غضروف چیست؟ – ساختار و انواع آن کدام است؟
در قسمت های مختلف بدن مانند بینی، حنجره، بین مهره های ستون فقرات و لاله گوش بافت همبندی به نام غضروف وجود دارد که خاصیت ارتجاعی دارد. حرکت مفاصل توسط غضروف هایی که در انتهای استخوان ها در قسمت مفاصل وجود دارد، آسان می شود. غضروف ها بافتی زنده و دارای ساختاری مستحکم بوده و درصد بالایی آب دارد. کتاب های علوم پایه هفتم و هشتم به معرفی غضروف و ضرورت وجود آن ها در ساختار بدن پرداخته است. غضروفها و انواع آن ها در این مقاله نشریه جهان شیمی فیزیک توضیح داده می شود.
غضروف چیست؟
غضروف بافتی زنده است که کندروسیت ها، سلول های تشکیل دهنده آن می باشند. بین این سلول ها که در فاصله زیادی از هم قرار دارند، ماده ای است که از قند و پروتئین تشکیل شده است. شباهت غضروفها از لحاظ بافتی، به استخوان ها می ماند با این تفاوت که چون در بین مواد آن کلسیم وجود ندارد، آن را ارتجاعی می کند. همچنین بر خلاف استخوان در غضروفها، به جای اعصاب و عروق، پوششی که رگ خونی دارد و پری کندریوم نامیده می شود، سطح آن را پوشانده است. مایع مفصلی حاوی اکسیژن و مواد غذایی در داخل مفاصل غضروف دار وجود دارد که مواد غذایی از راه این مایع به سلول های کندروسیت می رسد.
وظایف غضروف
غضروفها فراتر از نقش ساختاری، در سیستم بدن بسیار مهم عمل می کنند. به عنوان مثال پیش ساز استخوان ها در جنین، غضروفها می باشند که یا به همان شکل غضروفی باقی مانده و یا به عنوان یک الگو و زیرساختی برای رشد و ساخت اسکلت عمل می کنند. انجام حرکت های صورت به دلیل وجود غضروف در ساختار آن می باشد. در قسمت هایی از بدن که استخوان ها روی هم هستند و همچنین در محل مفصل ها، وجود غضروفهاست که باعث انعطاف پذیری و حرکت آسان آن ها می شود. در مجاری تنفسی غضروفها به شکل حلقه هایی در اطراف نای وجود دارند که مانع تخریب مجاری تنفسی می شوند. همچنین در هنگام تنفس، وجود غضروفها در پایین دنده ها باعث می شود به راحتی قفسه سینه بالا و پایین شود. حتی غضروفها به ترمیم استخوان ها نیز کمک می کنند.
زمان تشکیل غضروف ها
اجزای تشکیل دهنده غضروفها، سلول های کندروسیت و کندروبلاست و مواد بیرون سلولی به نام ماتریکس هستند. مزودرم جنینی منشأ بافت های همبند در بدن انسان ها از جمله غضروفها و استخوان ها می باشند. در هنگام تشکیل یک جنین استخوان ها در آخرین مراحل رشد تشکیل شده و امکان باقی ماندن آن به شکل غضروف وجود دارد. نوزاد در هنگام تولد به دلیل داشتن بدن ارتجاعی که آن نیز به دلیل وجود نسبت بالای غضروفهای آن به استخوان های آن است، راحت از کانال زایمان عبور می کند.
تشکیل استخوان های غضروفی بدن جنین از هفته هفتم بارداری می باشد و بعد از آن به تدریج این غضروفها به استخوان ها تبدیل می شوند. برای رشد غضروفها دو روش رشد بینابینی (تقسیم و زیاد شدن سلول های غضروفی و تولید ماتریکس بیشتر در بزرگسالی) و رشد سطحی (اضافه شدن لایه های ماتریکسی جدیده به پری کندریوم توسط کندروبلاست ها) انجام می شود.
اجزای تشکیل دهنده غضروف ها
کندروبلاست ها
کندروبلاست ها سلول های غضروفی را در هنگام رشد جنین تشکیل می دهند و این سلول های در حال حرکت، مواد ماتریکس خارج سلولی را تشکیل می دهند. با متوقف شدن حرکت این کندروبلاست ها که ماتریکس های در برگرفته آن ها باعث آن می شود، کندروسیت شکل می گیرد.
کندروسیت ها (سلول های غضروفی)
همان طور که گفته شد با توقف حرکت کندروبلاست ها و گرفتن اطراف آن ها توسط ماتریکس ها، لاکونا محلی است که این سلول ها را در خود جای می دهد. سلول های غضروفی با فعالیت کمتر نسبت به سلول های مشابه، از ماتریکس خارج سلولی محافظت می کند. سلول های غضروفی رشد، صفحه اپی فیز را در صفحات رشد کنترل می کند و مفصل ها، با سلول های غضروفی مفصلی زیاد می شوند.
