Суставные хрящи не васкуляризованы и не имеют иннервации; эти функции выполняет окружающая соединительная ткань, которая способна поглощать энергию ударов и противостоит силам сдвига. Эти свойства обусловлены уникальным строением внеклеточного матрикса.
Нормальный хрящ состоит из обширной популяции специализированных клеток, называемых хондроцитами и обеспечивающих синтез и восстановление внеклеточного матрикса. Этот матрикс представлен в основном коллагеном и протеоглика-нами. В частности, коллаген II типа (> 90 %) составляет 50-60 % массы сухого вещества хряща. Коллаген образует сеть из волокон, что формирует определенную структуру хрящевой ткани.
Протеогликаны — второй значительный компонент суставного хряща. Они образуют супрамолекулярные скопления (аггрекан) с молекулярной массой (ММ) 2-3 млн. Данное образование протеогликанов состоит из центрально расположенной тонкой нити гиалуроновой кислоты, к которой нековалентно присоединены и стабилизированы протеином мономеры протеогликанов (преимущественно состоящих из кератан сульфата и хондроитин сульфата).
Образование напоминает по виду ершик для мытья бутылок и имеет молекулярную массу 200 млн. Протеогликаны встраиваются в структуру коллагена. Отрицательно заряженные Протеогликаны, взаимоотталкиваясь, вызывают растяжение коллагена, которому противодействуют эластические силы (устанавливается равновесие между силами растяжения и сокращения). В состав хряща входят также другие типы коллагена (V, VI, IX, X, XI), два белка (хондронектин, анхорин) и липиды.
Схема агрегации протеогликанов суставного хряща. Гиалуроновая кислота (ГК) является основой. Мономеры протеогликана (аггрекан) увеличивают промежутки по разные стороны от гиалуроновой кислоты. СБ — связанный белок; КС — кератан сульфат; ХС — хондроитин сульфат
Вода также является одним из самых важных компонентов суставного хряща и составляет до 80 % его массы. Она удерживается в хряще за счет взаимодействия с агрегатами протеогликанов.