उपास्थि

From LTRC
Cartilage

उपास्थि (Cartilage) संयोजी ऊतक (connective tissue) का एक लचीला और चिकना प्रकार है। यह अर्ध-पारदर्शी और गैर-छिद्र्रित होता है, और आमतौर पर एक कठोर तथा रेशेदार झिल्ली से ढका होता है जिसे पेरिकॉन्ड्रियाम (perichondrium) कहते हैं। चतुष्पाद (tetrapod) जीवों में, यह जोड़ (joint) पर लंबी हड्डी (long bone) के सिरों को आर्टिकुलर उपास्थि (articular cartilage) के रूप में ढकता और उनकी रक्षा करता है,[1] तथा यह पसली के पिंजर (rib cage), गर्दन, श्वासनली (bronchial tubes) और अन्तरकशेरुकी डिस्क (intervertebral discs) सहित शरीर के कई हिस्सों का एक संरचनात्मक घटक है। अन्य वर्गो, जैसे उपास्थिलाभ (chondrichthyans) और साइक्लोस्टोम (cyclostomes) में, यह कंकाल के बहुत बड़े हिस्से का निर्माण करता है।[2] यह हड्डी (bone) जितना कठोर नहीं होता, लेकिन यह मांसपेशी (muscle) या कंडरा (tendon) की तुलना में बहुत अधिक सख्त और कम लचीला होता है। उपास्थि की मैट्रिक्स (matrix) ग्लाइकोसामिनोग्लाकैन (glycosaminoglycans), प्रोटियोग्लाकैन (proteoglycans), कोलोजन (collagen) तंतुओं और कभी-कभी इलास्टिन (elastin) से बनी होती है। यह आमतौर पर हड्डी की तुलना में तेजी से बढ़ती है।

अपनी दृढ़ता के कारण, उपास्थि अक्सर शरीर में नलियों को खुला रखने का कार्य करती है। इसके उदाहरणों में श्वासनली (trachea) के छल्ले, जैसे क्रिकोइड उपास्थि (cricoid cartilage) और कैरिना (carina) शामिल हैं।

उपास्थि कोंड्रोसाइट्स (chondrocytes) नामक विशिष्ट कोशिकाओं से बनी होती है जो बड़ी मात्रा में कोलोजनी एक्स्ट्रासेल्युलर मैट्रिक्स (extracellular matrix), प्रचुर मात्रा में ग्राउंड सब्सटेंस (ground substance) का उत्पादन करती हैं जो प्रोटियोग्लाकैन और इलास्टिन तंतुओं से समृद्ध होता है। उपास्थि को तीन प्रकारों इलास्टिक उपास्थि (elastic cartilage), ह्यालीन उपास्थि (hyaline cartilage), और फाइब्रोकार्टिलाज (fibrocartilage) में वर्गीकृत किया गया है जो कोलोजन और प्रोटियोग्लाकैन की उनकी सापेक्ष मात्रा में भिन्न होते हैं।

चूंकि उपास्थि में रक्त वाहिकाएं या तंत्रिकाएं (nerves) नहीं होती हैं, इसलिए यह असंवेदनशील होती है। हालांकि, कुछ फाइब्रोकार्टिलाज जैसे घुटने का मेनिस्कस (meniscus) आंशिक रक्त आपूर्ति रखता है। कोंड्रोसाइट्स को पोषण विसरण (diffusion) द्वारा आपूर्ति किया जाता है। आर्टिकुलर उपास्थि का संपीड़न या इलास्टिक उपास्थि का फ्लेक्सन द्रव प्रवाह उत्पन्न करता है, जो कोंड्रोसाइट्स को पोषक तत्वों के विसरण में सहायता करता है। अन्य संयोजी ऊतकों की तुलना में, उपास्थि के एक्स्ट्रासेल्युलर मैट्रिक्स का टर्नओवर बहुत धीमा होता है और अन्य ऊतकों की तुलना में यह बहुत धीमी गति से ठीक (repair) होता है।

संरचना (Structure)

विकास (Development)

মূল নিবন্ধ: Chondrogenesis

भ्रूणजनन (embryogenesis) में, कंकाल (skeletal) प्रणाली मीसोडर्म (mesoderm) जर्म परत से उत्पन्न होती है। कोंड्रीफिकेशन (जिसे कोंड्रोजेनेसिस भी कहा जाता है) वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा संघनित मेसेनकाइम (mesenchyme) ऊतक से उपास्थि बनती है, जो कोंड्रोब्लास्ट्स (chondroblasts) में विभेदित होती है और उन अणुओं (एग्रीकैन (aggrecan) और कोलोजन प्रकार II) का स्राव करना शुरू करती है जो एक्स्ट्रासेल्युलर मैट्रिक्स बनाते हैं। सभी कशेरुकी जीवों (vertebrates) में, उपास्थि शुरुआती ओन्टोजेनेटिक चरणों में मुख्य कंकाल ऊतक होती है;[3][4] ऑस्टिक्थियंस (osteichthyans) में, कई उपास्थिमय तत्व बाद में एंडोकोंड्रल (endochondral) और पेरिकॉन्ड्रल ओसिफिकेशन के माध्यम से अस्थिभवन (ossify) करते हैं।[5]

