Tkanka chrzęstna i kostna

Tkanka łączna obejmuje również tkanki chrzęstne i kostne, które tworzą szkielet ludzkiego ciała. Tkanki te nazywane są szkieletowymi. Organy zbudowane z tych tkanek pełnią funkcje podporowe, ruchowe i ochronne. Biorą również udział w metabolizmie minerałów.

Tkanka chrzęstna (textus cartilaginus) tworzy chrząstki stawowe, krążki międzykręgowe, chrząstki krtani, tchawicy, oskrzeli i nosa zewnętrznego. Tkanka chrzęstna składa się z komórek chrzęstnych (chondroblastów i chondrocytów) oraz gęstej, elastycznej substancji międzykomórkowej.

Tkanka chrzęstna zawiera około 70-80% wody, 10-15% substancji organicznych, 4-7% soli. Około 50-70% suchej masy tkanki chrzęstnej stanowi kolagen. Substancja międzykomórkowa (matrix), produkowana przez komórki chrzęstne, składa się ze związków złożonych, do których należą proteoglikany, kwas hialuronowy, cząsteczki glikozaminoglikanów. W tkance chrzęstnej występują dwa rodzaje komórek: chondroblasty (od greckiego chondros - chrząstka) i chondrocyty.

Chondroblasty to młode, okrągłe lub jajowate komórki zdolne do podziału mitotycznego. Produkują składniki substancji międzykomórkowej chrząstki: proteoglikany, glikoproteiny, kolagen, elastynę. Cytolemma chondroblastów tworzy wiele mikrokosmków. Cytoplazma jest bogata w RNA, dobrze rozwinięte siateczka śródplazmatyczna (ziarnista i nieziarnista), aparat Golgiego, mitochondria, lizosomy, granulki glikogenu. Jądro chondroblastów, bogate w aktywną chromatynę, ma 1-2 jąderka.

Chondrocyty to dojrzałe duże komórki tkanki chrzęstnej. Są okrągłe, owalne lub wielokątne, z wypustkami, rozwiniętymi organellami. Chondrocyty zlokalizowane są w jamach - lukach, otoczonych substancją międzykomórkową. Jeśli w lukunie znajduje się jedna komórka, to taką lukę nazywa się pierwotną. Najczęściej komórki zlokalizowane są w postaci grup izogenicznych (2-3 komórki) zajmujących jamę luki wtórnej. Ściany luki składają się z dwóch warstw: zewnętrznej, utworzonej z włókien kolagenowych i wewnętrznej, składającej się z agregatów proteoglikanów, które stykają się z glikokaliksem komórek chrzęstnych.

Jednostką strukturalną i funkcjonalną chrząstki jest chondron, utworzony przez komórkę lub izogeniczną grupę komórek, macierz okołokomórkową oraz torebkę stawową.

Ze względu na cechy strukturalne tkanki chrzęstnej wyróżnia się trzy rodzaje chrząstki: chrząstkę szklistą, włóknistą i sprężystą.

Chrząstka szklista (od greckiego hyalos – szkło) ma niebieskawy kolor. Jej główna substancja zawiera cienkie włókna kolagenowe. Komórki chrzęstne mają różnorodne kształty i struktury w zależności od stopnia zróżnicowania i ich umiejscowienia w chrząstce. Chondrocyty tworzą grupy izogeniczne. Chrząstki stawowe, żebrowe i większość chrząstek krtaniowych zbudowane są z chrząstki szklistej.

Chrząstka włóknista, której główna substancja zawiera dużą liczbę grubych włókien kolagenowych, ma zwiększoną wytrzymałość. Komórki znajdujące się między włóknami kolagenowymi są wydłużone, mają długie jądro w kształcie pręta i wąski brzeg cytoplazmy zasadochłonnej. Z chrząstki włóknistej zbudowane są pierścienie włókniste krążków międzykręgowych, krążków śródstawowych i łąkotek. Chrząstka ta pokrywa powierzchnie stawowe stawów skroniowo-żuchwowego i mostkowo-obojczykowego.

Chrząstka sprężysta charakteryzuje się elastycznością i giętkością. Macierz chrząstki sprężystej zawiera, oprócz włókien kolagenowych, dużą liczbę złożonych splecionych włókien sprężystych. Zaokrąglone chondrocyty znajdują się w lukach. Z chrząstki sprężystej zbudowane są nagłośnia, chrząstka klinowa i rogowa krtani, wyrostek głosowy chrząstki nalewkowatej, chrząstka małżowiny usznej i chrzęstna część trąbki słuchowej.

