Bevezetés a porcszövet titkaiba

Hányféle porc van az emberi testben? Meg tud-e újulni a porcszövet? Van-e remény a porckopásban szenvedőknek? Ezekre a kérdésekre kerestük és kaptunk választ a Debreceni Egyetem Tudományos Igazgatóságának szervezésében létrejött Science Cafe előadássorozat egyik állomásán Dr. Zákány Róza prezentációjában.

A porc a támasztószövetek közé tartozó, közepesen szilárd, rugalmas állományú szövet.

A porcszövetben egyetlen sejtféleség él, a kondrocita (porcsejt). A sejtek között egy fehérjékben és szénhidrátokban gazdag alapállomány, az extracellularis mátrix, melyet a porcsejtek termelnek.

A porcszövet jellemzői

• A porcszövet nem tartalmaz ereket,
• A porcszövet nem „fáj”, nincsenek benne idegek
• Táplálása a környezetéből beáramló tápanyagok révén történik, alacsony szintű
• A porcszövetben nagyon alacsony az oxigén szint
• Alacsony regenerációs (megújulási) képességgel rendelkezik
• A porcsejtek felnőttekben nem osztódnak
• Azonban nagyon hosszú életűek, akár élethosszig túlélnek
• A porc alapállomány jelenléte alapvető a porcsejtek megfelelő működéséhez.

A kondrocita jellemzői:

• kerekded alakja nagyfokú ellenállást biztosít az összenyomó erőkkel szemben
• felnőtt emberi szervezetben nem osztódik
• lassú az anyagcseréje, de nagyon hosszú életű, akár élethosszig túlél.

Porcszövetek típusai

Az extracellularis matrix összetétele és rendezettsége alapján, mely függ az adott helyen található porc mechanikai igénybevételétől, három porcszövet típust különböztetünk meg:

• üvegporc
• rostos porc
• rugalmas porc

Az üvegporc (hyalinporc)

Ellenáll az összenyomó erőknek, a mozgások ütési erejének felfogásában fontos az ízületi felszíneken.

Fontos szerepe van:

• a szegycsont és a bordacsontok kapcsolatában;
• merevítő szerepe van a légutak üregének állandó nyitva tartásában;
• biztosítja az orr, orrsövény alakját.

Az embrió vázát hyalinporc képezi, majd a porcszövet aktív szerepet játszik a csontképződésben. A különböző (enchondrális és desmogén) csontosodási mechanizmusok nélkülözhetetlenek:

• a koponyacsontok kialakulásában elsősorban embrionális kötőszövetes lemezek vesznek részt;
• a végtagok és a törzs csontjai a hyalinporc előtelepeiből csontosodnak.

A csontképződés előfeltétele a porcszövet elmeszesedése és ereződése. Ez alakul át csontszövetté később. A csontok hossznövekedését a növekedési porc biztosítja.

A rostos porc

Fő alkotó eleme a kollagén rost. Jellemzője, hogy ellenáll a nyíróerőknek: csigolyák közötti porckorong ilyen, valamint az ízületi porckorongok szövete.

Rugalmas porc

Elasztikus vagy rugalmas rostokat a fülkagylóban lévő fülporcban találunk. A sejtekben leggazdagabb porcszövet, viszonylag alacsony szakítószilárdság jellemzi, hajlékony és nagyfokú alakmegtartási képességgel rendelkezik. Főleg rugalmas rost van az alapállományában.

Porchártya

A szervek porcból álló merevítő struktúráinak tokszerű kötőszövetes rétege. Lehetővé teszi a porc növekedését és regenerációját. Az ízületi porcnak nincs porchártyája, az ízületi folyadékkal maga az üvegporc érintkezik. A porchártya hiánya miatt az ízületi porc megújulására csekély az esély.

Nehezen visszafordítható káros folyamatok

A porc alapállomány nagy mennyiségű vizet tartalmaz, főként ez biztosítja az összenyomással szembeni ellenálló képességét. A víz döntően a szénhidrátokhoz kapcsolódik a szövetben, ezért a csökkent hialuronsav és kondroitin szulfáttartalom alacsonyabb víztartalmat, ezáltal „puhább”, kevésbé ellenálló ízületi porcot eredményez.

Az ízületi porc nap, mint nap jelentos mechanikai igénybevételnek van kitéve. Nagyfokú térfogatváltozások és folyadékmozgás jellemzi a magas víztartalmú porcmatrixot az összenyomó erők hatása során és változik a porcfelszín „kenése” is. A porcszövet nem fáj, a fájdalomérzet az ízületi porc alatti csontszövetben keletkezik.

A porclágyulás ízületi porc elfajuláshoz, ízületi gyulladáshoz, végül porcleépüléshez vezethet. A gyulladás során ontó enzimek kerülnek az ízületi folyadékba, ezek tovább károsítják az ízületi porcot.

Lehetőségek a gyógyításban

Az ízületi porcfelszín szövethiánya nem gyógyul meg magától. Bizonyos újraépítés lehetséges saját porcsejt beültetéssel. Ezzel az eljárással általában sajnos nem nyerünk üvegporcot, gyengébb rostos porc keletkezik.

A kondrociták az embrionális korban porcelőfutár sejtekből differenciálódnak, melyek embrionális őssejtekből alakulnak ki. Mesterséges szövet előállítás lehetséges felnőtt őssejtek felhasználásával.

A Debreceni Egyetemen csirkeembriókból nyert porcelőfutár sejtekből létrehozott sejtkultúrákban vizsgálják a porcszövet differenciálódását és a sejtek jelátviteli útvonalait. Ennek az embrionális porckeletkezést modellező kísérleti rendszernek az alkalmazása nagy múltra tekint vissza a laboratóriumban, emellett az utóbbi három évben sikerült egy egér és egy emberi sejtvonalban is beállítani azokat a feltételeket, melyek alkalmazásával porcdifferenciáció történik bennük.

A kísérletek során megfigyelték, hogy a differenciálódó porcszövet mechanikai ingerlése serkenti a porcmátrix képződését, jelenleg vizsgálják, hogy az ingert milyen módon "érzékelik a sejtek" és ez a stimuláció milyen jelátviteli úton fejtheti ki a porckialakulást serkentő hatást.

(Cikkünk a Debreceni Egyetem Science Café előadássorozat szakmai támogatásával jött létre. A további előadásokról az egyetem honlapján talál információt.)