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Vías respiratorias Pabellón auricular Cartílagos costales Cartílago articular En el adulto: Tejido cartilaginoso SEMANA 5 Tejido cartilaginoso Es un tejido conectivo especializado que carece tanto de circulación como de inervación, tiene su origen en el mesodermo paraxial. Funciones Soporte y sostén a otros tejidos Revestimiento de superficies oseas que entran en contacto entre sí (articulaciones) Mantenimiento de la luz en algunas cavidades, conductos y órganos huecos Soporte esquelético embrionario y fetal Sirve de molde para la formación del tejido óseo Ubicación Componentes Forma el 5% de la estructura cartilaginosa. Función: secretar proteínas y GAG (glicosaminoglicanos) para mantener la matriz extracelular. Condrocitos MEC (Matriz extracelular) Forma el 95% de la estructura cartilaginosa. Es sólida (da firmeza) y maleable (da elasticidad). Función;: mantiene la supervivencia de los condrocitos. Las fibras de colágeno: resistentes a la tensión Proteoglucanos hidratados: débiles ante las fuerzas de cizallamiento La gran cantidad de glucosaminoglicanos en comparación a la cantidad de colágeno tipo 2 permite la difusión de sustancias desde el pericondrio hasta los condrocitos, con lo que se mantiene la viabilidad del tejido. Existen interacciones entre: Permitiendo soportar el peso especialmente en la diartrosis (articulaciones que permiten un movimiento completo). GENERALIDADES Tipos Cartílago hialino Cartílago elástico Cartílago fibroso CARTÍLAGO HIALINO Presenta una matriz con fibras de colágeno tipo 2, GAG, proteoglucanos y glucoproteínas multiadhesivas. Funciones Proporciona superficie de baja fricción Lubrica las diartrosis Distribuye las fuerzas aplicadas al hueso subyacente Componentes Condrocitos Están ubicados en lagunas llamadas condroplastos. MEC Sustancia fundamental amorfa (SFA): Fibras y fibrillas colágenas inmersas en la SFA: Es amorfa y homogénea, tiene un aspecto vítreo (de ahí el nombre de hialino). Su capacidad de reparación es limitada y es una estructura estable a lo largo de la vida. Componentes: - Glucosaminoglicanos: función estructural y energética - Proteoglicanos: Queratán y condroitín sulfato Fijan agua, requisito fundamental para la consistencia gelatinosa del tejido, nutriéndolo. - Hialuronano: función como lubricante y amortiguador. - Colágeno tipo II - Colágeno tipo VI - Colágeno tipo IX - Colágeno tipo X - Colágeno tipo XII Estructura molecular Moléculas de colágeno Colágeno tipo II: forma fibrillas finas Colágeno tipo IX: facilita la interacción entre las fibrillas y los proteoglucanos Colágeno tipo XI: regula el tamaño de las fibras Colágeno tipo X: organiza las fibras en una red hexagonal tridimensional que conduce al buen funcionamiento mecánico Colágeno tipo VI: se ubica en la periferia de los condrocitos y favorece la adhesión celular a la armazón matricial Proteoglucanos Contiene tres tipos de GAG: Agrecano: es el monómero mas importante del cartílago hialino, contiene 100 cadenas de condroitín sulfato y 60 moléculas de queratán sulfato. Sus moléculas contienen una carga negativa con afinidad por el H2O. Cada molécula de hialuronato se asocia con una gran cantidad de moléculas de agrecano (más de 300) por medio de proteínas de enlace que forman aglomeraciones de proteoglucanos unidos a las fibras de colágeno por medio de interacciones electrostáticas y glucoproteínas, esto le da propiedades biomecánicas al cartílago hialino (elasticidad). Otros tipos de proteoglucanos: - Hialuronano - Condroitín sulfato - Queratán sulfato El condroitín y queratán se unen a una proteí- na central para formar un monómero de pro- teoglucanos. - Decorina - Biglicano - Fibromodulina Estos dan estabilidad a la MEC. Glucoproteínas multiadhesivas Son proteínas no colágenas y no ligadas a los proteoglucanos. Interaccionan entre los condrocitos y MEC. Son usadas como marcadores biológicos del recambio y la degeneración del cartílago. Ejemplos: Condrocito inactivoCondrocito activo Ancorina CII / Anexina V del cartílago: actúa como receptor del condrocito para el colágeno. Tenascina y Fibronectina: ayudan a fijar los condrocitos a la MEC. Remodelado interno de la MEC Experimenta pocos cambios a lo largo de la vida. Si la MEC se degrada, los condrocitos la reponen. La MEC sirve de transductor de señales mecánicas, eléctricas y químicas generadas por las compresiones aplicadas al cartílago en las diartrosis para los condrocitos, quienes responden renovando la MEC. El remodelado depende de la capacidad del condrocito de detectar los cambios matriciales y con la edad disminuye está capacidad. Los condrocitos sintetizan metaloproteinasas (enzimas que degradan la matriz cartilaginosa) permitiendo que se expandan y se reubiquen dentro del grupo isógeno en crecimiento. Citoplasma de los condrocitos Región basófila: síntesis proteínica Región clara: aparato de Golgi grande Aparato de