組織学 · 3.5
結合組織:軟骨
Connective tissue — Cartilage
🧠 軟骨3種類は「コラーゲンの型×追加成分」で覚える。 硝子軟骨hyaline cartilage 硝子軟骨(hyaline cartilage)hyaline cartilage(硝子軟骨) (最も一般的)=II型コラーゲン type II collagen II型コラーゲン(type II collagen) type II collagen(II型コラーゲン) のみ、弾性軟骨elastic cartilage 弾性軟骨(elastic cartilage)elastic cartilage(弾性軟骨) =II型コラーゲン type II collagen II型コラーゲン(type II collagen) type II collagen(II型コラーゲン) +弾性線維(曲げても戻る)、線維軟骨fibrocartilage 線維軟骨(fibrocartilage)fibrocartilage(線維軟骨) =I型コラーゲン主体(硝子軟骨hyaline cartilage 硝子軟骨(hyaline cartilage)hyaline cartilage(硝子軟骨) +密性結合組織 dense connective tissue 密性結合組織(dense connective tissue) dense connective tissue(密性結合組織) の中間)。さらに「軟骨膜Perichondrium 軟骨膜(Perichondrium)Perichondrium(軟骨膜) があるか」「1つの腔(軟骨小腔lacunae軟骨小腔(lacunae)lacunae(軟骨小腔))に軟骨細胞 chondrocytes 軟骨細胞(chondrocytes) chondrocytes(軟骨細胞) が何個入っているか」という2つの副軸を重ねると3者を完全に区別できる。
軟骨組織の基本構造:軟骨単位
軟骨組織は軟骨細胞chondrocytes軟骨細胞(chondrocytes)chondrocytes(軟骨細胞)とそれが産生するECMECM(extracellular matrix)からなる。軟骨細胞chondrocytes 軟骨細胞(chondrocytes)chondrocytes(軟骨細胞) は単独または集団(2〜8個)で、基質中の小腔=軟骨小腔lacunae軟骨小腔(lacunae)lacunae(軟骨小腔)に収まっている。
flowchart TD
A["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='isogenous group'>軟骨細胞集団</span>"]
A --> B["莢膜:<span class='jp-term jp-term-diagram' title='chondrocytes'>軟骨細胞</span>を直接取り囲む、酸性<span class='jp-term jp-term-diagram' title='sulfation'>硫酸化</span><span class='jp-term jp-term-diagram' title='proteoglycan'>プロテオグリカン</span>が濃縮し強い好塩基性"]
B --> C["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='territorial matrix'>領域基質</span>:集団周囲、同じく好塩基性"]
C --> D["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='Chondron'>軟骨単位</span>=<span class='jp-term jp-term-diagram' title='isogenous group'>軟骨細胞集団</span>+莢膜+<span class='jp-term jp-term-diagram' title='territorial matrix'>領域基質</span>"]
D --> E["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='interterritorial matrix'>間領域基質</span>:<span class='jp-term jp-term-diagram' title='Chondron'>軟骨単位</span>間を埋める"]
- 軟骨細胞chondrocytes 軟骨細胞(chondrocytes)chondrocytes(軟骨細胞) (不活動型):ECMを産生しない
- 軟骨芽細胞chondroblast 軟骨芽細胞(chondroblast)chondroblast(軟骨芽細胞) (活動型):ECMを産生する。軟骨周辺部では扁平な楕円形、深部では円形になり、1個の軟骨芽細胞 chondroblast 軟骨芽細胞(chondroblast) chondroblast(軟骨芽細胞) から分裂した細胞が最大8個までの集団(軟骨単位Chondron軟骨単位(Chondron)Chondron(軟骨単位), chondron)を作る
軟骨膜
関節軟骨articular cartilage 関節軟骨(articular cartilage)articular cartilage(関節軟骨) を除くすべての硝子軟骨 hyaline cartilage 硝子軟骨(hyaline cartilage) hyaline cartilage(硝子軟骨) は、軟骨膜Perichondrium軟骨膜(Perichondrium)Perichondrium(軟骨膜)という密性結合組織 dense connective tissue 密性結合組織(dense connective tissue) dense connective tissue(密性結合組織) の層で覆われる。
- 主に線維芽細胞からなり、内層inner layer 内層(inner layer)inner layer(内層) (軟骨形成層, stratum chondroblasticum)の線維芽細胞は軟骨芽細胞 chondroblast 軟骨芽細胞(chondroblast) chondroblast(軟骨芽細胞) へ分化する前駆細胞を含む(外層outer layer 外層(outer layer)outer layer(外層) =線維層 fiber layer線維層(fiber layer) fiber layer(線維層), stratum fibrosum)
