Knorpel

Einführung

Knorpel ist ein nicht-vaskulärer Typ von unterstützendem Bindegewebe, der im ganzen Körper vorkommt .

• Knorpel ist ein flexibles Bindegewebe, das sich in mehrfacher Hinsicht vom Knochen unterscheidet; es ist avaskulär und seine Mikroarchitektur ist weniger organisiert als Knochen.
• Knorpel ist nicht innerviert und beruht daher auf Diffusion, um Nährstoffe zu erhalten. Dadurch heilt es sehr langsam.,
• Die Hauptzelltypen im Knorpel sind Chondrozyten, die gemahlene Substanz ist Chondroitinsulfat und die faserige Hülle wird Perichondrium genannt.
• Es gibt drei Arten von Knorpel: hyalinen, faserigen und elastischen Knorpel.
• Hyaliner Knorpel ist der am weitesten verbreitete Typ und ähnelt Glas. Im Embryo beginnt der Knochen als hyaliner Knorpel und verknöchert später.
• Faserknorpel hat viele Kollagenfasern und findet sich in den Bandscheiben und der Schambeinsymphyse.,
• Elastischer Knorpel ist federnd, gelb und elastisch und findet sich in der inneren Unterstützung des äußeren Ohrs und in der Epiglottis

Knorpelstruktur

Knorpel ist eine dichte Struktur, die einem festen Gel ähnelt, das aus Kollagen und elastischen Fasern besteht. Es enthält Polysacchridderivate, sogenannte Chondroitinsulfate, die mit Protein in der gemahlenen Substanz komplex sind und Proteoglycan bilden., Die Matrix wird von Zellen produziert, die Chrondroblasten genannt werden, die Chrondozyten bilden , und befindet sich in kleinen Kammern, die als Lakuna bezeichnet werden

Knorpel wird durch Perichondrium vom umgebenden Gewebe getrennt, das aus zwei Schichten besteht:

1. Äußere Faserschicht : Die Schutz, mechanische Unterstützung bietet und den Knorpel an andere Strukturen bindet.
2. Innere Zelluläre : Es Ist Wichtig für das Wachstum und die Erhaltung von Knorpel .,

Knorpeltypen

Es gibt drei Knorpeltypen, die alle leicht unterschiedliche Strukturen und Funktionen haben

Hyaliner Knorpel

Hyaliner Knorpel hat eine glatte Oberfläche und ist die häufigste der drei Knorpeltypen. Es hat eine Matrix, die eng gepackte Kollagenfasern enthält, was es zäh, aber leicht flexibel macht. Es besteht aus einem bläulich-weißen, glänzend gemahlenen elastischen Material, dessen Matrix Chondroitinsulfat enthält, mit vielen feinen Kollagenfibrillen und Chondrozyten., Aufgrund seiner glatten Oberflächen können Gewebe leichter gleiten/gleiten und bieten Flexibilität und Unterstützung

Beispiel: Verbindung zwischen Rippen und Brustbein, Nasenknorpel und Gelenkknorpel (der gegnerische Knochenoberflächen in vielen Gelenken bedeckt).

Fibrokartilage

Fibrokartilage ist die härteste der drei Knorpeltypen. Es hat kein Perichondrium und hat eine Matrix, die dichte Bündel von Kollagenfasern enthält, die in Chondrozyten eingebettet sind, was es langlebig und zäh macht., Dies macht es perfekt, Unterstützung und Steifigkeit zu bieten
Beispiel: Bandscheiben (zwischen Wirbelsäulenwirbeln), Menisken (Knorpelpolster des Kniegelenks), der Kallus (an den Enden der Knochen an der Stelle einer Fraktur gebildet), zwischen dem Schambein Symphyse und an der Kreuzung, wo Sehnen einfügen in Knochen.

Elastischer Knorpel

Elastischer Knorpel unterstützt. Es hat eine gelbliche Farbe und ist von einem Perichnodrium umgeben. Chondrozyten befinden sich zwischen einem Netz fadenartiger elastischer Fasern, die Fülle elastischer Fasern macht sie flexibel und elastisch.,

Beispiel: die Ohrmuschel des Außenohrs .

Embryologie

• Knorpel wird aus der mesodermen Keimschicht durch den als Chondrogenese bekannten Prozess gebildet.
• Mesenchym differenziert sich in Chondroblasten, die die Zellen sind, die die Hauptkomponenten der extrazellulären Matrix absondern. Die wichtigsten dieser Komponenten für die Knorpelbildung sind Aggrecan und Typ-II-Kollagen.
• Sobald eine anfängliche Chondrifikation auftritt, wächst der unreife Knorpel hauptsächlich, indem er sich zu einem reiferen Zustand entwickelt, da er nicht durch Mitose wachsen kann.,
• Es gibt eine minimale Zellteilung im Knorpel, daher ändern sich Größe und Masse des Knorpels nach anfänglicher Chondrifikation nicht signifikant. Das Wachstum von Knorpel ist ein langsamer Prozess und erfolgt durch die Teilung von Zellen.