فیبروبلاست
کلاژن نوع ۱، توسط سلول های فیبروبلاست تشکیل می شود که می توانند مبدل به سلول های غضروفی در شرایط ویژه شوند. در بیشتر انواع بافت های همبند، می توان وجود فیبروبلاست ها را مشاهده کرد.
ماتریکس خارج سلولی
از همه ی سلول های دیگر به میزان بیشتر، سلول های ماتریکس خارج سلولی است که از نظر متابولیکی فعالیت ناچیزی دارد. چون در غضروف ها رگ های خونی نیست، پس با اکسیژن کمی که در محیط وجود دارد، سلول های کمی تولید می شود و ماتریکس اجازه نمی دهد که تولید بیشتری انجام شود. در نتیجه رشد غضروف ها خیلی آهسته می باشد. در ساختار ماتریکس خارج سلولی سه عنصر کلاژن، پروتئوگلیکان و پروتئین غیر کلاژنی وجود دارد. حالت کشسانی و استحکام غضروفها به دلیل وجود ساختار مشبک فیبری کلاژنی است که بیشتر کلاژن غضروفها از نوع ۲ می باشد. خاصیت انعطاف پذیری و خواص پوششی غضروفها نیز به دلیل وجود پروتئوگلیکان هایی است که با مولکول های آب به هم وصل می شوند. سازماندهی و حفظ ساختار غضروفها نیز با پروتئین های غیرکلاژنی است.
انواع غضروف ها
در بدن انسان ها با توجه به نوع اجزای تشکیل دهنده، غضروفها دارای انواع مختلفی هستند که در هر قسمتی از بدن که وجود دارد دارای وظیفه به خصوصی است. بر این اساس سه نوع غضروف شفاف یا شیشه ای، رشته ای یا فیبروکتیلاژ و الاستیک وجود دارد.
غضروف شیشه ای یا شفاف
هیالین نوع غضروفی است که کلمه آن ریشه یونانی داشته و دارای بافت همبندی شفاف و براق و به رنگ سفید مایل به آبی می باشد. این نوع از غضروفها که دارای ضخامتی به عرض ۲ تا ۴ میلی متر است بیشتر در مفاصل، حنجره، بینی و نای وجود دارد و به همان شکل غضروف جنینی است. در ناحیه حنجره و نای، باعث شکل دادن به این قسمت ها می شود که باعث خاصیت انعطاف پذیری به آن ها می شود. در ساختار غضروفهای شیشه ای کلاژن پروتئینی وجود دارد که الیاف نازکی هستند که با هر میکروسکوپی دیده نمی شوند.
همچنین قرار گرفتن این غضروفها روی مفصل استخوان ها باعث می شود که اصطکاک بین استخوان ها کم شود. به این غضروفها که نقش کمک فنری دارند، غضروف مفصلی می گویند. با افزایش سن به تدریج این غضروفهای بین مفاصل از بین می رود و باعث ایجاد درد در این ناحیه می شود.
همه غضروف ها چون دارای عروق نیستند، ضخامت کمی دارند و این امری ضروری در غضروفهاست. چون انتشار روشی است که در آن اکسیژن و مواد غذایی به سلول های غضروفها می رسد.
غضروف رشته ای یا فیبروکتیلاژ
غضروفهای رشته ای دارای رنگ سفید بوده و نسبت به دیگر غضروفها دارای خاصیت ارتجاعی بیشتری بوده و ضخامت بیشتری دارد. در قسمت هایی از بدن که تاندون ها و لیگامان ها به استخوان ها می رسند مانند منیسک و دیسک های بین مهره ای، از این نوع غضروفها وجود دارد. در ساختار غضروفهای شیشه ای، فیبرهای کلاژنی تقویت شده به موازات هم قرار گرفته که زیادی وجود این فیبرهای کلاژنی، باعث رنگ سفید در بافت همبند این نوع از غضروفهاست. این غضروفها دارای سطح کششی کمی بوده و کلاژن ساختاری آن ها از نوع ۱ و ۲ می باشد.
