Chrząstka stawowa – jej funkcje i schorzenia

Poznanie budowy oraz fizjologii chrząstki pozwala zrozumieć jej funkcję oraz mechanizm odpowiedzialny za jej niszczenie w przebiegu urazów, chorób zwyrodnieniowych oraz chorób autoimmunologicznych.

Staw (łac. articulatio) to rodzaj ruchomego połączenia pomiędzy kośćmi. Na odpowiednie funkcjonowanie stawu składa się szereg sumujących się czynników, tj.: prawidłowa oś mechaniczna kończyny, stabilność stawu (nieuszkodzone więzadła i torebka stawowa), znikome tarcie – tribologia, prawidłowy skład płynu stawowego, jakość odżywiania chrząstki stawowej, zdrowa maziówka oraz produkcja prawidłowego płynu maziowego.

Pomimo różnic w budowie różnych stawów najważniejszą ich częścią jest chrząstka stawowa (cartilago articularis), jej rolą zaś jest przejmowanie obciążeń biomechanicznych, absorbowanie wstrząsów oraz ułatwienie ruchu ślizgowego stawu.

Morfologia i funkcja chrząstki stawowej

Chrząstka stawowa pokrywa powierzchnie stawowe, pozwalając na sprawne, elastyczne działanie stawu. Grubość chrząstki waha się od 2 mm do 4 mm (czasem nawet 6 mm) – w zależności od stawu (np. panewka stawu biodrowego ma grubszą warstwę chrząstki stawowej od chrząstki znajdującej się na głowie kości udowej ze względu na siłę nacisku, jakiemu jest poddawana). Chrząstka stawowa (inaczej szklista) jest wysoce zorganizowaną i wyspecjalizowaną tkanką łączną. Składa się ona z komórek (zwanych chondrocytami) zawieszonych w macierzy (istocie międzykomórkowej). Macierz i wchodzące w nią składniki są najistotniejszym elementem chrząstki i decydują o fizykochemicznych i mechanicznych właściwościach chrząstki. W skład macierzy wchodzą:

• włókna kolagenowe (najwięcej typu II, ale również typu IX, X, XI, XII, XIV);
• kwas hialuronowy;
• proteoglikany (PGAG);
• woda (60-80% masy macierzy).

Włókna kolagenowe tworzą gęstą, trójwymiarową sieć, pomiędzy którą wplatają się długie nici kwasu hialuronowego. Do tych nici „przyczepione” są agrekany, czyli swoiste proteoglikany tkanki chrzęstnej. Zbudowane są one z rdzenia białkowego i bocznych łańcuchów glikozaminoglikanowych (GAG): siarczanu chondroityny (A i C) i siarczanu keratanu. Proteoglikany mogą stanowić do 40% składu suchej masy chrząstki.

Siarczan chondroityny oraz siarczan keratanu mają ujemne ładunki elektryczne (SO₄^2-), przez co łańcuchy PGAG odpychają się od siebie, a jednocześnie mają właściwości przyciągające dla elektrododatnich dipolów wody (H⁺) krążącej w macierzy. Dzięki tej właśnie cesze uwarunkowana jest sprężystość tkanki chrzęstnej – woda pomiędzy agrekanami w chwili działania na staw nacisku zostaje wypchnięta, by po chwili (na czas spoczynku) znów powrócić. Jest to tzw. mechanizm gąbki.

Poza agrekanami w chrząstce występują również niewielkie ilości małych proteoglikanów nie mających trwałych zdolności do łączenia się z kwasem hialuronowym (biglikany, dekoryna, fibromodulina, proteoglikan-100) oraz białka strukturalne (chondronektyna, fibronektyna) i funkcjonalne (enzymy i ich inhibitory oraz cytokiny).

Komórki chrząstki szklistej zwane są chondrocytami. Mają one kulisty lub heksagonalny kształt w centralnej części chrząstki, zaś bardziej spłaszczony na jej obrzeżach. Mają one zdolność do produkcji kolagenu, swoistych proteoglikanów, proteaz oraz cytokin (IL-1, IL-6, TNFα). Zarówno proces syntezy, jak i degradacji macierzy regulowany jest przez wytwarzane przez nie cytokiny. Chondrocyty stanowią 1% objętości chrząstki.

Cechą charakterystyczną tkanki chrzęstnej jest brak unerwienia oraz ukrwienia (ze względu na gęsto utkaną sieć macierzy do tkanki nie wnikają naczynia krwionośne, limfatyczne oraz nerwy). Odżywianie chrząstki zachodzi na drodze dyfuzji z mazi stawowej.

Maź stawowa (łac. synovia) to mieszanina składników osocza krwi przenikających do jamy stawowej przez ściany naczyń krwionośnych błony maziowej oraz substancji wytwarzanych wewnątrz stawu: kwasu hialuronowego i lubrycyny. Zatem najistotniejszą rolę w prawidłowym odżywianiu chrząstki stawowej odgrywa bogato unaczyniona błona maziowa (będąca wewnętrzną częścią torebki stawowej), bo to ona bierze udział w produkcji i resorpcji płynu stawowego. Powierzchnia błony maziowej tworzy fałdy i kosmki wnikające w głąb jamy stawowej zwiększające jej powierzchnię.

Wyściółkę błony maziowej od strony szpary stawowej stanowią charakterystyczne dla tej struktury synowiocyty. Rozróżniamy dwa typy tych komórek:

• Synowiocyty typu A są makrofagami tkankowymi i wytwarzają liczne enzymy. Ich rola polega na absorpcji i degradacji resztek z jamy stawowej (tzw. kruszywa komórkowego). W stanach patologicznych mogą być zaangażowane w niszczenie chrząstki stawowej i kolagenu.
• Synowiocyty typu B produkują składniki macierzy międzykomórkowej (tj. m.in.: kolagen, kwas hialuronowy, lubrycynę).