भ्रूणजनन के दौरान होने वाले प्रारंभिक कोंड्रीफिकेशन के बाद, उपास्थि की वृद्धि में ज्यादातर अपरिपक्व उपास्थि का अधिक परिपक्व अवस्था में परिपक्व होना शामिल है। उपास्थि के भीतर कोशिकाओं का विभाजन बहुत धीरे-धीरे होता है, और इस प्रकार उपास्थि में वृद्धि आमतौर पर उपास्थि के अपने आकार या द्रव्यमान में वृद्धि पर आधारित नहीं होती है।[6] यह पहचाना गया है कि गैर-कोडिंग आरएनए (जैसे miRNAs और लंबे गैर-कोडिंग RNAs) सबसे महत्वपूर्ण एपिजेनेटिक मॉडरेटर के रूप में कोंड्रोजेनेसिस को प्रभावित कर सकते हैं। यह गठिया (arthritis), और इसी तरह की विभिन्न उपास्थि-निर्भर रोग स्थितियों में गैर-कोडिंग आरएनए के योगदान को भी सही ठहराता है।[7]

आर्टिकुलर उपास्थि (Articular cartilage)

April 2025

आर्टिकुलर उपास्थि का कार्य एक्स्ट्रासेल्युलर मैट्रिक्स (ECM) की आणविक संरचना पर निर्भर करता है। ECM मुख्य रूप से प्रोटियोग्लाकैन (proteoglycan) और कोलोजन (collagens) से मिलकर बना है। उपास्थि में मुख्य प्रोटियोग्लाकैन एग्रीकैन है, जो, जैसा कि इसके नाम से पता चलता है, ह्यालूरोनैन (hyaluronan) के साथ और खुद के साथ बड़े समुच्चय (aggregates) बनाता है।[8] ये समुच्चय ऋणात्मक रूप से आवेशित होते हैं और ऊतक में पानी को रोके रखते हैं। कोलोजन, ज्यादातर कोलोजन प्रकार II, प्रोटियोग्लाकैन को सीमित करता है। ECM उन तन्य (tensile) और संपीड़न (compressive) बलों पर प्रतिक्रिया करता है जिनका अनुभव उपास्थि द्वारा किया जाता है।[9] इस प्रकार उपास्थि की वृद्धि मैट्रिक्स के जमाव को संदर्भित करती है, लेकिन यह एक्स्ट्रासेल्युलर मैट्रिक्स की वृद्धि और पुनर्निर्माण (remodeling) दोनों को भी संदर्भित कर सकती है। घुटने के फैलाव के प्रतिरोध के दौरान पटेलाफेमोरल जोड़ पर अत्यधिक तनाव के कारण, पटेला की आर्टिकुलर उपास्थि मानव शरीर में सबसे मोटी होती है। आर्टिकुलर उपास्थि के ECM को तीन क्षेत्रों में वर्गीकृत किया गया है: पेरीसेलुलर मैट्रिक्स, टेरिटोरियल मैट्रिक्स (territorial matrix), और इंटरटेरिटोरियल मैट्रिक्स।

कार्य

यांत्रिक गुण

घुटना (knee) और कूल्हा (hip) जैसे वजन उठाने वाले जोड़ों में आर्टिकुलर कार्टिलाज के यांत्रिक गुणों का मैक्रो, माइक्रो और नैनो-पैमाने पर व्यापक अध्ययन किया गया है। इन यांत्रिक गुणों में घर्षण, संपीड़न, कर्तन (shear) और तन्य (tensile) भार के प्रति कार्टिलाज की प्रतिक्रिया शामिल है। कार्टिलाज लचीला होता है और श्यानलोचदार (viscoelastic) गुण प्रदर्शित करता है।[10]

चूंकि कार्टिलाज में अंतरालीय द्रव (interstitial fluid) होता है जो स्वतंत्र रूप से गति करता है, इसलिए इस सामग्री का परीक्षण करना कठिन हो जाता है। इस बाधा को दूर करने के लिए आमतौर पर इस्तेमाल किया जाने वाला एक परीक्षण सीमित संपीड़न परीक्षण (confined compression test) है, जिसका उपयोग 'क्रीप' (creep) या 'रिलैक्सेशन' (relaxation) मोड में किया जा सकता है।[11][12] क्रीप मोड में, एक स्थिर भार के तहत समय के फलन के रूप में ऊतक के विस्थापन (displacement) को मापा जाता है, और रिलैक्सेशन मोड में, एक स्थिर विस्थापन के तहत समय के फलन के रूप में बल को मापा जाता है। इस मोड के दौरान, ऊतक के विरूपण (deformation) के दो मुख्य क्षेत्र होते हैं। पहले क्षेत्र में, कार्टिलाज से द्रव के शुरुआती बाहर निकलने के कारण विस्थापन तेजी से होता है, और दूसरे क्षेत्र में, विस्थापन धीमा होकर अंततः एक स्थिर संतुलन मान (constant equilibrium value) पर पहुंच जाता है। आमतौर पर उपयोग की जाने वाली लोडिंग स्थितियों के तहत, संतुलन विस्थापन तक पहुंचने में घंटों लग सकते हैं।

सीमित संपीड़न परीक्षण के क्रीप मोड और रिलैक्सेशन मोड दोनों में, कार्टिलाज की एक डिस्क को एक अप्रवेश्य, द्रव से भरे कंटेनर में रखा जाता है और एक सरंध्र प्लेट (porous plate) से ढंका जाता है जो अंतरालीय द्रव के प्रवाह को ऊर्ध्वाधर दिशा (vertical direction) तक सीमित करती है। इस परीक्षण का उपयोग कार्टिलाज के कुल मापांक (aggregate modulus) को मापने के लिए किया जा सकता है, जो आर्टिकुलर कार्टिलाज के लिए आमतौर पर 0.5 से 0.9 MPa की सीमा में होता है,[11][12][13] और यंग मापांक (Young's Modulus), जो आमतौर पर 0.45 से 0.80 MPa होता है।[11][13] कुल मापांक "संतुलन पर ऊतक की कठोरता का एक माप है जब द्रव का सारा प्रवाह रुक चुका होता है",[11] और यंग मापांक इस बात का माप है कि कोई सामग्री दिए गए प्रतिबल (stress) के तहत कितनी विकृत (लंबाई बदलती है) होती है।

