軟骨組織：特性、コンポーネント、機能 - 解剖学と生理学 - 2024

軟骨組織または軟骨は結合組織の一種です。その主成分は軟骨性基質であり、粘稠性がゼラチン状であるが、圧力に対して非常に耐性があります。マトリックスには、軟骨細胞が収容されている軟骨芽細胞と呼ばれる小さな空洞または隙間があります。

一般的に、マトリックスは軟骨膜に囲まれており、軟骨膜も結合組織で構成されています。後者は、外線維層とコンドローゲンと呼ばれる内層で構成されています。

硝子軟骨（猫の気管）。写真：Biophotos。撮影および編集：https://www.flickr.com/photos/andrea_scauri/2870139561

その構成要素に応じて、3種類の軟骨が区別できます：硝子、弾性および線維性。軟骨の種類ごとに固有の特性と機能があり、体のさまざまな部分に見られます。

軟骨組織は、脊椎動物の胚や軟骨魚の骨格系の主成分です。同様に、いくつかの疾患を発症する可能性があり、その中には既知の治療法がなく、すべて非常に苦痛なものがあります。

軟骨には治療特性があり、直接摂取またはコンドロイチン硫酸の抽出に使用されます。これらの物質で治療される疾患には、とりわけ白内障、変形性関節症、尿路感染症、関節痛、酸逆流があります。

特徴

軟骨組織の主な特徴の中で、以下が際立っています。

-それは無血管組織です（つまり、血管が不足しています）。このため、その栄養とガス交換は拡散によるものです。細胞外マトリックスは豊富です。実際、軟骨組織の総量の約95％を占めることがあります。

-それは多くのタイプIIコラーゲン繊維と大量のプロテオグリカンを持っています。このため、その一貫性はゴムのそれに似ています：柔軟ですが耐性があります。

-それを構成する主な細胞（軟骨細胞）は、それらが分泌する細胞外マトリックス内に埋め込まれています。

-再生能力がほとんどありません。

部品

軟骨組織には、細胞性と細胞外の2つのコンポーネントがあります。

セルラー

軟骨の細胞成分は、軟骨芽細胞、軟骨細胞、軟骨細胞の3種類の細胞で構成されています。

軟骨芽細胞

軟骨芽細胞は、軟骨基質の分泌と維持に関与する紡錘形の細胞です。それらは大きな核、1つまたは2つの核小体、および多数のミトコンドリア、分泌小胞、および小胞体を持っています。

彼らはまたよく発達したゴルジ装置を持っており、基本的な汚れで汚れています。それらは、軟骨膜の内層の軟骨形成細胞、または間葉系細胞に由来し得る。

軟骨細胞

それらは大きく、多核の細胞です。その機能は、軟骨形成プロセス中に軟骨を分解して発達を形作ることです。

これらの細胞は検出が困難です。一部の研究者は、それらがいくつかの軟骨芽細胞の融合に由来すると信じています。

軟骨細胞

これらは軟骨芽細胞に由来する細胞です。それらは有糸分裂によって繁殖し、軟骨基質内にあります。

その主な機能は、このマトリックスを維持し、コラーゲンとプロテオグリカンを生成することです。同じ細胞に由来する軟骨細胞は、同質遺伝子群または軟骨腫と呼ばれます。

細胞外

軟骨の細胞外成分は、繊維、プロテオグリカン、およびグリコサミノグリカンで構成される細胞外マトリックスによって表されます。

繊維

彼らはまた、地盤物質と呼ばれています。彼らは主に軟骨芽細胞によって合成されるタイプIIコラーゲンで構成されています。その量と厚さは軟骨組織の種類に依存し、その機能は組織に抵抗力を与えることです。

プロテオグリカンとグリコサミノグリカン

これらの要素は基本的な実体を構成します。それらは糖タンパク質の特別なクラスであり、細胞外マトリックスにおけるそれらの機能には、水和を維持すること、選択フィルターとして機能すること、およびコラーゲンが組織強度を与えるのを助けることが含まれます。

軟骨の主成分は、硫酸化糖タンパク質であるコンドロイチン硫酸です。

組織発生

軟骨組織は、間葉細胞または軟骨膜から直接発生する可能性があります。軟骨膜の形成中、間葉系細胞は、発達中の軟骨の外側で線維芽細胞から分化する。

軟骨膜は、並置による成長と軟骨の保存に関与しています。この組織は線維層と軟骨形成と呼ばれる別の層で構成されています。この最後の層では、軟骨形成細胞が軟骨芽細胞を形成し、軟骨を成長させます。

