Суставной хрящ ,его строение и функция

Благополучие сустава в большой  степени связано с суставным хрящом  ,ценные  физические  и биомеханические  свойства  которого обеспечивают суставу нормальную функцию  и жизнедеятельность

Основные  первичные  старческие  и дегенеративные  изменения  в суставах  локализуются  в суставном хряще ,а поэтому  из всех тканей  суставов   мы считаем  нужным  специально и подробно остановиться  только на хряще  ,его анатомо –гистологических  и физико-биологических  особенностях

Кости, образующие  суставы  человеческого  скелета , покрыты  гиалиновым   хрящом Суставной  хрящ  развивается  из тех же  зародышевых  мезенхимальных  элементов  , то есть из того же  среднего зародышевого  листка , как и остальные тканевые  элементы  сустава (кость ,соединительная ткань  , синовиальная оболочка ) Все они, представляя  собой различные  продукты  эмбриологической  метаморфозы  мезенхимы  , находятся  в близкой  генетической  связи между  собой  При всякого рода  патологических  и дегенеративных  процессах  в организме  часто наблюдается  переход (метаплазия) одного вида этих тканей  в другой  или замещение  их друг другом

Гистологически хрящ состоит  из клеток  и межклеточного основного  вещества (рис 1)

Хрящ сравнительно  беден клетками  Роль их в физиологии  и биологии хряща  относительно  пассивная : она ограничивается  в основном  выделением  основного вещества  Хрящевые клетки  веретенообразной  или овальной  ,не имеют отростков  и разветвлений ,лежат  в круглых  гладкостенных  капсулах  , выполняя  почти всю полость последних  Ядро клетки круглое  или овальное  ;протоплазма  ее прозрачная ,местами с капельками жира Хрящевые клетки  богаты  водой и очень чувствительны  к повреждениям Расположены  они в основном  веществе  как одиночно ,так и целыми группами , гнездами  Каждая такая клеточная  группа  окружена  слоем  межуточного вещества  ,фибриллы  которого циркулярно охватывают клетками  Все это образование   составляет  хондрон , являющийся  характерным  гистологическим элементом гиалинового хряща

При гистологическом  исследовании срез хряща  имеет следующий  вид: вся хрящевая ткань красится  основными красками ,сильнее всего хрящевые клетки  и особенно их капсулы Большая часть межуточного  вещества  тоже окрашивается  ; неокрашенными  остаются  лишь кольцевидные  светлые  пространства  вокруг  клеток  и клеточных групп Это так  называемые  «венцы»  Вместе с  охватываемыми  ими клетками  они образуют  «территории» , соответствующие  хондронам  Участки  основного  вещества  между территориями  снова  интенсивно   окрашены   и  составляют  «межтерритории «

Основное (межуточное) вещество  составляет  всю массу  хряща  и является  активным  элементом его , определяющим  все механические свойства ;поэтому  оно играет  основную роль во всей  физиологии и патологии хряща Основное  вещество  состоит из двух частей :стромы  ,образуемой  тончайшими  коллагеновыми фибриллами , и пропитывающей  субстанции –хондрина , представляющего  собой  бесструктурное  студенистое вещество, состоящее  из слизи (хондромукоида) и других  сложных  химических  веществ

В нормальном  гиалиновом  хряще  коллагеновые  фибриллы  не соединены  в пучки волокон , а образуют  очень густую  строму , в которой  отдельные  фибриллы  неразличимы , так как  они  включены  в хондриновую  субстанцию той же  светопреломляемости  ;поэтому  свежий хрящ  выглядит  при обычном гистологическом  исследовании гомогенным   и бесструктурным

Бенингхоф и вслед за ним  другие (Поликар,Хульткранц ,Хеблер ) применяя  особые  методы исследования  (поляризационный  свет, люминесцентную  микроскопию, стереоскопию , подогревание  гистологического препарата до 70град), изучили внутреннее ,интимное  строение  основного вещества  и архитектонику  его системы  коллагеновых  фибрилл  Они показали ,что ценные биомеханические  свойства  хряща обусловлены  в основном  коллагеновыми  фибриллами ,их формой ,направлением и взаиморасположением  в разных отделах хряща

