Spier-skeletstelsel – kraakbeen

Kraakbeen
Kraakbeen is een doorzichtig bindweefsel, bevat geen bloedvaten en bijna geen stofwisseling. Het kraakbeenweefsel kan door de elastische en veerkrachtige samenhang van de extracellulaire matrix (tussencelstof met vezels en weefselvloeistof) weerstand bieden tegen druk zonder blijvende veranderingen te ondergaan. De cellen (chondrocyten) zijn doorgaans rond van vorm, hebben een grote, ronde kern en liggen ingesloten in holten in de extracellulaire matrix. Kraakbeenweefsel wordt gekenmerkt door een stevige rubberachtige vaste extracellulaire matrix, die nog plooibaar/snijdbaar is en collageenvezels, hyaluronzuur, elastine en chondroïtinesulfaat bevat.

Functie kraakbeen
Kraakbeenweefsel geeft steun aan weke delen in het lichaam, verbindt botten, is een glijvlak voor gewrichten, reageert bij druk en buigen elastisch en vervult een essentiële rol bij de groei van de pijpbeenderen. Kraakbeen is niet zo sterk als bot. De belangrijkste functie van het kraakbeen is om wrijving verminderen tussen bewegende gewrichten. Kraakbeen komt vooral voor aan de uiteinden van de botten. Daar vormt het dunne gewrichtskussentjes tussen de botten. Zo kunnen de botten gemakkelijk over elkaar schuiven. Dit vermindert de wrijving en zorgt dat omliggend weefsel niet beschadigd raakt. Kraakbeen zit in organen, die stevig moeten zijn en bestand tegen veranderingen in vorm of druk, zoals de oorschelp en gewrichten.

Perichondrium
Kraakbeen is omgeven door een bindweefselvlies: het perichondrium. Het perichondrium is een kapsel van dicht bindweefsel, dat het kraakbeen bijna overal omsluit. De uitzondering zijn de gewrichtsvlakken van de gewrichten. De cellen worden gevoed vanuit het kraakbeenvlies (perichondrium), dat wel voorzien is van bloedvaten, of vanuit de synoviale vloeistof (gewrichtssmeer). Voedsel en afvalstoffen kunnen via diffusie door de extracellulaire matrix van het kraakbeen migreren.
Het perichondrium gaat naar buiten over in losmatig bindweefsel en vertoont naar binnen een geleidelijke overgang naar het kraakbeenweefsel. In het perichondrium liggen bloedvaten van waaruit het kraakbeenweefsel wordt gevoed. De weefselvloeistof van de extracellulaire kraakbeenmatrix (tussencelstof) is hierbij het transportmiddel.
Kraakbeenweefsel bevat geen lymfevaten of zenuwen en heeft een trage stofwisseling. Het perichondrium is essentieel voor de groei en instandhouding van het kraakbeen en bevat veel collagene vezels en cellen, die op fibroblasten lijken. De cellen kunnen differentiëren tot chondroblasten en chondrocyten. Het is vanuit het perichondrium dat, bij de groei van het kraakbeen, nieuwe kraakbeencellen (chondroblasten) worden afgezet tegen het bestaande kraakbeen.

Kraakbeencellen
Kraakbeen bestaat uit kraakbeencellen (chondroblasten en chondrocyten), die vooral in groepen in holten van de rubberachtige extracellulaire matrix liggen. De extracellulaire matrix (tussencelstof) is opgebouwd uit water, chondrine (kraakbeenlijm) en vezelbundels met collageen, eiwit en elastine.
Chondroblasten zijn kraakbeencellen, die zeer actief de extracellulaire matrix aanmaken en de matrixcomponenten vlak rondom zichzelf afzetten. In kraakbeen zijn chondroblasten terug vinden aan het begin van een kraakbeenstuk. Op deze plaats dragen de cellen bij aan de diktegroei van het bot, omdat ze veel extracellulaire matrix aanmaken. Wanneer de chondroblasten volledig ingesloten zijn in de extracellulaire matrix worden ze chondrocyten genoemd. De chondrocyten delen zich, want de gevormde nieuwe cellen kunnen zich niet door de extracellulaire matrix heen verplaatsen.

