1. กายวิภาคศาสตร 1/7
Cartilage
เปน specialized connective tissue ชนิดหนึ่ง ประกอบดวย cells และ fibers ซึ่งฝงตัวอยูใน firm gel-
like matrix, ทําหนาที่ support รางกาย.
Cartilage ประกอบดวย cells ที่เรียกวา chondrocytes ซึ่งจะอยูภายใน cavity ที่เรียก lacunae อยู
ภายใน extracellular matrix ที่ cell ได secrete ไว. Cartilage เปน avascular ดังนั้น substace ของ cartilage
จะไมถูก supply ดวยเลือด หรือ lymphatic vessel โดยตรง แต cell จะไดรับอาหารจาก blood vessel ที่อยูรอบ
connective tissue โดยการซึม (diffusion) ผาน matrix. Cartilage ไมมี nerve supply และไมมี sensory
receptor. Extracellular matrix ประกอบดวย glycosaminoglycans และ proteoglycans รวมกับมี collagen
และ elastic fibers ฝงอยูใน matrix, การโคงงอ และการยืดหยุนของ cartilage ทําให cartilage มีหนาที่คลายกับ
เปน shock absorber. และทําให smooth surface ของ joint เกือบทั้งหมดของรางกายที่ปกคลุมดวย
articulating surface มีการเคลื่อนไหวโดยไมมีความเสียดทาน (friction-free movement).
Cartilage แบงออกเปน 3 ชนิด ขึ้นอยูกับ fibers ที่ปรากฏใน matrix คือ
- Hyaline cartilage ประกอบดวย type II collagen ใน matrix, เปน cartilage ที่พบมากที่สุดใน
รางกาย และทําหนาที่หลายอยาง.
- Elastic cartilage ประกอบดวย type II collagen และ elastic fiber เปนจํานวนมาก กระจายอยูทั่ว matrix,
ทําให cartilage นี้ยืดหยุนมากกวา cartilage อื่น ๆ.
- Fibrocartilage ประกอบดวย dense coarse type I collagen fiber ใน matrix, ซึ่งสามารถตานทานตอ
แรงดึง (tensile force) มาก ๆ ได.
Perichondrium เปน connective tissue sheath ที่ปกคลุม cartilage เกือบทั้งหมด,
perichondrium ประกอบดวย outer fibrous layer และ inner cellular layer ซึ่ง cells จะ secrete cartilage
matrix, perichondrium มีเลือดมาเลี้ยง และเสนเลือดจะใหอาหารกับ cells ของ cartilage. ในบริเวณ cartilage
ที่ไมมี perichondrium เชน articular surface ของ bone ที่ form เปนขอตอนี้ cartilage cells จะไดรับอาหารจาก
synovial fluid ที่อาบ joint surface อยู. Hyaline cartliage เปน common cartilage ที่พบในรางกาย มีสี
bluish-gray, โปรงแสง (semitranslucent) และมีความยืดหยุน (pliable), พบที่จมูก กลองเสียง (laryngeal
cartilage) tracheal ring, bronchi และ ventral ends ของ ribs ที่จะ articulate กับ sternum, นอกจากนี้ hyaline
cartilage ยังพบที่ articulating surface ของขอตอของรางกายที่เคลื่อนไหว, hyaline cartilage ยัง form เปน
cartilage template ของกระดูกหลายชิ้นในระหวางการเจริญเติบโตของ embryo, และเปนสวนประกอบของ
epiphyseal plate ของ growing bone.
