Condroblastos , o células pericondriales , es el nombre que se le da a las células progenitoras mesenquimales in situ que, a partir de la osificación endocondral , formarán condrocitos en la matriz del cartílago en crecimiento . Otro nombre para ellos es progenitores corticoesponjosos subcondrales. [1] Tienen núcleos eucromáticos y se tiñen con tintes básicos.
Condroblasto | |
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Detalles | |
Identificadores | |
latín | condroblastus |
TH | H2.00.03.5.00002 |
FMA | 66783 |
Términos anatómicos de microanatomía [ editar en Wikidata ] |
Estas células son extremadamente importantes en la condrogénesis debido a su papel en la formación tanto de los condrocitos como de la matriz del cartílago que eventualmente formará cartílago. El uso del término es técnicamente inexacto ya que los progenitores mesenquimales también pueden diferenciarse técnicamente en osteoblastos o grasa . Los condroblastos se denominan condrocitos cuando se incrustan en la matriz del cartílago, formada por proteoglicanos y fibras de colágeno , hasta que se encuentran en las lagunas de la matriz . Una vez que se incrustan en la matriz del cartílago, hacen crecer la matriz del cartílago al hacer crecer más matriz extracelular de cartílago en lugar de dividirse más. [ cita requerida ]
Estructura
En los adultos y en los adultos en desarrollo, la mayoría de los condroblastos se encuentran en el pericondrio. Esta es una capa delgada de tejido conectivo que protege el cartílago y es donde los condroblastos ayudan a expandir el tamaño del cartílago cuando lo solicitan hormonas como GH , TH y glicosaminoglicanos . [2] Están ubicados en el pericondrio porque el pericondrio, ubicado en el exterior del hueso en desarrollo, no está tan fuertemente envuelto en la matriz extracelular del cartílago como el interior y porque aquí se encuentran los capilares . El tipo de crecimiento mantenido por los condroblastos se llama crecimiento óseo aposicional y aumenta el nacimiento del tejido afectado. Es importante señalar que el pericondrio y, por lo tanto, los condroblastos no se encuentran en las superficies del cartílago articular de las articulaciones . [ cita requerida ]
Formación y composición de la matriz
La matriz extracelular secretada por los condroblastos está compuesta de fibras , colágeno , ácido hialurónico , proteoglicanos , glicoproteínas , agua y una gran cantidad de macromoléculas . Dentro del cartílago terminado, las fibras de colágeno componen el 10-20% del volumen, el agua el 65-80% y el proteoglicano-ácido hialurónico agrega la porción restante. Debido a la naturaleza proliferativa de los condroblastos, las células componen una porción más grande de la composición que la que normalmente se encuentra dentro del cartílago completo. [3]
Las fibras de colágeno tipo II son responsables de dar a la futura matriz de cartílago su resistencia a la tracción . La estructura de estas fibras, como la mayoría de las fibras de colágeno, forma una estructura de triple hélice. [3]
Los proteoglicanos resisten la compresión que generalmente se aplica al cartílago y generan la presión de hinchamiento responsable de la tensión que protege la matriz de la carga de compresión. Se adhieren a hasta 100 moléculas de sulfato de condroitina y hasta 50 cadenas de glucoaminoglicano de sulfato de queratán . Estas cadenas juntas están unidas a una columna vertebral de ácido hialurónico que, junto con las fibrillas de colágeno, crean un espacio intrafibrilar intersticial en el que el agua es retenida por la carga negativa de los proteoglicanos. [4]
Desarrollo
Como sugiere el nombre, los progenitores mesenquimales se originan en el mesodermo . Estas células , cuando se forman a partir del mesodermo, se forman específicamente a partir de células madre embrionarias mediante inducción a través de BMP4 y el factor de crecimiento de fibroblastos FGF2 mientras el feto está dentro del útero. Se ha sugerido que la diferenciación de las células madre embrionarias con estos factores de crecimiento podría evitar que las células madre, una vez inyectadas en pacientes potenciales , formen teratomas o tumores causados por células madre . [5]
