Refacerea cartilajului articular

Autor: Cardoneanu Ancuța-Mihaela, student medicină

Cartilajul articular este un țesut conjunctiv înalt specializat ce acoperă suprafața articulațiilor diartrodiale, cu rolul de a diminua coeficientul de fricțiune articulară alături de lichidul sinovial, oferind rezistență împotriva forțelor care acționează la acest nivel. Leziunile carilajului articular pot apărea în cadrul unor afecțiuni inflamatorii, degenerative, metabolice sau traumatice. (5, 6, 10)

Noțiuni de histologie

Cartilajul articular este un cartilaj hialin, cu o grosime de 2-4mm, avascular și fără inervație, acoperit la exterior de pericondru.

Macroscopic, cartilajul hialin este un țesut de culoare alb-abăstruie, omogen. Microscopic, este format din matrice extracelulară (70-80% apă și 20-30% colagen, proteoglicani și alte proteine și glicoproteine) și celule cartilaginoase (celule condrogene, condroblaste, condrocite).

Numărul, dimensiunea și forma condrocitelor variază în funcție de zona cartilajului articular:

Zona superficială (zona tangențială) reprezintă 10-20% din grosimea cartilajului articular și are rolul de protecție a zonelor mai profunde de forțele de forfecare, prin dispoziția paralelă a fibrelor de colagen cu suprafața articulară și prin forma aplatizată a condrocitelor. Această zonă vine în contact cu lichidul sinovial, iar integritatea acesteia este esențială pentru protecția celorlalte straturi.
Zona mijlocie (de tranziție) reprezintă 40-60% din grosimea cartilajului și conține fibre groase de colagen dispuse oblic, iar condrocitele sunt rare și sferice.
Zona profundă (zona radiata) reprezintă 30% și este cea mai rezistentă la forțele compresive datorită fibrelor de colagen groase dispuse perpendicular pe suprafața articulară, a cantității crescute de proteoglicani și a concentrației scăzute de apă.
Zona calcifiată are rolul de a ancora fibrele de colagen de osul subcondral.

Nutriția cartilajului articular este realizată prin difuziune de la lichidul sinovial. Fiind un țesut avascular, metabolismul condrocitelor este anaerob. Aceste celule sunt responsabile de producerea, organizarea și menținerea matricei extracelulare. Activitatea metabolică a acestor celule poate fi afectată de o multitudine de factori. (5, 6, 8, 9, 10)

Sinteza și degradarea cartilajului articular

Factorii care favorizează sinteza cartilajului articular sunt stimulați de mișcarea articulară, care modifică activitatea condrocitelor și favorizează remodelarea tisulară. Încărcarea articulară determină modificări ale mediului intracelular al condrocitelor, cu apariția unor semnale mecanice, electrice și fizico-chimice care au rol în reglarea turn-overului celular, cu înlocuirea continuă a elementelor matriceale degradate. În opoziție, imobilizarea articulară inhibă turn-overul celular. Efectele catabolice și anabolice sunt mediate de diverse citokine, care pot acționa în mod sinergic sau aditiv.

Factorii care stimulează sinteza cartilajului articular sunt factorii și hormonii de creștere, iar cei care împiedică degradarea acestuia sunt TIMP (tissue inhibitor metalloproteinases), plasmina și kalikreina. Factorii care inhibă sinteza cartilajului articular sunt IL-1 (interleukina 1), interferonul gamma, TNF alfa (factor de necroză tumorală alfa), glucocorticoizii, iar cei care stimulează degradarea acestuia sunt radicalii liberi de oxigen, prostaglandinele, enzimele proteolitice (colagenaza, proteoglicanaza), interferonul gamma și TNF alfa.

Odată cu înaintarea în vârstă au loc alterări ale compoziției matricei extracelulare (modificări ale pH-ului, ale presiunii osmotice, ale ratei de sinteză și ale tipurilor de proteoglicani produși), alterarea rețelei de colagen, scăderea capacității condrocitelor de a răspunde la diverși stimuli, scăderea numărului de celule intacte și creșterea numărului de celule cu dimensiuni mici bogate în keratan-sulfat. Ca urmare a pierderii de proteoglicani și colagen, micromediul pericelular se expandează și stimulează proliferarea condrocitelor, dar acesta este depășită de activitatea enzimelor proteolitice, rezultând degradarea cartilajului articular. (5, 6, 8, 9, 10)

Refacerea cartilajului articular

Metode chirurgicale

Metodele chirurgicale urmăresc mai multe aspecte.

Unele proceduri chirurgicale urmăresc modificarea factorilor mecanici implicați în degradarea cartilajului articular, precum reducerea unei fracturi intraarticulare, osteotomii de corecție, reconstrucții ligamentare, cu rolul de a îmbunătăți stabilitatea articulară și de a reduce factorii de stres mecanic implicați în leziunile cartilajului articular.

