CARTILAGINOS
OSOS
Semirigid, semidur
Apare în S5 a vieţii intrauterine (diferenţierea celulelor mezenchimale)
Format din celule, fibre, substanţă fundamentală
Fără nervi, vase sanguine şi limfatice
Se hrăneşte prin difuziune
Rol: suport pentru ţesuturi moi
dezvoltare - creştere oase
EMBRIONAR / PERMANENT
NECALCIFICAT / CALCIFICAT
NESCHELETIC / SCHELETIC
După fibre şi raport celule/matrice:
Hialin / Elastic / Fibros
Celule mezenchimale →
→precondrocite (centre de condrificare)
→condroblaste (condrocite diferenţiate)
→ condrocite (condrocite hipertrofice)
Condensarea ţesutului mezenchimal
la periferia precartilajului
→ pericondru (membrană conjunctivo-vasculară)
(gr. khondros = cartilaj)
CELULE: (10-20%) condroblaste, condrocite în lacune (condroplaste)
MATRICE EXTRACELULARĂ: - teritorială, în jurul lacunei - interteritorială
UNITATEA structuralã, funcţionalã
şi metabolicã = CONDRON
La periferia cartilajului hialin şi elastic -
PERICONDRU
TINERE
Formă alungită –
ax lung paralel cu
suprafaţa cartilajului
Izolate – la periferia
cartilajului
ADULTE
Formă – Rotunjită
/unghiulară
Grupate – în profunzime
MO :
Nucleu oval, eucromatic, 1-2 nucleoli
Citoplasmă bazofilă, uneori halou clar
perinuclear
ME :
RER, ap. Golgi, mitocondrii bine dezvoltate,
incluzii de glicogen, lipide
Prelungiri citoplasmatice scurte, numeroase
Sintetizează componentele MEC
şi factor angio-inhibitor
Se divid
Nucleu rotund
Citoplasmă acidofilă
Organite puţine
Incluziuni de glicogen si lipide
bine reprezentate
Sinteză redusă
Nu se divid
Îmbătrânesc, apoptoză
Fibros Elastic
Hialin
Cel mai răspândit
La embrion: formează scheletul - axial - membrelor
La adult : nas, laringe, trahee, bronhii, capetele ventrale ale coastelor, cartilajul de creştere al oaselor lungi, suprafaţa articulară a unor oase
Macroscopic: translucid (gr. hyalos - sticlă ) culoare gri-albăstruie
relativ rigid
Trahee, HE
Localizat la periferia cartilajului
Alcătuit din 2 straturi:
1) Fibrilar – bogat în fibre de colagen tip I
2) Condrogenic – bogat în celule
Asigură creşterea cartilajului (prin apoziţie)
Conţine vase sanguine, limfatice, nervi
Rol nutritiv, condrogenic, protecţie
CARTILAJUL HIALIN PERICONDRU
Adăpostite în lacune săpate în matrice
(condroplaste)
Dispuse în grupuri izogene:
(2-8 celule / grup)
Coronare - radiar (cartilaj - costal,
- inele traheale)
Axiale – în şiruri (cartilaj - de creştere
- articular)
MO
Celule retractate
în condroplaste
Incluziuni lipidice
Condroplaste goale
ME
– Înveliş matriceal
pericelular (1-3 μm)
proteoglicani
– Inel lacunar – fibrile
de colagen VI, IX
“în coşuleţ”
Fibre de colagen
Substanţă fundamentală
MO:
Omogenă, bazofilă, intens PAS+, metacromatică
Fibrilele subţiri de colagen tip II nu se evidenţiază (au acelaşi indice de refracţie cu substanţa fundamentală)
Matrice interteritorială
Matrice teritorială În jurul grupurilor izogene
bazofilă
Fibrile colagen II și IX mai subţiri
Matrice capsulară (pericelulară) În jurul celulei
Intens bazofilă (concentrație crescută de condroitin sulfat și glicoproteine multiadezive)
Fibrile colagen VI, IX – rețea densă
Matrice capsulară
Tip II, VI, IX, X, XI
Fibrile tip II de 15-45 nm, bandare slabă
Nu se asamblează în fascicule groase
Puţine în matricea teritorială
Formează o reţea 3D Orientare în „evantai” între condroplaste
Arcuri tangenţiale la pericondru
Amorfă, consistenţă de gel semifluid, puternic hidratată 70-80% apă
Formată din monomeri sau agregate de PG Monomeri – parte centrală
proteică de care se leagă covalent GAG condroitin- şi keratan sulfaţi “perie de spălat sticle”
Agregate – acid hialuronic de care se leagă 100 de monomeri de PG
CONDRONECTINA – glicoproteină ce mediază ataşarea celulelor
de matrice (colagen şi GAG)
Apa se depune structurat, în straturi,
fiind atașată gruparilor COO- si SO42-
Gel puternic hidratat
Acționează ca
ABSORBANT de ȘOCURI
(“saltea cu apă”)
Rezistență mecanică
Flexibilitate
Acţionează ca o BARIERĂ
Previne pătrunderea LIMFOCITELOR sau
difuzia IMUNOGLOBULINELOR
Permite TRANSPLANTUL de cartilaj de la
un individ la altul fără reacţie de respingere
Prin imbibiţie şi difuziune
- din vasele pericondrului - din lichidul sinovial
Grosimea cartilajului este limitată
APOZIŢIONALĂ
- din stratul intern, condrogenic
- depunere matrice la suprafaţa celei deja formate
INTERSTIŢIALĂ
- la cartilajele tinere
- condroblastele se divid :
►grupuri izogene→depunere matrice
Redusă
În caz de fracturi:
- mici : activarea condroblastelor locale
- mari : cicatrice de ţesut conjunctiv fibros
Transplant de cartilaj
Bioinginerie medicala
NU are PERICONDRU !
