Хрящова тканина: функції та особливості будови

Не секрет, що спортсмени навіть в хорошій фізичній формі і в порівняно ранньому віці часто кидають тренування через травми. Велика частка їхніх проблем - зв'язки. Найбільш слабка їх частина - хрящова тканина. Функції пошкоджених суглобів, виявляється, можна відновлювати, якщо вчасно звернути увагу на проблему і створити відповідні умови для лікування і регенерації їх клітин.

Тканини в організмі людини

Людський організм - це складна і гнучка система, здатна до саморегулювання. Складається вона з різних за будовою і виконуваних функцій клітин. У них відбувається основний обмін речовин. Разом з неклітинні структурами вони об'єднані в тканини: епітеліальна, м'язова, нервова, сполучна.

Епітеліальні клітини складають основу шкірного покриву. Вони вистилають внутрішні порожнини (черевну, грудну, верхні дихальні шляхи, кишковий тракт). М'язова тканина дає можливість людині рухатися. Також вона забезпечує переміщення внутрішніх середовищ у всіх органах і системах. Мускулатура підрозділяється на види: гладка (стінки порожнинних органів і судин), серцева, скелетна (поперечнополосата). Нервова тканина забезпечує передачу імпульсів від мозку. Деякі клітини здатні рости і розмножуватися, частина з них здатні до регенерації.

Сполучна тканина є внутрішнім середовищем організму. Вона різна за структурою, будовою і властивостями. З неї складаються міцні кістки скелета, підшкірна жирова клітковина, рідкі середовища: кров і лімфа. До неї також відноситься і хрящова тканина. Функції її - формує, амортизаційна, підтримуюча та опорна. Всі вони відіграють важливу роль і є необхідними в складній системі організму.

Хрящова тканина: будова і функції

Її характерна риса - рихлість в розташуванні клітин. Розглядаючи їх окремо, можна помітити, як чітко відокремлені вони один від одного. Зв'язкою між ними виступає міжклітинний речовина - матрикс. Причому у різних видів хрящів воно утворено крім основного аморфної речовини різними волокнами (еластичними і колагеновими). Хоча вони мають спільне білкове походження, але розрізняються за властивостями і залежно від цього виконують різні функції.

Всі кістки організму сформувалися з хрящів. Але в міру зростання їх міжклітинний речовина заповнилося кристалами солей (в основному кальцію). У результаті кістки придбали міцність і стали частиною скелета. Хрящі також виконують опорні функції. У хребті, перебуваючи між сегментами, вони сприймають постійні навантаження (статичні і динамічні). Вушні раковини, ніс, трахея, бронхи - в цих ділянках тканину грає більше формуючу роль.

Зростання та живлення хряща здійснюються через надхрящницу. Вона в тканини є обов'язковою частиною, крім суглобів. У них між труться поверхнями присутній синовіальна рідина. Вона омиває, змащує і живить їх, відводить продукти обміну.

Структура

У хрящі мало клітин, здатних до поділу, і багато простору навколо них, заповненого різним за властивостями білковим речовиною. Через таку особливості процеси регенерації часто більшою мірою йдуть саме в матриксі.

Виділяють два види клітин тканини: ходнроціти (зрілі) і хондробласти (молоді). Розрізняються вони розмірами, місцем і способом розташування. Хондроцити мають округлу форму, і вони крупніше. Розташовуються парами або в групах до 10 клітин. Хондробласти зазвичай дрібніше і знаходяться в тканини по периферії або ж поодиноко.

У цитоплазмі клітин під оболонкою накопичується вода, маються включення глікогену. Кисень і поживні речовини надходять в клітини дифузно. Там відбувається синтез колагену і еластину. Вони необхідні для формування міжклітинної речовини. Від його специфіки залежить, якого типу це буде хрящова тканина. Особливості будови та функції гортані відрізняються від міжхребцевих дисків, у тому числі і вмістом колагену. У вушних раковинах, в хрящі носа міжклітинний речовина складається на 30% з еластину.

Види

Як класифікується хрящова тканина? Функції її залежать від переважання в матриксі специфічних волокон. Якщо в міжклітинній речовині більше еластину, то хрящова тканина буде більш пластична. Вона майже така ж міцна, але пучки волокон в ній тонше. Вони добре витримують навантаження не тільки на стиск, але і на розтяг, здатні до деформацій без критичних наслідків. Такі хрящі називають еластичними. Їх тканини формують гортань, вушні раковини, ніс.

Якщо в матриксі навколо клітин великий вміст колагену зі складною структурою побудови поліпептидних ланцюгів, такий хрящ називають гіаліновим. Він найчастіше покриває внутрішні поверхні суглобів. Найбільша кількість колагену зосереджено в поверхневій зоні. Він грає роль каркаса. Пучки волокон в ньому за структурою нагадують тривимірні переплетені мережі спіралевидної форми.

Є ще одна група: фіброзні, або волокнисті, хрящі. Вони, як і гіалінові, містять в міжклітинній речовині велика кількість колагену, але він має особливу структуру. Пучки їх волокон не мають складного переплетення і розташовані уздовж осі найбільших навантажень. Вони більш товсті, мають особливу міцність на стиск, погано відновлюються при деформації. З такої тканини сформовані міжхребетні диски, місця стику сухожиль з кістками.

