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