غضروف الاستیک
در ساختار لاله گوش، اپی گلوت و شیپور استاش غضروفهای الاستیکی است که متشکل از الیاف کلاژن نوع ۲ و الیاف الاسیتیکی در ماتریکس خود می باشند. رنگ این غضروفها زرد بوده و دارای خاصیت ارتجاعی هستند که شکل اولیه خود را بعد از انجام فعالیت، دوباره پیدا می کنند. غضروفهای الاستیک در زیر میکروسکوپ مانند غضروفهای رشته ای دارای ساختار سازمان یافته نبوده ولی شبیه به غضروفهای هیالین هستند و برای مشاهده در زیر میکروسکوپ باید به آن ها رنگ های مخصوص زد. در داخل این غضروفها فضاهایی به نام لاکونا وجود دارد که سلول های تکی یا چندتایی از غضروفها را دارند. غضروف پوش یا پری کوندریوم لایه ای است که سلول های غضروفی را در خود جای داده و از دو لایه کندروبلاست و فیبروبلاست تشکیل شده است.
آسیب غضروف مفصلی
آسیب هایی در غضروفهای مفاصل ایجاد می شود می تواند با یک تخریب مکانیکی و یا سایش و فرسایشی که در مفاصل ایجاد می شود، حادث می شود. مفاصل در تخریب های مکانیکی، تحت ضربه های مستقیم قرار می گیرند. چون در غضروفها خون وجود ندارد نمی تواند این بخش، به طور خودبه خودی ترمیم شود. نکته ای که وجود دارد این است که در صورت آسیب به استخوان زیر غضروف، ممکن است خون از استخوان به بخش غضروف وارد شود و ترمیم آن را ممکن سازد. در تخریب سایشی و فرسایشی، غضروفهای مفصلی که دارای عملکردهای معمول هستند کم شده و به مرور با غضروف نرم شده و در نهایت تجزیه شده مواجه می شویم. در این هنگام استخوان زیری نمی تواند توسط غضروفها محافظت شود و تورم مفاصل و شکسته شدن استخوان را در پی خواهد داشت.
از علل آسیب های غضروفی می توان پیچ خوردگی های شدید، ناپایداری مفاصل، عوامل ژنتیکی و آناتومی غیرعادی مفاصل را نام برد. از علایم آن نیز می توان تورم زانو و گرفتگی و قفل شدگی زانو را نام برد و گاهی هم حرکات طبیعی بدن با درد و تورم مفاصل، امکان پذیر نخواهد بود.
غضروف چیست و چه وظیفه ای دارد
غضروف یک بافت همبند است که در سیستم اسکلتی یافت می شود و با ماهیت بدون عروق و عملکرد حمایتی آن مشخص می شود. حاوی مقادیر زیادی کندرویتین است، ماده ای که خاصیت ارتجاعی و انعطاف پذیری بافت را فراهم می کند. غضروف به عنوان یک بالشتک محافظ عمل می کند، اصطکاک را کاهش می دهد و از تماس استخوان به استخوان در هنگام حرکت مفاصل جلوگیری می کند. سلول های غضروفی که به عنوان غضروف نیز شناخته می شوند، سلول های تخصصی یافت شده در بافت غضروفی هستند که وظیفه حفظ ساختار و عملکرد غضروف را بر عهده دارند. سلول های غضروفی در ماتریکس غضروف پراکنده می شوند و برای هموستاز بافت، ترمیم و سازگاری با تنش های مکانیکی ضروری هستند. فعالیت های آنها رشد، توسعه و نگهداری مناسب غضروف را تضمین می کند و به سلامت کلی مفاصل کمک می کند.
کندروبلاست ها نقش مهمی در رشد اولیه غضروف دارند. آنها به سلولهای غضروفی تبدیل می شوند که چارچوب ساختاری بافت غضروف را تشکیل می دهند.
کندروبلاست ها اجزای کلیدی ماتریکس خارج سلولی را سنتز می کنند که از غضروف در حال رشد پشتیبانی می کند.
کندروبلاست ها به رشد رسوبی غضروف کمک می کنند که شامل افزودن یک ماتریکس جدید در امتداد سطوح موجود است. کندروبلاست ها باعث رشد جانبی و افزایش ضخامت بافت می شوند.
کندروسیت ها ماتریکس جدیدی را در غضروف ترشح می کنند که به رشد بینابینی غضروف کمک می کند.
کندروبلاست ها و کندروسیت ها در تنظیم رشد و رشد غضروف به ویژه در مراحل جنینی و نوجوانی نقش دارند.
کندروسیت ها نقش مهمی در حفظ و ترمیم ماتریکس خارج سلولی غضروف دارند. آنها به ترشح اجزای ماتریکس خارج سلولی برای حفظ بافت ادامه می دهند.
کندروکلاست ها در استخوان سازی اندوکندرا که شامل جایگزینی تدریجی غضروف با بافت استخوانی در طول رشد اسکلتی است، نقش دارند.