Factores de señalización, transcripción y ambientales responsables de la creación de condroblastos
Factores de transcripción
Un componente genético importante de este proceso es Sox9, un factor de transcripción de caja HMG , que marca las células progenitoras para la diferenciación condrogénica. La inactivación del gen Sox9 dará como resultado la pérdida de todo el cartílago y, por lo tanto, la formación de condroblasto. Este factor también se expresa junto con Sox5 y Sox6. [1]
Runx2 es otro componente genético importante de la formación de condroblastos. Se ha descubierto que la expresión de este gen dará como resultado la supresión de la diferenciación de condroblastos. La expresión de este gen también provocará que el cartílago ya formado se someta a una osificación endocondral que provocará que el cartílago forme hueso. [ cita requerida ]
Es importante señalar aquí que estos genes no son los únicos factores que determinan si se formarán condroblastos. La inactivación o activación general de estos genes no convierte a todas las células afectadas en un tipo u otro. Los factores ambientales extrínsecos actúan corriente arriba para determinar qué tipo de célula se formará a partir de cualquier célula progenitora mesenquimal en particular. [ cita requerida ]
Señalización de Wnt / β-catenina
Wnt14 está controlado por Col2a1 y se somete a la vía Wnt mediada por β-catenina . Los niveles más altos de Wnt14 impidieron la diferenciación de condrocitos, mientras que los niveles más bajos parecieron permitirlo. Si la vía Wnt / β-catenina está regulada al alza, entonces se estimula la osificación endocondral, lo que promueve la osificación del cartílago formado. Esta vía es una vía Wnt canónica debido a la β-catenina que se acumula una vez que se inicia la señalización de Wnt14. Después de que se inicia Wnt14, se suprime la fosforilación de la β-catenina que normalmente marcaría la destrucción de la proteína, lo que permite que se acumule y, finalmente, ingrese al núcleo celular para unirse a los factores de transcripción LEF / TCF que conducen a la destrucción de cualquier la β-catenina fosforilada restante, así como la diferenciación de las células progenitoras mesenquimales en osteoblastos . [ cita requerida ]
Las pruebas de esta vía han indicado que la Wnt / β-catenina aumenta los niveles de β-catenina antes de la activación de los factores de transcripción Runx2 y Osx, lo que parece sugerir que los niveles tempranos de β-catenina pueden ser un signo de si una célula progenitora mesenquimal temprana progresa a un condrocito oa un osteoblasto. [6]
Ácido retinoico
El ácido retinoico, que forma parte de una familia de moléculas llamadas retinoides , necesita ser reprimido para que se formen los condroblastos. Un estudio de 2003 usando transgénico ratones con un débil, constitutivamente activa ácido retinoico receptor encontró que los retinoides mantienen células dentro de condensaciones en un estado celular precondrogénica, mesenquimales que impide la diferenciación celular. [7] También se ha sugerido que la inhibición de la señalización de retinoides mediada por receptores induce la expresión de Sox9 , que se considera un "interruptor maestro" para la diferenciación de condroblastos. [7]
Factores ambientales
La diferenciación de condroblastos se favorece en un entorno con alta fuerza de compresión y baja presión parcial de oxígeno que se combinan para inhibir la proteína 3, una proteína que inhibe la diferenciación del cartílago. Estas preferencias son importantes ya que el tejido del cartílago maduro es avascular y, por tanto, no sería adecuado para un entorno con alto contenido de oxígeno. [1]
Función
