El cartílago (tejido cartilaginoso) es un tejido elástico suave y resistente , acolchado similar al caucho que cubre y protege los extremos de los huesos largos en las articulaciones y los nervios, y es un componente estructural de la caja torácica , la oreja , la nariz y los bronquios. tubos, los discos intervertebrales y muchos otros componentes del cuerpo. No es tan duro y rígido como el hueso , pero es mucho más rígido y menos flexible que el músculo . La matriz del cartílago está formada por glicosaminoglicanos , proteoglicanos , fibras de colágeno y, a veces,elastina .
Cartílago | |
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Identificadores | |
Malla | D002356 |
TA98 | A02.0.00.005 |
TA2 | 381 |
Terminología anatómica [ editar en Wikidata ] |
Debido a su rigidez, el cartílago a menudo sirve para mantener abiertos los tubos del cuerpo. Los ejemplos incluyen los anillos de la tráquea, como el cartílago cricoides y la carina .
El cartílago está compuesto por células especializadas denominadas condrocitos que producen una gran cantidad de matriz extracelular de colágeno , abundante sustancia fundamental rica en proteoglicanos y fibras de elastina. El cartílago se clasifica en tres tipos, cartílago elástico , cartílago hialino y fibrocartílago , que difieren en cantidades relativas de colágeno y proteoglicanos.
El cartílago no contiene vasos sanguíneos (es avascular) ni nervios (es aneural). Sin embargo, algunos fibrocartílagos , como el menisco de la rodilla , tienen suministro de sangre en parte. La nutrición se suministra a los condrocitos por difusión . La compresión del cartílago articular o la flexión del cartílago elástico genera un flujo de líquido que ayuda a la difusión de nutrientes a los condrocitos. En comparación con otros tejidos conectivos, el cartílago tiene un recambio muy lento de su matriz extracelular y está documentado que se repara solo a un ritmo muy lento en relación con otros tejidos.
Estructura
Desarrollo
En la embriogénesis , el sistema esquelético se deriva de la capa germinal del mesodermo . La condrificación (también conocida como condrogénesis) es el proceso por el cual se forma el cartílago a partir del tejido mesénquima condensado , que se diferencia en condroblastos y comienza a secretar las moléculas (agrecano y colágeno tipo II) que forman la matriz extracelular.
Después de la condrificación inicial que ocurre durante la embriogénesis, el crecimiento del cartílago consiste principalmente en la maduración del cartílago inmaduro a un estado más maduro. La división de las células dentro del cartílago ocurre muy lentamente y, por lo tanto, el crecimiento del cartílago generalmente no se basa en un aumento de tamaño o masa del cartílago en sí. [1] Se ha identificado que los ARN no codificantes (por ejemplo, miARN y ARN largos no codificantes) como los moduladores epigenéticos más importantes pueden afectar la condrogénesis. Esto también justifica la contribución de los ARN no codificantes en diversas afecciones patológicas dependientes del cartílago, como la artritis, etc. [2]
Cartílago articular
La función del cartílago articular depende de la composición molecular de la matriz extracelular (MEC). El ECM se compone principalmente de proteoglicanos y colágenos . El principal proteoglicano del cartílago es el agrecano, que, como su nombre indica, forma grandes agregados con hialuronano . Estos agregados están cargados negativamente y retienen agua en el tejido. El colágeno, principalmente colágeno de tipo II, restringe los proteoglicanos. El ECM responde a las fuerzas de tracción y compresión que experimenta el cartílago. [3] Por tanto, el crecimiento del cartílago se refiere al depósito de la matriz, pero también puede referirse tanto al crecimiento como a la remodelación de la matriz extracelular. Debido a la gran tensión en la articulación femororrotuliana durante la extensión de rodilla resistida, el cartílago articular de la rótula se encuentra entre los más gruesos del cuerpo humano.