- 軟骨組織は無血管avascular無血管(avascular)avascular(無血管)・無神経であり、栄養は血管をもつ軟骨膜 Perichondrium 軟骨膜(Perichondrium) Perichondrium(軟骨膜) から拡散して深部の軟骨細胞 chondrocytes 軟骨細胞(chondrocytes) chondrocytes(軟骨細胞) へ届けられる(02-1-classificationの上皮の栄養供給と同じ原理)
⚠️ 軟骨膜Perichondrium 軟骨膜(Perichondrium)Perichondrium(軟骨膜) 経由という説明は関節軟骨 articular cartilage 関節軟骨(articular cartilage) articular cartilage(関節軟骨) には当てはまらない。 関節軟骨articular cartilage 関節軟骨(articular cartilage)articular cartilage(関節軟骨) には軟骨膜 Perichondrium 軟骨膜(Perichondrium) Perichondrium(軟骨膜) が無い(上の「関節軟骨articular cartilage 関節軟骨(articular cartilage)articular cartilage(関節軟骨) を除く」がまさにそれ)ので、栄養供給経路も別で、主に関節液 joint fluid 関節液(joint fluid) joint fluid(関節液) (滑液synovial fluid滑液(synovial fluid)synovial fluid(滑液))からの拡散でまかなわれる。ヒト大腿骨頭 head of femur 大腿骨頭(head of femur) head of femur(大腿骨頭) 軟骨に2.8 MPa・1 Hzの歩行様周期荷重をかけた実験では、尿素・ヨウ化ナトリウムのような小さい溶質の輸送速度は荷重の「ポンプ作用」でほとんど変わらず(グルコース・酸素という主要栄養素はこの小溶質に当たる)、血清アルブミンserum albumin 血清アルブミン(serum albumin)serum albumin(血清アルブミン) のような大きい溶質でのみ脱着が30〜100%速くなった——つまり関節軟骨 articular cartilage 関節軟骨(articular cartilage) articular cartilage(関節軟骨) の栄養は運動によるポンプではなく単純拡散 simple diffusion 単純拡散(simple diffusion) simple diffusion(単純拡散) が主役である1。マウスとヒトの滑膜関節を実測すると滑膜の表面積と関節軟骨 articular cartilage 関節軟骨(articular cartilage) articular cartilage(関節軟骨) の表面積が強く正相関し(マウスで r=0.96)、成熟関節軟骨 articular cartilage 関節軟骨(articular cartilage) articular cartilage(関節軟骨) が滑液 synovial fluid 滑液(synovial fluid) synovial fluid(滑液) に栄養を依存することを裏づける2。
軟骨の3型
| 硝子軟骨hyaline cartilage硝子軟骨(hyaline cartilage)hyaline cartilage(硝子軟骨) | 弾性軟骨elastic cartilage弾性軟骨(elastic cartilage)elastic cartilage(弾性軟骨) | 線維軟骨fibrocartilage線維軟骨(fibrocartilage)fibrocartilage(線維軟骨) | |
|---|---|---|---|
| コラーゲンの型 | II型 | II型 | I型が主体 |
| 追加成分 | なし | 弾性線維(要オルセイン染色 orcein stainingオルセイン染色(orcein staining) orcein staining(オルセイン染色)・レゾルシンresorcin レゾルシン(resorcin)resorcin(レゾルシン) フクシン染色, 00-2-staining) | なし(硝子軟骨hyaline cartilage 硝子軟骨(hyaline cartilage)hyaline cartilage(硝子軟骨) +密性結合組織 dense connective tissue 密性結合組織(dense connective tissue) dense connective tissue(密性結合組織) の混在) |
| 軟骨膜Perichondrium軟骨膜(Perichondrium)Perichondrium(軟骨膜) | あり(関節軟骨articular cartilage 関節軟骨(articular cartilage)articular cartilage(関節軟骨) を除く) | 常にあり | なし |
| 軟骨単位Chondron 軟骨単位(Chondron)Chondron(軟骨単位) 内の細胞数 | 2〜8個 | 1〜2個 | 1〜2個 |
| 主な分布 | 関節面、気道(鼻・喉頭・気管・気管支, 11-1-conducting-portion)、肋軟骨costal cartilages肋軟骨(costal cartilages)costal cartilages(肋軟骨)、骨端板epiphyseal plate骨端板(epiphyseal plate)epiphyseal plate(骨端板) | 耳介、耳管、喉頭蓋epiglottis喉頭蓋(epiglottis)epiglottis(喉頭蓋) | 椎間円板intervertebral disc椎間円板(intervertebral disc)intervertebral disc(椎間円板)、半月板menisci半月板(menisci)menisci(半月板)、恥骨結合pubic symphysis恥骨結合(pubic symphysis)pubic symphysis(恥骨結合)、靱帯ligament靱帯(ligament)ligament(靱帯)・腱の付着部 |
⭐ 硝子軟骨hyaline cartilage 硝子軟骨(hyaline cartilage)hyaline cartilage(硝子軟骨) は成人において関節面・気道の壁・肋軟骨costal cartilages肋軟骨(costal cartilages)costal cartilages(肋軟骨)・長骨long bone 長骨(long bone)long bone(長骨) の骨端板 epiphyseal plate 骨端板(epiphyseal plate) epiphyseal plate(骨端板) (縦方向の骨成長を可能にする)に分布する——最も普遍的な軟骨型であり、他の2型(弾性軟骨elastic cartilage弾性軟骨(elastic cartilage)elastic cartilage(弾性軟骨)・線維軟骨fibrocartilage線維軟骨(fibrocartilage)fibrocartilage(線維軟骨))は「硝子軟骨hyaline cartilage 硝子軟骨(hyaline cartilage)hyaline cartilage(硝子軟骨) に何かが追加/置換された特殊型」という位置づけで覚えると整理しやすい。