Golgi más pequeño Región clara: indican los sitios de los que se ha extraído inclusiones lipídicas o depósitos de glucógeno Condroblastos Condrocitos inmaduros: núcleo en el condroplasto de aspecto vacío Capa de crecimiento por aposición Capa basófila que contiene: CP (Cartílago proliferante) CP Células que acaban de dividirse, mismas condronas. GI (Grupo isógeno) Forma el pericondrio celular y de acá derivan las células cartilaginosas nuevas. P (Pericondrio) Tejido conectivo denso regular que forma el pericondrio fibroso. TCD P TCD El crecimiento ocurre desde el interior del cartílago (crecimiento intersticial) a través de los grupos isógenos. Matrices del cartílago MI (Matriz interterritorial) Menos basófila. MI MT MT (Matriz territorial) Más basófila. N Visibles y bien conservados en lagunas, producen la matriz cartilaginosa de la cápsula y la matriz territorial. N (Núcleo) NOTA Matriz territorial Rodea al grupo isógeno Contiene colágeno tipo II y IX Contiene poca cantidad de proteoglucanos sulfatados Tinción menos basófila Matriz interritorial Rodea la matriz territorial Contiene colágeno tipo II Ocupa el espacio existente entre los grupos isógenos Contiene muy baja cantidad de proteoglucanos sulfatados Matriz capsular o pericelular Inmediata al condrocito Contiene alta cantidad de: Contiene colágeno tipo IX Contiene fibras de colágeno tipo VI: forma red compacta alrededor del condrocito Tinción muy basófila - Proteoglucanos sulfatados - Hialuronano - Biglucanos - Decorina - Fibronectina - Laminina La unidad funcional del cartílago se llama: condrona y esta formada por un condrocito o grupo isógeno con todas sus zonas. Osificación endocondral de los huesos largos En las etapas iniciales del desarrollo fetal, el cartílago hialino es el precursor del tejido óseo que se origina por el proceso de osificación endocondral. Al principio, la mayoría de lo que serán los huesos largos no son más que moldes de cartílago que se asemejan a la forma del hueso maduro. Durante el proceso del desarrollo cuando gran parte del cartílago es reemplazado por hueso, el resto del tejido cartilaginoso sirve como sitio de crecimiento llamado placa epifisiaria de crecimiento Cartílagos articulares Cartílagos costales (caja torácica) Tráquea Bronquios Laringe Nariz o disco epifisiario (entre la diáfisis y epífisis), este cartílago permanece funcional siempre y cuando el hueso crezca en longitud. Los cartílagos embrionarios que quedan en el adulto son: Pericondrio Tejido conectivo denso formado por células que no pueden distinguirse de los fibroblastos, rodea firmemente al cartílago hialino y es la fuente de las células cartilaginosas nuevas. Durante el crecimiento activo, el pericondrio queda dividido en una capa interna celular, que da origen a células cartilaginosas nuevas y una capa externa fibrosa. El cartílago hialino articularde las diartrosis no poseen pericondrio ni hacia el exterior ni hacia el hueso. Cartílago hialino articular en adultos Zona superficial/tangencial Resistente a la compresión. En contacto con el líquido articular. Abundantes condrocitos alargados y aplanados rodeados por fibras de colágeno tipo II, distribuidos en fascículos paralelos a la superficie libre. Zona intermedia/transicional Condrocitos redondeados distribuidos sin ningún orden en la matriz. Fibrillas colágenas menos organizadas con orientación oblicua a la superficie libre. Zona profunda/radial Condrocitos redondeados pequeños dispuestos en columnas perpendiculares a la superficie libre. Fibrillas colágenas están entre las columnas y paralelas al eje longitudinal. Zona calcificada Matriz calcificada con condrocitos pequeños y cuando se acerca al hueso subcondral desaparecen los condrocitos. Marca de marea: línea divisoria entre la zona radial y calcificada. CARTÍLAGO ELÁSTICO Características Estructura distensible y maleable Propiedades elásticas Posee pericondrio No se calcifica con el paso de los años Componentes Condrocitos y MEC Gran cantidad de fibras elásticas ramificadas y anastomosadas (se unen ya sea directamente o por medio de un tercero) Láminas interconectadas de material elástico Ubicación Pabellón auricular Pared del conducto auditivo externo Trompa de Eustaquio Epiglotis Coloraciones especiales Resorcina-Fuscina Van Gieson Orceína CARTÍLAGO FIBROSO / FIBROCARTÍLAGO Condrocitos y MEC Colágeno tipo II Fibras de colágeno tipo I: forma la matriz del tejido conectivo Tejido conectivo denso regular La MEC contiene una mayor cantidad de versicano, este se puede unir al hialuronato para formar aglomeraciones de proteoglucanos muy hidratados Los condrocitos se encuentran muy dispersos entre las fibras colágenas o pueden estar solos en hileras o grupos isógenos No poseen pericondrio Componentes Discos intervertebrales Sínfisis del pubis Discos articulares de las articulaciones esternoclavicular y temporomandibular Meniscos de las rodillas Complejo fibrocartilaginoso triangular