Sleutelvragen kraakbeenfysiologie:
1) Proteoglycanen, glycosaminoglycanen, collageen, chondroblasten, chondrocyten,
etc.: Hoe zijn de samenstellende elementen van het kraakbeen onderling met
elkaar verbonden opdat ze 1 geheel (kraakbeen) kunnen vormen? Zijn die
verschillende onderdelen ook functioneel met elkaar in relatie? Met andere
woorden: is het ene element noodzakelijk voor het andere en/of visa versa?
Het kraakbeen bestaat uit 5 samenstellende elementen: collageen + matrix + water + cellen
+ cytokines.
Chondroïtinesulfaat en keratansulfaat zijn glycosaminoglycanen en worden op een centrale
eiwitketen geplaatste waardoor een flessenborstelige structuur en dus een proteoglycaan
subeenheid ontstaat. Deze worden op hun beurt geplaatst op een centrale
hyaluronzuurketen om de matrix structuur te geven. Verbindingsproteïnen, geproduceerd
door het endoplasmatisch reticulum van de kraakbeencellen, zorgen ervoor dat deze 2
componenten verbonden blijven met elkaar.
De collageenvezels (type I en/of II) zijn boogvormig en vangen biomechanische krachten op.
De collageenfibrillen worden met elkaar verbonden door proteoglycaan aggregaten die op
een centrale hyaluronzuurketen staan. Hierdoor wordt de stabiliteit van de collageenfibrillen
verhoogt. De matrix zorgt dus voor een geweven structuur dat het hyalien kraakbeen
structuur en samenhang geeft.
Keratansulfaten en chondroïtinesulfaten hebben negatieve ladingen waardoor zij aan de
positieve ladingen van water kunnen binden (indien water gedissocieerd is in H + en H3O+). Er
is dus een sterke aantrekkingskracht vanuit het kraakbeen naar de gewrichtsholten waar het
synoviaal vocht aanwezig is zodat het synoviaal vocht in het kraakbeen gezogen word.
De kraakbeencellen (chondroblasten, chondrocyten) voorzien zich op deze manier van
voeding, aangezien het kraakbeen niet geïnnerveerd is.
Deze cellen liggen tussen de collageenvezels en synthetiseren collageen en
matrixcomponenten.
Cytokines vormen de communicatie tussen cellen onderling en tussen cellen van het
kraakbeenweefsel en cellen van het afweersysteem (in 2 richtingen).
,Het synoviaal membraan ook wel gewrichtskapsel bevind zich rond het gewricht en zorgt
ervoor dat het gewricht hermetisch afgesloten is (met eigen druk, verschillend van drukt
buiten gewricht). Deze membraan produceert het synoviale vloeistof dat wordt
aangetrokken door de negatieve ladingen van de glycosaminoglycanen. Deze vloeistof zorgt
er ook voor dat de twee gewrichtspartners niet met elkaar in contact komen.
→→→ Zoals hierboven aangegeven zijn de deze elementen dus noodzakelijk voor elkaar. De
kraakbeen cellen produceren matrixcomponenten. Om dit te realiseren hebben de cellen
voeding nodig die ze dankzij de glycosaminoglycanen krijgen. De glycosaminoglycanen
trekken immers de synoviale vloeistof aan door hun negatieve ladingen. De matrix zelf
beschermt het collageen door het samenspel tussen de matrix en het collageen.
, 2) Hoe kan beweging of gebrek aan beweging een positieve/negatieve invloed
uitoefenen op de fysiologie van synoviaal gewrichtskraakbeen? Zijn deze invloeden
afhankelijk van het type beweging?
Keratansulfaten en chondroïtinesulfaten zijn glycosaminoglycanen. Door geplaatst te
worden op een centrale eiwitketen ontstaat er een flessenborstelige structuur en
proteoglycaan subeenheden. De negatieve ladingen kunnen aan de positieve ladingen van
water binden (indien water gedissocieerd is in H+ en H3O+). Er is dus een sterke
aantrekkingskracht vanuit het kraakbeen naar de gewrichtsholten waar het synoviaal vocht
aanwezig is. Op deze manier wordt het synoviaal vocht in het kraakbeen gezogen.
Indien er belasting is wordt het water weggeperst uit het kraakbeen. Hierdoor
worden de negatieve ladingen terug vrijgesteld waardoor ze terug een grote
aantrekkingskracht op de watercomponent van synoviaal vocht kunnen uitoefenen.
Bij het wegpersen van het water, worden er ook afvalproducten verwijdert. Het
kraakbeen trekt in de herstelfase (fase na belasting) veel voedsel aan, waardoor de
kraakbeen cellen terug matrixcomponenten kunnen aanmaken. De bewegingsprikkel
is dus van cruciaal belang voor het hyalien gewrichtskraakbeen. Aangezien dit zorgt
voor de vitaliteit, goede kwaliteit, van het kraakbeen.
Echter is het wel belangrijk dat er aan dynamische belasting gedaan wordt en niet
aan statische. Statische compressie zorgt er namelijk voor dat de spons die het
kraakbeen eigenlijk is, de hele tijd wordt uitgewrongen. Er wordt dus niet toegelaten
dat de spons terug water kan opnemen. Dit resulteert in een mindere productie van
matrixcomponenten door de kraakbeencellen wat op zijn beurt zorgt voor een
reductie in mechanische eigenschappen van het kraakbeen. Het soort type beweging
is dus van belang. Dynamische compressie zorgt voor gunstigere werking van
kraakbeencellen waardoor de kwaliteit van het kraakbeen stijgt. Terwijl statische
compressie zorgt voor pahtologische omstandigheden.