Бенилгхов  показал  что фибриллы  хряща  имеют  троякого рода  форму и направление:1) тангенциальное  к поверхности суставного хряща ,2) изогнутое в виде арок ,3) перпендикулярное к поверхности  хряща , то есть радиарное  по отношению к эпифизам костей  Эти направления фибрилл связаны  с механической функцией  суставного  хряща  и обусловлены силовыми линиями  нагрузки  ,давления и тяги ,действующими на весь хрящ

Беннингоф  различает 4 зоны (или слоя )суставного  хряща

Первый ,поверхностный ,слой  его состоит  из густо лежащих  сплющенных  одиночных  клеток  формы  поперечного веретена , расположенных параллельно суставной  щели Основного вещества здесь мало , но оно очень богато  фибриллами , которые представлены  своими  поперечными отрезками , тангенциальными  к поверхность хряща

Второй  слой  называют  переходным  Клетки его уже не одиночные , не плоские , не поперечно вытянутые  вдоль хрящевой  поверхности ,а более  сферические  ,эллипсовидные  и  расположены  косо по 2-3 в одной капсуле  Клетки здесь  лежат  нетесно , так что межуточного вещества  в этом слое больше  Фибриллы его дугообразно  закруглены  в форме  арок  Это тот слой хряща , в котором тангенциальные  (поперечные) фибриллы  поверхностной  зоны делают свой изгиб для перехода  в перпендикулярное  направление в нижележащих  глубоких слоях хряща

Третий ,радиарный  ,слой составляет  основную массу хряща Клетки здесь представлен большими группами  с крупными круглыми  или овальными капсулами  ,содержащими много клеток  и расположенными радиарно

Размещены  эти клеточные  группы редко, с большими промежутками  основного  вещества между ними Фибриллы  этого слоя направлены  перпендикулярно  к поверхности  хряща и радиарно  по отношению  к эпифизу кости

Четвертый , последний  ,слой  прилегает  непосредственно  к кости  и называется зоной  обызвествленного  хряща (см рис 2) Это узкая  полоска сильно обызвествленного гиалинового межуточного вещества , интенсивно окрашенная  в темно-фиолетовый  цвет Клетки и фибриллы  межуточного вещества  такие же  радиарные  ,как и в  третьем  слое Клеточные группы здесь тоже  обызвествленные    ,а фибриллы  сцементированы  хондрогиалиновым  межуточным веществом , сильно пропитанным  солями  кальция

Полоска  обызвествленного  хряща  на всем протяжения примыкает  к кости  и отделяет  последнюю от остальной  массы  хряща , составляя  костно-хрящевую границу  Она неровная , имеет вид мелкозубчатой  линии ввиду  того , что кость зубчиками  внедряется  в обызвествленный  хрящ, а последний выполняет  промежутки между этими зубцами наподобие  костного шва в черепе

Физиологическая роль обызвествленного  хряща заключается  в том,  что он служит надежным и прочным изолятором  , не давая  гибкому  эластичному  хрящу  внедряться  а кость, несмотря  на испытываемое  им большое давление  при работе сустава Кроме того , обызвествленный  хрящ является  хорошим  цементирующим  веществом , скрепляющим  весь суставной хрящ с костью , так что даже  при большом  усилии их невозможно оторвать друг от друга

Таким образом ,фибриллы  основного вещества представляет  собой  аркады :ножки их крепко зафиксированы  в обызвествленной  зоне , затем  они перпендикулярно  подымаются  кверху  в радиарном  слое , дугообразно  закругляются  в переходном  слое  в виде арки , горизонтальная (поперечная) часть купола которой лежит в тангенциальном  поверхностном слое  Такая структура основного вещества  хряща  вместе  с наличием  хондронов  обеспечивает  ему основное  его свойство-эластичность  и сопротивление давлению и сжатию ,падающим на него при всякого рода  механических воздействий

Нагрузка ,падающая  на суставной хрящ, распределяется  по фибриллам на весь хрящ  Тангенциальные  фибриллы поверхностной  зоны  уплощаются , растягиваются ;дугообразные  фибриллы переходной  зоны  наклоняются , образуемые  ими арки сплющиваются  ,перпендикулярные  фибриллы  радиарной   зоны  становятся  более косыми От этого весь  участок хряща расширяется  ,истончается  ,но объем его не уменьшается , так как  при этом  увеличивается  протяженность хряща  С прекращением  давления  указанная деформация хряща  быстро проходит  ,и он принимает  свою прежнюю форму  и структуру При этом известную роль играют силы сцепления между всеми фибриллами и хондронами  Таким образом  ,силы , вызывающие  деформацию  хряща , поглощаются  («абсорбируются «)системой  фибрилл и хондронов   ,что и приводит  к эластичности  хряща

Толщина суставного  хряща  в человеческом  скелете  колеблется  от 0,2 до 6 мм В норме хрящ молочно-белого цвета  с некоторым синеватым  оттенком ; у стариков он принимает  желтоватую  окраску

В отношении химического состава хряща интерес представляет содержание  в нем воды и солей  кальция Чем моложе субъект ,тем богаче водой его суставной хрящ

По Хеблеру  у ребенка  содержание  воды  в хряще достигает 74% ,у взрослого  оно падает  до 60% ,а к старости процесс «высыхания» хряща  прогрессирует , и содержание  в нем воды  может дойти до 50% Обратные  возрастные  количественные  взаимоотношения  представляет  содержание  солей  кальция  в хряще ; начиная  с 4-го десятилетия  и старше  оно резко  увеличивается  Эти возрастные  изменения  химического состава  хряща  обусловливают собой  наступающую  в старости потерю  им его ценных физических  свойств , как гибкость , эластичность  ,сжимаемость  и др.

4 5

Хрящ не имеет  ни нервов , ни сосудов ;питание  его происходит следующим  образом  Периферические  поверхностные  участки суставного  хряща  питаются  кровеносными  сосудами самого сустава  ,из так  называемого  сосудистого  круга (circulus vasculosus  articulationis) у места  соединения  хряща  с синовиальной  оболочкой  Питание  основной  массы  хряща  происходят  путем  осмоса  питательного материала  из окружающих  его суставных  тканей  ,главным образом  из  синовиальной  жидкости

Лесгафт   указывает ,что этому  осмотическому  процессу  много  способствует  ритмическая  смена  физических  состояний  хряща  ,связанная  с функцией  сустава  Во время  работы  последнего хрящ сдавливается  и наподобие  губки  выжимает  из себя  свою жидкость При  наступающем  вслед  за работой  покое  хрящ опять  расправляется  и  впитывает  в себя  суставную  жидкость  вместе  с ее питательными  веществами  К старости  ,когда хрящ теряет  свою упругость и эластичность , ухудшается  условия  его осмотического питания

Вообще при таком  несовершенном  способе  питания  хрящ болезненно реагирует  на малейшие  нарушения  его, чем  и объясняется  то ,что при вредных воздействиях  на сустав ,ухудшающих  его питание , в хряще  рано  наступают явления  регрессивного метаморфоза , дегенерации и распада

Физиологическая  роль хряща  для всего сустава огромна ; от него в значительной  степени зависит все функции сустава , чему соответствуют  определенные физические свойства  хряща, как эластичность ,упругость и гибкость Эти же физические свойства  позволяют хрящу  до некоторой степени при необходимости  уплощаться и растягиваться  и до известных пределов  модулировать свою внешнюю  поверхность и конфигурацию  при различных движениях суставов  По этим же  причинам  нормальный хрящ  отвечает  на травму и функциональные воздействия  лишь сжиманием  и растяжением  , не допуская  ни переломов  ,ни разрывов своей ткани  ,что придает последней  особую  прочность и резистентность  И ,наконец,  гладкая , как бы отполированная  наружная  поверхность  суставных  хрящей  позволяет  сочленяющимся  костям  легко  и беспрепятственно  скользить  во время  движений  в суставах

