연골

Cartilage
연골
Hypertrophic Zone of Epiphyseal Plate.jpg
연골세포와 소기관, 열상 및 기질을 보여주는 미결정 히알린 연골의 광마이크로그래프.
식별자
메쉬D002356
TA98A02.0.00.005
TA2381
해부학 용어

연골은 탄력 있고 매끄러운 결합 조직의 한 종류이다.네발동물에서는 관절 [1]연골로서 관절의 긴 뼈 끝을 덮고 보호하며 늑골 케이지, 목과 기관지, 추간판 등 많은 신체 부위의 구조적 구성요소이다.콘드리히티안과 같은 다른 분류군이나 사이클로스토메에서도 [2]골격의 훨씬 큰 비율을 구성할 수 있다.뼈만큼 단단하고 단단하지는 않지만 근육보다 훨씬 단단하고 유연성이 떨어진다.연골의 기질은 글리코사미노글리칸, 프로테오글리칸, 콜라겐 섬유, 그리고 때로는 엘라스틴으로 구성되어 있다.

연골은 단단하기 때문에 체내에서 튜브를 열어주는 역할을 한다.예를 들어 회상 연골이나 충치 같은 기관 고리를 들 수 있습니다.

연골은 많은 양의 콜라겐성 세포외 기질, 프로테오글리칸과 엘라스틴 섬유가 풍부한 풍부한 분쇄 물질을 생성하는 연골세포라고 불리는 특수 세포로 구성되어 있습니다.연골은 탄성연골, 히알린연골, 섬유관절의 3가지로 분류되며 콜라겐과 프로테오글리칸의 상대적 양이 다르다.

연골은 혈관이나 신경을 포함하지 않는다.그러나 무릎의 반월상근과 같은 일부 섬유질에는 부분적으로 혈액 공급이 있다.영양은 확산에 의해 연골세포에 공급된다.관절 연골의 압박이나 탄성 연골의 굴곡은 연골세포로의 영양소의 확산을 돕는 유체 흐름을 생성한다.다른 결합 조직에 비해 연골은 세포 외 기질의 회전이 매우 느리고 다른 조직에 비해 회복 속도가 매우 느린 것으로 기록되었습니다.

연골에는 탄성(A), 히알린(B), 섬유질(C)의 세 가지 다른 종류가 있습니다.탄성 연골에서는 세포들이 서로 더 가까워져 세포간 공간이 줄어듭니다.탄성 연골은 외이개 부분과 후두 부분에서 발견됩니다.히알린 연골은 탄성 연골보다 세포가 적다; 세포간 공간이 더 많다.히알린 연골은 코, 귀, 기관, 후두의 일부, 그리고 작은 호흡관에서 발견됩니다.섬유질 연골은 세포가 가장 적기 때문에 세포간 공간이 가장 넓다.섬유질 연골은 척추와 근막에서 발견된다.

구조.

발전

주요 기사:연골 생성

배아발생시 골격계는 중배엽배아층에서 유래한다.연골화(연골 생성이라고도 함)는 연골세포가 연골세포로 분화되고 세포외 기질을 형성하는 분자(아그레칸과 콜라겐 타입 II)를 분비하기 시작하는 축합된 간엽 조직으로부터 연골이 형성되는 과정이다.모든 척추동물에서 연골은 초기 개체 발생 [3][4]단계에서 주요 골격 조직이다; 골격에서, 많은 연골 요소들은 내연골과 연골 골화를 통해 [5]골화된다.

태아 발생 시 발생하는 초기 연골 형성 후, 연골 성장은 대부분 미성숙한 연골이 더 성숙한 상태로 성숙하는 것으로 구성됩니다.연골 내의 세포 분열은 매우 느리게 일어나며, 따라서 연골의 성장은 보통 연골 [6]자체의 크기나 질량의 증가에 기초하지 않는다.가장 중요한 후생유전학적 조절제로서 비코드 RNA(예: miRNA 및 긴 비코드 RNA)가 연골 생성에 영향을 미칠 수 있는 것으로 확인되었다.이것은 또한 관절염과 [7]같은 다양한 연골의존성 병리상태에서 비코드 RNA의 기여를 정당화한다.

관절 연골

마우스 관절에서 연골(보라색)이 보이는 단면

관절 연골 기능은 세포외 기질(ECM)의 분자 조성에 따라 달라집니다.ECM은 주로 프로테오글리칸과 콜라겐으로 구성됩니다.연골의 주요 프로테오글리칸은 이름에서 알 수 있듯이 히알루론산과 함께 큰 응집체를 형성합니다.이러한 골재는 음전하를 띠며 조직 내에 수분을 머금고 있습니다.대부분 콜라겐 타입 II인 콜라겐은 프로테오글리칸을 구속한다.ECM은 [8]연골에서 발생하는 장력 및 압축력에 반응합니다.따라서 연골 성장은 기질 퇴적을 의미하지만 세포외 기질의 성장과 리모델링을 모두 의미할 수도 있다.저항된 무릎 신장 동안 슬개골 관절에 가해지는 큰 스트레스 때문에 슬개골의 관절 연골은 인체에서 가장 두꺼운 것 중 하나이다.

