Покрывает все суставные поверхности костей, содержится в грудинных концах ребер, в воздухоносных путях.
Большая часть встречающейся в организме у человека гиалиновой хрящевой ткани покрыта надхрящницей и представляет собой вместе с пластинкой хрящевой ткани анатомические образования - хрящи .
Главное отличие гиалинового хряща от остальных хрящей в строении межклеточного вещества: межклеточное вещество гиалинового хряща в препаратах окрашенных гематоксилинэозином кажется гомогенным, не содержащим волокон. В действительности в межклеточном веществе имеется большое количество коллагеновых волокон, у которых коэффициент преломления одинаковый с коэффициентом преломления основного вещества, поэтому коллагеновые волокна под микроскопом не видимы, т.е. они маскированы.
Второе отличие гиалинового хряща - вокруг изогенных групп имеется четко выраженная базофильная зона - так называемый территориальный матрикс . Это связано с тем, что хондроциты выделяют в большом количестве ГАГ с кислой реакцией, потому этот участок окрашивается основными красками, т.е. базофильна. Слабооксифильные участки между территориальными матриксами называются интертерриториальным матриксом .
Структурной особенностью гиалинового хряща суставной поверхности является отсутствие надхрящницы на поверхности, обращенной в полость сустава. Суставной хрящ состоит из трех нечетко очерченных зон:
В поверхностной зоне суставного хряща располагаются мелкие уплощенные малоспециализированные хондроциты, напоминающие по строению фиброциты.
В промежуточной зоне клетки более крупные, округлой формы, метаболически очень активные: с крупными митохондриями, хорошо развитой гранулярной эндоплазматической сетью, аппаратом Гольджи с многочисленными везикулами.
Глубокая (базальная) зона делится базофильной линией на некальцинирующийся и кальцинирующийся слой. В последний из подлежащей субхондральной кости проникают кровеносные сосуды.
Питание суставного хряща лишь частично осуществляется из сосудов глубокой зоны, а в основном за счет синовиальной жидкости полости сустава.
Имеется в ушной раковине, надгортаннике, рожковидных и клиновидных хрящах гортани.
Особенности:
в межклеточном веществе кроме коллагеновых волокон имеется большое количество беспорядочно расположенных эластических волокон, что придает эластичность хрящу;
содержит много воды;
не обызвествляется (не откладываются минеральные вещества).
Расположен в местах прикрепления сухожилий к костям и хрящам, в симфизе и межпозвоночных дисках. По строению занимает промежуточное положение между плотной оформленной соединительной и хрящевой тканью. Отличие от других хрящей: в межклеточном веществе гораздо больше коллагеновых волокон, причем волокна расположены ориентированно - образуют толстые пучки, хорошо видимые под микроскопом, постепенно разрыхляющиеся и переходящие в гиалиновый
хрящ. Хондроциты чаще лежат по одиночке вдоль волокон, не образуя изогенные группы.
Классификация хрящевых тканей
Межклеточное вещество
I. Хондробласты
Клетки
Дифферон хрящевой ткани хондрогенные клетки →хондробласты → хондроциты.
II. Хондроциты
Морфология | а) Хондроциты - главный тип клеток хряща. б) Они имеют -больший (по сравнению с хондробластами) размер -и овальную форму. Хорошо развиты гранулярная ЭПС и комплекс Гольджи |
Расположение в ткани | Хондроциты -лежат в особых полостях межклеточного вещества (лакунах) и -часто образуют изогенные группы (из 2-6 клеток), происходящие из одной клетки. |
Функциональная активность | -Некоторые хондроциты сохраняют способность к делению, -Хондроциты, прекратившие деление, активно синтезируют компоненты межклеточного вещества. |
Интерстициальный рост хряща | За счёт деятельности хондроцитов происходит увеличение массы хряща изнутри- интерстициальный рост. |
Исходя из особенностей строения межклеточного вещества , хрящевые ткани делят на 3 вида - волокнистую, гиалиновую и эластическую.
Волокнистая хрящевая ткань | Гиалиновая хрящевая ткань | Эластическая хрящевая ткань | |
Основная особен- ность | Большое количество одинаково ориентированных коллагеновых волокон. Нет надхрящницы | Большое количество протеогликанов. | Наличие сети эластических волокон. |
Следствие | Способность противостоять большим напряжениям. | Высокая упругость. | Помимо прочности и упругости - высокая эластичность. |
Колла- геновые структуры | В данном хряще, как и в собственно соединительных тканях, содержится -коллаген I типа, -образующий волокна. | В этих двух видах хряща содержится -коллаген II типа, который -является более гидрофильным и -образует лишь фибриллы (не объединяющиеся в волокна). | |
Локали- зация | 1) Межпозвонковые и суставные диски 2) Места прикрепления сухожилий и связок к гиалиновому хрящу. | 1) Суставные поверхности костей. 2) Воздухоносные пути. 3) Места соединения рёбер с грудиной. 4) У плода формирует скелет | 1) Ушная раковина, слуховая труба 2) Некоторые хрящи гортани. |
2.3.2. Гиалиновая хрящевая ткань
а) Внешне эта ткань имеет голубовато-белый цвет и похожа на стекло,
с чем и связано её название (греч. hyalos - стекло
).
Надхрящ- ница | а) В надхрящнице гиалинового хряща различают - наружный волокнистый и - внутренний клеточный слои. б)- В волокнистом слое, состоящем из коллагена 1 типанаходятся - кровеносные сосуды, питающие хрящ, а в клеточном(прилегающем к хрящу) -- хондробласты |
Два типа хондро- цитов | а) Сразу под надхрящницей располагаются -молодые хондроциты б) Глубже находятся - зрелые хондроциты - -крупные овальные клетки со светлой цитоплазмой, -образующие изогенные группыпо 2-6 клеток. |
Межкле- точное вещество | а) А. Непосредственно вокруг изогенных групп хондроцитов межклеточное вещество является оксифильным. Б. Причина - наличие здесь большого количества коллагеновых фибрилл, образующих капсулу лакуны. |
б) А. В более отдалённых зонах межклеточное вещество становится базофильным. Б. Здесь преобладает аморфный компонент, представленный протеогликанами. |
2.3.3. Эластическая хрящевая ткань
Эта ткань имеет желтоватый цвет из-за наличия эластических волокон.
3. Костные ткани
3.1. Компоненты костных тканей
Хрящевая и костная ткани развиваются из склеротомной мезенхимы, относятся к тканям внутренней среды и, как и все другие ткани внутренней среды, состоят из клеток и межклеточного вещества. Межклеточное вещество здесь плотное, поэтому эти ткани выполняют опорно-механическую функцию.
Хрящевые ткани (textuscartilagineus). Классифицируются на гиалиновую, эластическую и волокнистую. В основу классификации положены особенности организации межклеточного вещества. В состав хрящевой ткани входит 80 % воды, 10-15 % органических веществ и 5-7 % неорганических веществ.
Развитие хрящевой ткани, или хондрогенез, складывается из 3 стадий: 1) образование хондрогенных островков; 2) образование первичной хрящевой ткани: 3) дифференцировка хрящевой ткани.
Во время 1-й стадии мезенхимные клетки соединяются в хондрогенные островки, клетки которых размножаются, дифференцируются в хондробласты. В образовавшихся хондробластах имеются гранулярная ЭПС, комплекс Гольджи, митохондрии. Хондробласты затем дифференцируются в хондроциты.
Во время 2-й стадии в хондроцитах хорошо развиты гранулярная ЭПС, комплекс Гольджи, митохондрии. Хондроциты активно синтезируют фибриллярный белок (коллаген II типа), из которого формируется межклеточное вещество, окрашивающееся оксифильно.
При наступлении 3-й стадии в хондроцитах более интенсивно развивается гранулярная ЭПС, на которой вырабатываются и фибриллярные белки, и хондроитинсульфаты (хондроитинсерная кислота), которые окрашиваются основными красителями. Поэтому основное межклеточное вещество хрящевой ткани вокруг этих хондроцитов окрашено базофильно.
Вокруг хрящевого зачатка из мезенхимных клеток формируется надхрящница, состоящая из 2 слоев: 1) наружного, более плотного, или волокнистого, и 2) внутреннего, более рыхлого, или хондрогенного, в котором содержатся прехон- дробласты и хондробласты.
Аппозиционный рост хряща, или рост путем наложения, характеризуется тем, что из надхрящницы выделяются хондробласты, которые накладываются на основное вещество хряща, дифференцируются в хондроциты и начинают вырабатывать межклеточное вещество хрящевой ткани.
Интерстициальный рост хрящевой ткани осуществляется за счет хондроцитов, расположенных внутри хряща, которые, во-первых, делятся путем митоза и, во-вторых, вырабатывают межклеточное вещество, за счет чего увеличивается объем хрящевой ткани.
Клетки хрящевой ткани (chondrocytus). Составляют дифферон хондроцитов: стволовая клетка, полустволовая клетка (прехондробласт), хондробласт, хондроцит.
Хондробласты (chondroblastus) находятся во внутреннем слое надхрящницы, имеют органеллы общего значения: гранулярную ЭПС, комплекс Гольджи, митохондрии.Функции хондробластов:
1) секретируют межклеточное вещество (фибриллярные белки);
2) в процессе дифференцировки превращаются в хондроциты;
3) обладают способностью к митотическому делению.
Хондроциты располагаются в хрящевых лакунах. В лакуне вначале находится 1 хондроцит, потом, в процессе его митотического деления, образуется 2, 4, 6 и т. д. клеток. Все они находятся в одной лакуне и образуют изогенную группу хондроцитов.
Хондроциты изогенной группы делятся на 3 типа: I, II, III.
Хондроциты I типа обладают способностью к митотическому делению, содержат комплекс Гольджи, митохондрии, гранулярную ЭПС и свободные рибосомы, имеют крупное ядро и небольшое количество цитоплазмы (большое ядерно-цитоплазматическое отношение). Эти хондроциты располагаются в молодом хряще.
Хондроциты II типа располагаются в зрелом хряще, ядерно-цитоплазматическое отношение их несколько уменыпается, так как увеличивается объем цитоплазмы; они утрачивают способность к митозу. В их цитоплазме хорошо развита гранулярная ЭПС; они секретируют белки и гликозаминогликаны (хондроитинсульфаты), поэтому основное межклеточное вещество вокруг них окрашивается базофильно.
Хондроциты III типа находятся в старом хряще, утрачивают способность к синтезу гликозаминогликанов и вырабатывают только белки, поэтому межклеточное вещество вокруг них окрашивается оксифильно. Следовательно, вокруг такой изогенной группы видно кольцо, окрашенное оксифильно (белки выделены хондроцитами III типа), снаружи от этого кольца видно базофильно окрашенное кольцо (гликозаминогликаны секретированы хондроцитами II типа) и само наружное кольцо снова окрашено оксифильно (белки выделены в то время, когда в хряще были только молодые хондроциты I типа). Таким образом, эти 3 разноокрашенных кольца вокруг изогенных групп характеризуют процесс образования и функции хондроцитов 3 типов.
Межклеточное вещество хрящевой ткани. Содержит органические вещества (преимущественно коллаген II типа), гликозаминогликаны, протеогликаны и белки неколлагено- вого типа. Чем больше протеогликанов, тем более гидрофильно межклеточное вещество, тем оно более упруго и более проницаемо. Через основное вещество со стороны надхрящницы диффузно проникают газы, молекулы воды, ионы солей и микромолекулы. Однако макромолекулы не проникают. Макромолекулы обладают антигенными свойствами, но, поскольку они не проникают в хрящ, пересаженный от одного человека другому хрящ хорошо приживается (не возникает иммунной реакции отторжения).
В основном веществе хряща имеются коллагеновые волокна, состоящие из коллагена II типа. Ориентировка этих волокон зависит от силовых линий, а направление последних зависит от механического воздействия на хрящ. В межклеточном веществе хрящевой ткани отсутствуют кровеносные и лимфатические сосуды, поэтому питание хрящевой ткани осуществляется путем диффузного поступления веществ со стороны сосудов надхрящницы.
Возрастные изменения хрящевой ткани. Наибольшие изменения наблюдаются в пожилом возрасте, когда уменьшается количество хондробластов в надхрящнице и число делящихся хрящевых клеток. В хондроцитах уменьшается количество гранулярной ЭПС, комплекса Гольджи и митохондрий, утрачивается способность хондроцитов к синтезу гликозаминогликанов и протеогликанов. Снижение количества протеогликанов приводит к уменьшению гидрофильности хрящевой ткани, ослаблению проницаемости хряща и поступлению питательных веществ. Это приводит к обызвествлению хряща, проникновению в него кровеносных сосудов и образованию костного вещества внутри хрящевого.
Хрящевая ткань – это склетечная соединительная ткань, выполняющая опорную, защитную и механическую функции.
Хрящевая ткань состоит из клеток - хондроцитов, хондробластов и плотного межклеточного вещества, состоящего из аморфного и волокнистого компонентов.
Хондробласты располагаются одиночно по периферии хрящевой ткани. Представляют собой вытянутые уплощенные клетки с базофильной цитоплазмой, содержащей хорошо развитую зернистую эндоплазматическую сеть и аппарат Гольджи. Эти клетки синтезируют компоненты межклеточного вещества, выделяют их в межклеточную среду и постепенно дифференцируются в дефинитивные клетки хрящевой ткани - хондроциты.
Хондроциты по степени зрелости , по морфологии и функции подразделяются на клетки I, II и III типа. Все разновидности хондроцитов локализуются в более глубоких слоях хрящевой ткани в особых полостях - лакунах .
Молодые хондроциты (I типа) митотически делятся, однако дочерние клетки оказываются в одной лакуне и образуют группу клеток - изогенную группу. Изогенная группа является общей структурно-функциональной единицей хрящевой ткани. Расположение хондроцитов в изогенных группах в разных хрящевых тканях неодинаково.
Межклеточное вещество хрящевой ткани состоит из волокнистого компонента (коллагеновых или эластических волокон) и аморфного вещества, в котором содержатся главным образом сульфатированные гликозоаминогликаны (прежде всего хондроитинсерные кислоты), а также протеогликаны. Гликозоаминогликаны связывают большое количество воды и обуславливают плотность межклеточного вещества. Кроме того, в аморфном веществе содержится значительное количество минеральных веществ, не образующих кристаллы. Сосуды в хрящевой ткани в норме отсутствуют.
В зависимости от строения межклеточного вещества хрящевые ткани подразделяются на гиалиновую, эластическую и волокнистую хрящевую ткань.
характеризуется наличием в межклеточном веществе только коллагеновых волокон. При этом коэффициент преломления волокон и аморфного вещества одинаков и потому на гистологических препаратах волокна в межклеточном веществе не видны. Этим же объясняется определенная прозрачность хрящей, состоящих из гиалиновой хрящевой ткани. Хондроциты в изогенных группах гиалиновой хрящевой ткани располагаются в виде розеток. По физическим свойствам гиалиновая хрящевая ткань характеризуется прозрачностью, плотностью и малой эластичностью. В организме человека гиалиновая хрящевая ткань широко распространена и входит в состав крупных хрящей гортани (щитовидный и перстневидный), трахеи и крупных бронхов, составляет хрящевые части ребер, покрывает суставные поверхности костей. Кроме того, почти все кости организма в процессе своего развития проходят через стадию гиалинового хряща.
характеризуется наличием в межклеточном веществе как коллагеновых, так и эластических волокон. При этом коэффициент преломления эластических волокон отличается от преломления аморфного вещества и потому эластические волокна хорошо видны в гистологических препаратах. Хондроциты в изогенных группах в эластической ткани располагаются в виде столбиков или колонок. По физическим свойствам эластическая хрящевая ткань непрозрачна, эластична, менее плотная и менее прозрачная, чем гиалиновая хрящевая ткань. Она входит в состав эластических хрящей : ушной раковины и хрящевой части наружного слухового прохода, хрящей наружного носа, мелких хрящей гортани и средних бронхов, а также составляет основу надгортанника.
характеризуется содержанием в межклеточном веществе мощных пучков из параллельно расположенных коллагеновых волокон. При этом хондроциты располагаются между пучками волокон в виде цепочек. По физическим свойствам характеризуется высокой прочностью. В организме встречается лишь в ограниченных местах: составляет часть межпозвоночных дисков (фиброзное кольцо), а также локализуется в местах прикрепления связок и сухожилий к гиалиновым хрящам. В этих случаях четко прослеживается постепенный переход фиброцитов соединительной ткани в хондроциты хрящевой ткани.
Различают следующие два понятия, которые нельзя путать - хрящевая ткань и хрящ. Хрящевая ткань - это разновидность соединительной ткани, строение которой изложено выше. Хрящ - это анатомический орган, который состоит из хрящевой ткани и надхрящницы .
Надхрящница покрывает хрящевую ткань снаружи (за исключением хрящевой ткани суставных поверхностей) и состоит из волокнистой соединительной ткани.
наружный - фиброзный;
внутренний - клеточный или камбиальный (ростковый).
Во внутреннем слое локализуются малодифференцированные клетки - прехондробласты и неактивные хондробласты, которые в процессе эмбрионального и регенерационного гистогенеза превращаются вначале в хондробласты, а затем в хондроциты. В фиброзном слое располагается сеть кровеносных сосудов. Следовательно, надхрящница, как составная часть хряща, выполняет следующие функции: обеспечивает трофикой бессосудистую хрящевую ткань; защищает хрящевую ткань; обеспечивает регенерацию хрящевой ткани при ее повреждении.