CARTILAJ ARTICULAR
Localizare: epiglotă,
laringe,
pavilionul urechii,
canal auditiv extern,
trompa lui Eustachio
Macroscopic: culoare galbenă, opac
( în stare proaspătă )
flexibil- elasticitate crescută
CELULE
- număr mai mare decât la cart. hialin
- grupuri izogene mici (2-3 celule)
- spaţii mici între grupuri
MATRICE
- fibre elastice – izolate şi în mănunchiuri, în jurul grupurilor izogene
- fibre colagen tip II
PERICONDRU
Caractere intermediare între
cartilajul hialin şi ţesutul conjunctiv
dens ordonat.
Foarte rezistent, nu se deformează
la presiuni mari
LOCALIZARE:
simfiza pubiană
disc intervertebral
articulația temporo-mandibulară
menisc genunchi
atașarea unor tendoane la os
CELULE: condrocite rare
grupuri izogene mici
aşezate în şiruri între fibre
FIBRE: colagen tip I, dispuse penat
tip II
SUBSTANŢĂ FUNDAMENTALĂ:
redusă
Nu are pericondru !
Între corpurile a două vertebre, (permite mişcarea, dar şi legătura dintre ele)
La periferie - inel fibros ţesut conjunctiv fibros + fibrocartilaj inele concentrice, întărit de ligamentul anterior
În centru – nucleul pulpos grupuri de celule înconjurate de substanţă fundamentală bogată în acid hialuronic
(absoarbe şocurile)
Odată cu vârsta, fibrocartilajul se subţiază şi nucleul pulpos poate aluneca posterior = hernie de disc
Celule înglobate într-o matrice mineralizată
şi bogat vascularizată
75-90% substanţă solidă, din care:
- 65% substanţă minerală (duritate)
- 35% substanţă organică (flexibilitate)
(90% colagen, 3% celule)
Ţesutul osos + alte ţesuturi (cartilaginos, fibros, adipos, nervos, hematopoietic)
+ vase
= osul (organ)
Oasele – organe vii foarte rezistente, modificate
continuu ( remodelare)
Vârsta
oase tinere: flexibile, măduva hematogenă
oase adulte: rigide, măduvă fibrogrăsoasă
FUNCŢIILE OSULUI
Unitatea de baza a sistemului
scheletic
Susţinere, mecanic
Protecţie a organelor
Micromediu specific pentru ţesutul hematopoietic
Homeostazia ionilor minerali :
99% Ca, 85% P, 66% Mg, 60% Na
din rezerva organismului
Rol endocrin – osteocalcina
Primar (os imatur, fibros)
- fibre de colagen dispuse dezordonat,
(fără organizare structurală)
- număr de celule de 4 ori mai mare față de
osul secundar
- mineralizare mai slabă
Patologic: persistă în boala Paget, sarcom
osteogenic, metastaze osoase, calus
Secundar (os matur, lamelar)
- fibre colagen dispuse ordonat în lamele
Ţesut osos compact (haversian) – 80%
Ţesut osos spongios (trabecular) -20%
Oase lungi
Oase scurte
Oase late
CELULE OSOASE
MATRICE OSOASĂ
- componentă organică
• substanţă fundamentală
preosoasă (oseină)
• fibre colagen
- componentă minerală
OSTEOPROGENITOARE
OSTEOBLASTE
Celule osoase de suprafață
OSTEOCITE
OSTEOCLASTE
Din celula mezenchimală primitivă
Localizare: lângă suprafeţele libere
osoase (endost, periost, trabecule cartilaj
calcificat, metafiza osului în creştere)
Se divid mitotic → osteoblaste
Osteoblastele în repaus sunt
asemănătoare morfologic: alungite, cu
nuclei alungiţi
Localizare: la suprafaţa osului format
Formă: columnară, cubică, turtită (inactiv)
Nucleu: oval, eucromatic, nucleoli
Citoplasma: bazofilă, granule PAS+
Prelungiri – Gap cu celulele vecine
RER, ap. Golgi, mitocondrii
NU se divide!