기능.

기계적 특성

무릎과 고관절과 같은 하중을 견디는 관절 연골의 기계적 특성은 매크로, 마이크로, 나노 스케일에서 광범위하게 연구되어 왔다.이러한 기계적 특성에는 마찰, 압축, 전단 및 인장 하중에서 연골의 반응이 포함됩니다.연골은 탄력성이 있고 점탄성 [9]특성을 보인다.

마찰 특성

연골과 활액에 풍부한 당단백질인 루빈은 [10]연골의 생체 윤활과 마모 보호에 중요한 역할을 한다.

수리

연골은 제한된 복구 능력을 가지고 있습니다.연골세포는 열관에 결합되어 있기 때문에 손상된 부위로 이동할 수 없다.따라서 연골손상은 치유하기 어렵다.또한 히알린 연골은 혈액 공급이 없기 때문에 새로운 기질의 퇴적 속도가 느립니다.지난 몇 년 동안, 외과의와 과학자들은 관절 치환의 필요성을 늦추는 데 도움이 되는 일련의 연골 복구 절차를 정교하게 만들어 왔다.무릎 연골의 반월상 파열은 문제를 줄이기 위해 종종 수술로 다듬을 수 있다.

생체공학기술은 새로운 연골을 만들어내기 위해 세포 "스카폴딩" 물질과 인공 [11]연골을 배양하기 위해 배양된 세포를 사용하여 개발되고 있다.이러한 목적을 [12]위한 기초 재료로서 동결 톱 PVA 하이드로겔에 대한 광범위한 연구가 수행되었습니다.생체적합성, 내마모성, 충격흡수성, 마찰계수, 유연성, 윤활성 등에서 우수한 성능을 보여 폴리에틸렌계 연골보다 우수하다는 평가를 받고 있다.PVA 하이드로겔을 2년 동안 토끼에 인공 메니스커스로 이식한 결과, 겔은 분해,[12] 골절 또는 특성 손실 없이 온전한 상태로 유지되었습니다.

임상적 의의

파란색으로 표시된 관절 연골을 가진 인체 골격

질병

주요 기사:연골병증

몇몇 질병들이 연골에 영향을 미칠 수 있다.연골디스트로피증은 연골의 성장을 방해하고 그에 따른 골화를 특징으로 하는 질병의 집단이다.연골에 영향을 미치는 몇 가지 흔한 질병은 아래에 열거되어 있다.

  • 골관절염:골관절염은 관절 전체의 병이지만, 가장 영향을 받는 조직 중 하나는 관절 연골이다.뼈를 덮고 있는 연골(관절 연골, 즉 히알린 연골의 일부)은 얇아지고, 결국 완전히 마모되어 관절 내에 "뼈와 뼈"가 생기고, 운동과 통증이 감소합니다.골관절염은 높은 스트레스에 노출된 관절에 영향을 미치기 때문에 진정한 질병이라기보다는 "마모"의 결과로 여겨진다.관절형성술로 처리됩니다. 관절은 스테인리스강 합금(코발트 크로몰리)과 초고분자 폴리에틸렌(UHMWPE)으로 종종 만들어진 합성 조인트로 대체됩니다.콘드로이틴 황산염 또는 글루코사민 황산염 보충제는 골관절염의 증상을 감소시킨다고 주장되어 왔지만, 이러한 [13]주장을 뒷받침하는 좋은 증거는 거의 없다.
  • 외상성 파열 또는 이탈:무릎 연골은 자주 손상되지만 무릎 연골 치환 치료를 통해 부분적인 치료가 가능하다.흔히 운동선수들이 무릎의 손상된 "카틸라지"에 대해 말할 때, 그들은 관절 연골이 아닌 손상된 메니스커스를 말한다.
  • 연골형성증:유아기와 소아기 동안 긴 뼈의 착생판에 있는 연골세포의 증식이 감소하여 왜소증을 유발한다.
  • 늑연골염:늑골 연골에 염증이 생겨 흉통을 일으킵니다.
  • 척추 디스크 헤르니아:추간 디스크의 비대칭적인 압박은 주머니 모양의 디스크를 파열시켜 부드러운 내용물의 헤르니아를 일으킨다.탈장은 종종 인접한 신경을 압박하여 요통을 일으킨다.
  • 재발성 다발성 연골염: 연골, 특히 코와 귀의 파괴, 아마도 자가면역화.후두가 경직되고 붕괴되면서 질식에 의해 사망한다.

양성 또는 악성 연골조직으로 이루어진 종양은 발생할 수 있다.그것들은 대개 뼈에 나타나지만, 기존의 연골에는 거의 나타나지 않는다.양성 종양은 연골종이라고 불리며 악성 연골육종이다.다른 조직으로부터 발생하는 종양은 또한 가장 잘 알려진 침샘의 다형성 선종인 연골과 같은 매트릭스를 생성할 수 있다.