Función
Propiedades mecánicas
Las propiedades mecánicas del cartílago articular en las articulaciones que soportan carga, como la rodilla y la cadera, se han estudiado ampliamente a macro, micro y nanoescala. Estas propiedades mecánicas incluyen la respuesta del cartílago en cargas de fricción, compresión, cizallamiento y tracción. El cartílago es resistente y muestra propiedades viscoelásticas . [4]
Propiedades de fricción
La lubricina , una glicoproteína abundante en el cartílago y el líquido sinovial, juega un papel importante en la biolubricación y la protección contra el desgaste del cartílago. [5]
Reparar
El cartílago tiene capacidades de reparación limitadas: debido a que los condrocitos están unidos en las lagunas , no pueden migrar a las áreas dañadas. Por lo tanto, el daño del cartílago es difícil de curar. Además, debido a que el cartílago hialino no tiene irrigación sanguínea, el depósito de nueva matriz es lento. En los últimos años, cirujanos y científicos han elaborado una serie de procedimientos de reparación de cartílago que ayudan a posponer la necesidad de reemplazo de articulaciones. Un desgarro del menisco del cartílago de la rodilla a menudo se puede recortar quirúrgicamente para reducir los problemas.
Se están desarrollando técnicas de ingeniería biológica para generar nuevo cartílago, utilizando un material de "andamiaje" celular y células cultivadas para hacer crecer cartílago artificial. [6]
Significación clínica
Enfermedad
Varias enfermedades pueden afectar el cartílago. Las condrodistrofias son un grupo de enfermedades que se caracterizan por la alteración del crecimiento y la posterior osificación del cartílago. Algunas enfermedades comunes que afectan el cartílago se enumeran a continuación.
- Osteoartritis : La osteoartritis es una enfermedad de toda la articulación, sin embargo, uno de los tejidos más afectados es el cartílago articular. El cartílago que cubre los huesos (cartílago articular, un subconjunto del cartílago hialino) se adelgaza y finalmente se desgasta por completo, lo que produce un "hueso contra hueso" dentro de la articulación, lo que reduce el movimiento y el dolor. La osteoartritis afecta las articulaciones expuestas a un alto estrés y, por lo tanto, se considera el resultado del "desgaste" más que una verdadera enfermedad. Se trata mediante artroplastia , el reemplazo de la articulación por una articulación sintética a menudo hecha de una aleación de acero inoxidable ( cromoly de cobalto ) y polietileno de peso molecular ultra alto (UHMWPE). Se ha afirmado que los suplementos de sulfato de condroitina o sulfato de glucosamina reducen los síntomas de la osteoartritis, pero hay poca evidencia que respalde esta afirmación. [7]
- Rotura o desprendimiento traumático: el cartílago de la rodilla se daña con frecuencia, pero puede repararse parcialmente mediante la terapia de reemplazo de cartílago de la rodilla . A menudo, cuando los atletas hablan de "cartílago" dañado en la rodilla, se refieren a un menisco dañado (una estructura de fibrocartílago ) y no al cartílago articular.
- Acondroplasia : proliferación reducida de condrocitos en la placa epifisaria de los huesos largos durante la infancia y la niñez, lo que resulta en enanismo .
- Costocondritis : inflamación del cartílago de las costillas que provoca dolor en el pecho .
- Hernia de disco espinal : la compresión asimétrica de un disco intervertebral rompe el disco en forma de saco, provocando una hernia de su contenido blando. La hernia a menudo comprime los nervios adyacentes y causa dolor de espalda.
- Policondritis recidivante : destrucción, probablemente autoinmune , del cartílago, especialmente de la nariz y las orejas, que causa desfiguración. La muerte ocurre por asfixia ya que la laringe pierde su rigidez y colapsa.
Pueden aparecer tumores formados por tejido cartilaginoso, ya sean benignos o malignos . Suelen aparecer en el hueso, raramente en cartílago preexistente. Los tumores benignos se llaman condroma , los malignos condrosarcoma . Los tumores que surgen de otros tejidos también pueden producir una matriz similar a un cartílago, siendo el más conocido el adenoma pleomórfico de las glándulas salivales .
La matriz de cartílago actúa como barrera, impidiendo la entrada de linfocitos o la difusión de inmunoglobulinas . Esta propiedad permite el trasplante de cartílago de un individuo a otro sin temor al rechazo del tejido.
