Хрящ
Упругая ткань суставов и дисков, которая плохо восстанавливается.
Что такое хрящ
Хрящ — это упругая, гладкая и прочная соединительная ткань, которая встречается во многих местах тела: на концах костей в суставах, между позвонками, в ушах, носу, гортани и дыхательных путях. Хрящ мягче кости, но твёрже большинства других тканей. Он одновременно упругий (пружинит под нагрузкой) и достаточно прочный, чтобы держать форму.
Хрящ выполняет несколько задач: покрывает суставные поверхности костей, обеспечивая гладкое скольжение; работает как амортизатор, смягчая толчки; служит гибким каркасом там, где нужна одновременно форма и упругость (нос, уши, дыхательные пути); а у детей и подростков служит «зоной роста», из которой строится кость.
Из чего состоит хрящ
Хрящ, как и другие соединительные ткани, состоит из клеток и окружающего их межклеточного вещества (матрикса). Особенность хряща в том, что матрикса очень много, а клеток мало — именно матрикс придаёт ткани её свойства.
- Хондроциты (от греч. «хрящ» + «клетка») — единственные клетки хряща. Они лежат поодиночке или небольшими группами в маленьких полостях матрикса (лакунах) и производят все компоненты межклеточного вещества, а также поддерживают его в рабочем состоянии. Хондроцитов немного — основную массу хряща составляет матрикс.
- Коллагеновые волокна — белковые нити, которые придают хрящу прочность на разрыв и растяжение, образуя гибкий каркас (подобно арматуре).
- Основное вещество — гелеобразная масса, богатая особыми молекулами (протеогликанами), которые притягивают и удерживают огромное количество воды. Именно вода (до 80% массы хряща) делает его упругим: под нагрузкой вода перераспределяется, а хрящ пружинит, как наполненная водой подушка.
Главная особенность: хрящ живёт без сосудов
У хряща есть уникальная и очень важная черта: в нём нет кровеносных сосудов, нет нервов и нет лимфатических сосудов. Почти все остальные ткани тела пронизаны капиллярами, которые приносят клеткам кислород и питание. Хрящ — исключение.
Как же питаются его клетки? Питательные вещества и кислород поступают в хрящ путём диффузии (медленного просачивания) из окружающих тканей и — в суставах — из синовиальной жидкости (суставной смазки). Движение сустава помогает этому: при нагрузке хрящ сжимается и выдавливает «отработанную» жидкость, при разгрузке — впитывает свежую, с кислородом и питательными веществами. Хрящ буквально «дышит» через движение.
У этой особенности есть серьёзное следствие: хрящ очень плохо и медленно восстанавливается. Без сосудов к месту повреждения не могут быстро прийти клетки-строители и питательные вещества, как это происходит в кости. Поэтому повреждения хряща (например, в суставах) заживают с трудом или не заживают вовсе, а его износ обычно необратим. Отсутствие нервов объясняет и другое: сам хрящ не болит — боль в суставе появляется, когда повреждение доходит до кости, капсулы или связок под хрящом.
Три вида хряща
В теле есть три разновидности хряща, различающиеся составом матрикса и, соответственно, свойствами и расположением.
Гиалиновый хрящ (от греч. hyalos — «стекло», из-за полупрозрачного вида) — самый распространённый. Гладкий и упругий. Покрывает суставные поверхности костей (тогда его называют суставным хрящом), образует рёберные хрящи, кольца трахеи и бронхов, хрящи носа. Именно из гиалинового хряща в основном состоит скелет зародыша.
Эластический хрящ — содержит много волокон белка эластина, поэтому особенно гибкий и хорошо возвращает форму после сгибания. Из него состоят ушная раковина (наружное ухо), надгортанник (клапан, закрывающий вход в дыхательные пути при глотании) и часть гортани. Там, где нужна гибкость с «памятью формы», — эластический хрящ.
Волокнистый хрящ (фиброзный) — самый прочный, содержит толстые пучки коллагена. Выдерживает большие нагрузки на сжатие и растяжение. Из него состоят межпозвоночные диски, мениски колена и лобковый симфиз. Это «рабочая лошадка» там, где нагрузка особенно велика.
Разница — в матриксе: у гиалинового преобладает основное вещество (гладкость), у эластического — волокна эластина (гибкость), у волокнистого — толстый коллаген (прочность). Форма ткани всегда подчинена задаче: скольжение, гибкость или прочность.
Надхрящница
Большинство хрящей (кроме суставного) снаружи покрыты тонкой оболочкой — надхрящницей (перихондрием, от греч. «вокруг хряща»). В ней, в отличие от самого хряща, есть кровеносные сосуды — они питают хрящ снаружи путём диффузии. Внутренний слой надхрящницы содержит клетки, из которых образуются новые хондроциты, поэтому надхрящница обеспечивает рост хряща в толщину и его частичное восстановление.
Важное исключение — суставной хрящ: у него надхрящницы нет. Он питается только за счёт синовиальной жидкости, и именно поэтому суставной хрящ восстанавливается хуже всех остальных видов хряща. Это одна из причин, почему повреждения суставов так серьёзны.