सीमित संपीड़न परीक्षण का उपयोग पारगम्यता (permeability) को मापने के लिए भी किया जा सकता है, जिसे किसी सामग्री के माध्यम से द्रव प्रवाह के प्रतिरोध के रूप में परिभाषित किया जाता है। उच्च पारगम्यता किसी सामग्री के मैट्रिक्स से द्रव को अधिक तेज़ी से बाहर निकलने की अनुमति देती है, जबकि कम पारगम्यता एक प्रारंभिक तीव्र द्रव प्रवाह और संतुलन तक धीमी गिरावट की ओर ले जाती है। आमतौर पर, आर्टिकुलर कार्टिलाज की पारगम्यता 10^-15 से 10^-16 m^4/Ns की सीमा में होती है।[11][12] हालाँकि, पारगम्यता लोडिंग स्थितियों और परीक्षण स्थान के प्रति संवेदनशील होती है। उदाहरण के लिए, पारगम्यता पूरे आर्टिकुलर कार्टिलाज में भिन्न होती है और जोड़ की सतह के पास सबसे अधिक तथा हड्डी के पास (या "गहरे क्षेत्र") सबसे कम होती है। ऊतक के बढ़े हुए भार के तहत पारगम्यता भी कम हो जाती है।

इंडेंटेशन परीक्षण (Indentation testing) कार्टिलाज की विशेषता बताने के लिए आमतौर पर उपयोग किया जाने वाला एक अतिरिक्त प्रकार का परीक्षण है।[11][14] इंडेंटेशन परीक्षण में निरंतर भार के तहत ऊतक के विस्थापन को मापने के लिए एक इंडेंटर (आमतौर पर <0.8 मिमी) का उपयोग शामिल है। सीमित संपीड़न परीक्षण के समान, संतुलन विस्थापन तक पहुँचने में घंटों लग सकते हैं। परीक्षण की इस विधि का उपयोग ऊतक के कुल मापांक, पॉोसन अनुपात (Poisson's ratio) और पारगम्यता को मापने के लिए किया जा सकता है। शुरुआत में, एक गलत धारणा थी कि इसकी मुख्य रूप से जल-आधारित संरचना के कारण, कार्टिलाज का पॉोसन अनुपात 0.5 था और इसे एक असंपीड्य सामग्री (incompressible material) के रूप में मॉडल किया जाना चाहिए।[11] हालाँकि, बाद के शोध ने इस धारणा को गलत साबित कर दिया है। मनुष्यों में आर्टिकुलर कार्टिलाज का पॉोसन अनुपात लगभग 0.4 या उससे कम मापा गया है[11][14] और गोवंश (bovine) विषयों में यह 0.46–0.5 तक होता है।[15]

आर्टिकुलर कार्टिलाज के यांत्रिक गुण काफी हद तक असमदैशिक (anisotropic), परीक्षण-निर्भर होते हैं, और उम्र-निर्भर हो सकते हैं।[11] ये गुण कोलेजन-प्रोटियोग्लाकन अंतःक्रियाओं पर भी निर्भर करते हैं और इसलिए पानी, कोलेजन, ग्लाइकोप्रोटीन आदि की कुल मात्रा के आधार पर बढ़/घट सकते हैं। उदाहरण के लिए, ग्लाइकोसामिनोग्लाकन की बढ़ी हुई मात्रा संपीड़न कठोरता में वृद्धि की ओर ले जाती है, और बढ़ी हुई पानी की मात्रा कम कुल मापांक की ओर ले जाती है।

टेंडन-हड्डी अंतराफलक (Tendon-bone interface)

वजन उठाने वाले जोड़ों में अपनी भूमिका के अलावा, कार्टिलाज नरम ऊतकों और हड्डी के बीच एक प्रवण सामग्री (gradient material) के रूप में एक महत्वपूर्ण कार्य करता है। यांत्रिक प्रवणता (Mechanical gradients) शरीर के कार्य के लिए और संयुक्त इम्प्लांट्स सहित जटिल कृत्रिम संरचनाओं के लिए महत्वपूर्ण हैं। बेमेल सामग्री गुणों वाले अंतराफलक (interfaces) उच्च प्रतिबल सांद्रता (stress concentration) के क्षेत्रों की ओर ले जाते हैं जो कि जीवन भर में मानव जोड़ों द्वारा अनुभव किए जाने वाले लाखों लोडिंग चक्रों पर, अंततः विफलता का कारण बनेंगे। उदाहरण के लिए, मानव हड्डी का लोचदार मापांक (elastic modulus) लगभग 20 GPa है जबकि कार्टिलाज के नरम क्षेत्र लगभग 0.5 से 0.9 MPa हो सकते हैं।[16][17] हालाँकि, जब सामग्री गुणों का एक सहज प्रवण (smooth gradient) होता है, तो प्रतिबल अंतराफलक में समान रूप से वितरित होते हैं, जिससे प्रत्येक व्यक्तिगत भाग पर कम टूट-फूट होती है।

