COMPOSICIÓN Y ESTRUCTURA DEL CARTÍLAGO ARTICULAR

Lissette PulquillancaMauricio Villagrán

Kinesiología/biomecánica

OBJETIVOS Identificar los componentes del cartílago articular

Conocer las estructuras del cartílago articular

Determinar el comportamiento y la distribución del agua dentro del cartílago

Reconocer la interacción estructural y física entre los componentes del cartílago

INTRODUCCIÓN

El cartílago articular , es un tejido altamente especializado , ubicado en las epífisis de los huesos largos cumpliendo dos funciones primarias:

-Distribuir las cargas articulares sobre un área amplia , disminuyendo así las solicitaciones mantenidas por el contacto de las superficies articulares (Ateshian et al.,1995; Helminen et al.,1987).

-Permitir el movimiento relativo de las superficies articulares opuestas con mínima fricción y desgaste (Mow y Ateshian,1997).

COMPOSICION Y ESTRUCTURA DEL CARTILAGO ARTICULAR

CONDROCITOS 10%

COLÁGENO TIPO II 15% al 22%

PROTEOGLICANOS 4% al 7%

AGUA 60% al 85%

OTROS (sales inorgánicas, glicoproteínas y lípidos)

COLÁGENOProteína más abundante del cuerpoAlto nivel de organización estructural, proporcionando ultraestructura fibrosaDiámetro de 25 a 40 nm hasta 200 nmDistribuido de forma dishomogénea, dandole un carácter laminado.Propiedades mecánicas más importantes : rigidez y fuerza tensilOfrecen una pequeña resistencia a la compresión debido a su gran tasa de delgadez.

CARÁCTER LAMINADO DEL COLÁGENO

TIPOS DE COLÁGENO

PROTEOGLICANOS Molécula grande de proteína – polisacárida compuesta de una proteína básica a la que se uno o más GAGsAgrecan: -compuesto por CS y QS -proteína de 200 nm de largo

-se le unen por enlace covalente 150 cadenas de GAGs heterogéneamenteAporta estabilidad y rigidez estructural a la MEC.

Los estudios han demostrado dos poblaciones distintas de agrecans:-La primera presente a lo largo de la vida y es rica en condroitin sulfato -La segunda es rica en PG ricos en QS y solo esta presente en el cartílago adulto.

A medida que el cartílago articular madura , ocurren otros cambios relacionados con la edad en la composicion y estructura del PG .

Con la maduración del cartílago, el contenido de agua y la tasa de carbohidrato/proteína disminuye progresivamente.

Muchos de estos cambios vistos en el cartílago art. pueden reflejar la maduración de este, posiblemente como resultado del incremento de la demanda con el aumento de la carga de peso.

AGUA Componente más abudante del cartílago articular

Es más concentrada en la sup. art. (80%) y disminuye con el incremento de la profundidad a una [ ] de aprox. 65% en la zona profunda.

Contiene muchos cationes libres móviles( Na+, K+ Y Ca 2+) que influyen notablemente en los comportamientos mecánicos y fisicoquimicos del cartílago.

Este componente fluido del cartílago permite el movimiento de ida y vuelta de los gases, nutrientes y productos de desecho entre condrocitos y líquido sinovial (rico en nutrientes).

Un 30% del agua se encuentra asociada a colágeno.

Se cree que la interacción entre el colágeno, PG y agua a través de la presión osmotica de Donnan, tiene una función importante regulando la organización estructural de la MEC y sus propiedades de tumefacción.

El agua es libre de moverse cuando una carga, gradiente de presión u otras fuerza motriz electroquimica se aplica al tejido.

Cuando es cargada por una fuerza compresiva , aproximadamente el 70% del agua es movida, este movimiento es importante en el control del comportamiento mecánico del cartílago y la lubricación articular.

Condrocitos

Fuerza de compresión Mantiene la estructura ordenada de colágeno

AguaComponente

fluido que contiene cationes

móviles

Fase fluida intersticial Fluido intersticial libremente móvil

Permite el movimiento del gas, nutrientes y

productos de desecho

ProteoglicanoAGRECAN

molécula proteína polisacárido

Colágeno tipo II ulatraestructura fibrosa dishomogéneamente distribuida

COMPONENTES EXTRACELULARES

Rigidez y fuerza tensil

Manufacturan, secretan, organizan y mantienen el componente orgánico de la MEC

COMPONENTE ESTRUCTURAL

Fase sólida porosa permeableComponente orgánico

CARTÍLAGO ARTICULARTejido altamente especializado

COMPONENTES CELULARES

Incrementa área de ditribución de la carga para disminuir las solicitaciones mantenidas por el contacto de sup. art.Proporciona una sup. de soporte de carga lisa resistente al desgaste – disminuye la fricción.

COMPONENTE DE FLUIDO

PROPIEDADES BIOMECANICASAnisotropía, viscoelasticidad,comportamiento de tumefacción

-capacidad de sopote de carga compresiva-

Sales inorgánicas

Otras proteínas

Estructura bifásica

INTERACCION ESTRUCTURAL Y FÍSICA ENTRE LOS COMPONENTES DEL

CARTILAGO

Las macromoléculas interactúan formando una matriz porosa-permeable compuesta por fibras reforzadas.

Poseen todas las características esenciales de un sólido que esta repleto de agua e Iones.

Capaz de resistir las altas solicitaciones y deformaciones.

CONCLUSIÓN

El cartílago articular , es un elemento fundamental en la mecánica de las articulaciones sinoviales y por lo tanto es nuestro deber saber ubicar y reconocer los diferentes elemento que lo componen , para posteriormente comprender su comportamiento con los distinto tipos de carga a las cuales se ve sometido.

BIBLIOGRAFIA-Biomecánica básica del Sistema Musculoesquelético , Margarita Nordin,Víctor H. Frankel, tercera edición, Mc Graw Hill.