Где в теле находится хрящ
Хрящ распределён по всему телу — везде, где нужна гладкость, гибкость или амортизация:
- Суставы — суставной (гиалиновый) хрящ покрывает концы костей, обеспечивая скольжение и амортизацию.
- Позвоночник — межпозвоночные диски (волокнистый хрящ) смягчают нагрузку между позвонками. Подробнее — в статье Позвоночник.
- Грудная клетка — рёберные хрящи (гиалиновые) соединяют рёбра с грудиной, делая грудную клетку подвижной при дыхании.
- Дыхательные пути — кольца хряща в трахее и бронхах не дают им спадаться, удерживая просвет открытым для воздуха.
- Нос и уши — гибкий каркас наружного носа (гиалиновый) и ушной раковины (эластический).
- Гортань — хрящи гортани, включая надгортанник, формируют голосовой аппарат и защищают дыхательные пути.
- Колено — мениски (волокнистый хрящ) — амортизирующие прокладки внутри коленного сустава.
Хрящ и рост костей
У детей и подростков хрящ играет особую роль — он служит «строительной площадкой» для роста костей. В длинных костях есть зоны роста (эпифизарные пластинки) — слои гиалинового хряща вблизи концов кости. Хрящ в них постоянно делится и нарастает, а со стороны кости замещается костной тканью — так кость удлиняется.
Пока зоны роста состоят из хряща, кость может расти. Когда рост завершается (обычно к 18–25 годам), хрящ в зонах роста полностью замещается костью — пластинки «закрываются», и рост в длину прекращается. Подробнее о росте костей — в статье Кости.
Что происходит при нарушениях
Из-за плохого кровоснабжения и медленного восстановления хрящ — одна из самых уязвимых тканей опорно-двигательной системы.
Артроз (остеоартрит) — постепенное разрушение суставного хряща. Хрящ истончается, теряет гладкость, трескается, местами исчезает полностью, обнажая кость. Движения становятся болезненными, появляется хруст, подвижность снижается. Поскольку хрящ почти не восстанавливается, процесс обычно необратим. Чаще всего страдают нагруженные суставы — колени, бёдра, позвоночник. Подробнее — в статье Суставы.
Хрящ можно повредить при травме — например, разорвать мениск в колене при резком движении или скручивании. Такие повреждения плохо заживают именно из-за отсутствия сосудов. Иногда кусочек хряща откалывается и свободно перемещается в суставе, вызывая боль и блокировку движения.
Хрящ может воспаляться — например, хондрит (воспаление хряща) или воспаление рёберных хрящей (костохондрит), которое даёт боль в груди, иногда пугающе похожую на сердечную, но связанную с грудной стенкой, а не с сердцем.
Поскольку кости растут из хряща, наследственные нарушения хрящевой ткани сказываются на росте скелета. Пример — ахондроплазия (от греч. «отсутствие образования хряща») — генетическое нарушение роста хряща в зонах роста, наиболее частая причина низкорослости с укорочением конечностей.
Боль в суставах, хруст, ограничение подвижности или боль в грудной стенке могут иметь разные причины. Состояние хряща оценивают с помощью осмотра, МРТ (магнитно-резонансной томографии — метода, хорошо показывающего мягкие ткани) или артроскопии (осмотра сустава изнутри через прокол). Эта статья объясняет строение и роль хряща, но не заменяет консультацию врача.
Связи с другими системами
- Суставы: суставной хрящ — ключевой элемент подвижного сустава, обеспечивающий гладкое скольжение и амортизацию. Подробнее — в статье Суставы.
- Кости и скелет: хрящ — «предшественник» кости в развитии и «зона роста» в детстве, а также покрытие суставных концов. Подробнее — в статьях Кости и Скелет.
- Позвоночник: межпозвоночные диски — это волокнистый хрящ, смягчающий нагрузку между позвонками. Подробнее — в статье Позвоночник.
- Дыхательная система: хрящевые кольца трахеи и бронхов удерживают дыхательные пути открытыми, а хрящи гортани участвуют в дыхании и голосе. Подробнее — в разделе Дыхательная система.
- Связки и сухожилия: хрящ, связки и сухожилия — все относятся к плотной соединительной ткани и вместе обеспечивают прочность и подвижность суставов. Подробнее — в статье Связки и сухожилия.
- Ткани: хрящ — один из видов соединительной ткани, одной из четырёх основных тканей тела. Подробнее — в разделе Ткани.
Итак, хрящ — это упругая соединительная ткань, которая делает скелет гладким, гибким и амортизирующим. Он покрывает суставы, смягчает нагрузку между позвонками, держит форму носа, ушей и дыхательных путей, а в детстве служит зоной роста костей. Главная его особенность — отсутствие сосудов: хрящ питается через диффузию и потому восстанавливается крайне медленно. Именно поэтому беречь хрящ важно смолоду: движение питает его, а чрезмерные и неправильные нагрузки изнашивают то, что почти невозможно восстановить.