Kötő- és támasztószövetek porcszövet, csontszövet Dr. Puskár Zita zpuskar@ana.sote.hu

Porcszövet A porcszövet csoportosítása Speciális kötőszövet: sejtek extracelluláris mátrix Mechanikai tulajdonságok: nyomással szembeni ellenállóképesség rugalmas szilárdság térbeli váz Érmentes szövet Idegmentes szövet A porcszövet csoportosítása Hyalinporc (homogén amorf mátrix) Rugalmas porc (a mátrix elasztikus rostokat tartalmaz) Rostos porc (mátrixa I-es típusú kollagénből álló tömött kollagénrost kötegeket tartalmaz)

Hyalinporc Hyalinporc előfordulása: ízfelszín, gége, légcső, hörgők, orr, bordaporc, epifízis porckorong Jellemzői: - ér- és idegmentes szövet - a sejtek anaerob működésűek, diffúzióval jutnak tápanyagokhoz - a sejtjei a differenciálódás után nem osztódnak - nincsen regeneráció a porcszövetben - porchártya veszi körbe (izületi porcfelszín és a porc-csont határ kivételével)

Porchártya (perichondrium) Str. fibrosum Perichondrium (benne erek) Str. chondroblasticum Str. fibrosum : tömött rostos ktsz. (I-es típusú kollagén), ami védi a porcot a túlzott hajlítás következtében bekövetkező töréstől. Str. chondroblasticum: felszínnel párhuzamos, megnyúlt differenciálatlan sejtek rétege, amelyek chondroblastokká alakulnak és mátrixot termelnek. Appositionalis növekedés.

pericelluláris mátrix(porctok) territoriális mátrix(porcudvar) Territoriális szerkezet, chondron CHONDRON lacuna (műtermék) interterritoriális mátrix chondrocyta Chondron (porcszövet alapegysége) Chondrocyták (2-8) Pericelluláris mátrix Territoriális mátrix pericelluláris mátrix(porctok) territoriális mátrix(porcudvar)

Porcsejt (chondrocyta) Morfológia – kerekded sejt, gömbölyű sejtmag egy vagy több nucleolus Fiatal, mátrixtermelésben aktív sejt- basophil cytoplasma (fehérjeszintézis-fejlett rER, Golgi apparátus) Idősebb, kevésbé aktív sejtek kevesebb sejtorganellum, cytoplasmában glycogen és zsír

Az extracelluláris mátrix kollagének II (szirius vörös, anilin kék, polarizációs mikroszkóp)., IX., XI (fibrillumokhoz asszociált)., V., X. proteoglikánok aggrecan (GAG: kondroitin szulfát, keratán szulfát), decorin, biglycan hyaluronsav glikoproteinek - járulékos fehérjék (kondrokalcin, porcmátrix protein, kondronektin, fibronektin) jelentős víztartalom Basophil festődés: szulfatált GAG-ok (térbeli rendezettség, sűrűség → metilénkék festék → metakromázia)

normál fény polarizált fény

A porc fejlődése – interstitialis növekedés I. Interstitialis növekedés (embryonális korban, de pubertásig az epiphysis porckorongban) Mesenchymalis sejtek gyors szaporodása → porctelep (sűrűn elhelyezkedő sejtek, blastema) → chondroblastok, porcmátrix termelés, sejtek széttolódása → chondroblastok néhányszor osztódnak, de a porcudvar már nem engedi széttolódni a sejteket egymástól. (A porcudvaron belül a sejtek izogenek)

A porc fejlődése-appositionalis növekedés II. Appositionalis növekedés A felszín felől képződő új porcszövet. Porchártya belső rétegének (ellapult, kevéssé differenciálódott) sejtjei chondroblastokká differenciálódnak→ porcmátrix termelés→ beágyazódás a porcmátrixba→ a differenciált porcsejt a növekedés befejeztével nem osztódik tovább.