शरीर इस समस्या का समाधान हड्डी के पास सख्त, उच्च मापांक वाली परतों के साथ करता है, जिसमें हाइड्रॉक्सीएपाटाइट जैसे खनिज जमाव की उच्च सांद्रता होती है। इस क्षेत्र में कोलेजन तंतु (जो कार्टिलाज में यांत्रिक कठोरता प्रदान करते हैं) सीधे हड्डियों से जुड़े होते हैं, जिससे संभावित विरूपण कम हो जाता है। नरम ऊतक के करीब टीडमार्क (tidemark) के रूप में जाने जाने वाले क्षेत्र में जाने पर, कॉन्ड्रोसाइट्स (chondrocytes) का घनत्व बढ़ जाता है और प्रतिबल क्षય (stress dissipation) तथा कम घर्षण के लिए अनुकूलित करने वास्ते कोलेजन तंतुओं को पुनर्व्यवस्थित किया जाता है। आर्टिकुलर सतह के पास की सबसे बाहरी परत को सतही क्षेत्र (superficial zone) के रूप में जाना जाता है, जो मुख्य रूप से स्नेहन क्षेत्र (lubrication region) के रूप में कार्य करता है। यहाँ कार्टिलाज एक घने बाह्यकोशिकीय मैट्रिक्स (extracellular matrix) की विशेषता रखता है और प्रोटियोग्लाकन से भरपूर होता है (जो प्रभावों को नरम करने के लिए पानी को भगाते और पुनः अवशोषित करते हैं) तथा जोड़ की सतह के समानांतर उन्मुख पतले कोलेजन होते हैं जिनमें उत्कृष्ट कर्तन प्रतिरोधी गुण होते हैं।[18]

ऑस्टियोआर्थराइटिस और प्राकृतिक उम्र बढ़ना, दोनों का ही समग्र रूप से उपास्थि (कार्टिलाज) के साथ-साथ इसके भीतर मौजूद पदार्थों के प्रवण (ग्रेडिएंट) के उचित कार्य पर भी नकारात्मक प्रभाव पड़ता है। सबसे शुरुआती बदलाव अक्सर सतही ज़ोन में होते हैं, जो ऊतक का सबसे नरम और सबसे अधिक चिकनाई देने वाला हिस्सा होता है। इस परत के क्षय से गहरी परतों पर अतिरिक्त तनाव पड़ सकता है जो समान विकृतियों को सहन करने के लिए नहीं बनी हैं। उम्र बढ़ने का एक अन्य आम प्रभाव कोलेजन तंतुओं (फाइबर्स) का बढ़ा हुआ क्रॉसलिंकिंग है। इससे समग्र रूप से कार्टिलाज अधिक कठोर हो जाता है, जो फिर से शुरुआती विफलता का कारण बन सकता है क्योंकि कठोर ऊतक थकान-आधारित विफलता के प्रति अधिक संवेदनशील होते हैं। कैल्सीफाइड क्षेत्रों में उम्र बढ़ने से आमतौर पर खनिज जमा (मिनरल डिपॉजिट्स) की संख्या भी बढ़ जाती है, जिसका समान रूप से अवांछित कठोर प्रभाव पड़ता है।[19] ऑस्टियोआर्थराइटिस के अधिक अत्यधिक प्रभाव होते हैं और यह कार्टिलाज को पूरी तरह से घिसा सकता है, जिससे सीधे हड्डी से हड्डी का संपर्क हो जाता है।[20]

घर्षण संबंधी गुण (Frictional properties)

लुब्रिसिन (Lubricin), जो कार्टिलाज और साइनोवियल द्रव (synovial fluid)] में प्रचुर मात्रा में पाया जाने वाला एक ग्लाइकोप्रोटीन है, कार्टिलाज के जैव-चिकनाई (बायो-लुब्रिकेशन) और घिसाव से सुरक्षा में एक प्रमुख भूमिका निभाता है।[21]

मरम्मत (Repair)

कार्टिलाज की मरम्मत की क्षमता सीमित होती है: चूँकि कॉण्ड्रोसाइट्स (chondrocytes) लकुना में बंधे होते हैं, इसलिए वे क्षतिग्रस्त क्षेत्रों में माइग्रेट (प्रवास) नहीं कर सकते। इसलिए, कार्टिलाज की क्षति को ठीक करना कठिन होता है। इसके अलावा, चूँकि हयालाइन कार्टिलाज में रक्त की आपूर्ति नहीं होती है, इसलिए नए मैट्रिक्स का जमाव धीमा होता है। पिछले कुछ वर्षों में, सर्जनों और वैज्ञानिकों ने कार्टिलाज मरम्मत प्रक्रियाओं की एक श्रृंखला विकसित की है जो जोड़ों के प्रतिस्थापन (joint replacement) की आवश्यकता को टालने में मदद करती हैं। घुटने के कार्टिलाज के मेनिस्कस के फटने की समस्या को कम करने के लिए अक्सर सर्जिकल रूप से कांट-छांट की जा सकती है। चोट लगने या मरम्मत प्रक्रियाओं के बाद कार्टिलाज का पूर्ण रूप से ठीक होना, M1/M2 मैक्रोफेज, मास्ट सेल, और उनकी अंतर-कोशिकीय अंतःक्रियाओं (intercellular interactions) की भागीदारी के कारण होने वाली कार्टिलाज-विशिष्ट सूजन से बाधित होता है।[22]