Imagen
El cartílago no absorbe los rayos X en condiciones normales in vivo , pero se puede inyectar un tinte en la membrana sinovial que hará que los rayos X sean absorbidos por el tinte. El vacío resultante en la película radiográfica entre el hueso y el menisco representa el cartílago. Para las exploraciones de rayos X in vitro , lo más probable es que se elimine el tejido blando externo, por lo que el cartílago y el límite de aire son suficientes para contrastar la presencia de cartílago debido a la refracción de los rayos X. [8]
Otros animales
Pescado cartilaginoso
Los peces cartilaginosos (Chondrichthyes) como tiburones , rayos y patines tienen un esqueleto compuesto enteramente de cartílago.
Cartílago invertebrado
El tejido cartilaginoso también se puede encontrar entre algunos artrópodos como los cangrejos herradura , algunos moluscos como los caracoles marinos y cefalópodos , y algunos anélidos como los poliquetos sabélidos.
Artrópodos
El cartílago más estudiado en artrópodos es el cartílago branquial de Limulus polyphemus . Es un cartílago vesicular rico en células debido a los condrocitos grandes, esféricos y vacuolados sin homologías en otros artrópodos. Otro tipo de cartílago que se encuentra en Limulus polyphemus es el cartílago de endosternita, un cartílago fibroso-hialino con condrocitos de morfología típica en un componente fibroso, mucho más fibroso que el cartílago hialino de vertebrados, con mucopolisacáridos inmunorreactivos contra anticuerpos de condroitín sulfato. Hay tejidos homólogos al cartílago de la endosternita en otros artrópodos. [9] Los embriones de Limulus polyphemus expresan ColA y hialuronano en el cartílago branquial y la endosternita, lo que indica que estos tejidos son cartílagos fibrilares basados en colágeno. El cartílago de la endosternita se forma cerca de los cordones nerviosos ventrales que expresan Hh y expresa ColA y SoxE, un análogo de Sox9. Esto también se ve en el tejido del cartílago branquial. [10]
Moluscos
En cefalópodos, los modelos utilizados para los estudios del cartílago son Octopus vulgaris y Sepia officinalis . El cartílago craneal cefalópodo es el cartílago invertebrado que se parece más al cartílago hialino de los vertebrados. Se cree que el crecimiento tiene lugar a través del movimiento de las células desde la periferia hacia el centro. Los condrocitos presentan diferentes morfologías relacionadas con su posición en el tejido. [9] Los embriones de Sepia officinalis expresan ColAa, ColAb y hialuronano en los cartílagos craneales y otras regiones de condrogénesis. Esto implica que el cartílago está basado en colágeno fibrilar. El embrión de Sepia officinalis expresa hh, cuya presencia provoca la expresión de ColAa y ColAb y también es capaz de mantener indiferenciadas las células en proliferación. Se ha observado que esta especie presenta la expresión SoxD y SoxE, análogos de los vertebrados Sox5 / 6 y Sox9, en el cartílago en desarrollo. El patrón de crecimiento del cartílago es el mismo que el del cartílago de los vertebrados. [10]
En los gasterópodos, el interés radica en el odontóforo , una estructura cartilaginosa que sostiene la rádula. La especie más estudiada con respecto a este tejido en particular es Busycotypus canaliculatus . El odontóforo es un cartílago rico en células vesiculares, formado por células vacuoladas que contienen mioglobina, rodeadas por una pequeña cantidad de matriz extracelular que contiene colágeno. El odontóforo contiene células musculares junto con los condrocitos en el caso de Lymnaea y otros moluscos que pastan en la vegetación. [9]
Poliquetos Sabellid
Los poliquetos Sabellid , o gusanos plumeros, tienen tejido cartilaginoso con especialización celular y matricial que sostiene sus tentáculos. Presentan dos regiones de matriz extracelular distintas. Estas regiones son una región fibrosa acelular con un alto contenido de colágeno, llamada matriz de tipo cartílago, y colágeno que carece de un núcleo altamente celularizado, llamado matriz de tipo osteoide. La matriz de tipo cartílago rodea la matriz de tipo osteoide. La cantidad de región fibrosa acelular es variable. Los organismos modelo utilizados en el estudio del cartílago en poliquetos sabélidos son Potamilla sp y Myxicola infundibulum . [9]
Plantas y hongos
Las plantas vasculares , en particular las semillas y los tallos de algunos hongos, a veces se denominan "cartilaginosos", aunque no contienen cartílago. [11]
Biomecánica
- Biomecánica
Referencias
- ^ Asanbaeva A, Masuda K, Thonar EJ, Klisch SM, Sah RL (enero de 2008). "Crecimiento y remodelación del cartílago: modulación del equilibrio entre proteoglicanos y red de colágeno in vitro con beta-aminopropionitrilo" . Artrosis y cartílago . 16 (1): 1–11. doi : 10.1016 / j.joca.2007.05.019 . PMID 17631390 .
