Definicja
Chrzęstka elastyczna jest jednym z trzech rodzajów chrząstki występującej w organizmie człowieka. Jako forma tkanki łącznej, chrząstka elastyczna jest również rozpoznawana dzięki swojej zdolności do powracania do pierwotnej formy – lub formy spoczynkowej – dzięki dodaniu włókien elastyny do macierzy zewnątrzkomórkowej. Ten typ włókien odróżnia chrząstkę elastyczną od wszystkich innych form.
Overview
Chrzęstka elastyczna jest czasami mylnie nazywana chrząstką fibroelastyczną (jest to mylące, ponieważ istnieje inny typ chrząstki zwany fibrocartilage). Jest to zwykle rozpoznawalne przez jego tępy żółty kolor. Pozostałe dwa typy chrząstki – hialinowa i włóknista – mają biały wygląd.
Chrzęstka elastyczna wygląda bardzo podobnie do chrząstki hialinowej pod mikroskopem, a specjalne barwniki muszą być stosowane, aby pokazać w przeciwnym razie niewidoczne włókna elastyczne, które nadają temu konkretnemu typowi chrząstki jej nazwę. Podobnie jak chrząstka hialinowa, chrząstka elastyczna również posiada pojedyncze lub liczne chondrocyty umieszczone w przestrzeniach zwanych lacunae. Macierz zewnątrzkomórkowa chrząstki elastycznej zawiera większe ilości kolagenu typu II. Chondrocyty i ECM znajdują się w zewnętrznej warstwie zwanej perichondrium. Perichondrium składa się z dwóch różnie funkcjonujących warstw: warstwa wewnętrzna zawiera chondroblasty (chondrocyty, które nie zostały jeszcze utrwalone w macierzy zewnątrzkomórkowej i które nadal wytwarzają składniki tej gęstej, żelowej substancji). W warstwie zewnętrznej znajdują się fibroblasty, które w miarę przesuwania się w kierunku warstwy wewnętrznej różnicują się w chondrocyty. W trakcie tego przemieszczania się i towarzyszącego mu różnicowania fibroblasty przestają wydzielać kolagen typu I i kwas hialuronowy, a zaczynają wydzielać kolagen typu II i siarczan chondroityny, przekształcając się w chondroblasty.
Powyższy obraz, pomnożony przez 100, wyraźnie pokazuje jeden, dwa, a bardzo rzadko trzy chondrocyty w obrębie pojedynczej lacuny wewnątrz chrząstki elastycznej. Chondrocyty te otoczone są macierzą zewnątrzkomórkową poprzecinaną ciemniejszą, włóknistą siecią włókien kolagenowych i elastynowych. Po obu stronach chrząstki znajdują się jaśniejsze warstwy perychondrialne.
Funkcja chrząstki elastycznej
Funkcja chrząstki elastycznej jest dwojaka: zmiana kształtu chrząstki w odpowiedzi na napięcie, ściskanie i zginanie przed powrotem do stanu spoczynku oraz zapewnienie mocnej, ale elastycznej struktury.
W uchu zewnętrznym
Ucho zewnętrzne jest stosunkowo niechronione i wystaje z czaszki. Dzięki aneuralnym i awaskularnym właściwościom chrząstki, mało prawdopodobne jest, że osoba zostanie obudzona, jeśli ucho zostanie złożone podczas snu. Zmiana pozycji powoduje, że ucho powraca do swojego pierwotnego kształtu.
Jako organ zewnętrzny, ucho musi być odporne na urazy. Gdyby ucho zewnętrzne było zbudowane z kości, złamania ucha byłyby regularnym zjawiskiem. Gdyby ucho zewnętrzne było mięsiste, fałdy małżowiny usznej, które modyfikują fale dźwiękowe przed skierowaniem ich do ucha środkowego, nie zachowałyby swojej formy i działałyby mniej efektywnie.
Nagłośnia i krtań
W stanie spoczynku nagłośnia jest wyprostowana. W tej pozycji powietrze może przechodzić przez krtań podczas wdechu i wydechu. Jeżeli osoba połyka, nagłośnia jest odciągana do tyłu i zakrywa otwór w krtani, który znajduje się przed otworem w przełyku. Działanie to zapobiega przedostawaniu się śliny i pokarmu do dróg oddechowych, czego skutkiem może być zakrztuszenie i zachłystowe zapalenie płuc. Chrząstka sprężysta w nagłośni jest bardzo ważna, ponieważ utrzymuje formę tego zaworowego wyrostka i zawsze powraca do pozycji spoczynkowej, umożliwiając najważniejszy proces organizmu – oddychanie. W tym przypadku chrząstka sprężysta pełni funkcję ochronną i strukturalną.
Na poniższym zdjęciu widać nagłośnię w stanie spoczynku. Białe struny głosowe krtani widoczne są na krawędziach ciemnego otworu tchawicy. Górny płat nagłośni zasłania wejście do przełyku, który znajduje się w tylnej części tchawicy. Podczas połykania, płat nagłośni przesuwa się do przodu, zamykając wejście do dróg oddechowych i odsłaniając wejście do przełyku.