de la muñeca Algunos sitios donde los tendones se insertan en los huesos Ubicación Soporta fuerzas de compresión y distensión Amortigua el peso La proporción de colágeno tipo I y II es variable: Varía con la edad: a mayor edad hay mas colágeno tipo II debido a la actividad metabólica de los condrocitos Responde a cambios del medio externo como: - Meniscos de las rodillas: Alto colágeno I Bajo colágeno II - Discos intervertebrales: Igual cantidad de colágeno I y II - Fuerzas mecánicas - Modificaciones nutricionales - Factores de crecimiento - Concentraciones variables de hormonas Funciones Menisco Disco intervertebral CARTÍLAGO FETAL Vasos sanguíneos en el pericondrio Abundantes condrocitos individuales o en parejas: Distribución uniforme No condronas - Fusiformes - Estrellados - Redondeados Esqueleto apendicular Características CONDROGÉNESIS Y CRECIMIENTO CARTÍLAGO Condrogénesis La mayoría de cartílagos se originan a partir del mesénquima durante la condrogénesis. Comienza con la aglomeración de células mesenquimatosas condroprogenitoras, el sitio de formación del cartílago hialino es un cúmulo celular redondeado y denso llamada nódulo condrógeno. Estás células mesenquimatosas tienen morfología fibroblastoide y plasticidad hacia diversos linajes celulares. Cuando el crecimiento del cartílago se inicia, las células experimentan un proceso de diferenciación guiado por la expresión del factor de transcripción SOX-9. Entonces ocurren cambios como el redondeamiento de la células mesenquimatosa y la retracción de las prolongaciones que determinan la conversión de la célula en un condroblasto. Entonces hay proliferación celular de condroblastos quiénes tienen un citoplasma basófilo y sintetizas y secretan SFA y Procolágeno. SOX-9 CÉLULA MESENQUIMATOSA CONDROPROGENITORA CONDROBLASTOS La MEC aumenta y las células se aíslan en los condroplastos y adquieren características de células maduras (condrocitos). CONDROCITOS DIFERENCIACIÓN DEL CARTÍLAGO Ocurre desde el centro hacia la periferia y el mesénquima superficial forma el pericondrio. Moléculas reguladoras Ligando extracelulares Receptores nucleares Factores de transcripción Moléculas adhesivas Proteínas matriciales Factores reguladores Fuerzas biomecánicas que regulan: Modifican la interacción célula-MEC al interior del cartílago - Forma del cartílago - Regeneración del cartílago - Envejecimiento del cartílago Tipos de crecimiento Crecimiento por aposición: se forma cartílago nuevo sobre la superficie de un cartílago preexistente Crecimiento intersticial: formación de cartílago nuevo en el interior de un cartílago preexistente El cartílago es capaz de realizar dos tipos de crecimiento: Crecimiento por aposición NOTA Osificación endocondral durante el crecimiento. En la vejez ocurre calcificación del cartílago hialino. El cartílago hialino es propenso a calcificarse, un proceso en el que cristales de fosfato de calcio se depositan en la matriz cartilaginosa. La matriz del cartílago hialino sufre normalmente calcificación en tres situaciones: Capa fibrosa: zona de transición entre el cartílago y el tejido conectivo que lo rodea. Capa condrógena: zona interna del pericondrio donde están los condroblastos (sintetizan y secretan colágeno II y otros componentes de la MEC). El pericondrio tiene dos capas: Se añaden nuevas capaz de células y MEC a la superficie del cartílago, ampliando el primordio inicial del futuro esqueleto (aumenta el tamaño total del cartílago). Crecimiento intersticial Durante la embriogénesis se forman los centros de condrogenia (condroblastos rodeados por MEC). Los condroblastos hacen mitosis y las células hijas quedan dentro del mismo condroplasto formando grupos isogénicos, rodeándose de matriz territorial e interterritorial, luego estás se separan. Este crecimiento es altamente activo durante la osificación endocondral. Osteoclastos Célula gigante, multinucleada que aparece durante la histogénesis del cartílago. Función: fagocítica, remueve las células y la sustancia intercelular durante la condrogénesis. REPARACIÓN DEL CARTÍLAGO HIALINO Tipos de daño Puede haber reparación. En este caso la reparación es el resultado de la actividad de las células progenitorias pluripotenciales existentes sintetizan tejido conectivo denso. Que es un tejido avascular La inmovilidad de los condrocitos La capacidad limitada de proliferación de los condrocitos El cartílago posee una capacidad limitada de reparación debido a: En el pericondrio Ocurre angiogénesis en la herida en proceso de curación: estimula el desarrollo de tejido óseo en lugar de cartílago. En el cartílago Si la matriz cartilaginosa se calcifica por presencia de cristales de fosfato de calcio se reemplaza por tejido óseo. Calcificación de la matriz cartilaginosa Cartílago articular: calcificación de la porción que está en contacto con el tejido óseo en crecimiento y del adulto.
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