La cartilagine articolare

La cartilagina articolare: fisiologia e funzione

Un articolo tecnico che approfondisce le particolarità di un tessuto molto nominato nello sport ma affatto semplice da capire nella sua complessità: la cartilagine articolare.

La cartilagine articolare ha uno dei più bassi coefficienti di attrito di qualsiasi sostanza nota, comprese quelle non biologiche.

La cartilagine articolare è una struttura avascolare; la sua nutrizione è garantita dal liquido sinoviale per diffusione.

Nella cartilagine articolare il rapporto tra matrice e cellule è molto elevato.

La matrice cartilaginea protegge i condrociti dalle difese immunitarie dell’ospite, rendendo la cartilagine, un tessuto utilizzabile come trapianto.

La matrice extra cellulare della cartilagine articolare è composta prettamente da collagene di tipo ||, dal proteogliacano aggrecano, dalle proteine non collageniche ed acqua.

La cartilagine articolare non è l’omogeneo tessuto che la maggior parte delle persone crede che sia. Una sua delle principali funzioni è fornire una superficie articolare liscia che abbia un coefficiente di frizione molto basso e distribuire efficientemente il carico. Le proprietà fisico chimiche caratteristiche del tessuto sono una conseguenza della composizione macromolecolare e della sua matrice extra cellulare. L’attività e la composizione cellulare nei diversi strati della cartilagine articolare sono variabili, per cui i condrociti e la matrice extra cellulare alla superficie del tessuto sono molto diversi da quello intermedio e profondo della cartilagine articolare. La composizione della matrice varia anche secondo il compartimento studiato. Per esempio, in qualsiasi zona, la regione pericellulare del tessuto ha una concentrazione diversa da quella della zona territoriale ed interterritoriale. L’età dell’individuo è il più importante fattore che influenza la struttura e la composizione del tessuto.
La figura che segue

composizione cartilagine mostra le proporzioni relative dei componenti della matrice della cartilagine articolare adulta. Vi è una grande quantità di acqua nel tessuto. Senza idratazione, le proprietà specifiche della cartilagine articolare sarebbero assenti. E’ anche ovvio che vi è una concentrazione molto elevata delle due più importanti componenti organiche, collagene e proteoglicani. Benché siano stati identificati vari tipi di collagene nella cartilagine, il tipo || è molto il più abbondante; esso è presente in tutto il tessuto. Tuttavia, vi sono delle differenze nella sua composizione e nell’organizzazione extra cellulare delle diverse zone e dei vari compartimenti (territoriale versus interterritoriale). Il collagene di tipo || fornisce alla cartilagine articolare le sue proprietà tensili. Controlla le proprietà di tumefazione e di imbibizione idrica della densità di cariche fisse associate ai proteoglicani (soprattutto l’aggrecano). La corretta organizzazione del collagene di tipo || è, quindi, vitale se la cartilagine deve funzionare perfettamente. Per esempio la sua concentrazione è molto alta nella zona superiore della cartilagine articolare, dove è depositato con disposizione parallela rispetto alla superficie del tessuto, mentre diminuisce gradualmente con la profondità, dove assume un’organizzazione perpendicolare alla superficie articolare.

Al contrario, il proteoglicano a carica negativa, l’aggrecano, conferisce alla cartilagine le sue proprietà di imbibizione idrica e la rende capace di resistere alle forze compressive. Anche l’aggrecano varia per concentrazione e struttura lungo i diversi strati del tessuto; è questa caratteristica che dà alla cartilagine articolare la potenzialità di rispondere rapidamente alle variazioni del carico applicato. Se la concentrazione dell’aggrecano fosse elevata lungo tutta la profondità della cartilagine articolare, si verrebbe a creare un confine acuto tra lo spazio sinoviale ed il tessuto al momento dell’applicazione del carico. Il tessuto non sarebbe, quindi, in grado di distribuire il carico e non riuscirebbe ad agire come un materiale efficiente dal punto di vista ingegneristico. L’attenzione si è contentata sulla famiglia dei proteoglicani a basso peso molecolare ricchi di leucina (decorina, biglicano, fibromodulina), soprattutto perché si sa che essi controllano lo sviluppo delle fibrille collagene di tipo ||, si legano ai fattori di crescita e vanno incontro ad estese modificazioni post-traslazionali che sono state associate allo sviluppo della patologia articolare. Per esempio, alcuni ricercatori, hanno dimostrato che vi è una diminuzione della concentrazione di queste molecole negli ultimi stadi dell’osteoartrosi ed anche che l’aumento correlato all’età della comparsa delle forme non glicosilate delle molecole non era stato osservato nei tessuti malati. Questi dati sono compatibili con un aumento dell’attività biosintetica dei condrociti.

Sebbene si sappia poco della struttura e dell’organizzazione extracellulare delle proteine non collageniche della matrice della cartilagine articolare, le sostanze che sono state caratterizzate si sono dimostrate più utili come “marker”del turnover tessutale. Per esempio, la fibronectina facilita un certo numero di interazioni cellula – cellula e cellula – matrice.
I frammenti generati durante il turnover della fibronectina possono anche attivate il turnover della cartilagine. A questo riguardo è interessante che la concentrazione di fibronectina nella cartilagine osteoartrosica sia elevata. Sono state sudiate altre proteine non collageniche della matrice; molte di loro mostrano una distribuzione variabile con l’invecchiamento e una distribuzione compartimentale. Una proteina quale la proteina dello strato cartilagineo intermedio è così chiamata perché si riscontra soprattutto negli strati intermedi della cartilagine articolare degli adulti. Similmente la proteina oligomerica della matrice cartilaginea modifica la propria concentrazione tessutale con l’avanzare dell’età e la sua localizzazione pericellulare o intercellulare. Si sa pochissimo tra l’interazione che intercorrono tra queste ultime due proteine e gli altri componenti della matrice, ma la piccola quantità di informazioni che è disponibile le ha implicate nella formazione della rete di collagene di tipo ||. Molte altre proteine sono presenti nella cartilagine articolare, alcune delle quali sono note solo per il peso molecolare. L’importanza di queste componenti plasmatiche nella formazione di una rete stabile di collagene è a tutt’oggi sconosciuta.

Grazie per l'attenzione Staff Myspecialtraine.com