Cartilage ประกอบดวย
- cartilage cell
- matrix
Cartilage

2. กายวิภาคศาสตร 2/7
- fiber
Cartilage Cells
Cells 3 ชนิดที่พบในกับ cartilage คือ - chondrogenic cells,
- chondroblasts
- chondrocytes
Chondrogenic cells
เปน spindle-shaped, cell แคบ ๆ cells derive มาจาก mesenchymal cells, chondrogenic cell จะมี
nucleus รูปไขที่มี 1 หรือ 2 nucleoli, มี sparse cytoplasm และจาก EM พบวา chondrogenic cells มี golgi
apparatus เล็ก ๆ มี mitochondria และ RER เล็กนอยและมี free ribosome จํานวนมาก, cells เหลานี้สามารถ
differentiate กลับไปยัง chondroblast แลวกลับไปเปน osteoprogenitors cells ได.
Chondroblasts
Derive มาจาก 2 แหลง คือ mesenchymal cells ภายใน center of Chondrification, และ chondrogenic
cells ของ inner cellular layer ของ perichondrium (เชนใน appositional growth). Chondroblast เปน cell ที่
คอนขางอวน (plump) ติดสี basophilic จาก EM, cell เหลานี้มี network ของ RER เปนจํานวนมาก, มี well
develop golgi complex, มี mitochondria เปนจํานวนมาก และมี secretory vesicle เปนจํานวนมาก.
Chondrocytes
เปน chondroblast ที่ถูกลอมรอบดวย matrix, chondrocyte ที่อยู periphery จะเปนรูปไข (ovoid)
ในขณะที่ cell chondrocyte ที่อยูในชั้นลึกของ cartilage จะกลมมากกวา, เสนผาศูนยกลาง 10-30 µm. จากการ
ทํา slide histo., ในระหวาง process ของการทําจะทําให cell จะมีการหดตัว (shrinkage) และ distortion ของ
cell; พบวา chondrocyte จะมี nucleus ใหญที่มี prominent nucleolus และ organell ชนิด protein secreting
cells, chondrocyte ตัวออน cytoplasm จะติดสีจางโดยมี mitochondria เปนจํานวนมาก, มี RER & well
develop golgi-apparatus และ glycogen; สวน chondrocyte ตัวแก ซึ่งคอนขางสงบ ไมไหวตัว (relatively
quiescent) ก็จะมี organelles ตาง ๆ ลดลงเปนจํานวนมาก แตมี free ribosome เปนจํานวนมาก, cell เหลานี้
สามารถมี active protein synthesis แลวเปลี่ยนกลับเปน chondroblasts ได.
Hyalin cartilage
Matrix and fibers of hyaline cartilage
Hyaline cartilage มี semitranslucent blue-gray matrix ประกอบดวย collagen มากกวา 40 %
ของน้ําหนักแหง (dry weight). นอกจากนี้ยังประกอบดวย proteoglycans, glycoproteins และ extracellular
fluid. เพราะ refractive index ของ collagen fibrils และ grounds substance เกือบเทากัน ดังนั้น matrix จะ
ปรากฏเปน amorphous, homogenous mass (hyaline แปลวา glassy) เมื่อมองดูดวยกลองจุลทรรศนธรรมดา
(light microscope), matrix ของ hyaline cartilage ประกอบดวย type II collagen. แตกมี type IX, X และ
็
XI และ collagen ชนิดอื่น ๆ เปนจํานวนนอย. Type II collagen จะไม form เปน bundle ใหญ ถึงแมวาความ
Cartilage

3. กายวิภาคศาสตร 3/7
หนาของ bundle เพิ่มขึ้น กับระยะหางจาก lacunae. การเรียงตัวของ fiber ปรากฏวาสัมพันธกับ stress ที่
กระทําลงไปบน cartilage, ตัวอยางเชนใน articular cartilage; fiber ใกล surface จะเรียงตัวขนานกับ surface.
ในขณะที่ fiber ชั้นลึกกวาจะเรียงตัวเปน curved column.
Matrix แบงออกเปน 2 บริเวณ คือ territorial matrix จะอยูรอบแตละ lacuna และ
interterritorial matrix คือสวนที่เหลือและอยูระหวาง territorial matrix.
Territorial matrix เปน band กวาง 50 µm. มี collagen นอย แตมี chondroitin sulfate มาก
ซึ่งชวยใหติดสี basophilic และติดสีเขมกับสี periodic acid-schiff (PAS). สวน bulk ของ matrix ของ
interterritorial matrix มี type II collagen มากกวา และมี proteoglycans นอยกวา territorial matrix.
บริเวณเล็ก ๆ ของ matrix หนา 1-3 µm. ที่ลอมรอบ lacuna เรียก pericellular capsule ซึ่งพบเมื่อ
เร็ว ๆ นี้ เปน fine meshwork ของ collagen fiber ที่ฝงอยูใน basal lamina-like substance. Fiber เหลานี้
อาจจะเปน minor collagen สวนนอยอื่น ๆ ที่ปรากฏอยูใน hyaline cartilage นักวิจยบางทานแนะนําวา
ั
pericellular capsule อาจจะเปนสวนที่ protect chondrocyte จาก mechanical stress.
Cartilage matrix มี Aggrecans เปนจํานวนมาก ซึ่งเปน proteoglycans molecule ขนาดใหญ
ประกอบดวย protein cores กับ glycosaminoglycan molecules (chondriotin-4-sulfate, chondroitin-6-sulfate
และ heparan sulfate) เชื่อมกันดวย covalent bond. Aggrecans molecule จํานวนมากกวา 100-200 โมเลกุล
เชื่อมโดย non-covalent กับ hyaluronic acid แลว form เปน aggrecans composite ขนาดใหญท่มีความยาวถึง
ี
3-4 µm. การที่มีประจุลบ (negative charge) เปนจํานวนมากรวมกับการมี proteoglycan molecule ขนาดใหญ
จับกับ cation (สวนมากเปน sodium ion) ก็จะดูดโมเลกุลของน้ําดวยวิธีนี้ cartilage matrix ก็จะกลายเปน
hydrate; มากกวา 80 % ของน้ําหนักเปยกของ cartilage คือน้ํา ซึ่งจะทนตอแรงกด.
ไมเฉพาะแต hydrated proteoglycans ที่ fill อยูในชองของ collagen fiber bundles แต glycosami-
noglycan side chain ก็ form เปน electrostatic bonds กับ collagen ดวย. ดังนั้น ground substance &
fibers ของ matrix form เปน cross-link molecular framework ที่ทนตอแรงดึง (tensile force).
Cartilage matrix ยังประกอบดวย adhesive glycoprotein “chondronectin”, molecule ขนาดใหญนี้
เหมือนกับ fibronectin, ที่มี binding site สําหรับ type II collagen. Chondroitin-4 sulfate และ chondroitin-6
sulfates, hyaluronic acid และ integrins (trans-membrane proteins) ของ chondroblast และ chondrocytes.
Chondronectin ชวย cell เหลานี้ในการ maintain contact กับ fibrous และ amorphous components ของ
matrix.
Histogenesis and Growth of Hyaline Cartilage
บริเวณที่จะ develop cartilage; mesenchymal cell จะหด process ของมัน cell กลมขึ้น มีขนาดเล็ก
แลว cell รวมกัน form เปน center of chondrogenesis (chondrification center) ตอมา cells เหลานี้จะ
differentiate ไปเปน chondroblast แลว chondroblast จะเริ่ม secrete extracellular matrix ลอมรอบตัวมัน เมื่อ
process นี้ดําเนินตอไป chondroblast ก็จะถูกขังอยูใน matrix ของมันตัวมันเองใน compartment แตละอันเล็ก ๆ
เรียก lacunae.