直接発生では、間葉系細胞は軟骨芽細胞から直接分化します。これらは細胞外マトリックスを分泌し、そこでトラップされて有糸分裂的に分裂し、後に軟骨細胞に変形します。

同じ軟骨芽細胞に由来する軟骨細胞は同質遺伝子群と呼ばれます。これらの細胞は細胞外マトリックスを生成し続け、互いに分離し、間質性軟骨の成長を引き起こします。

増加する

軟骨組織の成長には、2つのタイプがあります：対置および間質。

並置による成長

並置による成長は軟骨膜から発生します。軟骨膜の最内層は軟骨形成帯と呼ばれます。この層では、軟骨形成細胞が軟骨芽細胞に変化します。

軟骨芽細胞は有糸分裂を起こし、コラーゲン線維と基本物質を産生する軟骨細胞に分化します。この場合、成長は軟骨の外側から内側に向​​かっています。

間質性成長

このタイプの成長は、軟骨軟骨細胞の有糸分裂によって起こります。軟骨細胞は軟骨の中心に向かって分裂します。このようにして、この成長は軟骨の内側から外側へと発生します。

軟骨が老化するにつれて、基本的なマトリックスはより硬く、密になります。マトリックスが非常に高密度である場合、軟骨組織のこの種の発達は止まります。

タイプ

硝子軟骨

それは、一般的に軟骨膜に囲まれている半透明で均質な組織です。軟骨細胞と呼ばれる細胞は、その中心に大きな核があり、1つまたは2つの核小体も持っています。

この軟骨には豊富な脂質、グリコーゲン、粘液タンパク質があります。同様に、コラーゲン繊維は非常に細く、あまり豊富ではありません。

それは両方のタイプの成長を示し、関節、鼻、喉頭、気管、気管支および発達中の骨の骨端に見られます。

それは脊椎動物の発生中の胚の骨格の基本的な構成要素であり、後に骨に置き換わります。

弾性軟骨

軟骨膜に囲まれています。細胞は球状であり、個別に、ペアまたはトライアドで配置されます。

細胞外マトリックスは乏しく、総脂肪とグリコーゲン含有量は低いです。テリトリアルマトリックスは厚いカプセルを形成し、その一部として、コラーゲン線維は分岐しており、大量に存在しています。

このタイプの軟骨には両方のタイプの成長があり、サポートとして機能し、優れた柔軟性を持つ組織です。耳介、外耳道、耳管、喉頭蓋、喉頭に見られます。

線維性軟骨または線維軟骨

並列に配置されたタイプIコラーゲン線維の多数の束を示します。それは軟骨膜を欠いており、対置成長を示さず、間質のみを示す。

細胞外マトリックスはまばらで、軟骨細胞は一般的に他のタイプの軟骨よりも小さいです。これらの細胞は、コラーゲン繊維の間に個別にまたはペアで列に配置されます。

強力な牽引力をサポートするため、布地が圧力と横方向の変位に耐えなければならない領域に配置されます。それは、椎間板、恥骨の中央の関節、変形性関節症型関節の半月板、および関節の端などにあります。

特徴

その主な機能は、他の臓器をサポートすることです。中空器官や管-呼吸器系（例：気管、気管支）や聴覚系（聴覚管）のようなもの-は、これらに形状とサポートを与え、潰れを防ぎます。

関節の骨を保護し、摩耗を防ぎます。さらに、脊椎動物の胚では、そして軟骨魚などの一部の成体では、骨格系を形成します。

この組織は、脊椎動物の骨の大部分を占める軟骨の骨または置換骨の前駆体です。

白いサメ、Carcharodon carcharias、軟骨魚。撮影および編集者：Terry Goss。

病気

再発多発性軟骨炎

再発多発性軟骨炎は、1923年にJaksch-Wartenhorstによって最初に報告された自己免疫疾患です。軟骨組織に影響を及ぼし、主に鼻と耳の軟骨を攻撃します。

また、目、心血管系、気管樹、腎臓、関節にも影響を及ぼします。再発の名前は、それが再発であることを示します。

この疾患は、軟骨組織を炎症を起こして破壊する可能性があり、性別に関係なく、30歳から60歳までの人々に影響を与えます。治療は、プレドニゾンまたはメチルプレドニゾン、およびメトトレキサートなどの免疫抑制剤で構成されます。