कृत्रिम कार्टिलाज विकसित करने के लिए सेलुलर "स्कैफोल्डिंग" (मचान) सामग्री और संवर्धित कोशिकाओं (cultured cells) का उपयोग करके नए कार्टिलाज का निर्माण करने के लिए जैविक इंजीनियरिंग (Biological engineering) तकनीकें विकसित की जा रही हैं।[23] इस तरह के उद्देश्य के लिए आधार सामग्री के रूप में फ्रीज-थॉ (शीतित-पिघले) PVA हाइड्रोगेल पर व्यापक शोध किया गया है।[24] इन गेल्स ने जैव-संगतता (biocompatibility), घिसाव प्रतिरोध, झटका अवशोषण (shock absorption), घर्षण (friction) गुणांक, लचीलेपन (flexibility), और चिकनाई के मामले में बहुत बड़ी उम्मीदें दिखाई हैं, और इस प्रकार इन्हें पॉलीथीन-आधारित कार्टिलाज से बेहतर माना जाता है। खरगोशों में कृत्रिम मेनिस्कस के रूप में PVA हाइड्रोगेल के दो साल के प्रत्यारोपण (implantation) से पता चला कि ये जेल बिना किसी क्षय, फ्रैक्चर या गुणों के नुकसान के बरकरार रहते हैं।[24]

नैदानिक ​​महत्व (Clinical significance)

रोग (Disease)

মূল নিবন্ধ: Chondropathy कई बीमारियाँ कार्टिलाज को प्रभावित कर सकती हैं। कॉण्ड्रोडिस्ट्रोफी (Chondrodystrophies) बीमारियों का एक समूह है, जो कार्टिलाज की वृद्धि में गड़बड़ी और उसके बाद होने वाले अस्थिभवन (ossification) की विशेषता है। कार्टिलाज को प्रभावित करने वाली कुछ सामान्य बीमारियाँ नीचे सूचीबद्ध हैं।

  • ऑस्टियोआर्थराइटिस: ऑस्टियोआर्थराइटिस पूरे जोड़ की एक बीमारी है, हालांकि, सबसे अधिक प्रभावित ऊतकों में से एक आर्टिकुलर कार्टिलाज है। हड्डियों को ढकने वाला कार्टिलाज (आर्टिकुलर कार्टिलाज—जो हयालाइन कार्टिलाज का एक उपसमुच्चय है) पतला हो जाता है, और अंततः पूरी तरह से घिस जाता है, जिसके परिणामस्वरूप जोड़ के भीतर "हड्डी से हड्डी" का संपर्क होता है, जिससे गति कम हो जाती है और दर्द होता है। ऑस्टियोआर्थराइटिस उच्च तनाव के संपर्क में आने वाले जोड़ों को प्रभावित करता है और इसलिए इसे एक सच्ची बीमारी के बजाय "घिसाव" (wear and tear) का परिणाम माना जाता है। इसका इलाज आर्थ्रोप्लास्टी द्वारा किया जाता है, जो किसी सिंथेटिक जोड़ (अक्सर स्टेनलेस स्टील मिश्र धातु (कोबाल्ट क्रोमोली) और अल्ट्रा-हाई-मॉलिक्यूलर-वेट पॉलीथीन से बना होता है) द्वारा जोड़ का प्रतिस्थापन है। कॉण्ड्रोइटिन सल्फेट या ग्लूकोसमाइन सल्फेट सप्लीमेंट्स के बारे में दावा किया जाता है कि वे ऑस्टियोआर्थराइटिस के लक्षणों को कम करते हैं, लेकिन इस दावे का समर्थन करने के लिए बहुत कम अच्छे प्रमाण हैं।[25] ऑस्टियोआर्थराइटिस में, इंफ्लेमेटरी साइटोकाइंस और केमोकाइंस की बढ़ी हुई अभिव्यक्ति (expression) विभेदित कॉण्ड्रोसाइट्स के कार्य में विचलित बदलाव का कारण बनती है जिससे मैट्रिक्स मैट्रिक्स मेटालोप्रोटिएज और एग्रीकेनेज सहित कारकों द्वारा मध्यस्थता वाले कॉण्ड्रोसाइट कैटाबोलिक गतिविधि की अधिकता होती है।[26]
  • अभिघातजन्य टूटना या अलगाव (Traumatic rupture or detachment): घुटने का कार्टिलाज अक्सर क्षतिग्रस्त हो जाता है लेकिन घुटने के कार्टिलाज प्रतिस्थापन थेरेपी के माध्यम से आंशिक रूप से इसकी मरम्मत की जा सकती है। अक्सर जब एथलीट अपने घुटने में क्षतिग्रस्त "कार्टिलाज" की बात करते हैं, तो वे आर्टिकुलर कार्टिलाज के बजाय क्षतिग्रस्त मेनिस्कस (एक फाइब्रोकार्टिलाज संरचना) का उल्लेख कर रहे होते हैं।
  • एकॉन्ड्रोप्लासिया (Achondroplasia): शिशु और बाल्यावस्था के दौरान लंबी हड्डियों की एपीफिसियल प्लेट में कॉण्ड्रोसाइट्स का कम प्रचुरोद्भवन (proliferation), जिसके परिणामस्वरूप बौनापन (dwarfism) होता है।
  • कोस्टोकॉन्डाइटिस (Costochondritis): पसलियों में कार्टिलाज की सूजन, जिससे सीने में दर्द होता है।
  • स्पाइनल डिस्क हर्नियाईकरण (Spinal disc herniation): इंटरवर्टीब्रल डिस्क का असममित संपीड़न थैली जैसी डिस्क को फाड़ देता है, जिससे इसकी नरम सामग्री का हर्निया हो जाता है। हर्निया अक्सर आसन्न नसों को संपीड़ित करता है और पीठ दर्द का कारण बनता है।
  • रिलैप्सिंग पॉलीकॉन्डाइटिस (Relapsing polychondritis): कार्टिलाज का विनाश, जो संभवतः ऑटोइम्यून है, विशेष रूप से नाक और कानों का, जिससे विकृति (disfigurement) होती है। लैरिंक्स (स्वरयंत्र) अपनी कठोरता खो देता है और ढह जाता है, जिससे दम घुटना (asphyxiation) के कारण मृत्यु हो जाती है।