Tkanka kostna (textus ossei) ma szczególne właściwości mechaniczne. Składa się z komórek kostnych osadzonych w macierzy kostnej, która zawiera włókna kolagenowe i jest impregnowana związkami nieorganicznymi. Istnieją trzy rodzaje komórek kostnych: osteoblasty, osteocyty i osteoklasty.

Osteoblasty to młode komórki kostne z wielokątnymi, sześciennymi wypustkami dendrytycznymi. Osteoblasty są bogate w elementy ziarnistego retikulum endoplazmatycznego, rybosomy, dobrze rozwinięty aparat Golgiego i ostro zasadochłonną cytoplazmę. Znajdują się w powierzchownych warstwach kości. Ich okrągłe lub owalne jądro jest bogate w chromatynę i zawiera jedno duże jąderko, zwykle zlokalizowane na obwodzie. Osteoblasty są otoczone cienkimi mikrofibrylami kolagenowymi. Substancje syntetyzowane przez osteoblasty są wydzielane na całej ich powierzchni w różnych kierunkach, co prowadzi do powstania ścianek przerw, w których znajdują się te komórki. Osteoblasty syntetyzują składniki substancji międzykomórkowej (kolagen jest składnikiem proteoglikanu). W przestrzeniach między włóknami znajduje się substancja amorficzna - tkanka osteoidalna, czyli kość progenitorowa, która następnie ulega wapnieniu. Organiczna macierz kości zawiera kryształy hydroksyapatytu i amorficzny fosforan wapnia, których pierwiastki przedostają się do tkanki kostnej z krwi za pośrednictwem płynu tkankowego.

Osteocyty to dojrzałe, wielorozgałęzione, wrzecionowate komórki kostne z dużym, okrągłym jądrem, w którym wyraźnie widać jąderko. Liczba organelli jest niewielka: mitochondria, elementy ziarnistego retikulum endoplazmatycznego i aparat Golgiego. Osteocyty są zlokalizowane w lakunach, ale ciała komórek są otoczone cienką warstwą tzw. płynu kostnego (tkanki) i nie stykają się bezpośrednio ze zwapnioną macierzą (ścianami lakun). Przez kanały kostne przechodzą bardzo długie (do 50 μm) wypustki osteocytów, bogate w mikrofilamenty aktynopodobne. Wypustki są również oddzielone od zwapnionej macierzy przestrzenią o szerokości około 0,1 μm, w której krąży płyn tkankowy (kostny). Dzięki temu płynowi odbywa się odżywianie (trofizm) osteocytów. Odległość między każdym osteocytem a najbliższą włosowatą krwią nie przekracza 100-200 μm.

Osteoklasty to duże wielojądrowe (5-100 jąder) komórki pochodzenia monocytowego, o wielkości do 190 μm. Komórki te niszczą kość i chrząstkę, resorbują tkankę kostną podczas jej fizjologicznej i naprawczej regeneracji. Jądra osteoklastów są bogate w chromatynę i mają wyraźnie widoczne jąderka. Cytoplazma zawiera liczne mitochondria, elementy ziarnistego retikulum endoplazmatycznego i aparatu Golgiego, wolne rybosomy i różne funkcjonalne formy lizosomów. Osteoklasty mają liczne kosmkowe wypustki cytoplazmatyczne. Takie wypustki są szczególnie liczne na powierzchni przylegającej do niszczonej kości. Jest to pofalowana lub szczotkowata granica, która zwiększa powierzchnię kontaktu osteoklasta z kością. Wypustki osteoklastów mają również mikrokosmki, pomiędzy którymi znajdują się kryształy hydroksyapatytu. Kryształy te znajdują się w fagolizosomach osteoklastów, gdzie są niszczone. Aktywność osteoklastów uzależniona jest od poziomu parathormonu, którego wzrost syntezy i wydzielania prowadzi do aktywacji funkcji osteoklastów i niszczenia kości.

Istnieją dwa rodzaje tkanki kostnej - siateczkowata (grubowłóknista) i blaszkowata. Grubowłóknista tkanka kostna występuje u zarodka. U dorosłego człowieka znajduje się w miejscach przyczepu ścięgien do kości, w szwach czaszki po ich wygojeniu. Grubowłóknista tkanka kostna zawiera grube, nieuporządkowane wiązki włókien kolagenowych, pomiędzy którymi znajduje się substancja amorficzna.

Tkanka kostna warstwowa składa się z płytek kostnych o grubości od 4 do 15 mikronów, które składają się z osteocytów, głównej substancji, i cienkich włókien kolagenowych. Włókna (kolagen typu I) biorące udział w tworzeniu płytek kostnych leżą równolegle do siebie i są zorientowane w określonym kierunku. Jednocześnie włókna sąsiednich płytek są wielokierunkowe i krzyżują się niemal pod kątem prostym, co zapewnia większą wytrzymałość kości.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ]