กระดูกอ่อนและเนื้อเยื่อกระดูก

เนื้อเยื่อเกี่ยวพันยังรวมถึงเนื้อเยื่อกระดูกอ่อนและกระดูก ซึ่งเป็นโครงกระดูกของร่างกายมนุษย์ เนื้อเยื่อเหล่านี้เรียกว่าโครงกระดูก อวัยวะที่สร้างจากเนื้อเยื่อเหล่านี้ทำหน้าที่รองรับ เคลื่อนไหว และปกป้อง นอกจากนี้ยังมีส่วนร่วมในกระบวนการเผาผลาญแร่ธาตุด้วย

เนื้อเยื่อกระดูกอ่อน (textus cartilaginus) ประกอบเป็นกระดูกอ่อนข้อต่อ หมอนรองกระดูกสันหลัง กระดูกอ่อนของกล่องเสียง หลอดลม หลอดลมฝอย และจมูกส่วนนอก เนื้อเยื่อกระดูกอ่อนประกอบด้วยเซลล์กระดูกอ่อน (คอนโดรบลาสต์และคอนโดรไซต์) และสารระหว่างเซลล์ที่ยืดหยุ่นและหนาแน่น

เนื้อเยื่อกระดูกอ่อนประกอบด้วยน้ำประมาณ 70-80% สารอินทรีย์ 10-15% เกลือ 4-7% ประมาณ 50-70% ของมวลแห้งของเนื้อเยื่อกระดูกอ่อนคือคอลลาเจน สารระหว่างเซลล์ (เมทริกซ์) ที่ผลิตโดยเซลล์กระดูกอ่อนประกอบด้วยสารประกอบเชิงซ้อน ได้แก่ โปรตีโอกลีแคน กรดไฮยาลูโรนิก โมเลกุลไกลโคสะมิโนกลีแคน เนื้อเยื่อกระดูกอ่อนมี 2 ประเภท ได้แก่ เซลล์คอนโดรบลาสต์ (จากภาษากรีก chondros ซึ่งแปลว่า กระดูกอ่อน) และเซลล์คอนโดรไซต์

เซลล์คอนโดรบลาสต์เป็นเซลล์อายุน้อย มีลักษณะกลมหรือรี สามารถแบ่งตัวแบบไมโทซิสได้ เซลล์เหล่านี้สร้างส่วนประกอบของสารระหว่างเซลล์ของกระดูกอ่อน ได้แก่ โปรตีโอกลีแคน ไกลโคโปรตีน คอลลาเจน อีลาสติน ไซโตเลมมาของเซลล์คอนโดรบลาสต์สร้างไมโครวิลลีจำนวนมาก ไซโตพลาซึมอุดมไปด้วยอาร์เอ็นเอ เรติคูลัมเอนโดพลาสมิกที่พัฒนาดีแล้ว (ทั้งแบบเม็ดและแบบไม่มีเม็ด) คอมเพล็กซ์กอลจิ ไมโตคอนเดรีย ไลโซโซม และแกรนูลไกลโคเจน นิวเคลียสของเซลล์คอนโดรบลาสต์ซึ่งอุดมไปด้วยโครมาตินที่ทำงานอยู่ มีนิวคลีโอลัส 1-2 นิวคลีโอลัส

เซลล์กระดูกอ่อนเป็นเซลล์ขนาดใหญ่ที่โตเต็มที่ของเนื้อเยื่อกระดูกอ่อน มีลักษณะกลม รูปไข่ หรือหลายเหลี่ยม มีออร์แกเนลล์ที่พัฒนาแล้วด้วยกระบวนการต่างๆ เซลล์กระดูกอ่อนจะอยู่ในโพรง - ช่องว่าง ซึ่งล้อมรอบด้วยสารระหว่างเซลล์ หากมีเซลล์หนึ่งเซลล์ในช่องว่าง ช่องว่างดังกล่าวจะเรียกว่าช่องว่างปฐมภูมิ ส่วนใหญ่เซลล์จะอยู่ในโพรงของช่องว่างรองในรูปแบบของกลุ่มไอโซเจนิก (2-3 เซลล์) ผนังของช่องว่างประกอบด้วยสองชั้น ชั้นนอกประกอบด้วยเส้นใยคอลลาเจน และชั้นในประกอบด้วยโปรตีโอกลีแคนที่รวมตัวกัน ซึ่งสัมผัสกับไกลโคคาลิกซ์ของเซลล์กระดูกอ่อน