Cartilage

4. กายวิภาคศาสตร 4/7
Chondroblast ที่ถูกลอมรอบดวย matrix เรียก chondrocytes cells เหลานี้ยงมีความสามารถในการ
ั
แบงตัว, form เปน cluster ของ cell 2-4 cell หรือมากกวาใน lacuna. กลุมเหลานี้เรียกวา isogenous group
เปนการแบงตัวของ cell 1, 2 หรือมากกวาจาก original chondrocyte. Cells ของ isogenous group สราง
matrix, cell จะผลักออกจากกันและกัน, form เปน lacunae ที่แยกกัน และ cartilage ก็จะมีขนาดใหญขนจาก ึ้
ภายใน, การเจริญเติบโตแบบนี้เรียก interstitial growth.
Mesenchymal cells ที่ peripery ของ cartilage ที่ develop จะ differentiate ไป form เปน fibroblasts,
cells เหลานี้จะสราง dense irregular collagenous connective tissue, คือ perichondrium ซึ่งจะมีผลกับการ
เจริญเติบโตและการคงสภาพอยูของ cartilage. Perichondrium มี 2 layers คือ outer fibrous layer
ประกอบดวย type I collagen, fibroblast และ blood vessel, และ inner cellular layer ประกอบดวยสวนใหญ
เปน chondrogenic cells เปนสวนมาก. Chondrogenic cells จะมีการแบงตัว และ differentiate ไปเปน
chondroblasts ซึ่งจะเริ่มตนปลอย matrix ออกมา. ดวยวิธีการนี้ cartilage มีการเจริญเติบโตโดยการเพิมทาง ่
periphery; process นี้เรียก appositional growth.
Interstitial growth นี้ปรากฏใน early phase ของการ form hyaline cartilage เทานั้น อยางไรก็ดี
articular cartilage ซึ่งขาด perichondrium จะเจริญโดย interstitial growth เทานั้น วิธีการนี้จะปรากฏใน
epiphyseal plates ของ long bone, ที่ซึ่ง lacunae เรียงตัวใน longitudinal orientation ขนานกับ long axis
ของกระดูก; ดังนั้น interstitial growth จะทําใหกระดูกยาวขึ้น. Cartilage สวนที่เหลือของรางกายจะเจริญ
สวนมากโดย apposition growth ซึ่ง controlled process นี้จะดําเนินตอไประหวางชีวตของ cartialge.
ิ
Histophysiology of Cartilage
ความเรียบของ hyaline cartilage และความสามารถทนตอแรงกดและแรงดึง เปนสิ่งที่จําเปนตอ
หนาที่ของ articular surface ของ joint เพราะวา cartilage เปน avascular, ดังนั้นอาหารและ oxygen จะ diffuse
ผานน้ําของ hydration ที่มีใน matrix. จึงทําใหความกวางของ cartilage มีขีดจํากัด. การ turnover อยาง
สม่ําเสมอ ใน proteoglycans ของ cartilage ทําใหมีการเปลี่ยนแปลงไปตามอายุ, hormone และ vitamin มี
อิทธิพลตอการเจริญเติบโต, การพัฒนา (development) และหนาทีของ cartilage, ดังแสดงในตาราง
่
Table Effects of Hormones and Vitamins on Hyaline Cartilage
Hormones Effects on Cartilage
Thyroxine, testosterone, and somatotropin Stimulate cartilage growth and matrix formation
(via somatomedin)
Cortisone, hydrocortisone, and estradiol Inhibit cartilage growth and matrix formation
Vitamins
Hypovitaminosis A Reduces width of epiphyseal plates
Hypervitaminosis A Accelerates ossification of epiphyseal plates
Cartilage

5. กายวิภาคศาสตร 5/7
Hypovitaminosis C Inhibits matrix synthesis and deforms
architecture of epiphyseal plate; leads to scurvy
Absence of vitamin D resulting in deficiency Proliferation of chondrocytes is normal but
in absorption of calcium and phosphorus matrix des not become calcified properly; results
in rickets
Clinical correlation
Hyaline cartilage เสื่อมสลาย เมื่อ chondrocyte hypertrophy และตาย และ matrix เริ่มตน
Calcify, process นี้เปน process ปกติ และเปนวิธีการ form bone ชนิด endochondral bone formation ถึง
อยางไรก็ดี ก็เปน process ตามธรรมชาติของความแก (aging) ซึ่งมักเปนผลจากการเคลื่อนไหวนอย
การ regeneration ของ cartilage จะมีนอย ยกเวนในเด็ก, ดวยวิธีที่ chondrogenic cell จาก
perichondrium เขาไปยังบริเวณทีเปน defect แลว form เปน cartilage ใหม. ถา defect นี้ขนาดใหญ cell ก็จะ
่
form เปน dense connective tissue เพื่อการซอมแซมของ scar.