कार्टिलाज ऊतक से बने ट्यूमर, चाहे वे बिनाइन (सौम्य) हों या मैलिग्नेंट (घातक), हो सकते हैं। वे आमतौर पर हड्डी में दिखाई देते हैं, और पूर्व-मौजूद कार्टिलाज में शायद ही कभी दिखाई देते हैं। बिनाइन ट्यूमर को कॉण्ड्रोमा कहा जाता है, और मैलिग्नेंट ट्यूमर को कॉण्ड्रोसार्कोम कहा जाता है। अन्य ऊतकों से उत्पन्न होने वाले ट्यूमर भी कार्टिलाज जैसा मैट्रिक्स उत्पन्न कर सकते हैं, जिसमें लार ग्रंथि (salivary gland) का प्लीओमॉर्फिक एडेनोमा सबसे अच्छा ज्ञात उदाहरण है।

कार्टिलाज का मैट्रिक्स एक अवरोध (barrier) के रूप में कार्य करता है, जो लिम्फोसाइट्स के प्रवेश या इम्युनोग्लोबुलिन के प्रसार को रोकता है। यह गुण ऊतक अस्वीकृति (tissue rejection) के डर के बिना एक व्यक्ति से दूसरे व्यक्ति में कार्टिलाज के अंग प्रत्यारोपण (Organ transplantation)] की अनुमति देता है।

इमेजिंग

सामान्य इन विवो (in vivo) स्थितियों के तहत कार्टिलाज एक्स-रे को अवशोषित नहीं करता है, लेकिन साइनोवियल झिल्ली में एक डाई इंजेक्ट की जा सकती है जो एक्स-रे को डाई द्वारा अवशोषित करवा देगी। हड्डी और मेनिस्कस के बीच रेडियोग्राफिक फिल्म पर परिणामी शून्य स्थान (void) कार्टिलाज का प्रतिनिधित्व करता है। इन विट्रो एक्स-रे स्कैन के लिए, बाहरी नरम ऊतक को संभवतः हटा दिया जाता है, इसलिए एक्स-रे के अपवर्तन (refraction) के कारण कार्टिलाज की उपस्थिति को कंट्रास्ट देने के लिए कार्टिलाज और हवा की सीमा पर्याप्त होती है।[27]

अन्य जंतु

उपास्थिमीन

उपास्थिमीन (Chondrichthyes) या शार्क, रे और काइमेरा का कंकाल पूरी तरह से उपास्थि से बना होता है।

अकशेरुकी उपास्थि

उपास्थि ऊतक कुछ आर्थ्रोपोड जैसे हॉर्सशू क्रैब, कुछ मोलस्क जैसे समुद्री स्नेल और सेफलोपॉड, तथा कुछ एनीलिडा जैसे सेबेलिड पॉलीकीट्स में भी पाया जा सकता है।

आर्थ्रोपोड

आर्थ्रोपोड में सबसे अधिक अध्ययन की जाने वाली उपास्थि लिमुलस पॉलीफेमस (Limulus polyphemus) की ब्रैंकियल उपास्थि है। यह बड़े, गोलाकार और रिक्तिका युक्त (vacuolated) कोंड्रोसाइट्स के कारण एक पुटिका कोशिका-समृद्ध (vesicular cell-rich) उपास्थि है, जिसकी अन्य आर्थ्रोपोडों में कोई समरूपता (homology) नहीं है। L. polyphemus में पाई जाने वाली एक अन्य प्रकार की उपास्थि एंडोस्टेर्नाइट उपास्थि (endosternite cartilage) है, जो एक रेशेदार-हाइलीन (fibrous-hyaline) उपास्थि है जिसमें रेशेदार घटक के भीतर विशिष्ट आकारिकी (morphology) वाले कोंड्रोसाइट्स होते हैं, जो कशेरुकी हाइलीन उपास्थि की तुलना में बहुत अधिक रेशेदार होती है, तथा इसमें कोंड्रोइटिन सल्फेट एंटीबॉडी के खिलाफ प्रतिरक्षी-सक्रिय (immunoreactive) म्यूकोपॉलिसैकेराइड होते हैं। अन्य आर्थ्रोपोडों में एंडोस्टेर्नाइट उपास्थि के समरूप ऊतक मौजूद होते हैं।[28] लिमुलस पॉलीफेमस के भ्रूण गलफड़े (gill) की उपास्थि और एंडोस्टेर्नाइट में ColA और हायलुरोनन व्यक्त (express) करते हैं, जो यह संकेत देता है कि ये ऊतक फाइब्रिलर-कोलाजेन-आधारित उपास्थि हैं। एंडोस्टेर्नाइट उपास्थि Hh को व्यक्त करने वाले वेंट्रल तंत्रिका रज्जु (ventral nerve cords) के करीब बनती है और ColA तथा Sox9 के एनालॉग SoxE को व्यक्त करती है। यह गलफड़े के उपास्थि ऊतक में भी देखा जाता है।[29]