Se transformă în:
osteocite
celule osoase de suprafață
• mor prin apoptoză
• celule osteoprogenitoare
Rol: sinteza matricei osoase
nemineralizate = oseină
Sintetizează colagen I, proteine necolagenice
comune şi
specifice
Factori de creştere cu rol autocrin/paracrin
Au receptori pentru hormoni, vitamine
Secretă procolagenază – lizează colagenul
Factori pentru osteoclaste (sub acţiunea PTH)
RANKL (Receptor Activator of Nuclear factor-KappaB Ligand - sintetizat și de cel. Stromale, limfocite T) ce se va lega de RANK (receptor) de osteoclastelor stimulând osteoclastogeneza, mobilizarea,
Osteoprotegerina se leagǎ de RANK blocând astfel legarea RANKL si inhibând formarea activitatea osteoclastului.
OSTEOCITUL
Celule osoase mature încastrate în matricea proprie, în lacune (osteoplaste) (rămâne un mic spaţiu în jurul celulei) Osteocite dormante formatoare – întreține matricea osoasă de resorbție – reglarea homeostaziei Ca2+
Os DEMINERALIZAT - componenta minerală este îndepărtată
prin imersia fragmentelor în soluții acide – secționare, colorare
Studierea CELULELOR si a Matricei organice
Formă: turtită, alungită
Nucleu: turtit, tahicromatic
Citoplasmă slab bazofilă/acidofilă
Organite puţine→întreţin activ matricea
OSTEOCITUL
Localizat în osteoplast, prelungiri lungi în canalicule osoase (joncţiuni gap cu celulele vecine)
Studierea Componentei mineralizate
Os uscat, calcinat – șlefuire → suprafeţe paralele
→ subţiri – translucide – montare (preparat necolorat)
Osteoliză limitată
Senzor de stres mecanic
Întreține matricea osoasă
Origine: precursor comun cu monocitele, care fuzionează
Celulă gigant (20-150 μm), multinucleată (2-50),
mobilă
Localizată (activă) în lacuna Howship
Funcţie: celulă resorbtivă – matrice remodelare osoasă
homeostazia Ca
2+
Celulă activă polarizată
Margine dantelată (în
perie) microvili –resorbţie
Zonă clară – actină
Zonă veziculară–lizozomi
Zonă cu nuclei, organite
Digestia Extracelulară a Matricei organice
in lacună – Fosfataza acidă, Colagenaza
↓ Digestie Intracelulară in lizozomi – Hidrolaze lizozomale
- Transfer Extracelular al produșilor de resorbție la capilare sanguine din maduvă
DEMINERALIZARE focală în lacuna Howship ( micromediu pH acid )
↑ Ca seric
↑ Calcitonina
↓ Ca seric
↑ Parathormon
osteoblast
os
osteoclast
osteocit
PAS+, acidofilă
Substanţa fundamentală – amorfă
Proteine necolagenice comune ţ. conjunctiv
Proteine necolagenice specifice ţ. osos
Osteocalcina – legare Ca²+
Osteonectina – legare colagen de componenta
minerală
Osteopontina – atașare celule de matrice
Fibre de colagen I, dispuse helicoidal, în jurul canalului Havers (diferă pasul helix)
Diferenţe de orientare şi cantitative – lamele întunecate alternând cu lamele luminoase
Legături transversale între fibre = rezistenţă crescută
Osteoblastele secretă oseina (colagen +
vezicule matriceale)
Veziculele matriceale – bogate în fosfatază
alcalină şi pirofosfatază ce produc ioni
fosfat (PO43-) care împreună cu Ca²+
formează cristale de hidroxiapatită →
mineralizare completă
Cristale de hidroxiapatită Ca10(PO4)6 (OH)2
conjugate cu Mg, Na, K
ME: cristale = bastonaşe (placuţe) 3/40 nm depuse în golurile dintre molec. de tropocolagen și dintre fibrele de colagen
Izotopii radioactivi de Ca, P substituie pe cei stabili
Pb, Sr,Ra – substituie Ca
Osteomalacia – substanţa minerala scade la 35%
Lamele osoase (3-7 mm), concentrice (4-20) în jurul canalului Havers (50-100 mm)
= osteon (F=200-300 mm, L=mm)
Linia de cement la periferia osteoanelor secundare (mai puţin colagen şi P, mai mult S)