💡 線維軟骨fibrocartilage 線維軟骨(fibrocartilage)fibrocartilage(線維軟骨) だけが軟骨膜 Perichondrium 軟骨膜(Perichondrium) Perichondrium(軟骨膜) をもたない理由は、線維軟骨fibrocartilage 線維軟骨(fibrocartilage)fibrocartilage(線維軟骨) がそもそも独立した軟骨というより密性結合組織dense connective tissue 密性結合組織(dense connective tissue)dense connective tissue(密性結合組織) と硝子軟骨 hyaline cartilage 硝子軟骨(hyaline cartilage) hyaline cartilage(硝子軟骨) の移行的な混合組織だから——椎間円板 intervertebral disc 椎間円板(intervertebral disc) intervertebral disc(椎間円板) や恥骨結合 pubic symphysis 恥骨結合(pubic symphysis) pubic symphysis(恥骨結合) のように、強い圧迫と可動性の両方が必要な部位に特化している。
まとめ
- 軟骨単位Chondron 軟骨単位(Chondron)Chondron(軟骨単位) は軟骨細胞集団 isogenous group軟骨細胞集団(isogenous group) isogenous group(軟骨細胞集団)・莢膜・領域基質territorial matrix 領域基質(territorial matrix)territorial matrix(領域基質) からなり、好塩基性の強いこれらの構造が間領域基質 interterritorial matrix 間領域基質(interterritorial matrix) interterritorial matrix(間領域基質) と対比される。
- 硝子軟骨hyaline cartilage 硝子軟骨(hyaline cartilage)hyaline cartilage(硝子軟骨) (II型コラーゲンtype II collagenII型コラーゲン(type II collagen)type II collagen(II型コラーゲン)、軟骨膜Perichondrium 軟骨膜(Perichondrium)Perichondrium(軟骨膜) あり、無血管avascular 無血管(avascular)avascular(無血管) 無神経)が最も一般的で、関節面・気道・肋軟骨costal cartilages肋軟骨(costal cartilages)costal cartilages(肋軟骨)・骨端板epiphyseal plate 骨端板(epiphyseal plate)epiphyseal plate(骨端板) に分布する。ただし関節軟骨 articular cartilage 関節軟骨(articular cartilage) articular cartilage(関節軟骨) だけは軟骨膜 Perichondrium 軟骨膜(Perichondrium) Perichondrium(軟骨膜) をもたず、栄養を軟骨膜 Perichondrium 軟骨膜(Perichondrium) Perichondrium(軟骨膜) ではなく滑液 synovial fluid 滑液(synovial fluid) synovial fluid(滑液) からの拡散で得る。
- 弾性軟骨elastic cartilage 弾性軟骨(elastic cartilage)elastic cartilage(弾性軟骨) は硝子軟骨 hyaline cartilage 硝子軟骨(hyaline cartilage) hyaline cartilage(硝子軟骨) に弾性線維が加わった型で、耳介・耳管・喉頭蓋epiglottis 喉頭蓋(epiglottis)epiglottis(喉頭蓋) に分布する。
- 線維軟骨fibrocartilage 線維軟骨(fibrocartilage)fibrocartilage(線維軟骨) はI型コラーゲンが主体で軟骨膜 Perichondrium 軟骨膜(Perichondrium) Perichondrium(軟骨膜) をもたず、椎間円板intervertebral disc椎間円板(intervertebral disc)intervertebral disc(椎間円板)・半月板menisci半月板(menisci)menisci(半月板)・恥骨結合pubic symphysis 恥骨結合(pubic symphysis)pubic symphysis(恥骨結合) に分布する。
出典
- 1.Influence of cyclic loading on the nutrition of articular cartilage(Annals of the Rheumatic Diseases・1990)関節軟骨は無血管で、栄養は主に滑液からの拡散で細胞へ運ばれる。ヒト大腿骨頭軟骨片に2.8 MPa・1 Hzの歩行様周期荷重を加えても、尿素やヨウ化ナトリウムのような小溶質(グルコース・酸素もこれに当たる)の輸送速度は有意に変わらず、血清アルブミンのような大溶質でのみ脱着速度が30〜100%増加した閲覧 2026-08-24
- 2.Correlation between the surface area of synovial membrane and the surface area of articular cartilage in synovial joints of the mouse and human(Surgical and Radiologic Anatomy・2008)マウス後肢(膝・足・第1中足趾節)とヒト屍体の滑膜関節で、滑膜の表面積と関節軟骨の表面積に強い正の線形相関(マウスで r=0.96、95%CI 0.90–0.98)が認められ、成熟した関節軟骨の栄養が滑液に依存するという概念を支持する閲覧 2026-08-24