Функції

Завдяки особливим біомеханічних властивостей тканину хряща ідеально підходить для зв'язування складових опорно-рухового апарату. Вона здатна приймати вплив сил стиснення і розтягування при рухах, перерозподіляти їх рівномірно навантаженні, до деякої міри поглинати або розсіювати.

Хрящі утворюють стійкі до стирання поверхні. У сукупності з синовіальною рідиною такі суглоби при допустимих навантаженнях здатні тривалий час нормально виконувати свої функції.

Сухожилля - це не хрящова тканина. Функції їх також полягають у зв'язуванні в загальну систему кістково-м'язового апарату. Вони також складаються з пучків колагенових волокон, але їх структура і походження інші. Хрящі носа, органів дихання, вушних раковин крім того що виконують формуючу і опорну функції є місцем кріплення м'яких тканин. Але на відміну від сухожиль м'язи поряд з ними не мають такого навантаження.

Особливі властивості

У еластичних хрящах дуже мало судин. І це зрозуміло, адже сильна динамічне навантаження здатна їх пошкодити. Як же харчується хрящова сполучна тканина? Функції ці бере на себе міжклітинний речовина. У гиалиновом хрящі взагалі немає судин. Їх тертьові поверхні досить жорсткі і щільні. Харчування їх здійснюється за рахунок синовіальної рідини суглоба.

У матриксі вода переміщається вільно. Вона містить всі необхідні речовини для обмінних процесів. Протеоглікановие компоненти в хрящах ідеально пов'язують воду. Вона як нестисливої субстанція забезпечує жорсткість і додаткову амортизацію. При навантаженнях вода переймає на себе дію, розтікається по всьому міжклітинний простір і плавно знімає напругу, перешкоджаючи незворотних критичним деформацій.

Розвиток

У тілі дорослої людини до 2% маси припадає на хрящову тканину. Де вона зосереджена і які функції виконує? Хрящова і кісткова тканина в ембріональному періоді не диференціюється. У зародків кісток немає. Вони розвиваються з хрящової тканини і утворюються до моменту народження. Але частина її так і не костеніє. З неї утворюються вуха, ніс, гортань, бронхи. Також вона присутня в суглобах рук і ніг, зчленуваннях лобковихкісток, міжхребцевих дисках, менісках колін.

Розвиток хряща відбувається в кілька етапів. Спочатку клітини мезенхіми насичуються водою, округлюються, втрачають відростки і починають продукувати речовини для матриксу. Після цього відбувається їх диференціювання на хондроцити і хондробласти. Перші виявляються щільно оточеними міжклітинним речовиною. У такому стані вони можуть ділитися обмежена кількість разів. Після таких процесів утворюється ізогенна група. Клітини, що залишилися на поверхні тканини, стають Хондробласти. У процесі продукування речовин матриксу відбувається остаточна диференціювання, формується структура з виразним поділом на тонку облямівку і основу тканини.

Вікові зміни

Функції хрящової тканини людини в процесі життя не змінюються. Проте з часом можна помітити ознаки старіння: слабшають м'язи та сухожилля суглобів, втрачається гнучкість, турбують болі на зміну погоди або при незвичній навантаженні. Такий процес вважається фізіологічною нормою. До віку 30-40 років симптоми змін можуть більшою чи меншою мірою вже починати заподіювати незручності. Старіння тканини суглобового хряща відбувається через втрату його еластичності. Втрачається пружність волокон. Тканина висихає, розпушується.

На гладкій поверхні з'являються тріщинки, вона стає шорсткою. Плавність і легкість ковзання вже неможлива. Пошкоджені краю розростаються, в них утворюються відкладення, в тканині формуються остеофіти. Еластичні хрящі старіють з накопиченням в міжклітинній речовині кальцію, але на їх функціях (ніс, вушні раковини) це майже не відбивається.

Порушення функції хрящової і кісткової тканини

Коли і як це може статися? У великій мірі це залежить від того, яку функцію виконує хрящова тканина. У міжхребцевих дисках, основна функція яких стабілізуюча і опорна, найчастіше порушення роботи відбувається при розвитку дистрофічних або дегенеративних процесів. Ситуація може призвести до зсувів, що, в свою чергу, спричинить здавлювання оточуючих тканин. Неминучий набряк, обмеження нервів, здавлювання судин.

Щоб відновити стабільність, організм намагається боротися з проблемою. Хребець в місці деформації «підлаштовується» під ситуацію, розростається у вигляді своєрідних кісткових виростів (вусів). Це також не йде на користь оточуючим тканинам: знову набряк, утиск, стиснення. Така проблема має комплексний характер. Порушення функціонування кістково-хрящового апарату прийнято називати остеохондрозом.

Тривале обмеження руху (гіпс при травмах) також негативно позначається на хрящах. Якщо при надмірних навантаженнях еластичні волокна перероджуються в грубі фіброзні пучки, то при низькій активності хрящі перестають нормально харчуватися. Синовіальна рідина погано перемішується, хондроцити недоотримують поживні речовини, в результаті не виробляється необхідну кількість колагену і еластину для матриксу.

Висновок напрошується сам: для нормальної роботи суглобів хрящі повинні отримувати достатнє навантаження на розтягування і стиснення. Щоб це забезпечити, потрібно займатися фізичними вправами, вести здоровий і активний спосіб життя.