Definitie
Elastisch kraakbeen is een van de drie soorten kraakbeen die in het menselijk lichaam voorkomen. Elastisch kraakbeen, een vorm van bindweefsel, is ook te herkennen aan zijn vermogen om terug te springen in zijn oorspronkelijke vorm – of rustvorm – als gevolg van de toevoeging van elastinevezels aan de extracellulaire matrix. Dit vezeltype onderscheidt elastisch kraakbeen van alle andere vormen.
Overzicht
Elastisch kraakbeen wordt soms verwarrend aangeduid als fibroelastisch kraakbeen (dit is verwarrend omdat er nog een ander type kraakbeen bestaat dat fibrokraakbeen wordt genoemd). Het is meestal te herkennen aan zijn doffe gele kleur. De andere twee soorten kraakbeen – hyalien en vezelig – zijn wit van kleur.
Elastisch kraakbeen lijkt onder een microscoop sterk op hyalien kraakbeen, en er moeten speciale kleurstoffen worden gebruikt om de anders onzichtbare elastische vezels zichtbaar te maken waaraan dit specifieke kraakbeentype zijn naam ontleent. Net zoals hyalien kraakbeen, heeft elastisch kraakbeen ook enkelvoudige of meervoudige chondrocyten die gehuisvest zijn in ruimtes die lacunae genoemd worden. De extracellulaire matrix van elastisch kraakbeen bevat een hoger gehalte aan collageen type II. Chondrocyten en ECM bevinden zich in een buitenste laag die perichondrium genoemd wordt. Het perichondrium bestaat uit twee verschillend functionerende lagen: de binnenste laag bevat chondroblasten (chondrocyten die nog niet gefixeerd zijn in de extracellulaire matrix, en die de componenten van deze dikke gel-achtige substantie blijven produceren). In de buitenste laag bevinden zich fibroblasten, die zich differentiëren tot chondrocyten naarmate zij zich naar de binnenste laag bewegen. Tijdens deze beweging en de daarmee gepaard gaande differentiatie stoppen de fibroblasten met het afscheiden van collageen type I en hyaluronzuur en beginnen zij collageen type II en chondroïtinesulfaat af te scheiden wanneer zij veranderen in chondroblasten.
Het bovenstaande beeld, vermenigvuldigd met 100, toont duidelijk één, twee, en zeer zelden drie chondrocyten binnen één lacune in het elastische kraakbeen. Deze chondrocyten zijn omgeven door de extracellulaire matrix, doorkruist door een donkerder, vezelig netwerk van collageen- en elastinevezels. Aan weerszijden van het kraakbeen bevinden zich de blekere perichondriale lagen.
Elastisch kraakbeen Functie
Elastisch kraakbeen heeft een tweeledige functie: het veranderen van de vorm van het kraakbeen als reactie op spanning, compressie en buiging voordat het terugkeert naar de rusttoestand, en het bieden van een sterke maar flexibele structuur.
In het buitenoor
Het buitenoor is relatief onbeschermd en steekt uit de schedel. Door de aneurale en avasculaire eigenschappen van het kraakbeen is het onwaarschijnlijk dat men wakker wordt als het oor tijdens het slapen wordt omgeplooid. Een verandering van positie betekent dat het oor terugkeert naar zijn oorspronkelijke vorm.
Als uitwendig orgaan moet het oor bestand zijn tegen trauma. Als het uitwendige oor van bot zou zijn, zouden er regelmatig oorbreuken optreden. Als het buitenoor van vlees zou zijn, zouden de plooien van de pinna, die geluidsgolven modificeren voordat ze naar het middenoor worden geleid, hun vorm niet behouden en minder efficiënt werken.
In Epiglottis en Larynx
In rust staat het epiglottis rechtop. In deze positie kan lucht door het strottenhoofd stromen tijdens inspiratie en uitademing. Als een persoon slikt, wordt het strotklepje teruggetrokken en bedekt de opening naar het strottenhoofd die voor de opening naar de slokdarm ligt. Deze handeling voorkomt dat speeksel en voedsel in de luchtwegen komen, waar verstikking en aspiratiepneumonie het gevolg kunnen zijn. Elastisch kraakbeen in het strotklepje is belangrijk omdat het de vorm van dit klepvormig aanhangsel in stand houdt en altijd terugveert in de ruststand, waardoor het belangrijkste proces van het lichaam – ademhalen – mogelijk wordt. In dit geval heeft elastisch kraakbeen een beschermende en structurele functie.
De afbeelding hieronder toont een strotklepje in rust. De witte stembanden van het strottenhoofd zijn te zien aan de randen van het donkere gat van de luchtpijp. De bovenste flap van het strotklepje bedekt de toegang tot de slokdarm, die achter de luchtpijp ligt. Bij het slikken schuift de flap van het strotklepje naar voren, waardoor de ingang van de luchtweg wordt gesloten en die van de slokdarm zichtbaar wordt.