Knorpelumbau

• Dies geschieht vorwiegend durch Veränderungen und die Umlagerung der Kollagenmatrix als Reaktion auf Belastung.
• Sehen Sie sich das 1-minütige Video unten an.,

Mechanisches Verhalten des Gelenkknorpels

Das mechanische Verhalten hängt von der Wechselwirkung seiner Komponente ab : Proteoglykan, Kollagen und interstitielle Flüssigkeit. In einer wässrigen Umgebung sind Proteogylkane polyanion, was bedeutet, dass das Molekül negativ geladene Stellen aufweist, die aus Sulfat und Carboxyl entstehen. In Lösung bewirkt die gegenseitige Abstoßung dieser negativen Ladungen, dass sich das aggregierte Proteogylcan ausbreitet und ein großes Volumen einnimmt .,

In der Knorpelmatrix ist das Volumen der Proteogylkanaggregate durch das Netzwerk der Kollagenfasern begrenzt. wenn der Knorpel zusammengedrückt wird, werden die negativ geladenen Stellen zusammengeschoben, wodurch die gegenseitige Abstoßkraft zur Drucksteifigkeit des Knorpels beiträgt. Während dieses Prozesses werden nicht aggregierte Protoegylkane nicht durch die Druckbelastung beeinflusst, da sie nicht leicht in der Knorpelmatrix eingeschlossen werden können .Schäden am Kollagengerüst reduzieren die Drucksteifigkeit .,

Die mechanische Reaktion des Knorpels ist stark an die Anwendung von Druckunterschieden und den Flüssigkeitsfluss durch das Gewebe gebunden, da die Flüssigkeit bei Verformung über den Knorpel und die Gelenkoberfläche fließt .

Zweiphasiges Knorpelmodell

Alle festen Bestandteile des Knorpels (Lipid, Proteogylkane,Zellen und Kollagen ) werden zu einer festen Komponente der Matrix zusammengefasst und die interstitielle Flüssigkeit, die sich frei bewegt, bildet die flüssige Komponente.

Blutversorgung und Lymphe

Knorpel ist avaskulär., Da es keine direkte Blutversorgung gibt, erhalten Chondrozyten Nahrung durch Diffusion aus der Umgebung. Die Druckkräfte, die regelmäßig auf den Knorpel einwirken, erhöhen auch die Nährstoffdiffusion. Dieser indirekte Prozess der Aufnahme von Nährstoffen ist ein wichtiger Faktor für den langsamen Umsatz der extrazellulären Matrix und den Mangel an Reparatur im Knorpel.,

Nerven

Knorpel enthält keine Nerven; Es ist ein aneural Der Schmerz, falls vorhanden, der mit einer Knorpelpathologie verbunden ist, ist am häufigsten auf eine Reizung der umgebenden Strukturen zurückzuführen, z. B. eine Entzündung des Gelenks und des Knochens bei Arthrose.

Muskeln

Fibrokartilage ist ein Hauptbestandteil von Klammern, dem Bindegewebe zwischen Muskelsehne oder Band und Knochen. Die fibrokartilaginöse Prothese besteht aus 4 Übergangszonen, wenn sie von Sehne zu Knochen fortschreitet., Longitudinale Fibroblasten und eine parallele Anordnung von Kollagenfasern finden sich im Sehnenbereich

Klinische Bedeutung

Viele Pathologien, an denen Knorpel beteiligt ist zum Beispiel Arthrose, Bandscheibenvorfall, traumatische Ruptur/Ablösung, Achondroplasie, Costochondritis, Neoplasma und viele andere., Diese resultieren aus einer Vielzahl von degenerativen, entzündlichen und angeborenen Ursachen.

Bewegung und Knorpelgesundheit: Die Teilnahme an bestimmten Sportarten scheint das Risiko einer Arthrose infolge des Abbaus des Gelenkknorpels zu erhöhen. Aktivitäten , die Torsionsbelastung , schnelle Beschleunigung und Verzögerung, sich wiederholende hohe Stöße und hohe Beteiligung beinhalten, erhöhen das Risiko von Arthrose., Ein erhöhtes Risiko für Arthrose hängt mit übermäßiger Bewegung oder abnormaler Gelenkbelastung zusammen, jedoch sind einige Belastungs-und Belastungsniveaus für die Gelenkgesundheit von Vorteil, da Bewegung die Produktion von Matrixmolekülen fördert, was sich positiv auf die Gelenkgesundheit auswirken kann.

Aktuelles Denken zur Gelenkreparatur und-regeneration

Ein biologischer Ansatz für Knorpelschäden ist aufgrund seines „inhärenten begrenzten Heilungspotentials“ eine Herausforderung. Im Laufe der Jahre wurden verschiedene Optionen zur Verfügung gestellt, um diese Probleme anzugehen. Neue Technik hat Vorzüge und Nachteile., Die Stammzelltherapie ist ein starkes Versprechen bei der Behandlung von Knorpeldefekten und Arthrose.

Stammzellen (SC), insbesondere Mesenchym-SCs, sollen in naher Zukunft die Behandlung von Knorpeldefekten und Arthrose revolutionieren. Es wird gehofft, dass der gesamte Knorpel nicht nur fokale Defekte repariert werden kann.

Das folgende Video (4 Minuten) vertieft sich in die Regenerationsaspirationen