Elastic cartilage
พบที่ใบหู (pinna of the ear) external และ internal auditory tubes, epiglottis, และ larynx
(สวน cuneiform cartilage). ในภาวะสด elastric cartilage จะปรากฏเปนสีเหลือง, ขุนมากกวา hyaline
cartilage เพราะวามี elastic fiber.
สวนมากแลว elastic cartilage จะเหมือนกับ hyaline cartilage แลวมักจะอยูรวมกันบอย ๆ,
outer fibrous layer ของ elastic cartilage ของ perichondrium จะมี elastic fiber เปนจํานวนมาก, matrix ของ
elastic cartilage จะมีแขนงของ elastic fiber ตั้งแตละเอียดจนถึงหยาบประสานกับ type II collagen fiber
bundles, ทําให elastic cartilage นี้ flexible มากกวา matrix ของ hyaline cartilage, chondrocyte ของ elastic
cartilage มีจํานวนมากกวาและมีขนาดใหญกวาของ hyaline cartilage. Matrix ไมขยายมากเทา hyaline
cartilage และ elastic fiber bundles ของ territorial matrix จะมีขนาดใหญกวาและหยาบกวาของ interterritorial
matrix.
Fibrocartilage
พบใน intervertebral disc, (ตรง annulus fibrosus ของ intervertebral disc ที่ซ่ง vertebral
ึ
body attach กับอีกกอนหนึ่ง), ใน pubic symphysis, ใน articular discs of sternoclavicular joint และ TMJ และ
ที่ที่ tendon attach กับกระดูก, fibrocartilage จะอยูรวมกับ hyaline cartilage และกับ dense connective tissue
ซึ่งเหมือนกัน. Fibrocartilage แตกตางจาก elastic cartilage และ hyaline cartilage คือ fibrocartilage ไมมี
perichondrium, มี matrix เล็กนอย (matrix นี่จะมี chondroitin sulfate และ dermatan sulfate เปนจํานวนมาก)
และพบ fiber ของ bundles of type I collagen ที่ตดสี acidophilic. Chondrocytes มักจะเรียงตัวเปนแถวที่
ิ
ขนานกัน สลับกับ bundle ที่หนาและหยาบของ collagen และขนานกับแรงดึงที่มีตอ tissue.
Cartilage

6. กายวิภาคศาสตร 6/7
Chondrocyte ของ fibrocartilage เจริญมาจาก fibroblasts; fibroblast เริ่มตนสราง
proteoglycans ซึ่งเปน ground substance ลอมรอบ; fibroblast cells จะถูกขังดวย matrix ของตัวเอง แลว
differentiate ไปเปน chondrocyte.
ตัวอยางของการ organization ของ fibrocartilage คือ intervertebral disks โดยที่จะประสาน
ระหวาง hyaline cartilage ที่คลุม articular surface ของ vertebrae อันถัดไป แตละ disk มี gelationus center,
เรียก nucleus pulposus nucleus pulposus ถูกลอมรอบดวย annulus fibrosus คือชั้นของ fibro-cartilage ที่
มี type I collagen fiber ทอด vertical ระหวาง hyaline cartilage ของกระดูก vertebrae 2 อัน, fiber ของ
lamellae ที่ตดกันจะเรียงตัว oblique ซึ่งกันและกัน เพื่อ support ตอ gelatinous nucleus pulposus, annulus
ิ
fibrosus ตานตอแรงดึง สวน nucleus pulposus จะตานตอแรงกด.