Elastisch kraakbeen wordt ook gevonden in het corniculaat- en het spongieuze kraakbeen van het strottenhoofd, waar de gewrichten die zij vormen de beweging van de stembanden mogelijk maken en een rol spelen bij de stemkwaliteit en de toonhoogte.
In de buis van Eustachius
De buis van Eustachius (faryngotympanische buis/auditieve buis) is een smalle buis van ongeveer 3 mm breed. Zijn belangrijkste functie is het gelijkmaken van de druk in het middenoor aan de atmosferische omgevingsdruk. Het effect van een onevenwicht tussen de druk in het middenoor en de atmosferische druk wordt het duidelijkst ervaren tijdens het opstijgen en landen van een vliegtuig. Slikken tijdens het opstijgen of landen veroorzaakt vaak een “ploppen” van de oren. Dit effect kan ook worden bereikt door neus snuiten of gapen, omdat tijdens deze handelingen de buis van Eustachius opengaat en lucht in het middenoor toelaat, waardoor het verschil tussen de druk in het middenoor en de luchtdruk afneemt.
Elastisch kraakbeen heeft in dit geval een structureel en functioneel doel, omdat de smalle buis moet terugkeren naar zijn oorspronkelijke, in rust zijnde vorm (gesloten) wanneer hij vrij is van de trekkrachten van de musculus tensor veli palatini. De functie van elastisch kraakbeen is in dit geval dus het terugveren in een gesloten vorm bij het ontspannen van deze spier, aangezien een dergelijk smal maar belangrijk onderdeel stabiel genoeg moet zijn om zijn vorm te behouden, en elastisch genoeg moet zijn om deze te veranderen. De afbeelding hieronder toont de positie van de buis van Eustachius, gekleurd in rood.
Waar is elastisch kraakbeen te vinden
Elastisch kraakbeen bevindt zich op uiteenlopende plaatsen. Als veerkrachtig en zeer flexibel bindweefsel is elastisch kraakbeen op specifieke plaatsen te vinden, voornamelijk in de oorschelpen van het buitenoor, waar het de plooien vormt die geluidsgolven efficiënt naar het binnenoor geleiden. Een duidelijk onderscheid kan worden gevoeld in de oorlellen, die geen kraakbeen hebben, in vergelijking met de kraakbenige pinnae.
De andere prominente anatomische plaatsen die uit elastisch kraakbeen bestaan, zijn het strotklepje, de buis van Eustachius, en het corniculate en cuneiforme kraakbeen van de larynx.
De extracellulaire matrix van elastisch kraakbeen
De ECM van elastisch kraakbeen bevat elastine, fibrilline, glycoproteïnen, collageen type II, IX, X en XI, en (overwegend) het proteoglycan Aggrecan. Deze componenten worden geproduceerd door de chondroblasten aan de binnenranden van het perichondrium, en bevinden zich in een omgeving die gel-achtig is. Chondrocyten in het kraakbeen maken slechts 2% uit van het totale weefselvolume.
De extracellulaire matrix van alle soorten kraakbeen bindt zich met water (osmotisch effect) door de werking van Aggrecan, het overheersende proteoglycaan van kraakbeen. Dit osmotisch effect produceert een soepele maar stevige gel. De ketens van glycosaminoglycaan (GAG) die deel uitmaken van de Aggrecan-structuur trekken water aan en zorgen voor de smerende en schokabsorberende eigenschappen van kraakbeen. Andere niet-collageen-eiwitten bevatten GAG’s die binden met cytokines of helpen bij het organiseren van de extracellulaire matrix.
De elastische vezels binnen de ECM van elastisch kraakbeen zijn het bepalende kenmerk van dit weefsel. Elastische of gele vezels zijn opgebouwd uit elastine-eiwitten die co-polymeriseren met een ander type eiwit – fibrilline – en zo vezelachtige elastische ketens vormen. Wanneer ze ontspannen zijn, zijn deze ketens ongeorganiseerd. Door ze uit te rekken ontstaat uniformiteit, die weer verloren gaat wanneer de trekkracht wordt opgeheven. Hierdoor kan het kraakbeen weer terugveren in de oorspronkelijke positie (in ontspannen toestand).
De collageenvezels vormen op vergelijkbare wijze een netwerk dat stevigheid biedt en een structureel kader vormt voor andere moleculen binnen het ECM. Collageenvezels worden in alle soorten kraakbeen aangetroffen, in tegenstelling tot elastische vezels, en worden in grote hoeveelheden aangetroffen. Collageenvezels worden ook gevonden in het perichondrium; de buitenste laag is rijker aan collageen.