Typen kraakbeen
Chrondrocyten maken in de extracellulaire matrix collageen, proteoglycanen, hyaluronan, enzymen (voor opruimen beschadigde vezels) en elastinevezels aan. Op basis van de verhouding tussen de extracellulaire matrix (tussencelstof) en de hoeveelheid vezels in de kraakbeencellen zijn er drie typen kraakbeen: hyalien kraakbeen, elastisch kraakbeen en vezelig kraakbeen.
• Hyalien kraakbeen
Hyalien kraakbeen is het meest voorkomende type van kraakbeen en biedt zowel stevigheid als flexibiliteit in de groeischijf van lange pijpbeenderen, in gewrichtskraakbeen, in de ringen van de luchtpijp en in de andere luchtwegen, op de uiteinden van de ribben en in het strottenhoofd. Het vormt ook het skelet tijdens de embryonale ontwikkeling. De extracellulaire matrix bestaat voornamelijk uit collageen en heeft een hoog gehalte aan water.
Het hyaliene kraakbeen heeft meerdere functies, zoals:
– zorgen voor een oppervlakte zonder wrijving.
– vervormen bij gebruik zonder beschadigingen.
– druk en piekbelastingen doorgeleiden naar het onderliggende bot.
– verzorgen van de voeding voor de kraakbeencellen.
Hyalien kraakbeen is een gladde laag en dat zorgt ervoor, dat er geen wrijving op het bot ontstaat. De kraakbeencellen leggen een netwerk van collageen vezels aan. Deze vezels zijn spiraalvormig in elkaar gewonden en hebben in de verschillende lagen in het kraakbeen een andere richting en onderlinge verbinding. Hierdoor ontstaat een sterke matrixstructuur. In deze matrix zitten grote moleculen gevangen, die we proteoglycanen noemen. Deze proteoglycanen hebben als eigenschap, dat zij watermoleculen willen binden, waardoor ze opzwellen. Maar omdat ze in de extracellulaire kraakbeenmatrix vast zitten, maakt dit het kraakbeen stijver, elastischer, gladder en sterker. De proteoglycanen zijn opgebouwd uit glycosaminoglycanen, waaronder chondroïtinesulfaat, keratansulfaat en hyaluronzuur. Deze laatste substantie speelt ook een rol bij de smering van het kraakbeen.
• Elastisch kraakbeen
Elastisch kraakbeen lijkt veel op hyalien kraakbeen. Elastisch kraakbeen zit in bijvoorbeeld in de oorschelp, in het strottenklepje (epiglottis), in de punt van de neus en in het strottenhoofd. De extracellulaire matrix bevat naast collageen ook veel elastine vezels, die het elastisch kraakbeen zijn grote buigzaamheid en elasticiteit geven.
• Vezelig of fibreus kraakbeen
Vezelig kraakbeen zit bijvoorbeeld in de tussenwervelschijven, de meniscus, de verbindingen van botten met pezen en in de verbinding tussen beide schaambeenderen. Vezelig kraakbeen kan druk- en trekkrachten goed weerstaan en is voornamelijk opgebouwd uit een dicht netwerk van dicht op elkaar gedrukte collageen vezels en heeft een hoge trekvastheid.

Groei kraakbeen
De groei van kraakbeen vindt op twee manieren plaats. Bij de ene wijze van groei vermenigvuldigen de al bestaande chondroblasten en chondrocyten zich door celdeling. Bij de andere wijze van groei groeien perichondriumcellen (gelegen aan het oppervlak van het kraakbeen) uit tot kraakbeencellen.

Hieronder v.l.n.r. hyalien kraakbeen, elastisch kraakbeen en fibreus of vezelig kraakbeen.