Kraakbeen en botweefsel

Bindweefsel omvat ook kraakbeen en botweefsel, dat het skelet van het menselijk lichaam vormt. Deze weefsels worden skeletweefsel genoemd. Organen die uit dit weefsel zijn opgebouwd, vervullen functies als ondersteuning, beweging en bescherming. Ze spelen ook een rol in de mineraalstofwisseling.

Kraakbeenweefsel (textus cartilaginus) vormt gewrichtskraakbeen, tussenwervelschijven, kraakbeen van het strottenhoofd, de luchtpijp, de bronchiën en de uitwendige neus. Kraakbeenweefsel bestaat uit kraakbeencellen (chondroblasten en chondrocyten) en dichte, elastische intercellulaire substantie.

Kraakbeenweefsel bestaat voor ongeveer 70-80% uit water, 10-15% uit organische stoffen en 4-7% uit zouten. Ongeveer 50-70% van de droge stof van kraakbeenweefsel bestaat uit collageen. De intercellulaire substantie (matrix), geproduceerd door kraakbeencellen, bestaat uit complexe verbindingen, waaronder proteoglycanen, hyaluronzuur en glycosaminoglycanmoleculen. Er zijn twee soorten cellen in kraakbeenweefsel: chondroblasten (van het Griekse chondros - kraakbeen) en chondrocyten.

Chondroblasten zijn jonge, ronde of eivormige cellen die in staat zijn tot mitotische deling. Ze produceren componenten van de intercellulaire substantie van kraakbeen: proteoglycanen, glycoproteïnen, collageen en elastine. Het cytolemma van chondroblasten vormt vele microvilli. Het cytoplasma is rijk aan RNA, een goed ontwikkeld endoplasmatisch reticulum (granulair en niet-granulair), Golgi-complex, mitochondriën, lysosomen en glycogeengranula. De chondroblastkern, rijk aan actief chromatine, heeft 1-2 nucleoli.

Chondrocyten zijn volwassen, grote cellen van kraakbeenweefsel. Ze zijn rond, ovaal of veelhoekig, met uitlopers en ontwikkelde organellen. Chondrocyten bevinden zich in holtes - lacunae - omgeven door intercellulaire substantie. Als er één cel in een lacuna zit, wordt zo'n lacuna primair genoemd. Meestal bevinden de cellen zich in de vorm van isogene groepen (2-3 cellen) die de holte van de secundaire lacuna bezetten. De wanden van de lacuna bestaan uit twee lagen: de buitenste, gevormd door collageenvezels, en de binnenste, bestaande uit aggregaten van proteoglycanen, die in contact komen met de glycocalyx van kraakbeencellen.

De structurele en functionele eenheid van kraakbeen is het chondron. Dit kraakbeen bestaat uit een cel of isogene groep cellen, de pericellulaire matrix en de lacuna capsule.

Op basis van de structurele kenmerken van kraakbeenweefsel worden drie soorten kraakbeen onderscheiden: hyalien, vezelig en elastisch kraakbeen.

Hyalien kraakbeen (van het Griekse hyalos - glas) heeft een blauwachtige kleur. De hoofdsubstantie bestaat uit dunne collageenvezels. Kraakbeencellen hebben verschillende vormen en structuren, afhankelijk van de mate van differentiatie en hun locatie in het kraakbeen. Chondrocyten vormen isogene groepen. Gewrichtskraakbeen, ribkraakbeen en de meeste strottenhoofdkraakbeen zijn opgebouwd uit hyalien kraakbeen.

Vezelig kraakbeen, waarvan de hoofdsubstantie een groot aantal dikke collageenvezels bevat, is sterker geworden. De cellen tussen de collageenvezels zijn langwerpig, hebben een lange staafvormige celkern en een smalle rand van basofiel cytoplasma. De vezelige ringen van de tussenwervelschijven, intra-articulaire tussenwervelschijven en menisci zijn opgebouwd uit vezelig kraakbeen. Dit kraakbeen bedekt de gewrichtsvlakken van de kaakgewrichten en sternoclaviculaire gewrichten.

Elastisch kraakbeen wordt gekenmerkt door elasticiteit en flexibiliteit. De matrix van elastisch kraakbeen bevat, naast collageenvezels, een groot aantal complex verweven elastische vezels. In de lacunae bevinden zich ronde chondrocyten. De epiglottis, het wiggenbeen en het hoornvlies van het strottenhoofd, het stembanduitsteeksel van het arytenoidale kraakbeen, het oorschelpkraakbeen en het kraakbeen van de gehoorgang zijn opgebouwd uit elastisch kraakbeen.

