu, balsenes un citu, formu. Atkarībā no šķiedru veida, kas iekļauta izdalītajā ārpusšūnu matricā, skrimšļus klasificē trīs veidos: (1) hialīna skrimšļi, (2) elastīgie skrimšļi un (3) fibrokrezhi.

Trīs skrimšļu veidiem ir divi kopīgi veidojošie elementi: šūnas, kas ir hondroblasti un hondrocīti; un matrica, ko veido šķiedras un pamata viela, kas līdzīga gēlam un atstāj nelielas vietas, ko sauc par "spraugām", kur atrodas šūnas.

Skrimšļainā matrica nesaņem asinsvadus, limfātiskos asinsvadus vai nervus, un to baro difūzija no apkārtējiem saistaudiem vai, sinoviālo locītavu gadījumā, no sinoviālā šķidruma.

raksturojums

Hondrocīti atrodas visos trīs veidu skrimšļos. Tās ir šūnas, kas iegūtas no mezenhimālām šūnām, kuras vietās, kur veidojas skrimšļi, zaudē pagarinājumus, noapaļojas uz augšu un sabrūk, veidojot blīvas masas, kuras sauc par “hondrifikācijas” centriem.

Šajos hondrifikācijas centros priekšteču šūnas diferencējas hondroblastos, kas sāk sintezēt skrimšļa matricu, kas pamazām tos ieskauj.

Līdzīgi kā tas notiek ar osteocītiem (kaulu šūnām), hondroblasti, kas ir iekļauti matricas tā saucamajās "spraugās", diferencējas hondrocītos.

Hondrocīti, kas atrodas to spraugās, var sadalīties, veidojot četru vai vairāku šūnu kopas. Šīs kopas sauc par izogēnām grupām un attēlo sākotnējā hondrocīta dalījumu.

Skrimšļa augšana un hondroblastu diferenciācija

Tā kā katras kopas vai izogēnās grupas šūnas veido matricu, tās attālinās viena no otras un veido savas atsevišķas lagūnas. Tā rezultātā skrimšļi aug no iekšpuses, saucot šo skrimšļa augšanas formu par intersticiālu augšanu.

Jaunattīstības skrimšļa perifērajos reģionos mezenhimālās šūnas diferencējas par fibroblastiem. Tie sintezē blīvu neregulāru kolagēnu saistaudu, ko sauc par perihondriju.

Perihondrijam ir divi slāņi: ārējs šķiedru vaskulizēts slānis, kas sastāv no I tipa kolagēna un fibroblastiem; un vēl viens iekšējais šūnu slānis, ko veido hondrogēnas šūnas, kas dalās un diferencējas hondroblastos, kas veido matricu, kas tiek pievienota perifēriski.

Ar šo perihondrija šūnu diferenciāciju skrimšļi aug arī perifērajā aplikācijā. Šo izaugsmes procesu sauc par pieaugumu izaugsmē.

Intersticiāla augšana ir raksturīga skrimšļa attīstības sākotnējai fāzei, bet tā notiek arī locītavu skrimšļos, kuriem nav perihondrija, un garo kaulu epifīzes plāksnēs vai augšanas plāksnēs.

No otras puses, pārējā ķermenī skrimšļi aug pēc ieņemšanas.

Histoloģija

Skrimšļos var atrast trīs veidu hondrogēnas šūnas: hondroblasti un hondrocīti.

Hondrogēnās šūnas ir plānas un iegarenas vārpstas formā, un tās rodas no mezenhimālo šūnu diferenciācijas.

Viņu kodols ir olveida, viņiem ir maz citoplazmas un slikti attīstīts Golgi komplekss, maz mitohondriju un raupja endoplazmatiska retikuluma, kā arī bagātīgas ribosomas. Tās var diferencēt hondroblastos vai osteoprogenitor šūnās.

Peronondrija iekšējā slāņa hondrogēnās šūnas, kā arī hondrifikācijas centru mezenhimālās šūnas ir divi hondroblastu avoti.

Šīm šūnām ir augsti attīstīts raupjš endoplazmatisks retikulums, daudzas ribosomas un mitohondriji, labi attīstīts Golgi komplekss un daudzas sekrēcijas pūslīši.

Hondrocīti skrimšļa audos

Hondrocīti ir hondroblasti, kurus ieskauj ārpusšūnu matrica. Viņiem var būt olšūna forma, kad tie atrodas netālu no perifērijas, un noapaļotākas formas ar aptuveni 20 līdz 30 μm diametru, ja tie atrodas dziļākos skrimšļa reģionos.

Jauniem hondrocītiem ir liels kodols ar ievērojamu kodolu un bagātīgām citoplazmatiskām organellām, piemēram, Golgi komplekss, aptuvens endoplazmatisks retikulums, ribosomas un mitohondriji. Viņiem ir arī bagātīgi citoplazmatiski glikogēna krājumi.

Vecajos hondrocītos ir maz organellu, bet bagātīgi ir brīvas ribosomas. Šīs šūnas ir salīdzinoši neaktīvas, bet tās var atkārtoti aktivizēt, palielinot olbaltumvielu sintēzi.

Hondrocīti un skrimšļu veidi

Hondrocītu izvietojums mainās atkarībā no skrimšļa veida, kurā tie atrodami. Hialīna skrimšļos, kuriem ir pērļaini balts un caurspīdīgs izskats, hondrocīti ir sastopami daudzās izogēnās grupās un ir izvietoti lielās spraugās ar matricā ļoti mazām šķiedrām.

Hialīna locītavu skrimslis (Avots: Eugenio Fernández Pruna, izmantojot Wikimedia Commons)

Hialīna skrimšļi ir visizplatītākie cilvēka skeletā un satur II tipa kolagēna šķiedras.