मोलस्क

सेफलोपॉड में, उपास्थि के अध्ययन के लिए उपयोग किए जाने वाले मॉडल ऑक्टोपस वल्गैरिस (Octopus vulgaris) और सेपिया ऑफिसिनालिस (Sepia officinalis) हैं। सेफलोपॉड कपाल (cranial) उपास्थि वह अकशेरुकी उपास्थि है जो कशेरुकी हाइलीन उपास्थि से सबसे अधिक समानता दर्शाती है। ऐसा माना जाता है कि वृद्धि परिधि (periphery) से केंद्र की ओर कोशिकाओं की गति के माध्यम से होती है। कोंड्रोसाइट्स ऊतक में अपनी स्थिति से संबंधित विभिन्न आकारिकी प्रस्तुत करते हैं।[28] S. officinalis के भ्रूण कपाल उपास्थि और चोंड्रेजेनेसिस (chondrogenesis) के अन्य क्षेत्रों में ColAa, ColAb और हायलुरोनन व्यक्त करते हैं। इसका तात्पर्य यह है कि उपास्थि फाइब्रिलर-कोलाजेन-आधारित है। S. officinalis भ्रूण hh व्यक्त करता है, जिसकी उपस्थिति ColAa और ColAb की अभिव्यक्ति का कारण बनती है और प्राइभवन कर रही (proliferating) कोशिकाओं को अविभेदित (undifferentiated) बनाए रखने में भी सक्षम है। यह देखा गया है कि यह प्रजाति कशेरुकी Sox5/6 और Sox9 के एनालॉग, SoxD और SoxE की अभिव्यक्ति को विकसित होती उपास्थि में प्रस्तुत करती है। उपास्थि की वृद्धि का पैटर्न कशेरुकी उपास्थि के समान ही होता है।[29]

गैस्ट्रोपोड में, रुचि ओडोंटोफोर (odontophore) में होती है, जो एक उपास्थिमय संरचना है जो रेडुला (radula) का समर्थन करती है। इस विशेष ऊतक के संबंध में सबसे अधिक अध्ययन की जाने वाली प्रजाति बुसिकोटाइपस कैनोलिकुलैटस (Busycotypus canaliculatus) है। ओडोंटोफोर एक पुटिका कोशिका-समृद्ध (vesicular cell-rich) उपास्थि है, जिसमें मायोग्लोबिन युक्त रिक्तिका युक्त (vacuolated) कोशिकाएं होती हैं, जो कोलाजेन युक्त बाह्यकोशिकीय मैट्रिक्स की कम मात्रा से घिरी होती हैं। लिम्निया (Lymnaea) और वनस्पति चरने वाले अन्य मोलस्क के मामले में ओडोंटोफोर में कोंड्रोसाइट्स के साथ-साथ मांसपेशी कोशिकाएं भी होती हैं।[28]

सेबेलिड पॉलीकीट्स

सेबेलिड पॉलीकीट्स (Sabellid polychaetes), या फेदर डस्टर वर्म्स (feather duster worms), में उनके तंतुओं (tentacles) को सहारा देने वाली सेलुलर और मैट्रिक्स विशेषज्ञता वाला उपास्थि ऊतक होता है। वे दो अलग-अलग बाह्यकोशिकीय मैट्रिक्स क्षेत्र प्रस्तुत करते हैं। ये क्षेत्र उच्च कोलाजेन सामग्री वाला एक अकोशिकीय रेशेदार क्षेत्र है, जिसे उपास्थि-जैसी मैट्रिक्स कहा जाता है, और अत्यधिक कोशिकीय कोर (core) की कमी वाला कोलाजेन है, जिसे ओस्टियोइड-जैसी मैट्रिक्स कहा जाता है। उपास्थि-जैसी मैट्रिक्स ओस्टियोइड-जैसी मैट्रिक्स को घेरती है। अकोशिकीय रेशेदार क्षेत्र की मात्रा परिवर्तनशील होती है। सेबेलिड पॉलीकीट्स में उपास्थि के अध्ययन में प्रयुक्त मॉडल जीव पोटामिला (Potamilla) प्रजाति और मिक्सिकोला इन्फंडिबुलम (Myxicola infundibulum) हैं।[28]

पादप और कवक

संवहनी पादप (Vascular plants), विशेष रूप से बीज, और कुछ मशरूम के तनों को कभी-कभी "उपास्थिमय" (cartilaginous) कहा जाता है, हालांकि उनमें कोई उपास्थि नहीं होती है।[30]