หน่วยโครงสร้างและหน้าที่ของกระดูกอ่อนคือคอนโดรน ซึ่งก่อตัวจากเซลล์หรือกลุ่มเซลล์ที่เชื่อมต่อกัน เมทริกซ์รอบเซลล์ และแคปซูลช่องว่าง

เมื่อพิจารณาจากลักษณะโครงสร้างของเนื้อเยื่อกระดูกอ่อน กระดูกอ่อนมีอยู่ 3 ประเภท คือ กระดูกอ่อนใส กระดูกอ่อนเส้นใย และกระดูกอ่อนยืดหยุ่น

กระดูกอ่อนใส (จากภาษากรีก hyalos แปลว่า แก้ว) มีสีออกฟ้า สารหลักประกอบด้วยเส้นใยคอลลาเจนบางๆ เซลล์กระดูกอ่อนมีรูปร่างและโครงสร้างที่หลากหลายขึ้นอยู่กับระดับของการแบ่งตัวและตำแหน่งในกระดูกอ่อน เซลล์กระดูกอ่อนจะรวมตัวเป็นกลุ่มไอโซเจนิก กระดูกอ่อนข้อต่อ กระดูกอ่อนซี่โครง และกระดูกอ่อนกล่องเสียงส่วนใหญ่สร้างจากกระดูกอ่อนใส

กระดูกอ่อนเส้นใยซึ่งเป็นสารหลักที่มีเส้นใยคอลลาเจนหนาจำนวนมากมีความแข็งแรงเพิ่มขึ้น เซลล์ที่อยู่ระหว่างเส้นใยคอลลาเจนมีลักษณะยาว มีนิวเคลียสรูปแท่งยาว และขอบไซโตพลาสซึมฐานแคบ วงแหวนเส้นใยของหมอนรองกระดูกสันหลัง หมอนรองกระดูกภายในข้อ และหมอนรองกระดูกสร้างจากกระดูกอ่อนเส้นใย กระดูกอ่อนนี้ปกคลุมพื้นผิวข้อต่อของข้อต่อขากรรไกรและกระดูกอก

กระดูกอ่อนยืดหยุ่นมีลักษณะยืดหยุ่นและยืดหยุ่นได้ เมทริกซ์ของกระดูกอ่อนยืดหยุ่นประกอบด้วยเส้นใยยืดหยุ่นจำนวนมากที่พันกันอย่างซับซ้อนร่วมกับเส้นใยคอลลาเจน เซลล์กระดูกอ่อนที่โค้งมนจะอยู่ในช่องว่าง ฝาปิดกล่องเสียง กระดูกอ่อนสฟีนอยด์และกระดูกอ่อนรูปกรวยของกล่องเสียง กระดูกอ่อนอะริเทนอยด์ กระดูกอ่อนใบหู และส่วนกระดูกอ่อนของท่อหู ประกอบขึ้นจากกระดูกอ่อนยืดหยุ่น

เนื้อเยื่อกระดูก (textus ossei) มีคุณสมบัติทางกลพิเศษ ประกอบด้วยเซลล์กระดูกที่ฝังอยู่ในเมทริกซ์ของกระดูก ซึ่งประกอบด้วยเส้นใยคอลลาเจนและถูกชุบด้วยสารอนินทรีย์ เซลล์กระดูกมีอยู่ 3 ประเภท ได้แก่ ออสเตียบลาสต์ ออสเตียไซต์ และออสเตียเซลล์