Хрящи, представляют собой, особый вид соединительной ткани. Наряду с костями, они формируют опорно-двигательную систему человека. Все виды хрящей (гиалиновые, волокнистые и эластические ) выстилают поверхности костей , которые при движении взаимодействуют с другими частями суставов, а так же в иных местах, где требуется гибкая, но прочная соединительная ткань.
В основном тело хряща состоит из клеток-хондроцитов, вокруг которых образуется упругое межклеточное вещество. В нём развиваются нити из белков коллагена и эластина.
Хрящи имеют отличительную особенность - в них нет кровеносных сосудов, и они не иннервированы. Питание хондроцитов осуществляется с помощью перихондрия (надхрящницы) и синовиальной жидкости, содержащейся в суставной сумке.
Различают 3 вида хрящевой ткани: гиалиновая, эластическая и волокнистая. Принадлежность к какому-либо типу определяется содержанием и типом белковых волокон. Так, гиалиновые хрящи содержат небольшое их количество, эластические - много эластина, а волокнистые – много коллагена.
Гиалиновые хрящи . В составе гиалиновых хрящей содержится примерно 80% воды, 15% органических веществ и 5% - минеральных солей. Ткань очень прочная, имеет голубоватый полупрозрачный цвет и небольшое количество волокон (в основном коллагеновых). В теле суставов они выполняют функцию амортизатора между костями , обеспечивая так же их плавный ход и подгонку друг к другу. Именно из них образуется первоначальный скелет в зародыше, феноменальная способность к росту позволяет ему (зародышу) развиться во взрослого человека, увеличив размер и массу в несколько раз.
Гиалиновая хрящевая ткань применяется там, где организму требуется её жёсткость - суставы, крепления рёбер, структуры лица и гортани, другие места. Так, из нее образован нос, частично - речевой аппарат, трахея и бронхи . Из нее состоят образования, которые крепят ребра к позвоночнику и грудине, позволяя им двигаться в процессе дыхания.
Эластические хрящи . В эластических хрящах преобладает белок эластин, хотя коллаген тоже присутствует. Высокой концентрацией эластина обусловлен желтоватый полупрозрачный цвет. Эта ткань прочная, но менее упругая, она легко принимает нужную форму. В отличии от гиалиновой, этот вид не костенеет со временем .
Именно из этой хрящевой ткани состоят ушные раковины и, частично, среднее ухо. А так же надгортанник, некоторые другие хрящи гортани и речевого аппарата.
Волокнистые хрящи . Ткань волокнистых хрящей, помимо хондроцитов и межклеточного вещества, имеет значительное количество коллагеновых волокон. Этим обусловлена её способность выдерживать колоссальные нагрузки , оставаясь упругой.
Применяется там, где эти нагрузки присутствуют. Наиболее яркий пример - межпозвоночные диски. У них весьма важная роль - позвоночник, с одной стороны, очень нежный орган, хранилище спинного мозга, а с другой - ключевая часть опорно-двигательной системы, которая ежедневно держит на себе вес половины тела. Другие примеры - точки соединения связок и костей, неподвижные соединения костей (например, тазовых).
Зачаток скелета в эмбрионе образуется из плотной соединительной ткани. В процессе роста она становится жёстче, её пронизывают волокна, на выходе получается хрящ. После этого развитие разделяется на 2 направления:
Образование надхрящницы . Тонкая пластинка, служащая для питания, роста и регенерации хрящевой ткани под ней. Она образована двумя слоями разных видов ткани: внешний слой (фиброзный) занимается произведение коллагеновых волокон, а внутренний содержит недозревшие хондроциты. По мере дозревания они переходят в тело хряща, способствуя его росту, а после того, как процесс завершится - превращается в надкостницу.
Образование эпифизарной пластинки , которая выстилает поверхность растущих в длину костей. Она предназначена в основном для производства новой костной ткани. При половом созревании хрящевые клетки эпифиза прекращают деления, превращаясь в кость.
Третий способ образования хряща стоит особняком. Это так называемая костная мозоль. Она возникает при переломах, когда соединительная ткань вокруг повреждённого участка сгущается, постепенно превращаясь в хрящ. Затем с ним происходит процесс оссификации, создаётся новая костная ткань в месте перелома.