Botweefsel (textus ossei) heeft bijzondere mechanische eigenschappen. Het bestaat uit botcellen die ingebed zijn in de botmatrix, die collageenvezels bevat en geïmpregneerd is met anorganische verbindingen. Er zijn drie soorten botcellen: osteoblasten, osteocyten en osteoclasten.

Osteoblasten zijn jonge botcellen met polygonale, kubische dendritische uitlopers. Osteoblasten zijn rijk aan elementen van het granulair endoplasmatisch reticulum, ribosomen, een goed ontwikkeld Golgi-complex en een sterk basofiel cytoplasma. Ze bevinden zich in de oppervlakkige lagen van het bot. Hun ronde of ovale kern is rijk aan chromatine en bevat één grote nucleolus, meestal gelegen aan de periferie. Osteoblasten zijn omgeven door dunne collageenmicrofibrillen. Door osteoblasten gesynthetiseerde stoffen worden over hun gehele oppervlak in verschillende richtingen afgescheiden, wat leidt tot de vorming van de wanden van de lacunes waarin deze cellen zich bevinden. Osteoblasten synthetiseren componenten van de intercellulaire substantie (collageen is een onderdeel van proteoglycaan). In de ruimtes tussen de vezels bevindt zich een amorfe substantie - osteoïd weefsel, of voorloperbot, dat vervolgens verkalkt. De organische matrix van bot bevat hydroxyapatietkristallen en amorf calciumfosfaat. Deze elementen komen via het weefselvocht vanuit het bloed in het botweefsel terecht.

Osteocyten zijn volwassen, meervoudig vertakte, spoelvormige botcellen met een grote ronde kern waarin de nucleolus duidelijk zichtbaar is. Het aantal organellen is klein: mitochondriën, elementen van het granulair endoplasmatisch reticulum en het Golgi-complex. Osteocyten bevinden zich in lacunae, maar de cellichamen zijn omgeven door een dunne laag van de zogenaamde botvloeistof (weefsel) en komen niet rechtstreeks in contact met de verkalkte matrix (lacunawanden). Zeer lange (tot 50 μm) osteocytuitlopers, rijk aan actine-achtige microfilamenten, passeren botkanalen. De uitlopers zijn ook gescheiden van de verkalkte matrix door een ruimte van ongeveer 0,1 μm breed, waarin weefsel (bot)vloeistof circuleert. Dankzij deze vloeistof vindt de voeding (trofie) van osteocyten plaats. De afstand tussen elke osteocyt en de dichtstbijzijnde bloedcapillair is niet groter dan 100-200 µm.

Osteoclasten zijn grote multinucleaire (5-100 kernen) cellen van monocytaire oorsprong, tot 190 μm groot. Deze cellen vernietigen bot en kraakbeen, en resorberen botweefsel tijdens de fysiologische en herstellende regeneratie. Osteoclastkernen zijn rijk aan chromatine en hebben duidelijk zichtbare nucleoli. Het cytoplasma bevat talrijke mitochondriën, elementen van het granulair endoplasmatisch reticulum en het Golgi-complex, vrije ribosomen en verschillende functionele vormen van lysosomen. Osteoclasten hebben talrijke villuscytoplasmatische uitlopers. Dergelijke uitlopers zijn vooral talrijk op het oppervlak grenzend aan het bot dat vernietigd wordt. Dit is een gegolfde of borstelzoom die het contactoppervlak tussen de osteoclast en het bot vergroot. Osteoclastuitlopers hebben ook microvilli, waartussen zich hydroxyapatietkristallen bevinden. Deze kristallen bevinden zich in de fagolysosomen van osteoclasten, waar ze worden vernietigd. De activiteit van osteoclasten hangt af van het niveau van het bijschildklierhormoon; een toename van de synthese en secretie hiervan leidt tot activering van de osteoclastfunctie en botafbraak.

Er zijn twee soorten botweefsel: reticulofiber (grof vezelig) en lamellair botweefsel. Grof vezelig botweefsel is aanwezig in het embryo. Bij een volwassene bevindt het zich in de aanhechtingsplaatsen van pezen aan botten, in de schedelnaden nadat deze genezen zijn. Grof vezelig botweefsel bevat dikke, ongeordende bundels collageenvezels, waartussen zich een amorfe substantie bevindt.

Lamellair botweefsel wordt gevormd door botplaten met een dikte van 4 tot 15 micron, die bestaan uit osteocyten, de hoofdbestanddelen, en dunne collageenvezels. De vezels (collageen type I) die betrokken zijn bij de vorming van botplaten liggen parallel aan elkaar en hebben een bepaalde richting. Tegelijkertijd zijn de vezels van aangrenzende platen multidirectioneel en kruisen ze elkaar bijna in een rechte hoek, wat zorgt voor een grotere botsterkte.

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