เซลล์กระดูกอ่อนเป็นเซลล์กระดูกอ่อนที่มีโครงสร้างแบบหลายเหลี่ยมและลูกบาศก์ เซลล์กระดูกอ่อนอุดมไปด้วยองค์ประกอบของเอนโดพลาสมิกเรติคูลัมแบบเม็ด ไรโบโซม คอมเพล็กซ์กอลจิที่พัฒนาดี และไซโทพลาสซึมเบโซฟิลิกที่แหลมคม เซลล์กระดูกอ่อนจะอยู่ในชั้นผิวเผินของกระดูก นิวเคลียสที่กลมหรือรีมีโครมาตินจำนวนมากและมีนิวคลีโอลัสขนาดใหญ่หนึ่งอัน ซึ่งโดยปกติจะอยู่ที่ขอบ เซลล์กระดูกอ่อนล้อมรอบด้วยไมโครไฟบริลคอลลาเจนบางๆ สารที่เซลล์กระดูกอ่อนสังเคราะห์จะถูกขับออกมาทั่วพื้นผิวในทิศทางต่างๆ ซึ่งนำไปสู่การสร้างผนังของช่องว่างที่เซลล์เหล่านี้ตั้งอยู่ เซลล์กระดูกอ่อนสังเคราะห์ส่วนประกอบของสารระหว่างเซลล์ (คอลลาเจนเป็นส่วนประกอบของโปรตีโอไกลแคน) ในช่องว่างระหว่างเส้นใยจะมีสารที่ไม่มีรูปร่างแน่นอน ซึ่งก็คือเนื้อเยื่อกระดูกอ่อนหรือกระดูกตั้งต้น ซึ่งจะเกิดการแข็งตัว เมทริกซ์อินทรีย์ของกระดูกประกอบด้วยผลึกไฮดรอกซีอะพาไทต์และแคลเซียมฟอสเฟตแบบอะมอร์ฟัส ซึ่งธาตุต่างๆ เหล่านี้จะเข้าสู่เนื้อเยื่อกระดูกจากเลือดผ่านทางของเหลวในเนื้อเยื่อ

กระดูกอ่อนเป็นเซลล์กระดูกที่มีหลายแขนงที่โตเต็มที่ มีรูปร่างคล้ายกระสวย มีนิวเคลียสกลมขนาดใหญ่ซึ่งมองเห็นนิวคลีโอลัสได้ชัดเจน ออร์แกเนลล์มีจำนวนน้อย ได้แก่ ไมโตคอนเดรีย องค์ประกอบของเอนโดพลาสมิกเรติคูลัมแบบเม็ด และคอมเพล็กซ์กอลจิ กระดูกอ่อนอยู่ในช่องว่าง แต่ตัวเซลล์ถูกล้อมรอบด้วยชั้นบางๆ ของของเหลวในกระดูก (เนื้อเยื่อ) และไม่สัมผัสกับเมทริกซ์แคลเซียม (ผนังช่องว่าง) โดยตรง กระบวนการของกระดูกอ่อนยาวมาก (มากถึง 50 ไมโครเมตร) ซึ่งอุดมไปด้วยไมโครฟิลาเมนต์คล้ายแอคติน จะผ่านช่องกระดูก กระบวนการนี้ยังแยกจากเมทริกซ์แคลเซียมโดยช่องว่างกว้างประมาณ 0.1 ไมโครเมตร ซึ่งของเหลวในเนื้อเยื่อ (กระดูก) จะไหลเวียน เนื่องจากของเหลวนี้ สารอาหาร (การให้อาหาร) ของกระดูกอ่อนจึงเกิดขึ้น ระยะห่างระหว่างกระดูกอ่อนแต่ละอันกับเส้นเลือดฝอยที่ใกล้ที่สุดไม่เกิน 100-200 ไมโครเมตร

