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弾性軟骨

By admin on 3月 22, 2021

定義

弾性軟骨は、人体に存在する3種類の軟骨のうちの1つである。 結合組織の一種である弾性軟骨は、細胞外マトリックスにエラスチン繊維が付加されているため、元の形(休息状態)に戻る能力があることでも知られています。

概要

弾性軟骨は、紛らわしいことに線維弾性軟骨と呼ばれることもあります(線維軟骨と呼ばれる軟骨もあるので紛らわしいです)。 弾性軟骨は、通常、くすんだ黄色をしていることで認識できます。

弾性軟骨は、顕微鏡で見るとヒアルロン酸軟骨とよく似ていますが、この軟骨の名前の由来である目に見えない弾性繊維を見せるためには、特別な染色を行わなければなりません。 ヒアルロン酸と同様に、弾性軟骨もまた、単一または複数の軟骨細胞がラクーナと呼ばれる空間に収容されている。 弾性軟骨の細胞外マトリックスには、II型コラーゲンが多く含まれている。 軟骨細胞と細胞外マトリックスは、軟骨周囲と呼ばれる外側の層に含まれている。 軟骨周囲は、機能の異なる2つの層で構成されている。内側の層には、軟骨芽細胞(細胞外マトリックス内にまだ固定されておらず、この厚いゲル状物質の成分を生成し続ける軟骨細胞)が存在する。 外層には線維芽細胞があり、内層に向かうにつれて軟骨細胞に分化していく。 この移動とそれに伴う分化の間に、線維芽細胞はI型コラーゲンとヒアルロン酸の分泌を止め、軟骨芽細胞に変わるとII型コラーゲンとコンドロイチン硫酸を分泌し始める。

弾性軟骨
ラクーナ内の軟骨細胞の顕微鏡像、弾性軟骨

上の画像を。 100倍に拡大した上の画像では、弾性軟骨内の1つのラクーナ内に1つ、2つ、ごくまれに3つの軟骨細胞がはっきりと写っている。 これらの軟骨細胞は、コラーゲンとエラスチンの繊維でできた濃い色の繊維状のネットワークが交差している細胞外マトリックスに囲まれている。

弾性軟骨の機能

弾性軟骨の機能は2つあり、張力、圧縮、曲げに応じて軟骨の形状を変化させ、静止状態に戻すことと、丈夫で柔軟な構造を提供することです。

外耳の場合

外耳は比較的保護されておらず、頭蓋骨から突き出ています。 軟骨は無神経で血管を通さない性質を持っているため、寝ているときに耳を折りたたんでも、目が覚めることはほとんどありません。

外耳器官である耳は、外傷に耐えることが必要です。 もし、外耳が骨でできていたら、耳の骨折は日常茶飯事です。

声門と喉頭について

静止状態では声門は直立しています。 この状態では、吸気・呼気の際に空気が喉頭を通過します。 飲み込むときには、喉頭蓋が引き戻され、食道の前にある喉頭の開口部を覆います。 これにより、唾液や食べ物が気道に入るのを防ぎ、窒息や誤嚥性肺炎の原因となることがある。 喉頭蓋の弾性軟骨は、この弁のような付属物の形を維持するために重要であり、身体の最も重要なプロセスである呼吸を可能にするために、常に休息時の位置にバネで戻る。

下の画像は、静止状態の喉頭蓋です。 気管の暗い穴の縁に、喉頭の白い声帯が見えています。 喉頭蓋の上部フラップは、気管の後方に位置する食道の入り口を覆っている。 嚥下時には、喉頭蓋のフラップが前方に移動し、気道の入り口が閉じて食道の入り口が現れる。

正常な喉頭蓋
喉頭蓋と声帯

弾性軟骨は、喉頭の角状軟骨や楔状軟骨にも見られます。

弾性軟骨は、喉頭の角状軟骨と楔状軟骨にも存在しています。

耳管について

耳管(咽頭鼓室管/聴覚管)は、幅約3mmの細い管です。 その主な機能は、中耳の圧力を周囲の大気圧と同じにすることです。 中耳の圧力と大気圧のバランスが崩れると、飛行機の離着陸時にその影響が顕著に現れます。 離着陸の際に飲み込むと、耳が「ポーン」と鳴ることがよくあります。

この場合、弾性軟骨には構造的・機能的な目的があります。というのも、口蓋裂筋の引張力から解放されると、細い管は元の静止した形(閉じた状態)に戻らなければならないからです。 この場合、弾性軟骨の機能は、この筋肉が弛緩したときに閉じた形に戻ることである。このような狭いが重要な機能は、その形状を維持するのに十分な安定性がなければならず、それを変えるのに十分な弾性がなければならないからである。 下の画像は、耳管の位置を赤で着色したものです。

Anatomy of the Human Ear

Diagram of the external and internal human ear

Where Is Elastic Cartilage Found

弾性軟骨の位置は様々です。 弾力性と柔軟性に富んだ結合組織である弾性軟骨は、主に外耳の耳介に存在し、音波を内耳に効率的に送るためのヒダを形成しています。

弾性軟骨で構成されている他の著名な解剖学的部位は、喉頭蓋、耳管、および喉頭の角状軟骨と楔状軟骨です。

弾性軟骨の細胞外マトリックス

弾性軟骨のECMには、エラスチン、フィブリリン、糖タンパク質、II型、IX型、X型、XI型のコラーゲン、そして(主に)プロテオグリカンのアグリカンが含まれています。 これらの成分は、軟骨周囲の内縁部にある軟骨芽細胞で生成され、ゲル状の環境下に位置する。

あらゆる軟骨の細胞外マトリックスは、軟骨の主要なプロテオグリカンであるアグリカンの働きにより、水と結合します(浸透圧効果)。 この浸透圧効果により、柔軟でありながらしっかりとしたゲルが形成される。 アグリカンの構造の一部であるグリコサミノグリカン(GAG)の鎖は、水を引き寄せ、軟骨の潤滑性や衝撃吸収性を生み出す。

弾性軟骨のECMの中にある弾性繊維は、この組織の特徴である。

弾性軟骨のECMの中にある弾性繊維は、この組織の特徴である。弾性繊維は、エラスチンというタンパク質で構成されており、このエラスチンが別のタンパク質であるフィブリリンと共重合して、繊維状の弾性鎖を形成する。 弛緩した状態では、この鎖は無秩序である。 これを伸ばすと均一になりますが、引張圧力が解除されると再び均一性が失われます。

コラーゲン繊維も同様に、ECM内の他の分子に強度と構造的枠組みを提供するネットワークを形成しています。 コラーゲン繊維は、弾性繊維とは異なり、すべての種類の軟骨に存在し、多量に存在しています。 コラーゲン繊維は軟骨周囲にも存在しており、外側の層の方がコラーゲンが多く含まれている。

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