Avasculair
Bradytrofisch
Immunologisch
geprivilegieerd
Elke cel omgeven door
matrix
Cel-cel interactie
door biofische modulatie
Matrix en
ionbewegingen afhankelijk van mechanical loading
Chondrocyt is
autonoom voor weefselherstel en reactie op infectie
1.
Oppervlakkige
zone fungeert als “basaalmembraan” 1-3 lagen platte cellen produceren specifiek
proteoglycaan en heeft de eigenschappen van een macrofaag. Reageert op IL-1
10% weefselaandeel.
2.
Midden en
diepe zone bestaan uit cellen die sferisch van contour zijn en omgeven door een
halo waarin matrixproducten. 80 % weefselaandeel.
Enkele cellen samen vormen een Chondron in deze laag.
3.
Tijdsmarkering
is een celvrije laag van 10 micrometer tussen verkalkte en niet-verkalkte
matrix welke omhoog migreert met de leeftijd.
4.
Verkalkte zone
vormt de overgang met botweefsel. NB geen uitwisseling!
Moleculaire structuur
Water, filamenten,
hydrofiele bestanddelen en ionen zijn verantwoordelijk voor de biomechanische
eigenschappen van de matrix van kraakbeen.
Filamenten (fibre)
zijn Collagenen die water binden in verhouding 1 gram op 0,8 gram. Hydrofiele
componenten zijn proteoglycanen, Hyaluronzuur en glycoproteïnen. Deze houden water
vat in een verhouding van 1 gram op 8 gram!
Mechanische belasting
zorgt voor uitwisseling van water en nutriënten of afvalproducten vocht en
stoffen uit de matrix te persen ofwel erin te zuigen.
Dit heet ook wel
lubricatie.
90% van de droge
massa van collageen bestaat uit collageen type II proteoglycanen (Aggrecan) en
Polysacharide (Hyaluron).
Collageen:
90% type II, eromheen
type IX en voorts type VI en X die een netwerk vormen. X komt met name in fetal
growth plate cartilage voor en type VI in gebieden met hoge belastingsstress.
Type X heeft een relatie met Arthrose.
Proteoglycanen:
Aggrecan is de
belangrijkste welke twee extended en 3 globulaire domeinen kent. Aan de
extended domeinen zitten koolhydraten die voor de hydratie zorgen.
Andere zijn decorine, lumican (glycoproteïne) fibromoduline
en biglycan.
Superficial zone proteïn:
(SZP) is belangrijk bij de gewrichtssmering en kom voor in de buitenste laag. Het toont overeenkomsten met een mucoproteïne uit het Maagdarmkanaal (keratansulfaat toegevoegd)
Hyaluron:
Is een eiwitvrij polysacharide welke bindt aan proteoglycanen via verbindingseiwit aan G1 domein op Aggrecan en vormt op die wijze grote aggregaten die niet uit het gewricht kunnen. Het vertoont rheodynamisch gedrag wat wil zeggen dat het zonder druk driedimensionaal is en als schokbreker functioneert en onder druk vervormt tot filamenten die glad zijn.
1.
COMP: 5 monomeren
in spinvormige configuratie bindt aan de cel en aan andere eiwitten.
2.
Fibronectine
in grote hoeveelheden duidt op pathologie.
3.
Chondrocalcine
is specifiek voor kraakbeen (collageen type II associatie) Chondronectine idem.
4.
Laminine zit
normaal in een basaalcelmembraan.
5.
Lubricine
onduidelijke functie.
6.
Tenascine speelt
een rol in crosslinking matrix, veel is pathologie.
7.
Chondroadhaerine
bevordert adhaesie tussen chondrocyten.
CMP Cartilage Matrix
Proteïn
CMPG bindt de chondrocyt
aan extracellulaire matrix en is actief in ion transport.
Matrix
metalloproteinase actief in turnover van matrix, veel bij arthrose
Collagenase klieft
collageen.