1) Proteoglycanen, glycosaminoglycanen, collageen, chondroblasten, chondrocyten,
etc.: Hoe zijn de samenstellende elementen van het kraakbeen onderling met
elkaar verbonden opdat ze 1 geheel (kraakbeen) kunnen vormen? Zijn die
verschillende onderdelen ook functioneel met elkaar in relatie? Met andere
woorden: is het ene element noodzakelijk voor het andere en/of visa versa?
Het kraakbeen bestaat uit 5 samenstellende elementen: collageen + matrix + water + cellen
+ cytokines.
Chondroïtinesulfaat en keratansulfaat zijn glycosaminoglycanen en worden op een centrale
eiwitketen geplaatste waardoor een flessenborstelige structuur en dus een proteoglycaan
subeenheid ontstaat. Deze worden op hun beurt geplaatst op een centrale
hyaluronzuurketen om de matrix structuur te geven. Verbindingsproteïnen, geproduceerd
door het endoplasmatisch reticulum van de kraakbeencellen, zorgen ervoor dat deze 2
componenten verbonden blijven met elkaar.
De collageenvezels (type I en/of II) zijn boogvormig en vangen biomechanische krachten op.
De collageenfibrillen worden met elkaar verbonden door proteoglycaan aggregaten die op
een centrale hyaluronzuurketen staan. Hierdoor wordt de stabiliteit van de collageenfibrillen
verhoogt. De matrix zorgt dus voor een geweven structuur dat het hyalien kraakbeen
structuur en samenhang geeft.
Keratansulfaten en chondroïtinesulfaten hebben negatieve ladingen waardoor zij aan de
positieve ladingen van water kunnen binden (indien water gedissocieerd is in H + en H3O+). Er
is dus een sterke aantrekkingskracht vanuit het kraakbeen naar de gewrichtsholten waar het
synoviaal vocht aanwezig is zodat het synoviaal vocht in het kraakbeen gezogen word.
De kraakbeencellen (chondroblasten, chondrocyten) voorzien zich op deze manier van
voeding, aangezien het kraakbeen niet geïnnerveerd is.
Deze cellen liggen tussen de collageenvezels en synthetiseren collageen en
matrixcomponenten.
Cytokines vormen de communicatie tussen cellen onderling en tussen cellen van het
kraakbeenweefsel en cellen van het afweersysteem (in 2 richtingen).
,Het synoviaal membraan ook wel gewrichtskapsel bevind zich rond het gewricht en zorgt
ervoor dat het gewricht hermetisch afgesloten is (met eigen druk, verschillend van drukt
buiten gewricht). Deze membraan produceert het synoviale vloeistof dat wordt
aangetrokken door de negatieve ladingen van de glycosaminoglycanen. Deze vloeistof zorgt
er ook voor dat de twee gewrichtspartners niet met elkaar in contact komen.
→→→ Zoals hierboven aangegeven zijn de deze elementen dus noodzakelijk voor elkaar. De
kraakbeen cellen produceren matrixcomponenten. Om dit te realiseren hebben de cellen
voeding nodig die ze dankzij de glycosaminoglycanen krijgen. De glycosaminoglycanen
trekken immers de synoviale vloeistof aan door hun negatieve ladingen. De matrix zelf
beschermt het collageen door het samenspel tussen de matrix en het collageen.
, 2) Hoe kan beweging of gebrek aan beweging een positieve/negatieve invloed
uitoefenen op de fysiologie van synoviaal gewrichtskraakbeen? Zijn deze invloeden
afhankelijk van het type beweging?
Keratansulfaten en chondroïtinesulfaten zijn glycosaminoglycanen. Door geplaatst te
worden op een centrale eiwitketen ontstaat er een flessenborstelige structuur en
proteoglycaan subeenheden. De negatieve ladingen kunnen aan de positieve ladingen van
water binden (indien water gedissocieerd is in H+ en H3O+). Er is dus een sterke
aantrekkingskracht vanuit het kraakbeen naar de gewrichtsholten waar het synoviaal vocht
aanwezig is. Op deze manier wordt het synoviaal vocht in het kraakbeen gezogen.
Indien er belasting is wordt het water weggeperst uit het kraakbeen. Hierdoor
worden de negatieve ladingen terug vrijgesteld waardoor ze terug een grote
aantrekkingskracht op de watercomponent van synoviaal vocht kunnen uitoefenen.
Bij het wegpersen van het water, worden er ook afvalproducten verwijdert. Het
kraakbeen trekt in de herstelfase (fase na belasting) veel voedsel aan, waardoor de
kraakbeen cellen terug matrixcomponenten kunnen aanmaken. De bewegingsprikkel
is dus van cruciaal belang voor het hyalien gewrichtskraakbeen. Aangezien dit zorgt
voor de vitaliteit, goede kwaliteit, van het kraakbeen.
Echter is het wel belangrijk dat er aan dynamische belasting gedaan wordt en niet
aan statische. Statische compressie zorgt er namelijk voor dat de spons die het
kraakbeen eigenlijk is, de hele tijd wordt uitgewrongen. Er wordt dus niet toegelaten
dat de spons terug water kan opnemen. Dit resulteert in een mindere productie van
matrixcomponenten door de kraakbeencellen wat op zijn beurt zorgt voor een
reductie in mechanische eigenschappen van het kraakbeen. Het soort type beweging
is dus van belang. Dynamische compressie zorgt voor gunstigere werking van
kraakbeencellen waardoor de kwaliteit van het kraakbeen stijgt. Terwijl statische
compressie zorgt voor pahtologische omstandigheden.