연골의 기질은 림프구의 진입이나 면역글로불린의 확산을 막는 장벽 역할을 한다.이 성질은 조직 거부반응을 두려워하지 않고 한 개체에서 다른 개체로 연골을 이식할 수 있게 해준다.

이미징

연골은 정상적인 체내 조건에서는 X선을 흡수하지 않지만 염료를 활막으로 주입하여 X선을 염료에 흡수시킬 수 있습니다.뼈와 반월판 사이의 방사선 필름에 생긴 보이드는 연골을 나타냅니다.체외 X선 스캔의 경우 외부 연조직이 제거될 가능성이 높기 때문에 연골과 공기 경계는 X선의 [14]굴절에 의한 연골의 존재에 대비하기에 충분하다.

편광 하에서 헤마톡실린과 에오신으로 얼룩진 히알린 연골의 조직학적 이미지

기타 동물

연골어류

연골어류(콘드리히티예) 또는 상어, 가오리, 키마에라는 완전히 연골로 구성된 골격을 가지고 있다.

무척추동물연골

연골조직은 또한 투구게와 같은 절지동물, 해양 달팽이와 두족류 같은 연체동물, 그리고 사벨리드 다발동물과 같은 고리형 동물들 사이에서 발견될 수 있다.

절지동물

절지동물에서 가장 많이 연구된 연골은 리무스 용혈의 아가미 연골이다.그것은 다른 절지동물에 균질성이 없는 크고 구형이며 액포화된 연골세포로 인해 수포세포가 풍부한 연골이다.리무러스 폴리페무스에서 발견되는 다른 유형의 연골은 섬유 성분에서 전형적인 형태의 연골세포를 가진 섬유상 히알린 연골이며, 척추동물 히알린 연골보다 훨씬 섬유상이며, 무코다당류는 콘드로이틴 황산염 항체에 대해 면역 반응한다.다른 절지동물의 [15]내측연골과 상동조직이 있다.리무러스 폴리페무스의 배아는 아가미 연골과 내연골에서 ColA와 히알루론산을 발현하는데, 이는 섬유질 콜라겐을 기반으로 하는 연골임을 나타낸다.내측연골은 Hh를 발현하는 복측신경줄에 가깝게 형성되어 ColA와 Sox9 유사체인 SoxE를 발현합니다.이것은 또한 아가미 연골 [16]조직에서도 나타난다.

연체동물

두족류에서 연골 연구에 사용되는 모델은 Octopus gularis와 Sepia officialis이다.두족골 연골은 척추동물인 히알린 연골과 더 닮은 무척추동물 연골이다.그 성장은 세포들이 말초에서 중앙으로 이동하는 내내 일어나는 것으로 생각된다.연골세포는 조직 [15]내 위치와 관련된 다른 형태학을 나타낸다.세피아 오피셜리스의 배아는 두개골 연골과 연골 생성의 다른 영역에서 ColAa, ColAb, 히알루론산을 발현합니다.이것은 연골이 섬유질 콜라겐을 기반으로 한다는 것을 의미한다.세피아 오피셜리스 배아는 hh를 발현하며, 그 존재는 ColAa와 ColAb의 발현을 유발하고 또한 증식 세포를 분화하지 않고 유지할 수 있다.이 종은 발달하는 연골에서 척추동물 Sox5/6과 Sox9의 유사체인 SoxD와 SoxE의 발현을 나타내는 것이 관찰되었다.연골 성장 패턴은 척추동물의 [16]연골과 동일합니다.

복족류에서, 관심은 방사경을 지탱하는 연골 구조인 치조류에 있다.이 특정 조직에 관해 가장 많이 연구된 종은 Busycotypus canualiculatus이다.치아는 소량의 콜라겐을 포함한 여분의 세포 매트릭스로 둘러싸인 미오글로빈을 포함한 진공 세포로 구성된 소포 세포 풍부한 연골입니다.치조세포는 연골세포와 함께 초목을 [15]방목하는 림네아 및 다른 연체동물의 근육세포를 포함하고 있다.

사벨리드폴리케테스

사벨리드 다발충은 촉수를 지탱하는 세포와 매트릭스 분화를 가진 연골 조직을 가지고 있습니다.두 개의 뚜렷한 세포외 매트릭스 영역을 나타냅니다.이러한 영역은 콜라겐 함량이 높은 무세포 섬유상 영역으로, 연골상 매트릭스라고 불리며, 콜라겐은 골상 매트릭스라고 불리는 세포화된 핵심이 결여되어 있습니다.연골상 매트릭스는 골상 매트릭스를 둘러싸고 있습니다.무세포 섬유 영역의 양은 가변적이다.사벨리드 다모충의 연골 연구에 사용되는 모델 유기체는 Potamilla sp와 Myxicola infundibulum이다.[15]

식물과 곰팡이

혈관 식물, 특히 씨앗과 일부 버섯의 줄기는 [17]연골이 없지만 때때로 "카틸라긴스"라고 불립니다.

생체역학

레퍼런스

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추가 정보

외부 링크