Stromelysine klieft
polypeptideketens.
TIMP: Tissue induced
MP inhibitie, TIMP 1,2 en 3 voorkomen angiogenese in kraakbeen want die loopt
via MP’s.
Extracellulair Na+ en
K+ zijn ionen voor proteoglycan anionen. Ca++ is wisselend verdeeld in de
matrix.
Statische belasting
geeft degradatie van kraakbeen.
Dynamische belasting
geeft synthese van matrix.
De chondrocyt:
Embryogenese: zonal proliferation in presumptuous cartilage and bone
tissue
Specifiek in deze
periode is Collageen X
Bij beschadiging
produceren chondrocyten grote hoeveelheden instabiele matrix wat uiteindelijk
fibroblastoid weefsel wordt.
Laag!!
Crabtree effect is
als glucose de zuurstof consumptie onderdrukt. In kraakbeen zie je dit met name
in de bovenste lagen waar veel glucose is. In de diepe lagen is weinig zodat
daar meer zuurstof wordt verbruikt. Biabetes mellitus verstoort dit.
Celwanden van
chondrocyten hebben geen contact, de membraaneiwitten wel.
Vetweefsel in
kraakbeen fungeert als een specifieke lubricant en is meestal dipalmityl
Fosfoidyl Choline.
Na K kanalen
transporteren Ca voor K.
Eiwit voor cel
contact ( nvt) en celmatrix interactie.
Signaaltransductie
via fosforylering intracellulair.
Bij metabool actieve
cellen is een verhoogde integrineproductie waargenomen.
Hyaluronreceptoren
Belangrijke
bestanddelen in celmatrix constructie en metabolisme van de matrix.
Proteoglycanen gebonden aan filamenten van hyaluronzuur binden aan receptoren
van de celwand. Relatie met CD 44
FGF, IGF, PTH, FGF-ß,
GP1.
Een rol in groei,
dedifferentiatie naar fibroblast, transitie naar calcificatie, anabool.
Steroïd receptor Vit.
D differentiatie van kraakbeen in de groeischijf en transitie naar
calcificatie.
Thyroxine stimuleert
de matrixproteïne synthese.
Catabole mediatoren
IL1 relatie met
arthrose.
Histamine ook
aangetoond.
Prostaglandinen uit
chondrocyt oiv IL1 vertienvoudigt.
Immunoglobuline
receptor op chondrocyt brengt een immuunreactie teweeg via 1a antigeen op
immuuncompetente cellen.
Chondrocyten zijn in
staat om te fagocyteren en hebben het vermogen om een burst van vrije
zuurstofradicalen aan de oppervlakkige laag los te laten. Dit is de autonome
reactie van kraakbeencellen tegen bacteriën en virussen.
Mitochondrieën
controleren Ca metabolismeafhankelijk Van zuurstof druk. Link met arthrose.
Golgi en matrix protéine synthese.
Productie van de voor
kraakbeen specifieke keratansulfaat sidechains. Proteoglycan synthese is een
maat voor anabole of catabole status.
Heat stroke proteïnes
beschermen tegen acute celstress.( bv bij RA te detecteren).
Reparatie na trauma
vindt allen plaats bij diepe laesies tot aan het subchondrale bot en dan vormt
zich weefsel dat niet uitgerust is voor repetitieve belasting.
Arthrose die klinisch mild is is al irreversibel histologisch. In
vitro is wel repair aangetoond. Deze kan geactiveerd worden door schade,
bacteriën, virus, gewrichtsirritatie en auto-immuun processen.
Bij infectie eerst
ontsteking, dan repair. IL1 speelt een rol bij degradatie.
Bij chronische arthrose vindt een irreversibel verlies van aggrecan, grote
proteoglycanen op. Het kraakbeen wordt zacht, zwelt, en houdt op met de
productie van type II om allen nog type I, III en X te maken. Voorts vindt
apoptose plaats en vormt zich bot.