Alte metode chirurgicale urmăresc crearea unor canale între cartilajul lezat și canalul medular al osului prin microfracturare, abraziune sau drilling, astfel încât celulele medulare stromale multipotente să poată migra spre cartilajul articular. Această metodă este utilă doar pentru defectele mici și are rezultate pe termen scurt, întrucât celulele tind să se diferențieze către formarea de fibrocartilaj mai degrabă decât de cartilaj hialin.

O altă metodă chirurgicală implică înlocuirea cartilajului articular pierdut cu allogrefă osteocondrală sau transplant autolog de cartilaj (mozaicoplastie). (2, 5, 7, 8, 9)

Medicamentele modificatoare de boală pentru tratamentul osteoartritei controlează metabolismul condrocitelor și căile implicate în degradarea matricei extracelulare, incluzând agenți anti-apoptotici, inhibitori de caspaze, glucozamine, risendronat, doxiciclină, factori de creștere, PRP (platelet rich plasma), inhibitori de ciclooxigenază, condroitin-sulfat, rezultatele obținute fiind mixte, cu puține dovezi asupra eficienței acestora. (2, 3, 9)

Injecții intraarticulare

Injecțiile intraarticulare pot fi făcute cu corticosteroizi, acid hialuronic sau plasmă autologă bogată în trombocite.

Injecțiile intraarticulare cu corticosteroizi pot fi folosite pentru reducerea artralgiilor la pacienții cu osteoartrită. Efectele benefice se obțin la doze mici de corticosteroizi, dozele mari putând duce la liza condrocitelor și leziuni ale cartilajului articular.

Injecțiile cu acid hialuronic sunt folosite în cadrul terapiei de vâscosuplimentare, ce se bazează pe conceptul conform căruia în osteoartrită nivelul acidului hialuronic din lichidul sinovial este redus și are o greutate moleculară mai mică decât în mod normal.

Injecțiile cu plasmă bogată în trombocite (PRP- platelet-rich plasma) au rolul de a activa o varietate de căi de semnalizare ce duc la accelerarea reparării tisulare. (1, 2, 7, 9)

Implantarea autologă de condrocite (ACI) implică recoltarea de piese mici de țesut cartilaginos și periostal de la pacient urmată de expansiunea condrocitelor în laborator și ulterior injectarea acestora în zonele de cartilaj lezat. Spre deosebire de microfracturare sau mozaicoplastie, ACI permite repararea unor defecte mai mari. O altă procedură asemănătoare este MACI (matrix-induces autologous chondrocyte implantation), ce implică însămânțarea condrocitelor expansionate pe o membrană de colagen ce imită matricea extracelulară, urmată de implantarea acesteia. (3, 4, 7, 9)

Regenerarea cartilajului articular cu ajutorul celulelor stem

Regenerarea cartilajului articular cu ajutorul celulelor stem cuprinde mai multe metode.

Se pot folosi celule stem mezenchimale din diferite surse (măduvă osoasă, țesut adipos, membrană sinovială, mușchi) ce se vor diferenția spre celule cartilaginoase, dar adesea după implantare se formează țesut fibrocartilaginos cu o rezistență scăzută în timp.

Celulele stem embrionare pot fi cultivate astfel încât să se diferențieze spre condrocite, dar există impedimente legate de recoltarea celulelor stem embrionare, rejecția imună și riscul de formare a teratoamelor.

Celulele stem pluripotente induse reprezintă o sursă nouă de celule stem obținute in vitro prin reprogramarea celulelor somatice să intre într-o stare asemănătoare celulelor stem pluripotente embrionare, evitând astfel impedimentele legate de folosirea acestora.

Celulele stem/progenitoare condrogenice din zona superficială reprezintă o altă direcție de reparare a leziunilor cartilajului articular, aflată în studiu. (2, 3, 4, 7, 9)

Restabilirea mediului intraarticular normal

Regenerarea cartilajului articular cu ajutorul celulelor stem cuprinde mai multe metode.

În primul rând, reducerea coeficientului de fricțiune dintre suprafețele articulare acoperite de cartilaj se poate realiza prin injectarea de molecule ce mimează lubricina (mLub) în stadiile intițiale ale osteoartritei pentru a preveni sau încetini evoluția acesteia sau prin stimularea exprimării lubricinei cu factori de creștere.

Un alt aspect este reprezentat de stimularea diferențierii condrocitare și a producerii de matrice extracelulară prin stimulare mecanică și hipoxie intraarticulară. (2, 3, 5)

Suplimente pentru cartilajul articular

Suplimentele pot fi folosite pentru a reduce impactul leziunilor cartilajului articular, pentru a ameliora durerea, a îmbunătăți funcționalitatea articulară și a întârzia evoluția leziunilor.