Chrzęstniak sprężysty występuje również w chrząstkach rogowej i klinowej krtani, gdzie tworzone przez nie połączenia pozwalają na ruch strun głosowych i odgrywają rolę w jakości głosu i wysokości dźwięku.
W przewodzie Eustachiusza
Przewód Eustachiusza (przewód gardłowo-gardłowy/słuchawkowy) jest wąskim przewodem o szerokości około 3 mm. Jej główną funkcją jest wyrównywanie ciśnienia w uchu środkowym z ciśnieniem atmosferycznym otoczenia. Efekt braku równowagi pomiędzy ciśnieniem w uchu środkowym a ciśnieniem atmosferycznym jest najbardziej odczuwalny podczas startu i lądowania samolotu. Połykanie podczas startu lub lądowania często powoduje „wyskakiwanie” uszu. Efekt ten można również uzyskać poprzez wydmuchiwanie nosa lub ziewanie, ponieważ podczas tych czynności przewód Eustachiusza otwiera się i wpuszcza powietrze do ucha środkowego, zmniejszając różnicę pomiędzy ciśnieniem w uchu środkowym a ciśnieniem atmosferycznym.
Chrzęstka elastyczna pełni w tym przypadku funkcję strukturalną i funkcjonalną, ponieważ wąski przewód musi powrócić do swojego pierwotnego, spoczynkowego kształtu (zamknięty), gdy jest wolny od sił rozciągających mięśnia tensor veli palatini. Funkcją chrząstki sprężystej w tym przypadku jest zatem powrót do formy zamkniętej po rozluźnieniu tego mięśnia, ponieważ taka wąska, ale ważna cecha musi być na tyle stabilna, aby zachować swój kształt, i musi być na tyle elastyczna, aby go zmienić. Poniższy obrazek pokazuje pozycję przewodu Eustachiusza pokolorowaną na czerwono.
Gdzie znajduje się chrząstka sprężysta
Miejsca występowania chrząstki sprężystej są zróżnicowane. Jako sprężysta i bardzo elastyczna tkanka łączna, chrząstka sprężysta występuje w określonych miejscach, przede wszystkim w małżowinach usznych ucha zewnętrznego, kształtując fałdy, które skutecznie kierują fale dźwiękowe w stronę ucha wewnętrznego. Wyraźne rozróżnienie można wyczuć w płatkach ucha, które nie mają chrząstki, w porównaniu z chrzęstnymi małżowinami usznymi.
Inne ważne miejsca anatomiczne zbudowane z elastycznej chrząstki to nagłośnia, trąbka Eustachiusza oraz chrząstki rogowe i klinowe krtani.
Matryca zewnątrzkomórkowa chrząstki sprężystej
Matryca zewnątrzkomórkowa chrząstki sprężystej zawiera elastynę, fibrylinę, glikoproteiny, kolagen typu II, IX, X i XI oraz (głównie) proteoglikan Aggrecan. Składniki te są wytwarzane przez chondroblasty na wewnętrznych krawędziach perichondrium i znajdują się w środowisku o konsystencji żelu. Chondrocyty w obrębie chrząstki stanowią jedynie do 2% całkowitej objętości tkanki.
Matryca zewnątrzkomórkowa wszystkich rodzajów chrząstki wiąże się z wodą (efekt osmotyczny) dzięki działaniu Aggrecan, dominującego proteoglikanu chrząstki. Ten efekt osmotyczny powoduje powstanie elastycznego, ale twardego żelu. Łańcuchy glikozaminoglikanów (GAG), które są częścią struktury Aggrecan, przyciągają wodę i wytwarzają smarujące i absorbujące wstrząsy właściwości chrząstki. Inne białka niekolagenowe zawierają GAG, które wiążą się z cytokinami lub pomagają w organizacji macierzy zewnątrzkomórkowej.
Włókna elastyczne w ECM chrząstki elastycznej są cechą charakterystyczną tej tkanki. Włókna elastyczne lub żółte składają się z białek elastyny, które kopolimeryzują z innym typem białka – fibryliną – tworząc podobne do włókien łańcuchy elastyczne. W stanie rozluźnionym łańcuchy te są nieuporządkowane. Rozciągając je, uzyskuje się jednolitość, która ponownie zostaje utracona po zwolnieniu nacisku rozciągającego. Pozwala to chrząstce powrócić do pierwotnej pozycji (do stanu rozluźnionego).
Włókna kolagenowe podobnie tworzą sieć, która zapewnia wytrzymałość i ramy strukturalne dla innych cząsteczek w ECM. Włókna kolagenowe występują we wszystkich typach chrząstek, w przeciwieństwie do włókien elastycznych, i występują w dużych ilościach. Włókna kolagenowe znajdują się również w perichondrium; zewnętrzna warstwa jest bardziej bogata w kolagen.