Отсюда вытекает  и физиологическое  назначение  суставного хряща  Он призван  служить  тем буфером и амортизатором  для сочленяющихся  костей , который  смягчает  и умеряет  все  механические  воздействия , падающие  на них в условиях  статики  и  динамики  человеческого скелета  Принимая  на себя  эти вредные  моменты , суставной хрящ уравновешивает  их , не допуская  их до кости ,таким образом  предотвращая  возможные  повреждения  субхондральной  костной  ткани  в виде  переломов ,компрессий , разрывов  Этим объясняется  то ,что как в старости ,так и  при других  дегенеративных  процессах распад хряща вызывает  реактивные  вторичные  изменения  в субхондральной  кости

Кроме того,  хрящевой  покров  обеспечивает  полное  и совершенное  совпадение , прилаженность  (конгруэнтность) суставных  поверхностей  сочленяющихся  костей (суставной  впадины и суставной  головки),чем  достигается  свободное легкое  их скольжение

Особое строение  во всех  суставах  имеет хрящ , расположенный  по краям  сустава вблизи синовиальной  оболочки Окраска  межуточного вещества  здесь более светлая , однородная  ,без ячеистых  «венцов» ;оно  не так гомогенно и не так бесструктурно  , а имеет тонкое , нежное ,волокнистое строение  Клетки  здесь мелкие  , обильные , густо расположенные , всегда одиночные  Все это придает  краевому хрящу  соединительнотканный  характер , так что здесь хрящ оказывается  не столько  гиалиновым , сколько  фиброзноволокнистым  Этим объясняется  то ,что именно  с краевых  участков  суставного хряща  начинаются  все инволютивные  и дегенеративные  изменения

Важное значение  имеет вопрос  о регенеративной  способности  суставного хряща  Если кость растет аппозиционные  путем  из своей  надкостницы , то хрящ  почти лишен аппозиционного  путем  из своей  надкостницы , то хрящ почти  лишен аппозиционного  роста , за исключением своей  краевой  зоны  на границе с синовиальной  оболочкой , где он имеет надхрящницу  Основная  масса  хряща  растет  интерстициально  путем экспансии  Размножаясь  митотическим  делением , хрящевые  клетки  внутри хряща  продуцируют  новые массы  межуточного вещества ;при  этом нарастание  последнего идет быстрее  и в больших  количествах , чем размножение клеток  Поэтому хрящ взрослого человека  относительно беднее клетками  и богаче  основным веществом  ,чем хрящ детей По окончании  периода роста  организма  митотическое  размножение  клеток и продуцирование  нового  межуточного  вещества  почти прекращаются ,и количество  их остается  почти постоянным в течение всей жизни индивидуума

 

С этим фактом  тесно связан  вопрос о регенерации  хряща Все авторы (Лесгафт , Максимов , и др) единодушно  отрицают  за хрящом  способность  к регенерации , считая , что восстановления гиалинового  хряща  на месте  погибшего  не происходит  Замещение  дефекта  происходит  соединительнотканным рубцом  ;в дальнейшем  соединительная ткань  такого  рубца  может превратиться  в фиброзный  хрящ , но это уже  не  гиалиновый  хрящ, и он не имеет всех нужных качеств  для полноценной  функциональной  его замены

Отсюда ясно, что хрящ вследствие  плохого ,явно,  недостаточного  прижизненного физиологического  прироста своей  ткани , своеобразных  условий  питания  и отсутствия  способности  к регенерации своей  отжившей  ткани  относительно рано подвергается  инволютивным  изменениям  и дегенерации ;это соответствующими  образом отражается  на суставе в целом

Комментарии

No Комментарии

Leave a reply

Союз образовательных сайтов