軟骨細胞肥大の形態計測分析

軟骨成長プレートの肥大ゾーンでは、軟骨細胞が拡大し、より球状の形状を想定し、肥大性軟骨細胞と呼ばれる細胞の集団を形成します。肥大性軟骨細胞の形成に関与するメカニズムはよく理解されていません。細胞肥大は通常、細胞のサイズとオルガネラの増加に関連する体積の増加を指します。この研究では、肥大性軟骨細胞の形成が、オルガネラの増加に関連する真の細胞肥大を表しているかどうか、それとも腫れと液体の蓄積に起因するかどうかを判断しようとしました。電子顕微鏡写真の形態計測分析を実施して、細胞数、細胞体積、細胞オルガネラボリューム、および予備ゾーン、上部増殖ゾーン、増殖ゾーンの下部、上肥大ゾーン、および下肥大ゾーンのマトリックス量の変化を決定しました。上部増殖ゾーンと下部肥大ゾーンの間で、細胞は平均体積を500％以上増加させました。彼らが拡大するにつれて、彼らのマトリックスは変化しました。コラーゲンの含有量が減少するにつれて領土マトリックスの体積が増加し、領土間マトリックスの体積が減少し、コラーゲン含有量が増殖ゾーンの低下と低肥大ゾーンの間で増加するにつれて減少しました。上部増殖ゾーンと下部肥大ゾーンの間で、小胞体、ゴルジ膜、およびミトコンドリアの細胞あたりの絶対体積は126％増加しましたが、細胞質と核形態の量は水の蓄積によって779％増加しました。下部肥大ゾーンの細胞オルガネラは、細胞損傷または死亡に関連する変化を示していませんでした。したがって、オルガネラの合成は軟骨細胞の拡大に寄与しましたが、細胞拡大の主なメカニズムは細胞質と核の腫れでした。

In the hypertrophic zone of the cartilaginous growth plate, chondrocytes enlarge, assume a more spherical shape, and form a population of cells called the hypertrophic chondrocytes. The mechanisms that are involved in the formation of hypertrophic chondrocytes are poorly understood. Cell hypertrophy usually refers to an increase in cell size and volume associated with an increase in organelles. In this study, we sought to determine whether the formation of hypertrophic chondrocytes represents true cell hypertrophy associated with an increase in organelles or whether it is due to swelling and fluid accumulation. Morphometric analyses of electron micrographs were carried out to determine changes in cell number, cell volume, cell organelle volumes, and matrix volumes in the reserve zone, upper proliferative zone, lower proliferative zone, upper hypertrophic zone, and lower hypertrophic zone. Between the upper proliferative zone and the lower hypertrophic zone, the cells increased their mean volume more than 500 per cent. As they enlarged, their matrices altered; territorial matrix volume increased as its collagen content decreased, and interterritorial matrix volume decreased as its collagen content increased between the lower proliferative zone and the lower hypertrophic zone. Between the upper proliferative zone and the lower hypertrophic zone, the absolute volume per cell of endoplasmic reticulum, Golgi membranes, and mitochondria increased 126 per cent, while the volume of cytoplasm and nucleoplasm increased 779 per cent, apparently by accumulation of water. Cell organelles of the lower hypertrophic zone did not show the changes that are associated with cell injury or death. Thus, the synthesis of organelles contributed to chondrocyte enlargement, but the primary mechanism of cell enlargement was cytoplasmic and nuclear swelling.