เซลล์สลายกระดูกเป็นเซลล์ขนาดใหญ่ที่มีนิวเคลียสหลายนิวเคลียส (5-100 นิวเคลียส) ที่มีต้นกำเนิดจากโมโนไซต์ มีขนาดสูงสุด 190 ไมโครเมตร เซลล์เหล่านี้จะทำลายกระดูกและกระดูกอ่อน ดูดซับเนื้อเยื่อกระดูกในระหว่างการสร้างใหม่ทางสรีรวิทยาและการซ่อมแซม นิวเคลียสของเซลล์สลายกระดูกมีโครมาตินจำนวนมากและมีนิวคลีโอลัสที่มองเห็นได้ชัดเจน ไซโทพลาซึมประกอบด้วยไมโตคอนเดรียจำนวนมาก องค์ประกอบของเอนโดพลาสมิกเรติคูลัมแบบเม็ดและคอมเพล็กซ์โกลจิ ไรโบโซมอิสระ และไลโซโซมรูปแบบการทำงานต่างๆ เซลล์สลายกระดูกมีกระบวนการไซโทพลาซึมแบบวิลลัสจำนวนมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งกระบวนการดังกล่าวมีจำนวนมากบนพื้นผิวที่อยู่ติดกับกระดูกที่ถูกทำลาย ซึ่งเป็นขอบหยักหรือขอบพู่กันที่เพิ่มพื้นที่สัมผัสระหว่างเซลล์สลายกระดูกและกระดูก กระบวนการสลายกระดูกยังมีไมโครวิลลัส ซึ่งมีผลึกไฮดรอกซีอะพาไทต์อยู่ระหว่างนั้น ผลึกเหล่านี้พบได้ในฟาโกไลโซโซมของเซลล์สลายกระดูก ซึ่งจะถูกทำลาย กิจกรรมของกระดูกอ่อนขึ้นอยู่กับระดับของฮอร์โมนพาราไทรอยด์ ซึ่งการเพิ่มขึ้นของการสังเคราะห์และการหลั่งจะนำไปสู่การกระตุ้นการทำงานของกระดูกอ่อนและการทำลายกระดูก

เนื้อเยื่อกระดูกมี 2 ประเภท ได้แก่ เรติคูโลไฟบรัส (เส้นใยหยาบ) และแผ่นกระดูก เนื้อเยื่อกระดูกเส้นใยหยาบจะพบในตัวอ่อน ในผู้ใหญ่ เนื้อเยื่อกระดูกเส้นใยหยาบจะอยู่ในบริเวณที่เอ็นยึดกับกระดูก โดยจะอยู่ในรอยต่อของกะโหลกศีรษะหลังจากที่เอ็นยึดกระดูกหายแล้ว เนื้อเยื่อกระดูกเส้นใยหยาบประกอบด้วยมัดเส้นใยคอลลาเจนหนาที่เรียงตัวกันเป็นระเบียบ ซึ่งมีสารที่ไม่มีรูปร่างแน่นอนอยู่ระหว่างนั้น

เนื้อเยื่อกระดูกแผ่นประกอบด้วยแผ่นกระดูกที่มีความหนา 4 ถึง 15 ไมครอน ซึ่งประกอบด้วยกระดูกอ่อนซึ่งเป็นสารหลัก และเส้นใยคอลลาเจนบางๆ เส้นใย (คอลลาเจนชนิด I) ที่เกี่ยวข้องกับการสร้างแผ่นกระดูกจะขนานกันและวางแนวไปในทิศทางเดียวกัน ในขณะเดียวกัน เส้นใยของแผ่นกระดูกที่อยู่ติดกันจะเคลื่อนที่ได้หลายทิศทางและไขว้กันเกือบเป็นมุมฉาก ซึ่งทำให้กระดูกมีความแข็งแรงมากขึ้น

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