- ^ Razmara E, Bitaraf A, Yousefi H, Nguyen TH, Garshasbi M, Cho WC, Babashah S (septiembre de 2019). "ARN no codificantes en el desarrollo del cartílago: una revisión actualizada" . Revista Internacional de Ciencias Moleculares . 20 (18): 4475. doi : 10.3390 / ijms20184475 . PMC 6769748 . PMID 31514268 .
- ^ Asanbaeva A, Tam J, Schumacher BL, Klisch SM, Masuda K, Sah RL (junio de 2008). "Integridad de tracción del cartílago articular: la modulación por agotamiento de la matriz depende de la maduración" . Archivos de Bioquímica y Biofísica . 474 (1): 175–82. doi : 10.1016 / j.abb.2008.03.012 . PMC 2440786 . PMID 18394422 .
- ^ Hayes WC, Mockros LF (octubre de 1971). "Propiedades viscoelásticas del cartílago articular humano" (PDF) . Revista de fisiología aplicada . 31 (4): 562–8. doi : 10.1152 / jappl.1971.31.4.562 . PMID 5111002 .
- ^ Rhee DK, Marcelino J, Baker M, Gong Y, Smits P, Lefebvre V, et al. (Marzo de 2005). "La glicoproteína lubricina secretada protege las superficies del cartílago e inhibe el crecimiento excesivo de las células sinoviales" . La Revista de Investigación Clínica . 115 (3): 622–31. doi : 10.1172 / JCI22263 . PMC 548698 . PMID 15719068 .
- ^ Sociedad internacional de reparación de cartílago ICRS
- ^ "Los suplementos para la osteoartritis 'no funcionan ' " . BBC News . 16 de septiembre de 2010.
- ^ Osteoartritis . Osteoarthritis.about.com. Consultado el 26 de octubre de 2015.
- ^ a b c d Cole AG, Hall BK (2004). "La naturaleza y la importancia de los cartílagos de invertebrados revisada: distribución e histología del cartílago y tejidos similares al cartílago dentro de los metazoos". Zoología . 107 (4): 261–73. doi : 10.1016 / j.zool.2004.05.001 . PMID 16351944 .
- ^ a b Tarazona OA, Slota LA, Lopez DH, Zhang G, Cohn MJ (mayo de 2016). "El programa genético para el desarrollo del cartílago tiene una profunda homología dentro de Bilateria". Naturaleza . 533 (7601): 86–9. Código Bib : 2016Natur.533 ... 86T . doi : 10.1038 / nature17398 . PMID 27111511 . S2CID 3932905 .
- ^ Eflora - Glosario . Universidad de Sydney (16 de junio de 2010). Consultado el 26 de octubre de 2015.
Otras lecturas
- Keller-Peck C (2008). Histología de vertebrados, ZOOL 400 . Universidad Estatal de Boise .
enlaces externos
- Cartilage.org , Sociedad Internacional de Regeneración de Cartílago y Preservación de Articulaciones
- KUMC.edu Archivado el 8 de abril de 2011 en Wayback Machine , tutorial de cartílago, University of Kansas Medical Center
- Bartleby.com , texto de la anatomía de Gray
- MadSci.org , he escuchado 'Las orejas y la nariz nunca dejan de crecer'. ¿Es esto falso?
- CartilageHealth.com , información sobre prevención, reparación y rehabilitación de lesiones del cartílago articular
- About.com , osteoartritis
- Tipos de cartílago [ enlace muerto permanente ]
- Diferentes cartílagos en TheFreeDictionary
- Microfotografías de cartílago