ŢESUT OSOS COMPACT (os uscat) - OSTEON
HAVERS (longitudinale)
Capilare fenestrate (cu pericite)
Celule mezenchimale
nediferenţiate
Osteoblaste inactive
Celule marginale, turtite,
în strat continuu, jonctiuni
gap cu osteocite din lacune
(bariera sânge - os)
Osteoclaste
VOLKMANN (transv.,
oblice)
- neînconjurate de lamele
Sistem lamelar interstiţial
Sistem circumferenţial
intern şi extern
Periostul
Strat extern- ţ.conj. Dens
(semiordonat)
vase, limfatice,nervi
Strat intern- celular
(osteogenic) activ / inactiv
Fibre Sharpey - ancorează
periostul
Endostul
Tapetează cavitaţile osoase
(suprafaţa medulară
+ canale vasculare)
Ţ. Conj. Lax, osteoblaste,
osteoclaste inactive
Localizare: epifize oase lungi, oase scurte, diploe
Lamele osoase neregulate (grosime şi orientare)
Nu au canale Havers Osteocite în lacune Osteoblaste
Trabecule acoperite de endost
Areole = spaţii neregulate în care se găseşte măduvă osoasă
Începe în viaţa embrionară
Osificare intramembranoasă
(endoconjunctivă, desmală)
Osificare intracartilaginoasă
(encondrală)
1. Se formează ţesut osos primar (imatur)
2. Înlocuit rapid de ţesut osos secundar
Oasele cutiei craniene,
unele oase ale feţei,
corpul claviculei
Pe model conjunctiv
– in zone bine vascularizate
prin transformarea mezenchim
Apar centre de osificare
Apariţia centrelor (nuclee) de osificare
C.mezenchimale→osteoblaste→depun matrice mineralizată
Nuclee mineralizate, îngroşate, formează SPICULI
Spiculii → TRABECULE (TRAVEE) osoase Os SPONGIOS
Ingroșare trabecule → TRANSFORMARE in os compact
Condensare ț.conjunctiv la periferie→PERIOST, ENDOST
A scheletului cartilaginos – intrauterin
Pericondru→ osteoblaste → guleraş periostal diafizar
Centru primar de osificare = cartilaj calcificat
Mugure vascular periostic – invazie vasculară
Diafiza creşte în grosime, lungime
Centre secundare în epifizele oaselor lungi - apar inainte / după naştere
Placa epifizeală= cartilaj de creştere
A scheletului cartilaginos – intrauterin
Începe la nivelul diafizei
Pericondru→ osteoblaste → guleraş periostal diafizar
Centru primar de osificare = cartilaj calcificat
Mugure vascular din periost – invazie vasculară
Diafiza creşte în grosime, lungime
Centre secundare în epifizele oaselor lungi - apar inainte / după naştere
Placa epifizară = cartilaj de creştere
Osificarea cartilajului de creștere (20-25 ani)
Încetarea creșterii in lungime a oaselor
Z
O
N
E
Zona de cartilaj hialin (de rezervă)
Zona de cartilaj seriat (de proliferare)
Zona de cartilaj hipertrofiat
Zona de cartilaj calcificat şi degenerat
Zona de osificare = linia de eroziune
Zona de resorbţie
Zona de rezervă
Cartilaj HIALIN Normal
Zona de proliferare
Condrocitele se divid
→formeaza coloane de
celule paralele cu
axul lung al osului
(grup izogen axial)
Zona Cartilaj Hipertrofiat
Condrocite mari
(↑ glicogen)
Resorbție matrice
→septuri fine
între celule
Zona Cartilaj
Calcificat
Calcificare septuri
Apoptoza condrocitelor
(lacune goale)
Zona Cartilaj Degenerat
Zona de Eroziune
Zona de Osificare
Invazie de capilare sanguine cel. osteoprogenitoare
osteoblaste→ matrice os depunere la suprafața septurilor calcificate
→ spiculi de os primar
Zona de Resorbţie
Linia de eroziune
Are loc în permanenţă, toată viaţa
Resorbţie + depunere ţesut osos
► osteoane secundare
Unitatea de remodelare a osului:
Con de eroziune - osteoclaste sapă tunel
Zona de reversie – celule osteoprogenitoare
Con de depunere – osteoblaste depun lamele
dinspre periferie spre centru
Sfârşit de curs