संदर्भ

  1. ↑ (November 2009). "The basic science of articular cartilage: structure, composition, and function.". Sports Health. 1 (6) 461–8. doi:10.1177/1941738109350438.
  2. ↑ (2021). Vertebrate skeletal histology and paleohistology. xii + 825. CRC Press. ISBN 978-1-351-18957-6.
  3. ↑ (2021). An Overview of the Embryonic Development of the Bony Skeleton. Vertebrate Skeletal Histology and Paleohistology. 29–38. ISBN 978-1-351-18959-0. doi:10.1201/9781351189590-2.
  4. ↑ (2021). An Overview of Cartilage Histology. Vertebrate Skeletal Histology and Paleohistology. 123–146. ISBN 978-1-351-18959-0. doi:10.1201/9781351189590-7.
  5. ↑ (March 2017). "Evolutionary origin of endochondral ossification: the transdifferentiation hypothesis". Development Genes and Evolution. 227 (2) 121–127. doi:10.1007/s00427-016-0567-y.
  6. ↑ (January 2008). Cartilage growth and remodeling: modulation of balance between proteoglycan and collagen network in vitro with beta-aminopropionitrile. Osteoarthritis and Cartilage. 16 (1) 1–11. doi:10.1016/j.joca.2007.05.019.
  7. ↑ (September 2019). "Non-Coding RNAs in Cartilage Development: An Updated Review". International Journal of Molecular Sciences. 20 (18) 4475. doi:10.3390/ijms20184475.
  8. ↑ (September 2023). "Coexistence of Crumpling and Flat Sheet Conformations in Two-Dimensional Polymer Networks: An Understanding of Aggrecan Self-Assembly". Physical Review Letters. 131 (13). doi:10.1103/PhysRevLett.131.138101.
  9. ↑ (June 2008). "Articular cartilage tensile integrity: modulation by matrix depletion is maturation-dependent". Archives of Biochemistry and Biophysics. 474 (1) 175–82. doi:10.1016/j.abb.2008.03.012.
  10. ↑ (October 1971). Viscoelastic properties of human articular cartilage. Journal of Applied Physiology. 31 (4) 562–8. doi:10.1152/jappl.1971.31.4.562.
  11. ↑ 11.0 11.1 11.2 11.3 11.4 11.5 11.6 11.7 11.8 Mansour, J. M.. (2013). "Biomechanics of Cartilage". 69–83.
  12. ↑ 12.0 12.1 12.2 (2019). "A Systematic Review and Guide to Mechanical Testing for Articular Cartilage Tissue Engineering". Tissue Eng Part C Methods. 25 (10) 593–608. doi:10.1089/ten.tec.2019.0116.
  13. ↑ 13.0 13.1 (2002). "Comparison of the Equilibrium Response of Articular Cartilage in Unconfined Compression, Confined Compression and Indentation". Journal of Biomechanics. 35 (7) 903–909. doi:10.1016/S0021-9290(02)00052-0.
  14. ↑ 14.0 14.1 (2021). "Assessment of Native Human Articular Cartilage: A Biomechanical Protocol". Cartilage. 13 (2 Suppl) 427S–437S. doi:10.1177/1947603520973240.
  15. ↑ (2004). "Determination of Poisson's Ratio of Articular Cartilage by Indentation Using Different-Sized Indenters". Journal of Biomechanical Engineering. 126 (2) 138–145. doi:10.1115/1.1688772.
  16. ↑ (27 April 2015). "Tissue Stiffness Dictates Development, Homeostasis, and Disease Progression". Organogensis. 11 (1) 1–15. doi:10.1080/15476278.2015.1019687.
  17. ↑ Biomechanics of Cartilage. 66–79. MDPI.
  18. ↑ (6 February 2023). "Preparation and Characterization of Biomimetic Functional Scaffold with Gradient Structure for Osteochondral Defect Repair". Bioengineering. 10 (2) 213. doi:10.3390/bioengineering10020213.
  19. ↑ (28 March 2012). "Effects of aging on articular cartilage homeostasis". Bone. 51 (2) 241–248. doi:10.1016/j.bone.2012.03.023.
  20. ↑ Osteoarthritis. Mayo Clinic.
  21. ↑ (March 2005). "The secreted glycoprotein lubricin protects cartilage surfaces and inhibits synovial cell overgrowth". The Journal of Clinical Investigation. 115 (3) 622–31. doi:10.1172/JCI22263.
  22. ↑ (2023). "Post-Implantation Inflammatory Responses to Xenogeneic Tissue-Engineered Cartilage Implanted in Rabbit Trachea: The Role of Cultured Chondrocytes in the Modification of Inflammation". International Journal of Molecular Sciences. 24 (23). doi:10.3390/ijms242316783.
  23. ↑ International Cartilage Repair Society ICRS
  24. ↑ 24.0 24.1 (2022-02-05). Freeze/thawed polyvinyl alcohol hydrogels: Present, past and future. European Polymer Journal. 164. doi:10.1016/j.eurpolymj.2021.110974.
  25. ↑ (16 September 2010). Supplements for osteoarthritis 'do not work'. BBC News.
  26. ↑ (2018-09-05). "Butein Activates Autophagy Through AMPK/TSC2/ULK1/mTOR Pathway to Inhibit IL-6 Expression in IL-1β Stimulated Human Chondrocytes". Cellular Physiology and Biochemistry. 49 (3) 932–946. doi:10.1159/000493225.
  27. ↑ Osteoarthritis সংরক্ষিত সংস্করণ. Osteoarthritis.about.com. Retrieved on 2015-10-26.
  28. ↑ 28.0 28.1 28.2 28.3 (2004). "The nature and significance of invertebrate cartilages revisited: distribution and histology of cartilage and cartilage-like tissues within the Metazoa". Zoology. 107 (4) 261–73. doi:10.1016/j.zool.2004.05.001.
  29. ↑ 29.0 29.1 (May 2016). "The genetic program for cartilage development has deep homology within Bilateria". Nature. 533 (7601) 86–9. doi:10.1038/nature17398.
  30. ↑ Eflora – Glossary. University of Sydney (2010-06-16). Retrieved on 2015-10-26.

इन्हें भी देखें

बाहरी कड़ियाँ

स्रोत: अंग्रेज़ी विकिपीडिया के “Cartilage” लेख का अनुवाद। मूल लेख: https://en.wikipedia.org/wiki/Cartilage यह अनुवाद स्वचालित रूप से तैयार किया गया है।

Retrieved from "https://ltrc.sciwiki.in/index.php?title=उपास्थि&oldid=4302"