Elastīgajā skrimslī, kurā ir bagātīgi sazarotas elastīgās šķiedras, kas savstarpēji savienotas ar II tipa kolagēna šķiedrām, kuras ir sadalītas visā matricā, hondrocīti ir bagātīgi un vienmērīgi sadalīti starp šķiedrām.

Šāda veida skrimšļi ir raksturīgi virsotnei, Eustāhijas caurulēm, dažiem balsenes skrimšļiem un epiglotēm.

Šķiedru skrimšļos matricā starp tās biezajām, blīvi izplatītajām I tipa kolagēna šķiedrām ir maz hondrocītu.

Šāda veida skrimšļi atrodas starpskriemeļu diskos, simfīzes krodziņā, cīpslu ievietošanas vietās un ceļa locītavā.

Iespējas

Hondrocītu pamatfunkcija ir dažādu veidu skrimšļu ārpusšūnu matricas sintezēšana. Tāpat kā hondrocīti, tāpat kā matrica, tie ir skrimšļa veidojošie elementi un kopīgi ar to darbojas visas funkcijas.

Starp galvenajām skrimšļa funkcijām ir triecienu vai absorbējošu triecienu vai sitienu un kompresiju amortizēšana vai absorbēšana (pateicoties tā pretestībai un elastībai).

Turklāt tie nodrošina gludu locītavu virsmu, kas ļauj locītavu kustībām ar minimālu berzi un galu galā veido dažādus orgānus, piemēram, virsu, degunu, balseni, epiglotus, bronhus utt.

Kultūras

Hialīna skrimšļi, kas ir visbagātākie cilvēka ķermenī, slimību dēļ, bet, galvenais, no sporta, var tikt pakļauti vairākiem ievainojumiem.

Tā kā skrimšļi ir ļoti specializēti audi ar salīdzinoši nelielu pašdziedināšanas spēju, to ievainojumi var radīt neatgriezeniskus bojājumus.

Ir izstrādātas daudzas ķirurģiskas metodes, lai labotu locītavu skrimšļa ievainojumus. Kaut arī šie paņēmieni, kas ir nedaudz invazīvāki nekā citi, var uzlabot ievainojumus, salabotais skrimšlis veidojas kā fibrokreiva, nevis kā hialīna skrimslis. Tas nozīmē, ka tam nav tādu pašu funkcionālo īpašību kā sākotnējam skrimšlim.

Lai panāktu adekvātu bojāto locītavu virsmu labošanu, ir izstrādātas autologas kultivēšanas metodes (no paša skrimšļa), lai panāktu skrimšļa augšanu in vitro un sekojošu transplantāciju.

Šīs kultūras ir izstrādātas, no pacienta izdalot hondrocītus no veselīga skrimšļa parauga, kas pēc tam tiek kultivēti un pārstādīti.

Šīs metodes ir izrādījušās efektīvas hialīna locītavu skrimšļa augšanā un attīstībā, un pēc aptuveni divu gadu perioda tās panāk galīgu locītavas virsmas atjaunošanos.

Citas metodes ir skrimšļa kultivēšana in vitro uz fibrīna un algīnskābes vai citu dabisku vai sintētisku vielu matricas vai gēla, kas pašlaik tiek pētīti.

Tomēr šo kultūru mērķis ir nodrošināt materiālu ievainoto locītavu virsmu transplantācijai un to pilnīgai atveseļošanai.

Atsauces

1. Dudeks, RW (1950). Augstas ražas histoloģija (2. izdevums). Filadelfijā, Pensilvānijā: Lippincott Williams & Wilkins.
2. Gartner, L., & Hiatt, J. (2002). Histoloģijas teksta atlants (2. izdevums). Meksika DF: McGraw-Hill Interamericana Editores.
3. Giannini, S., R, B., Grigolo, B., & Vannini, F. (2001). Autologa hondrocītu transplantācija potītes locītavas osteohondrālos bojājumos. Foot and Ankle International, 22 (6), 513–517.
4. Džonsons, K. (1991). Histoloģija un šūnu bioloģija (2. izdevums). Baltimora, Merilenda: Nacionālās medicīnas sērija neatkarīgiem pētījumiem.
5. Kino-Oka, M., Maeda, Y., Yamamoto, T., Sugawara, K., & Taya, M. (2005). Hondrocītu kultūras kinētiskā modelēšana audu inženierijas skrimšļa ražošanai. Journal of Bioscience and Bioengineering, 99 (3), 197–207.
6. Park, Y., Lutolf, MP, Hubbell, JA, Hunziker, EB, & Wong, M. (2004). Liellopu primārā hondrocītu kultūra sintētiskajā matricā, kas jutīga pret metalloproteināzes jutīgiem poli (etilēnglikola) bāzes hidrogeļiem kā sastatnes skrimšļa labošanai. Audu inženierija, 10 (3–4), 515–522.
7. Perka, C., Spitzer, RS, Lindenhayn, K., Sittinger, M., & Schultz, O. (2000). Matricu jaukta kultūra: jauna metodika hondrocītu kultivēšanai un skrimšļa transplantātu sagatavošanai. Journal of Biomedical Materials Research, 49, 305–311.
8. Qu, C., Puttonen, KA, Lindeberg, H., Ruponen, M., Hovatta, O., Koistinaho, J., & Lammi, MJ (2013). Cilvēka pluripotento cilmes šūnu hondrogēna diferenciācija hondrocītu kopkultūrā. Starptautiskais bioķīmijas un šūnu bioloģijas žurnāls, 45, 1802–1812.
9. Ross, M., & Pawlina, W. (2006). Histoloģija. Teksts un atlants ar korelētu šūnu un molekulāro bioloģiju (5. izdevums). Lippincott Williams & Wilkins.