Los condroblastos parecen migrar al cartílago cuando los condrocitos se destruyen mediante fuerza mecánica. Los condrocitos restantes se dividen para formar más condroblastos. HMGB-1, un factor de crecimiento que promueve la división de los condrocitos, mientras que los receptores de productos de glicación avanzada (RAGE) mediaban la quimiotaxis para limpiar los restos celulares resultantes del daño. Los condroblastos luego secretan matriz de cartílago alrededor de sí mismos para reformar el tejido de cartílago perdido. [ cita requerida ]
Sin embargo, la regeneración es todavía demasiado lenta para que el cuidado del paciente se base efectivamente en este mecanismo de reparación. Parte de esta incapacidad para regenerarse rápidamente a partir de una lesión se debe a la naturaleza relativamente avascular del cartílago en comparación con otros tejidos conectivos del cuerpo humano . [ cita requerida ]
Patología
A veces se pueden formar condroblastomas , que son tumores benignos que se forman en los sitios de osificación endocondral debido a la sobreestimulación de los condroblastos. Cuando se forman, por lo general se encuentran en la tibia superior o inferior , así como en la parte superior del húmero, donde la actividad de los condroblastos es más evidente. En raras ocasiones, se pueden encontrar en los pies, las manos, los huesos planos o la columna vertebral. 30 a 50% de estos sarcomas tienen un osteoblastoma acompañante que es igualmente benigno. [8]
El condrosarcoma es un tipo de tumor más maligno , pero la mayoría son tumores de bajo grado y suelen aparecer en la región esquelética axial . Constituye el 20% de los tumores del sistema esquelético en los Estados Unidos . [9]
Ver también
- Lista de tipos de células humanas derivadas de las capas germinales
Referencias
- ↑ a b c Krüger, Jan Philipp; Hondke, Sylvia; Endres, Michaela; Pruss, Axel; Siclari, Alberto; Kaps, Christian (2012). "El plasma rico en plaquetas humano estimula la migración y la diferenciación condrogénica de las células progenitoras subcondrales humanas" . Revista de investigación ortopédica . 30 (6): 845–52. doi : 10.1002 / jor.22005 . PMID 22058056 . S2CID 25710553 .
- ^ Hall, BK (1983). El cartílago . Nueva York: Academic Press. ISBN 978-0-12-319501-2. Consultado el 22 de octubre de 2014 . CS1 maint: parámetro desalentado ( enlace )
- ^ a b Pearle, Andrew D .; Warren, Russell F .; Rodeo, Scott A. (2005). "Ciencia básica del cartílago articular y la osteoartritis". Clínicas de Medicina del Deporte . 24 (1): 1–12. doi : 10.1016 / j.csm.2004.08.007 . PMID 15636773 .
- ^ King, MW (10 de febrero de 2014). "Glucosaminoglicanos" . Consultado el 22 de octubre de 2014 . CS1 maint: parámetro desalentado ( enlace )[ fuente médica no confiable? ]
- ^ Lee, TJ; Jang, J; Kang, S; Jin, M; Shin, H; Kim, DW; Kim, BS (2013). "Mejora de la diferenciación osteogénica y condrogénica de células madre embrionarias humanas por inducción de linaje mesodérmico con tratamiento con BMP-4 y FGF2". Comunicaciones de investigación bioquímica y biofísica . 430 (2): 793–7. doi : 10.1016 / j.bbrc.2012.11.067 . PMID 23206696 .
- ^ Day, Timothy F .; Guo, Xizhi; Garrett-Beal, Lisa; Yang, Yingzi (2005). "La señalización de Wnt / β-catenina en progenitores mesenquimales controla la diferenciación de osteoblastos y condrocitos durante la esqueletogénesis de vertebrados". Célula de desarrollo . 8 (5): 739–50. doi : 10.1016 / j.devcel.2005.03.016 . PMID 15866164 .
- ^ a b Hoffman, LM; Weston, AD; Underhill, TM (2003). "Mecanismos moleculares que regulan la diferenciación de condroblastos" . The Journal of Bone and Joint Surgery. Volumen americano . 85-A Suppl 2: 124–32. doi : 10.2106 / 00004623-200300002-00017 . PMID 12721355 . S2CID 44703653 .[ enlace muerto permanente ]
- ^ Aufderheide, AC; Rodríguez-Martín, C .; Langsjoen, O. (2011). "Condrosarcoma". La enciclopedia de Cambridge de paleopatología humana . Cambridge, Reino Unido: Cambridge University Press.
- ^ "Epidemiología del cáncer de hueso: una visión general" .