変形性関節症

変形性関節症は関節に影響を与える病気です。それは関節軟骨の悪化を引き起こします。それはまた、軟骨に隣接する骨の増殖および滑膜の炎症を引き起こす。

その起源は、複数の遺伝子が関与する強力な遺伝的要素を持つ多元的です。リウマチ性疾患の中で最も一般的です。

主に高齢者を攻撃します。現在、変形性関節症を予防または停止する治療法はありません。通常の手順は、痛みや炎症を軽減することを目的としています。

肋軟骨炎

肋軟骨炎は肋骨胸骨軟骨（肋骨と胸骨の関節）の状態です。それは非常に痛みを伴い、心臓発作と間違われる可能性があります。

それは主に両性の若者に影響を与えます。病気の原因は不明ですが、咳の再発、過度の運動、肋骨と胸骨の損傷に関連しています。

通常の治療は、抗炎症薬と痛みを和らげる薬で構成されます。病気は通常、数日から数週間後に自然に消えます。

脊椎ヘルニア

椎間板ヘルニアの起源はさまざまです。これらの1つは、椎体の軟骨の亀裂に対応しています。

椎骨の軟骨は、各椎体の上面と下面を覆っています。これは2つの層で構成されています。最外層は繊維性軟骨で、最内層は硝子軟骨です。軟骨にひびが入ると、椎間板が変形して潰れやすくなります。

脊柱管狭窄症

脊柱管狭窄症は、脊髄と神経根を含む管の狭窄です。それには、老化、腫瘍、関節炎、骨の肥大および脊椎軟骨などの複数の原因があります。

これは、背中と下肢の痛みの主な原因の1つです。ただし、脊柱管狭窄症は痛みがない場合があります。痛みの原因は、脊髄と神経根の張りです。

治療には、リハビリ、理学療法、抗炎症薬、鎮痛薬が含まれます。場合によっては、外科的介入が必要になることがあります。

軟骨無形成症

人体のほとんどの骨は元々軟骨であり、後に骨化します（置換骨）。軟骨無形成症は、軟骨の骨への正常な変化を妨げる遺伝的起源の疾患です。

これは、FGFR3遺伝子の変異によって引き起こされ、小人症の主な原因です。また、他の条件の中でも、大頭症、水頭症、および脊柱前弯症を引き起こす可能性があります。

軟骨無形成症に対する効果的な治療法はありません。成長ホルモン療法は部分的にしか役に立ちません。遺伝子治療の研究は現在開発中です。

良性腫瘍

良性骨腫瘍は、サイズ、位置、および侵攻性が異なるさまざまな種類の腫瘍です。

組織学的には、それらは正常な骨に似ています。それらは隣接する組織に侵入せず、良性です-つまり、患者の生命を危険にさらすことはありません。ただし、悪性になる可能性があるため、潜在的に危険です。

それらは発達が遅く、骨の骨端にあることもありますが、一般に骨幹端の領域にあります。これらの腫瘍のうち最も一般的なものは、軟骨形成腫瘍（軟骨腫）です。

軟骨肉腫

軟骨肉腫は、軟骨に影響を与える悪性腫瘍です。それは主に40歳以上の人々に影響を与えます。

軟骨形成細胞と未分化細胞は腫瘍に見られます。この腫瘍は、硝子軟骨と悪性粘液様物質で構成されています。

手足の長骨、骨盤帯、肋骨を攻撃します。より攻撃的な形態はありますが、一般的に発生は遅く、転移しません。最も推奨される治療は、感染した組織の外科的切除です。

胸壁の軟骨肉腫の病理組織像。撮影および編集者：機械可読の著者は提供されていません。KGHを想定（著作権の主張に基づく）。、ウィキメディア・コモンズ経由。

治療用途

サメ軟骨

サメ軟骨は、カポジ肉腫を含むさまざまな種類の癌の代替医療に使用されています。また、関節炎、網膜の損傷、腸炎の治療にも使用されます。

外部的には、乾癬の治療と創傷治癒の補助に使用されています。高カルシウム血症の場合、それは医学的監督の下で使用されるべきです。

コンドロイチン硫酸

コンドロイチン硫酸は主にサメや牛の軟骨から抽出されます。単独で、またはアスコルビン酸マンガンや硫酸グルコサミンなどの他の化合物と組み合わせて使用​​できます。

それは、滴剤、軟膏、注射、および/または丸薬の形で提供されます。変形性関節症、心筋梗塞、心臓病、骨粗しょう症、乾癬、ドライアイ、変形性関節症に使用されます。

参考文献

1. 軟骨。ウィキペディアで。ウィキペディアから復元：en.wikipedia.org
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