A porc megújulása, öregedése Környezeti megterhelés → alkalmazkodás (lebomló mátrix újratermelése) A kor előrehaladtával a porc alakalmazkodókészsége csökken. Egyes porcok (gégében, bordákban) elmeszesednek, elcsontosodnak elcsontosodó porc Felnőttkorban, normális körülmények között is a porc regenerációja minimális. Az elpusztult porcszövet helyét csont vagy tömött kötőszövet tölti ki.

Különleges funkciójú hyalinporcok ízületi porc epifízis porckorong enchondralis csontosodás esetén a csont hosszanti növekedéséért felelős elmeszesedő ECM, X. típusú kollagén csak itt van

Izületi porc Porchártya nem borítja Izületi tok: Stratum fibrosum (tömött kötőszövet, szalagokkal, inakkal áll kapcsolatban.) Membrana synovialis ellapult mesenchimalis eredetű sejtek: A sejt - mátrixba ágyazott makrofág, B sejt - synoviocyta- synoviális folyadék termelése tisztán tartása. Laza kötőszövet erekkel. Synovia- izületi folyadék: hyaluronsav, phospholipidek, lubricin (mucin szerű anyag). Porc táplálása.

Izületi porc szerkezete I. Felszíni zóna II. Középső zóna III. Mély zóna Ár-apály vonal IV. Meszesedett zóna Módis László nyomán

Izületi porc polarizált fényben HE festett metszetben

Térdizület (nyúl)

chondrocyta implantáció Porcpótlás mozaikplasztika chondrocyta implantáció

mikrofraktúra technika Shah és mtsai (2010) PNAS mikrofraktúra technika peptide amphiphiles TGFB1 Filler PA+TGFB1 TGFB1PA+TGFB1 TGFB1PA Safranin-O festés GAG-ok kimutatása II. típusú kollagén immunhisztokémia

A porc táplálása Diffúziós táplálás porchártya ereiből, környező szövetekből, synoviális folyadékból, csontszövetből. A tápanyag a porcmátrixon átdiffundálva éri el a porcsejteket, amelyeknek lassú (bradytrop) és anaerob anyagcseréjük van. Kivétel: az orr és gége porcai - porc csatornák, bennük erek

Rugalmas (elasztikus) porc Rugalmas porc tulajdonságai: ECM-ben elasztikus rostok mindig körbeveszi porchártya chondronokban 1-2 porcsejt Előfordulás: fülkagyló, gégefedő, fülkürt Epiglottis (gégefedő), orcein festés

Rostos porc Rostos porc tulajdonságai az ECM-ben I. típusú kollagénből álló vaskos rostok vannak chondronok (1-2 sejttel) elszórtan találhatóak nincsen körülötte porchártya Előfordulás: csigolyaközti porckorong (discus intervertebralis annulus fibrosus) meniscusok a térdizületben symphysis pubica discus articularisok ízvápaajkak egyes izületi felszínek (art. temporomandibularis, art. sternoclavicularis, art. acromioclavicularis, art. sacroiliaca)

Gerincsérv (discushernia)

Csontszövet Speciális kötőszövet: Sejtek ECM Jellemzői: ellenálló, kemény, mechanikai szilárdságot biztosít, könnyű vázszövet jól vaszkularizált átépülő, megújuló szövet mechanikai hatásokhoz alkalmazkodni képes

A csontszövet sejtjei

osteoblast osteocyta Szilvamag alakú sejt, Sötét mag Vékony nyúlványai pókláb szerűek. Egymással kapcsolatban állnak (nexus, gap junction). Elmeszesedett mátrix üregeiben (lacunában), nyúlványok csatornácskában (canliculi ossei) találhatók. ECM minden komponensét termeli Polarizált sejt (excentrikus mag, épülő csontszövet felszinén ül) Basophil cytoplasma

osteoclast Többmagvú óriássejt, eosinophil cytoplazmával, sok lemezszerű nyúlvánnyal. Intercelluláris állomáyt bont. Zárt emésztő kamra, H+, lysosomalis enzymek (kollagenáz, katepszin) Maguk vájta öbölben (Howship lacuna) ülnek Monocytával közös őssejt (MPS).