Table illustrate Cartilage Types, Characteristics, and Locations
Type of Caritlage Identifying
Characteristics Perichondrium Location
Hyaline Type II collagen, Perichondrium Articular ends of long
basophilic matrix, present in most bones, nose, larynx,
chondrocytes usually places. Exceptions : trachea, bronchi,
arranged in groups Articular cartilages ventral ends of ribs
and epiphyses
Elastic Type II collagen, elastic Perichondrium Pinna of ear, walls of
fibers present auditory canal,
auditory tube,
epiglottis, cuneiform
cartilage of larynx
Fibrocartilage Type I collagen, Perichondrium absent Intervertebral disks,
acidophilic matrix, articular disks, pubic
chondrocytes arranged in symphysis, insertion
parallel rows between of some tendons
bundles of collagen,
always associated with
dense regular collagenous
connective tissue or
hyaline cartilage
Cartilage

7. กายวิภาคศาสตร 7/7
Reference
1. Basic histology 1975; Luis C. Junqueira, Josi Carneiro, Alexander N. Contopoulos, Maruzen
Asian Edition.
2. Color textbook of Histology 1997; Leslie P. Gartner James L. Hiatt, W.B. Saunders
Company, A div of Harcourt Brace & Company, Philadelphia Tokyo.
3. Histology. Saunders Text and Review Series, 1996; Ronald A Bergman, Adel K Afifi, Paul M.
Heidger Jr. W.B. Saunders Company, A division of Harcourt Brace and Company, Philadelphia
Tokyo.
………………………………….
Cartilage

8. กายวิภาคศาสตร 8/7
Objectives and Outline of Contents
นักศึกษาปที่ 2
รหัสวิชา ทพกย 233 (จุลกายวิภาคศาสตร 1)
ภาควิชา กายวิภาคศาสตร
ชื่อเรื่อง Cartilage (กระดูกออน)
ผูสอน อาจารยอรณิชา ผูกทวนทอง
เวลาสอน บรรยาย 1 ชั่วโมง ภาคปฏิบติ 1 คาบ
ั
วัตถุประสงค นักศึกษาสามารถ
1. บอกชนิดของ cartilage ได
2. อธิบาย perichondrium ทีพบใน cartilage แตละชนิดได
่
3. อธิบายลักษณะทางจุลกายวิภาคศาสตรของ hyaline cartilage, elastic cartilage และ fibrocartilage ได
4. อธิบาย histogenesis และ growth ของ hyaline cartilage ได
5. อธิบาย chondrogenic cell, chondroblast และ chondrocyte ได
6. อธิบาย matrix ของ hyaline cartilage ได รวมทั้ง territorial matrix, interterritorial matrix และ
pericellular capsule ได
7. อธิบาย histophysiology พรอมทั้ง clinical correlation ของ hyaline cartilage ได
8. อธิบายขอแตกตางระหวาง hyaline cartilage, elastic cartilage และ fibrocartilage ในดานตาง ๆ พรอม
ทั้ง perichondrium และแหลงที่พบ
9. อธิบาย growth ของ cartilage ได
Outline of Contents
Introduction
Hyaline Cartilage
Cartilage cell
- Chondrogenic cell - Chondroblasts - Chondrocytes
Matrix & fibers
Histogenesis and growth of hyaline cartilage
- Appositional growth - Interstitial growth
Histophysiology of cartilage & clinical correlation
Elastic cartilage
Fibrocartilage
สื่อประกอบการสอน
Computer ชวยสอน, Slide, Sheet ประกอบการสอน
วิธีประเมินผล สอบ multiple choice
Cartilage

9. กายวิภาคศาสตร 9/7
………………………………………………..
Cartilage