Astfel, se pot folosi combinații de condroitin sulfat și glucozamină sulfat, efectele începând să apară după minimum o lună de tratament. Condroitin sulfatul este e componentă structurală importantă a cartilajului articular ce oferă rezistență la compresie, iar glucozamina este un compus cristalin găsit în lichidul sinovial. Studiile arată că folosirea acestei combinații este eficientă pentru reducerea durerii din cadrul osteoartritei și întârzierea evoluției bolii, fără efecte adverse semnificative.

Suplimentele de ulei de pește pot diminua leziunile cartilajului articular prin efectul antiinflamator.
Administrarea de metionină în asociere cu acid folic și vitamina B poate stimula regenerarea cartilajului articular prin inhibarea enzimelor ce degradează cartilajul și stimularea formării de antioxidanți, dar are anumite contraindicații (ex. Boli psihiatrice).
Uleiurile nesaponificate de soia și avocado stimulează sinteza de colagen și agregan, reduc durerea și ameliorează funcția articulară.
Turmericul are efect antiinflamator și are efect condroprotector, dar se administrează cu precauție la pacienții cu tratament antiagregant sau anticoagulant.
Vitamina C stimulează sinteza colagenului și are efect antioxidant. Studiile arată o reducere a riscului de progresie a osteoartritei după administrarea unor doze moderate de vitamina C. (7, 11, 12)

Data actualizare: 04-02-2020 | creare: 04-02-2020 | Vizite: 3964

Bibliografie

1. C.J. Moran et al. Restoration of Articular Cartilage, 2014. Link: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24553893
2. E.V. Medvedeva et al. Repair of Damaged Articular Cartilage: Current Approaches and Future Directions, 2018. Link: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6122081/
3. K.E. Wilk, M. Reinold. Rehabilitation After Articular Cartilage Procedures. Link: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780323329033000330
4. H.J. Silvers, K. Hambly. Postoperative Cartilage Repair Rehabilitation, 2010. Link: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9781437708783100245
5. Articular cartilage repair: basic science and clinical progress. A review of the current status and prospects. E. B. Hunziker, 2002. Link: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1063458402908010
6. A. J. Fox, A. BEdi, S. Rodeo. The Basic Science of Articular Cartilage: Structure, Composition, and Function, 2009. Link: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3445147/
7. J.A. Freedman. Articular Carilage Restoration. Link: https://www.researchgate.net/publication/327002019_Repair_of_Damaged_Articular_Cartilage_Current_Approaches_and_Future_Directions
8. S. Lepage. Beyond cartilage repair: the role of the osteochondral unit in joint health and disease. Link: https://www.liebertpub.com/doi/full/10.1089/ten.teb.2018.0122
9. I. Bohacek et al. Articular cartilage repair techniques exploiting intrinsic healing capacity – which one is the best?; Periodicum Biologurum, vol 117, 2015
10. M. Huber et al. Anatomy, biochemistry and psysiology of articular cartilage. Investigative Radiology, vol. 35, 2000
11. S. Vasudeva et al. Nutritional Supplementation and Nutraceuticals as Used in the Treatment of Osteoarthritis and their Ability to Alter Mechanical Properties of Cartilage, 2017. Link: https://www.ecronicon.com/ecnu/pdf/ECNU-09-00290.pdf
12. Y. Wang et al. The effect of nutritional supplements on osteoarthritis, 2004. Link: https://www.researchgate.net/publication/8326783_The_effect_of_nutritional_supplements_on_osteoarthritis

Copyright ROmedic: Articolul se află sub protecția drepturilor de autor. Reproducerea, chiar și parțială, este interzisă!

Din Ghidul de sănătate v-ar putea interesa și:

Cartilajul

Cartilajul este un tesut conjunctiv, rigid si elastic in acelasi timp, foarte bogat in apa si destul de sarac in ce...

Hidrogel pe bază de Kevlar reconstituie magia cartilajului natural

Cartilajul uman este constituit în proporție de 80% din apă și totuși rezistă unora dintre cele mai mari for�...

Câmpul magnetic și hidrogelurile ar putea fi utilizate pentru creșterea de cartilaj nou

Potrivit unui studiu, magneții ar putea fi utilizați în locul materialelor sintetice pentru aranjarea celulelor ...

Piezoelectricitatea: secretul refacerii cartilajelor afectate de leziuni sau boli

Proprietățile unice ale țesutului cartilajului, explorate în cadrul unui nou studiu

Cartilaj artificial creat cu ajutorul imprimantei 3D

Forumul ROmedic - întrebări și răspunsuri medicale:

Pe forum găsiți peste 500.000 de întrebări și răspunsuri despre boli sau alte subiecte medicale. Aveți o întrebare? Primiți răspunsuri gratuite de la medici.

intră pe forum