Osteocyta és osteoclast Copyright © Nemeskéri osteoclast osteocyta

Osteocyta és osteoclast Copyright © Nemeskéri osteoclast osteocyta endosteális sejt

Csontmátrix Kötőszöveti rostok - 90% I. típusú kollagén Proteglikánok: chondroitin - 4, 6- szulfát keratán szulfát hyaluronsav (a centrális fehérje rövidebb, GAG láncok száma kevesebb, mint a porcban) Csontspecifikus fehérjék (kalcium kötés): osteokalcin (osteoblast, D vitamin,) osteopontin (osteoblast, D vitamin) csont-szialoprotein Szervetlen sók- hidroxiapatit kristályok Ca10(Po4)6(OH)2 , kalcium-citrát, kalcium-karbonát, magnézium, nátrium (35% szerves - 65% szervetlen) Kollagén - húzással szembeni ellenállás Hydroxiapatit – nyomással szembeni ellenállás

Csontszövet típusai érett (lemezes) csont: compact csont éretlen (fonott, primer) csont (a kollagénrostok nem mutatnak szabályos elrendeződést) érett (lemezes) csont: (a kollagénrostok lemezeket alkotnak, erek körül koncentrikusan vagy a csontfelszínnel párhuzamosan ) compact csont szivacsos csont

Éretlen (fonott, primer) csont Gyors csontképzés: embryonális csontfejlődés felnőttben csonttörés után (callus képződés) Sok sejt, rendezetlen kollagén rostok, több az alapállomány, kisebb a mineralizáció

Callus Pap Károly és mtsai

Lemezes (érett) csont izületi porc 2. szivacsos állomány 3. compact állomány 4. velőűr 5. sárga csontvelő 6. Periosteum 7. proximaális epiphysis 8. diaphysis 9. distális epiphysis

A csontszövet egysége: osteon 1 3 A csontszövet egysége: osteon 2 2 2 OSTEON RÉSZEI osteocyták laminae speciales Havers csatorna (Volkmann csatorna)

A csontmátrix lemezrendszerei laminae generales externae laminae speciales (Havers) laminae intercalares laminae generales internae

CSONTSZÖVET SZÖVETTANI FELDOLGOZÁSA csiszolat (nincsenek sejtek) dekalcinálás, beágyazás, festés (nincsen szervetlen állomány) festések: Schmorl (pikrinsav) — sejtek: barna, ECM: sárgás; HE — sejtek: kék, ECM: piros; Azan — sejtek: piros, ECM: kék

Csontszövet, keresztmetszet, csiszolat

Csontszövet, keresztmetszet, csiszolat

Csontszövet, kersztmetszet, Schmorl

Csontszövet, hosszmetszet, Schmorl Havers csatorna Volkmann csatorna

Csontszövet, haematoxilin-eozin festés

Csont ECM rendezettsége az osteon szomszédos lemezeiben a kollagénrostok egymásra merőlegesen futnak

Csont keresztmetszet polarizált fényben

Periosteum és endosteum Periosteum (csonthártya) rétegei: stratum fibrosum (külső, rostokban gazdag réteg) stratum osteoblasticum (kambiumréteg) (belső, sejtdús réteg, osteoprogenitor sejtek→osteoblast) Inaktív: nincs csontépítés, külső rostos réteg dominál Aktív: csontépítés zajlik erekben, idegekben gazdag Endosteum: a periosteum velőűr felőli megfelelője

Periosteum Sharpey rostok

A csont átépülése

Irodalom: Röhlich Pál: Szövettan. Budapest, 2006 A szövettani képek a Humánmorfológiai és Fejlődésbiológiai Intézet gyűjteményéből származnak. Michael Ross and Lynn J. Romrell: Histology, Baltimore, 1989